连接体专题
专题1连接体(教师版)--2025版动力学中的九类常见模型精讲精练讲义
动力学中的九类常见模型精讲精练专题1连接体【知识精讲】1.连接体多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等连接)在一起构成的物体系统称为连接体。
2.连接体问题的分类(1)加速度相同的连接体;(2)加速度不同的连接体。
3.连接体的五大类型4.(1)轻绳——轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度大小总是相等。
(2)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。
(3)轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等。
(4)接触连接——两物体通过弹力或摩擦力作用,可能具有相同的速度或加速度。
其临界条件一般为两物体间的弹力为零或摩擦力达到最大静摩擦力。
【方法归纳】1.连接体问题的分析整体法、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出作用力。
即“先整体求加速度,后隔离求内力”。
2.力的“分配”原则两物块在力F作用下一起运动,系统的加速度与每个物块的加速度相同,如图所示。
接触面光滑或粗糙(动摩擦因数相同)F一定,两物块间的弹力只与物块的质量有关,且F弹=m2F。
m1+m23.解决连接体问题的两种方法4.整体法、隔离法的选取原则(1)对于加速度相同的连接体,如果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”。
(2)对于加速度不同的连接体问题一般选择隔离法。
【典例精析】【典例】(2023河南郑州名校联考)如图所示,2019个质量均为m的小球通过完全相同的轻质弹簧(在弹性限度内)相连,在水平拉力F的作用下,一起沿光滑水平面以加速度a向右做匀加速运动,设1和2之间弹簧的弹力为F1—2,2和3间弹簧的弹力为F2—3,2018和2019间弹簧的弹力为F2018—2019,则下列结论正确的是A.F1—2:F2—3:......F2018—2019=1:2:3: (2018)B.从左到右每根弹簧长度之化为1:2:3: (2018)C.如果突然撤去拉力F,撤去F瞬间,第2019个小球的加速度为F,N其余每个球的加速度依然为aD.如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落,那么脱落瞬间第1个小球的加速度为0,第2个小球的加速度为2a ,其余小球加速度依然为a 【答案】AD【命题意图】本题以轻弹簧连接的2019个小球为情景,考查连接体、受力分析、牛顿运动定律及其相关知识点。
专题16 连接体问题 (原稿版)
得
隔离T-F1-μm1g=m1a
得
三、板块连接体模型归纳
整体:a=F/(m1+m2)
隔离m1:f=m1a
得f=m1F/(m1+m2)
整体:a=g(sinθ-μ2cosθ)
方向沿斜面向下
隔离m1:m1gsinθ-f=m1a
得f=μ2m1gcosθ
方向沿斜面向上
若μ2=0则f=0
绳子平行于倾角为α的斜面,A物块恰好能静止在斜面上,不考虑两物块与斜面之间的摩擦。若互换两物块
位置,按图乙放置,然后释放物块,斜面仍保持静止。则下列说法正确的是( )
A.轻绳的拉力等于Mg
B.轻绳的拉力小于mg
C.A物块运动的加速度大小为(1﹣sinα)g
D.A物块运动的加速度大小为
1.如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量均为m,2、4质量均为m0,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4。重力加速度大小为g,则有( )
9.如图所示,m1=1kg,m2=2kg,m1和m2之间的动摩擦因数μ1=0.2,水平面光滑要使m1和m2之间不发生相对运动,则:F最大不得超过( )(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2)
A.2 NB.4NC.6ND.8N
10.(多选)如图所示,用力F拉着三个物体在光滑的水平面上一起运动,现在中间物体上加上一个小物体,在原拉力F不变的条件下四个物体仍一起运动,那么连接物体的绳子张力和未放小物体前相比( )
【典例2】
(多选)如图,倾角为θ的斜面体固定在水平地面上,现有一带支架的滑块正沿斜面加速下滑。支架上用细
专题 连接体模型(学生版)--2024年高考物理二轮热点模型
专题连接体模型特训目标特训内容目标1高考真题(1T-5T)目标2三大力场和热学中连接体的平衡问题(6T-13T)目标3三大力场中应用牛顿第二定律应用处理连接体问题(14T-19T)目标4应用能量的观点处理连接体问题(20T-25T)【特训典例】一、高考真题1(2023·山东·统考高考真题)足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上,宽为1m,电阻不计。
质量为1kg、长为1m、电阻为1Ω的导体棒MN放置在导轨上,与导轨形成矩形回路并始终接触良好,I和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度分别为B1和B2,其中B1=2T,方向向下。
