專題-連接體問題

1、專題專題-連接體問題連接體問題專題-連接體問題連接體專題本質(zhì)：物體之間的相互作用力2.按連接體中各物體的運動a.有共同加速度的連接體問題基本方法：整體法求加速度再隔離分析專題-連接體問題b.有不同加速度的連接體問題一個靜止一個加速兩個均加速,但加速度不等 系統(tǒng)所受的合外力等于系統(tǒng)內(nèi)各物體的質(zhì)量與加速度乘積的矢量和。即：F = m1a1 + m2a2 + m3a3 + 其分量表達式為: Fx=m1a1x+ m2a2x+ m3a3x+ Fy=m1a1y+ m2a2y+ m3a3y+ 專題-連接體問題二.連接體問題的常見模型1.按連接的形式a.依靠繩子或彈簧的彈力相連接FABABa專題-連接體問題b

2、.依靠相互的擠壓（壓力）相聯(lián)系m1m2m1m2m1m2FFc.依靠摩擦相聯(lián)系（疊加體）實際中的連接體都是上述三種典型方式的組合F FM1 1M2m1m2Fm1m2F專題-連接體問題A A: : T=Ma T=MaB B：mg-T=mamg-T=mamgMm11mgmTMMmgTmM時，ABmMC.模型討論：對A、B分別受力分析專題-連接體問題例1. 物體A和B的質(zhì)量分別為1.0kg和2.0kg，用F=12N的水平力推動A，使A和B一起沿著水平面運動，A和B與水平面間的動摩擦因數(shù)均為0.2，求A對B的彈力。（g取10m/s2） ABF解：對AB整體，根據(jù)牛頓第二定律對B物體amgmFBBAB因此

3、A對B的彈力NFmmmFBABAB8ammgmmFBABA)()(重要推論：兩個物體通過繩子或直接接觸構(gòu)成連接體，兩個物體間的相互作用力與在水平面和斜面上運動無關(guān)，也與存在不存在摩擦力無關(guān)。專題-連接體問題1 23nF解：根據(jù)牛頓第二定律整體的加速度nmFa 作用在每個小立方體上的合力nFmaF0以從第4個立方體到第n個立方體的n-3個立方體組成的系統(tǒng)為研究對象，則第3個立方體對第4個立方體的作用力nFnmanF)3()3(34靈活選擇研究對象，整體法和隔離法相結(jié)合；根據(jù)力產(chǎn)生的效果（加速度）進行受力分析是高中物理重點掌握的受力分析的方法專題-連接體問題FmmmN212專題-連接體問題例2.（

4、2009年安徽理綜卷22）在2008年北京殘奧會開幕式上，運動員手拉繩索向上攀登，最終點燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運動員堅忍不拔的意志和自強不息的精神 。為了探究上升過程中運動員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化。一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運動員拉住。如圖所示。設(shè)運動員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計定滑輪與繩子間的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。當運動員與吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升時，試求：（1）運動員豎直向下拉繩的力；（2）運動員對吊椅的壓力。專題-連接體問題解析：(1）設(shè)運動員受到繩向上的拉力為F，由于跨過定滑輪的兩段繩子

5、拉力相等，吊椅受到繩的拉力也是F。對運動員和吊椅整體進行受力分析如圖所示，則有：由牛頓第三定律，運動員豎直向下拉繩的力（2）設(shè)吊椅對運動員的支持力為FN，對運動員進行受力分析如圖所示，則有：由牛頓第三定律，運動員對吊椅豎直向下的壓力(m人+m椅)gFFaammgmmF)()(2椅人椅人NF440NF440m人gFNFaamgmFFN人人NFN275NFN275 解出解出專題-連接體問題跟蹤訓練2.一人在井下站在吊臺上，用如圖所示的定滑輪裝置拉繩把吊臺和自己提升上來。圖中跨過滑輪的兩段繩都認為是豎直的且不計摩擦。吊臺的質(zhì)量m=15kg,人的質(zhì)量為M=55kg,起動時吊臺向上的加速度是a=0.2m

