发布时间 : 星期日 文章高中物理连接体问题更新完毕开始阅读e3a6791927fff705cc1755270722192e4436581d
专题：连接体问题
一、考情链接：
“连接体”问题一直是高中物理学习的一大难题，也是高考考察的重点内容。
二、知识对接：
对接点一、牛顿运动定律 牛顿第一定律（惯性定律）：任何一个物体在不受外力或受平衡力的作用时，总是保持静止状态或匀速直线运动状态。
注意：各种状态的受力分析是解决连接体问题的前提。
牛顿第二定律：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
注意：①物体受力及加速度一定要一一对应，即相应的力除以相应的质量得到相应的加速度，切不可张冠李戴！②分析运动过程时要区分对地位移和相对位移。
牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等，方向相反。
注意：不要忽视牛顿第三定律的应用，尤其是在求“小球对轨道压力”时经常用到牛顿第三定律，且均在评分标准中占1-2分，一定不要忘记。
对接点二、功能关系与能量守恒（什么力做功改变什么能） 1、合力做功量度了物体的动能变化W合=ΔEK
2、重力做功量度了物体的重力势能的变化：WG=ΔEPG 3、弹簧的弹力做功量度了弹性势能的变化：W弹=ΔEP弹
4、除重力和弹簧的弹力以外的其他力做功量度了系统的机械能的变化： W其他=ΔE机 5、系统内相互作用的摩擦力做功：
A、系统内的一对静摩擦力做功：一对静摩擦力对系统做功的代数和为零，其作用
是在系统内各物体间传递机械能。
B、系统内的一对滑动摩擦力做功：其作用是使系统部分机械能转化为系统的内能，
Q= fs相对。
6、电场力做功量度了电势能的变化：WE=ΔEPE
7、安培力做功量度了电能的变化：安培力做正功，电能转化为其他形式能；克服安培力做功，其他形式能转化为电能。
三、规律方法突破
突破点一、整体法与隔离法的运用
①解答问题时，不能把整体法和隔离法对立起来，而应该把这两种方法结合起来，从具体问题的实际出发，灵活选取研究对象，恰当使用隔离法和整体法。
②在选用整体法和隔离法时，要根据所求的力进行选择，若所求为外力，则应用整体法；若所求为内力，则用隔离法。
③具体应用时，绝大多数要求两种方法结合使用，应用顺序也较为固定。求外力时，先隔离后整体，求内力时，先整体后隔离。先整体或先隔离的目的都是求共同的加速度。
突破点二、审题技巧
“连接体”问题往往涉及临界状况的分析。因此，读题时要特别注意“恰好”“刚刚”等字眼，因为它们往往隐含着一种临界状况的信息。
四、题型梳理
题型一、整体法与隔离法的应用
例题1、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2 m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为 。
变式1、如图所示的三个物体A、B、C，其质量分别为m1、m2、m3，带有滑轮的物体B放在光滑平面上，滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不计．为使三物体间无相对运动，则水平推力的大小应为F＝__________
题型二 通过摩擦力的连接体问题
例题2、如图所示，在高出水平地面h = 的光滑平台上放置一质量M = 2kg、由两种不同材料连成一体的薄板A，其右段长度l2 = 且表面光滑，左段表面粗糙。在A最右端放有可视为质点的物块B，其质量m = 1kg，B与A左段间动摩擦因数μ = 。开始时二者均静止，现对A施加F = 20N水平向右的恒力，待B脱离A（A尚未露出平台）后，将A取走。B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x = 。（取g = 10m/s2）求：
（1）B离开平台时的速度vB 。
（2）B从开始运动到脱离A时，B运动的时间tB和位移xB。 （3）A左段的长度l1。
变式2.如图所示，平板A长L=5m，质量M=5kg，放在水平桌面上，板右端与桌边相齐。在A上距右端s=3m处放一物体B（大小可忽略，即可看成质点），其质量m=2kg.已知A、B间动摩擦因数μ1=，A与桌面间和B与桌面间的动摩擦因数μ2=，原来系统静止。现在在板的右端施一大小一定的水平力F持续作用在物体A上直到将A从B下抽出才撤去，且使B最后停于桌的右边缘， 求：（1）物体B运动的时间是多少？ （2）力F的大小为多少？
变式3 如图所示，质量M = 1kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1=，在木板的左端放置一个质量m=1kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动2摩擦因数μ2=，取g=10m/s，试求：（1）若木板长L=1m，在铁块上加一个水平向右的恒力F=8N，经过多长时间铁块运动到木板的右端？（2）若在木板（足够长）的右端施加一个大小从零开始连续增加的水平向左的力F，通过分析和计算后，请在图中画出铁块受到的摩
擦力f随拉力F大小变化的图像．
例题3 如图所示，某货场而将质量为m1=100 kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑下，轨道半径R= m。地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为l=2m，质量均为m2=100 kg，木板上表面与轨道末端相切。货物与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数μ=。（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取
2
g=10m/s）
（1）求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。
（2）若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ1应满足的条件。
（3）若μ1=，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间。
变式4如图所示，质量为M的木板可沿倾角为θ的光滑斜面下滑，木 板上站着一个质量为m的人，问（1）为了保持木板与斜面相对静止，计 算人运动的加速度？（2）为了保持人与斜面相对静止，木板运动的加速 度是多少？
总结：解答“通过摩擦力的连接体问题”时，需要特别注意两点，一是求取加速度的时候，力与质量务必一一对应；二是搞清楚对地位移和相对位移，套用运动学公式及动能定理时绝大多数用的是对地位移，而应用能量守恒中Q= fs相对时用的是相对位移，做题时一定要“三思而后行”！
题型三 通过绳（杆）的连接体问题
特别注意：把握好两点：一是绳和杆的受力特点，二是关联速度的应用。 轻绳（1）轻绳模型的特点：“绳”在物理学上是个绝对柔软的物体，它只产生拉力（张力），绳的拉力沿着绳的方向并指向绳的收缩方向。它不能产生支持作用。它的质量可忽略不计，轻绳是软的，不能产生侧向力，只能产生沿着绳子方向的力。它的劲度系数非常大，以至于认为在受力时形变极微小，看作不可伸长。
（2）轻绳模型的规律：①轻绳各处受力相等，且拉力方向沿着绳子；②轻绳不能
伸长；③用轻绳连接的系统通过轻绳的碰撞、撞击时，系统的机械能有损失；④轻绳的弹力会发生突变。
轻杆（l）轻杆模型的特点：轻杆的质量可忽略不计，轻杆是硬的，能产生侧向力，它的劲度系数非常大，以至于认为在受力时形变极微小，看作不可伸长或压缩。
（2）轻杆模型的规律：①轻杆各处受力相等，其力的方向不一定沿着杆的方向；
②轻杆不能伸长或压缩；③轻杆受到的弹力的方式有拉力或压力。
例4、如图所示，半径为R的四分之一圆弧形支架竖直放置，圆弧边缘C处有一小定滑轮，绳子不可伸长，不计一切摩擦，开始时，m1、m2两球静止，且m1＞m2，试求： (1)m1释放后沿圆弧滑至最低点A时的速度。
(2)为使m1能到达A点，m1与m2之间必须满足什么关系？ (3)若A点离地高度为2R，m1滑到A点时绳子突然断开，则m1落地点离A点的水平距离是多少？
变式5、如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2和质量mB=m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量mA=m的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角θ=60°，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮O1的距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰．现将小物块从C点由静止释放，试求：
（1）小球下降到最低点时，小物块的机械能（取C点所在的水平面为参考平面）；