高中物理连接体问题
专题16 连接体问题 2022届高中物理常考点归纳
专题16 连接体问题常考点连接体问题分类及解题方法分析【典例1】如图所示，光滑水平桌面上的物体B质量为m2，系一细绳，细绳跨过桌沿的定滑轮后悬挂质量为m1的物体A，先用手使B静止（细绳质量及滑轮摩擦均不计）。
（1）求放手后A、B一起运动中绳上的张力F T。
（2）若在B上再叠放一个与B质量相等的物体C，绳上张力就增大到F T，求m1：m2。
解：（1）对A有：m1g﹣F T＝m1a1对B有：F T＝m2a1则F T＝g（2）对A有：m1g﹣F T2＝m1a2对B+C有：F T2＝2m2a2则F T2＝g由F T2＝F T得：g＝所以m1：m2＝2：1答：（1）放手后A、B一起运动中绳上的张力为g（2）两物体的质量之比为2：1。
【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。
支架上用细线悬挂质量为m的小球，当小球与滑块相对静止后，细线方向与竖直方向的夹角为α，重力加速度为g，则（）A．若α＝θ，小球受到的拉力为mgcosθB．若α＝θ，滑块的加速度为gtanθC．若α＞θ，则斜面粗糙D．若α＝θ，则斜面光滑【解析】A、若α＝θ，则细线与斜面垂直，小球受到的重力和细线拉力的合力沿斜面向下，如图所示，沿细线方向根据平衡条件可得小球受到的拉力为F＝mgcosθ，故A正确；B、若α＝θ，滑块的加速度与小球的加速度相同，对小球根据牛顿第二定律可得：mgsinθ＝ma，解得：a＝gsinθ，故B错误；CD、根据B选项可知，若α＝θ，整体的加速度为a＝gsinθ；以整体为研究对象，沿斜面方向根据牛顿第二定律可得：Mgsinθ﹣f＝Ma，解得：f＝0；若斜面粗糙，则整体的加速度减小，则α＜θ。
【典例3】在光滑的水平地面上有两个A完全相同的滑块A、B，两滑块之间用原长为l0的轻质弹簧相连，在外力F1、F2的作用下运动，且F1＞F．以A、B为一个系统，如图甲所示，F1、F向相反方向拉A、B两个滑块，当运动达到稳定时，弹簧的长度为（l0+△l1），系统的加速度大小为a1；如图乙所示，F1、F2相向推A、B两个滑块，当运动达到稳定时，弹簧的长度为（l0﹣△l2），系统的加速度大小为a2．则下列关系式正确的是（）A．△l1＝△l2，a1＝a2B．△l1＞△l2，a1＝a2C．△l1＝△l2，a1＞a2D．△l1＜△l2，a1＜a2【解析】A、B完全相同，设它们的质量都是m，由牛顿第二定律得：对A、B系统：F1﹣F2＝2ma1，F1﹣F2＝2ma2，对A：F1﹣k△l1＝ma1，F1﹣k△l2＝ma2，解得：a1＝a2，△l1＝△l2。
高中物理专题：连接体
专题：连接体问题题型一、加速度相同的连接体题型二、加速度不同的连接体题型三：临界(极值)类问题题型一、加速度相同的连接体1．如图所示，a 、b 两物体的质量分别为m 1和m 2，由轻质弹簧相连。
当用恒力F 竖直向上拉着a ，使a 、b 一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x 1，加速度大小为a 1；当用大小仍为F 的恒力沿水平方向拉着a ，使a 、b 一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x 2，加速度大小为a 2。
则有( )A ．a 1＝a 2，x 1＝x 2B ．a 1＜a 2，x 1＝x 2C ．a 1＝a 2，x 1＞x 2D ．a 1＜a 2，x 1＞x 2答案 B解析 对a 、b 物体及弹簧整体分析，有：a 1＝F －m 1＋m 2g m 1＋m 2＝F m 1＋m 2－g ，a 2＝F m 1＋m 2， 可知a 1＜a 2，再隔离b 分析，有：F 1－m 2g ＝m 2a 1，解得：F 1＝m 2F m 1＋m 2， F 2＝m 2a 2＝m 2F m 1＋m 2， 可知F 1＝F 2，再由胡克定律知，x 1＝x 2。
所以B 选项正确。
2．(多选)如图所示，光滑的水平地面上有三块木块a 、b 、c ，质量均为m ，a 、c 之间用轻质细绳连接。
现用一水平恒力F 作用在b 上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一木块上面。