用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为0.1kg的重物相连,绳与CD垂直且平行于桌面。
如图所示,某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域I和Ⅱ并做匀速直线运动,MN、CD与磁场边界平行。
MN的速度v1=2m/s,CD的速度为v2且v2>v1,MN和导轨间的动摩擦因数为0.2。
重力加速度大小取10m/s2,下列说法正确的是()A.B2的方向向上B.B2的方向向下C.v2=5m/sD.v2=3m/s2(2022·海南·高考真题)如图,带正电3×10-5C的物块A放在水平桌面上,利用细绳通过光滑的滑轮与B相连,A处在水平向左的匀强电场中,E=4×105N/C,从O开始,A与桌面的动摩擦因数μ随x的变化如图所示,取O点电势能为零,A、B质量均为1kg,B离滑轮的距离足够长,则()A.它们运动的最大速度为1m/sB.它们向左运动的最大位移为1mC.当速度为0.6m/s时,A的电势能可能是-2.4JD.当速度为0.6m/s时,绳子的拉力可能是9.2N3(2022·海南·高考真题)我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m,3、4质量相同为m ,不计石块间的摩擦,则m:m 为()A.32B.3C.1D.24(2022·山东·统考高考真题)某粮库使用额定电压U =380V ,内阻R =0.25Ω的电动机运粮。
高中物理连接体专题
高中物理连接体专题连接体在物理学中扮演着重要的角色,它们为我们的日常生活提供了便利,同时也在各种技术领域中发挥着巨大的作用。
在高中物理课程中,学生需要掌握连接体的相关知识,以便能够更好地理解和应用物理学原理。
本文将就高中物理连接体专题展开讨论,帮助读者深入了解这一领域的知识。
一、连接体的基本概念连接体是指用于连接两个或多个物体的器件或部件,其作用是传递力或能量,并且可以使被连接物体相对运动或保持相对位置。
在物理学中,我们常见的连接体包括螺栓、螺母、销钉、铰链等。
这些连接体可以分为固定连接和活动连接两类,根据其在物体之间的作用方式来区分。
固定连接体通常用于连接需要保持相对位置固定的物体,例如搭建建筑结构时使用的螺栓。
而活动连接体则可以允许被连接物体相对运动,例如门的铰链。
连接体的选择取决于被连接物体的实际需求,需要根据具体情况做出合理的选择。
二、连接体在物理学中的应用连接体在物理学中有着广泛的应用,其中最重要的应用之一就是在力的传递中扮演着关键的角色。
在静力学中,我们可以利用连接体将外力传递给被连接物体,实现物体的平衡;在动力学中,连接体也可以传递运动物体的动能,满足物体相对运动的需求。
此外,连接体还广泛应用于各种技术领域,如建筑、机械、航空航天等。
在建筑结构中,连接体的选择直接影响到建筑物的稳定性和安全性;在机械设备中,连接体的设计则决定了设备的工作效率和寿命。
连接体的正确应用对各种工程项目的成功实施至关重要。
三、连接体的性能要求连接体作为物体之间的纽带,其性能要求十分严格。
首先,连接体需要具有足够的强度和刚度,能够承受外部力的作用而不发生变形或断裂。
其次,连接体还需要有良好的耐磨性和耐腐蚀性,以保证其在长期使用中不会出现损坏或失效。
除此之外,连接体的安装和拆卸应该简便快捷,以减少人力和时间成本。
连接体的密封性和防水性也是需要重点考虑的性能指标,特别是在户外或潮湿环境下的使用情况下。
四、连接体的未来发展趋势随着科学技术的不断发展,连接体的设计和制造也将朝着更高效、更精密、更环保的方向不断进步。
连接体问题专题详细讲解
题问连接体一、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,称为连接体。
如果把其中某个物体隔离出来,该物体即为隔离体。
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外二、外力和内力力,而系统内各物体间的相互作用力为内力。
应用牛顿第二定律列方程不考虑内力。
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外力。
三、连接体问题的分析方法求加速度时可以把连接体作为一个整体。
运用连接体中的各物体如果加速度相同,1.整体法牛顿第二定律列方程求解。
必须隔离其中一个物体,对该物体应用牛顿第二.隔离法如果要求连接体间的相互作用力,2 定律求解,此法称为隔离法。
.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3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,往往是先用整体法法求出加速度,再用隔离法法求物体受力。
简单连接体问题的分析方法 1.连接体:两个(或两个以上)有相互作用的物体组成的具有相同大小加速度的整体。
2.“整体法”:把整个系统作为一个研究对象来分析(即当做一个质点来考虑)。
注意:此方法适用于系统中各部分物体的加速度大小方向相同情况。
3.“隔离法”:把系统中各个部分(或某一部分)隔离作为一个单独的研究对象来分析。
注意:此方法对于系统中各部分物体的加速度大小、方向相同或不相同情况均适用。
4.“整体法”和“隔离法”的选择;如果还要求物体之间的作用整体法”求各部分加速度相同的连结体的加速度或合外力时,优选考虑“,且一定是从要求作用力的那个作用面将物体进行隔离;如果连结体中各部分加速度不隔离法”力,再用“”。
