高中物理牛頓第二定律連接體專題

1、連接體問題連接體問題連接體是相互關(guān)聯(lián)的物體，它們之間的作用力與它們的運(yùn)動及相對運(yùn)動方式有關(guān)。此類問題頻見各類試題中，難、易各異，對這類題目的分析和計(jì)算具有一定的難度。我們的目的是分析連接體力和運(yùn)動的內(nèi)在聯(lián)系、規(guī)律，應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律、利用邏輯關(guān)系推導(dǎo)、演練、計(jì)算、得到結(jié)果。有一些問題難度較大，運(yùn)用我們高中所學(xué)物理知識、數(shù)學(xué)知識、還不能準(zhǔn)確地進(jìn)行描述，我們可以運(yùn)用圖像方法來描述。我們就物理問題的分析方法和解法做了一些研究、探討。上述方法與傳

2、統(tǒng)方法相比計(jì)算過程相對簡便了許多，但需要縝密的思維過程，希望本教材使用者認(rèn)真思考。為了研究方便，我們把連接體分為加速度相同和加速度不相同兩種情況。這種分類并非嚴(yán)格的科學(xué)分類，僅僅是一種大體的歸類吧，便于進(jìn)行分析。因?yàn)檫\(yùn)動情況有所不同，分析和解題的方法將有所區(qū)別。前者注重有相同加速度的物體“合外力按質(zhì)量來均分”理念；加速度不相同的物體注重邏輯關(guān)系推演、超重和失重理念及對系統(tǒng)的牛頓第二定律的應(yīng)用；還有一些問題加速度是變化的，則需注重力、功、

3、能關(guān)系理念以及應(yīng)用圖像法來解決問題的意識。加速度相同的連接體加速度相同的連接體1例|1在右圖中，質(zhì)量分別為m1、m2的物體由彈簧相連接，在恒力F作用下共同向右運(yùn)動，彈簧的長度恒定，物塊與水平面間動摩擦因數(shù)為?。求：彈簧的彈力？【引導(dǎo)】上述問題屬于連接體的問題，按照傳統(tǒng)的解法，老師會教你用整體法與隔離法，按照“先整體后隔離”或“先隔離后整體”等方法，列方程組再求解計(jì)算。那么類似的，像物體在水平面上動運(yùn)、水平面光滑或粗糙；衡力F足夠大可以拉

4、著物體沿著斜面向上運(yùn)動、斜面光滑或粗糙；衡力F足夠大可以拉著物體沿著豎直方向向上運(yùn)動等五種情況下，彈力大小又將如何？難道我們要一一算來，沒有規(guī)律可循？不妨來一塊探究一下！1m2mFm1的合力N61??Fm2的合力N42??F由于T11FFF???或2T2FFF???所以m1和m2之間的拉力8N6NN1411T?????FFF也可以8N4NN422T??????FFF【答案】8N【品味】當(dāng)系統(tǒng)所受外力不僅一個時，先求和力再分配，然后任意隔

5、離一個物體進(jìn)行分析就可求出物體間的“牽連力”。例|3如右圖所示，物體m1、m2用一細(xì)繩連接，兩者在豎直向上的力的作用下向上F加速運(yùn)動，重力加速度為g，求細(xì)繩上的張力？【啟導(dǎo)】本題由水平情境變?yōu)樨Q直情境，但我們依然可以應(yīng)用結(jié)論去分析?！窘馕觥课矬w所受合外力為??gmmFF????21以為研究對象，由“合外力隨質(zhì)量均分”可知2mgmFmmmFmmmF22122122????????又由于gmFF2T2???所以FmmmgmFF21222T?