受力分析及连接体专题
第四章 运动和力的关系 连接体问题(课件)-高中物理课件(人教版2019必修第一册)
得T3－m1g＝m1a3，联立解得T3＝
F。综上分析可知，细线上拉力始终不变且
大小为
F，选项C正确。
+
+
【变式1】如果将【例题1】中的“拉力”改为“推力”，题目情景如下：将两质量不
同的物体P、Q放在倾角为θ的光滑斜面体上，如图甲所示，在物体P上施加沿斜面
向上的恒力F，使两物体沿斜面向上做匀加速直线运动；图乙为仅将图甲中的斜
在三个阶段的运动中，细线上拉力的大小 ( C )
A.由大变小
B.由小变大
C.始终不变且大小为
F
+
D.由大变小再变大
解析：在水平面上时，对整体由牛顿第二定律得F－μ(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a1，对
m1由牛顿第二定律得T1－μm1g＝m1a1，联立解得T1＝
F；在斜面上时，对整
+
【例】相同材料的物块m和M用轻绳连接，在M上施加恒力 F，使两物块作匀加速
直线运动,求在下列各种情况下绳中张力。
(1)地面光滑，FT=?
mF/(m+M)
(2)地面粗糙， FT =？
m
m
M
F
F
M
mF/(m+M)
(3)竖直加速上升（不考虑阻力）， FT =?
mF/(m+M)
F
F
M
M
m
(4)斜面光滑，加速上升， FT =?
D.a乙＞a甲＞a丙，F甲＝F乙＝F丙
解析： 以P、Q为整体由牛顿第二定律可得：
甲图：F－(mP＋mQ)gsin θ＝(mP＋mQ)a甲，解得：a甲＝
乙图：F＝(mP＋mQ)a乙，解得：a乙＝
(＋)
第1讲 连接体的受力分析
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 ＋mgB ．Mg ＋2mgC ．Mg ＋mg (sin α＋sin β)D ．Mg ＋mg (cos α＋cos 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/s 2，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/s 2，F N =260 N B ．a =1 m/s 2，F N =330 N C ．a =3 m/s 2，F N =110 N D ．a =3 m/s 2，F N =50 N 三、综合分析题四：如图，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。
已知木板的质量是猫的质量的2倍。
当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。
则此时木板沿斜面下滑的加速度为（ ）A ．αsin 2gB ．αsin gC ．αsin 23gD ．2αsin g题五：如图所示，静止在水平面上的三角架的质量为M ，它中间用两根质量不计的轻质弹簧连着一质量为m 的小球，当小球上下振动，三角架对水平面的压力为零的时刻，小球加速度的方向与大小是（ ）A ．向下，mMgB ．向上，gC ．向下，gD ．向下，mgm M )(+题一：122()μμ++mg M m g 题二：B 题三：B 题四：C 题五：D1、如图所示，质量为m B＝14 kg的木板B放在水平地面上，质量为m A＝10 kg的货箱A放在木板B上．一根轻绳一端拴在货箱上，另一端拴在地面，绳绷紧时与水平面的夹角为θ＝37°.已知货箱A与木板B 之间的动摩擦因数μ1＝0.5，木板B与地面之间的动摩擦因数μ2＝0.4，重力加速度g取10 m/s2.现用水平力F将木板B从货箱A下面匀速抽出，试求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)绳上张力F T的大小；(2)拉力F的大小．2、如图所示，放在斜面上的物体处于静止状态，斜面倾角为30°，物体质量为m，若想使物体沿斜面从静止开始下滑，至少需要施加平行斜面向下的推力F＝0.2mg，则( )A．若F变为大小0.1mg，沿斜面向下的推力，则物体与斜面的摩擦力是0.1mgB．若F变为大小0.1mg沿斜面向上的推力，则物体与斜面的摩擦力是0.2mgC．若想使物体沿斜面从静止开始上滑，F至少应变为大小1.2mg沿斜面向上的推力D．若F变为大小0.8mg沿斜面向上的推力，则物体与斜面的摩擦力是0.7mg3、如图甲所示，物块A正从斜面体B上沿斜面下滑，而斜面体在水平面上始终保持静止，物块沿斜面下滑运动的v－t图像如图乙所示，则下列说法中正确的是( )甲A．物块A在沿斜面下滑的过程中受到两个力的作用B．物块A在沿斜面下滑的过程中受到三个力的作用C．地面对斜面体B有水平向左的摩擦力作用D．斜面体B相对于地面有向右的运动趋势4、如图所示，倾角为θ的斜面C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态，则( )A．B受到C的摩擦力一定不为零B ．C 受到地面的摩擦力一定为零C ．C 有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力D ．将细绳剪断，若B 依然静止在斜面上，此时地面对C 的摩擦力为05、如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m 和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水平轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg .现用水平拉力F 拉其中一个质量为2m 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.3μmg 5 B.3μmg 4 C.3μmg2D ．3μmg6、建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料。