同,一般都是选用“隔离法进行受隔离法”整体法”或“5.若题中给出的物体运动状态(或过程)有多个,应对不同状态(或过程)用“力分析,再列方程求解。
针对训练沿斜面下滑,试分析在下列条件下,杆受到的力是拉力还是压力。
高一物理-连接体专题
牛顿运动定律的应用--连接体专题一、概述两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体。
如几个物体叠放在一起,或并排挤放在一起,或用绳子、细杆等连在一起。
如下图所示:二、特点:连接体一般应具有相同的运动情况(速度、加速度)。
三、分类:根据物体之间连接媒介不同,常见模型分为三大类。
1. 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. 轻绳(杆)连接:两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起;3. 轻弹簧连接:两个物体通过弹簧的作用连接在一起;四、方法1. 系统、内力及外力的概念系统:相互作用的若干个物体可以称为系统,系统由两个或两个以上的物体组成。
内力:系统内部各物体之间的相互作用力。
外力:系统外部物体对系统内物体的作用力。
2. 整体法:将两个或两个以上物体组成的系统作为研究对象进行整体分析的方法。
3. 隔离法:是将所研究的对象从系统中隔离出来进行研究的方法。
五、思路F 便可能够视为一个整体的系统各物体加速度a相同,所以牛顿第二定律ma以作为一个解题的纽带将整体与个体联系在一起。
不少问题既可用“整体法”也可用“隔离法”解,也有不少问题则需要交替应用“整体法”与“隔离法”。
因此,方法的选用也应视具体问题而定。
1. 求内力:先整体求加速度,后隔离求内力。
2. 求外力:先隔离求加速度,后整体求外力。
3. 当系统内各物体由细绳通过滑轮连接,物体加速度大小相同时,也可以将绳等效在一条直线上,建立沿绳的自然坐标系,用整体法处理。
六、规律1、(0=μ)整体法:a m m F )(21+=隔离法:a m T 2=联立得:F m m m T 212+= 2、(0≠μ)整体法:a m m g m m F )(-2121++=)(μ隔离法:a m g m T 22-=μ联立得:F m m m T 212+= 3、(0=μ)整体法:a m m g m m F )(sin -2121+=+θ)(隔离法:a m g m T 22sin -=θ联立得:F m m m T 212+= 4、(0≠μ)整体法:a m m g m m g m m F )(cos sin -212121+=+-+θμθ)()(隔离法:a m g m g T 222cos sin m -=-θμθ联立得:F m m m T 212+= 5、 整体法:a m m g m m F )(-2121+=+)(隔离法:a m g m T 22-=联立得:F m m m T 212+= 总结:F m m m T 被主被+=应用此公式需满足:1、须为连接体;2、F 外的其它力须与物体本身质量具有共同的比例关系。
连接体专题
向转动,在传送带上端A处无初速度地放置一个质量
为0.5kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为μ=
0.5,求物体从A端运动到B端所需的时间是多少?
2s
牛顿运动定律解决问题 连接体专题
M
m
例1:如图所示,质量为2kg 的正方体A和 质量为1kg的正方体B两个物体靠在一起, 放在光滑的水平面上,现用水平力F=30N推 A,求A对B作用力的大小。
FN AB G F:连接体间的相互作用力 外力:外部对连接体的作用力 1、求内力: 先整体再隔离。 2、求外力: 先隔离再整体。 连接体中的相互作用始终大小相等,方向相反。
1.确定研究对象; 2.受力分析和运动分析,(画出受力分析图 和运动情景图),注意摩擦力突变对物体运 动的影响; 3.分清楚研究过程,利用牛顿运动定律和运 动学规律求解未知量。
练习1、质量为m的物体置于水平传带上, 试分析下列情况中,物体所受摩擦力情况: (1)物体与传送带一起向右匀速运动 (2)物体与传送带一起以加速度a向右加速 (3)物体与传送带一起以加速度a向右减速 (1)f=0 (2)f=ma,方向:水平向右 (3)f=ma,方向:水平向左
练习2、如图所示,水平放置的传送带以速 度v=2m/s向右运动,现将一小物体轻轻地 放在传送带的A端,物体与传送带间的动摩 擦因数为0.2,若A端与B端相距4m,求物体 由A运动到B所需要的时间。
A
B
T=2.5s
3.传送带与地面的倾角θ为37°,从A端到B端
的长度为16m,传送带以v0=10m/s的速度沿逆时针方
例2:质量分别为m=2kg和M=3kg的物体A和B, 挂在弹簧秤下方的定滑轮上,如图所示,当B 加速下落时,弹簧秤的示数是 48N 。 (g取10m/s2)
必修1:第四章专题:连接体问题 (共11张PPT)
对A的摩擦力的大小及方
(1)向右做匀加速直 向 (2如)将何F?撤去以后,A、B
线运动,加速度大小 一起做什么运动?此时B 1B方(m对向2/As)水2的向平摩右向擦做右力匀0.减2N速,直线对 向运如A的动何,摩?加擦速力度的大大小小5m及/s2方
B对A的摩擦力1N,方向水平向左
当堂训练3.如图,质量为M=10kg的滑块放在
(1)运动员竖直向下拉绳的 力;
(2)运动员对吊椅的压 力.
