难点2
连接体问题分析策略整体法与隔离法
两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体以平衡态或非平衡态下连接体问题拟题屡次呈现于高考卷面中,是考生备考临考的难点之一●难点磁场1(★★★★)如图21,质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为m的物块B与地面的动摩擦因数为μ,在已知水平推力F的作用下,A、B做加速运动,A对B的作用力为____________2(★★★★)A的质量m14mB的质量m2m斜面固定在水平地面上开始时将B按在地面上不动,然后放手,让A沿斜面下滑而B上升A与斜面无摩擦,如图22,设当A沿斜面下
图21
图22
滑s距离后,细线突然断了求B上升的最大高度H●案例探究[例1](★★★★)如图23所示,质量为M的木箱放在水平面上,木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球,开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为重力加速度的小球在下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?命题意图:考查对牛顿第二定律的理解运用能力及灵活选取研究对象的能力B级要求
12
,即a
12
g则
图23
错解分析:(1)部分考生习惯于具有相同加速度连接体问题演练,对于“一动一静”连续体问题难以对其隔离,列出正确方程(2)思维缺乏创新,对整体法列出的方程感到疑惑解题方法与技巧:解法一:(隔离法)木箱与小球没有共同加速度,所以须用隔离法取小球m为研究对象,受重力mg、摩擦力Ff如图24,据牛顿第二定律得:mgFfma①
图24
取木箱M为研究对象,受重力Mg、地面支持力FN及小球给予的摩擦力Ff′如图25据物体平衡条件得:FNFf′Mg0且FfFf′②③
图25
f由①②③式得FN
2Mmg2
由牛顿第三定律知,木箱对地面的压力大小为
FN′FN
2Mmg2
解法二:(整体法)对于“一动一静”连接体,也可选取整体为研究对象,依牛顿第二定律列式:(mgMg)FNmaM×0
2Mmg由牛顿第三定律知:22Mm木箱对地面压力FN′FNg2
故木箱所受支持力:FN[例2](★★★★)一个质量为02kg的小球用细线吊在倾角θ53°的斜面顶端,如图26,斜面静止时,
图26
球紧靠在斜面上,绳与斜面平行,不计摩擦,当斜面以10ms2的加速度向右做加速运动时,求绳的拉力及斜面对小球的弹力命题意图:考查对牛顿第二定律的理解应用能力、分析推理能力及临界条件的挖掘能力B级要求错解分析:对物理过程缺乏清醒认识,无法用极限分析法挖掘题目隐含的临界状态及条件,使问题难以切入r