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。
专题04 连接体模型(解析版)
A.A、B间库仑力大小为 m2g
B.细线OA的弹力大小为 m1g
2
轻环穿光滑杆，二力平衡，拉力垂直杆
轻环穿粗糙杆，三力平衡，最大夹角tanθ=μ
轻环穿光滑大圆环，拉力沿径向
【模型演练1】(2020·河北五个一名校联盟一诊)如图所示，竖直放置的光滑圆环，顶端D点处固定一定滑轮(大小忽略)，圆环两侧套着质量分别为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，A、B连线过圆心O点，且与右侧绳的夹角为θ。则A、B两小球的质量之比为()
C.A、B间库仑力大小为k
D.A、B的质量之比为m1∶m2＝2∶1
【答案】B
【解析】以B球为研究对象，受力分析如图a所示，可知A、B间库仑力大小为F＝m2gtan 60°＝ m2g，选项A错误；以A球为研究对象，受力分析如图b所示，可知A、B间库仑力大小F＝m1gtan 30°＝ m1g，F弹A＝ ＝ m1g，选项B正确；由几何关系可知，A、B两球间库仑力大小为F＝k ＝k ，选项C错误；根据F＝ m2g和F＝ m1g，可求A、B的质量之比为m1∶m2＝3∶1，选项D错误。
解得T＝10 N，tanθ＝ ，
即θ＝30°。
(2)对A进行受力分析，由平衡条件有
Tsinθ＋Mg＝FN
Tcosθ＝μFN
解得μ＝ 。
(3)对A、B进行受力分析，由平衡条件有
Fsinα＋FN＝(M＋m)g，Fcosα＝μFN
解得F＝
牛顿第二定律题型
3 传送带间动摩擦因数 ， g=10m/s2，试求 6
物体从A 运动到底部B 的时间 tAB 。 ①受力分析 ②会下滑吗？如何判定？
C
D
针对训练：如图所示，轻弹簧下端固定，
竖立在水平面上。其正上方A位置有一 只小球。小球从静止开始下落，在B位 置接触弹簧的上端，在C位置小球所受 弹力大小等于重力，在D位置小球速度 减小到零。试分析小球下降阶段的运 动情况。
题型二：连接体问题
(1)整体法:把整个系统作为一个研究 对象来分析 (2)隔离体法:把系统中某一部分隔离出 来作为一个单独的研究对象来分析
N
f
③会达到共速吗？
mg
【解答】 由 tan 可知物体始终做匀加速直线运动
由牛顿第二定律： mg sin mg cos ma 得：a 2.5m / s 2
1 2 由L at AB得： 2
t AB
2L 2( s ) a
【例题3】如图所示，传送带以v= 10m/s的速度 逆时针转动，与水平面夹角θ=300，传送带A 端到 B端距离L=16m。在传送带顶部A 端静止释放一 小物体，物体与传送带间动摩擦因数 g=10m/s2．试求物体从A运动到底部B的时间 t AB 。
整体法和隔离法
可以用整体法的条件：加速度相等
1、相对静止 2、一静止一匀速 3、都匀速 4、以相同加速度做匀加速运动
例2：两个质量相同的物体A和B紧 靠在一起,放在光滑的水平桌面上, 如果他们分别受到水平推力F1和F2 作用,而且F1>F2,则A施于B的作用 力是多少?
连接体问题
况由物体平衡条件得：
FNFfMg0 ② 由牛顿第三定律得：Ff Ff ③
联解得F ：N(M m )g m aM g
由牛顿第三定律知，木箱对地面的
压力大小为F ：N (M m )g m a M g
解法2：（整体法）
对于“一动一静”连接体，也可选取
整体为研究对象，根据牛顿第二定律得：
(M m )g F N M 0 m a
施于木板的摩擦力 应沿斜面向上，故人应加
速下跑，设人相对于斜面的加速度为 a 人 ．现
分别对人和木板应用牛顿第二定律得：
对木板： M gsinf0
对人： mgsinf ma人
解得： a人Mmmgsin ，方向沿斜面向下．
（2）为了使人与斜面保持静止，必须满足人 在木板上所受合力为零，所以木板施于人的摩 擦力应沿斜面向上，故人相对木板向上跑，木 板相对斜面向下滑，但人对斜面静止不动．现 分别对人和木板应用牛顿第二定律，设木板对
解析：设绳上的拉力为T，由牛顿第二定律分
别对A、B列式得： TmAgmAa
①
联解得：
mBgTmBa
②
TmAmBgmAmBg1.4N
mAmB
〔拓展1〕 如图所示，质量为ml、m2的物体， 放在光滑水平面上，用仅能承受6N的拉力的线
相连．ml=2kg，m2=3kg．现用水平拉力F拉物体 ml或m2，要使系统得到最大加速度且不致把绳 拉断，则F的大小和方向应为（C ）
了保持物块与斜面相对静止，可用一水平力
F推楔形木块，如图，求此水平力应等于多
少？
m
F
θ
M
μ
解析：由于物块与斜面相对静止，所以二者
的加速度大小相等，方向均为水平向左的方
连接体的受力分析-高中物理讲义
