《2019高考物理 模型系列之對(duì)象模型 專題02 連接體模型學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理 模型系列之對(duì)象模型 專題02 連接體模型學(xué)案（11頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 專題02 連接體模型 模型界定 本模型主要著眼于連接體問(wèn)題的一般處理方法，從靜力學(xué)中連接體、動(dòng)力學(xué)中連接體、功能問(wèn)題中連接體等多個(gè)角度進(jìn)行示例． 模型破解 1.連接體 　兩個(gè)或兩個(gè)以上物體相互接觸或連接參的系統(tǒng)稱為連接體。、、 2.處理連接體問(wèn)題的基本方法 在分析和求解物理連接體問(wèn)題時(shí)關(guān)鍵之一，就是研究對(duì)象的選取問(wèn)題.其方法有兩種：一是隔離法，二是整體法. (i).隔離法 所謂隔離法就是將所研究的對(duì)象（指被研究的物體、所處的狀態(tài)或所經(jīng)歷的某些過(guò)程），從周?chē)h(huán)境或全過(guò)程中隔離出來(lái)進(jìn)行研究的方法. 運(yùn)用隔離法解題的基本步驟： ①明確研究目的，選擇隔離對(duì)象.選擇原則是：一要

2、包含待求量，二是所選隔離對(duì)象盡量減少所列方程數(shù). ②將研究對(duì)象從周?chē)h(huán)境或全過(guò)程中隔離出來(lái). ③對(duì)隔離出的物體、過(guò)程、狀態(tài)分析研究，畫(huà)出某狀態(tài)下的受力圖或某階段的運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖. ④尋找未知量與已知量之間的關(guān)系，選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解. (ii).整體法 所謂整體法就是將兩個(gè)或兩個(gè)以上物體組成的整個(gè)系統(tǒng)或整個(gè)過(guò)程作為研究對(duì)象進(jìn)行分析研究的方法. 運(yùn)用整體法解題的基本步驟： ①明確所研究的系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程. ②畫(huà)出系統(tǒng)的受力圖和運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的示意圖. ③尋找未知量與已知量之間的關(guān)系，選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律列方程求解. (iii)應(yīng)用技巧 隔離法與整體法，不是相互對(duì)立的，一

3、般問(wèn)題的求解中，隨著研究對(duì)象的轉(zhuǎn)化，往往兩種方法交叉運(yùn)用，相輔相成.所以，兩種方法的取舍，并無(wú)絕對(duì)的界限，必須具體分析，靈活運(yùn)用.無(wú)論哪種方法均以盡可能避免或減少非待求量（即中間未知量的出現(xiàn)，如非待求的力，非待求的中間狀態(tài)或過(guò)程等）的出現(xiàn)為原則. ?在力與加速度的連接體問(wèn)題中，只要不涉及物體間的相互作用，就可選用整體法，而物體間的加速度是否相同不是選用整體法的原則． 在物體系的運(yùn)動(dòng)加速度方向不同時(shí)，應(yīng)用整體法常需取曲線坐標(biāo)系，如通過(guò)滑輪用繩連接的兩物體，?？扇⊙乩K方向即將繩等效拉直時(shí)的方向?yàn)檎较颍? ?在涉及功能的連接體問(wèn)題中，選用整體法處理問(wèn)題時(shí)需注意內(nèi)力做功的情況，通常從所涉及的能量

4、形式及轉(zhuǎn)化情況來(lái)考慮相對(duì)簡(jiǎn)便． 例１.如圖所示，質(zhì)量分別為兩個(gè)物體通過(guò)輕彈簧連接，在力的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)（在地面，在空中），力與水平方向成角。則所受支持力和摩擦力正確的是 A. B. C. D. 【答案】 例２.建筑工人用圖所示的定滑輪裝置運(yùn)送建筑材料。質(zhì)量為70.0kg的工人站在地面上，通過(guò)定滑輪將20.0kg的建筑材料以0．500m／s2的加速度拉升，忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦，則工人對(duì)地面的壓力大小為(g取lOm／s。) A．510 N B．490 N C．890 N D．910 N【答案

