高中物理連接體問題

1、牛頓第二定律一一連接體問題（整體法與隔離法）一、連接體：當(dāng)兩個或兩個以上的物體通過繩、桿、彈簧相連，或多個物體直接疊放在一起的系統(tǒng) 二、處理方法整體法與隔離法系統(tǒng)運動狀態(tài)相同 問題不涉及物體間的內(nèi)力使用原則Y系統(tǒng)各物體運動狀態(tài)不同 問題涉及物體間的內(nèi)力三、連接體題型：1、連接體整體運動狀態(tài)相同：（這類問題可以采用整體法求解）【例1】A、B兩物體靠在一起，放在光滑水平面上，它們的質(zhì)量分別為mA3kg mb 6kg 今用水平力AFbFA 6N推A,用水平力FB 3N拉B, A、B間的作用力有多大?,物體B與斜面間無摩擦。1】如圖所示，質(zhì)量為 M的斜面A置于粗糙水平地面上，動摩擦因數(shù)為已知斜面的傾角

2、為在水平向左的推力 F作用下，A與B一起做勻加速直線運動，兩者無相對滑動。物體B的質(zhì)量為mi,則它們的加速度a及推力F的大小為（A.gsin,F(Mm)g( sinB.g cos,F(Mm)g cosC.gtan,F(Mm)g( tanD.gcot,F(Mm)g【練2】如圖所示,質(zhì)量為m2的物體2放在正沿平直軌道向右行駛的車廂底板上，并用豎直細(xì)繩通過光B.繩對物體1的拉力為COSC.底板對物體2的支持力為（m2 m1）g滑定滑輪連接質(zhì)量為mi的物體，與物體1相連接的繩與豎直方向成角，則（）A.車廂的加速度為gsinmigD.物體2所受底板的摩擦力為m2 g tan2、連接體整體內(nèi)部各部分有不同

3、的加速度:（不能用整體法來定量分析）【例2】如圖所示，一個箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套有一個環(huán)，箱和桿的總質(zhì)量為M,環(huán)的質(zhì)量為已知環(huán)沿著桿向下加速運動，當(dāng)加速度大小為a時（avg）,則箱對地面的壓力為（）A. Mg + mg B. Mg ma C. Mg + ma D. Mg + mgma【練3】如圖所示，一只質(zhì)量為 m的小猴抓住用繩吊在天花板上的一根質(zhì)量為 直桿。當(dāng)懸繩突然斷裂時，小猴急速沿桿豎直上爬，以保持它離地面的高度不變。則M的豎桿下降的加速度為（m g a. g B. MC.D.【練4】如圖所示，在托盤測力計的托盤內(nèi)固定一個傾角為個重4N的物體放在斜面上，讓它自

4、由滑下，那么測力計因30。的光滑斜面，現(xiàn)將一4 N物體的存在，而增加的讀數(shù)是（A.4 NC.0 ND.3 N【練5】如圖所示，A、B的質(zhì)量分別為 m=0.2kg , m=0.4kg ,盤C的質(zhì)量m=0.6kg ,現(xiàn)懸掛于天花板 O處，處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)用火柴燒斷O處的細(xì)線瞬間，木塊 A的加速度aA多大？木塊 B對盤C的壓力Rc多大？ （ g取10m/s2）Mm連接體作業(yè)1、如圖所示，小車質(zhì)量均為 M光滑小球P的質(zhì)量為m,繩的質(zhì)量不計，水平地面光滑。要使小球 P隨 車一起勻加速運動（相對位置如圖所示），則施于小車的水平拉力 F各是多少？（。 已知）球剛好離開斜面球剛好離開槽底F=F=F=F=2、如

5、圖所示，A B質(zhì)量分別為ml, m2它們在水平力F的作用下均一起加速運動，甲、乙中水平面光滑，兩物體間動摩擦因數(shù)為11 ,丙中水平面光滑，丁中兩物體與水平面間的動摩擦因數(shù)均為科，求A、B間的摩擦力和彈力。f= f=F AB=FAB=3、如圖所示，在光滑水平桌面上，疊放著三個質(zhì)量相同的物體，用力推物體a,三個物體保持靜止，一起作加速運動，則各物體所受的合外力（）A . a最大 B . c最大 C .同樣大 D . b最小4、如圖所示，小車的質(zhì)量為 M,正在向右加速運動，一個質(zhì)量為 m的木塊緊靠在車 的前端相對于車保持靜止，則下列說法正確的是（）A.在豎直方向上，車壁對木塊的摩擦力與物體的重力平衡

