牛顿第二定律连接体问题(整体法与隔离法)[2]
2022版新高考物理：用整体法和隔离法分析连接体问题
【解题流程】 1．建模型： (1)无人机在水平地面上匀变速直线运动，则重力、空气阻力、升力和推力 共同作用的合力恒定； (2)爬升阶段在推力、重力、空气阻力和升力作用下处于平衡状态，做匀速 直线运动。
2．找规律：牛顿第二运动定律和运动公式。
3 (1)F合＝5 mg－k3FN－k2v＝ma
1 (2)s0＝2
【典题突破】 【典例】如图甲所示，在光滑水平面上叠放着 A、B 两物体，现对 A 施加水平 向右的拉力 F，通过传感器可测得物体 A 的加速度 a 随拉力 F 变化的关系如图 乙所示。已知重力加速度为 g＝10 m/s2，由图线可知( ) A．物体 A 的质量 mA＝2 kg B．物体 A 的质量 mA＝6 kg C．物体 A、B 间的动摩擦因数 μ＝0.2 D．物体 A、B 间的动摩擦因数 μ＝0.6
a0t21
(3)v22 －v21 ＝2a0s0 1
(4)s0＝2 (v2＋v1)t
3．寻纽带 (1)熟悉无人机的状态：无人机在运动方向上受到的推力不变，与运动方向 垂直的方向上受到升力的作用，在水平地面上升力是竖直向上的，大小为 k2v，无人机在爬升的过程中升力的方向垂直v0斜向上。
(2)受力分析，以 v0 为 x 轴正方向，与 v0 垂直的方向为 y 轴建立坐标系，对重 力进行分解，如图所示。 重力垂直于速度方向的分量为 mg cos θ，沿速度反方向的分量为 mg sin θ。
用整体法和隔离法分析连接体问题(科学思 维——科学推理)
ห้องสมุดไป่ตู้
1．连接体问题的类型：物物连接体、轻杆连接体、弹簧连接体、轻绳连接体。 2．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)。若不求力的具体数值，只是判断 力的方向、力的大小，即使加速度不相同，也可用整体法。 3．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。
牛顿运动定律 典型例题 参考答案
牛顿运动定律典型例题参考答案一、连接体问题（整体法与隔离法）：1.二体连接问题例题1：F=（M+m）g F=（M+m）g F=（M+m）g F=（M+m）g例题2：例题3：2.多体连接问题：例题4：例题5：二、 超失重问题：例题1：BC例题2：A 例题3：C 例题4：A例题5：D三、 等环境问题（力的质量分配原则）：例题1.例题2.D四、 临界值问题： 例题1. 解析:（1）ma sin N cos T =α-αmg cos N sin T =α+α当g 31a =时，N=68.4（N ） T=77.3（N ） (2) 若N=0，则有'm a cos T =αm g sin T =α )s /m (17g 3gctg 'a ==α=例题2.五、 瞬时值问题：例题1：解析：分析物体在某一时刻的瞬时加速度，关键是分析瞬时前后的受力情况及运动状态，再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。
此类问题应注意两种模型的建立。
先分析剪断细线前两个物体的受力如图2，据平衡条件求出绳或弹簧上的弹力。
可知，F mg 2=，F F mg mg 122=+='。
剪断细线后再分析两个物体的受力示意图，如图2，绳中的弹力F 1立即消失，而弹簧的弹力不变，找出合外力据牛顿第二定律求出瞬时加速度，则图2剪断后m 1的加速度大小为2g ，方向向下，而m 2的加速度为零。
例题2：C例题3，D 例题4: （a=gsinθ ，a=gtanθ ） 例题5、BD 六、 分离问题：例题1：例题2：设物体与平板一起向下运动的距离为x 时，物体受重力mg ，弹簧的弹力F=kx 和平板的支持力N 作用。
据牛顿第二定律有：mg-kx-N=ma 得N=mg-kx-ma ，当N=0时，物体与平板分离，所以此时ka g m x )(-= 因为221at x =，所以kaa g m t )(2-= 例题3：七、 相对滑动问题：例题1：例题2：BC 例题3：ABC例题4：例题5：例题6：例题7：八、 传送带问题：例题1：D例题2：解析: 物体放上传送带以后，开始一段时间，其运动加速度2m/s 10cos sin =+=m mg mg a θμθ。
牛顿第二定律的应用--整体法与隔离法
3.3 牛顿第二定律的应用
——整体法与隔离法
整体法与隔离法 • 在求解连接体问题时常常用到整体法与隔 离法．所谓“连接体”问题，是指运动中 的几个物体或上下叠放在一起、或前后挤 靠在一起、或通过轻绳、轻杆、轻弹簧连 在一起、或由间接的场力作用在一起的物 体组． • 内力：各物体间存在相互作用力.
