连接体专题复习蔡梦琏2016229修订

1、2016届高三物理第二轮复届高三物理第二轮复 习习 沙县一中沙县一中 蔡梦琏蔡梦琏32mBCLL16（10分）如图，一根轻绳绕过光滑的轻分）如图，一根轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，两端分别连接物块质定滑轮，两端分别连接物块A和和B，B的下的下面通过轻绳连接物块面通过轻绳连接物块C，A锁定在地面上。锁定在地面上。已知已知B和和C的质量均为的质量均为m，A的质量为的质量为B和和C之间的轻绳长度为之间的轻绳长度为L，初始时，初始时C离离地的高度也为地的高度也为L。现解除对。现解除对A的锁定，的锁定，物块开始运动。设物块可视为质点，落物块开始运动。设物块可视为质点，落地后不反弹。重力加速度大小为地后不反弹

2、。重力加速度大小为g。求：求： （1）A刚上升时的加速度大小刚上升时的加速度大小a；（2）A上升过程的最大速度大小上升过程的最大速度大小vm；（3）A离地的最大高度离地的最大高度H。题号题号满分满分均分均分难度难度标准差标准差 区分度区分度通过率通过率1611613 30.30.30.10.10.880.88 0.290.29 10.01%10.01%1621623 30.490.49 0.160.16 0.990.99 0.410.41 16.26%16.26%1631634 40.270.27 0.070.07 0.910.91 0.210.216.78%6.78%分卷分卷福建省福建省厦门

3、市厦门市三明市三明市T16 合计合计1.331.931.07 连接体专题内容连接体专题内容常见模型基本方法模型讨论复习策略一、 常见模型一、 常见模型1.按连接的形式a.依靠绳子或弹簧的弹力相连接FABABab.依靠相互的挤压（压力）相联系m1m2m1m2c.依靠摩擦相联系（叠加体）F FM1 1M2m1m2Fm1m2F2.2.按连接体中各物体的运动按连接体中各物体的运动 常见题型：常见题型： 平衡态下连接体问题平衡态下连接体问题 非平衡态下连接体问题非平衡态下连接体问题 a.相对静止：有共同加速度的连接体问题 b.相对运动：有不同加速度的连接体问题对有不同加速度的系统系统所受的合外力等于系统

4、内各物体的质量与加速度乘积的矢量和。即：F = m1a1 + m2a2 + m3a3 + 其分量表达式为: Fx=m1a1x+ m2a2x+ m3a3x+ Fy=m1a1y+ m2a2y+ m3a3y+ 以上内容根据学生实际情况补充例例 如图所示，如图所示，A A为电磁铁，为电磁铁，C C为胶木秤盘，为胶木秤盘，A A和和C C（包括支（包括支架）的总质量为架）的总质量为m m1 1，B B为铁片，质量为为铁片，质量为m m2 2. .整个装置用轻整个装置用轻弹簧悬挂于弹簧悬挂于O O点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过点，当电磁铁通电，铁片被吸引上升的过程中，轻弹簧上的拉力程中，轻弹簧上的拉

5、力F F的大小为（的大小为（ ） A A、F= mF= m1 1g g B B、m m1 1gF(mgF(mF(m1 1+m+m2 2)g)gDABC二、 基本方法整体法与隔离法整体法与隔离法在实际问题中，常常遇到几个相互联系的、在外力作用下一起运动的物体系。因此，在解决此类问题时，必然涉及选择哪个物体为研究对象的问题。方法研究对象选择原则整体法将一起运动的物体系作为研究对象求解物体系整体的加速度和所受外力或物体间相对静止隔离法将系统中的某一物体为研究对象求解物体之间的内力或物体间相对运动二、基本方法二、基本方法具体应用时，应灵活将两种方法结合起来具体应用时，应灵活将两种方法结合起来使用。使用

6、。三、模型讨论三、模型讨论三、模型讨论1.轻绳类连接体轻绳类连接体依靠绳子（拉力）或相互的挤压（压力）联系依靠绳子（拉力）或相互的挤压（压力）联系 m1m2m1m2F FM1 1M2FABMmFmMF相同材料的物块相同材料的物块m和和M用轻绳连接，在用轻绳连接，在M上施加恒力上施加恒力 F，使，使两物块作匀加速直线运动两物块作匀加速直线运动,求在下列各种情况下绳中张力。求在下列各种情况下绳中张力。FMm(1)地面光滑，地面光滑，T=? (2)地面粗糙，地面粗糙，T=？FMm解：（解：（1）由牛顿第二定律，对整体可得：）由牛顿第二定律，对整体可得：F=(M+m)a隔离隔离m可得：可得：T=ma联

7、立解得：联立解得：T=mF/(M+m)(2) 由牛顿第二定律，对整体可得：由牛顿第二定律，对整体可得：F-(M+m)g=(M+m)a隔离隔离m可得：可得：T-mg =ma联立解得：联立解得：T=mF/(M+m)动力分配原动力分配原理理FMmTTFMmf(3)竖直加速上升，T=?(4)斜面光滑，加速上升，T=?MmFmMF解：由牛顿第二定律，对整体可得：F- (M+m)g=(M+m)a隔离m可得：T-mg=ma联立解得：T=mF/(M+m)解：由牛顿第二定律，对整体可得：F- (M+m)gsin=(M+m)a隔离m可得：T-mgsin=ma联立解得：T=mF/(M+m)FmmmN212总结：总结

8、：无论无论m、M质量大小关系如何，无论接触面是否光滑，无论在水质量大小关系如何，无论接触面是否光滑，无论在水平面、斜面或竖直面内运动，细线上的张力大小不变。平面、斜面或竖直面内运动，细线上的张力大小不变。动力分配原则：两个直接接触或通过细线相连的物体在外力的作动力分配原则：两个直接接触或通过细线相连的物体在外力的作用下以共同的加速度运动时，各个物体分得的动力与自身的质量成用下以共同的加速度运动时，各个物体分得的动力与自身的质量成正比，与两物体的总质量成反比。正比，与两物体的总质量成反比。条件：条件：加速度相同；加速度相同； ）；两个）；两个 物体的物体的相互作用力与外力平行。相互作用力与外力平

9、行。以下情形不适用以下情形不适用FMm 应用：应用：如图 所示，5个质量相同的木块并排放在光滑的水平桌面上，当用水平向右推力F推木块1，使它们共同向右加速运动时，求第2与第3块木块之间弹力及第4与第5块木块之间的弹力35F15F第2与第3木块之间弹力为。第4与第5块木块之间弹力为。例1、如图所示，物体A放在光滑水平桌面上，质量为M，用一根细绳系住，在绳的另一端挂一质量为m的物体B，在运动过程中A始终碰不到滑轮求：(1)A的加速度(2)从静止开始物体B下落高度为h时，物体A的速度A Bh三、模型讨论三、模型讨论2.滑轮连接体滑轮连接体A A三、模型讨论三、模型讨论2.滑轮连接体滑轮连接体B(1)

10、A的加速度的加速度(2)从静止开始物体从静止开始物体B下落高度为下落高度为h时物体时物体A的速度的速度BA变式3小车钩码轻滑轮轻绳B变式1变式2变式与原题的异同对比变式与原题的异同对比研究方法受力分析运动分析规律应用A变式2ABBA变式3小车钩码轻滑轮轻绳BA变式1连接体模型： 图4-12BA方法小结方法小结 1.分析各个物体受力情况分析各个物体受力情况注意：绳上拉力可以突变；拉力大小不一定注意：绳上拉力可以突变；拉力大小不一定等于悬挂物体的重力。等于悬挂物体的重力。 2.分析各物体运动情况及分析各物体运动情况及a、v、s的关系的关系 3.选择物理规律：运动学公式、牛顿定律选择物理规律：运动学

11、公式、牛顿定律 动能定理、能量守恒（机械能守恒）动能定理、能量守恒（机械能守恒）三、模型讨论三、模型讨论3.板块连接体（滑板板块连接体（滑板+滑块）滑块）m1m2Fm1m2FBAv0相对静止的问题相对静止的问题(2014(2014江苏高考江苏高考) )如图所示如图所示,A,A、B B两物块的质量分别为两物块的质量分别为2m2m和和m,m,静止叠放在水平地面上。静止叠放在水平地面上。A A、B B间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为,B,B与地面与地面间的动摩擦因数为间的动摩擦因数为/2/2。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。最大静摩擦力等于滑动摩擦力, ,重重力加速度为力加速度为g g。现对。现对A A

