题型3-2 连接体-备战2019年高考物理题型集结号

题型3-2 连接体-备战2019年高考物理题型集结号

‎【题型概览】‎ 在连接体中，系统由两个或两个以上的物体组成，系统内物体可以有相同的加速度，也可以有不同的加速度；可以直接接触，可以由绳、杆、弹簧、滑轮等相连接；运动方向可以在同一直线上，也可以不在一条直线上 ‎【题型通解】‎ ‎1.在分析和求解物理连接体问题时关键之一，就是研究对象的选取：隔离法与整体法.‎ ‎（1）在力与加速度的连接体问题中，只要不涉及物体间的相互作用，就可选用整体法，而物体间的加速度是否相同不是选用整体法的原则．‎ ‎（2）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，往往两种方法交叉运用，相辅相成.所以，两种方法的取舍，并无绝对的界限，必须具体分析，灵活运用.无论哪种方法均以尽可能避免或减少非待求量（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等）的出现为原则.‎ 例1.如图所示，质量为的物块与水平地面的摩擦不计，质量为的物块与地面间的动摩擦因数为，在与水平方向成的斜向下的恒力的作用下，和一起向右做加速运动，则和之间的作用力大小为 A. B.‎ C. D. ‎ ‎【答案】A　‎ ‎【解析】由题意知B与地面间的压力为mg、摩擦力为，则对整体，对B有，故可得A对B的作用力，A正确。 ‎ 例2.如图所示，质量为M的长平板车放在光滑的倾角为α的斜面上，车上站着一质量为m的人，若要平板车静止在斜面上，车上的人可以 例2图 A．匀速向下奔跑 B．以加速度向下加速奔跑 C．以加速度向下加速奔跑 D．以加速度向上加速奔跑 ‎【答案】C ‎(3)在物体系的运动加速度方向不同时，利用整体法时常需取曲线坐标系，如通过滑轮用绳连接的两物体，常可取沿绳方向即将绳等效拉直时的方向为坐标轴．‎ 例3.如图所示，一根长度为2L、质量为m的绳子挂在定滑轮两侧，左右两边绳子长度相等。绳子的质量分布均匀，滑轮的质量和大小均忽略不计，不计一切摩擦。由于轻微的扰动，右侧绳从静止开始竖起下降，当它向下运动的位移为x时，加速度的大小为a，滑轮对天花板的拉力为T。已知重力加速度大小为g，下列a-x、T-x关系图线可能正确的是 ‎【答案】AC ‎ ‎2.斜面连接体 斜面连接体的基本处理方法仍是整体与隔离，关于斜面连接体的一些典型情景及可利用的固定结论：‎ ‎（1）自由释放的滑块能在斜面上(如图1 所示)匀速下滑时，m与M之间的动摩擦因数μ＝gtan θ．‎ ‎（2）在斜面上自由释放的滑块(如图1 所示)取整体为研究对象时易知：‎ 图1‎ 静止或匀速下滑时，斜面M对水平地面的静摩擦力为零,对地面的压力等于整体重力；‎ ‚加速下滑或减速上滑时，斜面M对水平地面的静摩擦力水平向右,对地面的压力小于整体的重力；‎ ƒ减速下滑时，斜面M对水平地面的静摩擦力水平向左,对地面的压力大于整体的重力．‎ 例4.如图所示，斜劈形物体的质量为M，放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速沿斜劈的斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而斜劈始终保持静止，物块m上、下滑动的整个过程中 (　　) ‎ 例4图 A．地面对斜劈M的摩擦力方向先向左后向右 B．地面对斜劈M的摩擦力方向没有改变 C．地面对斜劈M的支持力大于(M＋m)g D．物块m向上、向下滑动时加速度大小相同 ‎【答案】B ‎【解析】物块m向上滑动时的加速度a上＝＝gsinθ＋μgcosθ，下滑时的加速度a下＝＝gsinθ－μgcosθ，故D错误；由于物体上滑和下滑时的加速度均沿斜面向下，故整体有竖直向下的分加速度，整体处于失重状态，地面对斜劈M的支持力小于(M＋m)g，C错误；水平方向整体只有向左的加速度，故整体在水平方向上有向左的合力，也即地面对斜劈M的摩擦力方向始终水平向左，所以A错误，B正确． ‎ ‎（3）斜面上自由释放的滑块(如图2所示)匀速下滑时，M对水平地面的静摩擦力为零，这一过程中再在m上加上同一竖直平面内任何方向的作用力，(在m停止前)M对水平地面的静摩擦力依然为零，通常隔离M进行受力分析较简便．‎ 图2‎ ‎（4）悬挂有物体的小车在斜面上滑行(如图3所示)：‎ 向下的加速度a＝gsin θ时，悬绳稳定时将垂直于斜面；‎ ‚向下的加速度a＞gsin θ时，悬绳稳定时将偏离垂直方向向上；‎ ƒ向下的加速度a＜gsin θ时，悬绳将偏离垂直方向向下;‎ 悬绳沿竖直方向时,加速度a=0;‎ 悬绳沿水平方向时,加速度.‎ ‎(5)如图4所示，当整体有向右的加速度a＝gtan θ时，m能在斜面上保持相对静止．‎ ‎ (6)如图5所示，对斜劈施加的作用力F＝（M+m）gtan θ即a＝gtan θ时，甲图中绳恰好松弛，乙图中m恰好对斜劈无压力、小球即将离开斜劈。‎ 图3‎ 图4‎ 图5‎ 例5.物体置于光滑斜面上，当斜面固定时，物体沿斜面下滑的加速度为a1，斜面对物体的弹力为FN1。斜面不固定且地面也光滑时，物体沿斜面下滑的加速度为a2，斜面对物体的弹力为FN2，则下列关系正确的是 A. a1>a2 FN1>FN2 B.a1FN2 C..a1a2 FN1

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