m1 F 联立以上各式得： FBA m1 m2
知识梳理
一、整体法：在研究物理问题时，把所研究 的对象作为一个整体（不考虑内力）来处理 的方法称为整体法。 采用整体法时不仅可以把几个物体作为 整体，也可以把几个物理过程作为一个整体。
采用整体法可以避免对整体内部 进行繁锁的分析，常常使问题解答更 简便、明了。
对B受力分析： 水平方向：
FAB m2 g m2a
m2 F m1 m2
联立以上各式得： FAB
思考：用水平推力F向左推，A、B间的作用 力与原来相同吗？
没有摩擦力时：
解：对整体，根据牛顿第二定律得
F (m1 m2 )a
对 A 受力分析根据牛顿第二定律得：
FBA m1a
例3.如图所示，质量M=60kg的人通过光滑的定 滑轮用绳拉着m= 20kg的物体，当物体以加速度 a=5 m/s2上升时，人在粗糙水平面上有一个三角形木块a，在它的两个粗糙斜面 上分别放有质量为m1和m2的两个木块b和c，如图所示，已知m1＞m2， 三木块均处于静止，则粗糙地面对于三角形木块（ ） A．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确定 D．没有摩擦力的作用
（1）当地面光滑时，A,B作为一个整体，根据牛顿第二定律得：
牛顿第二定律的应用——连接体问题
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、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.F m m m 211+B.F m m m 212+C.FD.F m m 21 练习：1.若m 1与m 2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.如图右所示，质量为m 1、m 2的物块在F 1、F 2共同作用下向右运动。
已知m 1=3kg m 2=2kg F 1=14 N F 2=4N ，求m 1和m 2之间细绳的作用力F T 为多少？A B m 1 m 2 F3.如右图所示，物体m1、m2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：如图右，m1、m2用细线吊在光滑定滑轮，m1=3kg m2=2kg,当m1、m2开始运动时，求细线受到的张力？例3: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）练习：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）例4：如图所示，质量分别为m 和2m 的两物体A 、B 叠放在一起，放在光滑的水平地面上，已知A 、B 间的最大摩擦力为A 物体重力的μ倍，若用水平力作用在B 上，使A 、B 保持相对静止做加速运动，则作用于B 的作用力为多少？练习.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。
牛顿第二定律连接体问题(整体法与隔离法)
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 使用原则三、连接体题型：1【例1】A、B 平力N F A 6=推A ，用水平力N F B 3=【练1】如图所示，质量为M 的斜面A 在水平向左的推力F 作用下，A 与B 体B 的质量为m ，则它们的加速度a A. ()(,sin μθ++==g m M F g a B. θθcos )(,cos g m M F g a +==C. ()(,tan μθ++==g m M F g a D. gm M F g a )(,cot +==μθ【练2】如图所示，质量为2m 的物体2滑定滑轮连接质量为1m 的物体，与物体A. 车厢的加速度为θsin gB. 绳对物体1的拉力为θcos 1gm C. 底板对物体2的支持力为g m m )(12-D. 物体2所受底板的摩擦力为θtan 2g m m g ，m B =0.4kg ，盘C 的质量O 处的细线瞬间，木F BC 多大？（g 取10m/s 2）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）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= F AB = F AB = 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,的前端相对于车保持静止,A.在竖直方向上,B.在水平方向上,C.若车的加速度变小,D.若车的加速度变大,5、物体A 、B 叠放在斜面体C 上，物体的作用下一起随斜面向左匀加速运动的过程中，物体A 、B摩擦力为2f F ，（02≠f F ），则（A. 01=f F B. 2f F C.1f F 水平向左 D. 2f F 6、如图3所示，质量为M A. 地面对物体M B. 地面对物体M C. 物块m D. 地面对物体M 7、如图所示，质量M ＝8kg 到1.5m/s μ＝0.28、如图6所示，质量为A m 的物体A 沿直角斜面C 9、如图10所示，质量为M 的滑块C B B 、2a F a b c。
连接体问题中的整体法和隔离法
连接体问题中的整体法和隔离法“连接体运动”是在生活和生产中常见的现象，也是运用牛顿运动定律解答的一种重要题型。