12、施加一水平拉力施加一水平拉力F,F,则则( () )方法小结方法小结整体法与隔离法交叉使用整体法与隔离法交叉使用ABAB间的摩擦力的变与不变间的摩擦力的变与不变相对静止的最大加速度相对静止的最大加速度 最大拉力最大拉力 牛顿定律. .（20112011新课标全国卷新课标全国卷T21T21）（）（6 6分）如图，在分）如图，在光滑水平面上有一质量为光滑水平面上有一质量为m m1 1的足够长的木板，其上的足够长的木板，其上叠放一质量为叠放一质量为m m2 2的木块。假定木块和木板之间的最的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施

13、加一随时间时间t t增大的水平力增大的水平力F=ktF=kt（k k是常数），木板和木块是常数），木板和木块加速度的大小分别为加速度的大小分别为a a1 1和和a a2 2，下列反映，下列反映a a1 1和和a a2 2变化的变化的图线中正确的是图线中正确的是一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块，在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5m，如图如图(a)所示。所示。 时刻开始，小物块与木板一起以共同速度时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至向右运动，直至 时木板与墙壁碰撞

14、时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短碰撞时间极短)。碰撞。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后终未离开木板。已知碰撞后1s时间内小物块的时间内小物块的 图线如图图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度倍，重力加速度大小大小g取取 。求。求(1)木板与地面间的动摩擦因数木板与地面间的动摩擦因数 及小物块与木板间的动摩及小物块与木板间的动摩擦因数擦因数 ；(2)木板的最小长度；木板的最小长度；(3)木板右端离墙壁的最终距离木板右端离墙壁的最终距离。相对运动的问题

15、相对运动的问题 1图像信息图像信息 图像隐含着图像隐含着木板与墙壁碰前瞬间木板与墙壁碰前瞬间与木板与木板的的共同共同速度速度v1= 4m/s,碰后碰后1s内物块匀减速到内物块匀减速到零（零（可求物块加速度可求物块加速度）；同时可知）；同时可知木板碰木板碰前前发生发生位移位移s0 = 4.5m的时间的时间t1=1s ,末速度末速度v1= 4m/s（可求木可求木板加速度）2运动过程分析运动过程分析（2013新课标全国卷新课标全国卷T25）（）（18分）一长木板分）一长木板 在水平地面上运动，在在水平地面上运动，在=0时刻将一相对于地面静时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度时

16、止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度时间图象如图所示。己知物块与木板的质量相等，物间图象如图所示。己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦块与木板间及木板与地面间均有摩擦.物块与木板间物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小板上。取重力加速度的大小g10m/s2求求:（1）物块与木板间、木板与地面物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数间的动摩擦因数:（2）从时刻到物块与木板从时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小.(2013(20

17、13新课标全国卷新课标全国卷)一长木板在水平地面上运动一长木板在水平地面上运动,在在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,以后木以后木板运动的速度板运动的速度-时间图像如图所示。已知物块与木板的质时间图像如图所示。已知物块与木板的质量相等量相等,物块与木板间及木板与地面间均有摩擦。物块与物块与木板间及木板与地面间均有摩擦。物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木且物块始终在木板上。取重力加速度的大小板上。取重力加速度的大小g=10 m/s2 2, ,求求:(1)(1)物块与木板间、木板与地面间的

18、动摩擦因数物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数;(2)(2)从从t=0时刻到物块与木板均停止运动时时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木物块相对于木板的位移的大小。板的位移的大小。【2015新课标新课标II-25】25.（20分）下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥分）下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为石流等地质灾害。某地有一倾角为=37的山坡的山坡C，上面有一质量为，上面有一质量为m的石板的石板B，其上下表面与斜坡平行；，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆上有一碎石堆A（含有大量泥（含有大量泥土），土），A和和B均处于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，均处于

19、静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，A浸透雨浸透雨水后总质量也为水后总质量也为m（可视为质量不变的滑块），在极短时间内，（可视为质量不变的滑块），在极短时间内，A、B间的动摩擦因数间的动摩擦因数1减小为减小为3/8，B、C间的动摩擦因数间的动摩擦因数2减小为减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第开始运动，此时刻为计时起点；在第2s末，末，B的上表面突然变为光滑，的上表面突然变为光滑，2保持不变。已知保持不变。已知A开始运动时，开始运动时，A离离B下边缘的距离下边缘的距离l=27m，C足够长，足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力

20、加速度大小g=10m/s2。求：。求：（1）在）在02s时间内时间内A和和B加速度的大小加速度的大小（2）A在在B上总的运动时间上总的运动时间如图所示，物体A的质量m1=1kg，静止在光滑水平面上的木板B的质量为m2=0.5kg，长L=1m，某时刻A以v0=4m/s的初速度滑上木板B的上表面，为使A不至于从B上滑落，在A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的拉力F，若A与B之间的动摩擦因数=0.2，试求拉力F应满足的条件.(忽略物体A的大小)图3-5-3 16. (201316. (2013江苏高考江苏高考)如图所示如图所示,将小砝码置于桌面上的薄将小砝码置于桌面上的薄纸板上纸板上,用水平向右的

21、拉力将纸板迅速抽出用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很砝码的移动很小小,几乎观察不到几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为码和纸板的质量分别为m1 1和和m2 2, ,各接触面间的动摩擦因数各接触面间的动摩擦因数均为均为。重力加速度为。重力加速度为g。(1)(1)当纸板相对砝码运动时当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小求纸板所受摩擦力的大小;(2)(2)要使纸板相对砝码运动要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小求所需拉力的大小;(3)(3)本实验中本实验中,m1 1=0.5kg,m=0.5kg,m2 2=0.1kg

22、,=0.1kg,=0.2,砝码与纸板左砝码与纸板左端的距离端的距离d=0.1m,取取g=10m/s2 2。若砝码移动的距离超过。若砝码移动的距离超过l l=0.002m,=0.002m,人眼就能感知。为确保实验成功人眼就能感知。为确保实验成功,纸板所需的纸板所需的拉力至少多大拉力至少多大?方法小结方法小结 隔离法 摩擦力的突变；摩擦力的突变； 画运动过程图，明确关键状态；画运动过程图，明确关键状态； 临界条件的判断（板块达到共同速度后是临界条件的判断（板块达到共同速度后是否保持相对静止）；否保持相对静止）； 寻找两物体寻找两物体v、s的关系。的关系。 牛顿定律牛顿定律 动能定理、能量守恒动能定

23、理、能量守恒拓展：滑块与斜面类题练习拓展：滑块与斜面类题练习求下列情况下粗糙水平面对的支持力和摩擦力求下列情况下粗糙水平面对的支持力和摩擦力m匀速下滑匀速下滑M静止静止M、m均静止均静止M、m均静止，弹簧被伸长均静止，弹簧被伸长m加速下滑，加速下滑，M静止静止FN=(M+m)gFf=0FN=(M+m)gFf=FFN=(M+m)gFf=F弹弹FN=(M+m)g-masinFf=macos三、模型讨论三、模型讨论4.弹簧连接体弹簧连接体三、模型讨论三、模型讨论4.弹簧连接体弹簧连接体弹簧瞬间问题弹簧瞬间问题如图所示，光滑水平地面上木块A和B在水平拉力F作用下，以加速度a作匀加速直线运动。木块A和B

24、质量分别为m1和m2，两者之间用轻质弹簧相连。某时刻撤去外力F，则该瞬间A的加速度a1和B的加速度a2分别为（以运动方向为正方向）（ ）A. a1=a2=0 B. a1=0 a2=aC. D. aaamma2121,21222121,mmamammamaC弹簧长度变化问题弹簧长度变化问题 变式1a、b两物体的质量分别为m1、m2，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x1 ；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x2，如图所示。则 Ax1一定等于x2 Bx1一定大于x2 C若m1m

25、2，则 x1x2 D若m1m2，则 x1x2 【答案】 A弹力变化的运动弹力变化的运动问题问题变式2 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。现用水平恒力F推A，则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中A。两木块速度相同时，加速度aA=aBB两木块速度相同时，加速度 aAvBD两木块加速度相同时，速度v AvB 临界问题临界问题 如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为的光滑斜面上有两的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连的物块个用轻质弹簧相连的物块A、B，它们的质，它们的质量分别为量分别为mA、mB，弹簧的劲度系数为，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板。系统处于静止状态。现开为一固定挡板。系统处于静止状态。现开始用一恒力始用一恒力F沿斜面方向拉物块沿斜面方向拉物块A使之向上使之向上运动，求物块运动，求物块B刚要离开刚要离开C时物块时物块A的加速的加速度度a和从开始到此时物块和从开始到此时物块A的位移的位移d。重力。重力加速度加速度g。能量守恒问题能量守恒问题如图，质量为如图，质量为 的物体的物体A经一轻