2010届高三物理复习难点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2-1,质量为2 m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m1=4 m,B的质量m2=m,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2-2,设当A沿斜面下滑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2-3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,即a=g,则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.
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2-4,据牛顿第二定律得:
mg-Ff=ma ①
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2-5.
据物体平衡条件得:
FN-Ff′-Mg=0 ②
且Ff=Ff′ ③
由①②③式得FN=g
由牛顿第三定律知,木箱对地面的压力大小为
FN′=FN=g.
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:
(mg+Mg)-FN=ma
故木箱所受支持力:FN=g,由牛顿第三定律知: