【优质文档】高中物理专题连接体.pdf

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1、优秀学习资料欢迎下载 专题：连接体问题 一、考情链接： “连接体”问题一直是高中物理学习的一大难题，也是高考考察的重点内容。 二、知识对接： 对接点一、牛顿运动定律 牛顿第一定律（惯性定律）：任何一个物体在不受外力或受平衡力的作用时，总是保持 静止状态或匀速直线运动状态。 注意：各种状态的受力分析是解决连接体问题的前提。 牛顿第二定律： 物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速 度的方向跟合外力的方向相同。 注意：物体受力及加速度一定要一一对应，即相应的力除以相应的质量得到相应的加 速度，切不可张冠李戴！分析运动过程时要区分对地位移和相对位移。 牛顿第三定律：两个物体之间

2、的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等，方向相 反。 注意： 不要忽视牛顿第三定律的应用，尤其是在求“小球对轨道压力”时经常用到牛顿 第三定律，且均在评分标准中占1-2 分，一定不要忘记。 对接点二、功能关系与能量守恒（什么力做功改变什么能） 1、合力做功量度了物体的动能变化W 合=EK 2、重力做功量度了物体的重力势能的变化：WG=EPG 3、弹簧的弹力做功量度了弹性势能的变化：W 弹=EP弹 4、除重力和弹簧的弹力以外的其他力做功量度了系统的机械能的变化：W 其他=E机 5、系统内相互作用的摩擦力做功： A、系统内的一对静摩擦力做功：一对静摩擦力对系统做功的代数和为零，其作用 是在系统

3、内各物体间传递机械能。 B、 系统内的一对滑动摩擦力做功：其作用是使系统部分机械能转化为系统的内能， Q= fs 相对。 6、电场力做功量度了电势能的变化：WE=EPE 7、安培力做功量度了电能的变化：安培力做正功，电能转化为其他形式能；克服安培 力做功，其他形式能转化为电能。 三、规律方法突破 突破点一、整体法与隔离法的运用 解答问题时， 不能把整体法和隔离法对立起来，而应该把这两种方法结合起来，从具 体问题的实际出发，灵活选取研究对象，恰当使用隔离法和整体法。 在选用整体法和隔离法时，要根据所求的力进行选择，若所求为外力， 则应用整体法； 若所求为内力，则用隔离法。 具体应用时，绝大多数要

4、求两种方法结合使用，应用顺序也较为固定。求外力时，先 隔离后整体，求内力时，先整体后隔离。先整体或先隔离的目的都是求共同的加速度。 突破点二、审题技巧 “连接体”问题往往涉及临界状况的分析。因此，读题时要特别注意“恰好”“刚刚” 等字眼，因为它们往往隐含着一种临界状况的信息。 优秀学习资料欢迎下载 四、题型梳理 题型一、整体法与隔离法的应用 例题 1、如图所示，光滑水平面上放置质量分 别为 m 和 2m 的四个木块，其中两个质量为m 的 木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静 摩擦力是 mg。现用水平拉力F 拉其中一个质量 为 2 m 的木块，使四个木块以同一加速度运动，则 轻绳对 m

5、的最大拉力为。 变式 1、如图所示的三个物体A、B、C，其质量分 别为 m1、m2、m3，带有滑轮的物体B 放在光滑平面上， 滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不计为使 三物体间无相对运动，则水平推力的大小应为F _ 题型二通过摩擦力的连接体问题 例题 2、如图所示，在高出水平地面h = 1.8m 的光滑平台上放置一质量M = 2kg 、由两 种不同材料连成一体的薄板A，其右段长度l2 = 0.2m 且表面光滑，左段表面粗糙。在A 最 右端放有可视为质点的物块B，其质量m = 1kg ，B 与 A 左段间动摩擦因数 = 0.4 。开始 时二者均静止，现对A 施加 F = 20N 水平向右的

6、恒力，待B 脱离 A（A 尚未露出平台）后， 将 A 取走。 B 离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x = 1.2m。 （取 g = 10m/s2）求： （1）B 离开平台时的速度vB 。 （2）B 从开始运动到脱离A 时， B 运 动的时间tB和位移 xB。 （3）A 左段的长度l1。 变式 2.如图所示，平板A 长 L=5m ，质量M=5kg ，放在水平桌面上，板右端与桌边相 齐。在 A 上距右端s=3m 处放一物体B（大小可忽略，即可看成质点），其质量m=2kg.已知 A、B 间动摩擦因数 1=0.1，A 与桌面间和B 与桌面间的动摩擦因数2=0.2，原来系统静 止。现在在板的右端

7、施一大小一定的水平力F 持续作用在物体A 上直到将 A 从 B 下抽出才 撤去，且使B 最后停于桌的右边缘， 求： （1）物体 B 运动的时间是多少？ （2）力 F 的大小为多少？ 优秀学习资料欢迎下载 变式 3 如图所示，质量M = 1kg 的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动 摩擦因数 1=0.1，在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板 间的动 2 摩擦因数 2=0.4，取 g=10m/s，试求：（1）若木板长L=1m ，在铁块上加一个水平 向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？（2）若在木板（足够长）的右 端施加一个大小从零开始连续增

8、加的水平向左的力F，通过分析和计算后，请在图中画出铁 块受到的摩擦力f 随拉力 F 大小变化的图像 例题 3 如图所示，某货场而将质量为m1=100 kg 的货物（可视为质点）从高处运送至 地面， 为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨 道顶端无初速滑下，轨道半径R=1.8 m 。地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、 B，长度均为l=2m，质量均为m2=100 kg ，木板上表面与轨道末端相切。货物与木板间的动 摩擦因数为 1， 木板与地面间的动摩擦因数=0.2。（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等， 取 g=10m/s2） （1）求货物到达圆轨道末端

9、时对轨道的压力。 （2）若货物滑上木板A 时，木板不动，而滑上木板B 时，木板 B 开始滑动，求 1 应 满足的条件。 （3）若 1=0.5，求货物滑到木板A 末端时的速度和在木板A 上运动的时间。 优秀学习资料欢迎下载 变式 4 如图所示，质量为M 的木板可沿倾角为的光滑斜面下滑，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？ 总结：解答“通过摩擦力的连接体问题”时，需要特别注意两点，一是求取加速度的时 候，力与质量务必一一对应；二是搞清楚对地位移和相对位移，套用运动学公式及动能定理 时绝

10、大多数用的是对地位移，而应用能量守恒中Q= fs 相对时用的是相对位移，做题时一定 要“三思而后行” ！ 题型三通过绳（杆）的连接体问题 特别注意：把握好两点：一是绳和杆的受力特点，二是关联速度的应用。 轻绳（ 1）轻绳模型的特点： “绳”在物理学上是个绝对柔软的物体，它只产生拉力（张 力） ，绳的拉力沿着绳的方向并指向绳的收缩方向。它不能产生支持作用。它的质量可忽略 不计，轻绳是软的，不能产生侧向力，只能产生沿着绳子方向的力。它的劲度系数非常大， 以至于认为在受力时形变极微小，看作不可伸长。 （2）轻绳模型的规律：轻绳各处受力相等，且拉力方向沿着绳子；轻绳不能 伸长； 用轻绳连接的系统通过轻

11、绳的碰撞、撞击时，系统的机械能有损失；轻绳的弹力 会发生突变。 轻杆（ l）轻杆模型的特点：轻杆的质量可忽略不计，轻杆是硬的，能产生侧向力，它 的劲度系数非常大，以至于认为在受力时形变极微小，看作不可伸长或压缩。 （2）轻杆模型的规律：轻杆各处受力相等，其力的方向不一定沿着杆的方向； 轻杆不能伸长或压缩；轻杆受到的弹力的方式有拉力或压力。 例 4、如图所示，半径为R 的四分之一圆弧形支架竖直放置，圆弧边缘C 处有一小定滑轮， 绳子不可伸长，不计一切摩擦，开始时，m1、 m2 两球静止，且m1m2，试求： (1)m1 释放后沿圆弧滑至最低点A 时的速度。 (2)为使 m1 能到达 A 点， m1

