高中物理复习--连接体问题

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高三物理 连接体专题复习

高三物理 连接体专题复习

连接体专题复习1. 连接体:多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由弹簧、绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体。

连接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度)。

2. 解决连接体问题的两种方法3. 整体法、隔离法应注意的问题(1)不涉及系统内力时,优先考虑应用整体法,即“能整体、不隔离”。

(2)同样应用“隔离法”,也要先隔离“简单”的物体,如待求量少、或受力少、或处于边缘处的物体。

(3)将“整体法”与“隔离法”有机结合、灵活应用。

(4)各“隔离体”间的关联力,表现为作用力与反作用力,对整体系统则是内力特别提醒 当系统内各物体的加速度不同时,一般不直接用整体法,要采用隔离法解题。

例1 如图所示,在建筑工地,民工兄弟用两手对称水平施力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度a 竖直向上匀加速搬起,其中A 的质量为m ,B 的质量为2m ,水平作用力为F ,A 、B 之间的动摩擦因数为μ,在此过程中,A 、B 间的摩擦力为( ) A.μF B.12m (g +a )C.m (g +a )D.32m (g +a )例2 质量为2 kg 的木板B 静止在水平面上,可视为质点的物块A 从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板,如图甲所示。

A 和B 经过1 s 达到同一速度,之后共同减速直至静止,A 和B 的v -t 图象如图乙所示,重力加速度g =10 m/s 2,求:(1)A 与B 上表面之间的动摩擦因数μ1; (2)B 与水平面间的动摩擦因数μ2; (3)A 的质量。

例3如图所示,质量为m1和m2的两物块放在光滑的水平地面上。

用轻质弹簧将两物块连接在一起。

当用水平力F作用在m1上时,两物块均以加速度a做匀加速运动,此时,弹簧伸长量为x;若用水平力F′作用在m1上时,两物块均以加速度a′=2a做匀加速运动,此时弹簧伸长量为x′。

则下列关系正确的是() A.F′=2F B.x′>2xC.F′>2FD.x′<2x例4如图所示,质量分别为m、M的两物体P、Q保持相对静止,一起沿倾角为θ的固定光滑斜面下滑,Q的上表面水平,P、Q之间的动摩擦因数为μ,则下列说法正确的是()A. P处于超重状态B. P受到的摩擦力大小为μmg,方向水平向右C. P受到的摩擦力大小为mg sin θcos θ,方向水平向左D. P受到的支持力大小为mg sin 2θ例5(多选)如图所示,质量分别为m A、m B的A、B两物块用轻质弹簧连接放在倾角为θ的斜面上,用始终平行于斜面向上的拉力F拉B物块,使它们沿斜面匀加速上升,A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ,为了减小弹簧的形变量,可行的办法是()A.减小A物块的质量B.增大B物块的质量C.增大倾角θD.增大动摩擦因数μ针对训练1.如图所示,在倾角为30°的光滑斜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f m。

高中物理常见连接体问题总结知识分享

高中物理常见连接体问题总结知识分享

常见连接体问题(一)“死结”“活结”1.如图甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg 的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成30°,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量也为10 kg 的物体.g取10 m/s2,求(1)细绳AC段的张力FAC与细绳EG的张力FEG之比;(2)轻杆BC对C端的支持力;(3)轻杆HG对G端的支持力.(二)突变问题2。

在动摩擦因数μ=0.2的水平质量为m=1kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,如图所示,此时小球处于静止平衡状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,取g=10m/s2,求:(1)此时轻弹簧的弹力大小(2)小球的加速度大小和方向.(三)力的合成与分解3.如图所示,用一根细线系住重力为、半径为的球,其与倾角为的光滑斜面劈接触,处于静止状态,球与斜面的接触面非常小,当细线悬点固定不动,斜面劈缓慢水平向左移动直至绳子与斜面平行的过程中,下述正确的是().A.细绳对球的拉力先减小后增大B.细绳对球的拉力先增大后减小C.细绳对球的拉力一直减小D.细绳对球的拉力最小值等于G(四)整体法4.如图所示,质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接。