在“连接体运动”的解题中，常常要用到两种解题方法──“整体法”和“隔离法”。
例题1、如图1-15所示：把质量为M 的的物体放在光滑．．的水平．．高台上，用一条可以忽略质量而且不变形的细绳绕过定滑轮把它与质量为m 的物体连接起来，求：物体M 和物体m 的运动加速度各是多大？⒈ “整体法”解题 采用此法解题时，把物体M 和m 看作一个整体．．，它们的总质量为(M+m )。
把通过细绳连接着的M 与m 之间的相互作用力看作是内力．．，既然水平高台是光滑无阻力的，那么这个整体所受的外力．．就只有mg 了。
又因细绳不发生形变，所以M 与m 应具有共同的加速度a 。
现将牛顿第二定律用于本题，则可写出下列关系式：mg=(M+m)a所以物体M 和物体m 所共有的加速度为：g mM ma +=⒉ “隔离法”解题采用此法解题时，要把物体M 和m 作为两个物体隔离开分别进行受力分析，因此通过细绳连接着的M 与m 之间的相互．．作用力T 必须标出，而且对M 和m 单独．．来看都是外力．．（如图1-16所示）。
根据牛顿第二定律对物体M 可列出下式：T=Ma ①根据牛顿第二定律对物体m 可列出下式： mg-T=ma ②将①式代入②式：mg-Ma=ma mg=(M+m)a所以物体M 和物体m 所共有的加速度为：g mM ma +=练习：如图1-17所示，用细绳连接绕过定滑轮的物体M 和m ，已知M>m ，可忽略阻力，求物体M 和m 的共同加速度a 。
解：g mM mM a +-=例题2、如图，质量为M 的木板，放在倾角为θ的光滑斜面上，木板上一质量为m 的人应以多大的加速度沿斜面跑下，才能使木板静止在斜面上？解一：隔离法。
M 静止，其受合外力为0。
M 受到重力Mg 、支持力N 、人的摩擦力f 而平衡。
故： f=Mgsin θ 人受到重力mg 、支持力N ′、木板的摩擦力f F 合= mgsin θ+f= mgsin θ+ Mgsin θ ∴ a= (m+M)gsin θ/ma m M解二．整体法。
牛顿第二定律的应用-整体法与隔离法
解题过程
首先确定整体受到的重力 和支持力，然后根据牛顿 第二定律求出加速度。
03 隔离法应用
定义与特点
定义
隔离法是将研究对象从其周围物体中 隔离出来，对它进行受力分析，研究 其运动状态变化规律的方法。
特点
隔离法可以单独地分析每个物体的受 力情况，从而简化问题，易于理解和 掌握。
适用范围与条件
适用范围
公式
F=ma，其中F表示作用力，m表示 物体的质量，a表示物体的加速度。
适用范围与条件
适用范围
适用于宏观低速的物体，即物体的速 度远小于光速，此时物体的运动状态 变化符合牛顿第二定律。
条件
作用力必须是物体受到的合外力，且 物体具有质量。
牛顿第二定律的重要性
基础性
牛顿第二定律是经典力学的基础，是研究物体运动规律和作用力的基本公式。
汽车加速与刹车
当汽车加速或刹车时，乘客会受到一个向心或离心的力，这是由于牛顿第二定律中加速度与力之间的 关系。
电梯载人
当电梯加速上升或减速下降时，乘客会感到超重或失重，这是因为牛顿第二定律中加速度与力之间的 关系。
在工程中的应用
桥梁设计
桥梁设计需要考虑重力、风载、地震等外力作用，通过牛顿第二定律可以计算出桥梁的 承载能力和稳定性。
适用于需要单独分析某个物体的受力情况，或者需要排除其他物体的影响，单独研究某个物体的运动状态变化。
条件
隔离法的使用需要满足一定的条件，如物体间的相互作用力较小，可以忽略不计；或者需要将复杂的系统分解为 若干个简单的子系统进行研究等。
实例分析：连接体问题
问题描述
两个或多个物体通过轻绳、轻弹簧等 连接在一起，共同运动，求各物体的 加速度和运动状态。
2017.9 高三 牛二定律--整体与隔离
高三物理 牛顿第二定律应用专项复习——整体法与隔离法一、牛顿第二定律——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.处理方法——整体法与隔离法系统运动状态相同，一般用来求加速度和外力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两种方法都是根据牛顿第二定律列方程求解。
例1. 物体A 和B 的质量分别为1.0kg 和2.0kg ，用F=12N 的水平力推动A ，使A 和B 一起沿着水平面运动，A 和B 与水平面间的动摩擦因数均为0.2，求A 对B 的弹力。
（g 取10m/s 2）例2、现将质量为M 的斜面放在光滑水平地面上，质量为m 的物块放在光滑斜面上,斜面倾角为θ。
现对M 施加一个水平向左的力，使两个物体相对静止一起向左运动。
