高中物理力学连接体模型

高中物理复习-- 连接体运动问题

一、教法建议

【解题指导】“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”的教学中，需要给学生讲述两种解题方法──“整体法”和“隔离法”。

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： a?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

连接体问题

连接体是相互关联的物体，它们之间的作用力与它们的运动及相对运动方式有关。此类问题频见各类试题中，难、易各异，对这类题目的分析和计算具有一定的难度。我们的目的是分析连接体力和运动的内在联系、规律，应用牛顿运动定律、利用逻辑关系推导、演练、计算、得到结果。有一些问题难度较大，运用我们高中所学物理知识、数学知识、还不能准确地进行描述，我们可以运用图像方法来描述。我们就物理问题的分析方法和解法做了一些研究、探讨。上述方法与传统方法相比计算过程相对简便了许多，但需要缜密的思维过程，希望本教材使用者认真思考。为了研究方便，我们把连接体分为加速度相同和加速度不相同两种情况。这种分类并非严格的科学分类，仅仅是一种大体的归类吧，便于进行分析。因为运动情况有所不同，分析和解题的方法将有所区别。前者注重有相同加速度的物体“合外力按质量来均分”理念；加速度不相同的物体注重逻辑关系推演、超重和失重理念及对系统的牛顿第二定律的应用；还有一些问题加速度是变化的，则需注重力、功、能关系理念以及应用图像法来解决问题的意识。

1 加速度相同的连接体

例|1在右图中，质量分别为m1、m2的物体由弹簧相连接，在恒力F作

用下共同向右运动，弹簧的长度恒定，物块与水平面间动摩

核心考点3力和运动 力学连接体

「核心链接」

「命题猜想」

力和运动是历年高考重点考查的内容之一，其中高考对连接体的考查题型有选择题和计算题．

选择题以叠放类、悬球类、斜面类、弹簧类为情景，结合运动图象，考查整体和隔离的受力分析方法与力和运动的关系，是命题的热点；典型的动力学过程，如滑块运动、传送带问题，在试题中出现的频率较高．

计算题考查的热点是应用牛顿运动定律和匀变速运动公式，分析多过程匀变速运动问题． 「方法突破」

1.正确理解牛顿运动定律，掌握处理动力学问题的一般思路和步骤：

(1)弄清问题的情境，从给出的信息中提取有用信息，构建出正确的物理模型； (2)合理选择研究对象；

(3)分析判断研究对象的受力情况和运动情况，画出受力图； (4)正确建立坐标系；

(5)运用牛顿运动定律和运动学的规律列式求解．

2.在解决连接体问题时，要灵活运用隔离法和整体法：(1)求外力，整体法优先；(2)求内力必须使用隔离法；(3)整体法、隔离法均用．

3.学会善于捕捉隐含条件，重视临界状态的分析和判断． 【2012高考试题真题】 1. (2012·高考山东卷)地面上静止的货物竖直向上吊起，货 物由地面运动至最高点的过程中，v－t图像如图所示．以 下判

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高中物理力学模型及分析

1．连接体模型是指运动中几个物体叠放在一起、或并排在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。

解决这类问题的基本方法是整体法和隔离法。

整体法是指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体，对整体用牛二定律列方程

隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时，把某物体从连接体中隔离出来进行分析的方法。 F F F2 F1 BAmm 1 2 AB

╰ α

2斜面模型 （搞清物体对斜面压力为零的临界条件） 斜面固定：物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定

?=tg?物体沿斜面匀速下滑或静止 ?> tg?物体静止于斜面 ?< tg?物体沿斜面加速下滑a=g(sin?一?cos?)

3．轻绳、杆模型

绳只能受拉力，杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。 杆对球的作用力由运动情况决定

只有?=arctg(g)时才沿杆方向

最高点时杆对球的作用力；最低点时的速度?，杆的拉力? 若小球带电呢？

m L ·

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假设单B下摆,最低点的速度VB=2

连接体的受力分析

主讲教师：徐建烽 北京市物理高级教师

金题精讲

一、平衡分析

题一：如图所示，水平放置的木板上面放置木块，木板与木块、木板与地面间的摩擦因数分别为μ1和μ2。已知木块质量为m，木板的质量为M，用定滑轮连接如图所示，现用力Ｆ匀速拉动木块在木板上向右滑行，求力Ｆ的大小？

题二：如图所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90°，两底角为α和β；a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块。已知所有接触面都是粗糙的。现发现a、b沿斜面匀速下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于（ ） A．Mg＋mg B．Mg＋2mg

C．Mg＋mg(sinα＋sinβ) D．Mg＋mg(cosα＋cosβ)

a α M

b β

二、非平衡分析：

题三：跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，已知人的质量为70 kg， 吊板的质量为10 kg，绳及定滑轮的质量，滑轮的摩擦均可不计，取重力加速度g=10 m/s2，当人以440 N的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为（ ） A．a=1 m/s2