系统仍加速运动，且始终没有相对滑动。
则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是 ( )A ．无论粘在哪块木块上面，系统的加速度一定减小B ．若粘在a 木块上面，绳的张力减小，a 、b 间摩擦力不变C ．若粘在b 木块上面，绳的张力和a 、b 间摩擦力一定都减小D ．若粘在c 木块上面，绳的张力和a 、b 间摩擦力一定都增大答案 ACD解析 无论粘在哪块木块上面，系统质量增大，水平恒力F 不变，对整体由牛顿第二定律得系统的加速度一定减小，选项A 正确；若粘在a 木块上面，对c 有F T c ＝ma ，a 减小，故绳的张力减小，对b 有F －F f ＝ma ，故a 、b 间摩擦力增大，选项B 错误；若粘在b 木块上面，对c 有F T c ＝ma ，对a 、c 整体有F f ＝2ma ，故绳的张力和a 、b 间摩擦力一定都减小，选项C 正确；若粘在c 木块上面，对b 有F －F f ＝ma ，则F f ＝F －ma ，a 减小，F f 增大，对a 有F f －F T c ＝ma ，则F T c ＝F f －ma ，F f 增大，a 减小，F T c 增大，选项D 正确。
高中物理课件-专题3：连接体问题
2 1
H
12H
23He
01n
,其中氘核的质量为
2.0136u, 氦 核 的 质 量 为 3.0150u, 中 子 的 质 量 为
1.0087u(1u=931.5MeV).求:
(1)核反应中释放的核能.
(2)在两个氘核以相等的动能 0.35MeV 进行对心碰撞,并且核
能全部转化为机械能的情况下,求反应中产生的中子和氦核
2. 将 一轻 弹簧 下端 固定 在倾 角为 θ ＝ 30°的 光滑 固定 斜面 底 端，上端拴接着质量为 mA＝1 kg 的物块 A，弹簧的劲度系数 k＝50 N/m。质量为 mB＝2 kg 的物块 B 用绕过光滑定滑轮的 轻绳与质量为 mC＝2 kg 的物块 C 相连，用手托住物块 C 使 轻绳拉直且恰好无张力，此时物块 B 紧靠着物块 A 静止于斜 面上。g 取 10 m/s2，现在释放物块 C，求： (1)释放瞬间物块 C 的加速度大小； (2)物块 A、B 分离时 C 下落的距离。
2.如图 1 所示，两滑块 A、B 用细线跨过定滑轮相连，B 距 地面一定高度，A 可在细线牵引下沿足够长的粗糙斜面向上 滑动。已知 mA=2kg，mB=4kg，斜面倾角=37°。某时刻由 静止释放 A，测得 沿斜面向上运动的 v-t 图象如图 2 所示。 已知 g=10m/s2，sin37 0.6 。求： （1）A 与斜面间的动摩擦因数； （2）A 沿斜面向上滑动的最大位移； （3）滑动过程中细线对 A 的拉力所做的功。
3.1.如图，小球 a、b 的质量均为 m，a 球靠在固定竖直墙上， 与光滑水平地面相距 h，b 放在地面上，a、b 用刚性轻杆连 接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b 可视为质点，重力加 速度大小为 g。则 a 落地时速度大小为多少？
高中物理转盘连接体问题
高中物理转盘连接体问题高中物理中的转盘连接体问题是指有两个或多个转盘通过轴连接在一起的物理问题。
这种问题一般涉及到力的传递、转动惯量和角加速度等概念。
下面将详细讨论该问题。
首先，我们来考虑两个转盘通过轴连接在一起的情况。
设转盘1的转动惯量为I₁，转盘2的转动惯量为I₂，通过轴连接的转动惯量为I₃。
假设外力作用在转盘1上，转盘2无外力作用。
根据动量守恒定律，外力对转盘1的扭矩τ₁等于转盘1的转动惯量I₁乘以角加速度α：τ₁ = I₁α₁根据转盘2的转动惯量和角加速度，可以得到转盘2的角加速度α₂：τ₂ = I₂α₂由于转盘1和转盘2通过轴连接在一起，因此它们的角加速度相等：α₁ = α₂ = α而两个转动物体的牵引力的作用点重合，所以τ₁ = τ₂，从而有：I₁α = I₂α由此得到：I₁α = I₂α(I₁ + I₂)α = 0当(I₁ + I₂) ≠ 0时，上式成立的唯一解是α = 0，即两个转盘的角加速度为0.这说明，当通过轴连接的转动惯量不为零时，两个转盘的角加速度相等且均为零，即它们将保持静止。
