高中物理连接体问题

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文案大全 牛顿第二定律——连接体问题(整体法与隔离法)

一、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

二、处理方法——整体法与隔离法

系统运动状态相同

整体法

问题不涉及物体间的内力

使用原则

系统各物体运动状态不同

隔离法

问题涉及物体间的内力

三、连接体题型:

1、连接体整体运动状态相同:(这类问题可以采用整体法求解)

【例1】A、B两物体靠在一起,放在光滑水平面上,它们的质量分别为kgmA3,kgmB6,今用水平力NFA6推A,用水平力NFB3拉B,A、B间的作用力有多大?

【练1】如图所示,质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上,动摩擦因数为,物体B与斜面间无摩擦。在水平向左的推力F作用下,A与B一起做匀加速直线运动,两者无相对滑动。已知斜面的倾角为,物体B的质量为m,则它们的加速度a及推力F的大小为( )

A. )sin()(,singmMFga

B. cos)(,cosgmMFga

C. )tan()(,tangmMFga

D. gmMFga)(,cot

【练2】如图所示,质量为2m的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为1m的物体,与物体1相连接的绳与竖直方向成角,则( )

A. 车厢的加速度为sing

B. 绳对物体1的拉力为cos1gm

C. 底板对物体2的支持力为gmm)(12 ABFAFBBθAF实用文档

文案大全 D. 物体2所受底板的摩擦力为tan2gm

2、连接体整体内部各部分有不同的加速度:(不能用整体法来定量分析)

【例2】如图所示,一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套有一个环,箱和杆的总质量为M,环的质量为m。已知环沿着杆向下加速运动,当加速度大小为a时(a<g),则箱对地面的压力为( )

A. Mg + mg B. Mg—ma C. Mg + ma D. Mg + mg – ma

【练3】如图所示,一只质量为m的小猴抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M的竖直杆。当悬绳突然断裂时,小猴急速沿杆竖直上爬,以保持它离地面的高度不变。则杆下降的加速度为( )

A. g B. gMm C. gMmM D. gMmM

【练4】如图所示,在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的光滑斜面,现将一个重4 N的物体放在斜面上,让它自由滑下,那么测力计因4 N物体的存在,而增加的读数是(

A.4 N B.23 N C.0 N D.3 N

【练5】如图所示,A、B的质量分别为mA=0.2kg,mB=0.4kg,盘C的质量mC=0.6kg,现悬挂于天花板O处,处于静止状态。当用火柴烧断O处的细线瞬间,木块A的加速度aA多大?木块B对盘C的压力FBC多大?(g取10m/s2)

连接体作业

1、如图所示,小车质量均为M,光滑小球P的质量为m,绳的质量不计,水平地面光滑。要使小球P随车一起匀加速运动(相对位置如图所示),则施于小车的水平拉力F各是多少?(θ已知)

A

B

C O

Mm实用文档

文案大全 球刚好离开斜面 球刚好离开槽底

F= F= F= F=

2、如图所示,A、B质量分别为m1,m2,它们在水平力F的作用下均一起加速运动,甲、乙中水平面光滑,两物体间动摩擦因数为μ,丙中水平面光滑,丁中两物体与水平面间的动摩擦因数均为μ,求A、B间的摩擦力和弹力。

f= f= FAB= FAB=

3、如图所示,在光滑水平桌面上,叠放着三个质量相同的物体,用力推物体a,使三个物体保持静止,一起作加速运动,则各物体所受的合外力 ( )

A.a最大 B.c最大 C.同样大 D.b最小

4、如图所示,小车的质量为M,正在向右加速运动,一个质量为m的木块紧靠在车的前端相对于车保持静止,则下列说法正确的是( )

A.在竖直方向上,车壁对木块的摩擦力与物体的重力平衡

B.在水平方向上,车壁对木块的弹力与物体对车壁的压力是一对平衡力

C.若车的加速度变小,车壁对木块的弹力也变小

D.若车的加速度变大,车壁对木块的摩擦力也变大

5、物体A、B叠放在斜面体C上,物体B的上表面水平,如图所示,在水平力F的作用下一起随斜面向左匀加速运动的过程中,物体A、B相对静止,设物体B给物体A的摩擦力为1fF,水平地面给斜面体C的摩擦力为2fF,(02fF),则( )

