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专题讨论:动力学的连接体问题


• 隔离法:对系统中某个物体或某部分分 析求解的方法。 求物体(或各个部分)之间的相互作 用力时,必须把各个物体(或各个部分) 隔离出来,根据各个物体(或各个部分) 的受力情况,画出隔离体的受力图,列 出牛顿第二定律方程。 • 选用原则:研究系统内部各物体之间的 相互作用力
三、解题步骤:
1.选取研究对象(一个物体或几个 物体组成的系统)
【例六】如图所示,在水平桌面上有三个质 量均为m的物体A、B、C叠放在一起,水平拉 力F作用在物体B上,使三个物体一起向右运 动,请确定:(1)当三个物体一起向右匀速 运动时,A与B、B与c、C与桌面之间的摩擦 力大小;(2)当三个物体一起向右以加速度a 匀加速运动时,A与B、B与C、C与桌面之间 的摩擦力大小。
【例二】如图,A与B,B与地面的动摩擦因 数都是μ,物体A和B相对静止,在拉力F作 用向右做匀加速运动,A、B的质量相等,都 是m,求物体A受到的摩擦力。
【例三】物体B放在物体A上,A、B的上下表面均 与斜面平行(如图),当两者以相同的初速度靠惯性沿光 滑固定斜面C向上做匀减速运动时 ( C ) A.A受到B的摩擦力沿斜面方向向上 B.A受到B的摩擦力沿斜面方向向下 C.A、B之间的摩擦力为零 D.A、B之间是否存在摩擦力取决于A、F B表面的性质 y
第三章 牛顿运动定律
一、连结体问题
在研究力和运动的关系时,涉 及到相互联系的物体之间的相互作 用,这类问题称为“连结体问题”。 连结体一般是指由两个或两 个以上有一定联系的物体构成的 系统。
二、解题方法:整体法和隔离法
• 整体法:对几个接触或轻绳连接、轻杆 连接、轻弹簧的物体整个系统分析求解 的方法。 • 当物体间相对静止,具有共同的加 速度时,可以把它们作为一个整体,分 析整体所受的外力,列出整体的牛顿第 二定律方程。 • 选用原则:研究系统外的物体对系统整 体的作用力或系统整体的的楔形木块,静 止在水平桌面上,与桌面的动摩擦因素为μ,一 物块质量为m,置于楔形木块的斜面上,物块 与斜面的接触是光滑的,为了保持物块相对斜 面静止,可用一水平力F推楔形木块,如图所 示,此水平力的大小等于 .
答案: (m+M)g(μ+ tanθ)
θ
解:对物块分析,物块相对斜面静止,只能有 向左的加速度,所以合力一定向左,受力如图 由牛顿运动定律得
2.受力分析和运动状态分析,画出 受力的示意图,标明速度方向和 加速度方向 3.建立直角坐标系,(一般选择加 速度方向为X轴正方向),根据牛顿 定律、运动公式列方程求解
五、典型例题
【例一】如图所示,A、B两物体的质量分别 为mA和mB,在水平力Fl和F2的作用下,向右 做匀加速直线运动。设两物体与水平面间的 动摩擦因数均为μ,求A、B间的压力。
mg tan θ=ma
得 a=gtan θ 对整体分析,受力如图,同理有 F – f = (m+M)a N2 -(m+M)g=0 f= μN2 ∴F=f+(m+M)a= (m+M)g(μ +tan θ)
F
θ θ
N1
mg
N2
f
(M+m)g
【例五】如图,ml=2kg,m2=6kg,不计 摩擦和滑轮的质量,求拉物体ml的细线 的拉力和悬吊滑轮的细线的拉力。
N
x
θ
(mA+mB)g
解:对A、B整体,由牛顿第二定律得,
(mA mB ) g sin (mA mB )a , a g sin ,
假设B受摩擦力如图所示,则对B,由牛顿第二 定律得, y
mB g sin f AB mB a , f AB 0 ,
FAB
fAB
x
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