当堂训练5.如图,用细绳连接
的两物体A和B,它们的质量分
别为4kg和8kg, 细绳能承受
F
的最大拉力为100N,现用力F
将它们向上提起,要保证细绳
不被拉断,力F的取值范围?
A
B
• 当堂训练6.如图,质量分别为1kg和2kg 的A、 B 两木块浮在水面上,且被6N的外力压住处 于平衡,若突然撤去外力,求两木块间的弹 力大小.
(1)a=8m/s2, 沿斜面向下;
(2) μ =0.25
• 动摩擦因数μ;
• (3)小物块向上运动的
• 最大距离.
(3)X=4m.
的大小
FAB=10N
F AB
• 当堂检测2.如图,物块A的质量m=0.2kg,物
块B的质量M=1.8kg,B与水平面间的滑动摩
擦因数μ =0.5,现在对B施加一个水平向右
大小为12N的力F,作用一段时间后又撤去了
F,已知整个过程A、B始终保持相对静止,
gA=10m/s2,试求:
F
B
(1)F作用在B上时,A、B 一起做什么运动?此时B
12.(课时21)在2008年北京残奥会开幕式上,运动 员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾 运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神.为了探求上 升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简 化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一 吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如右图所 示.设运动员的质量为65 kg,吊椅的质量15 kg,不计 定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g=10 m/s2.当运 动员与吊椅一起以加速度a=1 m/s2上升时,试求
连接体问题专题详细讲解
连接体问题专题详细讲解连接体问题连接体是由两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,而隔离体则是其中某个物体隔离出来的物体。
在研究物体系时,受到系统外作用力的力被称为外力,而系统内各物体间的相互作用力则为内力。
在应用牛顿第二定律列方程时,不考虑内力,但如果将物体隔离出来作为研究对象,内力将转换为隔离体的外力。
针对连接体问题的分析方法,有整体法和隔离法。
整体法是将连接体作为一个整体来分析,适用于连接体中各物体加速度相同的情况。
而隔离法则是将其中一个物体隔离出来,对该物体应用牛顿第二定律求解,适用于要求连接体间相互作用力的情况。
整体法和隔离法是相对统一、相辅相成的,可以交叉使用。
对于简单连接体问题,可以采用以下分析方法。
连接体是由有相互作用的物体组成的具有相同大小加速度的整体。
整体法是将整个系统作为一个研究对象来分析,适用于系统中各部分物体的加速度大小方向相同的情况。
隔离法则是将系统中各个部分或某一部分隔离作为一个单独的研究对象来分析,适用于系统中各部分物体的加速度大小、方向相同或不相同的情况。
在选择整体法和隔离法时,应根据题目要求选择合适的方法进行分析,并在需要求物体间作用力时使用隔离法。
在针对训练时,需要根据题目给出的条件进行分析。
例如,当物体AB沿斜面下滑时,通过分析斜面是否光滑、粗糙等条件,可以判断杆受到的力是拉力还是压力。
在题目中给出的物体运动状态或过程有多个时,应对不同状态或过程使用整体法或隔离法进行受力分析,并列方程求解。
解析:物体m所受的力有重力mg和斜面对它的摩擦力f,因为物体m与车箱相对静止,所以它的加速度为0.根据牛顿第二定律,物体所受合力为0,即mg和f的合力为0.因为斜面的倾角为30°,所以斜面对m的重力分解为mgcos30°和mgsin30°,其中mgcos30°垂直于斜面,不参与m的运动,所以只考虑mgsin30°沿斜面方向的分量,即mg*sin30°=mg/2.因此,斜面对m的摩擦力f也等于mg/2,方向沿斜面向下。
连接体问题专题详细讲解
连接体问题一, 连接体及隔离体两个或两个以上物体相连接组成的物体系统,称为连接体。
假如把其中某个物体隔离出来,该物体即为隔离体。
二, 外力和内力假如以物体系为探讨对象,受到系统之外的作用力,这些力是系统受到的外力,而系统内各物体间的相互作用力为内力。
应用牛顿第二定律列方程不考虑内力。
假如把物体隔离出来作为探讨对象,则这些内力将转换为隔离体的外力。
三, 连接体问题的分析方法1.整体法连接体中的各物体假如加速度相同,求加速度时可以把连接体作为一个整体。
运用牛顿第二定律列方程求解。
2.隔离法假如要求连接体间的相互作用力,必需隔离其中一个物体,对该物体应用牛顿第二定律求解,此法称为隔离法。