对于多个转盘通过轴连接在一起的情况，同样可以推导类似的结论。
假设第i个转盘的转动惯量为Iᵢ，通过轴连接的转动惯量为Iₙ，其中n为转盘的个数。
根据动量守恒定律和转动的叠加原理，可以得到：τ₁ + τ₂ + ... + τₙ = I₁α + I₂α + ... + Iₙα(I₁ + I₂ + ... + Iₙ)α = 0当(I₁ + I₂ + ... + Iₙ) ≠ 0时，上式成立的唯一解是α = 0，即所有转盘的角加速度为零。
这说明，当通过轴连接的转动惯量之和不为零时，所有转盘的角加速度均为零，它们将保持静止。
总结起来，转盘连接体问题中，通过轴连接的转动惯量之和为零时，转盘将保持静止；当转动惯量之和不为零时，转盘将保持静止。
这是由于转盘的转动惯量和角加速度之间存在一种固定的关系，通过轴连接的转动惯量之和可以看作是一个整体的转动惯量，在外力作用下，整体将保持静止。
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＝
(＋)
高中物理 第4章 专题四 模型构建——连接体问题课件 高中第一册物理课件
第三十二页，共四十六页。
答案
解析 对小环应用牛顿第二定律得：mg－f＝ma，解得：f＝mg－ma， 对杆有 Mg＋f′－T＝0，又 f＝f′，解得：T＝Mg＋mg－ma，C 正确。
12/10/2021
第三十三页，共四十六页。
5．如图所示，有一光滑斜面倾角为 θ，放在水平面上，用固定的竖直 挡板 A 与斜面夹住一个光滑球，球质量为 m。若要使球对竖直挡板无压力， 球连同斜面应一起( )
12/10/2021
提升训练
对点训练
第八页，共四十六页。
典型考点一
加速度相同的连接体问题
1. (多选)两个叠放在一起的滑块，置于固定的、倾角为 θ 的斜面上，如
图所示，滑块 A、B 的质量分别为 M、m，A 与斜面间的动摩擦因数为 μ1， B 与 A 之间的动摩擦因数为 μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从 斜面上滑下，则滑块 B 受到的摩擦力( )
A．等于零
B．方向沿斜面向上
C．大小等于 μ1mgcosθ D．大小等于 μ2mgcosθ
答案 BC
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第九页，共四十六页。
答案
解析 把 A、B 两滑块作为一个整体，设其下滑的加速度为 a，由牛顿 第二定律有，(M＋m)·gsinθ－μ1(M＋m)gcosθ＝(M＋m)a，得 a＝g(sinθ－ μ1cosθ)。由于 a<gsinθ，可见 B 随 A 一起下滑的过程中，必然受到 A 对它沿 斜面向上的摩擦力，设 A 对 B 的摩擦力为 FB，滑块 B 的受力如图所示。由 牛顿第二定律有 mgsinθ－FB＝ma，得 FB＝mgsinθ－ma＝mgsinθ－mg(sinθ －μ1cosθ)＝μ1mgcosθ，B、C 正确，A、D 错误。
高中物理 必修一 专题 连接体问题
3.整体法与隔离法的选择 (1)整体法的研究对象少、受力少、方程少，所以连接体问题优先采用整体法。 (2)涉及物体间相互作用的内力时，必须采用隔离法。 (3)若连接体内各物体具有相同的加速度且需要求解物体间的相互作用力，就 可以先用整体法求出加速度，再用隔离法分析其中一个物体的受力，即“先 整体求加速度，后隔离求内力”。 (4)若已知某个物体的受力情况，可先隔离该物体求出加速度，再以整体为研 究对象求解外力。
第四章 牛顿运动定律
专题 连接体问题
[学习目标] 1.会用整体法与隔离法分析连接体问题。 2.掌握动力学临界问题的分析方法，掌握几种典型临界问题的临界条件。
提升1 连接体问题
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加速度的整体叫连 接体。例如，几个物体叠放在一起，或并排挤放在一起，或用绳子、弹簧、 细杆等连在一起。如：
F－(mA＋mB)gsin θ－μ(mA＋mB)gcos θ
＝(mA＋mB)a3
以B为研究对象 T3－mBgsin θ－μmBgcos θ＝mBa3
答案 (1) mB F (2) mB F
联立解得 (3) mB
T3＝mAm＋BmBF。 F