求此力 F 应该多大？例3、如右图所示，弹簧测力计外壳质量为m 0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一质量为m 的重物．现用一方向竖直向上的外力F 拉着弹簧测力计，使其向上做匀加速运动，则弹簧测力计的示数为( )A ．mgB ．FC.m m 0＋m FD.m 0m 0＋mg例4、在水平桌面上叠放着A 、B 物体,如图.B 与桌面间的摩擦系数为0.4，两物体的质量分别为m A =2kg ，m B =3kg 用30N 的水平力F 拉B 时，AB 未产生相对滑动,求A 受到的摩擦力.隔离法例5、.如图所示,质量为M 的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m 的小球,开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的1/2,即a=g /2,则小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?●针对训练1．如图，质量分别为m 1、m 2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加速直线运动（m 1在光滑地面上，m 2在空中），力F 与水平方向的夹角为θ，则m 1的加速度大小为（ ）A ．12cos F m m θ+ B ．2sin F m θ C ．12sin F m m θ+ D ．1cos F m θ2、如图所示，五个木块并排放在水平地面上，它们的质量相同，与地面的摩擦不计。
应用整体法和隔离法的解题技巧—内力公式(解析版)
高中物理题型解题技巧之力学篇03内力公式一、必备知识1.连接体问题母模型如图1所示，光滑地面上质量分别为m 1、m 2的两物体通过轻绳连接，水平外力F 作用于m 2上，使两物体一起加速运动，此时轻上的拉力多大？整体由牛顿第二定律求加速度a =Fm 1+m 2−μg隔离求内力T -μm 1g =m 1a得T =m 1m 1+m 2F二：应用技巧(1).物理场景：轻绳或轻杆或轻弹簧等相连加速度相同的连接体，如下情形求m 2、m 3间作用力,将m 1和m 2看作整体F 23=m 1+m 2m 1+m 2+m 3F整体求加速度a =Fm 1+m 2−μg隔离求内力T -μm 1g =m 1a得T =m 1m 1+m 2F整体求加速度a =Fm 1+m 2−g (sin θ+μcos θ)隔离求内力T -m 1g (sin θ-μcos θ)=m 1a得T =m 1m 1+m 2F整体求加速度a =Fm 1+m 2−g隔离求内力T -m 1g =m 1a得T =m 1m 1+m 2Fa =F 2-F 1m 1+m 2−μg隔离T -F 1-μm 1g =m 1a得T =m 1F 2+m 2F 1m 1+m 2(2)方法总结：(内力公式)如上图所示，一起加速运动的物体系统，若力作用于m 1上，则m 1和m 2间的相互作用力为F 12=m 不m 1+m 2F (其中m 不即为外力不作用的物体的作用)此结论与有无摩擦无关(有摩擦，两物体与接触面的动摩擦因数必须相同)，物体系统沿水平面、斜面、竖直方向运动时，此结论都成立。
两物体的连接物为轻弹簧、轻杆时，此结论不变。
注意：若整体受到多个外力时，可先将多点个外力分别应用内力公式a .两外力相反时，绳中的拉力为T =m 2m 1+m 2F 1+m 1m 1+m 2F2b .两外力相同时绳中的拉力为T =m 2m 1+m 2F 1-m 1m 1+m 2F2三、实战应用(应用技巧解题，提供解析仅供参考)一、单选题1如图，两物块P 、Q 置于水平地面上，其质量分别为m 、2m ，两者之间用水平轻绳连接。
牛二专题：整体法和隔离法
B恰好不移动时，即是绳子
拉力恰好为零时。此时推力 设为F.
对A受力分析如图， 由三角形关系得：
ma tan
mg
对整体： F (M m )g (M m )a
联立求解可得： F (M m )g ( ta)n
即：这个拉力必须满整体与隔离体法
规律总结：一个重要结论拓展：如下图所示，倾角
为 α 的斜面上放两物体 m1 和 m2，用与斜面平行的力 F 推 m1，使两物体加速上滑，不管斜面是否光滑，两物体 之间的作用力总为 FN＝m1m＋2m2F.
有相互作用力的系统 整体与隔离体法
【例2】A、B的质量分别为m1和m2，叠放置于光滑的水 平地面上，现用水平力F拉A时，A、B一起运动的最大
牛二专题：整体法和隔离法
一、连接体 当两个或两个以上的物体之间通过轻绳、轻杆、弹 簧相连或直接叠放在一起的系统。
二、处理方法——整体法和隔离法
使用原则：
1、整体法：系统内各物体的运动状态相同（具有相同的a或平衡态）； 问题不涉及物体间的内力。
2、隔离法：系统内各物体的运动状态不同（具有不同的a）； 问题涉及物体间的内力。
加速度为a1，若用水平力F改拉B时，A、B一起运动的最
大加速度为a2，则a1:a2等于:（
）
A 1:1 B m1:m2 C m2:m1
D m12:m22
B
有相互作用力的系统 整体与隔离体法
【例3】水平桌面上放着质量为M的滑块，用细绳 通过定滑轮与质量为m的物体相连，滑块向右加速 运动。已知滑块与桌面间的动摩擦因数为μ.试求 滑块运动的加速度和细绳中的张力。
例：A、B两物体用轻绳连接，置于光滑水平面上，它们的质
量分别为M和m，现以水平力F拉A，求AB间绳的拉力T1为多少？
4.7《牛顿第二定律应用：连接体问题》
A. 两木块的加速度a 的大小为
B. 弹簧的形变量为
3
3
C. 两木块之间弹簧的弹力的大小为F
D.A 、B 两木块之间的距离为 0 +
AB
）
【作业2】（多选）如图所示， 5 块质量相同的木块并排放在水平地面上，它们
与地面间的动摩擦因数均相同， 当用力F 推第1 块木块使它们共同加速运动时，
【变式4】如图所示，质量分别为 mA、mB 的 A、B用弹簧相连 ，在恒
力 F 作用下 A B一起竖直向上 匀加速运动，求 A B 间的作用力。
