高中物理连接体问题 (2)精选文档.ppt

高中物理连接体问题本讲稿第一页，共三十一页两个或两个以上物体相互连接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参与运动的系统称为连接体常见题型：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本讲稿第二页，共三十一页如图所示，光滑水平面上放置质量分别为如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m 和和2m 的四个木块，其中两个质量为的四个木块，其中两个质量为m 的木块间的木块间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静用一不可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是摩擦力是mg。现用水平拉力。现用水平拉力F 拉其中一个质拉其中一个质量为量为2m 的木块，使四个木块一同一加速度运动，的木块，使四个木块一同一加速度运动，则轻绳对则轻绳对m 的最大拉力为的最大拉力为 （）本讲稿第三页，共三十一页如图，质量为如图，质量为2 m的物块的物块A与水平地面的与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为摩擦可忽略不计，质量为m的物块的物块B与地与地面的动摩擦因数为面的动摩擦因数为，在已知水平推力，在已知水平推力F的作用下，的作用下，A、B做加速运动，做加速运动，A对对B的的作用力为作用力为_.本讲稿第四页，共三十一页高考走势高考走势连接体的拟题在高考命题中由来已久，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加强了对非平衡态下连接体的考查力度.本讲稿第五页，共三十一页处理连接体问题的基本方法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遇到的关键之一，就是研究对象的选取问题问题.其方法有两种：一是隔离法，其方法有两种：一是隔离法，二是整体法二是整体法.本讲稿第六页，共三十一页处理连接体问题的基本方法处理连接体问题的基本方法1.1.隔离法隔离法（1 1）含义：所谓隔离法就是将所研究）含义：所谓隔离法就是将所研究的对象的对象-包括物体、状态和某些过程，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从系统或全过程中隔离出来进行研究的方法方法.本讲稿第七页，共三十一页处理连接体问题的基本方法处理连接体问题的基本方法1.1.隔离法隔离法（2 2）运用隔离法解题的基本步骤：）运用隔离法解题的基本步骤：明确研究对象或过程、状态，选择隔明确研究对象或过程、状态，选择隔离对象离对象.选择原则是：一要包含待求量，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二是所选隔离对象和所列方程数尽可能少少.将研究对象从系统中隔离出来；或将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研究的某状态、某过程从运动的全过程中隔离出来中隔离出来.本讲稿第八页，共三十一页处理连接体问题的基本方法处理连接体问题的基本方法1.1.隔离法隔离法（2 2）运用隔离法解题的基本步骤：）运用隔离法解题的基本步骤：对隔离出的研究对象、过程、状态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某阶段的运动过程示意图.寻找未知量与已知量之间的关系，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选择适当的物理规律列方程求解本讲稿第九页，共三十一页处理连接体问题的基本方法处理连接体问题的基本方法2.2.整体法整体法（1 1）含义：所谓整体法就是将两个或）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程作为研究对象进行分析研究的方法.本讲稿第十页，共三十一页处理连接体问题的基本方法处理连接体问题的基本方法2.2.整体法整体法（2 2）运用整体法解题的基本步骤：）运用整体法解题的基本步骤：明确研究的系统或运动的全过程明确研究的系统或运动的全过程.画出系统的受力图和运动全过程的示画出系统的受力图和运动全过程的示意图意图.寻找未知量与已知量之间的关系，选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择适当的物理规律列方程求解.本讲稿第十一页，共三十一页处理连接体问题的基本方法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，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，相辅相成往往两种方法交叉运用，相辅相成.所所以，两种方法的取舍，并无绝对的界限，以，两种方法的取舍，并无绝对的界限，必须具体分析，灵活运用必须具体分析，灵活运用.