高中物理复习连接体问题分析.docx

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连接体运动问题

一、教法建议

【解题指导】“连接体运动”是在生活和生产中常见的现象，也是运用牛顿运动定律解答的一种重要题型。在“连接体运动”的教学中，需要给学生讲述两种解题方法──“整体法”和“隔离法”。

如图1-15所示：把质量为M的的物体放在光．滑．的水．平．高台上，用一条可以忽略质量而且不变形的细绳绕过定滑轮把它与质量为m的物体连接起来，求：物体M

和物体m的运动加速度各是多大？

⒈“整体法”解题

采用此法解题时，把物体M和m看作一个整．体．，它们的总质量为(M+m)。把通过细绳连接着的M与m之间的相互作用力看作是内．力．，既然水平高台是光滑无阻力的，那么这个整体所受的外．力．就只有mg了。又因细绳不发生形变，所以M与m应具有共同的加速度a。

现将牛顿第二定律用于本题，则可写出下列关系式：

mg=(M+m)a

所以，物体M和物体m所共有的加速度为：a? m g

M?m

⒉“隔离法”解题

采用此法解题时，要把物体M和m作为两个物体隔离开分别进行受力分析，因此通过细绳连接着的M与m之间的相．互．作用力T必须标出，而且对M和m单．独．来看都是外．力．（如图1-16所示）。

根据牛顿第二定律对物体M可列出下式：T=Ma①根据牛顿第二定律对物体m可列出下式：mg-T=ma②将①式代入②式：mg-Ma=mamg=(M+m)a

所以物体M和物体m所共有的加速度为：a?

m

M?mg

最后我们还有一个建议：请教师给学生讲完上述的例题后，让学生自己独立推导如图1-17所示的另一个例题：用细绳连接绕过定滑轮的物体M和m，已知Mm，可忽略阻力，求物体M和m的共同加速度a。

如果学生能不在老师提示的情况下独立地导出：a?M?mg，就表明学

M?m

生已经初步地掌握了“连接体运动的解题方法了。（如果教师是采用小测验的方式进行考察的，还可统计一下：采用“整体法”解题的学生有多少？采用“隔离法”解题的学生有多少？从而了解学生的思维习惯。）”

【思路整理】

⒈既然采用“整体法”求连接体运动的加速度比较简便？为什么还要学习“隔离法”解题呢？这有两方面的原因：

①采用“整体法”解题只能求加速度a，而不．能．直．接．求出物体M与m之间的相互作用力T。采用“隔

离法”解联立方程，可以同时解出a与T。因此在解答比较复杂的连接体运动问题时，还是采用“隔离法”

比较全面。

②通过“隔离法”的受力分析，可以复．习．巩．固．作用力和反作用力的性质，能够使学生加深对“牛顿第三定律”的理解。

⒉在“连接体运动”的问题中，比较常见的连．接．方．式．有哪几种？比较常见的连接方式有三种：

①用细绳将两个物体连接，物体间的相互作用是通过细绳的“张力”体现的。在“抛砖引玉”中所举的两个例题就属于这种连接方式。

②两个物体通过“摩擦力”连接在一起。

③两个物体通互相接触推压连接在一起，它们间的相互作用力是“弹力”。

⒊“连接体运动”问题是否只限于两个物体的连接？

不是。可以是三个或更多物体的连接。在生活中我所见的一个火车牵引着十几节车厢就是实际的例子。但是在中学物理解题中，我们比较常见的例题、习题和试题大多是两个物体构成的连接体。只要学会解答两个物体构成的连接体运动问题，那么解答多个物体的连接体运动问题也不会感到困难，只不过列出的联立方程多一些，解题的过程麻烦一些。

二、解题范例

例题1：如图1-18所示：在光滑的水平桌面上放一物体A，在A上再放一物体B，物体A和B间有摩擦。施加一水平力F于物体B，使它相对于桌面向右运动。这时物体A相对于桌面

A.向左运B.向右运

C.不动D.运动，但运动方向不能判断。

【思维基础】解答本题重要掌握“隔离法”，进行受．力．分．析．。

分析思路：物体A、B在竖直方向是受力平衡的，与本题所要判断的内容无直接关系，可不考虑。物体B在水平方向受两个力：向右的拉力F，向．左．的A施于B的摩擦力f，在此二力作用下物体B相对于桌面向右运动。物体A在水平方向只受一个力：B施于A的向．右．的摩擦力f，因此物体A应当向右运动。

注1、水平桌面是光．滑．的，所以对物体A没有作用力。注2、物体A与物体B间的相互摩擦力是作用力和反作用力，应当大小相等、方向相反、同生同灭，分别作用于A和B两个物体上。答案：（B）

例题2：如图1-19所示：两个质量相同的物体1和2紧靠在一

起，放在光滑水平桌面上，如果它们分别受到水平推力F

1

和F，

2

且FF