【变式5】（多选）若将A、B 两物块用轻绳连接放在倾角为θ 的固定斜面上，用平
行于斜面向上的恒力F 拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因
A．a1<a2
B．a1＝a2
C．a1>a2
D．无法判断
【练习5】如图所示，在光滑的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体B相连，假设
绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计，绳子不可伸长．如果mB
＝3mA，则绳子对物体A的拉力大小为( B )
A．mBg
C．3mAg
B．3mAg/4
D．3mBg /4
上的恒力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ，为
了增大AB间的作用力，可行的办法是(
)
AB
A. 增大A物块的质量
B. 减小B物块的质量
C. 增大倾角θ
D. 增大动摩擦因数μ
不管是光滑还是粗糙的水面、不管是水平面还是斜面、也不管是竖
直拉着连接体运动，只要推力F、MA、MB、µ（相同）一定，且A、
专题：连接体问题(整体法和隔离法)
专题：连接体问题（整体法和隔离法）一、什么是连接体问题特征：两物体紧靠着或者依靠一根细绳（一根弹簧）相连接后一起做匀加速运动(1)用细线连接的物体系(2)相互挤压在一起的物体系(3)用弹簧连接的物体系二、连接体问题如何处理1.对整体写牛顿第二定律2.把其中任意一个物体隔离写牛顿第二定律三、常见的连接体问题的类型1.计算连接体的加速度2.计算连接体之间的拉力大小3.根据绳子的最大拉力判断水平拉力F的大小4.放在不同平面上判断拉力的变化、加速度的变化5.两个相反方向的力作用与两个物体上，撤去其中一个力后判断物体加速度变化和绳子拉力变化6.在连接体上的某个物体上再放一个物体判断拉力的变化、加速度的变化7.三个物体的连接体问题【典型例题剖析】例1：如图所示，置于光滑水平面上的木块A和B，其质量为m A和m B。
当水平力F作用于A左端上时，两物体一起作加速运动，其A、B间相互作用力大小为N11计算：（1）计算N1的大小（2）若将F作用在物体B上，AB间的相互作用力N2变为多少？（3）计算N 1与N 2之和，N 1与N 2之比（4）若物体A 、B 与地面的动摩擦因数为μ，分析AB 的加速度如何变化，AB 之间相互作用力如何变化？例2：如图所示，置于水平地面上的相同材料的质量分别为m 和m 0的两物体用细绳连接，在m 0上施加一水平恒力F ，使两物体做匀加速直线运动，对两物体间细绳上的拉力，下列说法正确的是( )A ．地面光滑时，绳子拉力大小等于mFm 0＋mB ．地面不光滑时，绳子拉力大小等于mFm 0＋mC ．地面不光滑时，绳子拉力大于mFm 0＋mD ．地面不光滑时，绳子拉力小于mFm 0＋m答案 AB例3：（多选）如图所示，质量为ml 的物体和质量为m 2的物体，放在光滑水平面上，用仅能承受6N 的拉力的线相连。
m l =2kg ，m 2=3kg 。
现用水平拉力F 拉物体m l 或m 2，使物体运动起来且不致把绳拉断，则F 的大小和方向应为（ ） A ．10N ，水平向右拉物体m 2B ．10N ，水平向左拉物体m 1C ．15N ，水平向右拉物体m 2D ．15N ，水平向左拉物体m 1 答案：BC例4：如图所示，在水平地面上有A 、B 两个小物体，质量分别为m A =3.0kg 、m B =2.0kg ，它们与地面间的动摩擦因数均为μ=0.10。
牛顿第二定律典例(连接体)
牛顿第二定律是经典力学的基础和核心,是分析、研究和解决力学问题的三大法宝之一,同时也是高考考查的重点和热点。
因此,深刻理解和灵活应用牛顿第二定律是力学中非常重要的内容,下面阐述应用牛顿第二定律时的几类典型问题,供大家参考。
一、连接体问题两个或两个以上物体相互连接并参与运动的系统称为有相互作用力的系统, 即为连接体问题,处理非平衡状态下的有相互作用力的系统问题常常用整体法和隔离法。
当需要求内力时,常把某个物体从系统中“隔离”出来进行研究,当系统中各物体加速度相同时,可以把系统中的所有物体看成一个整体进行研究。
例 1:如图 1所示的三个物体质量分别为 m 1、 m 2和 m 3。
带有滑轮的物体放在光滑水平面上,滑轮和所有接触面的摩擦以及绳子的质量均不计。
为使三个物体无相对滑动,试求水平推力 F 的大小。
解答:本题是一道典型的连接体问题。
由题意可知,三个物体具有向右的相同的加速度,设为 a ,把它们三者看成一个整体,则这个整体在水平方向只受外力 F 的作用。
由牛顿第二定律,即:F=(m 1+m2+m3a ……①隔离 m 2,受力如图 2所示在竖直方向上,应有: T=m2g ……②隔离 m 1,受力如图 3所示在水平方向上,应有: T′=m1a ……③由牛顿第三定律T′=T ……④联立以上四式解得:点评:分析处理有相互作用力的系统问题时,首先遇到的关键问题就是研究对象的选取。
其方法一般采用隔离和整体的策略。
隔离法与整体法的策略,不是相互对立的, 在一般问题的求解中随着研究对象的转化,往往两种策略交叉运用,相辅相成,所以我们必须具体问题具体分析,做到灵活运用。
二、瞬时性问题当一个物体(或系统的受力情况出现变化时,由牛顿第二定律可知,其加速度也将出现变化,这样就将使物体的运动状态发生改变,从而导致该物体(或系统对和它有联系的物体(或系统的受力发生变化。
