第三讲 连接体模型 超重和失重

第三讲连接体模型超重和失重

一、连接体模型与整体隔离法

若干个物体通过一定的方式连接在一起，就构成了连接体，其连接方式，一般是通过细绳、杆等物体来实现的。从连接体的特征来看，可以建立这样的广义连接体模型：通过某种相互作用来实现连接的物体，如物体的叠合，就是通过摩擦力的作用形成连接。连接体常会处于某种相同的运动状态，如处于平衡态或以相同的加速度运动。求解连接体的加速度或内部物体间的相互作用力，是力学中能力考查的重要内容，在高考中也经常出现。解决上述问题的有效方法，是综合运用整体法与隔离法。

1．隔离法

2．整体法

３．应用举例

（1）用隔离法计算内力

【例题1】如图所示，物体A和B靠在一起放在光滑

水平面上，物体A受到水平向右的推力，大小为10N，已知

物体A的质量为2kg，物体B的质量为3kg，求物体A运动

的加速度及物体A、B间的相互作用力．

（2）整体法研究系统

【例题2】(1994年高考全国卷)如图所示，C是水平地面，A、B

是两个长方形物体，F是作用在物块B上沿水平方向的力，物体A和B

以相同的速度作匀速直线运动．由图可知，A、B之间的动摩擦因数μ1B、

C间的动摩擦因数μ2有可能是( B、D )

A．μ1＝0，μ2＝0 B．μ1＝0，μ2≠0

C．μ1≠0，μ2＝0 D．μ1≠0，μ2≠0

（３）整体法和隔离法的综合运用

当若干个物体具有共同加速度时，可以先用整体法研究，求出系统的加速度，再用隔离法隔离单个物体或几个物体来研究。

【例题3】如图所示的三个物体A ，B ，C ，其质量分别为

m 1,m 2,m 3，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 ＝____。

〖巩固练习1〗

1． 如图所示, 有A 、B 两物体, m A =2m B , 用细绳连接后放在光滑的斜

面上, 在它们下滑的过程中 （ ）

A. 它们的加速度a=gsin θ

B. 它们的加速度a

C. 细绳的张力T=0

D. 细绳的张力θsin 31g m T B = 2．如图所示，A 物重200 N ，B 物重100 N ，用轻绳经过定滑轮后系在一起，B 物体在摆到最高点时，绳与竖直方向夹角为60°，则A 物体此时对地面

的压力大小为_______N ．

3．如图所示，质量为m 的物体A 放置在质量为M 的物体B 上，B 与弹簧相连，它们一起在光滑水平面上作简谐运动，运动过程中A 、B 之间无相对运动。设弹簧的劲度系数为k 。当物体离开平衡位置的位移为x 时，A 、B 间摩擦力的大小等于 （ ）

A ．0

B ．kx

C ．

kx M

m D ．kx m M m +

二、超重和失重

1、超重：物体对支持物的的压力（或悬挂物的拉力） 物体所受的重力情况，当物体具有 的加速度时（包括 上升或 下降）呈现超重现象。

2、失重：物体对支持物的的压力（或悬挂物的拉力） 物体所受的重力情况，当物体具有 的加速度时（包括 上升或 下降）呈现失重现象，当物体向下的加速度大小为g 时，物体呈现 现象。

3、物体处于超重或失重（包括完全失重）时，地球作用于物体的重力 变化（填“发生”、“不发生”）

【例题4】电梯地板上有一个质量为200kg 的物体，它对地面的压力随时间变化的图象如图所示，则电梯从静止开始向上运动，在7s 内上升的高度为多少？

【例题5】如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定竖直杆，在杆上套一个环，箱的杆的质量为M ，环的质量为m ，已

知环沿杆以加速度a 下滑，则此时箱对地面的压力是： A ．（m+M ）g B ．（m-M ）g C ．（m+M ）g-ma D ．（m+M ）g+ma

o 1 2 3 4 5 6 7

〖巩固练习2〗

1．原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长弹簧拉住的、具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方。由此可判断，此时升降机的运动可能是（）

A、加速上升

B、减速上升

C、加速下降

D、减速下降

2．一个质量为40千克的人站在升降机地板上的台秤上，当升降机运动时，发现台秤的读数为500N，g取10 m/s2,由此可判断升降机的运动可能为：（）

A．以2 m/s2的加速度加速上升

B．以2 m/s2的加速度加速下降

C．以2.5 m/s2加速度减速下降

D．以2.5 m/s2加速度减速下降

3．一电梯从静止开始上升，挂在电梯顶板下的弹簧秤上悬吊着一个质量为3kg的物体，前5s内弹簧秤示数为36N，第2个5s内，弹簧秤示数为30N，最后5s内弹簧秤示数为24N,且第15s末电梯停止。你能从观察到的这些数据求出电梯上升的高度吗?(取g=10m/s2)