3.整体法及隔离法是相对统一,相辅相成的。
原来单用隔离法就可以解决的连接体问题,但假如这两种方法交叉运用,则处理问题就更加便利。
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,往往是先用整体法法求出加速度,再用隔离法法求物体受力。
简单连接体问题的分析方法1.连接体:两个(或两个以上)有相互作用的物体组成的具有相同大小加速度的整体。
2.“整体法”:把整个系统作为一个探讨对象来分析(即当做一个质点来考虑)。
留意:此方法适用于系统中各部分物体的加速度大小方向相同状况。
解决这个问题的最好方法是假设法。
即假定,若斜面光滑,示为:a=g sinθ-μg cosθ,明显,若a, b两物体及斜面间的动摩擦因数μA=μB,则有a A=a B,杆仍旧不受力,若μA>μB,则a A<a B,A, B间的距离会缩短,搭上杆后,杆会受到压力,若μA<μB,则a A>a B杆便受到拉力。
〖答案〗(1)斜面光滑杆既不受拉力,也不受压力(2)斜面粗糙μA>μB杆不受拉力,受压力斜面粗糙μA<μB杆受拉力,不受压力类型二, “假设法”分析物体受力【例题2】在一正方形的小盒内装一圆球,盒及球一起沿倾角为θ的斜面下滑,如图所示,若不存在摩擦,当θ角增大时,下滑过程中圆球对方盒前壁压力T及对方盒底面的压力N将如何变化(提示:令T不为零,用整体法和隔离法分析)()A.N变小,T变大; B.N变小,T为零;C.N变小,T变小; D.N不变,T变大。
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。
人教版 高考复习连接体问题
专题一、连接体问题(一)整体法和隔离法(基础篇)【考点自清】连接体问题————方法的选择和研究对象的选取1、连接体两个或两个以上存在相互作用或有一定关联的物体系统称为连接体,在我们运用牛顿运动定律解答力学问题中常会遇到。
2、整体法和隔离法的应用⑴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,从具体问题的实际情况出发,灵活选取对象,恰当地选择使用隔离法和整体法。
⑵在使用隔离法解题时,所选取的隔离对象可以是连接体中的某一个物体,也可以是连接体中的某部分物体(包含两个或两个以上的单个物体),而这“某一部分”的选取,也应根据问题的实际情况,灵活处理。
⑶在选用整体法和隔离法时,可依据所求的力进行选择,若为外力则应用整体法;若所求力为内力则用隔离法。
但在具体应用时,绝大多数的题目要求两种方法结合应用,且应用顺序也较为固定,即求外力时,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为了求解共同的加速度。
⑷特别提示:运用整体法分析问题时,系统内各物体的加速度的大小和方向均应相同,如果系统内各物体的加速度仅大小相同,如通过滑轮连接的物体,应采用隔离法求解。
【例题精讲】【例1】在光滑的水平面上放置着紧靠在一起的两个物体A和B(如图),它们的质量分别为m A、m B。
当用水平恒力F推物体A时,问:⑴A、B两物体的加速度多大?⑵A物体对B物体的作用力多大?若推物体B时,AB间相互作用力多大?【例2】如图所示,5个质量相同的木块并排放在光滑的水平桌面上,当用水平向右推力F 推木块1,使它们共同向右加速运动时,求第2与第3块木块之间弹力及第4与第5块木块之间的弹力。
思考题:如图所示,光滑水平面上有两物体m m 12与用细线连接,设细线能承受的最大拉力为T ,m m 12>,现用水平拉力F 拉系统,要使系统得到最大加速度F 应向哪个方向拉?(答:向左拉m 1)【例3】如图所示,木块A 质量为1kg ,木块B 质量为2kg ,叠放在水平地面上,AB 之间最大静摩擦力为5N ,B 与地面之间摩擦系数为0.1,今用水平力F 作用于A ,保持AB 相对静止的条件是F 不超过_________N 。
连接体问题——高考物理热点模型(解析版)
连接体问题模型概述1.连接体:两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同运动状态的整体叫连接体.如几个物体叠放在一起,或并排放在一起,或用绳子、细杆等连在一起,在求解连接体问题时常用的方法为整体法与隔离法.2.常见类型①物物叠放连接体:两物体通过弹力、摩擦力作用,具有相同的速度和加速度②轻绳连接体: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.③轻杆连接体:轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度和加速度.④弹簧连接体:在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度、加速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速度、加速度相等.3.