mA＋mB
mA＋mB
mA＋mB
【训练1】 (多选)如图所示，用水平力F推放在光滑水平面上的物体Ⅰ、Ⅱ、 Ⅲ，使其一起做匀加速直线运动，若Ⅰ对Ⅱ的弹力为6 N，Ⅱ对Ⅲ的弹力为
4 N，Ⅱ的质量是1 kg，则( AC)
A.Ⅲ物体的质量为2 kg B.Ⅲ物体的质量为4 kg C.Ⅲ物体的加速度为2 m/s2 D.Ⅲ物体的加速度为1 m/s2 解析 对Ⅱ受力分析，由牛顿第二定律可得F12－F32＝m2a，代入数据解得a ＝2 m/s2，即整体的加速度为2 m/s2，选项C正确，D错误；对Ⅲ受力分析， 由牛顿第二定律可得F23＝m3a，代入数据解得m3＝2 kg，故A正确，B错误。
人教版高中物理必修第1册 第四章 专题1 连接体问题(整体法和隔离法)、临界问题
A．当斜面以40 m/s2 的加速度向右加速运动时，细绳拉力为 40 N 3
解析
对五个物块整体受力分析有 F＝5ma，物块 2 对物块 3 的作用力是物块 3、4、5 受到的合力，有 N＝3ma， 解得 N＝3F，A 错误；因为五个物块的加速度相等，质量相等，根据牛顿第二定律可知，每个物块受到的合
5 外力相等，B 错误；若把一块橡皮泥粘到物块 3 上，则整体的质量增加，其加速度减小，则物块 5 受到的合 外力减小，即物块 4 对 5 的作用力变小，C 正确；若撤走物块 5，物块 2 对 3 的作用力为 N′＝12F，作用力变 小，D 错误．
A．从 0 到 t2 时刻，拉力 F 逐渐增大
B．t1 时刻，弹簧的形变量为 mgsin θ＋ma k
C．t2 时刻，弹簧的形变量为
mgsin θ k
D．A、B 刚分开时的速度为 a（mgsin θ－ma） k
专题1 连接体问题(整体法和隔离法)、临界问题
刷题型
解析
从 0 到 t1 时刻，对 A、B 整体，根据牛顿第二定律得 F－2mgsin θ＋kx＝2ma，得 F＝2mgsin θ－kx＋2ma， 则知拉力 F 逐渐增大；从 t1 时刻 A、B 分离，t1～t2 时间内，对 B 分析，根据牛顿第二定律得 F－mgsin θ＝ ma，得 F＝mgsin θ＋ma，拉力 F 不变，故 A 错误．由题图乙可知，t1 时刻 A、B 分离，此时刻对 A 根据牛 顿第二定律有 kx1－mgsin θ＝ma，解得 x1＝mgsin θ＋ma，开始时有 2mgsin θ＝kx0，又 v12＝2a(x0－x1)，联
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H=1.2 s
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直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂
着500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1=45°.直 升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小
稳定在a=1.5m/s2时，悬索与竖直方向的夹角 θ2=14°.如果空气阻力大小不变，且忽略悬索的质 量，试求水箱中水的质量M.（取重力加速度 g=10m/s2；sin14°≈0.242；cos14°≈0.970）
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处理连接体问题的基本方法 在分析和求解物理连接体命题时， 首先遇到的关键之一，就是研究对 象的选取问题.其方法有两种：一是 隔离法，二是整体法.
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处理连接体问题的基本方法 1.隔离法 （1）含义：所谓隔离法就是将所研 究的对象--包括物体、状态和某些 过程，从系统或全过程中隔离出来 进行研究的方法.
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处理连接体问题的基本方法
1.隔离法
（2）运用隔离法解题的基本步骤：
①明确研究对象或过程、状态，选
择隔离对象.选择原则是：一要包含
待求量，二是所选隔离对象和所列
方程数尽可能少.
