高中物理專題：連接體

1、專題：連接體問題一、考情鏈接：“連接體”問題一直是高中物理學(xué)習(xí)的一大難題，也是高考考察的重點內(nèi)容。二、知識對接：對接點一、牛頓運動定律牛頓第一定律（慣性定律）：任何一個物體在不受外力或受平衡力的作用時，總是保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。注意：各種狀態(tài)的受力分析是解決連接體問題的前提。牛頓第二定律：物體的加速度跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。注意：物體受力及加速度一定要一一對應(yīng)，即相應(yīng)的力除以相應(yīng)的質(zhì)量得到相應(yīng)的加速度，切不可張冠李戴！分析運動過程時要區(qū)分對地位移和相對位移。牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力和反作用力，在同一直線上，大小相等，方向

2、相反。注意：不要忽視牛頓第三定律的應(yīng)用，尤其是在求“小球?qū)壍缐毫Α睍r經(jīng)常用到牛頓第三定律，且均在評分標(biāo)準(zhǔn)中占1-2分，一定不要忘記。對接點二、功能關(guān)系與能量守恒（什么力做功改變什么能）1、合力做功量度了物體的動能變化W合=EK2、重力做功量度了物體的重力勢能的變化：WG=EPG3、彈簧的彈力做功量度了彈性勢能的變化：W彈=EP彈4、除重力和彈簧的彈力以外的其他力做功量度了系統(tǒng)的機械能的變化： W其他=E機5、系統(tǒng)內(nèi)相互作用的摩擦力做功：A、系統(tǒng)內(nèi)的一對靜摩擦力做功：一對靜摩擦力對系統(tǒng)做功的代數(shù)和為零，其作用是在系統(tǒng)內(nèi)各物體間傳遞機械能。B、系統(tǒng)內(nèi)的一對滑動摩擦力做功：其作用是使系統(tǒng)部分機械能

3、轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能，Q= fs相對。6、電場力做功量度了電勢能的變化：WE=EPE7、安培力做功量度了電能的變化：安培力做正功，電能轉(zhuǎn)化為其他形式能；克服安培力做功，其他形式能轉(zhuǎn)化為電能。三、規(guī)律方法突破突破點一、整體法與隔離法的運用解答問題時，不能把整體法和隔離法對立起來，而應(yīng)該把這兩種方法結(jié)合起來，從具體問題的實際出發(fā)，靈活選取研究對象，恰當(dāng)使用隔離法和整體法。在選用整體法和隔離法時，要根據(jù)所求的力進行選擇，若所求為外力，則應(yīng)用整體法；若所求為內(nèi)力，則用隔離法。具體應(yīng)用時，絕大多數(shù)要求兩種方法結(jié)合使用，應(yīng)用順序也較為固定。求外力時，先隔離后整體，求內(nèi)力時，先整體后隔離。先整體或先隔離的目的都

4、是求共同的加速度。突破點二、審題技巧“連接體”問題往往涉及臨界狀況的分析。因此，讀題時要特別注意“恰好”“剛剛”等字眼，因為它們往往隱含著一種臨界狀況的信息。四、題型梳理題型一、整體法與隔離法的應(yīng)用例題1、如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個木塊，其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是mg?，F(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為2 m的木塊，使四個木塊以同一加速度運動，則輕繩對m的最大拉力為 。變式1、如圖所示的三個物體A、B、C，其質(zhì)量分別為m1、m2、m3，帶有滑輪的物體B放在光滑平面上，滑輪和所有接觸面間的摩擦及繩子的質(zhì)量均不計為使三物體間無相對運動

5、，則水平推力的大小應(yīng)為F_題型二 通過摩擦力的連接體問題例題2、如圖所示，在高出水平地面h = 1.8m的光滑平臺上放置一質(zhì)量M = 2kg、由兩種不同材料連成一體的薄板A，其右段長度l2 = 0.2m且表面光滑，左段表面粗糙。在A最右端放有可視為質(zhì)點的物塊B，其質(zhì)量m = 1kg，B與A左段間動摩擦因數(shù) = 0.4。開始時二者均靜止，現(xiàn)對A施加F = 20N水平向右的恒力，待B脫離A（A尚未露出平臺）后，將A取走。B離開平臺后的落地點與平臺右邊緣的水平距離x = 1.2m。（取g = 10m/s2）求：（1）B離開平臺時的速度vB 。 （2）B從開始運動到脫離A時，B運動的時間tB和位移xB

