牛頓第二定律解連接體問題

牛頓第二定律解連接體問題牛頓第二定律解連接體問題牛頓第二定律解連接體問題資料僅供參考文件編號：2022年4月牛頓第二定律解連接體問題版本號：A修改號：1頁次：1.0審核：批準:發(fā)布日期：牛頓第二定律解連接體問題關(guān)鍵字：牛頓第二定律連接體加速度整體法隔離法摘要：連接體是應(yīng)用牛頓第二定律解決的典型問題之一，利用整體法與隔離法以加速度作為橋梁，解決有關(guān)力和運動的問題。牛頓第二定律是高中物理中重要的定律之一，他揭示了運動與受力的內(nèi)在聯(lián)系。連接體系統(tǒng)是我們在生活中常見的模型，它的主要特征是組成系統(tǒng)的各個物體具有相同的加速度。應(yīng)用牛頓第二定律，可以在已知外力的情況下，求相互作用力；或是已知內(nèi)力的情況下求外力的大小。一、連接體概述相互連接并且有共同的加速度的兩個或多個物體組成的系統(tǒng)可以看作連接體。如下圖所示：F圖2F圖2F圖1θθ圖4θθ圖3還有各種不同形式的連接體的模型圖，不一一描述。只以常見的模型為例。二、問題分類1.已知外力求內(nèi)力（先整體后隔離）如果已知連接體在合外力的作用下一起運動，可以先把連接體系統(tǒng)作為一個整體，根據(jù)牛頓第二定律求出他們共同的加速度；再隔離其中的一個物體，求相互作用力。2.已知內(nèi)力求外力（先隔離后整體）如果已知連接體物體間的相互作用力，可以先隔離其中一個物體，根據(jù)牛頓第二定律求出他們共同的加速度；再把連接體系統(tǒng)看成一個整體，求解外力的大小。三、典型例題（以圖1模型為例）mm1m2F【例題1】如上圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物塊放在光滑的水平面上，中間用細繩相連，在F拉力的作用下一起向右做勻加速運動，求中間細繩的拉力為多大解析：兩個物塊組成連接體系統(tǒng)，具有共同的加速度，把他們看作整體，根據(jù)牛頓第二定律可得：解得：加速度再隔離后面的物塊m1，它受重力G、支持力N和拉力T三個力作用，根據(jù)牛頓第二定律可得：帶入可得：m1Fm2【例題2】如圖所示，質(zhì)量分別為mm1Fm2解析：兩個物塊具有共同的加速度，把他們看作整體，根據(jù)牛頓第二定律可得：解得：加速度再隔離后面的物塊m1，它受重力G、和拉力T兩個力作用，根據(jù)牛頓第二定律可得：帶入可得：由以上兩個例題可得：對于在已知外力求內(nèi)力的連接體問題中，系統(tǒng)中各物體的內(nèi)力是按照質(zhì)量關(guān)系分配牽引力的。只與連接體系統(tǒng)的質(zhì)量和牽引力有關(guān)，與系統(tǒng)的加速度a、摩擦因數(shù)μ、斜面傾角θ無關(guān)。即：（此結(jié)論經(jīng)常用到，可背過）四、結(jié)論拓展【1】如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物塊放在摩擦因數(shù)為μ的水平面上，中間用細繩相連，在F拉力的作用下一起向右做勻加速運動，求中間細繩的拉力為多大mm1m2F【2】如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物塊放在傾角為θ的光滑斜面上，中間用細繩相連，在F拉力的作用下一起向右做勻加速運動，求中間細繩的拉力為多大θθm1m2Fθm1m2F【3】如圖所示，質(zhì)量分別為m1、m2的兩個物塊放在傾角為θm1m2F【4】如圖所示，質(zhì)量都為m的兩個物塊并排放在光滑的水平面上，在F1、F2（）推力的共同作用下一起向右做勻加速運動，求物塊間的相互作用力為多大mmmF1F2【5】如圖所示，