②将研究对象从系统中隔离出来；
或将研究的某状态、某过程从运动
的全过程中隔离教出学ppt来.
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处理连接体问题的基本方法 1.隔离法 （2）运用隔离法解题的基本步骤： ③对隔离出的研究对象、过程、状 态分析研究，画出某状态下的受力 图或某阶段的运动过程示意图. ④寻找未知量与已知量之间的关系，
原则.
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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和小球2均带正 电，电量分别为q1和q2（q1＞q2）。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）
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A的质量m1=4 m,B的质量m2=m,斜面固 定在水平地面上.开始时将B按在地面上 不动，然后放手，让A沿斜面下滑而B上 升.A与斜面无摩擦，如图，设当A沿斜 面下滑s距离后，细线突然断了.求B上升，质量为2 m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A对推B力的F作的用作力用为下_，_T_=A_13、_（_FB_+_做2μ_m_加g_）_速. 运动，
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高考走势 连接体的拟题在高考命题中由来已 久，考查考生综合分析能力，起初 是多以平衡态下的连接体的题呈现 在卷面上，随着高考对能力要求的 不断提高，近几年加强了对非平衡 态下连接体的考查力度.
选择适当的物理规律列方程求解
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处理连接体问题的基本方法 2.整体法 （1）含义：所谓整体法就是将两个 或两个以上物体组成的整个系统或 整个过程作为研究对象进行分析研 究的方法.
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处理连接体问题的基本方法 2.整体法 （2）运用整体法解题的基本步骤： ①明确研究的系统或运动的全过程. ②画出系统的受力图和运动全过程 的示意图. ③寻找未知量与已知量之间的关系， 选择适当的物理规律列方程求解.
f0 88N0
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如图所示，一轻绳吊着粗细均匀
的棒，棒下端离地面高H，上端
套着一个细环。棒和环的质量均
环
为m，相互间最大静摩擦力等于
滑动摩擦力kmg(k>1)。断开轻绳，
棒
棒和环自由下落。假设棒足够长，
与地面发生碰撞时，触地时间极
短，无动能损失。棒在整个运动
过程中始终保持竖直，空气阻力 H
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⑶重力加速度为g，已知a段纸带加速度为a1,c段纸带 加速度大小为a2,由此可推算出重
物与小车的质量比为_________。
对a段纸，带 mgMsginf (mM)a1(1) 对c段纸，带 Msginf M2a(2)
解得 ：Ma1a2
m ga1
M=4.5×103kg
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如图所示，一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车B 以速度v1=30m/s进入向下倾斜的直车道。车道 每100m下降2m。为使汽车速度在S=200m的距 离内减到v2=10m/s，驾驶员必须刹车。假定刹 车时地面的摩擦阻力是恒力，且该力的70%作 用于拖车B，30%作用于汽车A。已知A的质量 m1=2000kg，B的质量m2=6000kg。求汽车与拖 车的连接处沿运动方向的相互作用力。取重力 加速度g=10m/s2。
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11
处理连接体问题的基本方法
隔离法与整体法，不是相互对立的，
一般问题的求解中，随着研究对象的
转化，往往两种方法交叉运用，相辅
相成.所以，两种方法的取舍，并无
绝对的界限，必须具体分析，灵活运
用.无论哪种方法均以尽可能避免或
减少非待求量（即中间未知量的出现，如非待
求的力，非待求的中间状态或过程等）的出现为
不计。求：⑴棒第一次与地面碰
撞弹起上升过程中，环的加速度。
⑵从断开轻绳到棒与地面第二次
碰撞的瞬间，棒运动的教路学pp程t s。
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⑴a环=(k-1)g，竖直向上。
⑵棒落地反弹上升的过程，a棒=(k+1)g， 竖直向下，棒匀减速上升高度 s1=v2/2a棒， 而s=H+2s1。
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18
如图(a)所示，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长 的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连， 小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠 近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到 滑轮的的距离。启动打点计时器，释放重物，小车在 重物的牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落 地后，小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使 用的交流电频率为50Hz。图(b)中a、b、c是小车运动 纸带上的三段，纸带 运动方向如箭头所示。
连接体问题
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1
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
常见题型： 平衡态下连接体问题 非平衡态下连接体问题
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2
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，使四个木块一同 一加速度运动，则轻绳对m 的最大拉力为 （）