6、。（3）A左段的長度l1。變式2.如圖所示，平板A長L=5m，質(zhì)量M=5kg，放在水平桌面上，板右端與桌邊相齊。在A上距右端s=3m處放一物體B（大小可忽略，即可看成質(zhì)點），其質(zhì)量m=2kg.已知A、B間動摩擦因數(shù)1=0.1，A與桌面間和B與桌面間的動摩擦因數(shù)2=0.2，原來系統(tǒng)靜止?，F(xiàn)在在板的右端施一大小一定的水平力F持續(xù)作用在物體A上直到將A從B下抽出才撤去，且使B最后停于桌的右邊緣，求：（1）物體B運動的時間是多少？（2）力F的大小為多少？變式3 如圖所示，質(zhì)量M = 1kg的木板靜止在粗糙的水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數(shù)1=0.1，在木板的左端放置一個質(zhì)量m=1kg、大小可以忽略

7、的鐵塊，鐵塊與木板間的動2摩擦因數(shù)2=0.4，取g=10m/s，試求：（1）若木板長L=1m，在鐵塊上加一個水平向右的恒力F=8N，經(jīng)過多長時間鐵塊運動到木板的右端？（2）若在木板（足夠長）的右端施加一個大小從零開始連續(xù)增加的水平向左的力F，通過分析和計算后，請在圖中畫出鐵塊受到的摩擦力f隨拉力F大小變化的圖像例題3 如圖所示，某貨場而將質(zhì)量為m1=100 kg的貨物（可視為質(zhì)點）從高處運送至地面，為避免貨物與地面發(fā)生撞擊，現(xiàn)利用固定于地面的光滑四分之一圓軌道，使貨物中軌道頂端無初速滑下，軌道半徑R=1.8 m。地面上緊靠軌道依次排放兩塊完全相同的木板A、B，長度均為l=2m，質(zhì)量均為m2=1

8、00 kg，木板上表面與軌道末端相切。貨物與木板間的動摩擦因數(shù)為1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)=0.2。（最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，取g=10m/s2）（1）求貨物到達(dá)圓軌道末端時對軌道的壓力。（2）若貨物滑上木板A時，木板不動，而滑上木板B時，木板B開始滑動，求1應(yīng)滿足的條件。（3）若1=0.5，求貨物滑到木板A末端時的速度和在木板A上運動的時間。變式4如圖所示，質(zhì)量為M的木板可沿傾角為的光滑斜面下滑，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？總結(jié)：解答“通過摩擦力的連接體問題”時，需要特

9、別注意兩點，一是求取加速度的時候，力與質(zhì)量務(wù)必一一對應(yīng)；二是搞清楚對地位移和相對位移，套用運動學(xué)公式及動能定理時絕大多數(shù)用的是對地位移，而應(yīng)用能量守恒中Q= fs相對時用的是相對位移，做題時一定要“三思而后行”！ 題型三 通過繩（桿）的連接體問題特別注意：把握好兩點：一是繩和桿的受力特點，二是關(guān)聯(lián)速度的應(yīng)用。輕繩（1）輕繩模型的特點：“繩”在物理學(xué)上是個絕對柔軟的物體，它只產(chǎn)生拉力（張力），繩的拉力沿著繩的方向并指向繩的收縮方向。它不能產(chǎn)生支持作用。它的質(zhì)量可忽略不計，輕繩是軟的，不能產(chǎn)生側(cè)向力，只能產(chǎn)生沿著繩子方向的力。它的勁度系數(shù)非常大，以至于認(rèn)為在受力時形變極微小，看作不可伸長。（2）輕

