《高考物理 模型系列之對象模型 專題02 連接體模型學(xué)案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高考物理 模型系列之對象模型 專題02 連接體模型學(xué)案（11頁珍藏版）》請?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題的一般處理方法，從靜力學(xué)中連接體、動力學(xué)中連接體、功能問題中連接體等多個角度進(jìn)行示例． 模型破解 1.連接體 　兩個或兩個以上物體相互接觸或連接參的系統(tǒng)稱為連接體。、、 2.處理連接體問題的基本方法 在分析和求解物理連接體問題時(shí)關(guān)鍵之一，就是研究對象的選取問題.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象（指被研究的物體、所處的狀態(tài)或所經(jīng)歷的某些過程），從周圍環(huán)境或全過程中隔離出來進(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，選擇隔離對象.選擇原則是：一要

2、包含待求量，二是所選隔離對象盡量減少所列方程數(shù). ②將研究對象從周圍環(huán)境或全過程中隔離出來. ③對隔離出的物體、過程、狀態(tài)分析研究，畫出某狀態(tài)下的受力圖或某階段的運(yùn)動過程示意圖. 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或兩個以上物體組成的整個系統(tǒng)或整個過程作為研究對象進(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)動的全過程. ②畫出系統(tǒng)的受力圖和運(yùn)動全過程的示意圖. 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，不是相互對立的，一

3、般問題的求解中，隨著研究對象的轉(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，并無絕對的界限，必須具體分析，靈活運(yùn)用.無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)或過程等）的出現(xiàn)為原則. ?在力與加速度的連接體問題中，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題中，選用整體法處理問題時(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)化情況來考慮相對簡便． 例１.如圖所示，質(zhì)量分別為兩個物體通過輕彈簧連接，在力的作用下一起沿水平方向做勻速直線運(yùn)動（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)拉著耙來耙地，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，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)對連接桿的拉力大小。 (3)時(shí)間t內(nèi)拖拉機(jī)對耙做的功。 【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)對耙做功為 ⑥ 例４.如圖所示，細(xì)繩繞過兩個定滑輪A和B，在兩端各掛一個重為P的物體，現(xiàn)在A、B的中點(diǎn)C處掛一個重為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)成的整體為研究對象，該整體的速率從零開始逐漸增為最大，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），如圖在整個過程中，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。已知斜面足夠長，傾角為30°，各物塊與斜面的動摩擦因數(shù)相同，重力加速度為g，則第3個小物塊對第2個小物塊的作用力大小為 50 49 1 2 300 F A. B. C. D.因?yàn)閯幽Σ烈驍?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兩個小物塊用輕繩連結(jié)，繩跨過位于傾角為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始運(yùn)動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始運(yùn)動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)斜面的長度為L，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的兩個滑塊用不可伸長的輕繩通過滑輪連接(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦)，分別置于兩個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 (C)繩對質(zhì)量為m滑塊的拉力均大于該滑塊對繩的拉力 (D)系統(tǒng)在運(yùn)動中機(jī)械能均守恒 【答案】D 5.在2008年北京殘奧會開幕式上，運(yùn)動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。為了探究上升過程中運(yùn)動員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化。一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動員拉住，如圖所示。設(shè)運(yùn)動員的質(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)動員與吊椅一起正以加速度上升時(shí)，試求練５圖 （1）運(yùn)動員豎直向下拉繩的力； （2）運(yùn)動員對吊椅的壓力。 答案：440N，275N 【解析】：解法一:(1）設(shè)運(yùn)動員受到繩向上的拉力為F，由于跨過定滑輪的兩段繩子拉力相等，吊椅受到繩的拉力也是F。對運(yùn)動員和吊椅整體進(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)吊椅對運(yùn)動員的支持力為FN，對運(yùn)動員進(jìn)行受力分析如圖所示，則有： 由牛頓第三定律，運(yùn)動員對吊椅的壓力也為275N 解法二:設(shè)運(yùn)動員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m；運(yùn)動員豎直向下的拉力為F，對吊椅

12、的壓力大小為FN。 根據(jù)牛頓第三定律，繩對運(yùn)動員的拉力大小為F，吊椅對運(yùn)動員的支持力為FN。分別以運(yùn)動員和吊椅為研究對象，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，已知彈簧的原長為L，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，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，它垂直穿過開有小孔的兩平行薄板，板相距3.5L。槽內(nèi)有兩個質(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。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E后（設(shè)槽和輕桿由特殊絕緣材料制成，不影響電場的分布），求： 練７圖 （1）球B剛進(jìn)入電場時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度大??； （2）帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動到速度第一次為零所需的時(shí)間及球A相對右板的位置。 【答案】 【解析】：對帶電系統(tǒng)進(jìn)行分析，假設(shè)球

14、A能達(dá)到右極板，電場力對系統(tǒng)做功為W1，有： 而且還能穿過小孔，離開右極板。 ① 假設(shè)球B能達(dá)到右極板，電場力對系統(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)入電場的時(shí)間為t1，則： ⑥ 將③⑤代入⑥得： ⑦ 球B進(jìn)入電場后，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。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離電場后，帶電系統(tǒng)繼續(xù)做減速運(yùn)動，設(shè)加速度為a3，再由牛頓第二定律： ⑿ 設(shè)球A從離開電場到靜止所需的時(shí)間為t3，運(yùn)動的位移為x，則有： ⒀ ⒁