6、B.在水平方向上，車壁對木塊的彈力與物體對車壁的壓力是一對平衡力C.若車的加速度變小，車壁對木塊的彈力也變小D.若車的加速度變大，車壁對木塊的摩擦力也變大5、物體A、B疊放在斜面體C上，物體B的上表面水平，如圖所示，在水平力F的作用下一起隨斜面向左勻加速運動的過程中，物體A、B相對靜止，設(shè)物體 B給物體A的摩擦力為Ff1 ,水平地面給斜面體C的摩擦力為Ff2, （ Ff2 0）,則（）A. Ff1 0 B.Ff2水平向左C. Ff1水平向左D.Ff2水平向右6、如圖3所示，質(zhì)量為 M的斜劈形物體放在水平地面上，質(zhì)量為m的粗糙物塊以某一初速度沿劈的斜面向上滑，至速度為零后加速返回，而物體M始終保

7、持靜止，則在物塊m上、下滑動的整個過程中（）A.地面對物體 M的摩擦力方向沒有改變；B.地面對物體 M的摩擦力先向左后向右；C.物塊m上、下滑時的加速度大小相同；D.地面對物體M的支持力總小于（M m）g7、如圖所示，質(zhì)量 M= 8kg的小車放在光滑的水平面上，在小車右端加一水平恒力F=8N,當(dāng)小車速度達(dá)到1.5m/s時，在小車的前端輕輕放上一大小不計、質(zhì)量m= 2kg的物體，物體與小車間的動摩擦因數(shù)科=0.2,小車足夠長，求物體從放在小車上開始經(jīng)t=1.5s通過的位移大小.（g取10m/s2）8、如圖6所示，質(zhì)量為 mA的物體A沿直角斜面C下滑，質(zhì)量為 mB的物體B上升，斜面與水平面成。角，

8、滑輪與繩的質(zhì)量及一切摩擦均忽略不計，求斜面作用于地面凸出部分的水平壓力的大小。Ab n Ce9、如圖10所示，質(zhì)量為 M的滑塊C放在光滑的桌面上，質(zhì)量均為m兩物體A和B用細(xì)繩連接，A平放在滑塊上，與滑塊間動摩擦因數(shù)為，細(xì)繩跨過滑輪后將 B物體豎直懸掛，設(shè)繩和輪質(zhì)量不計，輪軸不受摩擦力作用，水平推力F作用于滑塊，為使 A和B與滑塊保持相對靜止,F至少應(yīng)為多大?m=010、在粗糙的水平面上有一質(zhì)量為M的三角形木塊，兩底角分別為、，在三角形木塊的兩個粗糙斜面上，有兩個質(zhì)量為 m1、m2的物體分別以 為、電的加速度沿斜面下滑。三角形木塊始終是相對地面 靜止，求三角形木塊受到靜摩擦力和支持力?§

9、; 4.4 牛頓第二定律的應(yīng)用一連接體問題一、連接體與隔離體兩個或兩個以上物體相連接組成的物體系統(tǒng)，稱為 。如果把其中某個物體隔離出來， 該物體即為。二、外力和內(nèi)力如果以物體系為研究對象，受到系統(tǒng)之外的作用力，這些力是系統(tǒng)受到的 力，而系統(tǒng)內(nèi)各物 體間的相互作用力為。應(yīng)用牛頓第二定律列方程不考慮 力。如果把物體隔離出來作為研究對象，則這些內(nèi)力將轉(zhuǎn) 換為隔離體的 力。三、連接體問題的分析方法1 .整體法：連接體中的各物體如果 ,求加速度時可以把連接體作為一個整體。運用 列方程求解。2 .隔離法：如果要求連接體間的相互作用力，必須隔離其中一個物體，對該物體應(yīng)用求解，此法稱為隔離法。3 .整體法與隔