无论哪种方无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量法均以尽可能避免或减少非待求量（即中间（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未知量的出现，如非待求的力，非待求的中间状态或过程等）等）的出现为原则的出现为原则.本讲稿第十二页，共三十一页两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结，置于场两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结，置于场强为强为E的匀强电场中，小球的匀强电场中，小球1和小球和小球2均带正电，电量均带正电，电量分别为分别为q1和和q2（q1q2）。将细线拉直并使之与电场）。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放，则释放后细线中的张力T为（不计重力及两小球为（不计重力及两小球间的库仑力）间的库仑力）本讲稿第十三页，共三十一页 A的质量的质量m1=4 m,B的质量的质量m2=m,斜面固定在斜面固定在水平地面上水平地面上.开始时将开始时将B按在地面上不动，按在地面上不动，然后放手，让然后放手，让A沿斜面下滑而沿斜面下滑而B上升上升.A与与斜面无摩擦，如图，设当斜面无摩擦，如图，设当A沿斜面下滑沿斜面下滑s距距离后，细线突然断了离后，细线突然断了.求求B上升的最大高度上升的最大高度H.H=1.2 s本讲稿第十四页，共三十一页直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火，悬挂着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空箱的悬索与竖直方向的夹角1=45.直升机取水直升机取水后飞往火场，加速度沿水平方向，大小稳定在后飞往火场，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时，悬索与竖直方向的夹角2=14.如果空气阻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（取重力加速度g=10m/s2；sin140.242；cos140.970）M=4.5103kg本讲稿第十五页，共三十一页如图所示，一辆汽车如图所示，一辆汽车A拉着装有集装箱的拖车拉着装有集装箱的拖车B以速度以速度v1=30m/s进入向下倾斜的直车道。车道每进入向下倾斜的直车道。车道每100m下降下降2m。为使汽车速度在。为使汽车速度在S=200m的距离内减的距离内减到到v2=10m/s，驾驶员必须刹车。假定刹车时地面，驾驶员必须刹车。假定刹车时地面的摩擦阻力是恒力，且该力的的摩擦阻力是恒力，且该力的70%作用于拖车作用于拖车B，30%作用于汽车作用于汽车A。已知。已知A的质量的质量m1=2000kg，B的的质量质量m2=6000kg。求汽车与拖车的连接处沿运动方。求汽车与拖车的连接处沿运动方向的相互作用力。取重力加速度向的相互作用力。取重力加速度g=10m/s2。本讲稿第十六页，共三十一页 如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，如图所示，一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高棒下端离地面高H，上端套着一个细，上端套着一个细环。棒和环的质量均为环。棒和环的质量均为m，相互间，相互间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kmg(k1)。断开轻绳，棒和环自由下落。断开轻绳，棒和环自由下落。假设棒足够长，与地面发生碰撞时，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，空气阻个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计。求：力不计。求：棒第一次与地面碰撞棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中，环的加速度。弹起上升过程中，环的加速度。从从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间，棒运动的路程间，棒运动的路程s。H棒棒环环本讲稿第十七页，共三十一页a环环=(k-1)g，竖直向上。，竖直向上。棒落地反弹上升的过程，棒落地反弹上升的过程，a棒棒=(k+1)g，竖，竖直向下，棒匀减速上升高度直向下，棒匀减速上升高度s1=v2/2a棒棒，而而s=H+2s1。本讲稿第十八页，共三十一页如图如图(a)所示，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的所示，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继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为为50Hz。图。