高三物理高考一輪第三講：連接體問題

1、牛頓運動定律的應用之連接體問題展望高考連接體問題在高考命題中由來已久,考查頻率較高，考查要求為級，多以選擇題的形式出現(xiàn)，著重考查考生的綜合分析能力,起初多是以平衡態(tài)下的連接體問題呈現(xiàn)在卷面上,隨著高考對考生能力要求的不斷提高,近幾年加強了對非平衡態(tài)下連接體的考查力度。 一、知識點回顧連接體 2、常見連接方式 ：用輕繩(彈簧、桿)連接直接接觸靠摩擦接觸 1、定義：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)連接體連接體的特征:處理方法：整體法與隔離法相結(jié)合1.物體間通過某種相互作用來實現(xiàn)連接，2.連接體常會處于某種相同的運動狀態(tài)，如處于平衡態(tài)或以相同的加速度運動。 什

2、么是整體法？什么情況下可用整體法？如果由幾個物體組成的系統(tǒng)具有相同的加速度，一般可用整體法求加速度。（但整體法不能求出系統(tǒng)內(nèi)力）如果求解的物理問題僅涉及某過程的始末兩狀態(tài)，一般可以把整個過程作為研究對象用整體法求解。（但整體法不能求出此過程中間的狀態(tài)量）整體法就是對物理問題的整個系統(tǒng)或整個過程進行研究的方法。 什么是隔離法？什么情況下可用隔離法？隔離法就是把某個物體從系統(tǒng)中分離出來（或把某個過程從整個過程中分離出來）的方法。如果求解對象是系統(tǒng)的內(nèi)力，一般要用隔離法把某一物體從系統(tǒng)中分離出來。如果求解對象是某一過程中間的狀態(tài)量，一般要把此狀態(tài)從這一過程 中分離出來。整體法與隔離法定義優(yōu)點缺點隔離

3、法對系統(tǒng)內(nèi)的物體逐個隔離進行分析的方法能把系統(tǒng)內(nèi)各個物體所處的狀態(tài)、物體狀態(tài)的變化的原因以及物體間相互作用關系分析清楚涉及的因素多比較繁雜整體法把整個系統(tǒng)作為一個對象進行分析的方法只須分析整個系統(tǒng)與外界的關系，避開了系統(tǒng)內(nèi)部繁雜的相互作用，更簡潔、更本質(zhì)的展現(xiàn)出物理量間的關系無法討論系統(tǒng)內(nèi)部的情況記住以下四句話:1.整體法和隔離法是解決連接體問題的基本方法2.已知內(nèi)力或要求內(nèi)力時，必用隔離法3.求外力、分析外力或與內(nèi)力無關時，用整體法較簡單4.通常情況下，用整體法與隔離法相結(jié)合較為簡單題型一 利用整體法和隔離法 解物體的平衡問題優(yōu)先考慮整體法ABFF=3NGA=GB=10N1、地面對B有摩擦力

4、嗎？如果有是多大？AGA=10NNBA=10NF=3NfBABGBNABfABN地B=20Nf地B例1：BCF=3NGA=GB=GC=10NA地面對C的支持力？C對B的摩擦力？B對A的摩擦力？質(zhì)量相同的四木塊疊放在一起，如圖所示，靜止在水平地面上，現(xiàn)有大小相等、方向相反的力F分別作用的第2塊和第4塊木塊上，四木塊仍然靜止，則從上到下各層接觸面間的摩擦力多大？00FF例2、如圖所示，質(zhì)量均為m的三塊木塊A、B、C，當受到水平外力F時，三木塊均處于靜止狀態(tài).求A、B兩塊木塊之間的摩擦力. 3mgffN1N22f3mgf3mg/2A、B、C整體：A個體：fBAmgfNBAN2fBAfmg3mg/2m

