【摘要】本文通過對連接體問題的常見類型進行分析，詳細闡述整體法與隔離法等關(guān)鍵解題方法，并結(jié)合實例說明這些方法在具體問題中的應(yīng)用，體現(xiàn)對物理過程的理解和受力分析的重要性，旨在幫助學生更好地掌握連接體問題的解題思路，提高解決此類問題的能力.

【關(guān)鍵詞】高中物理；連接體問題；解題策略

在高中物理學習中，連接體問題是一類較為復雜且常見的問題.這類問題涉及多個物體通過一定的連接方式相互作用，需要學生綜合運用力學知識進行分析和求解.正確理解和掌握連接體問題的解題策略，對于學生提高物理思維能力和解題水平具有重要意義.

1 疊加體模型

例1 如圖1所示，在光滑的水平面上有一傾角為θ的光滑斜面C，斜面C上疊放著A，B兩物塊，B的上表面水平.A，B，C的質(zhì)量均為m，重力加速度大小為g.現(xiàn)對C施加一方向水平向右的恒力，使A，B，C保持相對靜止，則下列說法正確的是（ ）

（A）B受到3個力的作用．

（B）B對C的壓力大小為2mgcosθ．

（C）C所受合力的大小為3mgtanθ．

（D）A對B的摩擦力大小為mgtanθ，方向水平向右．

解析 對B進行受力分析，B受到重力、C對它的支持力、A對它的壓力和A對它的靜摩擦力4個力的作用，故（A）錯誤；C對A、B整體的支持力大小N=2mgcosθ，根據(jù)牛頓第三定律可知，B對C的壓力大小為2mgcosθ，故（B）正確；設(shè)A，B，C的加速度大小為a，有Nsinθ=2ma，解得a=gtanθ，則C所受合力的大小為F合C=ma=mgtanθ，故（C）錯誤；對A有fA=ma=mgtanθ，方向水平向右，根據(jù)牛頓第三定律可知，A對B的摩擦力大小為mgtanθ，方向水平向左，故（D）錯誤.

點評 解決本題的關(guān)鍵是A、B、C三個物體保持相對靜止，這類連接體問題需要巧妙運用整體法和隔離法對物體或系統(tǒng)進行受力分析，再根據(jù)牛頓第二定律分析或解答.

+oLGXbYWjwjS7e+UCJM4WuDoi1MrYxBQxmeF4P0tBUw=2 輕繩輕桿連接體模型

例2 如圖2所示，光滑水平面上放置木板C，一支架B放置在木板C上，一段細線上端固定在支架上，下端連接小球A.已知小球A、支架B、木板C質(zhì)量分別為1kg，2kg，3kg，支架B底座與木板C之間的動摩擦因數(shù)μ=0.75，現(xiàn)對木板施加向右水平的拉力F，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，sin53°=cos37°=0.8，cos53°=sin37°=0.6，重力加速度g取10m/s2，下列說法正確的是（ ）

（A）細線與豎直方向的最大偏角為53°．

（B）細線與豎直方向的最大偏角為37°．

（C）當拉力F=30N時，細線對A的拉力大小為55N．

（D）當支架B與木板C間發(fā)生滑動時，拉力F最小值為22.5N．

解析 根據(jù)題意可知，支架B與木板C間發(fā)生滑動時，支架B與小球A的加速度最大，有f=μmA+mBg=mA+mBa0，即a0=μg=7.5m/s2，此時細線與豎直方向夾角最大為θ，選小球A為研究對象，則有Tcosθ=mAg，Tsinθ=mAa0，解得θ=37°，選木板C為研究對象，則有F－f=mCaC，且aC≥a0，解得F≥45N，即當支架B與木板C間發(fā)生滑動時，拉力F最小值為45N，故（A）（D）錯誤，（B）正確；當拉力F=30N時，支架B與木板C相對靜止，即A、B、C三者相對靜止，其加速度為a，由牛頓第二定律，有F=mA+mB+mCa，解得a=5m/s2，此時細線拉力為T，細線與豎直方向的偏角為α，選小球A為研究對象，有Tcosα=mAg，Tsinα=mAa，解得T=mAa2+g2=55N，故（C）正確.

點評 在輕繩輕桿連接體模型中，桿連接著的物體加速度和速度相同，而繩連接的兩物體加速度和速度可能不同，解決這類問題時，需要運用整體法或隔離法對系統(tǒng)或系統(tǒng)內(nèi)物體進行受力分析，再結(jié)合過程中是否存在臨界點，進而解決問題.

3 彈簧連接體模型

例3 如圖3所示，一勁度系數(shù)k=100N/m的輕質(zhì)彈簧下端固定于地面上，質(zhì)量m1=0.12kg的物塊A與質(zhì)量m2=0.10kg的物塊B疊放在其上，處于靜止狀態(tài).t=0時，在物塊A上施加一豎直向上的力F，使兩物塊一起勻加速上升，t=0.10s時，兩物塊恰好分離.已知重力加速度為g =10m/s2，求：

（1）兩物塊勻加速運動的加速度大??；

（2）分離時力F的大小.

解析 （1）初始時，物塊A，B疊放在一起，處于靜止狀態(tài)，此時彈簧的形變量為Δx1，有kΔx1=（m1+m2）g，

解得Δx1=2.2×10－2m，

兩物塊分離時，物塊之間的相互作用力恰好為0，此時彈簧的形變量為Δx2，以物塊B為研究對象，有kΔx2－m2g=m2a，

又Δx1－Δx2=12at2，

聯(lián)立解得a=2m/s2.

（2）兩物塊分離時，以物塊A為研究對象，

有F－m1g=m1a，

解得F=1.44N.

點評 在這類彈簧連接體模型中，物體在外力作用下運動過程中，彈簧的彈力和物體之間的彈力均為變力，需要分析運動過程中各力的變化即可找到臨界點，再根據(jù)動力學知識解決問題.

4 結(jié)語

高中物理連接體問題是力學中的重要內(nèi)容，通過掌握整體法和隔離法等解題策略，并結(jié)合正確的受力分析和對物理過程的理解，學生能夠有效地解決此類問題.在實際學習中，學生需要不斷地練習和總結(jié)經(jīng)驗，提高自己的解題能力和思維水平.同時，教師在教學過程中也應(yīng)注重引導學生掌握正確的解題方法和思路，培養(yǎng)學生的物理學科素養(yǎng).未來，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，連接體問題的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛，對學生解決此類問題的能力也將提出更高的要求.

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