连接体问题的解题思路
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连接体问题的求解思路
【例题精选】?
【例１】在光滑的水平面上放置着紧靠在一起的两个物体Ａ和B（如图）,它们的质量分别为ｍA、ｍＢ。当用水平恒力F推物体Ａ时，问:⑴A、Ｂ两物体的加速度多大?⑵Ａ物体对Ｂ物体的作用力多大?
分析：两个物体在推力的作用下在水平面上一定做匀加速直线运动。对整体来说符合牛顿第二定律；对于两个孤立的物体分别用牛顿第二定律也是正确的。因此，这一道连接体的问题可以有解。
解：设物体运动的加速度为a，两物体间的作用力为T，把A、B两个物体隔离出来画在右侧。因为物体组只在水平面上运动在竖直方向上是平衡的,所以分析每个物体受力时可以只讨论水平方向的受力。A物体受水平向右的推力F和水平向左的作用力T,B物体只受一个水平向右的作用力Ｔ。对两个物体分别列牛顿第二定律的方程:
对mA满足 F－T= mＡa ⑴ 对mＢ满足 Ｔ = ｍＢa ⑵ ⑴+⑵得 F =（mＡ＋mB)a ⑶ 经解得： ａ = F/(mA＋ｍB) ⑷ 将⑷式代入⑵式可得 T= FmB/（mA＋mB）
小结：①解题时首先明确研究对象是其中的一个物体还是两个物体组成的物体组。如果本题只求运动的加速度,因为这时Ａ、B两物体间的作用力是物体组的内力和加速度无关,那么我们就可以物体组为研究对象直接列出⑶式动力学方程求解。若要求两物体间的作用力就要用隔离法列两个物体的动力学方程了。
②对每个物体列动力学方程，通过解联立方程来求解是解决连接体问题最规范的解法，也是最保险的方法,同学们必须掌握。
【例2】如图所示,5个质量相同的木块并排放在光滑的水平桌面上，当用水平向右推力F推木块1,使它们共同向右加速运动时，求第２与第3块木块之间弹力及第４与第5
块木块之间的弹力。
?解：(1)如图所示，以5个木块整体为研究对象。设每个木块质量为m,则 F?5ma?a?F 5m?分析：仔细分析会发现这一道题与例1几乎是一样
第３、４、5木块看作B物体，就和例1完全一样了
?将第3、4、5块木块隔离为一个研究对象，设第2块木态完全相同,可以用整体法求出系统的加速度(也是各块对第3块木块的弹力为N,其受力分析（如图)，则
２与第3木块之间弹力,可以以第３、4、５木块为一
N?3ma?3mF3?F 5m53?所以第2与第3木块之间弹力为F。
5?(2)将第5木块隔离为一个研究对象(如图）,设第４对第5木块弹力为N?,则 ?N??ma?m·一个研究对象。
F1?F 5m51?所以第４与第5块木块之间弹力为F。
5
小结:从这道题可以看出当５个木块一起向右加速运动时，各木块之间的相互作用力
大小不同,其中“2”对“3”的作用力比“4”对“5”的作用力大，其原因是“2”对“3”的作用力N要使3个木块获加速度a,而“4”对“５”的弹力N?只使一个木块获得加速度a。
思考题:如图所示，光滑水平面上有两物体m1与m2
用细线连接,设细线能承受的最大拉力为T，m1?m2,现
用水平拉力Ｆ拉系统，要使系统得到最大加速度Ｆ应向哪个方向拉？（答：向左拉m1)
?【例3】如图所示，木块Ａ质量为１ｋg，木块Ｂ质量为2kg，叠放在水平地面上,ＡＢ之间最大静摩擦力为5N,B与地面之间摩擦系数为0.1,今用水平力F作用于A，保持ＡB相对静止的条件是Ｆ不超过? ??N。
(g?10m/s)
分析：当Ｆ作用于A上时,Ａ与Ｂ的受力分析如图所示。要使A、Ｂ保持相对静止，
2Ａ与B的加速度必须相等。B的加速度最大值为：
a?中
f1??f2 mB其
f1?
为5N,
f2?(mA?mB)g·??2(2?1)?10?01.?3N
代入上式
?a?5?3m/s2?1m/s2 2F?f1?mAa
这也是Ａ的加速度最大值。 又因?
????
F?mAa?f1?1?1?5?6N?F最大不超过6N。
【例4】如图所示，一根轻质弹簧上端固定,下端挂一个质量为m0的平盘，盘中有一物体,质量为ｍ，当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了l,今向下拉盘，使弹簧再伸长?l后停止,然后松手，设弹簧总处在弹性限度内,则刚松手时盘对物体的支持力等于: ?C.
A.(1??l)mg? ?B．(1??l)(m?m0)g
ll?lmg ???D．?l(m?m0)g
ll?分析:根据题意由盘及物体组成的系统先后经过了三个状态:（１)盘中放物，弹簧被伸长,系统处于平衡态，此时有(m?m0)g?kl,(2）手对盘有向下拉力F，弹簧被再伸长了?l，系统仍平衡,即(m?m0)g?F?k(1??l)，可得F?k?l。（3)撤去拉力F的瞬间,系统失去平衡。有向上的加速度,此时系统受合力的大小与撤去的力F相等,方向与F相反。可用整体法求出此刻系统的加速度，用隔离法以物体为对象，求出盘对物体的支持力。
解:当盘与物的总重力跟弹簧弹力平衡时,有:
(m?m0)g?klk?(m?m0)g
l刚松手时盘与物所受合力向上,大小为F合?k?l，此时盘与物的加速度
(m?m0)g·?lF合?lla???g
m?m0m?m0l以物为对象，设盘对物的支持力为N，则
连接体问题的解题思路
