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不同加速度的连接体问题

不同加速度的连接体问题
不同加速度的连接体问题

具有不同加速度的连接体问题

一、两物体加速度大小相同

方法点拨:对于此类问题一般采取隔离分析,分别在两个方向上进行受力分析,然后再根据牛顿第二定律求解。

例1 ?如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置。将一质量为m的

小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连,小物块悬挂于

管口。现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的

转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变。

⑴求小物块下落过程中的加速度大小;

⑵求小球从管口抛出时的速度大小;

⑶试证明小球平抛运动的水平位移总小于 2

二、两物体加速度大小不同

1 ?两物体加速度大小有关系

方法点拨:此类问题中两物体加速度大小虽然不同,但是由于约束关系使得它们之间有一定

的关系,这种关系一般从位移关系出发来找加速度的大小关系,然后分别在两个方向上进行

受力分析,最后根据牛顿第二定律求解。

例2.如图所示,质量均为m的物块A和B通过滑轮相连,A放在倾角为a= 37°的固定斜面上,不计滑轮质量及一切摩擦,则与A相连绳中的张力为多大?

例3.如图所示,质量为m A的尖劈A 一面靠在竖直光滑墙上,另一面和质量为m B的光滑物块B接触,B可沿光滑水平面滑动,求A、B的加速度a A和a B的大小及A对B的压力。(提

示:a B=a A tan a

A

B

2 .加速度大小之间无关系

方法点拨:对于这类问题,一般采取隔离分析的方法来解决。

例4.如图,在光滑水平面上有一质量为m i的足够长的木板,其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水

平力F=kt( k是常数),木板和木块加速度的大小分别为a i和a2,下列反映a i和a2变化的图线中正确的是()

例5.三个质量、形状相同的斜面体放在粗糙的水平地面上,另有三个质量相同的小物体从

斜面顶端沿斜面滑下,由于小物体与斜面间的摩擦力不同,第一个物体匀加速下滑,第二个

物体匀速下滑,第三个物体以初速度v o匀减速下滑,如图所示,三个斜面均保持不动,则

下滑过程中斜面对地面压力()

A . F i=F2=F3

B . F i>F2>F3

C . F i

D . F i=F2>F3

勺加速下灣啣速下淋匀减速下滑

*附:质点系牛顿第二定律

质点系牛顿第二定律在高中阶段不作要求,但应用于解答此类问题很方便,尤其对系统中各物体加速度不同的问题(如例4中的三个物体有着不同的加速度)应用起来简单明了。质点系牛顿第二定律:对一个质点系(系统),如果这个质点系在任意的一个方向上(如x 方向)受的合外力(F x),质点系中的n个物体(质量分别为m、册、…m n)在所选方向上的加速度分别为a ix、a2x、…a nx,那么有F x=ma ix+ma2x+…+ma nx。

显然对于第一种情况根据质点系牛顿第二定律分析可得:第一种情况下斜面对地面压力小

于整体的重力,第二种情况下斜面对地面压力等于整体的重力,力大

于整体的重力.

例6.物体A的质量m = 10kg,静止在光滑水平面上质量M = 10kg、高h=1.25m的平板车B 上,平板车长为L = 12m.某时刻A以v o= I2m/s向右的初速度滑上平板车B的上表面,在

A滑上平板车B的同时,给平板车B施加一个水平向右的拉力.忽略物体A的大小,已知A 与平板车之间的动摩擦因数(i= 0.2,取重力加速度g = 10m/s2.试求:

(1)若拉力F=10N, A刚滑上小车时两个物体的加速度的大小;

(2)如果要使A不至于从平板车B上滑落,拉力F大小应满足的条件;

(3)若拉力F=80N,物体A落地时离车尾的距离.

A v0

2 .如图所示,一足够长的木板静止在光滑水平面上,一物块静止在木板上,

木板和物块间有摩擦。现用水平力向右拉木板,当物块相对木板滑动了一段

距离但仍有相对运动时,撤掉拉力,此后木板和物块相对于水平面的运动情

况为( )

A.物块先向左运动,再向右运动

B.物块向右运动,速度逐渐增大,直到做匀速运动

C木板向右运动,速度逐渐变小,直到做匀速运动

D?木板和物块的速度都逐渐变小,直到为零

3.如图所示,两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接,B足够长、放置在

水平面上,所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长,运动过程中始终处在弹性

限度内。在物块A上施加一个水平恒力,A、B从静止

开始运动到第一次速度相等的过程中,下列说法中正确的有( )

A.当A、B加速度相等时,系统的机械能最大

第三种情况下斜面对地面压

训练参考题

1 ?如图所示,由相同的材料制成的质量分别为

块,且X >w ,将它们通过轻绳跨过光滑的定滑轮连接。现将釘

放在水平桌面上,如图甲所示,两物块刚好做匀速运动。如果互换两物块

于同一水平桌面上,它们的共同加速度大小为(

甲t-

,按图乙所示,放

Mm Mm

B.g C」g D.

772 (Af 一

胧)£

J |一」

j,

i—---------- 1

------------ 、

a

B. 当A 、B 加速度相等时,A 、B 的速度差最大

C. 当A 、B 的速度相等时,A 的速度达到最大

D. 当A 、B 的速度相等时,弹簧的弹性势能最大 4 ?如图,在倾角为

的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,

木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫的质量的 2倍。当绳子突

然断开时,猫立即沿着板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变。 则此时木板沿斜面下滑的加速度为

:

亠 D .若 F 1 < 巨、m 1=m 2,贝- -

7.

如图所示,倾角为 B 的斜面体

放在水平地面上,质量为 m 的木块通过 轻质细线绕过斜面体顶端的定滑轮与质

量为

M 的铁块相连,整个装置均

处于静止状态,已知 mgsinB >Mg 现将质量为 m o 的磁铁轻轻地吸放在铁 块下端,铁块加速向下运动,斜面体仍保持静止。不计滑轮摩擦及空气阻 力。则与放磁铁前相比(

A .细线的拉力一定增大

B .木块所受的合力可能不变

C.斜面对木块的摩擦力可能减小

D .斜面体相对地面有向左运动的趋势

&如图所示,长为'的薄木板放在长为'的正方形水平桌面上,木板的两端与桌面的两端对 齐,一小木块放在木板的中点,木块、木板质量均为

m ,木块与木板之间、木板与桌面之间

A . g

sin

2

B . gsin

C. 3gsin

D . 2 g sin

质量为m 的小球,小球上下振动时, 框架始终没有跳

起。 当框架对地面压

力为零的瞬间,小球的加速度大小为:

( )

M-m

M +灌

g

A . g

B .

m

C. 0

D .

6.