10、繩模型的規(guī)律：輕繩各處受力相等，且拉力方向沿著繩子；輕繩不能伸長；用輕繩連接的系統(tǒng)通過輕繩的碰撞、撞擊時，系統(tǒng)的機械能有損失；輕繩的彈力會發(fā)生突變。輕桿（l）輕桿模型的特點：輕桿的質(zhì)量可忽略不計，輕桿是硬的，能產(chǎn)生側(cè)向力，它的勁度系數(shù)非常大，以至于認(rèn)為在受力時形變極微小，看作不可伸長或壓縮。（2）輕桿模型的規(guī)律：輕桿各處受力相等，其力的方向不一定沿著桿的方向；輕桿不能伸長或壓縮；輕桿受到的彈力的方式有拉力或壓力。例4、如圖所示，半徑為R的四分之一圓弧形支架豎直放置，圓弧邊緣C處有一小定滑輪，繩子不可伸長，不計一切摩擦，開始時，m1、m2兩球靜止，且m1m2，試求： (1)m1釋放后沿圓弧滑至最

11、低點A時的速度。 (2)為使m1能到達(dá)A點，m1與m2之間必須滿足什么關(guān)系？ (3)若A點離地高度為2R，m1滑到A點時繩子突然斷開，則m1落地點離A點的水平距離是多少？變式5、如圖所示，一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質(zhì)小定滑輪O1、O2和質(zhì)量mB=m的小球連接，另一端與套在光滑直桿上質(zhì)量mA=m的小物塊連接，已知直桿兩端固定，與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi)，與水平面的夾角=60，直桿上C點與兩定滑輪均在同一高度，C點到定滑輪O1的距離為L，重力加速度為g，設(shè)直桿足夠長，小球運動過程中不會與其他物體相碰現(xiàn)將小物塊從C點由靜止釋放，試求：（1）小球下降到最低點時，小物塊的機械能（取C點所在的水平面為參考平

12、面）；（2）小物塊能下滑的最大距離；（3）小物塊在下滑距離為L時的速度大小 變式6.如圖所示，物塊A、B、C的質(zhì)量分別為M、3m、m，并均可視為質(zhì)點，它們間有mMF2，則1施于2的作用力的大小為：A. F1 B. F2 C. (F1+F2)/2 D. (F1-F2)/24、兩物體A和B，質(zhì)量分別為m1和m2，互相接觸放在光滑水平面上，如圖所示，對物體A施于水平推力F，則物體A對物體B的作用力等于：A. m1F/(m1+m2) B. m2F/(m1+m2) C. F D. m1F/m25、如圖所示，在傾角為?的斜面上有A、B兩個長方形物塊，質(zhì)量分別為mA、mB，在平行于斜面向上的恒力F的推動下，

13、兩物體一起沿斜面向上做加速運動。A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)為?。設(shè)A、B之間的相互作用為T，則當(dāng)它們一起向上加速運動過程中：A. T=mBF/(mA+mB)B. T=mBF/(mA+mB)+mBg(Sin?+?Cos?)C. 若斜面傾角?如有增減，T值也隨之增減。D. 不論斜面傾角?如何變化（0qm2，則桿一定受到壓力。B. 若m1=m2，m1m2，則桿受到壓力。D. 若m1=m2，則桿的兩端既不受拉力也不受壓力。7、如圖所示，質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平地面上，幾個質(zhì)量都是m的不同物塊，先后在斜面上以不同的加速度向下滑動。下列關(guān)于水平地面對斜面體底部的支持力N和靜摩擦力f的幾種說法中正確的是：

14、A. 勻速下滑時，N=(M+m)g , f=0B. 勻加速下滑時，N(M+m)g , f的方向水平向右D. 無論怎樣下滑，總是N=(M+m)g , f=08、 如圖所示，在光滑的水平地面上，水平外力F拉動小車和木塊一起做勻加速直線運動，小車的質(zhì)量是M，木塊的質(zhì)量是m，加速度為a。木塊與小車間的動摩擦因數(shù)為m，則在這個過程中，木塊受到摩擦力的大小是：A. mmg B. maC. mF/(M+m) D. F-Ma9、如圖所示，小車沿水平地面做直線運動，小車內(nèi)光滑底面上有一物塊被壓縮的彈簧壓向左壁，小車向右加速運動。若小車向右的加速度增大，則車左壁受物塊的壓力N1和車右壁受彈簧的壓力N2的大小變化是