提能增分练(四) 动力学四大模型之四——连接体

[A级——夺高分]

1．(多选)(2017·山东济南模拟)如图所示，用力F拉三个物体在光滑水平面上运动，今在中间的物体上加一块橡皮泥，它和中间的物体一起运动，且原拉力F不变，那么加上橡皮泥以后，两段绳的拉力Ta和Tb的变化情况是( )

A．Ta增大 B．Tb增大 C．Ta减小 D．Tb减小

解析：选AD 设最左边的物体质量为m，最右边的物体质量为m′，三个物体的整体FmF

质量为M，整体的加速度a＝，对最左边的物体分析，Tb＝ma＝，对最右边的物体分

MMm′F

析，有F－Ta＝m′a，解得Ta＝F－，在中间物体加上橡皮泥，则整体的加速度a减

M小，因为m、m′不变， 所以Tb减小，Ta增大，A、D正确。

2.如图所示，传送带沿逆时针方向匀速转动。木块a、b用细线连接，用平行于传送带的细线拉住a，两木块处于静止状态。关于木块受力个数，正确的是( )

A．a受4个力，b受5个力 B．a受4个力，b受4个力 C．a受5个力，b受5个力 D．a受5个力，b受4个力

解析：选D 先对木块b受力分析，受重力、支持力、细线的拉力和沿着斜面向下的滑动摩擦力，共4个力；再对木块a受力分析

1、如图1-1所示，长为5米的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为4米的两杆顶端A、B。绳上挂一个光滑的轻质挂钩。它钩着一个重为12牛的物体。平衡时，绳中张力T=＿＿＿＿

2、如图2-1所示，轻质长绳水平地跨在相距为2L的两个小定滑轮A、B上，质量为m的物块悬挂在绳上O点，O与A、B两滑轮的距离相等。在轻绳两端C、D分别施加竖直向下的恒力F=mg。先托住物块，使绳处于水平拉直状态，由静止释放物块，在物块下落过程中，保持C、D两端的拉力F不变。

（1）当物块下落距离h为多大时，物块的加速度为零？

（2）在物块下落上述距离的过程中，克服C端恒力F做功W为多少？

（3）求物块下落过程中的最大速度Vm和最大距离H？

3、如图3-1所示的传送皮带，其水平部分 ab=2米，bc=4米，bc与水平面的夹角α=37°，一小物体A与传送皮带的滑动摩擦系数μ=0.25，皮带沿图示方向运动，速率为2米/秒。若把物体A轻轻放到a点处，它将被皮带送到c点，且物体A一直没有脱离皮带。求物体A从a点被传送到c点所用的时间。

4、如图4-1所示，传送带与地面倾角θ=37°，AB长为16米，传送带以10米/秒的速度匀速运动。在传送带上端A无初速地释放一个质量为0.5千

高中物理力学实验专题

高中物理《考试说明》中确定的力学实验有： 1.研究匀变速直线运动 2.探究弹力和弹簧伸长的关系 3.验证力的平行四边形定则 4.验证牛顿运动定律、探究动能定理 5.验证机械能守恒定律。

其中有四个实验与纸带的处理有关，可见力学实验部分应以纸带的处理，打点计时器的应用为核心来展开复习。近几年力学实验中与纸带处理相关的实验、力学创新实验是高考的热点内容，以分组或演示实验为背景，考查对实验方法的领悟情况、灵活运用学过的实验方法设计新的实验是高考实验题的新趋势。要求考生掌握常规实验的数据处理方法，能将课本中分组实验和演示实验的实验原理、实验方法迁移到新的背景中，深刻理解物理概念和规律，并能灵活运用，要求考生有较强的创新能力。

在复习过程中，应以掌握常规实验原理、实验方法、规范操作程序、数据处理方法等为本，同时从常规实验中，有意识的、积极的提取、积累一些有价值的方法。逐步过渡到灵活运用学过的实验方法设计新的实验。 （一）打点计时器系列实验中纸带的处理 1．纸带的选取：

一般实验应用点迹清晰、无漏点的纸带中选取有足够多点的一段作为实验纸带。在“验证机械能守恒定律”实验中还要求纸带包含第一、二点，并且第一、二两点距离接近2.0mm。

高考物理解题模型

目 录

第一章 运动和力 ...........................................................................................................1

一、追及、相遇模型 .................................................................................................1 二、先加速后减速模型 .............................................................................................4 三、斜面模型 .............................................................................................................6 四、挂件模型 .........................................................

高考物理解题模型

目 录

第一章 运动和力 ...........................................................................................................1

一、追及、相遇模型 .................................................................................................1 二、先加速后减速模型 .............................................................................................4 三、斜面模型 .............................................................................................................6 四、挂件模型 .........................................................