例 2:如图 4所示,木块 A 与 B 用一轻弹簧相连,竖直放在木块 C 上。
牛顿第二定律整体法、隔离法专题分析
A.F1＜F2 B.F1=F2 C.F1＞F2 D.无法比较大小 A
有相互作用力的系统
整体法与隔离法
练习：如图所示，物体A放在物体B上，物体B放在光滑 的水平面上，已知mA=6kg，mB=2kg，A、B间动摩擦因数 =0.2.A物上系一细线，细线能承受的最大拉力是20N， 水平向右拉细线，假设A、B之间最大静摩擦力等于滑动 摩擦力.在细线不被拉断的情况下，下述中正确的是 （g=10m/s2） (CD)
A.当拉力F＜12N时，A静止不动 B.当拉力F＞12N时，A相对B滑动 C.当拉力F=16N时，B受A摩擦力等 于4N D.无论拉力F多大，A相对B始终静 止
有相互作用力的系统
整体法与隔离法
【解析】要判断A、B是否有相对滑动，可假设 F=F0时，A、B间的摩擦力达到最大值，求出此 时拉力的数值F0，若F＞F0，则A、B有相对滑 动；若F＜F0，则A、B无相对滑动. A、B间的最大静摩擦力为 f0=mAg=0.2×6×10=12N. 当A、B间的静摩擦力f=f0时，由牛顿第二定律 得： 对B： mAg=mBa, a=mAg/mB=0.2×6×10/2=6m/s2；
有相互作用力的系统
整体法与隔离法
• 因三物体加速度相同，本题可用整 体法。 • 解： 研究整体 F=（m1+m2+m3)a 为求a再研究m1： m1的受力图如右。 T= m1 a 为求T研究m2 T= m2g
故a= m2 g/ m1 F=（m1+m2+m3)a F =（m1+m2+m3) m2 g/ m1
m AmB g T g m A mB 1 / m A 1 / mB
对于C、D选项： (mA +mB)为恒量, 只有当mA=mB 时, mA· mB才最大， C、D错。
3-3_牛顿运动定律—连接体问题(整体隔离法)、临界
[变式训练] 1．如图所示，一个质量为 m ＝ 0.2 kg的小球用细绳吊在倾
角为θ＝53°的光滑斜面上，当斜面静止时，绳与斜面平行．当
斜面以10 m/s2的加速度向右做加速运动时，求绳子的拉力及斜 面对小球的弹力大小．
第三章 牛顿运动定律
第29页
金版教程 · 高三一轮总复习 · 新课标 · 物理
第三章 牛顿运动定律
第26页
金版教程 · 高三一轮总复习 · 新课标 · 物理
主干回顾固基础 典例突破知规律 特色培优增素养 高考模拟提能训 限时规范特训
1 2 由运动学公式 x＝ at 得从挡板开始运动到小球与挡板分 2 离所经历的时间为 t＝ 2mgsinθ－a . ka
(2)小球速度达最大时，其加速度为零，即 kx′＝mgsinθ 即从挡板开始运动到小球的速度达最大时，小球的位移为 mgsinθ x′＝ k .
动： ①拉力水平，m1、m2在光滑的水平面上加速运动；
②拉力水平，m1、m2在粗糙的水平面上加速运动；
③拉力平行于倾角为θ的斜面，m1、m2在光滑的斜面上沿斜 面向上加速运动； ④拉力平行于倾角为θ的斜面，m1、m2在粗糙的斜面上沿斜 面向上加速运动．
用 Δl1 、 Δl2 、 Δl3 、 Δl4 依次表示弹簧在以上四种情况下的伸 长量，则下列选项正确的是( )
[针对训练] [2013·湖北重点中学联考 ]如图所示，在建筑工地，民工兄
弟用两手对称水平使力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度 a竖
直向上匀加速搬起，其中A的质量为m，B的质量为3m，水平作 用力为 F ， A 、 B 之间的动摩擦因数为 μ ，在此过程中， A 、 B 间 的摩擦力为( )
A．μF 3 C. m(g＋a) 2
专题18 整体法与隔离法处理连接体问题(解析版)—2023届高三物理一轮复习重难点突破
专题18整体法与隔离法处理连接体问题1.连接体的类型1)直接接触的连接体2)通过弹簧或轻绳相连的连接体轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。
轻弹簧在发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相等；弹簧形变量最大时两端连接体速率相等。
2.处理连接体问题的方法1)整体法:如果连接体各物体的加速度相同，可以把系统内的所有物体看成一个整体，用牛顿第二定律对整体列方程求解。
隔离法:如果求系统内物体间的相互作用力，常把某个物体（一般选取受力简单的物体）从系统中隔离出来，用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解。
2)加速度大小相等，方向不同的连接体：如下图，跨过定滑轮的细绳相连的两个物体不在同一直线上运动，虽然加速度方向不同但加速度大小相等，这类问题也可采用整体法和隔离法求解．3)连接体问题一般采用先整体后隔离的方法，也可以采用分别隔离不同的物体再联立的方法。
考点一力的分配规律如下图三种情况，m 1和m 2在力F 作用下以大小相同的加速度一起运动，则两物体间的弹力根据质量大小分配，且F 弹＝m 2m 1＋m 2F .1．如图所示，质量为3的物块A 与水平地面间的动摩擦因数为，质量为m 的物块B 与地面的摩擦不计，在大小为F 的水平推力作用下，A、B 一起向右做加速运动，则A 和B 之间的作用力大小为（）。