15、：A. N1不變，N2變大 B. N1變大，N2不變C. N1、N2都變大 D. N1變大，N2減少10、 如圖所示，兩木塊的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，上面木塊壓在上面的彈簧上（但不拴接），整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)?，F(xiàn)緩慢向上提上面的木塊，直到它剛離開上面彈簧。在這過程中下面木塊移動的距離為：A. m1g/k1 B. m2g/k2C. m1g/k2 D. m2g/k211、質(zhì)量為M傾角為?的楔形木塊靜置于水平桌面上，與桌面的動摩擦因數(shù)為m。質(zhì)量為m的物塊置于楔形木塊的斜面上，物塊與斜面的接觸是光滑的。為了保持物塊對斜面靜止，可用水平力F推楔形木塊，如圖所示，此水平

16、力F的大小等于_。12、 如圖所示，質(zhì)量M=10kg的木楔ABC靜置于粗糙水平地面上，動摩擦因數(shù)?=0.02。在木楔的傾角?=30?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，當(dāng)滑行路程S=1.4m時，其速度V=1.4m/S。在這個過程中木楔沒有動，則地面對木楔的摩擦力的大小等于_，方向是_。（g取10m/S2）13、 總質(zhì)量為M的列車以速度V0在平直的軌道上勻速行駛，各車禁止所受阻力都是本車廂重力的K倍，且與車速無關(guān)。某時刻列車最后質(zhì)量為m的一切車廂脫了鉤，而機車的牽引力沒有變，則當(dāng)脫鉤的車廂剛停下的瞬時，前面列車的速度為_。14、如圖所示，在一個水平向左運動的質(zhì)量為M的車廂

17、內(nèi)，用一個定滑輪通過繩子懸掛兩個物體，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，且m2m1，m2相對于車廂地板靜止不動，系m1的繩向左偏離豎直方向q角，繩子質(zhì)量和滑輪的摩擦可以不計。則這時作用在m2上的摩擦力的大小是_，車廂地板對m2的支持力的大小是_。15. 如圖所示，將質(zhì)量m=10kg的鋼球掛在傾角為30?的傾面上，求：(1)斜面向左做勻加速運動，加速度至少多大時，鋼球?qū)π泵娴膲毫榱悖?2)當(dāng)斜面以5m/S2的加速度向左運動時，鋼球受繩的拉力和斜面的支持力各是多少？(3)當(dāng)斜面以20m/S2的加速度向左運動時，鋼球受繩的拉力和斜面的支持力各是多少？(4)當(dāng)斜面以多大加速度向右運動時，鋼球受繩的拉力剛好

18、為零？16、如圖所示，質(zhì)量為M，傾角為?的斜面體放在粗糙地面上，質(zhì)量為m1的物體A與質(zhì)量為m2的物體B之間有摩擦，物體B與斜面間摩擦不計。A、B在加速下滑的過程中相對靜止，求：(1)物體B對物體A的摩擦力和支持力各是多少？(2)地面對斜面體的摩擦力和支持力名是多少？17. 如圖所示，在水平桌面上放置質(zhì)量為4.0kg的木塊A，木塊A上放置質(zhì)量為0.50kg的砝碼B。連接木塊A的繩通過定滑輪吊一個砝碼盤（質(zhì)量為500g），在盤中放有質(zhì)量為1.0kg的砝碼。木塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.20，砝碼B與木塊A相對靜止。不考慮繩和滑輪的質(zhì)量和摩擦。使砝碼盤從離地面1.0m高處由靜止釋放。求：(1)木塊A運動的加速度和繩子的張力。(2)砝碼B所受的摩擦力。(3)當(dāng)砝碼盤著地瞬時，木塊A的速度。(4)若開始運動時，木塊A與定滑輪的距離是3.0m。砝碼盤著地后，木塊A是否會撞到定滑輪上？（g取10m/S2）18. 有一個質(zhì)量M=4.0kg，長L=3.0m的木板，水平外力F=8.0N向右拉