光滑水

平面上放置两长度相同、质量分别为 一大小、形状、质量完全相同的物块

a 和

b ,

分别施加水平恒力 F i 和F 2,使它们向右运动。 V 2,物块P 、Q 相对地面的位移分别为 列判断正确的是 (

S 1、 S 2。

m i 和m 2的木板P 、Q ,在木板的左端各有

木板和物块均处于静止状态。现对物块 a 和b

当物块与木板分离时,P 、Q 的速度分别为 已知两物块与木板间的动摩擦因数相同,下 V I 、

A . 若 F i =巨、m i >m 2,

可—衍 B .若F 1= F 2、m 1

C.若 F i > F 2、m i =m 2, 5?如图所示,质量为 M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定一个

的动摩擦因数都为仏现突然施加水平外力F在薄木板上将薄木板抽出,最后小木块恰好停

在桌面边上,没从桌面上掉下.假设薄木板在被抽出的过程始终保持水平,且在竖直方向上的压力全部作用在水平桌面上?求水平外力F的大小?

9?如图所示,一质量为M = 4 kg,长为L= 2 m的木板放在水平地面上,已知木板与地面间的动摩擦因数为0.1,在此木板的右端上还有一质量为m = 1 kg的铁块,且视小铁块为质点,木板厚度不计?今对木板突然施加一个水平向右的拉力.

(1)若不计铁块与木板间的摩擦,且拉力大小为 6 N,则小铁块经多长时间将离开木板?

(2)若铁块与木板间的动摩擦因数为0.2,铁块与地面间的动摩擦因数为0.1,要使小铁块相对木板滑动且对地面的总位移不超过 1.5 m,则施加在木板水平向右的拉力应满足什么条

10.如图甲所示,质量M = 1 kg 的薄木板静止在水平面上,

质量m = 1 kg 的铁块静止在木板 的右端,可视为质点。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,

已知木板与水平面间的动摩擦因数

W = 0.05,铁块与木板之间的动摩擦因数

国=0.2,取g = 10 m/s 2

。现给铁块施加一个水平

向左的力F 。

(1)

若力F 恒为4 N ,经过时间1 s,铁块运动到木板的左端,求木板的长度 二;

(2) 若力F 从零开始逐渐增加,且铁块始终在木板上没有掉下来。试通过分析与计算,在 图乙中作出铁块受到的摩擦力

f 随力F 大小变化的图象。

11.如图所示,质量为m 1和m 2的两个物体,系在一条跨过光滑定滑轮的不一可伸长的轻 绳两端。己知m 1 +m 2 =1kg ,当m 2改变时,轻绳的拉力也会不断变化。

若轻绳所能承受的最

大拉力为4.8N,为保证轻绳不断,试求 m 2的范围。(重力加速度g=10m/s 2

)

左 赠 右

團申

Jf 胴

2.5 2.D 1斤 1.0 0.5

0 15101.52. 2 53 03.54.0 4.6 闩阁

12 .如图,已知斜面倾角30o,物体A质量m A=0.4kg,物体B质量m B=0.7kg, H=0.5m。 B 从静止开始和A一起运动,B落地时速度v=2m/s。若g取10m/s2,绳的质量及绳的摩擦不

计,求:

(1)物体与斜面间的动摩擦因数

(2 )物体沿足够长的斜面滑动的最大距离

13?如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环。棒和环

的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg (k> 1 )。断开轻绳,棒和环自由

下落。假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失。棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计。求:

(1 )棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环的加速度;

(2)从断开轻绳

到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程S;

(3)从断开轻绳到棒

和环都静止,摩擦力对环及棒做的总功W。

在高中物理中用整体法处理加速度不等的连接体问题

在高中物理中用整体法处理加速度不等的连接 体问题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

在高中物理中用整体法处理加速度不等的连接体问题 新疆和静高级中学 李彦波 【摘要】整体法与隔离法是解决连接体问题的两种重要方法,其中,利用整体法思路清晰,步骤简洁,本文重点分析其在加速度不等系统中应用的思路和注意要点,以期引导学生能在较复杂情景中灵活自如地运用整体法。 【关键词】整体法 加速度不等系统 整体法是物理解题过程中的一种重要方法,是指对物理问题中的整个系统或 整个过程进行分析、研究的方法。在力学中,就是把几个物体视为一个整体作为研究对象,受力分析时,只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力。这样就可以把物理问题化繁为简,变难为易。在学生解决问题的过程中,整体法往往被用于连接体问题的处理。所谓连接体,就是指两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同加速度的整体。所以, 中学阶段涉及连接体问题时,要求连接体内的各个物体必须具有相同的加速度或加速度大小相等,才可以用整体法处理;,而对于加速度不同的物体只能老老实实用隔离法来做。其实这种认识是错误的,加速度不同的物体不仅可以看成整体并用整体法来处理,而且用整体法来处理的话会带来意想不到的效果。本文通过高三复习过程中,探讨对加速度不等的连接体的典型例题的整体法处理,期望读者能够站在整体法的高度来分析此类问题,以拓展解题思路,起到事半功倍的功效。 对于一个物体而言,牛顿运动定律指出:物体所受的合外力等于其质量与加速度的 乘积,即 ma F i i =∑① 对于一个具有共同运动加速度的连接体所构成的系统而言,牛顿运动定律指出:系统 所受的合外力等于系统的总质量与加速度的乘积,即 a m F i i i i ∑∑=② 对于一个加速度不等的连接体所构成的系统而言,牛顿运动定律指出:系统所受的合外力等于系统内各个物体所受合外力之和,即 i i i i i a m F ∑∑=③,采用正交分解法,其两个分量的方程形式为ix i i i ix a m F ∑∑=和iy i i i iy a m F ∑∑= 动力学知识解题的能力,下面通过较复杂情景中的应用与隔离法作一比较。 例题1 如图所示有一倾角为θ、质量M 的木楔ABC 静置于粗糙水平地面 上,有一质量m 的光滑物块在木楔上由静止开始沿斜面下滑。在此过程中木楔没有动,求地面对木楔的摩擦力和支持力大小。

最新《气体》专题二-理想气体连接体问题(教师版)

《气体》专题二 理想气体连接体问题 气体连接体问题涉及两部分(或两部分以上)的气体,它们之间无气体交换,但在压强或体积这些量间有一定的关系。 一、解决此类问题的关键: 1.分析两类对象: (1)力学对象(活塞、液柱、气缸等) (2)热学对象(一定质量的气体) 2.寻找三种关系: (1)力学关系(压强关系) (2)热学关系(气体状态参量P 、V 、T 之间的关系) (3)几何关系(体积变化关系) 二、解决此类问题的一般方法: l .分别选取每部分气体为研究对象,确定初、末状态及其状态参量,根据气态方程写出状态参量间的关系式。 2.分析相关联气体间的压强或体积之间的关系并写出关系式。 3.联立求解并选择物理意义正确的解。 【例1】如图所示,在固定的气缸A 和B 中分别用活塞封闭一定质量的理想气体,活塞面积之比为S A :S B = 1:2.两活塞以穿过B 的底部的刚性细杆相连,可沿水平方向无摩擦滑动.两个气缸都不漏气.初始时,A 、B 中气体的体积皆为V 0,温度皆为T 0=300K 。A 中气体压强p A =1.5p 0,p 0是气缸外的大气压强.现对A 加热,使其中气体的压强升到 p A = 2.0p 0,同时保持B 中气体的温度不变.求此时A 中气体温度T A ’. 解:活塞平衡时,有p A S A + p B S B = p 0 (S A + S B ) ① p’ A S A + p’ B S B = p 0 (S A + S B ) ② 已知 S B =2S A ③ B 中气体初、末态温度相等,设末态体积为V B , 则有 p’B V B = p B V 0 ④ 设A 中气体末态的体积为V A ,因为两活塞移动的 距离相等,故有 ⑤ 由气态方程 ⑥ 解得 ⑦ 【例2】用钉子固定的活塞把容器分成A 、B 两部分,其容积之比V A ∶V B =2∶1,如图所示,起初A 中空气温度为127 ℃、压强为1.8×105 Pa ,B 中空气温度为27 ℃,压强为1.2×105 Pa.拔去钉子,使活塞可以无摩

最新专题4:连接体的平衡问题

专题4:连接体的平 衡问题

专题:连接体的平衡问题班级: 姓名: 知识链接: 1. 内力与外力: 两个(或两个以上)物体组成的连接体,它们之间相互作用力叫内力,它们与外界 之间的力叫外力。 2.整体法与隔离法: 现阶段我们只要求会处理连结体的平衡问题。选择研究对象 ....是首要环节。 整体法:在研究连接体问题时,常把几个有相互作用的物体作为一个整体看成一个研究对象的方法叫整体法。 隔离法:将研究对象从整体中隔离出来,而其它物体对研究对象的影响一律以力来表示的方法叫隔离法。 若要求解外力,选用整体法;若要求解内力,选用隔离法。 一般优先用整体法,再结合隔离法求解。 【例1】如图,A、B叠放在水平面上,有水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直 线运动,则() A.A、B之间无摩擦力 B.A受到的摩擦力水平向右 C.B受到A的摩擦力水平向左 D.地面对B的摩擦力为静摩擦力,水平向右

(变式)如下右图所示,质量为m =60kg 的人站在质量为M =30kg 的木板上,人和木板之间的动摩擦因数为0.4,木板和水平地面的动摩擦因数为0.2,今人用绕过定滑轮的绳子拉木板使木板和他自己一起向右作匀速直线运动,那么,木板一共受 个力的作用;人和木板之间的摩擦力为 N 。 【例2】质量为M ,倾角为θ的斜劈静止于粗糙水平面上,另一质量为m 的小物块置于斜劈上,如果小物块与斜劈仍然保持静止状态,求: (1)斜劈对小物块的支持力和摩擦力的大小 (2)水平面对斜劈的支持力和摩擦力的大小 (变式训练)上题中,如果给小物块施加一沿斜面向上,大小为F 的力,小物块与斜劈均 保持静止,求水平面对斜劈的支持力和摩擦力的大小与方向。 【例3】如图所示,在倾角为θ=37°的固定斜面上,跨过定滑轮的轻绳一端系在小车的前端,另一端被坐在小车上的人拉住。已知人的质量为60 kg ,小车的质量为10 kg ,人与车始终保持相对静止,斜面与车的动摩擦因素为0.1,不计绳及滑轮的质量、滑轮与绳间的摩擦,取重力加速度g =10 m/s 2 ,试求(斜面足够长):当人以多大的力拉绳时,人相对地面处于静止状态?人对车的摩擦力为多少? θ m M θ m M θ m M F M m

加速度不同型的连接体问题

加速度不同型的连接体问题 班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________ 一、选择题 1. (多选)(2015?万载县校级一模)如图所示,粗糙水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以加速度a 匀加速下滑,物块质量为m ,下滑过程斜劈始终保持不动,下列说法正确的是( ) A .增大物块质量m ,物块加速度变大,斜劈受地面摩擦力不变 B .增大物块质量m ,物块加速度不变,斜劈受地面摩擦力变大 C .竖直向下对物块施加一压力F ,物块加速度变大,斜劈受地面摩擦力变大 D .平行斜面对物块施加一向下推力F ,物块加速度变大,斜劈受到地面的摩擦力变大 2. (多选)如图所示,质量为M 的斜劈形物体放在水平地面上,质量为m 的粗糙物块,以某一初速度沿劈的斜面向上滑,至速度为零后又加速返回,而物体M 始终保持静止,则在物块m 上、下滑动的整个过程中( ) A .地面对物体M 的摩擦力方向没有改变 B .地面对物体M 的摩擦力先向左后向右 C .物块m 上、下滑动时的加速度大小相同 D .地面对物体M 的支持力总小于(M+m)g 3. 如图所示,用细线竖直悬挂一质量为M 的杆,质量为m 的小环套在杆上,它与杆间有摩 擦,环由静止释放后沿杆下滑过程中加速度大小为a ,则环下滑过程中细线对杆的拉力大小为 ( ) A.M g B.M g +mg C.M g +mg -ma D.M g +mg +ma 4. (2016·湖南怀化高三月考)如图所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定在框架上,下端拴一质量为m 的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起,当框架对地面的压力为零的瞬间,小球的加速度大小为( ) A .g B.(M -m )g m C .0 D.(M +m )g m 5. 如图所示,质量为M =60 kg 的人站在水平地面上,用定滑轮装置将质量为m =40 kg 的重 物送入井中.当重物为2 m/s 2的加速度加速下落时,忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦,则人对地面的压力大小为(g 取10 m/s 2)( ) A .200 N B .280 N C .320 N D .920 N 6. 如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M 的竖直竹竿,当竿上一质量为m 的人以加速度a 加速下滑时,竿对“底人”的压力大小为( ) A .(M +m )g B .(M +m )g -ma C .(M +m )g +ma