5、gmg/2 如下圖所示，在兩塊相同的豎直木板之間，有質(zhì)量均為m的四塊相同的磚，用兩個大小均為F的水平力壓木板，使磚靜止不動，則：(1)第1塊磚和第4塊磚受到木板的摩擦力各為多大?(2)第2塊磚和第3塊磚之間的相互作用的摩擦力為多大?(3)第3塊磚受到第4塊磚的摩擦力為多大?解:(1)以四塊磚為對象得：f=2mg 方向向上(2)以1、2塊磚為對象得：f1=0(3)以第四塊磚為對象得：f4=mg 方向向上例3.如圖所示，放置在水平地面上的斜面M上有一質(zhì)量為m的物體，若m在 沿斜面F的作用下向上勻速運動，M仍保持靜止，已知M傾角為。求地面對M的支持力和摩擦力。解：整體受力分析建立直角坐標系如圖由平衡

6、條件可得：Fcos-Ff=0Fsin+FN-(M+m)g=0Ff=Fcos FN=(M+m)g-Fsin同類題練習求下列情況下粗糙水平面對的支持力和摩擦力m勻速下滑M、m均靜止M、m均靜止，彈簧被伸長m加速下滑，M靜止FN=(M+m)gFf=0FN=(M+m)gFf=FFN=(M+m)gFf=F彈FN=(M+m)g-masinFf=macosA、有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右B、有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左C、有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能確定D、沒有摩擦力作用2.在粗糙水平面上有一個三角形木塊a,在它的兩個粗糙斜面上分別放著質(zhì)量為m1和m2的兩個木塊b和c,如圖所示,已知m1m2

7、,三木塊均處于靜止狀態(tài),則粗糙地面對三角形木塊（）3.如圖，質(zhì)量m5 kg的木塊置于傾角37、質(zhì)量M10 kg的粗糙斜面上，用一平行于斜面、大小為50 N的力F推物體，使木塊靜止在斜面上，求地面對斜面的支持力和靜摩擦力。FN=(M+m)g-Fsin370=120NFf=Fcos370=40N4.如圖所示，傾角為的三角滑塊及其斜面上的物塊靜止在粗糙水平地面上現(xiàn)用力F垂直作用在物塊上，物塊及滑塊均未被推動，則滑塊受到地面的靜摩擦力大小為 （ ）A0 BFcos CFsin DFtan C例4.用輕質(zhì)細線把兩個質(zhì)量未知的小球懸掛起來，如圖12所示，今對小球a持續(xù)施加一個向左偏下30的恒力，并對小球b

8、持續(xù)施加一個向右偏上30的同樣大小的恒力，最后達到平衡，表示平衡狀態(tài)的圖可能是 題型二 利用整體法和隔離法 解物體的非平衡問題整體法求加速度，隔離法求相互作用力.靈活選擇明確研究對象，整體法和隔離法相結(jié)合。求各部分加速度相同的聯(lián)接體中的加速度或合外力時，優(yōu)先考慮“整體法”；如果還要求物體間的作用力，再用“隔離法”兩種方法都是根據(jù)牛頓第二定律列方程求解。當各部分加速度不同時,一般采用“隔離法” 也可以采用“整體法”解題2.連接體的解法:整體法求加速度，隔離法求相互作用力. 典例剖析：物體A和B的質(zhì)量分別為1.0kg和2.0kg，用F=12N的水平力推動A，使A和B一起沿著水平面運動，A和B與水平

9、面間的動摩擦因數(shù)均為0.2，求A.B運動的加速度。（g取10m/s2） ABF解：根據(jù)牛頓第二定律求出AB整體的加速度對B物體因此A對B的彈力規(guī)律總結(jié):整體法求加速度，隔離法求相互作用力1、各物體具有相同的加速度3. 物體A和B的質(zhì)量分別為1.0kg和2.0kg，用F=12N的水平力推動A，使A和B一起沿著水平面運動，A和B與水平面間的動摩擦因數(shù)均為0.2，求A對B的彈力。（g取10m/s2） ABF解：根據(jù)牛頓第二定律求出AB整體的加速度對B物體因此A對B的彈力整體法求加速度，隔離法求相互作用力解析由牛頓第二定律，隔離A有：T=mA a隔離B有：mBg-T=mBa兩式相加可得：mBg= (mA+mB)a解得：a=3g/4答案C3、變式訓練：如圖，在光滑的水平桌面上有一物體A,通過繩子與物體B相連，假設繩子的質(zhì)量以及繩子與定滑輪之間的摩擦力都可以忽略不計,繩子不可伸長。如果mB=3mA，則物體A的加速度大小等于（ ）A、3g B