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        巧分“額外力” 速解連接體

        2019-04-04 03:43:28郭公禮
        數(shù)理化解題研究 2019年10期
        關鍵詞:連接體細線外力

        郭公禮 于 淼

        (1.新疆烏魯木齊市第一中學 830000;2.新疆烏魯木齊市高級中學 830000)

        一、瞬間“額外力”的問題

        例題1 如圖1所示,質量為4 kg的物體A靜止在豎直的輕彈簧上面.質量為1 kg的物體B用細線懸掛起來,A、B緊挨在一起但A、B之間無壓力.某時刻將細線剪斷,則細線剪斷瞬間,B對A的壓力大小為(取g=10 m/s2)( ).

        A.0 N B.8 N

        C.10 N D.50 N

        點評這個解法一改先整體后隔離的傳統(tǒng)思路,只需一眼,就能得出答案.需要強調的是已經按質量分配的力不再考慮,將沒有按質量分配的“額外力”重新按質量分配即可,注意:不用刻意強調重新按質量分配的力是否與“額外力”的性質相同.

        二、兩端同時受“額外力”問題

        例題2 如圖2所示,在光滑的水平地面上有兩個質量相等的物體,中間用勁度系數(shù)為k的輕質彈簧相連,在外力F1、F2的作用下運動.已知F1>F2,當運動達到穩(wěn)定時,彈簧的伸長量為( ).

        點評應用“額外力”的獨立作用原理,將每個“額外力”按質量重新分配,注意到分別作用兩個物體上且方向相反,轉化到一個物體,就是同方向的外力了,運用通式就很容易解決兩端同時受力問題了,這個通式具有普遍意義.

        三、斜面上“額外力”的問題

        例題3 如圖3所示,質量分別為m和M兩物體P和Q疊放在傾角為θ的斜面上,P、Q之間的動摩擦因數(shù)為μ1,Q與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ2.當它們從靜止開始沿斜面滑下時,兩物體始終保持相對靜止,則物體P受到的摩擦力大小為( ).

        A.0 B.μ1mgcosθC.μ2mgcosθD.(μ1+μ2)mgcosθ

        例題4 如圖4所示,A、B兩物體緊貼著置于動摩擦因數(shù)為μ的斜面上,斜面傾斜角為θ,在水平恒力F的作用下,共同沿斜面向上做加速運動.已知A、B質量分別為m1、m2,則A、B兩物體間相互作用力的大小為多少?

        點評連接體沿斜面方向的“額外力”依然按質量分配,例3中如果斜面光滑,則很容易得到物體P受到的摩擦力為零.如果還受到沿斜面的力,只要把此力與摩擦力合成,再按質量分配即可得到物體P受到的摩擦力.如果額外力沒有沿斜面只要按例4,重新求出沿斜面的“額外力”,再按質量分配即可.

        四、極值問題

        例題5 如圖5所示,一夾子夾住木塊,在力F作用下向上提升,夾子和木塊的質量分別為m、M,夾子與木塊兩側間的最大靜摩擦有均為f,若木塊不滑動,力F的最大值是( ).

        五、“額外力”作用對象轉換的問題

        例題6 如圖6所示,木塊A、B靜止疊放在光滑水平面上,A的質量為m,B的質量為2m.現(xiàn)施加水平力F拉B,A、B剛好不發(fā)生相對滑動,一起沿水平面運動.若改為水平力F′拉A使A、B也保持相對靜止,一起沿水平面運動,則F′不得超過( ).

        A. 8 B.10 C.15 D.18

        點評從解題思路可以看出,同樣的題型,解答思路并不一樣.例6利用內力(摩擦力)不變作為等式的切入點,然后把外力按質量分配原則做題.例7則是把內力轉換為外力,當合外力不變時,加速度與研究對象的質量成反比,巧取了研究對象,利用比例關系來解決.靈活處理是關鍵.

        總之,處理連接體問題,把“額外力”按質量巧分,可以把原本看來不能按質量分配的問題,通過轉化變?yōu)榭梢园促|量分配,將質量分配進行到底,降低了連接體題的思維難度,加快了此類選擇題的解題速度.

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