2023届高考物理一轮复习学案：3-3-1连接体问题 WORD版含解析.docx

1、第3章 第2讲 牛顿运动定律的综合应用（第1课时连接体和瞬时加速度）课前复习（学生自己翻阅教材填写）一、连接体问题1连接体多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的（ ）称为连接体。2外力与内力(1)外力：系统（ ）的物体对系统的作用力。(2)内力：系统（ ）各物体间的相互作用力。3整体法和隔离法(1)整体法：把（ ）相同的物体看作一个整体来研究的方法。(2)隔离法：求（ ）物体间的相互作用时，把一个物体隔离出来单独研究的方法。二、判断题1整体法和隔离法是确定研究对象时常用的方法。()2应用牛顿第二定律对整体进行分析时，需要分析内力。()3轻绳在伸直状态下，两端的连接体

2、沿绳方向的速度总是相等的。()课堂讲解考点1、整体法和隔离法解决连接体问题 1处理连接体问题的方法(1)整体法若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。(2)隔离法若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解。(3)整体法、隔离法交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力。即“先整体求加速度，后隔离

3、求内力”。若已知物体之间的作用力，求连接体所受外力，则“先隔离求加速度，后整体求外力”。2连接体的类型(1)可直接记结论求解A、B间作用力T整体：；隔离受力少的： 得：此结论斜面地面光滑或者粗糙都适用。(2)可以整体和隔离法求解（连接体问题都适用）图一、对M：；对m：；可求T。例1、(2020海南高考)(多选)如图，在倾角为的光滑斜面上，有两个物块P和Q，质量分别为m1和m2，用与斜面平行的轻质弹簧相连接，在沿斜面向上的恒力F作用下，两物块一起向上做匀加速直线运动，则()A两物块一起运动的加速度大小为aB弹簧的弹力大小为TC若只增大m2，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大D若只增大，两

4、物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大变式1、(2020江苏高考)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为()AF B C D例2、(轻绳连接体)(多选)倾角为30的光滑斜面上放一质量为m的盒子A，A盒用轻质细绳跨过定滑轮与B盒相连，B盒内放一质量为的物体。如果把这个物体改放在A盒内，则B盒加速度恰好与原来等值反向，重力加速度为g，则B盒的质量mB和系统的加速度a的大小分别

5、为()AmB BmBCa0.2g Da0.4g变式2、(2021海南高考)如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为mP0.5 kg、mQ0.2 kg，P与桌面间的动摩擦因数0.5，重力加速度g10 m/s2。则推力F的大小为()A4.0 N B3.0 NC2.5 N D1.5 N考点2、牛顿第二定律的瞬时性问题 1两种模型加速度与合力具有瞬时对应关系，二者总是同时产生、同时变化、同时消失，具体可简化为以下两种模型：（1） 轻绳、轻杆和接触面：不发生明显形变就能产生弹力，

6、剪断或脱离后，不需要时间恢复形变，弹力立即消失或改变。一般题目中所给的轻绳、轻杆和接触面在不加特殊说明时，均可按此模型处理（2） 弹簧、蹦床和橡皮筋：当弹簧的两端与物体相连（即两端为固定端）或相挤压时，由于物体具有惯性，弹簧的长度不会发生突变，所以在瞬时性问题中，其弹力认为是不变的，即此时弹簧的弹力不突变2求解瞬时加速度的一般思路例3、（教材必修一P106页B组第1题）如图4-5，两个质量相同的小球A和B之间用轻弹簧连接，然后用细绳悬挂起来，剪断细绳的瞬间，A球和B球的加速度分别是多少？变式3、（2019浙江卷）如图所示，A、B、C为三个实心小球，A为铁球，B、C为木球A、B两球分别连在两根弹

7、簧上，C球连接在细线一端，弹簧和细线的下端固定在装水的杯子底部，该水杯置于用绳子悬挂的静止吊篮内若将挂吊篮的绳子剪断，则剪断的瞬间相对于杯底（不计空气阻力，木水铁）AA球将向上运动，B、C球将向下运动BA、B球将向上运动，C球不动CA球将向下运动，B球将向上运动，C球不动DA球将向上运动，B球将向下运动，C球不动课后巩固1、(2015新课标全国)(多选)在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩连接好的车厢当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时，连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时，P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁

8、轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为()A8 B10 C15 D182、（2019海南卷）如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为（）ABCD3、如图所示，一轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，一端挂一水平托盘，另一端被托盘上的人拉住，滑轮两侧的轻绳均沿竖直方向。已知人的质量为60 kg，托盘的质量为20 kg，取g10 m/s2。若托盘随人一起竖直向上做匀加速直线运动，则当人的拉力与自身所受重力大小相等时，人与托盘的加速度

9、大小为()A5 m/s2 B6 m/s2C7.5 m/s2 D8 m/s24、(2015海南单科)如图所示，物块a、b和c的质量相同，a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S2相连，通过系在a上的细线悬挂于固定点O，整个系统处于静止状态现将细线剪断将物块a的加速度的大小记为a1，S1和S2相对于原长的伸长量分别记为l1和l2，重力加速度大小为g.在剪断的瞬间()Aa13g Ba10Cl12l2 Dl1l25、(多选)质量均为m的A、B两个小球之间连接一个质量不计的弹簧，放在光滑的台面上A球紧靠墙壁，如图所示，今用恒力F将B球向左挤压弹簧，达到平衡时，突然将力撤去，此瞬间()AA球的加速度为