方法:整体法与隔离法,正确选取研究对象是解题的关键.①整体法:若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求系统内各物体之间的作用力,则可以把它们看作一个整体,根据牛顿第二定律,已知合外力则可求出加速度,已知加速度则可求出合外力.②隔离法:若连接体内各物体的加速度不相同,则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若连接体内各物体具有相同的加速度,且需要求物体之间的作用力,则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”.4.力的“分配”地面光滑两物块在力F 作用下一起运动,系统的加速度与每个物块的加速度相同,若外力F 作用于m 1上,则m 1和m 2的相互作用力F 弹=m 2m 1+m 2F ,若作用于m 2上,则F 弹=m 1m 1+m 2F 。
此“分配”与有无摩擦无关(若有摩擦,两物体与接触面间的动摩擦因数必须相同),与两物体间有无连接物、何种连接物(轻绳、轻杆、轻弹簧)无关,而且无论物体系统处于平面、斜面还是竖直方向,此“分配”都成立。
5.关联速度连接体轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度大小总是相等。
下面三图中A 、B 两物体速度和加速度大小相等,方向不同。
关联速度连接体做加速运动时,由于加速度的方向不同,一般分别选取研究对象,对两物体分别列牛顿第二定律方程,用隔离法求解加速度及相互作用力。
中学物理的纽带——连接体专题详解
中学物理的纽带——连接体专题详解第一部分连接体的属性一、连接体的性质1 作用原理是通过连接体连接两个物体,力通过连接体进行传递,由于连接体的灵活性,一方面可以实现任意位置两个物体间的力传递,另一方面可以根据人们的需要进行各种定性定量的控制。
2 连接体既不属于研究对象也不属于辅助对象,是独立的第三类要素。
3 根据作用原理可得出连接体的特有属性。
4 连接体也是物体,它也具有力和运动的通用属性,与特有属性共同构成连接体全部属性。
5 常见的连接体为绳、杆、弹簧,它们的属性各不相同。
二、连接体的属性描述1 运动属性:连接体会随着连接的物体进行运动,不同连接体运动属性也是不同的。
2 力的属性:通常的力分两种,一种是传递的力,通过约束属性体现,这里指另一种即连接体产生的力,主要有连接体重力、形变产生的弹力、与接触面摩擦力等三个方面。
以上两种属于通用属性。
3 模型属性:指连接体所对应的物理模型。
即理想化模型。
有质点、刚体、形变体。
4 连接属性:能将复杂环境中的任何两个物体连接起来的属性。
不同的连接体有不同的属性。
连接属性是前提,因为连接都无法实现,何谈约束。
5 传递属性:通过连接体的作用,在两个连接物体间实现力的定性定量传递。
6 约束属性:具体体现为运动状态的控制,包括对位移、速度、加速度的控制。
以上四种属性属于连接体的特有属性。
第二部分各连接体的物理特点一、轻绳1 质量不计,形变不计,只能承受拉力,不能承受压力,且拉力方向沿绳子背离受力物体。
2 内部张力处处相等。
3 任意时刻绳子两端点沿绳子方向的速度大小相等。
4 绳子张力的变化过程的时间不计。
二、轻杆1 质量不计,形变不计,既能承受拉力也能承受压力。
2 内部弹力处处相等。
3 任意时刻轻杆两端点沿轻杆方向的速度大小相等。
4 轻杆弹力的变化过程的时间不计。
三、轻弹簧1 质量不计,既能承受拉力也能承受压力。
2 内部弹力处处相等。
3 当弹簧与物体连接时,弹簧的形变和由形变产生的弹力不会发生突变。
专题_连接体问题
F a ① nm
F
1 2 3
………
n
作用在每个小立方体上的合力
F F0 ma ② n
灵活选择研究对象,整体法和隔离法相结合;根据力产生的效果(加速 度)进行受力分析是高中物理重点掌握的受力分析的方法。
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/s2)
F (m1 m2 ) g sin (m1 m2 )a1 ① N1 m2 g sin m2a1 ② m
m 2 联立③④式解出两物体之间的作用力 N 2 F m1 m2 重要推论:两个物体通过绳子或直接接触构成连接体,两个物体间的相
互作用力与在水平面和斜面上运动无关,也与存在不存在摩擦力无关。
【解析】(1)设木板和物块的加速度分别为a和a’,在t时刻木板和 物块的速度分别为vt和v’t ,木板和物块之间摩擦力的大小为f,依 牛顿第二定律、运动学公式和摩擦定律得 当
vt vt
f ma
f mg
vt2 vt1 a(t2 t1 )
F f (2m)a
整体法求加速度,隔离法求相互作用力.
