牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用---連接體問(wèn)題

1、牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用(三三)-連接體問(wèn)題連接體問(wèn)題一、連接體：一、連接體： 當(dāng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體之間通過(guò)輕繩、輕桿相連或直接接觸一起運(yùn)動(dòng)時(shí),這個(gè)物體組成的系統(tǒng)叫做連接體.FFmMF三三.例題討論及變式訓(xùn)練例題討論及變式訓(xùn)練 例例1.1.如圖所示，質(zhì)量都為如圖所示，質(zhì)量都為m m的兩個(gè)物塊并排放的兩個(gè)物塊并排放在光滑的水平面上，在在光滑的水平面上，在F F1 1、F F2 2（ F F1 1FF2 2 ）推）推力的共同作用下一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，力的共同作用下一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，求物塊間的相互作用力為多大？求物塊間的相互作用力為多大？ F1F21.一人在井下站在吊臺(tái)上，用如圖

2、所示的定滑一人在井下站在吊臺(tái)上，用如圖所示的定滑輪裝置拉繩把吊臺(tái)和自己提升上來(lái)。圖中跨過(guò)輪裝置拉繩把吊臺(tái)和自己提升上來(lái)。圖中跨過(guò)滑輪的兩段繩都認(rèn)為是豎直的且不計(jì)摩擦不計(jì)滑輪的兩段繩都認(rèn)為是豎直的且不計(jì)摩擦不計(jì)繩的質(zhì)量。吊臺(tái)的質(zhì)量繩的質(zhì)量。吊臺(tái)的質(zhì)量m=15kg，人的質(zhì)量為，人的質(zhì)量為M=55kg，起動(dòng)時(shí)吊臺(tái)向上的加速度是，起動(dòng)時(shí)吊臺(tái)向上的加速度是a=0.2m/s2，求這時(shí)人對(duì)繩子的拉力大小。，求這時(shí)人對(duì)繩子的拉力大小。變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2.2.如圖所示，如圖所示，a a、b b兩個(gè)物體，兩個(gè)物體，m ma a=2m=2mb b，用輕質(zhì)，用輕質(zhì)細(xì)桿連接后放在傾角為細(xì)桿連接后放在傾角為的光滑固定斜面

3、上，的光滑固定斜面上，在下滑的過(guò)程中（在下滑的過(guò)程中（ ） A A、它們的加速度、它們的加速度agagsinsin B B、它們的加速度、它們的加速度a ag gsinsin C C、細(xì)桿的作用力為零、細(xì)桿的作用力為零 D D、細(xì)桿的作用力為、細(xì)桿的作用力為m ma agsingsin變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練例例3.3.如圖所示，兩物塊質(zhì)量為如圖所示，兩物塊質(zhì)量為M M和和m m，用輕繩，用輕繩連接后放在傾角為連接后放在傾角為的固定斜面上，物塊的固定斜面上，物塊和斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為和斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為，用沿斜面向上，用沿斜面向上的恒力的恒力F F 拉物塊拉物塊M M 運(yùn)動(dòng)，求中間繩子的張運(yùn)動(dòng)，求中間繩

4、子的張力力. .連接體中的外力和內(nèi)力的比例關(guān)系連接體中的外力和內(nèi)力的比例關(guān)系FMm1. 1. 如圖所示，質(zhì)量分別為如圖所示，質(zhì)量分別為m m1 1、m m2 2的兩個(gè)物塊，的兩個(gè)物塊，中間用輕質(zhì)細(xì)繩相連，在中間用輕質(zhì)細(xì)繩相連，在F F拉力的作用下一拉力的作用下一起向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，求中間細(xì)繩的拉力起向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，求中間細(xì)繩的拉力為為 ？ m1Fm2變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練合肥市合肥市2007年教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)一年教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)一4 2 2如圖所示，在光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量如圖所示，在光滑水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為分別為m m1 1和和m m2 2的物體的物體A A、B B，m m1 1m m2 2，A A

5、、B B間水間水平連接著一輕質(zhì)彈簧秤。若用大小為平連接著一輕質(zhì)彈簧秤。若用大小為F F的水平的水平力向右拉力向右拉B B，穩(wěn)定后彈簧秤示數(shù)為，穩(wěn)定后彈簧秤示數(shù)為F F1 1；如果改；如果改用大小為用大小為F F的水平力向左拉的水平力向左拉A A，穩(wěn)定后彈簧秤示，穩(wěn)定后彈簧秤示數(shù)為數(shù)為F F2 2。則以下關(guān)系式正確的是（。則以下關(guān)系式正確的是（ ） A AF F1 1FF2 2 B BF F1 1FF2 2 C CF F1 1=F=F2 2 D D無(wú)法確定無(wú)法確定ABF變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練例例4.4.如圖所示如圖所示, ,質(zhì)量為質(zhì)量為m mA A和和m mB B的兩物體的兩物體A A、B B放放在水

6、平光滑桌面上在水平光滑桌面上, ,當(dāng)用某一水平力拉當(dāng)用某一水平力拉B B時(shí)，時(shí)，A A、B B兩物恰好一起以加速度兩物恰好一起以加速度a a作勻加速運(yùn)動(dòng)，作勻加速運(yùn)動(dòng)，那么若加一水平力拉物那么若加一水平力拉物A A，問(wèn)拉力為多大時(shí)，問(wèn)拉力為多大時(shí)物物A A才不會(huì)從物才不會(huì)從物B B上滑下來(lái)？上滑下來(lái)？連接體中的臨界問(wèn)題連接體中的臨界問(wèn)題 解解: :水平力拉水平力拉B B時(shí)時(shí),A,A、B B恰能一起以加速度恰能一起以加速度a a作勻加速作勻加速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng), ,說(shuō)明此時(shí)說(shuō)明此時(shí)A A受的摩擦力為最大靜摩擦力受的摩擦力為最大靜摩擦力. .由牛由牛頓第二定律得頓第二定律得: : f fmaxmax=m=

7、mA Aa a 當(dāng)水平力拉當(dāng)水平力拉A A且且ABAB一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí), ,水平拉力最大水平拉力最大時(shí)時(shí),AB,AB間的摩擦力也為最大靜摩擦力間的摩擦力也為最大靜摩擦力, ,對(duì)對(duì)ABAB整體由整體由牛頓第二定律得牛頓第二定律得: : F Fmaxmax=(m=(mA A+m+mB B)a)a2 2 對(duì)對(duì)B B由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得: : f fmaxmax=m=mB Ba a2 2 由由式聯(lián)立解得：式聯(lián)立解得： F Fmaxmax=(m=(mA A+m+mB B)m)mA Aa/ma/mB B 所以，當(dāng)拉力所以，當(dāng)拉力F F (m(mA A+m+mB B)m)mA Aa/

8、ma/mB B 時(shí)，時(shí)，A A不會(huì)從不會(huì)從B B上滑上滑下來(lái)。下來(lái)。 說(shuō)明：在許多情況中，當(dāng)研究對(duì)象的說(shuō)明：在許多情況中，當(dāng)研究對(duì)象的外部或內(nèi)部條件超過(guò)某一臨界值時(shí)，它的外部或內(nèi)部條件超過(guò)某一臨界值時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生“突變突變”，這個(gè)臨界值就，這個(gè)臨界值就是臨界條件，而題目往往不會(huì)直接告訴你是臨界條件，而題目往往不會(huì)直接告訴你物體處于何種狀態(tài)解決這類(lèi)問(wèn)題的方法物體處于何種狀態(tài)解決這類(lèi)問(wèn)題的方法一般先是求出某一物理量的臨界值，再將一般先是求出某一物理量的臨界值，再將題設(shè)條件和臨界值進(jìn)行比較，結(jié)合相應(yīng)的題設(shè)條件和臨界值進(jìn)行比較，結(jié)合相應(yīng)的物理規(guī)律解決問(wèn)題。物理規(guī)律解決問(wèn)題。 1.

9、A1.A、B B兩物體的質(zhì)量分別為兩物體的質(zhì)量分別為m mA A=2kg=2kg，m mB B=3kg=3kg，它們之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)，它們之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力均為摩擦力均為f fm m=12N=12N，將它們疊放在光滑水，將它們疊放在光滑水平面上，如圖所示，在物體平面上，如圖所示，在物體A A上施加一水平上施加一水平拉力拉力F F15N15N，則，則A A、B B的加速度各為多大？的加速度各為多大？變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練課堂小結(jié)課堂小結(jié)1.解決連接體問(wèn)題時(shí),先整體分析列方程,再隔離一個(gè)物體分析列方程,然后聯(lián)立解出待求量.2.內(nèi)力和整體的牽引力的關(guān)系式 與斜面無(wú)關(guān),與無(wú)關(guān).3.對(duì)于連

10、接體中臨界問(wèn)題,要分析物體可能所處的臨界狀態(tài),求出對(duì)應(yīng)的臨界值,再將題設(shè)條件和臨界值進(jìn)行比較，結(jié)合相應(yīng)的物理規(guī)律解決問(wèn)題。.112mTFmm1.(1.(20042004年上海卷年上海卷5)5)物體物體B B放在物體放在物體A A上，上，A A、B B的上的上下表面均與斜面平行下表面均與斜面平行( (如圖如圖) )，當(dāng)兩者以相同的初速，當(dāng)兩者以相同的初速度靠慣性沿光滑固定斜面度靠慣性沿光滑固定斜面C C向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí)向上做勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí) ( )( )A AA A受到受到B B的摩擦力沿斜面方向向上的摩擦力沿斜面方向向上B BA A受到受到B B的摩擦力沿斜面方向向下的摩擦力沿斜面方向向下C C

11、A A、B B之間的摩擦力為零之間的摩擦力為零D DA A、B B之間是否存在摩擦力取決于之間是否存在摩擦力取決于A A、B B表面的性表面的性質(zhì)質(zhì)ABC課外練習(xí)課外練習(xí)2.2.如圖所示如圖所示, ,一根輕質(zhì)量彈簧上端固定一根輕質(zhì)量彈簧上端固定, ,下下端掛上質(zhì)量為端掛上質(zhì)量為m m0 0的平盤(pán)，盤(pán)中有一物體質(zhì)量的平盤(pán)，盤(pán)中有一物體質(zhì)量為為m,m,當(dāng)盤(pán)靜止時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)了當(dāng)盤(pán)靜止時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)了L L，今向下拉，今向下拉盤(pán)使彈簧再伸長(zhǎng)盤(pán)使彈簧再伸長(zhǎng)LL后停止，然后松手放開(kāi)，后停止，然后松手放開(kāi)，設(shè)彈簧總處在彈性限度內(nèi)，則剛松手時(shí)盤(pán)設(shè)彈簧總處在彈性限度內(nèi)，則剛松手時(shí)盤(pán)對(duì)物體的支持力等于（對(duì)物體的支持

12、力等于（ ） （ ）（ ）（ ）（ ）ABCD1100LLm m gLLmgLLmgLLm m g3如圖所示，某長(zhǎng)方形板狀物體被鋸成A，B，C三塊，然后再保持矩形整體沿力的方向平動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，C對(duì)A作用的摩擦力大小為（ ）（A）10N（B）2.17N（C）2.5N（D）1.25N拼在一起，放在光滑的水平面上，各塊質(zhì)量分別為，M= M=1kgABM= 2kg10NFCABCC，現(xiàn)以的水平推力 沿對(duì)稱(chēng)軸方向推 ，使 ， ， 三塊4 4 、如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m m的光滑小球的光滑小球A A放在盒子放在盒子B B內(nèi)，內(nèi)，然后將容器放在傾角為然后將容器放在傾角為a a的斜面上，在以下幾

13、種情況的斜面上，在以下幾種情況下，小球?qū)θ萜飨?，小球?qū)θ萜鰾 B的側(cè)壁的壓力最大的是（的側(cè)壁的壓力最大的是（ ） (A) (A) 小球小球A A與容器與容器B B一起靜止在斜面上；一起靜止在斜面上； (B) (B) 小球小球A A與容器與容器B B一起勻速下滑；一起勻速下滑； (C) (C) 小球小球A A與容器與容器B B一起以加速度一起以加速度a a加速上滑；加速上滑； (D) (D) 小球小球A A與容器與容器B B一起以加速度一起以加速度a a減速下滑減速下滑. .5 5如圖所示，物塊如圖所示，物塊A A、B B用能承受的最大拉用能承受的最大拉力為力為1010牛的輕繩相連，置于水平桌面

14、上牛的輕繩相連，置于水平桌面上,A,A的的質(zhì)量質(zhì)量m mA A=2kg, B=2kg, B的質(zhì)量的質(zhì)量m mB B=4kg,A=4kg,A、B B與桌面的與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)為動(dòng)摩擦因數(shù)為= = 0.1,0.1,今用水平力拉今用水平力拉物塊物塊A A或或B,B,使物塊盡快運(yùn)動(dòng)起來(lái)，那么為了不致使使物塊盡快運(yùn)動(dòng)起來(lái)，那么為了不致使細(xì)繩被拉斷，最大的水平拉力細(xì)繩被拉斷，最大的水平拉力 ？是？是拉拉A A還是拉還是拉B B？拉？拉 . .2007年高考江蘇卷年高考江蘇卷66、如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為、如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和和2m的四個(gè)木塊，其中兩個(gè)質(zhì)量為的四個(gè)木塊，其中兩

15、個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用一不的木塊間用一不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是可伸長(zhǎng)的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是mg。現(xiàn)用水平拉力現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊，使四的木塊，使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則輕繩對(duì)個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則輕繩對(duì)m的最大拉力的最大拉力為為 ( )mgD.mgC.mgB.mgA.3234353F m2mm2m7.7.如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為M M的木板上放著一個(gè)質(zhì)量的木板上放著一個(gè)質(zhì)量為為m m的木塊，木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為的木塊，木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 1 1，木板與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，木板與水平地面間的動(dòng)摩擦

16、因數(shù)為 2 2，加在木板上的力，加在木板上的力F F為多大時(shí)，才能將為多大時(shí)，才能將木板從木塊下抽出？木板從木塊下抽出？mMF8.8.兩個(gè)重疊在一起的滑塊，置于固定的、傾兩個(gè)重疊在一起的滑塊，置于固定的、傾角為角為的斜面上，如圖所示，滑塊的斜面上，如圖所示，滑塊A A、B B的質(zhì)的質(zhì)量分別為量分別為m m1 1、m m2 2，A A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為為1 1，B B與與A A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為2 2，已知，已知兩滑塊一起從靜止開(kāi)始以相同的加速度從斜兩滑塊一起從靜止開(kāi)始以相同的加速度從斜面滑下，滑塊面滑下，滑塊B B受到的摩擦力為（受到的摩擦力為（ ）.

17、 . A. A.等于零等于零 B.B.大小等于大小等于1 1m m2 2gcosgcos C. C.大小等于大小等于2 2m m2 2gcos gcos D. D.方向沿斜面向上方向沿斜面向上A AB B解解: :以以A A、B B整體為研究對(duì)象，設(shè)它們下滑的加整體為研究對(duì)象，設(shè)它們下滑的加速度為速度為a a，則，則: : 化簡(jiǎn)整理得化簡(jiǎn)整理得 再用隔離法，以滑塊再用隔離法，以滑塊B B為研究對(duì)象，有為研究對(duì)象，有: : 由由、式聯(lián)立解得滑塊式聯(lián)立解得滑塊B B受到的靜摩擦力，受到的靜摩擦力，選項(xiàng)選項(xiàng)BDBD正確正確. .)(cos)(sin)(1212112ammgmmgmm1sincosa

18、ggamFgmf22sincos21gmFfGNfm2gNFf9.9.如圖所示如圖所示, ,三個(gè)物體的質(zhì)量分別為三個(gè)物體的質(zhì)量分別為m m1 1、m m2 2、m m3 3，系統(tǒng)置于光滑水平面上，系統(tǒng)內(nèi)一切摩，系統(tǒng)置于光滑水平面上，系統(tǒng)內(nèi)一切摩擦不計(jì)，繩重力不計(jì)，要求三個(gè)物體無(wú)相對(duì)擦不計(jì)，繩重力不計(jì)，要求三個(gè)物體無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，則水平推力運(yùn)動(dòng)，則水平推力F F （ ） （） 等 于（） 等 于（） 等 于Am gBm+ m+ mmmgCm+ mmmg2123122312（）等于Dmmmmmg123213 10. .一質(zhì)量為一質(zhì)量為M M、傾角為、傾角為的的楔形木塊，靜止楔形木塊，靜止在光滑的水平桌面上，一物塊質(zhì)量為在光滑的水平桌面上，一物塊質(zhì)量為m m，置于，置于楔形木塊的斜面上，物塊與斜面的動(dòng)摩擦因楔形木塊的斜面上，物塊與斜面的動(dòng)摩擦因素為素為 ，為了保持物塊相對(duì)斜面靜止，可