高中物理連接體問(wèn)題

1、牛頓第連接體問(wèn)題（整體法與隔離法）一、連接體：當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體通過(guò)繩、桿、彈簧相連，或多個(gè)物體直接疊放在一起的系統(tǒng)二、處理方法一一整體法與隔離法系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同四題不涉及物體間的內(nèi)力使用原則8統(tǒng)各物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同可題涉及物體間的內(nèi)力三、連接體題型:1、連接體整體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同：（這類(lèi)問(wèn)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Fa6N推A,用水平力Fb3N拉B,A、B間的作用力有多大?【練1】如圖所示，質(zhì)量為M的斜面A置于粗糙水平地面上，動(dòng)摩擦因數(shù)為物體B與斜面間無(wú)摩擦。在水平向左的推力F作用下，A與B一起做勻加

2、速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，兩者無(wú)相對(duì)滑動(dòng)。已知斜面的傾角為，物體B的質(zhì)量為m,則它們的加速度a及推力F的大小為（A.gsin,F(Mm)g(sin)B.gcos,F(Mm)gcosC.gtan,F(Mm)g(tan)D.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(chē)廂底板上，并用豎直細(xì)繩通過(guò)光滑定滑輪連接質(zhì)量為m1的物體，與物體1相連接的繩與豎直方向成角，則（A.車(chē)廂的加速度為gsinmgB.繩對(duì)物體1的拉力為c0sC.底板對(duì)物體2的支持力為（m2m1）gD.物體2所受底板的摩擦力為m2gtan已知環(huán)沿著桿向下加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)加速度）2、連接體整體內(nèi)部各部分有不同的加速度

3、：（不能用整體法來(lái)定量分析）【例2】如圖所示，一個(gè)箱子放在水平地面上，箱內(nèi)有一固定的豎直桿，在桿上套有個(gè)環(huán)，箱和桿的總質(zhì)量為M,環(huán)的質(zhì)量為mo大小為a時(shí)（a<g）,則箱對(duì)地面的壓力為（A.Mg+mgB.MgmaC.Mg+maD.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M的豎直桿。當(dāng)懸繩突然斷裂時(shí)，小猴急速沿桿豎直上爬，以保持它離地面的高度不變。則桿下降的加速度為（）mMmMm一ggA.gB.MC.MD.M【練4】如圖所示，在托盤(pán)測(cè)力計(jì)的托盤(pán)內(nèi)固定一個(gè)傾角為個(gè)重4N的物體放在斜面上，讓它自由滑下，那么測(cè)力計(jì)因的讀數(shù)是（）30。的光滑斜面，現(xiàn)將一4

4、N物體的存在，而增加A.4NB.2.3NC.0ND.3N【練5】如圖所不，A、B的質(zhì)量分別為mA=0.2kg,mB=0.4kg,盤(pán)C的質(zhì)量mc=0.6kg,現(xiàn)懸掛于天花板。處，處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)用火柴燒斷O處的細(xì)線(xiàn)瞬間，木塊A的加速度aA多大？木塊B對(duì)盤(pán)C的壓力Fbc多大？（g取10m/s2）連接體作業(yè)1、如圖所示，小車(chē)質(zhì)量均為M,光滑小球P的質(zhì)量為m,繩的質(zhì)量不計(jì)，水平地面光滑。要使小球P隨車(chē)一起勻加速運(yùn)動(dòng)（相對(duì)位置如圖所示），則施于小車(chē)的水平拉力F各是多球剛好離開(kāi)斜面球剛好離開(kāi)槽底少？（0已知）F=F=F=F=2、如圖所示，A、B質(zhì)量分別為m1,m2,它們?cè)谒搅的作用下均一起加速運(yùn)動(dòng)，甲

5、、乙中水平面光滑，兩物體間動(dòng)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(dòng)摩擦因數(shù)均為11,求A、B間的摩擦力和彈力。f=f=Fab=Fab=3、如圖所示，在光滑水平桌面上，疊放著三個(gè)質(zhì)量相同的物體，用力推物體a,使三個(gè)物體保持靜止，一起作加速運(yùn)動(dòng)，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(chē)的質(zhì)量為M,正在向右加速運(yùn)動(dòng)，一個(gè)質(zhì)量為m的木塊緊靠在車(chē)的前端相對(duì)于車(chē)彳持靜止，則下列說(shuō)法正確的是（）A.在豎直方向上，車(chē)壁對(duì)木塊的摩擦力與物體的重力平衡B.在水平方向上，車(chē)壁對(duì)木塊的彈力與物體對(duì)車(chē)壁的壓力是一對(duì)平衡力C.若車(chē)的加速度變小，車(chē)壁對(duì)木塊的彈力也

6、變小D.若車(chē)的加速度變大，車(chē)壁對(duì)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(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，物體A、B相對(duì)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,（Ff20）,則（）/A|A.Ff10B.Ff2水平向左限7"/CC.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始終保持靜止，則在物塊m上、下滑動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中（）A.地面對(duì)物體M的摩擦力方向沒(méi)有改變;MB.地面對(duì)物體

7、M的摩擦力先向左后向右;C.物塊m上、下滑時(shí)的加速度大小相同；D.地面對(duì)物體M的支持力總小于（Mm）g7、如圖所示，質(zhì)量M=8kg的小車(chē)放在光滑的水平面上，在小車(chē)右端加一水平恒力F=8N,當(dāng)小車(chē)速度達(dá)到1.5m/s時(shí)，在小車(chē)的前端輕輕放上一大小不計(jì)、質(zhì)量m=2kg的物體，物體與小車(chē)間的動(dòng)摩擦因數(shù)以=0.2,小車(chē)足夠長(zhǎng)，求物體從放在小車(chē)上開(kāi)始經(jīng)t=1.5s通過(guò)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,滑輪與繩的質(zhì)量及一切摩擦均忽略不計(jì)，求斜面作用于地面凸出部分的水平壓力的大小。9、如圖10所示，質(zhì)量為M的滑塊C

8、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(dòng)摩擦因數(shù)為，細(xì)繩跨過(guò)滑輪后將B物體豎直懸掛，設(shè)繩和輪質(zhì)量不計(jì)，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(duì)靜止，F(xiàn)至少應(yīng),在三角形木塊的兩個(gè)粗糙斜面為多大？10、在粗糙的水平面上有一質(zhì)量為M的三角形木塊，兩底角分別為上，有兩個(gè)質(zhì)量為m1、m2的物體分別以a1、a2的加速度沿斜面下滑。三角形木塊始終是相對(duì)地面靜止，求三角形木塊受到靜摩擦力和支持力？§ 4.4 頓第二定律的應(yīng)用一連接體問(wèn)題一、連接體與隔離體兩個(gè)或兩個(gè)以上物體相連接組成的物體系統(tǒng)，稱(chēng)為O如果把其中某個(gè)物體隔離出來(lái)，該物體即為

9、。二、外力和內(nèi)力如果以物體系為研究對(duì)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O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(lái)作為研究對(duì)象，則這些內(nèi)力將轉(zhuǎn)換為隔離體的力。三、連接體問(wèn)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(shí)可以把連接體作為一個(gè)整體。運(yùn)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(gè)物體，對(duì)該物體應(yīng)用求解，此法稱(chēng)為隔離法。3 .整體法與隔離法是相對(duì)統(tǒng)一，相輔相成的。本來(lái)單用隔離法就可以解決的連接體問(wèn)題，但如果這兩種方法交叉使用，則處理問(wèn)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

10、間的相互作用力時(shí)，往往是先用法求出,再用法求?！镜湫屠}】例1.兩個(gè)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(duì)物體A施以水平的AB推力F,則物體A對(duì)物體Ffm1m2B的作用力等于（）-TTmrmFTTT）rrA.mFmm2B.m2Fmm2C.FdEfm2擴(kuò)展：1.若mi與m2與水平面間有摩擦力且摩擦因數(shù)均為11則對(duì)B作用力等于2.如圖所示，傾角為的斜面上放兩物體mi和m2,用與斜面平行的力F推mi,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。的光滑斜面下滑,木板上站著一個(gè)質(zhì)量為m的人，問(wèn)（1）為了保持木板與斜面

11、相對(duì)靜止，計(jì)算人運(yùn)動(dòng)的加速度？（2）為了保持人與斜面相對(duì)靜止,o木板運(yùn)動(dòng)的加速度是多少?【針對(duì)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(xiàn)運(yùn)動(dòng),質(zhì)量分別為mA和mB,當(dāng)突然撤去外力F時(shí),A和B的加速度分別為（A.0、0B.a、0TrrrrrTTTTTixrrTTTC.一mm)AamAaD.a、amBmumB2.如圖A、B、C為三個(gè)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(yùn)動(dòng)。撤去力F后,三物體仍可一起向前運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)A、B間作用力為fi,B、C間作用力為f2,則fl和f2的大小為（A.f1=f2=0B.f1=0,f2=FC.f1=,f2=

12、3.如圖所示，在前進(jìn)的車(chē)廂的豎直后壁上放一個(gè)物體，物體與壁間的靜摩擦因數(shù)a=0.8,要使物體不致下滑，車(chē)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M=5.0kg,與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)以=0.22。在箱子頂板處系一細(xì)線(xiàn)，懸掛一個(gè)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(xiàn)偏離豎直方向0=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e的斜面上，A與斜面間、A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為a1,心2,當(dāng)A、B從靜止開(kāi)始以相同的加速度下滑時(shí),B受到摩擦力（A.等于零B.方

13、向平行于斜面向上C.大小為a1mgcos0D.大小為心2mgcos。m的小球。2 .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(gè)質(zhì)量為小球上下振動(dòng)時(shí)，框架始終沒(méi)有跳起，當(dāng)框架對(duì)地面壓力為零瞬間，小球的加速度大小為（）C.0D.MmA.gB.gm3 .如圖，用力F拉A、B、C三個(gè)物體在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在中間的B物體上加一個(gè)小物體，它和中間的物體一起運(yùn)動(dòng)，且原拉力F不變，那么加上物體以后，兩段繩中的拉力Fa和Fb的變化情況是（A.Ta增大B.Tb增大,一平C.Ta變小D.Tb不變JA產(chǎn)BTC4 .如圖所示為雜技“頂竿”表演，-人站在地上，肩上壯士諭,，丁為M的

14、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(shí)，竿對(duì)“底人”的壓力大小為（）A.(M+m)gB.(M+m)gmaC.(M+m)g+maD.(Mm)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(jì)的薄板，將薄板上放一重物，并用手將重物往下壓，然后突然將手撤去，重物即被彈射出去，則在彈射過(guò)程中，（即重物與彈簧脫離之前），重物的運(yùn)動(dòng)情況是（）A.一直加速B.先減速，后加速C.先加速、后減速D.勻加速I(mǎi)AI6 .如圖所示，木塊A和B用一輕彈簧相連，豎直放在木塊pJLBC上，三者靜置于地面，它們的質(zhì)量之比是1:2:3,設(shè)所有_C_7/ffftfftlfllli接觸面都光滑，當(dāng)沿水平方向抽出

15、木塊C的瞬時(shí)，A和B的加速度分別是aA=7 .如圖所示，一細(xì)線(xiàn)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(xiàn)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(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)時(shí)，線(xiàn)的拉力大小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，放在光滑的水平地面上，已知A、B間的最大摩擦力為A物體重力的心倍，若用水平力分別作用在A(yíng)或B上，使A、B保持相對(duì)靜止做加速運(yùn)動(dòng)，則作用于A(yíng)、B上的最大拉力Fa與Fb之比為多少？A_9 .如圖所示，質(zhì)量為80kg的物體放在安裝在小車(chē)上的水平磅稱(chēng)上，小車(chē)招B南產(chǎn)!邸向下運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)觀(guān)察到物體在磅

16、秤上讀數(shù)只有600N，則斜面的傾角0為多少？物體對(duì)硒前嗣麗力10 .如圖所示，一根輕彈簧上端固定，下端掛一質(zhì)量為m。的平盤(pán)，盤(pán)中有一物體，嫂|血/m,當(dāng)盤(pán)靜止時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度比自然長(zhǎng)度伸長(zhǎng)了L。今向下拉盤(pán)使彈簧再伸長(zhǎng)L后停止，然后松手放發(fā),|牛彈洲、處在彈性限度以?xún)?nèi)，剛剛松開(kāi)手時(shí)盤(pán)對(duì)物體的支持力等于多少？.了參考答案典型例題: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(duì)象，求出它們之間的相互作用力解：對(duì)A、B整體分析，則F= ( mi+m2)a所以aFmi m2m2.求A、B間彈力Fn時(shí)以B為研允對(duì)象，則FNm

17、2aFm1m2答案：B說(shuō)明：求A、B間彈力Fn時(shí)，也可以以A為研究對(duì)象則:FFn=miaF- Fnmimim2故Fn=m2Fmim2對(duì)A、B整體分析F一心（mi+m2）g=（mi+m2）a再以B為研究對(duì)象有Fn心m2g=m2aFn一心m2g=m2Fm2gmim2提示：先取整體研究，利用牛頓第二定律，求出共同的加速度F=gcosgsinmim2再取m2研究，由牛頓第二定律得Fnm2gsina一禮m2gcosa=m2a整理得FN-m2Fmim2例2.解（i）為了使木板與斜面保持相對(duì)靜止，必須滿(mǎn)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?，F(xiàn)分別對(duì)人和木板應(yīng)用牛頓第

18、二定律得：對(duì)木板：Mgsin0=F。對(duì)人：mgsin0+F=ma人（a人為人對(duì)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(mǎn)足人在木板上所受合力為零，所以木板施于人的摩擦力應(yīng)沿斜面向上，故人相對(duì)木板向上跑，木板相對(duì)斜面向下滑，但人對(duì)斜面靜止不動(dòng)?，F(xiàn)分別對(duì)人和木板應(yīng)用牛頓第二a木，則:定律，設(shè)木板對(duì)斜面的加速度為對(duì)人：mgsin0=F。對(duì)木板：Mgsin0+F=Ma木。解得：a木=Mmgsin,方向沿斜面向下。即人相對(duì)木板向上加速跑動(dòng)，而木板沿斜面向下滑動(dòng),M所以人相對(duì)斜面靜止不動(dòng)。答案：(1)(M+m)gsin0/m,(2)(M+m)gsin0/M。針對(duì)訓(xùn)練1.D2.C3.解：設(shè)物體的質(zhì)量為在豎直方向上有：mg=F, F為摩擦力在臨界情況下，F(xiàn)=aFn,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Fnmg 10, 22m/ s 12.5m/ sm 0.84.解：對(duì)小球由牛頓第二定律得:mgtg 0 =ma (i對(duì)整體，由牛頓第二定律得:心(M+m)g=(M+m)a由代入數(shù)據(jù)得：F=48N能力訓(xùn)練1.BC2.D3.A4.B5