连接体问题专题详细讲解

连接体问题 一、连接体与隔离体 两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为连接体。如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为隔离体。二、外力和内力如果以物体系为研究对象,受到系统之外的作用力,这些力是系统受到的外力,而系统 内各物体间的相互作用力为内力。应用牛顿第二定律列方程不考虑内力。如果把物体隔离出来作为研究对象,则这些内力将转换为隔离体的外力。 三、连接体问题的分析方法 1.整体法连接体中的各物体如果加速度相同,求加速度时可以把连接体作为一个整体。运用牛顿第二定律列方程求解。 2?隔离法如果要求连接体间的相互作用力,必须隔离其中一个物体,对该物体应用牛顿第二定律求解,此法称为隔离法。 3.整体法与隔离法是相对统一,相辅相成的。本来单用隔离法就可以解决的连接体问题,但如果这两种方法交叉使用,则处理问题就更加方便。如当系统中各物体有相同的加速度,求系统中某两物体间的相互作用力时,往往是先用整体法法求出加速度,再用隔离法法求物体受力。 简单连接体问题的分析方法 1?连接体:两个(或两个以上)有相互作用的物体组成的具有相同大小加速度的整体。 2?“整体法”:把整个系统作为一个研究对象来分析(即当做一个质点来考虑)。 注意:此方法适用于系统中各部分物体的加速度大小方向相同情况。 3?“隔离法”:把系统中各个部分(或某一部分)隔离作为一个单独的研究对象来分析。 注意:此方法对于系统中各部分物体的加速度大小、方向相同或不相同情况均适用。 4.“整体法”和“隔离法”的选择 求各部分加速度相同的连结体的加速度或合外力时,优选考虑整体法”;如果还要求物体之间的作用力,再用隔离法”,且一定是从要求作用力的那个作用面将物体进行隔离;如果连结体中各部分加速度不同,一般都是选用隔离法”。 5?若题中给出的物体运动状态(或过程)有多个,应对不同状态(或过程)用整体法”或隔离法”进行受力分析,再列方程求解。 针对训练. 1?如图用轻质杆连接的物体 AB沿斜面下滑,试分析在下列条件下,杆受到的力是拉力还是压力。

高中物理常见连接体问题总结知识分享

常见连接体问题 (一)“死结”“活结” 1.如图甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg 的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成30°,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量也为10 kg 的物体.g取10 m/s2,求 (1)细绳AC段的张力FAC与细绳EG的张力FEG之比; (2)轻杆BC对C端的支持力; (3)轻杆HG对G端的支持力. (二)突变问题 2。在动摩擦因数μ=0.2的水平 质量为m=1kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,如图所示,此时小球处于静止 平衡状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,取g=10m/s2,求: (1)此时轻弹簧的弹力大小 (2)小球的加速度大小和方向.(三)力的合成与分解 3.如图所示,用一根细线系住重力为、半径为的球,其与倾角为的光滑斜面劈接触, 处于静止状态,球与斜面的接触面非常小, 当细线悬点固定不动,斜面劈缓慢水平向左 移动直至绳子与斜面平行的过程中,下述正确的是(). A.细绳对球的拉力先减小后增大 B.细绳对球的拉力先增大后减小 C.细绳对球的拉力一直减小 D.细绳对球的拉力最小值等于G (四)整体法 4.如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接。在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成θ角,则m1所受支持力N 和摩擦力f正确的是() A.N=m1g+m2g-Fsinθ B.N=m1g+m2g-Fcosθ C.f=Fcosθ D.f=Fsinθ (五)隔离法 5.如图所示,水平放置的木板上面放置木块,木板与木块、木板与地面间的摩擦因数分别为μ1和μ2。已知木块质量为m,木板的质量为M,用定滑轮连接如图所示,现用力F匀速拉动木块在木板上向右滑行,求力F的大小?

届一轮复习 连接体问题 教案

考点三连接体问题 基础点 知识点1 连接体 1.定义:多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体。连接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度)。如下图所示:

2.处理连接体问题的方法:整体法与隔离法,要么先整体后隔离,要么先隔离后整体。 (1)整体法是指系统内(即连接体内)物体间无相对运动时(具有相同加速度),可以把连接体内所有物体组成的系统作为整体考虑,分析其受力情况,对整体列方程求解的方法。 整体法可以求系统的加速度或外界对系统的作用力。 (2)隔离法是指当我们所研究的问题涉及多个物体组成的系统时,需要求连接体内各部分间的相互作用力,从研究方便出发,把某个物体从系统中隔离出来,作为研究对象,分析其受力情况,再列方程求解的方法。 隔离法适合求系统内各物体间的相互作用力或各个物体的加速度。 3.整体法、隔离法的选取原则

(1)整体法的选取原则 若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整体,分析整体受到的合外力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。 (2)隔离法的选取原则 若连接体内各物体的加速度不相同,或者要求出系统内各物体之间的作用力时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解。 (3)整体法、隔离法的交替运用 若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求出物体之间的作用力时,可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求作用力。即“先整体求加速度,后隔离求内力”。 知识点2 临界与极值 1.临界问题 物体由某种物理状态转变为另一种物理状态时,所要经历的一种特殊的转折状态,称为临界状态。这种从一种状态变成另一种状态的分界点就是临界点,此时的条件就是临界条件。

连接体专题 (1)

专题:连接体问题 一、加速度相同的连接体 例|1在右图中,质量分别为m 1、m 2的物体由弹簧相连接,在恒力F 作用下共同向右运动,弹簧的长度恒定,物块与水平面间动摩擦因数为μ。求:弹簧的弹力? 练1.如右图所示,物体m 1、m 2用一细绳连接,两者在竖直向上的力F 的作用下向上加速运动,重力加速度为g ,求细绳上的张力? 例|2在右图中,质量分别为m 、M 的物体由相连接,在恒力F 作用下运动,物块与水平面间动摩擦因数为μ,求细绳上的张力? 练2.一工人用力F 沿倾角为θ的斜面推着货箱A 、B 匀加速上升,已知A 、B 的质量分别为1m 和2m ,两货箱与斜面间的动摩擦因数都为μ,重力加速度为g ,试分析货箱A 对B 的作用力。 例|3如图右,m 1、m 2用细线吊在定滑轮,当m 1、m 2开始运动时,求细线受到的张力? 练3.如图所示,小华坐在吊台上,通过定滑轮把自己和吊台共同提起.小华的质量 ,吊台的质量 ,起动时的加速度为 .(取 )求: ()绳上的张力大小. ()小华对吊台压力的大小. 1 m 2m F F

例|4如图甲所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体A(与弹簧固联),在物体A的上方再放上物体B,初始时物体A、B处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体B上,使物体B-直竖直向上做匀加速直线运动,拉力F 与物体B的位移x之间的关系如图乙所示。已知经过t=0.1s物体A、B分离,物体A的质量为m A=lkg,重力加速度g=l0m/s2,求: (1)物体B的质量m B; (2)弹簧的劲度系数k。 练4.质量的物块A与质量的物块B放在倾角θ=30°的光滑斜面上处于静止状态,轻质弹簧一端与物块B连接,另一端与固定档板连接,弹簧的劲度系数k=400 N/m,现给物块A施加一个平行于斜面向上的力F,使物块A沿斜面向上做匀加速运动,已知力F在前0.2s内为变力,0.2s后为恒力,()求:力F的最大值与最小值? 二、加速度不相同的连接体 例|5质量为M的箱体放在水平面上,其内部柱子上有一物块正以加速度a下滑,物块的质量为m。求箱体对地面的压力? 例|6在以下所述情形下,分别求出地面对斜面体的摩擦力和支持力: (1)质量为m的物块在质量为M的斜面上静止和沿斜面匀速下滑; (2)质量为m的物块在沿着斜面向上的拉力F作用下沿斜面匀速上 滑,斜面体质量为M,始终静止; (3)质量为m的物块以加速度a沿斜面加速下滑,斜面体质量为M,保持静止。练6.如图所示,一质量M=6kg的斜面体置于粗糙水平地面上,倾角为 30。质量m=4kg 的物体以a=3m/s2的加速度沿斜面下滑,而斜面体始终保持静止。求:地面对斜面体的摩擦力及支持力。(g=10m/s2) m M 30 m M a

