沿斜面方向有:Mgsinθ-f1=0
对人进行受力分析,如图乙所示
mgsinθ+f1′=ma人(a人为人相对斜面的加速度)f1=f1′
M+mgsinθ,方向沿斜面向下。 m解得a人=
(2)为了使人与斜面保持相对静止,必须满足人在木板上所受合力为零,所以木板施于人的摩擦力应沿斜面向上,故人相对木板向上跑,木板相对斜面向下滑,但人相对斜面静止不动。设木板相对斜面的加速度为a木
,现分别对木板和人进行受力分析如图丙、丁,则:
对木板:Mgsinθ+f2′=Ma木
对人:mgsinθ=f2
f2=f2′
解得a木=
M+mgsinθ,方向沿斜面向下,即人相对木板向上加速跑M动,而木板沿斜面向下滑动,此时人相对斜面静止不动。
【解题法】 加速度不同的连接
体问题处理方法
(1)若系统内各个物体的加速度不同,一般应采用隔离法。以各个物体分别作为研究对象,对每个研究对象进行受力和运动情况分析,分别应用牛顿第二定律建立方程,并注意应用各个物体的相互作用关系,联立求解。
(2)对某些加速度不同的连接体问题,也可以运用“类整体法”列方程求解
设系统内有几个物体,这几个物体的质量分别为m1、m2、m3、…,加速度分别为a1、a2、a3、…,这个系统的合外力为F合,则这个系统的牛顿第二定律的表达式为F合=m1a1+m2a2+m3a3+…,其正交分解表达式为
Fx合=m1a1x+m2a2x+m3a3x+… Fy合=m1a1y+m2a2y+m3a3y+…
命题法3 临界(极值)类问题
典例3 如图所示,一质量m=0.4 kg的小物块,以v0=2 m/s的初速度,在与斜面成某一夹角的拉力F作用下,沿斜面向上做匀加速运动,经t=2 s的时间物块由A点运动到B点,A、B之间的距离L=10 m。已3
知斜面倾角θ=30°,物块与斜面之间的动摩擦因数μ=。重力加速3
度g取10 m/s。
2
(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。
(2)拉力F与斜面夹角多大时,拉力F最小?拉力F的最小值是多少?
[答案] (1)3 m/s2 8 m/s (2)30°
133
N 5
[解析] (1)设物块加速度的大小为a,到达B点时速度的大小为v,由运动学公式得
L=v0t+at2①
12
v=v0+at②
联立①②式,代入数据得
a=3 m/s2③ v=8 m/s④
(2)设物块所受支持力为FN,所受摩擦力为Ff,拉力与斜面间的夹角为α,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得
Fcosα-mgsinθ-Ff=ma⑤ Fsinα+FN-mgcosθ=0⑥
又Ff=μFN⑦
联立⑤⑥⑦式得
F=
mg?sinθ+μcosθ?+ma⑧
cosα+μsinα由数学知识得
届一轮复习 连接体问题 教案
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