图(b)中中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如箭头所示。运动方向如箭头所示。本讲稿第十九页，共三十一页重力加速度为重力加速度为g g，已知，已知a a段纸带加速度为段纸带加速度为a a1 1,c,c段纸带加速段纸带加速度大小为度大小为a a2 2,由此可推算出重由此可推算出重物与小车的质量比为物与小车的质量比为_。本讲稿第二十页，共三十一页如图所示，三个质量均为如图所示，三个质量均为m m的弹性小球用两根长均为的弹性小球用两根长均为的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上现给中的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上现给中间的小球间的小球B B一个水平初速度，方向与绳垂直一个水平初速度，方向与绳垂直.小球相互小球相互碰撞时无机械能损失，轻绳不可伸长求：碰撞时无机械能损失，轻绳不可伸长求：(1)(1)当小球当小球A A、C C第第一次相碰时，小一次相碰时，小球球B B的速度的速度(2)(2)当三个小球再次在同一直线上时小球当三个小球再次在同一直线上时小球B B的速度的速度(3)(3)运动过程中小球运动过程中小球A A最大动能和此时两绳的夹角最大动能和此时两绳的夹角(4)(4)当三个小球处在同一直线上时，绳中的拉力当三个小球处在同一直线上时，绳中的拉力F F的的大小大小 本讲稿第二十一页，共三十一页12345678910本讲稿第二十二页，共三十一页本讲稿第二十三页，共三十一页本讲稿第二十四页，共三十一页9.9.如图所示，质量均为如图所示，质量均为 m m的的 A A、B B两个弹性小两个弹性小球，用长为球，用长为 2 2l l的不可伸长的轻绳连接。现把的不可伸长的轻绳连接。现把 A A、B B两球置于距地面高两球置于距地面高 H H处（处（H H足够大），间距足够大），间距为为 l l.当当 A A球自由下落的同时，球自由下落的同时，B B球以速度球以速度 v vo o 指向指向 A A球水平抛出。求：球水平抛出。求：（1 1）两球从开始运动到相碰，）两球从开始运动到相碰，A A球下落的高度。球下落的高度。（2 2）A A、B B两球碰撞（碰撞时无两球碰撞（碰撞时无机械能损失）后，各自速度的机械能损失）后，各自速度的水平分量。水平分量。（3 3）轻绳拉直过程中，）轻绳拉直过程中，B B球受球受到绳子拉力的冲量大小。到绳子拉力的冲量大小。本讲稿第二十五页，共三十一页本讲稿第二十六页，共三十一页本讲稿第二十七页，共三十一页10.10.如图，两个长均为如图，两个长均为的轻质杆，通过的轻质杆，通过A A、B B、C C上垂直纸面的上垂直纸面的转动轴与转动轴与A A、B B、C C三个物块相连，整体处于竖直面内。三个物块相连，整体处于竖直面内。A A、C C为两个为两个完全相同的小物块，完全相同的小物块，B B物块的质量与物块的质量与A A小物块的质量之比为小物块的质量之比为2121，三个物块的大小都可忽略不计。，三个物块的大小都可忽略不计。A A、C C两物块分别带有两物块分别带有q q、q q的电量，并置于绝缘水平面上，在水平面上方有水平向右的匀的电量，并置于绝缘水平面上，在水平面上方有水平向右的匀强电场，场强为强电场，场强为E E，物块间的库仑力不计。当，物块间的库仑力不计。当ABAB、BCBC与水平面与水平面间的夹角均为间的夹角均为5353时，整体恰好处于静止状态，一切摩擦均不时，整体恰好处于静止状态，一切摩擦均不计，并且在运动过程中无内能产生，重力加速度为计，并且在运动过程中无内能产生，重力加速度为g g。（sin53=0.8sin53=0.8，cos53=0.6cos53=0.6）求求B B物块的质量；物块的质量；在在B B物块略向下移动一些，并物块略向下移动一些，并由静止释放后，它能否到达水平面？如果能，请求出由静止释放后，它能否到达水平面？如果能，请求出B B物块到达物块到达地面前瞬时速度的大小；如果不能，请求出地面前瞬时速度的大小；如果不能，请求出B B物块能到达的最物块能到达的最低位置。低位置。本讲稿第二十八页，共三十一页本讲稿第二十九页，共三十一页11.0711.07宿迁期未卷宿迁期未卷T18T18如图，半径为如图，半径为R R的的1/41/4圆弧支架竖直放置，支架底圆弧支架竖直放置，支架底ABAB离地的距离为离地的距离为2 2R R，圆弧边缘，圆弧边缘C C处有一小定滑轮，一轻处有一小定滑轮，一轻绳两端系着质量分别为绳两端系着质量分别为m m1 1与与m m2 2的物体，挂在定滑轮两的物体，挂在定滑轮两边，且边，且m m1 1m m2 2，开始时，开始时m m1 1、m m2 2均静止，均静止，m m1 1、m m2 2可视为质可视为质点，不计一切摩擦。求：点，不计一切摩擦。求：m m1 1释放后经过圆弧最低点释放后经过圆弧最低点A A时时 的速度；的速度；若若m m1 1到最低点时绳突然断开，到最低点时绳突然断开，求求m m1 1落地点离落地点离A A点水平距离；点水平距离；为使为使m m1 1能到达能到达A A点，点，m m1 1与与m m2 2之之间必须满足什么关系间必须满足什么关系?本讲稿第三十页，共三十一页本讲稿第三十一页，共三十一页