4连接体问题及解题方法

4连接体问题及处理方法 一、连接体问题 1.连接体:当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连,或多个物体直接叠放在一起的系统. 2.连接体题型 (1)系统内所有物体相对静止,即运动情况相同,a 也相同------相对静止问题 (2)系统内物体相对运动,运动情况不同,a 也不同------相对运动问题 二、处理方法 1 整体法分析系统受力时只分析外力不必分析内力;在用隔离法解题时要注意判明隔离体的运动方向和加速度方向,同时为了方便解题,一般我们隔离受力个数少的物体.2.相对静止类:程。(整体与隔离结合使用) 例1.A 、B 两物体靠在一起,放在光滑水平面上,m B =6Kg ,今用水平力F A =6N 推A ,用水平力F B =3N 拉B ,A 、B 有多大? 3.相对运动问题:例2.如图所示,光滑水平面上静止放着长L =1.6 m 、质量为M =3 kg 的木板.一 个质量为m =1 kg 的小木块放在木板的最右端,m 与M 之间的动摩擦因数μ= 0.1,今对木板施加一水平向右的拉力F ,若2s 时两者脱离,则F 为多大? 4.判断相对静止还是相对运动:以最容易达到最大加速度的物体作为切入点,进入分析 例3.如图所示,m 1=40 kg 的木板放在无摩擦的地板上,木板上又放m 2=10 kg 的石块,石块与木板间的动摩擦因数μ=0.6,试问 (1)当水平力F =50 N 时,石块与木板间有无相对滑动? (2)当水平力F =100 N 时,石块与木板间有无相对滑动?(g =10 m/s 2)此时m 2的 加速度为多大? 5.方法总结 ①.当它们具有共同加速度时,一般是先整体列牛顿第二定律 方程,再隔离受力个数少的物体分析列牛顿第二定律方程. ②.当它们的加速度不同且涉及到相对运动问题,一般采用隔 离法分别分析两个物体的运动情况,再找它们运动或受力的联 系点列辅助条件方程. 练习题 1.两个物体A 和B ,质量分别为m 1和m 2,互相接触放在光滑水平面上,如图所示,对物体A 施以水平的推力F ,则物体A 对物体B 的作用力等于( ) A .211m m m + F B .212m m m + F C .F D .2 1m m F 2.上题若m 1与m 2与水平面间有摩擦力且摩擦因数均为μ则A 对B 作用力等于为( ) 3.如图所示,光滑平面上以水平恒力F 拉动小车和木块,一起做无相对滑动的加 速运动,若小车质量为M ,木块质量为m ,加速度大小为a ,木块和小车间的动摩

5.2共点力平衡中的连接体问题

共点力平衡中的连接体问题 一.多选题(共40小题) 1.如图,半圆柱体Q放在水平地面上,表面光滑的圆柱体P放在Q和墙壁之间,Q的轴线与墙壁之间的距离为L,已知Q与地面间的动摩擦因数μ=0.5,P、Q横截面半径均为R,P的质量是Q的2倍,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.P、Q 均处于静止状态,则() A.L越大,P、Q间的作用力越大 B.L越大,P对墙壁的压力越小 C.L越大,Q受到地面的摩擦力越小 D.L的取值不能超过R 2.如图所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触。若使斜劈A在斜面体C 上静止不动,此时P、Q对球B均无压力。以下说法正确的是() A.若C的斜面光滑,斜劈A由静止释放,则P点对球B有压力 B.若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,则P、Q对B均无压力 C.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面匀速下滑,则P、Q对B均无压力 D.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面以一定的初速度减速下滑,则P点对球B有压力 3.如图所示,半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上,光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态,P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ,将力F

在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°,框架与小球始终保持静止状态。在此过程中下列说法正确的是() A.框架对小球的支持力先减小后增大 B.拉力F的最小值为mgcosθ C.地面对框架的摩擦力始终在减小 D.框架对地面的压力先增大后减小 4.如图所示,将一横截面为扇形的物体B放在水平面上,一滑块A放在物体B 上,除了物体B与水平面间的摩擦力之外,其余摩擦忽略不计。已知物体B的质量为M,滑块A的质量为m,重力加速度为g。当整个装置静止时,A、B接触面的切线与竖真的挡板之间的夹角为θ,下列选项正确的是() A.物体B对水平面的压力大小为(M+m)g B.物体B受到水平面的摩擦力大小为mgtanθ C.将物体B缓慢向左移动一小段距离,滑块A对物体B的压力将变小 D.将物体B缓慢向左移动一小段距离,滑块A与竖直挡板之间的弹力将变大5.如图所示,一光滑球体静止于夹角为θ的支架ABC内,现以B为轴,让整个支架缓慢的顺时针旋转,直至支架BC部分水平。设BC部分对球体的作用力为F,则整个过程中()

在高中物理中用整体法处理加速度不等的连接体问题

在高中物理中用整体法处理加速度不等的连接体问题 新疆和静高级中学 李彦波 【摘要】整体法与隔离法是解决连接体问题的两种重要方法,其中,利用整体法思路清晰,步骤简洁,本文重点分析其在加速度不等系统中应用的思路和注意要点,以期引导学生能在较复杂情景中灵活自如地运用整体法。 【关键词】整体法 加速度不等系统 整体法是物理解题过程中的一种重要方法,是指对物理问题中的整个系统或整个过程进行分析、研究的方法。在力学中,就是把几个物体视为一个整体作为研究对象,受力分析时,只分析这一整体对象之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力。这样就可以把物理问题化繁为简,变难为易。在学生解决问题的过程中,整体法往往被用于连接体问题的处理。所谓连接体,就是指两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同加速度的整体。所以, 中学阶段涉及连接体问题时,要求连接体内的各个物体必须具有相同的加速度或加速度大小相等,才可以用整体法处理;,而对于加速度不同的物体只能老老实实用隔离法来做。其实这种认识是错误的,加速度不同的物体不仅可以看成整体并用整体法来处理,而且用整体法来处理的话会带来意想不到的效果。本文通过高三复习过程中,探讨对加速度不等的连接体的典型例题的整体法处理,期望读者能够站在整体法的高度来分析此类问题,以拓展解题思路,起到事半功倍的功效。 对于一个物体而言,牛顿运动定律指出:物体所受的合外力等于其质量与加速度的乘积,即 ma F i i =∑① 对于一个具有共同运动加速度的连接体所构成的系统而言,牛顿运动定律指出:系统所受的合外力等于系统的总质量与加速度的乘积,即 a m F i i i i ∑∑=② 对于一个加速度不等的连接体所构成的系统而言,牛顿运动定律指出:系统所受的合外力等于系统内各个物体所受合外力之和,即 i i i i i a m F ∑∑=③,采用正交分解法,其两个分量的方程形式为ix i i i ix a m F ∑∑=和iy i i i iy a m F ∑∑= 动力学知识解题的能力,下面通过较复杂情景中的应用与隔离法作一比较。 例题1 如图所示有一倾角为θ、质量M 的木楔ABC 静置于粗糙水平地面上,有一质量m 的光滑物块在木楔上由静止开始沿斜面下滑。在此过程中木楔没有动, 求地面对木楔的摩擦力和支持力大小。 解析:利用隔离法解题: 先取物块m 为研究对象,受力分析如图3,

2020年高考物理专题复习:连接体问题的解题技巧练习题

2020年高考物理专题复习:连接体问题的解题技巧练习题 1. 如图,一个固定斜面上两个质量相同的小物块A 和B 紧挨着匀速下滑,A 与B 的接触面光滑。已知A 与斜面之间的动摩擦因数是B 与斜面之间动摩擦因数的2倍,斜面倾角为α。则B 与斜面之间的动摩擦因数是( ) A. 2tan 3α B. 2cot 3α C. tan α D. cot α 2. 如图甲所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m 和M 的物块A 、B 用轻弹簧相连,两物块与水平面间的动摩擦因数相同,它们的质量之比m :M=1:2。当用水平力F 作用于B 上且两物块以相同的加速度向右加速运动时(如图甲所示),弹簧的伸长量为1x ;当用同样大小的力F 竖直向上拉B 且两物块以相同的加速度竖直向上运动时(如图乙所示),弹簧的伸长量为2x ,则21:x x 等于( ) A. 1:1 B. 1:2 C. 2:1 D. 2:3 3. 一辆小车静止在水平地面上,bc 是固定在车上的一根水平杆,物块M 穿在杆上,M 通过细线悬吊着小物体m ,m 在小车的水平底板上,小车未动时细线恰好在竖直方向上。现使小车如下图分四次分别以4321a a a a 、、、向右匀加速运动,四种情况下M 、m 均与车保持相对静止,且图甲和图乙中细线仍处于竖直方向,已知8:4:2:1:::4321=a a a a ,M 受到的摩擦力大小依次为4321f f f f 、、、,则错误.. 的是( )

A. 2:1:21=f f B. 3:2:21=f f C. 2:1:43=f f D . tanα=2tanθ 4. 如图,机车a 拉着两辆拖车b ,c 以恒定的牵引力向前行驶,连接a 、b 间和b 、c 间的绳子张力分别为T 1、T 2,若行驶过程中发现T 1不变,而T 2增大,则造成这一情况的原因可能是( ) A. b 车中有部分货物落到地上 B. c 车中有部分货物落到地上 C. b 车中有部分货物抛到c 车上 D. c 车上有部分货物抛到b 车上 5. 如图所示,光滑固定斜面C 倾角为θ,质量均为m 的两物块A 、B 一起以某一初速度沿斜面向上做匀减速直线运动。已知物块A 上表面是水平的,则在该减速运动过程中,下列说法正确的是( ) A. 物块A 受到B 的摩擦力水平向左 B. 物块B 受到A 的支持力做负功 C. 两物块A 、B 之间的摩擦力大小为mgsinθcosθ D. 物块B 的机械能减少 6. 如图所示,在光滑水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的物体A 、B ,m 1>m 2,A 、B 间水平连接着一轻质弹簧秤。若用大小为F 的水平力向右拉B ,稳定后B 的加速度大小为a 1,弹簧秤示数为F 1;如果改用大小为F 的水平力向左拉A ,稳定后A 的加速度大小为a 2,弹簧

高中物理常见连接体问题总结

(一)“死结”“活结” 1.如图甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg 的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成30°,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量也为10 kg的物体.g取10 m/s2,求 (1)细绳AC段的张力FAC与细绳EG的张力FEG之比; (2)轻杆BC对C端的支持力; (3)轻杆HG对G端的支持力. (二)突变问题 2。在动摩擦因数μ=的水平 质量为m=1kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,如图所示,此时小球处于静止 平衡状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,取g=10m/s2,求: (1)此时轻弹簧的弹力大小 (2)小球的加速度大小和方向.(三)力的合成与分解 3.如图所示,用一根细线系住重力为、半径 为的球,其与倾角为的光滑斜面劈接触, 处于静止状态,球与斜面的接触面非常小, 当细线悬点固定不动,斜面劈缓慢水平向左 移动直至绳子与斜面平行的过程中,下述正确的是( ). A.细绳对球的拉力先减小后增大 B.细绳对球的拉力先增大后减小 C.细绳对球的拉力一直减小 D.细绳对球的拉力最小值等于G (四)整体法 4.如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接。在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成θ角,则m1所受支持力N 和摩擦力f正确的是() A.N=m1g+m2g-Fsinθ B.N=m1g+m2g-Fcosθ C.f=Fcosθ D.f=Fsinθ (五)隔离法 5.如图所示,水平放置的木板上面放置木块,

连接体不同加速度

理解 ; 在光滑的水平面上放置着紧靠在一起的两个物体A 和B (如图),它们的质量分别为m A 、m B 。当用水平恒力F 推物体A 时,问:⑴A 、B 两物体的加速度多大?⑵A 物体对B 物体的作用力多大? 如上图所示,物体A 、B 间用轻质弹簧相连,已知m A =2 m ,m B =m ,且物体与地面间的滑动摩擦力大小均为其重力的k 倍,在水平外力作用下,A 和B 一起沿水平面向右匀速运动。当撤去外力的瞬间,物体A 、B 的加速度分别为a A = ,a B = 。(以向右方向为正方向 应用 ; 1.如图6所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定一个质量为m 的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零瞬间,小球的加速度大小为 A.g B. m m M - g C.0 D. m m M +g 2.如图7所示,A 、B 两小球分别连在弹簧两端,B 端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上,若不计弹簧质量,在线被剪断瞬间,A 、B 两球的加速度分别为 A.都等于2 g B. 2 g 和0 C. 2 g M M M B B A ? +和0 D.0和 2 g M M M B B A ?+ 3.如图所示,在倾角为α的固定光滑斜面上,有一用绳子拴着的长木板,长木板上站着一只猫。已知木板的质量是猫的质量的2倍。当绳子突然断开时,猫立即沿板向上跑,以保持其相对斜面的位置不变。则此时木板沿斜面下滑的加速度为: A . αsin 2 g B .αsin g C . αsin 2 3g D .αsin 2g 4.如图所示,木块A 和B 用一轻弹簧相连,竖直放在木块 C 上,三者静置于地面,它们的质量之比是1:2:3,设所有 接触面都光滑,当沿水平方向抽出木块C 的瞬时,A 和B 图 6 图 7