12、 与 m2 之间必须满足什么关系？ (3)若 A 点离地高度为2R，m1 滑到 A 点时绳子突然断开，则m1 落地点离 A 点的水平距离是多少？ 优秀学习资料欢迎下载 变式 5、如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2和质量 mB=m 的小 球连接，另一端与套在光滑直杆上质量mA=m 的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定 滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角=60，直杆上C 点与两定滑轮均在同一高度， C 点到定滑轮O1的距离为 L，重力加速度为g，设直杆足够长， 小球运动过程中不会与其他 物体相碰现将小物块从C 点由静止释放，试求： （1）小球下降到最低点时，小物块的机械能（

13、取C 点所在的水平面为参考平面）； （2）小物块能下滑的最大距离； （3）小物块在下滑距离为L 时的速度大小 变式 6.如图所示，物块A、B、C 的质量分别为M、 3m、m，并均可视为质点，它们间 有 mF2，则 1 施于 2的作用力的大小为： A. F1B. F2C. (F1+F2)/2 D. (F1-F2)/2 4、两物体 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 施于水平推力F，则物体A 对 物体 B 的作用力等于： A. m1F/(m1+m2) B. m2F/(m1+m2) C. F D. m1F/m2 5、如图所示，在倾角为?的斜面上有A、B

14、 两个长方形物块，质量 分别为 mA、mB，在平行于斜面向上的恒力F 的推动下，两物体一起 沿斜面向上做加速运动。A、B 与斜面间的动摩擦因数为?。设 A、B 之 间的相互作用为T，则当它们一起向上加速运动过程中： A. T=mBF/(mA+mB) B. T=mBF/(mA+mB)+mBg(Sin?+?Cos?) C. 若斜面倾角 ?如有增减， T 值也随之增减。 D. 不论斜面倾角?如何变化（ 02，则杆一定受到压力。 B. 若1=2，m1m2，则杆受到压力。 D. 若1=2，则杆的两端既不受拉力也不受压力。 优秀学习资料欢迎下载 7、如图所示，质量为M 的斜面体静止在水平地面上，几个质量都

15、是m 的不同物块， 先后在斜面上以不同的加速度向下滑动。下列关于水平地面对斜面体底部的支持力N 和静 摩擦力 f 的几种说法中正确的是： A. 匀速下滑时，N=(M+m)g , f=0 B. 匀加速下滑时，N(M+m)g , f的方向水平向右 D. 无论怎样下滑，总是N=(M+m)g , f=0 8、 如图所示，在光滑的水平地面上，水平外力F 拉动小车和木块一起做匀加速直线运动， 小车的质量是M，木块的质量是m，加速度为a。木块与小车间 的动摩擦因数为，则在这个过程中，木块受到摩擦力的大小是： A. mg B. ma C. mF/(M+m) D. F-Ma 9、如图所示，小车沿水平地面做直线运

16、动，小车内光滑底 面上有一物块被压缩的弹簧压向左壁，小车向右加速运动。若小车 向右的加速度增大，则车左壁受物块的压力N1 和车右壁受弹簧的 压力 N2 的大小变化是： A. N1 不变， N2 变大B. N1 变大， N2 不变 C. N1、N2 都变大D. N1 变大， N2 减少 10、 如图所示，两木块的质量分别为m1 和 m2，两轻质弹簧的劲度 系数分别为k1 和 k2，上面木块压在上面的弹簧上（但不拴接），整个系 统处于平衡状态。现缓慢向上提上面的木块，直到它刚离开上面弹簧。在 这过程中下面木块移动的距离为： A. m1g/k1B. m2g/k2 C. m1g/k2D. m2g/k2

17、 11、质量为M 倾角为 ?的楔形木块静置于水平桌面上，与桌面的 动摩擦因数为。质量为m 的物块置于楔形木块的斜面上，物块与斜 面的接触是光滑的。为了保持物块对斜面静止，可用水平力F 推楔形 木块，如图所示，此水平力F 的大小等于 _。 12、 如图所示，质量M=10kg 的木楔 ABC 静置于粗糙水平地面 上，动摩擦因数?=0.02。在木楔的倾角?=30?的斜面上，有一质量 m=1.0kg 的物块由静止开始沿斜面下滑，当滑行路程S=1.4m 时，其速 度 V=1.4m/S。在这个过程中木楔没有动，则地面对木楔的摩擦力的大 小等于 _，方向是 _。 （g 取 10m/S2） 13、 总质量为M