10、BA球的加速度为0CB球的加速度为DB球的加速度为本节课反馈（学生意见和建议反馈本节课掌握情况）：参考答案 课前复习一、 物体系统 之外 内 加速度 系统内二、 判断题 答案1.2.3.课堂讲解例1、答案 BC 解析 对P、Q及弹簧组成的整体受力分析，根据牛顿第二定律有F(m1m2)gsin(m1m2)a，解得两物块一起运动的加速度大小为agsin，故A错误；对Q受力分析，根据牛顿第二定律有Tm2gsinm2a，解得弹簧的弹力大小为T，故B正确；根据T，可知若只增大m2，两物块一起向上匀加速运动时，弹簧的弹力变大，根据胡克定律，可知弹簧的伸长量变大，故它们的间距变大，故C正确；根据T，可知若只

11、增大，两物块一起向上匀加速运动时，弹簧的弹力不变，根据胡克定律，可知弹簧的伸长量不变，故它们的间距不变，故D错误。变式1、答案C解析根据题意可知第2节对第3节车厢的牵引力为F，每节车厢的质量和所受摩擦力、空气阻力均相等，对后面38节车厢整体，根据牛顿第二定律有F38f38ma，设倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为F1，对后面2节车厢整体，根据牛顿第二定律有F12f2ma，联立解得F1，故C正确。例2、答案BC解析由题意可知，当物体放在B盒时，B盒加速度竖直向下，当物体放在A盒时，B盒的加速度竖直向上。当物体放在B盒中时，根据牛顿第二定律，以A为研究对象，有Tmgsin30ma，以B和B盒内的

12、物体整体为研究对象，有Ta；当物体放在A盒中时，根据牛顿第二定律，以A和A盒内的物体整体为研究对象，有gsin30Ta，以B为研究对象，有TmBgmBa；联立解得mB，加速度大小为a0.2g，故A、D错误，B、C正确。变式2、答案A解析开始时P静止在水平桌面上，由平衡条件有T1mQg2 N，fT12 NmPg2.5 N；推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半，即T21 N，可知Q物块加速下降，有mQgT2mQa，可得a5 m/s2，而P物块将以相同大小的加速度向右加速运动，受到滑动摩擦力，对P由牛顿第二定律得T2FmPgmPa，解得F4 N，故选A。例3、 答案 2g和g解析 设A、B

13、两球的质量均为m，剪断细绳前，以B为研究对象可知弹簧的弹力F=mg;以A、B整体为研究对象，可知细绳的拉力为2mg。剪断细绳瞬间，细绳的拉力为0，弹簧的弹力不变，即仍有F=mg,根据牛顿第二定律，对A有mg+F=maA，得aA=2g;对B有F-mg =maB，得aB=0。变式3、答案 D 解析 开始时A球下的弹簧被压缩，弹力向上；B球下的弹簧被拉长，弹力向下；将挂吊篮的绳子剪断的瞬时，系统的加速度为g，为完全失重状态，此时水对球的浮力也为零，小球的重力也视为零，则A球将在弹力作用下相对于杯底向上运动，B球将在弹力作用下相对于杯底向下运动，C球相对于杯底不动；故选D.课后巩固1、解析 设PQ西边

14、有n节车厢，每节车厢的质量为m，则Fnma设PQ东边有k节车厢，则Fkma联立得3n2k，由此式可知n只能取偶数，当n2时，k3，总节数为N5当n4时，k6，总节数为N10当n6时，k9，总节数为N15当n8时，k12，总节数为N20，故选项B、C正确 答案 BC2、答案 D 解析 根据牛顿第二定律，对PQ的整体：；对物体P：；解得，故选D。3、答案A解析设人的质量为M，托盘的质量为m，则轻绳的拉力大小TMg，对人和托盘整体，根据牛顿第二定律有2T(Mm)g(Mm)a，联立并代入数据解得a5 m/s2，故A正确，B、C、D错误。4、答案 AC解析 设物块的质量为m，剪断细线的瞬间，细线的拉力消失，弹簧还没有来得及发生形变，所以剪断细线的瞬间a受到重力和弹簧S1的拉力T1，剪断前对b、c和弹簧S2组成的整体受力分析可知T12mg，故a受到的合力F合mgT1mg2mg3mg，故加速度a13g，A正确，B错误；设弹簧S2的拉力为T2，则T2mg，根据胡克定律Fkx可得l12l2，C正确，D错误5、 答案 BD解析 撤去恒力F前，A和B都平衡，它们的合力都为0，且弹簧弹力为F.突然将力F撤去，对A来说水平方向依然受弹簧弹力和墙壁的弹力，二力平衡，所以A球的合力为0，加速度为0，A项错，B项对而B球在水平方向只受水平向右的弹簧的弹力作用，加速度a，故C项错，D项对