当各部分加速度不同时,一般采用“隔离法”. 也可以采 用“整体法”解题.
F合=ma 1 ma 2F合x=ma 1x ma 2x F合y=ma 1 y ma 2y
5. 解题关键:灵活选择研究对象,整体法和隔离法相结合。对 研究对象认真受力分析和运动分析.
F (m1 m2 ) g sin (m1 m2 ) g cos (m1 m2 )a2 ③ N2 m2 g sin m2 g cos m2a2 ④
专题04 连接体模型--2024版高三物理培优——模型与方法
2024版高三物理培优——模型与方法专题04连接体模型目录【模型一】平衡中的连接体模型 (1)1.轻杆连接体问题 (1)2.轻环穿杆问题 (2)【模型二】绳杆弹簧加速度问题模型 (8)1.悬绳加速度问题 (8)2.类悬绳加速度问题 (9)【模型三】轻绳相连加速度相同的连接体 (24)【模型四】板块加速度相同的连接体模型 (31)【模型五】轻绳绕滑轮加速度相等----“阿特伍德机”模型 (43)【模型六】弹簧木块分离问题模型 (54)【模型七】“关联速度与机械能守恒”连接体模型 (64)1.绳、杆末端速度分解四步 (64)2.绳杆末端速度分解的三种方法 (64)3.轻绳相连的物体系统机械能守恒模型 (65)方法二、力乘力臂法对m1、m2受力分析,三力平衡可构成矢量三角形,根据正弦定理以整体为研究对象,以圆心为转动轴,两圆弧的支持力的力臂均为零,以整体为研究对象,整体受重力和两圆弧的支持力,根据三力平衡必::根据等腰三角形有:θ1=θ2联立解得m1g sinα=m2g sinβ2=sinβ:sinα轻环穿杆问题F NA.9∶16B.C.3∶4D.根据杠杆原理,由平衡条件得A.需要知道刚性细杆的长度与球面半径的关系C.不需要其他条件,有12:F F=【答案】C分别对小球a 和b 受力分析有11sin sin F G β=根据几何关系有A .2cmB .【答案】C【详解】由于小环是轻质的,故弹簧必将与杆垂直,否则受力不平衡。
对小球受力分析如图所示将各力沿着杆分解,根据平衡条件有解得又弹簧的弹力等于轻绳的拉力,故由胡克定律可得A.定滑轮对钢索的支持力为B.AB段钢索所受到的拉力为C.右臂OB对钢索的支持力为故选A。
【模型演练5】如图所示,竖直放置的光滑圆环,顶端D分别为m1、m2的两小球A、B,两小球用轻绳绕过定滑轮相连,并处于静止状态,且与右侧绳的夹角为θ。
则A、B两小球的质量之比为(A.tanθB.tan【答案】B【解析】对两小球分别受力分析,作出力的矢量三角形,如图所示。
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专题复习:连接体 【能力提高】如图所示,光滑水平面上有 A、B、C三个物块, 其质量分别为mA=2.0kg,mB=1.0kg,mC=1.0kg,现用一轻弹 簧将 A 、 B两物块连接,并用力缓慢压缩弹簧使 A、 B 两物块靠 近,此过程外力做功 108J(弹簧仍处于弹性范围),然后同时 释放,弹簧开始逐渐变长,当弹簧刚好恢复原长时, C 恰以 4m/s的速度迎面与B发生碰撞并瞬时粘连。求: ⑴弹簧刚好恢复原长时( B 与 C 碰撞前), A 和 B 物块速度的大 小。 ⑵当弹簧第二次被压缩时,弹簧具有的最大弹性势能。
a B b
A
F
专题复习:连接体
绳子连接:速度关联、张力关联
【典型例题 I】 如图所示, A 、 B 两物体通过细线跨过定滑轮 C 相连,其中A物体中央有孔,刚好能套在光滑的竖直杆MN上。 A物体由静止从虚线位置释放,当绳子与MN杆成370角时,A、 B两物体的速度关系是下列关系式中的( )
A.vA:vB=3:4 B.vA:vB=3:5 C.vA:vB=5:3 D.vA:vB=5:4
专题复习:连接体 【同类变式】如图所示,在水平桌面的边角处有一轻质光滑的 定滑轮 K ,一条不可伸长的轻绳绕过 K 分别与物块 A . B 相连, A . B 的质量分别为 mA 、 mB 。开始时系统处于静止状态。现用一 水平恒力F拉物块A,使物块B上升。已知当B上升距离为h时,B 的速度为v。求此过程中物块A克服摩擦力所做的功。重力加速 度为g。(05全国II)
C B A
专题复习:连接体 【能力提高】 如图所示,三物体以细绳相连, mA=2kg , mB=2kg , mC=1kg,A、C与水平面间的动摩擦因数为0.25,求系统的加速度 和绳1与绳2中的张力。 C 1 A 2