A. 01fF B. 2fF水平向左

C. 1fF水平向左 D. 2fF水平向右

6、如图3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、下滑时的加速度大小相同;

D. 地面对物体M的支持力总小于gmM)(

7、如图所示,质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小.(g取10m/s2)

F

a b

c

BAFCmM实用文档

文案大全 8、如图6所示,质量为Am的物体A沿直角斜面C下滑,质量为Bm的物体B上升,斜面与水平面成θ角,滑轮与绳的质量及一切摩擦均忽略不计,求斜面作用于地面凸出部分的水平压力的大小。

9、如图10所示,质量为M的滑块C放在光滑的桌面上,质量均为m两物体A和B用细绳连接,A平放在滑块上,与滑块间动摩擦因数为,细绳跨过滑轮后将B物体竖直悬挂,设绳和轮质量不计,轮轴不受摩擦力作用,水平推力F作用于滑块,为使A和B与滑块保持相对静止,F至少应为多大?

BAmFμ<1μ=0.

10、在粗糙的水平面上有一质量为M的三角形木块,两底角分别为、,在三角形木块的两个粗糙斜面上,有两个质量为1m、2m的物体分别以1a、2a的加速度沿斜面下滑。三角形木块始终是相对地面静止,求三角形木块受到静摩擦力和支持力?

ABCθ实用文档

文案大全 §4.4 牛顿第二定律的应用――― 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 。如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为 。

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

力,而系统内各物体间的相互作用力为 。

应用牛顿第二定律列方程不考虑 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 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 ,求加速度时可以把连接体作为一个整体。运用

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 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 法求出 ,再用 法求 。

【典型例题】

例1.两个物体A和B,质量分别为m1和m2,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.Fmmm211 B.Fmmm212 C.F D.Fmm21

扩展:1.若m1与m2与水平面间有摩擦力且摩擦因数均为μ则对B作用力等于

2.如图所示,倾角为的斜面上放两物体m1和m2,用与斜面

平行的力F推m1,使两物加速上滑,不管斜面是否光滑,两物体

之间的作用力总为

例2.如图所示,质量为M的木板可沿倾角为θ的光滑斜面下滑,

木板上站着一个质量为m的人,问(1)为了保持木板与斜面相

对静止,计算人运动的加速度?(2)为了保持人与斜面相对静止,

木板运动的加速度是多少?

【针对训练】

1.如图光滑水平面上物块A和B以轻弹簧相连接。在水平拉力F作用下以加速度a作直线运动,设A和B的质量分别为mA和mB,当突然撤去外力F时,A和B的加速度分别为( )

A.0、0 B.a、0

C.BAAmmam、BAAmmam D.a、ammBA  m2 m1 m2 F A B

F m1

V A B F θ 实用文档

文案大全 2.如图A、B、C为三个完全相同的物体,当水平力F作用

于B上,三物体可一起匀速运动。撤去力F后,三物体仍

可一起向前运动,设此时A、B间作用力为f1,B、C间作

用力为f2,则f1和f2的大小为( )

A.f1=f2=0 B.f1=0,f2=F C.f1=3F,f2=F32 D.f1=F,f2=0

3.如图所示,在前进的车厢的竖直后壁上放一个物体,物体与壁间

的静摩擦因数μ=0.8,要使物体不致下滑,车厢至少应以多大的

加速度前进?(g=10m/s2)

4.如图所示,箱子的质量M=5.0kg,与水平地面的动摩擦因

数μ=0.22。在箱子顶板处系一细线,悬挂一个质量m=1.0kg

的小球,箱子受到水平恒力F的作用,使小球的悬线偏离竖直

方向θ=30°角,则F应为多少?(g=10m/s2)

【能力训练】

1.如图所示,质量分别为M、m的滑块A、B叠放在固定的、

倾角为θ的斜面上,A与斜面间、A与B之间的动摩擦因数

分别为μ1,μ2,当A、B从静止开始以相同的加速度下滑时,

B受到摩擦力( )