6、/s2,求這時人對吊臺的壓力。(g=9.8m/s2)解：選人和吊臺組成的系統(tǒng)為研究對象，受力如右圖所示，F(xiàn)為繩的拉力,由牛頓第二定律有：2F-(m+M)g=(M+m)a 則拉力大小為： NgamMF3502)(再選人為研究對象,受力情況如右圖所示,其中N是吊臺對人的支持力.由牛頓第二定律得:F+N-Mg=Ma,故N=M(a+g)-F=200N.由牛頓第三定律知,人對吊臺的壓力與吊臺對人的支持力大小相等,方向相反,因此人對吊臺的壓力大小為200N,方向豎直向下。(m+M)gFFaaFNMg專題-連接體問題例3. 如圖，質(zhì)量為M，傾角為的斜面體置于粗糙的水平面上，一質(zhì)量為m的木塊正沿光滑斜面減速上

7、滑，且上滑過程中斜面體保持靜止，則木塊上滑的過程中，地面對斜面體的支持力多大？斜面受到地面的摩擦力多大？ mMvmMmgN1va解:對m進行受力分析cos1mgN 專題-連接體問題mMvMgN2N1f對M進行受力分析2sin21cossinmgmgf11NN 22cosmgMgNcos12NMgN聯(lián)立式解出地面對斜面體的支持力解出地面對斜面體的摩擦力專題-連接體問題ABC300跟蹤訓練3一質(zhì)量為M=10kg的木楔ABC 靜止在粗糙水平地面上，它與地面的動摩擦因數(shù)=0.02。在木楔的傾角=300的斜面上，有一質(zhì)量m=1.0kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑，如圖所示，當滑行的距離s=1.4m時，其速

8、度v=1.4m/s。在這個過程中，木楔沒有動，求地面對木楔的摩擦力的大小和方向。（g=10m/s2） ABC300解：物塊沿斜面向下做初速度為零的勻加速運動N1f1mg300a030cos01mgNmafmg1030sinaxv22聯(lián)立解出斜面對物塊的摩擦力Nsvgmf3 . 4)230sin(201NN66. 81由式解出斜面對物塊的彈力專題-連接體問題木楔處于平衡狀態(tài)，設(shè)地面對木楔的靜摩擦力f2水平向右ABC300MgN2N1f1f23003002010130sin30cosfNf11ff 11NN 根據(jù)牛頓第三定律聯(lián)立式地面對木楔的摩擦力NNff61. 030sin30cos01012負

9、號表示地面對木楔的摩擦力的方向水平向左專題-連接體問題 連連接體問接體問題小結(jié)題小結(jié)1. 1. 連接體：連接體：一些（通過斜面、繩子、輕桿、重力場、一些（通過斜面、繩子、輕桿、重力場、電場、磁場等）相互約束的物體系統(tǒng)叫連接體。連接電場、磁場等）相互約束的物體系統(tǒng)叫連接體。連接體問題體問題“連接連接”的本質(zhì)是物體之間的相互作用力。的本質(zhì)是物體之間的相互作用力。定義：定義：就是把幾個物體視為一個整體，作為研究對就是把幾個物體視為一個整體，作為研究對象。進行受力（外力，性質(zhì)力）分析和運動分析。象。進行受力（外力，性質(zhì)力）分析和運動分析。優(yōu)點：優(yōu)點：整體法的優(yōu)點是研究對象少，未知量少，方整體法的優(yōu)點是

10、研究對象少，未知量少，方程數(shù)少，求解簡潔。程數(shù)少，求解簡潔。條件：條件： 連接體的各部分加速度相同；連接體的各部分加速度相同； 不涉及不涉及物體之間的相互作用力，求聯(lián)接體中的加速度或合外物體之間的相互作用力，求聯(lián)接體中的加速度或合外力時。力時。（1）整體法）整體法2. 2. 連接體問題的解法：連接體問題的解法：專題-連接體問題定義：定義：是把要分析的物體從連接體中隔離出來，是把要分析的物體從連接體中隔離出來，作為研究對象進行受力分析。將物體間的內(nèi)力轉(zhuǎn)化作為研究對象進行受力分析。將物體間的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力。為外力。優(yōu)點：優(yōu)點：容易看清單個物體的受力情況，問題處理容易看清單個物體的受力情況，問題處理起來比較方便、簡單。起來比較方便、簡單。（2） 隔離法隔離法條件：條件：當各部分加速度不同時當各部分加速度不同時,一般采用一般采用“隔離隔離法法”；在分析連接體內(nèi)各物體（或一個物體的各個；在分析連接體內(nèi)各物體（或一個物體的各個部分）間的相互作用力時必須用隔離法。部分）間的相互作用力時必須用隔離法。整體法求加速度，隔離法求相互作用力。整體法求加速度，隔離法求相互作用力