《2023届浙江省高三物理高考复习101微专题模型精讲精练》第7讲 应用整体法与隔离法解决连接体模型(解析版)
第 7 讲 应用整体法与隔离法解决连接体模型
1.(2022·海南)我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块
1、6固定,2、5质量相同为 m,3、4质量相同为 m′,不计石块间的摩擦,则 m:m′为( )
A.
√
3
2
B.
√
3
C.1 D.2
【解答】解:34 两个石块整体对应的圆心角为 60 度,则 2对34 整体的作用力与 5对34 整体的
作用力大小相等,两力夹角为 120 度,可知 F23=2m'g。
同理 2345 四块石块整体对应的圆心角为 120 度,则 1对2345 整体的作用力与 6对2345 整体的作
用力大小相等,两力夹角为 60 度,可知
√
3
F12=(2m'+2m)g。
对2受力分析如图
水平方向 F12cos60°=F23cos30°
联立解得:m:m′=2
故D正确,ABC 错误。
故选:D。
2.(2022·浙江)如图所示,水平放置的电子秤上有一磁性玩具,玩具由哑铃状物件 P和左端有玻
璃挡板的凹形底座 Q构成,其重量分别为 GP和GQ。用手使 P的左端与玻璃挡板靠近时,感受到
P对手有靠向玻璃挡板的力,P与挡板接触后放开手,P处于“磁悬浮”状态(即 P和Q的其余
部分均不接触),P与Q间的磁力大小为 F。下列说法正确的是( )
A.Q对P的磁力大小等于 GP
B.P对Q的磁力方向竖直向下
C.Q对电子秤的压力大小等于 GQ+F
D.电子秤对 Q的支持力大小等于 GP+GQ
【解答】解:AB.由题意可知,因手使 P的左端与玻璃挡板靠近时,感受到 P对手有靠向玻璃
挡板的力,即 Q对P有水平向左的磁力;P与挡板接触后放开手,P处于“磁悬浮”状态,则说
明Q对P有竖直向上的磁力,则 Q对P的磁力方向斜向左上方向,其磁力 F大小大于 GP,故
AB 错误;
CD.对 PQ 的整体受力分析,在竖直方向上,根据平衡条件可知电子秤对 Q的支持力大小等于
GP+GQ,根据牛顿第三定律可知 Q对电子秤的压力大小等于 GP+GQ,故 C错误,D正确。
故选:D。
一、知识总结
一.模型特点及解决问题的方法、技巧、思路
1.连接体的类型
(1)弹簧连接体
(2)物物叠放连接体
(3)物物并排连接体
(4)轻绳连接体
(5)轻杆连接体
2.连接体的运动特点
(1)轻绳——轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。
(2)轻杆——轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度;轻杆转动时,连接体具有相同的角速
度,而线速度与转动半径成正比。一般情况下,连接体沿杆方向的分速度相等。
(3)轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时 ,
两端连接体的速率相等。
3.连接体的受力特点
轻绳、轻弹簧的作用力沿绳或弹簧方向,轻杆的作用力不一定沿杆。
4.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”。
5.应用整体法和隔离法的解题技巧
(1)如图所示,一起加速运动的物体系统,若力作用于
m
1上,则
m
1和
m
2间的相互作用力为
F
12
=。此结论与有无摩擦无关(有摩擦,两物体与接触面的动摩擦因数必须相同),物体系统沿水平面、
斜面、竖直方向运动时,此结论都成立。两物体的连接物为轻弹簧、轻杆时,此结论不变。
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