10、離法是相對統(tǒng)一，相輔相成的。本來單用隔離法就可以解決的連接體問題，但如果這 兩種方法交叉使用，則處理問題就更加方便。如當(dāng)系統(tǒng)中各物體有相同的加速度，求系統(tǒng)中某兩物體間 的相互作用力時，往往是先用 法求出,再用 法求?！镜湫屠}】例1.兩個物體A和B,質(zhì)量分別為 的推力F,則物體A對物體B的作用力等于（）m和m>,互相接觸放在光滑水平面上，如圖所示，對物體A施以水平m1m2A. 1 FB.2 Fmim2mi m2A BF - mm2I H I If U I H 111 I iC.FdEfm2擴(kuò)展：1.若m與m與水平面間有摩擦力且摩擦因數(shù)均為科則對 B作用力等于2.如圖所示，傾角為的斜面上放

11、兩物體 m和m2,用與斜面平行的力F推m,使兩物加速上滑，不管斜面是否光滑，兩物體 之間的作用力總為。例2.如圖所示，質(zhì)量為 M的木板可沿傾角為0的光滑斜面下滑，木板上站著一個質(zhì)量為 m的人，問（1）為了保持木板與斜面相 對靜止，計算人運動的加速度？ （2）為了保持人與斜面相對靜止，木板運動的加速度是多少？【針對訓(xùn)練】1.如圖光滑水平面上物塊A和B以輕彈簧相連接。在水平拉力F作用下以加速度 a作直線運動，設(shè) A和VB的質(zhì)量分別為mA和m1,當(dāng)突然撤去外力F時，A和B的加速度分別為（）A.0、0B.a、mAamA mBmuamA mBD.a、mAAaTTTiiBmBA.f 1 = f 2= 0_

12、LF .2 LB.f i=0, f 2= FC.f i = 一 , f 2 = F33A »B F>CTTTTTTTTT7TD.f i= F, f 2=0 a(77ZTTiMTTTrrnrD.大小為！1 2mgcosO3.如圖，用力F拉A、B、C三個物體在光滑水平面上運動,兩段繩中的拉力Fa和Fb的變化情況是（）MA.Ta增大B.Tb增大C.Ta變小D.Tb不變竿對“底人”的壓力大小為（2 .如圖A、日C為三個完全相同的物體，當(dāng)水平力 F作用 于B上，三物體可一起勻速運動。撤去力 F后，三物體仍 可一起向前運動，設(shè)此時 A、B間作用力為fi, B> C間作 用力為f 2,

13、則fi和f 2的大小為（）3 .如圖所示，在前進(jìn)的車廂的豎直后壁上放一個物體，物體與壁間 的靜摩擦因數(shù)科=0.8 ,要使物體不致下滑，車廂至少應(yīng)以多大的 加速度前進(jìn)？ （ g=10m/s2）4 .如圖所示，箱子的質(zhì)量 g5.0kg ,與水平地面的動摩擦因 數(shù)！1 = 0.22。在箱子頂板處系一細(xì)線，懸掛一個質(zhì)量 m= 1.0kg 的小球，箱子受到水平恒力F的作用，使小球的懸線偏離豎直方向。=30°角，則F應(yīng)為多少？ （ g=10m/s2）【能力訓(xùn)練】1 .如圖所示，質(zhì)量分別為 M m的滑塊A、B疊放在固定的、 傾角為0的斜面上， A與斜面間、A與B之間的動摩擦因數(shù) 分別為科1,科2,

14、當(dāng)A、B從靜止開始以相同的加速度下滑時， B受到摩擦力（）A.等于零 B.方向平行于斜面向上C.大小為1mgcos02 .如圖所示，質(zhì)量為 M的框架放在水平地面上，一輕彈簧上端固定在框架上，下端固定一個質(zhì)量為m的現(xiàn)在中間的B物體上加一個小物體，它和中間的物體一起運動， 且原拉力F不變，那么加上物體以后,4 .如圖所示為雜技“頂竿”表演，一人站在地上，居上史上憤為M的豎直竹竿，當(dāng)竿上一質(zhì)量為m的人以加速度a加速下滑時,A. (M+rm g B. (M+m g ma C. (M+m g+ma D. (M m) g5 .如圖，在豎直立在水平面的輕彈簧上面固定一塊質(zhì)量不計的薄板，將薄板上放一重物，并用

