孫英梅
連接體問(wèn)題可以看作是單個(gè)物體的由小變大(此時(shí)用整體法),由單個(gè)變多個(gè)(此時(shí)用隔離法)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,解決此類問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意以下三點(diǎn):
①整體法和隔離法的優(yōu)點(diǎn)與使用條件.
②兩物體分離或相對(duì)滑動(dòng)的條件.
③用滑輪連接的連接體的處理方法.
一、針對(duì)選用“兩方法”(整體法和隔離法)——化繁為簡(jiǎn)
1.當(dāng)連接體中各物體具有共同的加速度時(shí),一般采用整體法;當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)各物體的加速度不同時(shí),一般采用隔離法.
2.求連接體內(nèi)各物體間的相互作用力時(shí)必須用隔離法.
例1 如圖1所示,兩塊粘連在一起的物塊a和b,質(zhì)量分別為ma和mb,放在光滑的水平桌面上,現(xiàn)同時(shí)給它們施加方向如圖1所示的水平推力Fa和水平拉力Fb,已知Fa > Fb,則a對(duì)b的作用力方向 ()
A.必為向左
B.必為向右
C.可能向左,也可能向右
D.不可能為零
二、注意防范解題“三誤區(qū)”——化暗為明
1.憑想當(dāng)然的結(jié)論解決問(wèn)題.
例2 如圖2所示,三個(gè)物體質(zhì)量分別為m1=1.0 kg、m2=2.0 kg、m3=3.0 kg,已知斜面上表面光滑,斜面傾角θ =30°,m1和m2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8.不計(jì)繩和滑輪的質(zhì)量和摩擦.初始用外力使整個(gè)系統(tǒng)靜止,當(dāng)撤掉外力時(shí),m2將(g= 10 m/s2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)
()
A.和m1一-起沿斜面下滑
B.和m1一起沿斜面上滑
C.相對(duì)于m1上滑
D.相對(duì)于m1下滑
易錯(cuò)指南:認(rèn)為懸掛/Tl,3的細(xì)繩拉力大小為m3g,然后對(duì)(m1+m2)應(yīng)用牛頓第二定律列式判斷,即使得出正確結(jié)論,思維方法也是錯(cuò)誤的.
解析 假設(shè)m2隨m1一起上滑,則有
m3g -F= m3a
F-(m1 +m2)gsinθ=(m1 +m2)a
解得a=2.5m/s2
隔離m2可知,
Ff2 - m2gsin θ=m2a
解得:Ff2=15 N>/μm2gcosθ
故m2相對(duì)m1下滑,D正確.選D.
2.誤認(rèn)為只要滿足:μmgcos θ≥mgsin θ,物體間就不會(huì)相對(duì)滑動(dòng).
上述例2的另一種錯(cuò)誤解答就是這種情形.因有:μm2gcos 30°>m2gsin 30°,得出m2和m1一起上滑的錯(cuò)誤結(jié)果.實(shí)際上ml和m2加速上滑時(shí),若有:μm2gcos 30°- m2gsin 30°≤m2a共,則m2將相對(duì)m.下滑.
3.不清楚兩物體分離的條件.直接并靠在一起的兩物體,當(dāng)相互之間的作用力為零時(shí),兩物體開始分離.
例3 如圖3甲所示,用粘性材料粘在一起的A、B兩物塊靜止于光滑水平面上,兩物塊的質(zhì)量分別為mA=1 kg、mB2 kg,當(dāng)A、B之間產(chǎn)生拉力且大于0.3 N時(shí)A、B將會(huì)分離.t=0時(shí)刻開始對(duì)物塊4施加一水平推力F1,同時(shí)對(duì)物塊B施加同一方向的拉力F2,使4、B從靜止開始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中F1、F2方向保持不變,F(xiàn)1、F2的大小隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示.則下列關(guān)于A、B兩物塊受力及運(yùn)動(dòng)情況的分析,正確的是 ()
A.t =2.0 s時(shí)刻A、B之間作用力大小為0.6 N
B.t =2.0 s時(shí)刻A、B之間作用力為零
C.t =2.5 s時(shí)刻A對(duì)B的作用力方向向左
D.從t=0時(shí)刻到A、B分離,它們運(yùn)動(dòng)的位移為5.4 m
提醒:兩物體用粘性材料粘在一起,當(dāng)A對(duì)B的拉力達(dá)到0.3 N時(shí)開始分離.
解析 設(shè)t時(shí)刻A、B分離,分離之前A、B物體共同運(yùn)動(dòng),加速度為a,以整體為研究對(duì)象,則有: