教师提高版秋季第讲尖子.docx

第10讲牛顿定律 的应用（2） 1连接体问题（后篇） 知识点睛 研究由滑轮系统和轻绳连接在一起的两个物体 A、B。由于轻绳质量不计，我们 只选A、B作为研究对象。通常它们的加速度方向不同，作用在其上的张力也不是反 向的。所以A与B并非通常意义上的整体。 然而由于轻绳的制约， 加速度a与张力T的大小都必然相等！ !!抓住这个特点就能 把隔离A、B所列写的牛顿定律顺利地联系起来，解决问题 ~ 例题精讲 例题说明：例1联系验证牛二律实验，解题的同时也解释了实验的原理与注意点。例 2、3是竖直滑轮 模型，其中例3问题设置略微灵活。例 4是斜面上的绳连接体，受力情况进一步复杂。 【例1】 占*在验证牛顿第二定律实验中，重物 A和小车B的重力分 别为Ga和Gb，用跨过定滑轮的细线将它们连接起来，如图 所示，不计一切摩擦。则细线对小车 B的拉力T的大小是 A . T =GA B . T ：：： GA C. T Ga D .当 Gb ? Ga 时，T :“Ga 【答案】BD 【例2】 如图1所示，一轻绳跨过定滑轮， 两端各悬挂一个质量皆相等的木 块，呈平衡状态。现将右端的一个木块取下。 改挂至左端。如图2所示, 若摩擦力不计，则绳上张力变为原来平衡状态时的 图1 图2 【答案】D 【例3】 料如图所示，P、Q为记录重物A运动情况的两个光电门。 A、B为两重物, 用跨过滑轮的细线连接，其中 叫=2kg，细线、滑轮质量以及摩擦均可不计。 为了保证无论 B物体质量多大，实验都能顺利进行，该同学应选用抗拉能力至 少是多大的绳索（L ）来悬挂滑轮？ （ g =：10m/s2） A . 150N B. 80N C. 40N D. 20N 【答案】B 【例4】 二质量分别为 m和m2的两个小物块用轻绳连接，轻绳跨过位于倾角 30的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的摩擦不计，斜面固定在水平桌面上。如图所示，第一次， m悬空，m2放在斜面 上，用t表示m2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间。 第二次，将 mi和m2位置互换，使 m,悬空，m’放在斜面上，发现 m 自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为 -，求：g与 3 m2之比。 【答案】11:19 10.2临界问题 我们介绍了连接体的处理方法整体法 ——把几个物体视为一个整体来处理。然而在实际问题 中几个物体能否实现同步运动却常常是有条件的。物体同步运动与物体间发生相对运动的“转折点” 就是我们即将学习的临界状态。 我们介绍了连接体的处理方法 1.临界条件 由于临界状态处于两种物理状态之间，所以它常常包含着这两种状态的（可调和的）全部的性质。 具体来说： ⑴ 摩擦临界：当由静摩擦力连接的两个物体即将发生相对滑动 时： ①物体仍保持相对静止（二物共速） ②物体间静摩擦力f静二f静 max - %N ⑵ 弹力临界：当相互接触的两个物体即将分离 时: 物体仍保持接触（二物共速） 物体间弹力N =0 ⑶ 张力临界：当连接两个物体的轻绳即将松弛 时: 轻绳仍然伸直（二物沿绳方向分速度相同） 轻绳上的张力T =0 2 ?动力学问题涉及临界问题时的处理方法 ⑴识别临界陷阱一一发现题目涉及“临界问题” 许多临界问题，题干中常用“恰好”、“刚好”、“最大”、“至少”……等词语对临界状态给出了 明确的暗示，审题时一定要抓住这些特定的词语发现问题中隐含的临界陷阱。 PS:某些较难的题目甚至可能没有任何征兆，这需要同学们仔细甄别。 ⑵确定临界状态一一利用“临界条件”明确情境 利用前文讲授的“临界条件”，在正式解题之前，应先计算出临界状态中的其它物理量 （加速度、 牵引力等）的数值，和条件比对，以确定问题对应的物理情境。 PS:某些较难的题目可能没有足够的已知条件去确定问题情境，这表示问题将涉及分类讨论。 ⑶ 在确定好的物理情境中列式计算 例题精讲 例题说明：例5、6是摩擦临界问题，其中例 5可以作为引入，使学生发现临界问题，例 6可以让学生 练习。例7—9涉及弹力临界。例10、11是张力临界问题，其中例 10作为例9的变式引出问题，例11 12涉及竖直弹簧分离。 12涉及竖直弹簧分离。 【例5】 比如图所示，两物体叠放在光滑水平面上，二物间动摩擦因数 聊 7777777777777777777777777^为卩=0.2，已知它们的质量 m =6kg , M =2kg，力 聊 7777777777777777777777777^ m上（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力， g =10m/s2），求： ⑴ 当F =16N时，求B物体受到的摩擦力大小； ⑵ 当F =50N时，求B受到的摩擦力大小？ 【答案】 临界时：f静=12N , aC =6m/s , FC =48N ⑴m、M相对静止f静 =4N ⑵m、M