A．K3B4B．4C．K4B4D．B 4【答案】A 【解析】以A、B 整体为研究对象，由牛顿第二定律可得整体的加速度为=KH3B 3r=K3B 4以B 为研究对象，由牛顿第二定律可得A 对B 的作用力AB =B =K3B4A 正确，BCD 错误。
2.如图所示，质量分别为2m 和3m 的两个小球静止于光滑水平面上，且固定在劲度系数为k 的轻质弹簧的两端。
今在质量为2m 的小球上沿弹簧轴线方向施加大小为F 的水平拉力，使两球一起做匀加速直线运动，则稳定后弹簧的伸长量为()A.F 5kB.2F 5kC.3F 5kD.F k【答案】C 【解析】对整体分析，整体的加速度a ＝F5m，对质量为3m 的小球分析，根据牛顿第二定律有F 弹＝kx ＝3ma ，可得x＝3F5k，故A、B、D 错误，C 正确。
(完整word版)用整体法和隔离法解决连接体问题
用整体法和隔离法解决连接体问题一、问题背景整体法与隔离法的运用在高考命题中由来已久，主要是考查考生综合分析能力，多物体问题虽然是一种常见的题型，但由于涉及整体法和隔离法、正交分解法等方法的应用,许多学生均感到很困难，这就要求考生能熟练掌握整体法与隔离法的解题技巧.二、重点概述1。
研究物理问题时，把所有的研究对象最为一个整体来处理的方法称为整体法.2。
研究物理问题时，把所有的研究从整体中隔离出来进行单独研究,最终得出结论的方法称为隔离法。
3.基本特点：（1)采用整体法时，可以弄清系统的整体受力情况和全过程的受力情况，从整体上揭示事物的受力本质和变化规律,从而避开了中间环节的繁琐推算，能够灵活地解决问题。
（2）采用隔离法时，容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形，问题处理起来比较方便、简单，便于初学者使用。
在分析系统内各物体（或一个物体的各个部分)间的相互作用时用隔离法。
三、难点释疑1。
整体法和隔离法交替使用原则:若系统内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的相互作用力时，可以先整体求加速度，再用隔离法选取合适对象,应用牛顿第二定律求作用力。
即“先整体求加速度，再隔离求内力"。
2. 整体法和隔离法不是相互对立的，一般在问题的求解中,随着研究对象的转化，往往两种方法交叉使用.因此，两种方法的取舍，并没有绝对的界限，需要具体分析,灵活运用。
无论哪种方法，均以尽可能避免或减少中间未知量的出现为原则。
四、典型例题例1：如图所示，质量为m1=5kg的滑块置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小为30N的力F推滑块,滑块沿斜面向上匀速运动，斜面体质量m2=10kg,且始终静止,取g=10m/s2，求：(1）斜面对滑块的摩擦力．(2）地面对斜面体的摩擦力和支持力．解答:(1）以滑块为研究对象,分析受力情况如图1，滑块向上匀速运动时，有：F=m 1gsin30°+f 1, 得斜面对滑块的摩擦力:f 1=F-m 1gsin30°=30-50×0.5（N)=5N（2)以整体为研究对象,整体的合力为零，分析受力情况，根据平衡条件得:水平方向：f 2=Fcos30°竖直方向：N+Fsin30°=（m 1+m 2）g 解得:f 2=15N,N=135N评析:当需要求出相互作用物体之间的作用力时(内力），必须用隔离法求出物体之间的力，而整体法不能求出他们之间的作用力.当要求外界物体对几个物体组成的系统的作用力时,整体法则是事半功倍。
牛顿运动定律的应用之用整体法、隔离法巧解连接体问题(解析版)
牛顿运动定律的应用之用整体法、隔离法巧解连接体问题1.连接体的分类根据两物体之间相互连接的媒介不同，常见的连接体可以分为三大类。
(1)绳(杆)连接：两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起；(2)弹簧连接：两个物体通过弹簧的作用连接在一起；(3)接触连接：两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。
2.连接体的运动特点轻绳——轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。
轻杆——轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连接体具有相同的角速度，而线速度与转动半径成正比。
轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速率不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速率相等。
学科，网特别提醒(1)“轻”——质量和重力均不计。
(2)在任何情况下，绳中张力的大小相等，绳、杆和弹簧两端受到的弹力大小也相等。
3.连接体问题的分析方法(1)分析方法：整体法和隔离法。
(2)选用整体法和隔离法的策略：①当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时，宜选用隔离法；②对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解。