简单学习网课程讲义学科：物理专题：连接体的受力分析金题精讲一、平衡分析题一题面：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？题二题面：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＋2mgC．Mg＋mg(sinα＋sinβ) D．Mg＋mg(cosα＋cosβ)二、非平衡分析：题三题面：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，F N=260 N B．a=1 m/s2，F N=330 NC．a=3 m/s2，F N=110 N D．a=3 m/s2，F N=50 NMa bαβ三、综合分析题四题面：如图，在倾角为α的固定光滑斜面上，有一用绳子拴着的长木板，木板上站着一只猫。
已知木板的质量是猫的质量的2倍。
当绳子突然断开时，猫立即沿着板向上跑，以保持其相对斜面的位置不变。
则此时木板沿斜面下滑的加速度为（ ）A ．αsin 2gB ．αsin gC ．αsin 23gD ．2αsin g 题五题面：如图所示，静止在水平面上的三角架的质量为M ，它中间用两根质量不计的轻质弹簧连着一质量为m 的小球，当小球上下振动，三角架对水平面的压力为零的时刻，小球加速度的方向与大小是（ ）A ．向下，m Mg B ．向上，g C ．向下，g D ．向下，mg m M )(+ 课后拓展练习注：此部分为老师根据本讲课程内容为大家精选的课下拓展题目，故不在课堂中讲解，请同学们课下自己练习并对照详解进行自测.1. 如图所示，质量相同的木块AB 用轻质弹簧连接，静止在光滑的水平面上，此时弹簧处于自然状态。
高中物理转盘连接体问题
高中物理转盘连接体问题详解转盘连接体问题是一种常见的高中物理题型，这种问题涉及到多种物理概念，如受力分析、运动学与动力学、角速度与角动量、能量守恒与转化、动量守恒与转化、摩擦力与润滑，以及设备设计等。
以下是对这些概念的详细解析。
1. 受力分析在解决转盘连接体问题时，首先需要对物体进行受力分析。
物体受到的力可以分为静摩擦力、滑动摩擦力、重力、支持力、电场力、磁场力等。
根据物体的运动状态，可以判断出物体所受的力是哪种类型。
2. 运动学与动力学运动学主要研究物体的位置、速度和加速度等运动状态。
动力学则研究物体运动的原因，即物体所受到的力。
通过运动学与动力学的结合，可以研究物体的运动过程。
3. 角速度与角动量角速度是描述物体转动快慢的物理量，等于物体转动的弧度除以时间。
角动量是描述物体转动状态的物理量，等于物体的转动惯量乘以角速度。
当物体所受的合力矩不为零时，物体的角动量会发生变化。
4. 能量守恒与转化能量守恒是指能量不能被创造或消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
在转盘连接体问题中，通常涉及到机械能和其他形式的能量的转化，如热能、电能等。
根据能量守恒定律，可以研究物体运动过程中的能量转化和分布情况。
5. 动量守恒与转化动量守恒是指物体系统在不受外力作用时，动量保持不变。
在转盘连接体问题中，如果物体系统不受外力作用或所受的外力之和为零，则系统的动量守恒。
同时，在物体碰撞或摩擦过程中，动量会发生转化或转移。
6. 摩擦力与润滑摩擦力是阻碍物体相对运动的力，可以分为静摩擦力和滑动摩擦力。
在转盘连接体问题中，摩擦力的作用会导致物体之间的相对运动受到限制或产生热量。
润滑则是为了减小摩擦力而使两个接触面之间形成一层薄膜，从而减少摩擦力。
7. 设备设计在解决转盘连接体问题时，有时需要设计一些简单的机械设备，如转盘、滑轮等。
在设计时需要考虑设备的结构、材料、尺寸等因素，以确保设备能够满足使用要求和安全性能。
同时还需要考虑设备的维护和保养问题。
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a b
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8、如图6所示，质量为A m 的物体A 沿直角斜面C 下滑，质量为B m 的物体B 上升，斜面
A
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d f
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A m μ<19、如图10所示，质量为M 的滑块C 放在光滑的桌面上，质量均为m 两物体A 和
B 绳连接，A 平放在滑块上，与滑块间动摩擦因数为 ，细绳跨过滑轮后将B 物体竖直悬挂，
设绳和轮质量不计，轮轴不受摩擦力作用，水平推力F 作用于
滑块，为使A 和B 与滑块保持相对静止，F 至少应为多大？
答: 把A 、B 、恰好要向下滑动时，设它们的加速度为
，此时直向上，大小为
，则此时绳子拉力为：
所受摩擦力为
，方向向左
由牛二定律：
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A
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o o
d f
o r
s o 此时水平推力
（2）当B 恰好要向上滑动时，此时设整体的加速度为，则
B 所受摩擦力为，方向竖直向下
此时绳子拉力为
对于A 物体，A 物体所受摩擦力为
，方向水平向右。
由牛二定律：
综上，为使A 和B 与滑块保持相对静止，水平推力F 的范围为：
所求F 的最小值为。