15、手將重物往下壓,然后突然將手撤去，重物即被彈射出去，則在彈射過程中,物與彈簧脫離之前），重物的運動情況是（A. 一直加速B.先減速，后加速（即重C.先加速、后減速D.勻加速6 .如圖所示，木塊 A和B用一輕彈簧相連，豎直放在木塊C上，三者靜置于地面，它們的質(zhì)量之比是1:2:3 ,設(shè)所有接觸面都光滑，當(dāng)沿水平方向抽出木塊C的瞬時，A_jzbiCB的加速度分別是 aA=aB=7 .如圖所示，一細(xì)線的一端固定于傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球。當(dāng)滑塊至少以加速度a=向左運動時,小球?qū)瑝K的壓力等于零。當(dāng)滑塊以a=2g的加速度向左運動時，線的拉力大小11

16、放在光滑的水平地面上，已知A、B間的8 .如圖所示，質(zhì)量分別為 m和2m的兩物體A、B疊放在一起,最大摩擦力為 A物體重力的W倍，若用水平力分別作用在A或B上，使A、B保持相對靜止做加速運動,則作用于A、B上的最大拉力Fa與Fb之比為多少?9 .如圖所示，質(zhì)量為 80kg的物體放在安裝在小車上的水平磅稱上，小車沿斜面無摩擦地向下運動，現(xiàn)觀察到物體在磅秤上讀數(shù)只有600NI,則斜面的傾角。為多少？物體對磅秤的靜摩擦力為多少?彈簧的長度比自然長度伸長了10.如圖所示，一根輕彈簧上端固定,彈性限度以內(nèi)，剛剛松開手時盤對物體的支持力等于多少?/參考答案典型例題：例1.分析：物體A和B加速度相同，求它們

17、之間的相互作用力，采取先整體后隔離的方法，先求出 它們共同的加速度，然后再選取A或B為研究對象，求出它們之間的相互作用力。解：對 A、B整體分析，則 F= ( m+m2)a所以a Fmi m2求A、B間彈力Fn時以B為研究對象，則 fn m2a m2Fm1 m2答案：B說明：求 A B間彈力Fn時，也可以以 A為研究對象則：F Fn= maf-fn= -JmFm1 m2故Fn=fmi m2對A B整體分析F-( m+m) g= (m+m2)aF a gm1 m2再以B為研究對象有 Fnm>g = n2aFFnm2g= m2 m2gmim2Fnm2Fmim2提示：先取整體研究，利用牛頓第二

18、定律，求出共同的加速度F(m1 m2)g cos(m1 m2)g sina mi m2F = g COS g Sinmi m2再取m研究，由牛頓第二定律得Fn- m>gsin a mgcos a = m2a整理得Fn m2 Fmim2例2.解(i)為了使木板與斜面保持相對靜止，必須滿足木板在斜面上的合力為零，所以人施于木 板的摩擦力F應(yīng)沿斜面向上，故人應(yīng)加速下跑。現(xiàn)分別對人和木板應(yīng)用牛頓第二定律得：對木板：Mgsin 0 = Fo對人：mgsin 0 +F= ma人(a人為人對斜面的加速度)解得：a人='mgsin ,方向沿斜面向下。m(2)為了使人與斜面保持靜止，必須滿足人在木

19、板上所受合力為零，所以木板施于人的摩擦力應(yīng) 沿斜面向上，故人相對木板向上跑，木板相對斜面向下滑，但人對斜面靜止不動。現(xiàn)分別對人和木板應(yīng) 用牛頓第二定律，設(shè)木板對斜面的加速度為 a木，則：對人： mgsin 0 = Fo對木板：Mgsin 0 +F=Ma*。解得：a木=M_mgsin ,方向沿斜面向下。即人相對木板向上加速跑動，而木板沿斜面向下滑M動，所以人相對斜面靜止不動。答案：(1) (M+m gsin 0 /m, (2) (M+m gsin 0 /Mo針對訓(xùn)練1 .D2.C3 .解：設(shè)物體的質(zhì)量為 n在豎直方向上有： mg=F F為摩擦力在臨界情況下，F(xiàn)=科Fn, Fn為物體所受水平彈力。又由牛頓第二定律得:Fn= ma由以上各式得：加速度 a mg m/s2 12.5m/s2 mm 0.84 .解：對小球由牛頓第二定律得：mgtg 0 =ma對整體，由牛頓第二定律得：F科(M+m)g=(M+m)a由代入數(shù)據(jù)得：F= 48N1.BC 2.D3.A4.B5.C6.0、- g 7.g、'5mg28 .解：當(dāng)力F作用于A上，且