牛顿第二定律连接体问题

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

系统各物体运动状态不同

隔离法

问题涉及物体间的内力

三、连接体题型：

1、连接体整体运动状态相同：（这类问题可以采用整体法求解）

【例1】A 、B 两物体靠在一起，放在光滑水平面上，它们的质量分别为kg m A 3=，kg m B 6=，今用水平力N F A 6=推A ，用水平力N F B 3=拉B ，A 、B 间的作用力有多大？

例2.两个物体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.F D.F m m 2

1 扩展：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.如图所示，倾角为α的斜面上放两物体m 1和m 2，用与斜面

平行的力F 推m 1，使两物加速上滑，不管斜面是否光滑，两物体

之间的作用力总为 。

【练1】如图所示，质量为M 的斜面A 置于粗糙水平地面上，动摩擦因数为μ，物体B 与斜面间无摩擦。在水平向左的推力F 作用下，A 与B 一起做匀加速直线运动，两者无相对滑动。已知斜面的倾角为θ，物体B 的质量为m ，则它们的加速度a 及推力F 的大小为（ ）

A. )sin ()(,sin θμθ++==g m M F g a

B. θθcos )(,cos g m M F g a +==

C. )tan ()(,tan θμθ++==g m M F g a

D. g m M F g a )(,cot +==μθ 【练2】如图所示，质量为2m 的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为1m 的物体，与物体1相连接的绳与竖直方向成θ角，则（ ）

A.车厢的加速度为θsin g

B. 绳对物体1的拉力为θcos 1g

m

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θtan 2g m

2、连接体整体内部各部分有不同的加速度：（不能用整体法来定量分析）

【例2】如图所示，一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，在杆上套有一个环，箱和

杆的总质量为M ，环的质量为m 。已知环沿着杆向下加速运动，当加速度大小为a 时（a ＜g ），则箱

A B F A F B B θA F

m 1 m 2 F A B α

m 2 F m 1

对地面的压力为（ ）

A. Mg + mg

B. Mg —ma

C. Mg + ma

D. Mg + mg – ma

【练3】如图所示，一只质量为m 的小猴抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M 的竖直杆。当悬绳突然断裂时，小猴急速沿杆竖直上爬，以保持它离地面的高度不变。则杆下降的加速度为（ ） A. g B. g M m C. g M m M + D. g M m M -

【练4】如图所示，在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的光滑斜面，现将一个重4 N 的物体

放在斜面上，让它自由滑下，那么测力计因4 N 物体的存在，而增加的读数是（ ）

A.4 N

B.23 N

C.0 N

D.3 N

【练5】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 ，现悬挂于天花

板O 处，处于静止状态。当用火柴烧断O 处的细线瞬间，木块A 的加速度a A 多大？木块B 对盘C 的

压力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）

F= F= 球刚好离开斜面F= 球刚好离开槽底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，质量为M 的木板可沿倾角为θ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？

5.如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M 的竖直竹竿，当竿

上一质量为m 的人以加速度a 加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为（ ）

A.（M+m ）g

B.（M+m ）g －ma

C.（M+m ）g+ma

D.（M －m ）g 6.如图所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A 的顶端P 处，细线的另一端拴一质量为m 的小球。当滑块至少以加速度a ＝ 向左运动时，小球对滑块的压力等于零。当滑块以a ＝2g 的加速度向左运动时，

线的拉力大小F ＝ 。

A B

C

O

M m

F

a b c

θ a P A

45

M m