连接体问题 专题训练

连接体问题 1. 连接体:两个或两个以上相互联系的物体组成连接体。 2. 整体法:当两个或两个以上有相互联系的物体相对同一参考系具有相同加速度时,可选整体为研究对象。 3. 隔离法:把题目中每一物体隔离出来分别进行受力分析、列方程 4. 选取研究对象的原则有两点: (1)受力情况简单,与已知量、未知量关系密切。 (2)先整体后隔离。 构成连接体的各部分之间的重要的联系纽带之一就是加速度,当两个或两个以上的物体相对同一参考系具有相同加速度时,有些题目也可采用整体与隔离相结合的方法,一般步骤用整体法或隔离法求出加速度,然后用隔离法或整体法求出未知力。 【典型例题】 例1. 光滑水平面上A、B两物体m A =2kg、m B =3kg,在水平外力F=20N作用下向右加速运 动。求 (1)A、B两物体的加速度多大? (2)A对B的作用力多大? 解:设两物体加速度大小为a,A对B作用力为F 1 ,由牛顿第三定律得B对A的作用力 F 2=F 1 。 对A受力如图 由牛顿第二定律F 合A =m A a 得: F-F 2 =m A a 20-F 2 =2a ① 对B受力如图 由牛顿第二定律F 合B =m B a 得: F 1 =m B a F 1 =3a ② 由①、②联立得:a=4m/s2 F 1 =12N F=20N 而F 1 =12N ,所以不能说力F通过物体A传递给物体B。分析:(1) (2)①+②得 F=(m A +m B )a 即:因为A、B具有相同加速度,所以可把A、B看作一个整体应用牛顿第二定律

思考:本题应怎样解更简单? 对AB 整体受力如图 竖直方向平衡,故F N =(m A +m B )g 由牛顿第二定律F 合=(m A +m B )a 得: a=2 204/32A B F m s m m ==++ 对B 受力如图 由牛顿第二定律F 合B =m B a 得:F 1= m B a=3?4=12N 例2. 如图所示,质量为m 的物块放在倾角为θ的斜面上,斜面体的质量为M ,斜面与物块无摩擦,地面光滑,现对斜面施一个水平推力F ,要使物块相对斜面静止,力F 应多大 ? 解析:两物体无相对滑动,说明两物体加速度相同,方向水平。对于物块m ,受两个力作用,其合力水平向左。先选取物块m 为研究对象,求出它的加速度,它的加速度就是整体加速度,再根据F =(M+m )a 求出推力F ,步骤如下: 先选择物块为研究对象,受两个力,重力mg 、支持力F N ,且两力合力方向水平,如图 所示,由图可得: tan mg ma θ=,tan a g θ=? 再选整体为研究对象,根据牛顿第二定律()()tan F M m a M m g θ=+=+。 答案:()tan M m g θ+

专题4:连接体的平衡问题

专题:连接体的平衡问题 班级: 姓名: 知识链接: 1. 内力与外力: 两个(或两个以上)物体组成的连接体,它们之间相互作用力叫内力,它们与外界 之间的力叫外力。 2.整体法与隔离法: 现阶段我们只要求会处理连结体的平衡问题。选择研究对象....是首要环节。 整体法:在研究连接体问题时,常把几个有相互作用的物体作为一个整体看成一个研究对象的方法叫整体法。 隔离法:将研究对象从整体中隔离出来,而其它物体对研究对象的影响一律以力来表示的方法叫隔离法。 若要求解外力,选用整体法;若要求解内力,选用隔离法。 一般优先用整体法,再结合隔离法求解。 【例1】如图,A 、B 叠放在水平面上,有水平力F 作用在A 上,使二者一起向左做匀速直 线运动,则( ) A .A 、B 之间无摩擦力 B .A 受到的摩擦力水平向右 C .B 受到A 的摩擦力水平向左 D .地面对B 的摩擦力为静摩擦力,水平向右 (变式)如下右图所示,质量为m =60kg 的人站在质量为M =30kg 的木板上,人和木板之间的动摩擦因数为,木板和水平地面的动摩擦因数为,今人用绕过定滑轮的绳子拉木板使木板和他自己一起向右作匀速直线运动,那么,木板一共受 个力的作用;人和木板之间的摩擦力为 N 。 【例2】质量为M ,倾角为θ的斜劈静止于粗糙水平面上,另一质量为m 的小物块置于斜劈上,如果小物块与斜劈仍然保持静止状态,求: M m

(1)斜劈对小物块的支持力和摩擦力的大小 (2)水平面对斜劈的支持力和摩擦力的大小 (变式训练)上题中,如果给小物块施加一沿斜面向上,大小为F 的力,小物块与斜劈均 保持静止,求水平面对斜劈的支持力和摩擦力的大小与方向。 【例3】如图所示,在倾角为θ=37°的固定斜面上,跨过定滑轮的轻绳一端系在小车的前端,另一端被坐在小车上的人拉住。已知人的质量为60 kg ,小车的质量为10 kg ,人与车始终保持相对静止,斜面与车的动摩擦因素为,不计绳及滑轮的质量、滑轮与绳间的摩擦,取重力加速度g =10 m/s 2 ,试求(斜面足够长):当人以多大的力拉绳时,人相对地面处于静止状态人对车的摩擦力为多少 【例4】.如图所示,物体A 质量为2kg ,与斜面间摩擦因数为若要使A 在斜面上静止,物体B 质量的最大值和最小值是多少 θ m M θ m M θ m M F

整体法在加速度不等系统中的应用

整体法在加速度不等系统中的应用 浙江省义乌中学(322000) 傅可钦 【摘要】整体法与隔离法是解决连接体问题的两种重要方法,其中,利用整体法思路清晰,步骤简洁,本文重点分析其在加速度不等系统中应用的思路和注意要点,以期引导学生能在较复杂情景中灵活自如地运用整体法。 【关键词】整体法 加速度不等系统 【问题引入】 如图1,一只质量为m 的小猫跳起来抓住悬吊在天花板上质量为M 的 竖直木杆,在这瞬间悬绳断了,当小猫继续向上爬时,使得小猫离地的高度 不变,在此过程中,木杆下落的加速度多大? 解析:取猫为研究对象,它相对地面静止,故有mg f =。 再取杆为研究对象,由牛顿第二定律得:Ma f Mg =+/ 又由牛顿第三定律可得,猫对杆的摩擦力f f =/ 由以上各式可得:g M m M a += 在运用牛顿运动定律分析此类加速度不等的连接体问题时,通常用隔离法求解,那么,能否用整体法进行求解呢? 【评析点悟】 其实在加速度不等的系统中,牛顿第二定律同样适用,可以表述为: 系统所受的合外力等于系统中各部分物体质量与其对应加速度的乘积之和,即: 合F = +++332211a m a m a m 当系统内各部分加速度相同时,则有:合F =(1m +2m +3m +……)a m a 总=,此即我们熟悉的牛顿第二定律常用式。 下面就以上例题用整体法分析:猫相对地面静止,其加速度为零,杆下落的加速度待求,设为a ;对整体,猫和杆所受合外力只有两者的重力,即g m M )(+,故有:a g m M M )(=+,即可得结果。 与隔离法相比,整体法解题思路清晰,步骤简洁明快,避开了系统内相互作用力的分析,删繁就简,使牛顿运动定律在多对象问题中应用自如,有效地提高了学生应用动力学 知识解题的能力,下面通过较复杂情景中的应用与隔离法作一比较。 如图2,有一倾角为θ、质量M 的木楔ABC 静置于粗糙水平地 面上,有一质量m 的光滑物块在木楔上由静止开始沿斜面下滑。在 此过程中木楔没有动,求地面对木楔的摩擦力和支持力大小。 解析:利用隔离法解题: 先取物块m 为研究对象,受力分析如图3, 可得:θsin g a = 再取木楔为研究对象,受力分析如图4, 水平方向上:θsin /1N f = 由牛顿第三定律有:1/1N N = 而对物块m ,可得:θcos 1mg N = 由以上各式联立,可得:

连接体问题的解题思路

连接体问题的求解思路 【例题精选】 【例1】在光滑的水平面上放置着紧靠在一起的两个物体A和B(如图),它们的质量分别为m A、m B。当用水平恒力F推物体A时,问:⑴A、B两物体的加速度多大?⑵A物体对B物体的作用力多大? 分析:两个物体在推力的作用下在水平面上一定做匀加速直线运动。对整体来说符合牛顿第二定律;对于两个孤立的物体分别用牛顿第二定律也是正确的。因此,这一道连接体的问题可以有解。 解:设物体运动的加速度为a,两物体间的作用力为T,把A、B两个物体隔离出来画在右侧。因为物体组只在水平面上运动在竖直方向上是平衡的,所以分析每个物体受力时可以只讨论水平方向的受力。A物体受水平向右的推力F和水平向左的作用力T,B物体只受一个水平向右的作用力T。对两个物体分别列牛顿第二定律的方程:对m A满足 F-T= m A a ⑴ 对m B满足 T = m B a ⑵ ⑴+⑵得 F =(m A+m B)a ⑶ 经解得: a = F/(m A+m B)⑷ 将⑷式代入⑵式可得 T= Fm B/(m A+m B) 小结:①解题时首先明确研究对象是其中的一个物体还是两个物体组成的物体组。如果本题只求运动的加速度,因为这时A、B两物体间的作用力是物体组的力和加速度无关,那么我们就可以物体组为研究对象直接列出⑶式动力学方程求解。若要求两物体间的作用力就要用隔离法列两个物体的动力学方程了。 ②对每个物体列动力学方程,通过解联立方程来求解是解决连接体问题最规的解法,也是最保险的方法,同学们必须掌握。 【例2】如图所示,5个质量相同的木块并排放在光滑的水平桌面上,当用水平向右推力F推木块1,使它们共同向右加速运动时,求第2与第3块木块之间弹力及第4与第 5块木块之间的弹力。

连接体问题专题详细讲解

题问连接体一、连接体与隔离体两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为连接体。如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为隔离体。如果以物体系为研究对象,受到系统之外的作用力,这些力是系统受到的外二、外力和内力力,而系统内各物体间的相互作用力为内力。应用牛顿第二定律列方程不考虑内力。如果把物体隔离出来作为研究对象,则这些内力将转换为隔离体的外力。三、连接体问题的分析方法求加速度时可以把连接体作为一个整体。运用连接体中的各物体如果加速度相同,1.整体法牛顿第二定律列方程求解。必须隔离其中一个物体,对该物体应用牛顿第二.隔离法如果要求连接体间的相互作用力,2 定律求解,此法称为隔离法。.整体法与隔离法是相对统一,相辅相成的。本来单用隔离法就可以解决的连接体问题,但3如果这两种方法交叉使用,则处理问题就更加方便。如当系统中各物体有相同的加速度,求系统中某两物体间的相互作用力时,往往是先用整体法法求出加速度,再用隔离法法求物体受力。简单 连接体问题的分析方法 1.连接体:两个(或两个以上)有相互作用的物体组成的具有相同 大小加速度的整体。 2.“整体法”:把整个系统作为一个研究对象来分析(即当做一个质点来考虑)。注意:此方法适用于系统中各部分物体的加速度大小方向相同情况。3.“隔离法”:把系 统中各个部分(或某一部分)隔离作为一个单独的研究对象来分析。注意:此方法对于系统中 各部分物体的加速度大小、方向相同或不相同情况均适用。4.“整体法”和“隔离法”的选择; 如果还要求物体之间的作用整体法”求各部分加速度相同的连结体的加速度或合外力时,优选考 虑“,且一定是从要求作用力的那个作用面将物体进行隔离;如果连结体中各部分加速度不隔离法”力,再用“”。同,一般都是选用“隔离法进行受隔离法”整体法”或“5.若题中给出的物体运动状态(或过程)有多个,应对不同状态(或过程)用“力分析,再列方程求解。针 对训练沿斜面下滑,试分析在下列条件下,杆受到的力是拉力还是压力。1.如图用轻质杆 连接的物体AB )斜面光滑;(1 )斜面粗糙。(2 ,若斜B间的杆不存在,此时同时释放A、解决这个问题的最好方法是假设法。即假定〖解析〗A、B间的距离始终不变,此时若将杆再搭上,A、Bg运动的加速度均为a=sinθ,则以后的运 动中面光滑,A、B,cosθsin=gθ-μg显然杆既不受拉力,也不受压力。若斜面粗糙,A、B单 独运动时的加速度都可表示为:a,<,则aaμ,则有=μa=a,杆仍然不受力,若>μμa显然,若、b两物体与斜面间的动摩擦因数BBABAAAB杆便受到拉力。><μ,则aaμA、B间的距离会 缩短,搭上杆后,杆会受到压力,若BBAA〖答案〗)斜面光滑杆既不受拉力,也不受压力(1 μ杆不受拉力,受压力>(2)斜面粗糙μBA杆受拉力,不受压力μ<斜面粗糙μBA类型二、“假设法”分析物体受力 的斜面下滑,如图所示,若不存在摩擦,【例题2】在一正方形的小盒内装一圆球,盒与球一起 沿倾角为θ不为角增大时,下滑过程中圆球对方盒前壁压力T及对方盒底面的压力T?(提示: 令N将如何变化当θ)零,用整体法和隔离法分析)( T为零;B.N变小,A.N变小,T变大; 变大。.N不变,TC.N变小,T变小;D物体间有没有相互作用,可以假设不存在,看 其加速度的大小。〖点拨〗”一样快sinθ,即“〖解析〗假设球与盒子分开各自下滑,则各自的 加速度均为a=g=0 T∴θN=mgcos对球在垂直于斜面方向上:θ∴N增大而减小。随B

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