B
专题复习:连接体
弹簧连接:弹力关联
【典型例题】如图所示,质量相同的木块A、B用轻弹簧相连, 静止在光滑水平面上。弹簧处于自然状态。现用水平恒力 F 向 右推A,则从开始推A到弹簧第一次被压缩到最短的过程中,下 列说法中正确的是( ) Aห้องสมุดไป่ตู้两木块速度相同时,加速度aA= aB B.两木块速度相同时,加速度aA> aB C.两木块加速度相同时,速度vA> vB D.两木块加速度相同时,速度vA< vB
A B
F
A
B
F
专题复习:连接体
叠放方式:竖直类
【能力提高】如图所示,平板A长a=5m,质量M=5kg,放在 水平桌面上,板右端与桌边相齐。在A上距离右端b=3m处放 有一物体B,B的质量为m=2kg。已知A、B之间的动摩擦因数 μ1=0.1,A、B与桌面桌面之间的动摩擦因数均为μ2=0.2。原 来系统静止,现在板右端施加一个水平恒力F后,将A从B下面 抽出,且使B恰好最后停在桌右边缘。求外力F的大小。
专题复习:连接体
连接体专题
专题复习:连接体
“连接体” 问题
专题复习:连接体
叠放方式:水平类
【典型例题I】A、B两个物体并排静止在光滑水平地面上,已 知A的质量为4kg,B的质量为2kg。现用水平恒力F=20N推A, 如图所示,使得A、B一起做加速运动。求A、B之间的相互作 用力?
F
A
B
【同类变式I】若F作用在B上,方向向左,大小不变,则A、B 之间的相互作用力为多少? 【同类变式II】若地面粗糙,且A、B与地面之间的动摩擦因数 均为0.2,则结果又如何? 【同类变式III】若地面粗糙,且A与地面之间的动摩擦因数为 0.2,而B下表面光滑,则结果又如何?(98全国)
专题复习:连接体
叠放方式:斜面类
【同类变式II】斜面A放在粗糙水平面上,将一个滑块B放在斜 面上,发现B正好能沿着斜面匀速下滑,而A保持静止,如图1 所示。记下此时A对地面的压力为N1,地面对A的摩擦力为f1; 现用一个沿斜面向下的力F拉B,使其做加速运动,而A仍保持 静止,如图2所示。记下此时A对地面的压力为N2,地面对A的 摩擦力为f2,则( ) A、N1=N2,f1=f2=0 B、N1=N2,f1=0,f2≠0 C、N1≠N2,f1=f2=0 D、N1 ≠ N2,f1 ≠ 0,f2≠0 B A 图1 B A 图2
F
专题复习:连接体
叠放方式:竖直类
【典型例题I】如图所示,在光滑水平面上 叠放着A、B两个物体,已知MA=6kg、 MB=2kg,A、B之间的动摩擦因数μ= 0.2。现有一水平恒力F作用在A上。A、B 之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则 要使A、B产生相对滑动,F至少为多少? 【同类变式】如图所示,在光滑水平面上 叠放着A、B两个物体,已知MA=6kg、 MB=2kg,A、B之间的动摩擦因数μ= 0.2。现有一水平恒力F作用在B上。A、B 之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则 要将B从A下面抽出,F至少为多少?
专题复习:连接体 【同类变式】如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻质 弹簧相连接的物块 A、 B,它们的质量分别为 mA.mB,弹簧的 劲度系数为k , C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用 一恒力F沿斜面方向拉物块A 使之向上运动,求物块B 刚要离开 C时物块A 的加速度a 和从开始到此时物块A 的位移d。重力加 速度为g。(05全国Ⅲ)
专题复习:连接体
叠放方式:斜面类
【典型例题I】在光滑的水平地面上,放着一个倾角为370的斜 面体A,A的质量为5kg。现要将一个质量为1kg的滑块B放于A 的光滑斜面上且相对于A静止,可以在A上作用一个水平向左的 恒力F,试求F应满足的条件?
F
B
370
A
F
【同类变式I】在光滑的水平地面上,放着一个倾角为370的斜 面体A,A的质量为5kg。现要将一个质量为1kg的滑块B放于A 的光滑斜面上且相对于A静止,可以在B上作用一个水平向右的 恒力F,试求F应满足的条件?