第4.5节 牛顿运动定律的应用（2）：综合应用（教师版） 2024-2025学年高一物理同步学与练（沪科版2020上海必修第一册）.pdf

第四章牛顿运动定律

第4.5节牛顿运动定律应用（2）：综合应用

①已知物体的受力情况，求物体的运动情况；

课程标准②已知物体的运动情况，求物体的受力情况；

③掌握应用牛顿运动定律解决常见类型问题的基本思路和方法。

物理观念：掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法；

科学思维：能结合物体的运动情况对物体的受力情况进行分析；

物理素养

科学探究：能根据物体的受力情况推导物体的运动情况；

科学态度与责任：会用牛顿运动定律和运动学公式解决简单的力学问题。

一．连接体

1.两个或两个以上存在相互作用或有一定关联的物体系统称为连接体。

比如一个物体叠放在里一个物体上面，或通过细绳、弹簧连接在一起。

2.外力和内力

以连接体系统为研究对象，受到系统之外的物体的作用力，称为外力；连接体之间的作用力称为内力。

3.解连接体问题的基本方法

(1)整体法：把两个或两个以上相互连接的物体看成一个整体，此时不必考虑物体之间的作用内力。

(2)隔离法：当求物体之间的作用力时，就需要将各个物体隔离出来单独分析。

(3)隔离法选取受力少的物体研究简单．求内力时，必须用隔离法．求整体的加速度可用整体法。

(4)解决实际问题时，将隔离法和整体法交叉使用，有分有合，灵活处理。

二、板块模型

1.指上、下叠放两个物体，在摩擦力的相互作用下两物体发生相对滑动。

2.解题思路

(1)分析受力情况，判断摩擦力的方向，根据牛顿第二定律分别求出滑块和滑板的加速度。

(2)分析运动情况，通常包含分解成不同子过程，并注意达到共速的状态。

(3)找出滑块和滑板之间的位移关系或速度关系，建立方程。

3.两种位移关系

(1)滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长。

(2)滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中，若滑块和滑板反向运动，位移之和等于板长。

(3)特别注意滑块和滑板的位移都是相对地的位移。

三、传送带

1.水平传送带问题

滑块在水平传送带上运动常见的三个情景

2.倾斜传送带问题

假设法，先假设滑块与滑板相对静止，然后根据牛顿第二定律求出滑块与滑板之间的摩擦力，再讨论滑

块与滑板之间的摩擦力是不是大于最大静摩擦力。

四、等时圆

1.小球从圆的顶端沿光滑弦轨道静止滑下，滑到弦轨道与圆的交点的时间相等。（如图a）

图a图b图c

2.小球从圆上的各个位置沿光滑弦轨道静止滑下，滑到圆的底端的时间相等。（如图b）

3.沿不同的弦轨道运动的时间相等，都等于小球沿竖直直径（d）自由落体的时间，即

2d4RR

t02（式中R为圆的半径。）

ggg

即沿各条弦运动具有等时性，运动时间与弦的倾角、长短无关。

4.两个等时圆的连接，如图c，因为在上下两个圆中的时间都相等，所以总时间也相等。

【题型01】用整体法和隔离法解决连接体问题

例1.如图所示，两木块的质量M是m的二倍，水平面光滑，当用水平力F分别推m和M时，两物体之间

弹力之比N1：N2应为（）

A．1：1B．1：2C．2：1D．3：1

【答案】C

【解析】当用水平力F推m时，根据牛顿第二定律得：

FMF

对整体：a＝对M：N1＝Ma＝

M+mM+m

当用水平力F推M时，根据牛顿第二定律得：

FmF

对整体：a＝对m：N2＝ma＝