在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(m1在地面,m2在空中),力F与水平方向成θ角,则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是()A.N=m1g+m2g-FsinθB.N=m1g+m2g-FcosθC.f=FcosθD.f=Fsinθ(五)隔离法5.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?6.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,FN=260 NB.a=1 m/s2,FN=330 NC.a=3 m/s2,FN=110 ND.a=3 m/s2,FN=50 N7.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,m gmM)(+(六)综合8. 如图所示,一夹子夹住木块,在力F作用下向上提升,夹子和木块的质量分别为m、M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦均为f,若木块不滑动,力F的最大值是()答案1。

高三物理高考一轮第三讲:连接体问题

高三物理高考一轮第三讲:连接体问题

3.如图,质量m=5 kg的木块置于倾角=37、质量M=10 kg的粗糙斜面上,用一平行于斜面、大小为50 N的力F推 物体,使木块静止在斜面上,求地面对斜面的支持力和静 摩擦力。
m F

M
FN=(M+m)g-Fsin370=120N
Ff=Fcos370=40N
4.如图所示,倾角为θ的三角滑块及其斜面 上的物块静止在粗糙水平地面上.现用力F 垂直作用在物块上,物块及滑块均未被推动, C 则滑块受到地面的静摩擦力大小为 ( )
3、变式训练:如图,在光滑的水平桌面上有一物体A,通过绳
子与物体B相连,假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力 都可以忽略不计,绳子不可伸长。如果mB=3mA,则物体A的加速度 大小等于( )
A
A、3g B、g C、3g/4 D、g/2
[解析]由牛顿第二定律,隔离A有:T=mA a 隔离B有:mBg-T=mBa
(2)以1、2块砖为对象得:f1=0
(3)以第四块砖为对象得:f4=mg 方向向上
例3.如图所示,放置在水平地面上的斜面M上有一质 量为m的物体,若m在 沿斜面F的作用下向上匀速运 动,M仍保持静止,已知M倾角为θ。求地面对M的 支持力和摩擦力。
解:整体受力分析 建立直角坐标系如图 由平衡条件可得:
Fcosθ-Ff=0 Fsinθ+FN-(M+m)g=0

Ff=Fcos θ FN=(M+m)g-Fsinθ
同类题练习
1.求下列情况下粗糙水平面对M的支持力和摩擦力
m匀速下滑 FN=(M+m)g Ff=0
M、m均静止 FN=(M+m)g Ff=F
M、m均静止,弹簧被伸长 FN=(M+m)g Ff=F弹

专题16 连接体问题 (原稿版)

专题16 连接体问题 (原稿版)
隔离求内力T-m1g=m1a

隔离T-F1-μm1g=m1a

三、板块连接体模型归纳
整体:a=F/(m1+m2)
隔离m1:f=m1a
得f=m1F/(m1+m2)
整体:a=g(sinθ-μ2cosθ)
方向沿斜面向下
隔离m1:m1gsinθ-f=m1a
得f=μ2m1gcosθ
方向沿斜面向上
若μ2=0则f=0
绳子平行于倾角为α的斜面,A物块恰好能静止在斜面上,不考虑两物块与斜面之间的摩擦。若互换两物块
位置,按图乙放置,然后释放物块,斜面仍保持静止。则下列说法正确的是( )
A.轻绳的拉力等于Mg
B.轻绳的拉力小于mg
C.A物块运动的加速度大小为(1﹣sinα)g
D.A物块运动的加速度大小为
1.如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量均为m,2、4质量均为m0,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4。重力加速度大小为g,则有( )
9.如图所示,m1=1kg,m2=2kg,m1和m2之间的动摩擦因数μ1=0.2,水平面光滑要使m1和m2之间不发生相对运动,则:F最大不得超过( )(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2)
A.2 NB.4NC.6ND.8N
10.(多选)如图所示,用力F拉着三个物体在光滑的水平面上一起运动,现在中间物体上加上一个小物体,在原拉力F不变的条件下四个物体仍一起运动,那么连接物体的绳子张力和未放小物体前相比( )
【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

高中物理复习--连接体问题

高中物理复习--连接体问题

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: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根据牛顿第二定律对物体m可列出下式:mg-T=ma ②将①式代入②式:mg-Ma=ma mg=(M+m)a所以物体M和物体m所共有的加速度为:最后我们还有一个建议:请教师给学生讲完上述的例题后,让学生自己独立推导如图1-17所示的另一个例题:用细绳连接绕过定滑轮的物体M和m,已知M>m,可忽略阻力,求物体M和m的共同加速度a。

:【思路整理】⒈既然采用“整体法”求连接体运动的加速度比较简便?为什么还要学习“隔离法”解题呢?这有两方面的原因:①采用“整体法”解题只能求加速度a,而不能直接求出物体M与m之间的相互作用力T。

采用“隔离法”解联立方程,可以同时解出a与T。

因此在解答比较复杂的连接体运动问题时,还是采用“隔离法”比较全面。

②通过“隔离法”的受力分析,可以复习巩固作用力和反作用力的性质,能够使学生加深对“牛顿第三定律”的理解。

⒉在“连接体运动”的问题中,比较常见的连接方式有哪几种?比较常见的连接方式有三种:①用细绳将两个物体连接,物体间的相互作用是通过细绳的“张力”体现的。

高三物理复习:连接体问题课件

高三物理复习:连接体问题课件

A.A、B 的加速度相同
B.细线上的拉力一定大于 mg
C.细线上的拉力等于 2Mmg M m
D.天花板对定滑轮的拉力等于(M+m)g
A B
加速度不同的连接体——(轻绳模型)
加速度不同的连接体——(轻杆模型)
2.(轻杆模型)(多选)如图所示,用轻杆连接的静力学中的连接体——(轻绳模型)
1.(轻绳模型)(多选)如图,体积相同、质量分别为 5m 和 3m 的 A、B 两个小球用轻质细绳 2
连接,A 又用轻质细绳 1 悬挂在天花板上的 O 点,两小球在相同的水平恒定风力作用下, 处于如图所示的静止状态。其中,轻质细绳 2 与竖直方向的夹角β=53°(cos53°=0.6),下列 1悬说.(轻挂法绳在正模天型花确)板的(上多是的选(O)点如,图两,小体球)积在相相同同、的质水量平分恒别定为风5力m作和用3m下的,A处、于B两如个图小所球示用的轻静质止细状绳态2。连其接中,,A轻又质用细轻绳质2细与绳竖1 A.细绳 2 中的张力大直小方向为的4夹角2 βm=g53°(cos53°=0.6),下列说法正确的是( ) B.作用在每一个小球上的水B. 作平用风在力A每.的一细个大绳小小2中球为的上张的4m力水g大平小风为力4的m大g小为4mg C.细绳 1 中的张力大小为 8mg C.细绳1中的张力大小为8mg D.细绳 1 与竖直方向的夹角α=4D5.°细绳1与竖直方向的夹角α=45°
进而为后面的传送带模型和板块模型搭好台阶
轻绳连接: 轻杆连接: 轻弹簧连接:
细 绳
①力可以发生突变,但速度不能发生突变。
②轻绳、轻杆、轻弹簧两端有重物或固定时,在外 界条件变①化力时可以,发生轻突变绳,但、速轻度不杆能发的生突弹变力。 可能发生突变, 但轻弹簧的弹力不可以突变。

高三物理高考二轮复习专题课件:连接体问题.

高三物理高考二轮复习专题课件:连接体问题.

• 那么在解决连接体问题时。我们常常需要整体法 和隔离法的结合,下面我们来看研究一下考纲要 求的几类连接体问题
三、几类常见的连接体问题
1、连接体中各物体均处于平衡状态 典例:(2002年江苏大综合第28题)如图所示,物体 a 、 b 和 c 叠放在水平桌面上,水平为 Fb = 5N、 Fc = 10N分别作用于物体b、c上,a、b和c仍保持静止。 以 f1 、 f2 、 f3分别表示 a 与 b 、 b 与 c 、 c 与桌面间的静 摩擦力的大小,则 ( ) A f1=5N,f2=0,f3=5N B f1=5N,f2=5N,f3=0 C f1=0,f2=5N,f3=5N D f1=0,f2=10N,f3=5N

F
刚才在研究箱子的时候我 们把木块看成了箱子的一 部分,即把箱子和木块看 成了一个整体。这就是我 们常用的一种方法:整体 法
现在箱子内部有一物块 甲,求箱子给甲木块的 两个弹力,能否把他们 看成一个整体?

F
将某个物体从整体中分离出来或把物体的某 一部分从整体中分离出来单独是说在解决连 接体问题是我们可以随意用整体法 和隔离法呢,运用整体法和隔离法 有一定的原则。
• 答案:(m+M)gtanθ.
先隔离后整体
• 解析:二物体无相对滑动,说明二物体加速度相 同,方向水平. • 先选择物块为研究对象,受两个力,重力mg、支 持力FN、且二力合力方向水平向左,如下图所示 ,
• 由图可得:ma=mgtanθ • a=g·tanθ • 再选整体为研究对象,根据牛顿第二定律F=(m +M)a=(m+M)gtanθ.
要点总结 整体法的选取原则:若连接体的运动状态相同(匀速、静 止)或各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的 作用力,可以把它们看成一个整体(当成一个质点)来分析 整体受到的外力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未 知量).

高中物理连接体问题

高中物理连接体问题

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 使用原则隔离法三、连接体题型:1【例1】A 、B 平力N F A 6=推A ,用水平力N F B 3=拉B ,A 、B【练1】如图所示,质量为M 的斜面A 在水平向左的推力F 作用下,A 与B 物体B 的质量为m ,则它们的加速度a A. ()(,sin μθ++==g m M F g a B. θθcos )(,cos g m M F g a +==C. ()(,tan μθ++==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滑定滑轮连接质量为1m 的物体,与物体1A. 车厢的加速度为θsin gB. 绳对物体1的拉力为θcos 1gmC. 底板对物体2的支持力为g m m )(12-D. 物体2所受底板的摩擦力为θtan 2g m2、连接体整体内部各部分有不同的加速度:【例2有一个环,箱和杆的总质量为M ,环的质量为m 加速度大小为a 时(a <g A. Mg + mg B. Mg —【练3】如图所示,一只质量为m 杆下降的加速度为( )A. gB. g M mC. g M m M +【练4个重4 N 的读数是(A.4 NB.23 NC.0 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)A BO球刚好离开斜面 球刚好离开槽底F= F= F= 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。

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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: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根据牛顿第二定律对物体m可列出下式:mg-T=ma ②将①式代入②式:mg-Ma=ma mg=(M+m)a所以物体M和物体m所共有的加速度为:最后我们还有一个建议:请教师给学生讲完上述的例题后,让学生自己独立推导如图1-17所示的另一个例题:用细绳连接绕过定滑轮的物体M和m,已知M>m,可忽略阻力,求物体M和m的共同加速度a。

:【思路整理】⒈既然采用“整体法”求连接体运动的加速度比较简便?为什么还要学习“隔离法”解题呢?这有两方面的原因:①采用“整体法”解题只能求加速度a,而不能直接求出物体M与m之间的相互作用力T。

采用“隔离法”解联立方程,可以同时解出a与T。

因此在解答比较复杂的连接体运动问题时,还是采用“隔离法”比较全面。

②通过“隔离法”的受力分析,可以复习巩固作用力和反作用力的性质,能够使学生加深对“牛顿第三定律”的理解。

⒉在“连接体运动”的问题中,比较常见的连接方式有哪几种?比较常见的连接方式有三种:①用细绳将两个物体连接,物体间的相互作用是通过细绳的“张力”体现的。

在“抛砖引玉”中所举的两个例题就属于这种连接方式。

②两个物体通过“摩擦力”连接在一起。

③两个物体通互相接触推压连接在一起,它们间的相互作用力是“弹力”。

⒊“连接体运动”问题是否只限于两个物体的连接?不是。

可以是三个或更多物体的连接。

在生活中我所见的一个火车牵引着十几节车厢就是实际的例子。

但是在中学物理解题中,我们比较常见的例题、习题和试题大多是两个物体构成的连接体。

只要学会解答两个物体构成的连接体运动问题,那么解答多个物体的连接体运动问题也不会感到困难,只不过列出的联立方程多一些,解题的过程麻烦一些。

二、解题范例例题1:如图1-18所示:在光滑的水平桌面上放一物体A,在A上再放一物体B,物体A和B间有摩擦。

施加一水平力F于物体B,使它相对于桌面向右运动。

这时物体A相对于桌面A. 向左运B. 向右运C. 不动D. 运动,但运动方向不能判断。

【思维基础】解答本题重要掌握“隔离法”,进行受力分析。

分析思路:物体A、B在竖直方向是受力平衡的,与本题所要判断的内容无直接关系,可不考虑。

物体B在水平方向受两个力:向右的拉力F,向左的A施于B的摩擦力f,在此二力作用下物体B相对于桌面向右运动。

物体A在水平方向只受一个力:B施于A的向右的摩擦力f,因此物体A应当向右运动。

注1、水平桌面是光滑的,所以对物体A没有作用力。

注2、物体A与物体B间的相互摩擦力是作用力和反作用力,应当大小相等、方向相反、同生同灭,分别作用于A和B两个物体上。

答案:(B)例题2:如图1-19所示:两个质量相同的物体1和2紧靠在一起,放在光滑水平桌面上,如果它们分别受到水平推力F1和F2,且F1>F2,则物体1施于物体2的作用力的大小为:A. F1B. F2C. (F1+F2)D. (F1-F2)【思维基础】:解答本题不应猜选答案(这是目前在一些中学生里的不良倾向),而应列出联立方程解出答案,才能作出正确选择。

因此掌握“隔离法”解题是十分重要的。

分析思路:已知物体1和2的质量相同,设它们的质量都为m;设物体1和2之间相互作用着的弹力为N;设物体1和2运动的共同加速度为a。

则运用“隔离法”可以列出下列两个方程:F1-N=ma ①N-F2=ma ②∵①、②两式右端相同∴F1-N=N-F2 2N=F1+F2 得出:N=(F1+F2) 答案:(C)【模仿学习】为了提高学生的解题能力,我们还需要讲述综合性例题进行指导。

例题3:一条细绳(忽略质量)跨过定滑轮在绳子的两端各挂有物体A和B(如图1-20所示),它们的质量分别是mA=0.50kg,mB=0.10kg。

开始运动时,物体A距地面高度hA=0.75m,物体B距地面高度hB=0.25m,求:物体A 落地后物体B上升的最大高度距地面多少米?启发性问题:⒈在本题中细绳连接着物体A和B一块运动,这是一种什么类型的动力学问题?⒉在运动过程中物体A和B的加速度大小相同吗?求它们的加速度有几种方法?⒊当物体A落到地面时物体B开始作什么性质的运动?⒋有人说物体B上升的最大高度H=hA+hB,你认为是否正确?为什么?⒌在求解过程中本题需要运用哪些关系式?(请你先把所需的关系式写在纸上,然后通过解题和对照后面答案看看是否写完全了。

)分析与说明:⒈本题属于“连接体运动问题”。

⒉物体A和B的加速度大小是相同的。

求它们的加速度有两种方法──“整体法”和“隔离法”。

由于本题不需要求出细绳的张力,所以采用“整体法”求加速度比较简便。

⒊当物体A落到地面时,因为物体B有向上运动的速度,所以物体B不会立即停止运动,而是开始作竖直上抛运动直至升到最大高度。

物体A落地时的末速度VAt与物体B作竖直上抛运动的初速度VB0是大小相等的(但方向相反)。

⒋认为物体B上升的最大高度H=hA+hB是不正确的。

这种错误是由于没有考虑到物体B作竖直上抛运动继续上升的高度h上。

所以物体B距地面的最大高度H=hA+hB+h上才是正确的。

从下列“求解过程”中可以看到解答本题所需用的关系式。

求解过程:先用整体法求出物体A和B共同的加速度。

)/(5.68.910.050.010.050.0)(2S m gm m m m a am m g m g m BA BA B A B A =⨯+-=+-=+=-再求物体A 落到地面时的末速度: (可暂不求出数值)因为物体A 和B 是连接体运动,所以物体A 落地时的末速度与物体B 作竖直上抛运动的初速度大小相等。

根据高一学过的匀变速运动规律Vt2-V02=2aS ,当Vt=0, V0=VB0, a=g, S=h 上可导出下式:综上所述可知物体B 距地面的最大高度是由下列三部分合成的:物体B 原来距地面的高度hB=0.25m 物体B 被物体A 通绳拉上的高度hA=0.75m 物体作竖直上抛运动继续上升的高度h 上=0.50m所以物体B 距地面的最大高度为:H=hB+hA+h 上=0.25m+0.75m+0.50m=1.5m解题后的思考:物体B 所达到的最大高度是保持不住的,因为上抛至最高处时就会按自由落体的方式下落,因此物体B 停止运动后,最终的距地面高度h=hA+hB=0.75m+0.25m=1m ,但这不是物体B 在运动过程中曾经达到的最大高度。

补充说明:“竖直上抛运动”是一种匀减速运动,它的初速度V0是竖直向上的;它的加速度是重力加速度g ,方向是竖直向下的;当物体的运动速度减为零时也就达到了最大高度。

有关这类问题我们还将在下章中进行深入的讨论。

【举一反三】上面所讲的例题虽然具有典型性和综合性,但是灵活性还不够。

为了进一步提高分析问题的能力,我们讲授下列例题,加强学生的思维锻炼。

例题4:如图1-21之(a),(b)所示:将m1=4kg 的木块放在m2=5kg 的木块上,m2放在光滑的水平面上。

若用F1=12N 的水平力拉m1时,正好使m1相对于m2开始发生滑动;则需用多少牛顿的水平力(F2)拉m2时,正好使m1相对于m2开始滑动?“准备运动”(解题所需的知识与技能):解答本题的关键在于──“受力分析”和“运动分析”。

根据题意可分析出物体m1和m2之间必有相互作用着的摩擦力f 。

因此图1-22之(c),(d)所示的就是(a),(b)两种状态的受力分析图。

又因m2是置于光滑水平面上的,所以由m1和m2所构成的连接体在受到外力作用时一定会产生加速度。

由于(c),(d)图示的受力形式不同,所产生的加速度a'和a“也不同。

(还请读者注意题文中的“正好”二字,因此二物体相对滑动的瞬间仍可当作具有共同的加速度。

)解题的过程:根据前面的图(c)用隔离法可以列出下面两个方程:F1-f=m1a'①f=m2a'②由①、②两式相加可得:F1=(m1+m2)a'③根据前面图(d)用隔离法可以列出下面两个方程:F2-f=m2a“④f=m1a“⑤由④、⑤两式相加可得:F2=(m1+m2)a“⑥由③、⑥两式相除可得:⑦由②、⑤两式相除可得:即:⑧根据:⑦、⑧两式可以写出:⑨将已知量m1=4kg,m2=5kg,F1=12N代入⑨式:解出答案:F2=15N“整理运动”(解题后的思考):⒈你想到了物体m1和m2之间必存在着摩擦力吗?⒉你想到了在(a),(b)两种情况下物体m1和m2都作加速运动吗?为什么在(a),(b)两种情况下运动的加速度不相等?在解题过程中你有什么体会?你还能想出其它的解法吗?三、解题步骤⒈若连结体内(即系统内)各物体具有相同的加速度时,首先应该把这个连接体当成一个整体(可看作一个质点),分析它受到的外力和运动情况,再根据牛顿第二定律求出加速度;若要求连接体内各物体相互作用的内力,这时可把某个物体隔离出来,对它单独进行受力和运动情况的分析,再根据牛顿第二定律列式求解。

若连接体内各物体的加速度大小或方向不相同时,一般采用隔离法。

如果不要求系统内物体间的相互作用力,也可采用整体法,步骤如下:(1)分析系统受到的外力;(2)分析系统内各物体加速度的大小和方向;(3)建立直角坐标系;(4)列方程求解。

【练习与检测】选择题1. 如图1-23所示,质量分别为m1=2kg,m2=3kg的二个物体置于光滑的水平面上,中间用一轻弹簧秤连接。

水平力F1=30N和F2=20N分别作用在m1和m2上。

以下叙述正确的是:A. 弹簧秤的示数是10N。

B. 弹簧秤的示数是50N。

C. 在同时撤出水平力F1、F2的瞬时,m1加速度的大小13m/S2。

D. 若在只撤去水平力F1的瞬间,m1加速度的大小为13m/S2。

2. 如图1-24所示的装置中,物体A在斜面上保持静止,由此可知:A. 物体A所受摩擦力的方向可能沿斜面向上。

B. 物体A所受摩擦力的方向可能沿斜面向下。

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