高中物理连接体问题精选

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 与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就

是μmg 。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 的最大拉力为

A 、5m g 3μ

B 、4m g 3μ

C 、2m g

3μ D 、mg 3μ

变式1 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,滑轮与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 ＝__________

2、如图,质量为2m 的物块A 与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为m 的物块B 与地面的动摩擦因数为μ,在已知水平推力F 的作用下,A 、B 做加速运动,A 对B 的作用力为多少？

3、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a =21g ,则小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少？

4、两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结,置于场强为E 的匀强电场中,

小球1与小球

2均带正电,电量分别为q 1与q 2(q 1＞q 2)。将细线拉直并使之与电场方向平行,如图所示。 若将两小球同时从静止状态释放,则释放后细线中的张力T 为(不计重力及两小球间的库 仑力)( )

A.121()2

T q q E =- B.12()T q q E =- C.121()2T q q E =+ D.12()T q q E =+ 5、如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m 、2m 与3m 的三个木块,其中质量为2m 与3m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为F T 。现用水平拉力F 拉质量为3m 的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的就是( )

A.质量为2m 的木块受到四个力的作用

B.当F 逐渐增大到F T 时,轻绳刚好被拉断

C.当F 逐渐增大到1、5F T 时,轻绳还不会被拉断

D.轻绳刚要被拉断时,质量为m 与2m 的木块间的摩擦力为13

F T 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l 2 = 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μ = 0、4。开始时二者均静止,现对A 施加F = 20N 水平向右的恒力,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/s 2)求:

(1)B 离开平台时的速度v B 。

(2)B 从开始运动到脱离A 时,B 运动的时间t B 与位

移x B 。

F m m 21

2-图B A E 球1

球2

(3)A 左段的长度l 1。

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,即可瞧成质点),其质量m =2kg 、已知A 、B 间动摩擦因数μ1=0、1,A 与桌面间与B 与桌面间的动摩擦因数μ2=0、2,原来系统静止。现在在板的右端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 运动的时间就是多少？ (2)力F 的大小为多少？

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μ1=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,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0、4,取g =10m/s 2,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

零开始连续增加的水平向左的力F ,通过分析与计算后,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m 1=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m 2=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μ1,木板与地面间的动摩擦因数μ=0、2。

(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。

(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μ1应满足的条件。

(3)若μ1=0、5,求货物滑到木板A 末端时的速度与在木板A 上运动

的时间。

题型三 通过绳(杆)的连接体问题

例题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,m 1、m 2两球静止,

且m 1＞m 2,试求: (1)m 1释放后沿圆弧滑至最低点A 时的速度. (2)为使m 1能到达A 点,m 1与m 2之间必须满足什么关系. (3)若A 点离地高度为2R ,m 1滑到A 点时绳子突然断开,则m 1

落地点离A 点的水平距离就是多少？

变式 5 如图所示,一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮

O 1、O 2与质量m B =m 的小球连接,另一端与套在光滑直杆上质量f/N 1

0 2

3

4

5

6

4 F/N 2 6 8 10 12 14 θ

C m B

O 1 m A

O 2