5、】B 例３.質(zhì)量為M的拖拉機(jī)拉著耙來(lái)耙地，由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間t內(nèi)前進(jìn)的距離為s。耙地時(shí)，拖拉機(jī)受到的牽引力恒為F，受到地面的阻力為自重的k倍，把所受阻力恒定，連接桿質(zhì)量不計(jì)且與水平面的夾角θ保持不變。求： (1)拖拉機(jī)的加速度大小。 (2)拖拉機(jī)對(duì)連接桿的拉力大小。 (3)時(shí)間t內(nèi)拖拉機(jī)對(duì)耙做的功。 【答案】（1）（2）（3） 【解析】：⑴拖拉機(jī)在時(shí)間t內(nèi)勻加速前進(jìn)s，根據(jù)位移公式 ① 變形得

6、 ② ⑶拖拉機(jī)對(duì)耙做功為 ⑥ 例４.如圖所示，細(xì)繩繞過(guò)兩個(gè)定滑輪A和B，在兩端各掛一個(gè)重為P的物體，現(xiàn)在A、B的中點(diǎn)C處掛一個(gè)重為Q的小球，Q<2P，求小球可能下降的最大距離h。已知AB的長(zhǎng)為2L，不計(jì)滑輪和繩之間的摩擦力及繩的質(zhì)量。 例4題圖 【答案】 【解析】：選小球Q和兩重物P構(gòu)成的整體為研究對(duì)象，該整體的速率從零開(kāi)始逐漸增為最大，緊接著從最大又逐漸減小為零（此時(shí)小球下降的距離最大為h），如圖在整個(gè)過(guò)程中，只有重力做功機(jī)械能守恒。 例4題答圖 模型演練 1.如圖所示，50個(gè)大小相同、質(zhì)量均為m的小物塊，在平行于斜面向

7、上的恒力F作用下一起沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。已知斜面足夠長(zhǎng)，傾角為30°，各物塊與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，重力加速度為g，則第3個(gè)小物塊對(duì)第2個(gè)小物塊的作用力大小為 50 49 1 2 300 F A. B. C. D.因?yàn)閯?dòng)摩擦因數(shù)未知，所以不能確定 【答案】B 整體受力分析后根據(jù)牛頓第二定律有，取1、2小物塊整體為研究對(duì)象有，聯(lián)立解得，B正確。 2.如圖，在水平面上的箱子內(nèi)，帶異種電荷的小球a、b用絕緣細(xì)線分別系于上、下兩邊，處于靜止?fàn)顟B(tài)。地面受到的壓力為，球b所受細(xì)線的拉力為。剪斷連接球b的細(xì)線后

8、，在球b上升過(guò)程中地面受到的壓力 (A)小于 (B)等于 (C)等于 (D)大于 【答案】D 3. A、B兩個(gè)小物塊用輕繩連結(jié)，繩跨過(guò)位于傾角為300的光滑斜面頂端的輕滑輪，滑輪與轉(zhuǎn)軸之間的摩擦不計(jì)，斜面固定在水平桌面上，如圖所示．第一次，A懸空，B放在斜面上，B自斜面底端由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至斜面頂端所需的時(shí)間為t．第二次，將A和B位置互換，使B懸空，A放在斜面上，發(fā)現(xiàn)A自斜面底端由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至斜面頂端所需的時(shí)間為t/2． 求A與B兩小物塊的質(zhì)量之比． A B 300 練３圖

9、 【答案】 【解析】：設(shè)A的質(zhì)量為m1、B的質(zhì)量為m2 第一次，A懸空，B放在斜面上，將A、B看成整體，由牛頓第二定律有 設(shè)斜面的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，依題意有 第二次，將A和B位置互換，使B懸空，A放在斜面上，同理有 由以上4式得到 。 ４.如圖所示，兩光滑斜面的傾角分別為30和45,質(zhì)量分別為2 m和m的兩個(gè)滑塊用不可伸長(zhǎng)的輕繩通過(guò)滑輪連接(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦)，分別置于兩個(gè)斜面上并由靜止釋放;若交換兩滑塊位置，再由靜止釋放，則在上