18、 的列车以速度V0在平直的轨道上匀速行驶，各车禁止所受阻力都是 本车厢重力的K 倍，且与车速无关。某时刻列车最后质量为m 的一切车厢脱了钩，而机车 的牵引力没有变，则当脱钩的车厢刚停下的瞬时，前面列车的速度为_。 优秀学习资料欢迎下载 14、如图所示，在一个水平向左运动的质量为M 的车厢内，用一 个定滑轮通过绳子悬挂两个物体，它们的质量分别为m1 和 m2，且 m2m1，m2 相对于车厢地板静止不动，系m1 的绳向左偏离竖直方向 角，绳子质量和滑轮的摩擦可以不计。则这时作用在m2上的摩擦力 的大小是 _，车厢地板对m2 的支持力的大小是_。 15. 如图所示，将质量m=10kg 的钢球挂在倾角

19、为30?的倾面上， 求： (1)斜面向左做匀加速运动，加速度至少多大时，钢球对斜面的压力为零？ (2)当斜面以5m/S 2 的加速度向左运动时，钢球受绳的拉力和斜面的支持力各是多少？ (3)当斜面以20m/S 2 的加速度向左运动时，钢球受绳的拉力和斜面的支持力各是多少？ (4)当斜面以多大加速度向右运动时，钢球受绳的拉力刚好为零？ 16、如图所示，质量为M，倾角为 ?的斜面体放在粗糙地面上，质量为m1 的物体 A 与 质量为 m2 的物体 B 之间有摩擦，物体B 与斜面间摩擦不计。A、B 在加速下滑的过程中相 对静止，求： (1)物体 B 对物体 A 的摩擦力和支持力各是多少？ (2)地面对

20、斜面体的摩擦力和支持力名是多少？ 17. 如图所示，在水平桌面上放置质量为4.0kg 的木块 A，木块 A 上放置质量为0.50kg 的砝码B。连接木块A 的绳通过定滑轮吊一个砝码盘（质量为500g） ，在盘中放有质量为 1.0kg 的砝码。木块A 与桌面间的动摩擦因数为0.20，砝码 B 与木块 A 相对静止。不考虑 绳和滑轮的质量和摩擦。使砝码盘从离地面1.0m 高处由静止释放。求： (1)木块 A 运动的加速度和绳子的张力。 (2)砝码 B 所受的摩擦力。 (3)当砝码盘着地瞬时，木块A 的速度。 (4)若开始运动时，木块A 与定滑轮的距离是3.0m。 砝码盘着地后，木块A 是否会撞到定

21、滑轮上？ （g 取 10m/S2） 优秀学习资料欢迎下载 18. 有一个质量M=4.0kg ，长 L=3.0m 的木板，水平外力F=8.0N 向右拉木板，木板以 V0=2.0m/S 的速度在地面上匀速运动。某时刻将质量m=1.0kg 的铜块轻轻地放在长木板的最 右端，如图所示。不计铜块与木板间的摩擦，铜块可视为质点，g 取 10m/S2，求铜块经过多 长时间离开木板？ 19. n 个质量均为m 的木块并列地放在水平桌面上，如图所示，木块与桌面间的动摩擦 因数为 ?。当木块受到水平力F 的作用向右做匀加速运动时，木块3 对木块 4 的作用力大小 是多少？ 优秀学习资料欢迎下载 练习题答案 1.

22、C、 D； 2. A、B、C； 3. C；4. B；5. A、D； 6. A、 D； 7. A、B、C； 8. B、C、 D； 9. B；10. C、 11. (M+m)g (+tg ) 12. 0.61N，水平向左 13. MV0/(M-m) 14. f=m2gtg ， N=(m2-m1/Cos)g 优秀学习资料欢迎下载 20XX 年高考 25 题：一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方 有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图 (a)所示。 t = 0 时刻开始，小物块与木板一 起以共同速度向右运动，直至t = 1 s 时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短 )。碰撞前后木板速度 大小不变， 方向相反； 运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1s 时间内小物块的 t 图线如图 (b)所示。木板的质量是小物块质量的l5 倍，重力加速度大小g 取 10 ms2。 求(1)木板与地面间的动摩擦因数1及小物块与木板间的动摩擦因数2 ； (2)木板的最小长度； (3)木板右端离墙壁的最终距离。 优秀学习资料欢迎下载