4. 整体法与隔离法的选用方法（1）整体法的选取原则若在已知与待求量中一涉及系统内部的相互作用时，可取整体为研究对象，分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律列方程。
当系统内物体的加速度相同时：a m m m F n )...(21+++=；否则n n a m a m a m F +++=...2211。
（2）隔离法的选取原则若在已知量或待求量中涉及到系统内物体之间的作用时，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”．【典例1】如图所示，两个质量分别为m 1＝3 kg 、m 2＝2 kg 的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接。
牛顿第二定律的应用之整体法与隔离法
碰撞问题
总结词
碰撞问题是指两个或多个物体在短时间 内发生高速碰撞，导致物体运动状态发 生急剧变化的问题。通过牛顿第二定律 ，可以求解碰撞后的运动状态和运动规 律。
VS
详细描述
碰撞问题中，物体之间的相互作用力会在 极短的时间内使物体的运动状态发生急剧 变化。通过分析碰撞过程中物体的受力情 况和运动状态的变化，结合牛顿第二定律 ，可以求解碰撞后物体的速度、加速度和 位移等物理量的变化。
牛顿第二定律只适用于惯性参考系，即没有加速度的参考系。在非惯性参考系中，物体的运动规律会 受到额外的力作用，这些力无法通过牛顿第二定律来描述。
在研究天体运动、相对论效应等非惯性参考系问题时，需要使用更复杂的理论框架，如广义相对论。
只适用于单一物体的运动状态改变问题
牛顿第二定律适用于描述单一物体在 受到外力作用时运动状态的改变，不 适用于涉及多个物体相互作用的问题。
05
牛顿第二定律的局限性
只适用于宏观低速物体
牛顿第二定律只适用于描述宏观低速物体的运动规律，对于微观高速的粒子运动，如光子、电子等，需要使用量子力学和相 对论等其他理论。
在宏观低速的范围内，牛顿第二定律能够很好地描述物体的加速度与作用力之间的关系，但在高速或微观领域，这种描述会 失效。
只适用于惯性参考系
适用条件
当多个物体之间的相互作用力远大于 外界对整体的作用力时，使用整体法 更为简便。
在分析物体的加速度和受力情况时， 如果多个物体之间的运动状态相同或 相近，整体法也适用。
应用实例
当一个斜面静止在水平地面上时，可以将斜面和斜面上放置 的物体视为一个整体，分析受到的重力和地面对整体的静摩 擦力，从而得出斜面是否会滑动。
总结词
连接体问题是指两个或多个物体通过相互作用力而连接在一起的问题。通过整体法和隔离法，可以求解连接体的 运动状态和运动规律。
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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
隔离法
三、连接体题型：
1
【例1】A、B
力
N
F
A
6
=推A，用水平力N
F
B
3
=拉B，A、B
【练1】如图所示，质量为M的斜面A 在水平向左的推力F作用下，A与B
B的质量为m，则它们的加速度a及推力
A.
(
)
(
,
sinμ
θ+
+
=
=g
m
M
F
g
a
B.
θ
θcos
)
(
,
cos g
m
M
F
g
a+
=
=
C.
(
)
(
,
tanμ
θ+
+
=
=g
m
M
F
g
a
D.
g
m
M
F
g
a)
(
,
cot+
=
=μ
θ
【练2】如图所示，质量为2
m的物体2定滑轮连接质量为1
m的物体，与物体1
A. 车厢的加速度为
θ
sin
g
B. 绳对物体1的拉力为θ
cos
1
g
m
C. 底板对物体2的支持力为g
m
m)
(
1
2
-
D. 物体2所受底板的摩擦力为
θ
tan
2
g
m
m
g
B.23
C.0 N
】如图所示，A、B的质量分别为m A=0.2kg，m B=0.4kg，盘C的质量m C=0.6kg，
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
的压力F BC多大？（g取10m/s2）
A
B
C
O
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）
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= F AB = F AB = 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,
的前端相对于车保持静止,A.在竖直方向上,B.在水平方向上,C.若车的加速度变小,D.若车的加速度变大,5、物体A 、B 叠放在斜面体C 上，物体的作用下一起随斜面向左匀加速运动的过程中，物体
A 、
B 擦力为
2
f F ，（
2≠f F ），则（ A. 01=f F B.
2f F C.
1
f F 水平向左 D.
2
f F 6、如图3所示，质量为M
A. 地面对物体M
B. 地面对物体M
C. 物块m
D. 地面对物体M 7、如图所示，质量M ＝8kg 到1.5m/s 0.2
8、如图6所示，质量为A m 的物体A 沿直角斜面C
9、如图10所示，质量为M 的滑块C B B 2a F a b c。