10、述兩種情形中正確的有 (A)質(zhì)量為2m的滑塊受到重力、繩的張力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用 (B)質(zhì)量為m的滑塊均沿斜面向上運(yùn)動(dòng) (C)繩對(duì)質(zhì)量為m滑塊的拉力均大于該滑塊對(duì)繩的拉力 (D)系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能均守恒 【答案】D 5.在2008年北京殘奧會(huì)開(kāi)幕式上，運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃 了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神。為了探究上升過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用，可將過(guò)程簡(jiǎn)化。一根不可伸縮的輕繩跨過(guò)輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖所示。設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計(jì)定滑輪與繩

11、子間的摩擦。重力加速度取。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起正以加速度上升時(shí)，試求練５圖 （1）運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力； （2）運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力。 答案：440N，275N 【解析】：解法一:(1）設(shè)運(yùn)動(dòng)員受到繩向上的拉力為F，由于跨過(guò)定滑輪的兩段繩子拉力相等，吊椅受到繩的拉力也是F。對(duì)運(yùn)動(dòng)員和吊椅整體進(jìn)行受力分析如圖所示，則有： F F (m人+m椅)g a 練５答圖 （2）設(shè)吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力為FN，對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行受力分析如圖所示，則有： 由牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力也為275N 解法二:設(shè)運(yùn)動(dòng)員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m；運(yùn)動(dòng)員豎直向下的拉力為F，對(duì)吊椅

12、的壓力大小為FN。 根據(jù)牛頓第三定律，繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力大小為F，吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力為FN。分別以運(yùn)動(dòng)員和吊椅為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律 ① ② 由①②得 6. 如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球置于光滑水平面上，且固定在一輕質(zhì)彈簧的兩端，已知彈簧的原長(zhǎng)為L(zhǎng)，勁度系數(shù)為k?，F(xiàn)沿彈簧軸線方向在質(zhì)量為2m的小球上有一水平拉力F，使兩球一起做勻加速運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)兩球間的距離為（ ） A.　　　　　　　　　B. C．L＋ D．

13、L＋ 【答案】C ７.如圖所示，沿水平方向放置一條平直光滑槽，它垂直穿過(guò)開(kāi)有小孔的兩平行薄板，板相距3.5L。槽內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A和B，球A帶電量為+2q，球B帶電量為-3q，兩球由長(zhǎng)為2L的輕桿相連，組成一帶電系統(tǒng)。最初A和B分別靜止于左板的兩側(cè)，離板的距離均為L(zhǎng)。若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，不計(jì)輕桿的質(zhì)量，在兩板間加上與槽平行向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E后（設(shè)槽和輕桿由特殊絕緣材料制成，不影響電場(chǎng)的分布），求： 練７圖 （1）球B剛進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度大??； （2）帶電系統(tǒng)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度第一次為零所需的時(shí)間及球A相對(duì)右板的位置。 【答案】 【解析】：對(duì)帶電系統(tǒng)進(jìn)行分析，假設(shè)球

14、A能達(dá)到右極板，電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為W1，有： 而且還能穿過(guò)小孔，離開(kāi)右極板。 ① 假設(shè)球B能達(dá)到右極板，電場(chǎng)力對(duì)系統(tǒng)做功為W2，有： 綜上所述，帶電系統(tǒng)速度第一次為零時(shí)，球A、B應(yīng)分別在右極板兩側(cè)。 ② （2）設(shè)球B從靜止到剛進(jìn)入電場(chǎng)的時(shí)間為t1，則： ⑥ 將③⑤代入⑥得： ⑦ 球B進(jìn)入電場(chǎng)后，帶電系統(tǒng)的加速度為a2，由牛頓第二定律： ⑧ 顯然，帶電系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動(dòng)。設(shè)球A剛達(dá)到右極板時(shí)的速度為v2，減速所需時(shí)間為t2，則有： ⑨ ⑩ 求得： ⑾ 球A離電場(chǎng)后，帶電系統(tǒng)繼續(xù)做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a3，再由牛頓第二定律： ⑿ 設(shè)球A從離開(kāi)電場(chǎng)到靜止所需的時(shí)間為t3，運(yùn)動(dòng)的位移為x，則有： ⒀ ⒁ 11