高考物理连接体模型问答归纳

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解析：设物块沿斜面下滑 s距离时的速度为v，由机械能守恒得（4m+m）v=4mgssin30°-mgs①，

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细线突然断开的瞬间，物块B竖直上升的速度为v，此后B做竖直上抛运动，设继续上升的距离为h，由机

械能守恒得mv=mgh②，物块B上升的最大高度H=h+s③，由①②③解得H=1．2s。

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点评：应用机械能守恒定律求解多个物体组成的系统问题是近几年物理高考的热点，系统应用机械能守恒必须注意外力只有重力（或弹力）做功，内力做功但代数和必须为零，解题的关键是正确分析问题所涉及的物理过程。

四、考查研究对象的选取

例5如图5所示，半径为R的定滑轮不计质量，不计轮轴的摩擦，滑轮上挂一条长为L的铁链（L>10R），两边垂下相等的长度，由于轻微的干扰，使滑轮转动，且铁链与滑轮无相对滑动，当滑轮转过90°时，其角速度多大？

解析：滑轮转动而带动铁链，滑轮边缘的线速度等于铁链移动的瞬时速度。对于铁链，只有重力做功，

符合机械能守恒定律。此过程中铁链随滑轮转过的长度：链的动能可看作是由原

部分移至

，如图5所示，整条铁

之外的其余部分

位置，其重力势能的减少转变而来的，而

可认为对整条铁链动能的变化无贡献。设单位长度铁链的质量为m，则对铁链，根据机械能守恒定律有：

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，得铁链的速度，因，故滑轮在此时刻的角速度，

，以上解法不仅巧用等效研究对象，而且运用机械能守恒定律的另一种表达式，避开了参考平面的选择，简化了解题过程。

点评：本题解决的关键是要选取研究对象，还注意运动过程的分析，同时也要求对运动的合成与分解有一定的掌握。

五、考查功能关系

例6 如图6所示，光滑的圆柱被固定在水平台上，用轻绳跨过圆柱体与质量分别为球相连，开始时让

方在平台上，两边绳绷直，两球从静止开始运动，其中

恰能做平抛运动，求

应为

上升，

的两小

下降，当

上

升到圆柱体的最高点时，绳子突然崩裂，发现的多少倍？

解析：系统运动过程中只有系统的重力做功，机械能守恒，设球上升到圆柱体最高点的时候速度

为，在该过程中绳长保持不变，在任意时刻两球具有相同的速率。由题意分析可知球上升的高度为

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，经过的路程为，等于球下落的高度，则：

，球做平抛运动，在顶点处仅受到重力，又因为该过程

是圆周运动的一部分，在顶点处：，解得，代入上式解得：。

六、与弹簧联系考查

例7如图7所示，已知轻弹簧发生弹性形变时所具有的弹性势能Ep=kx，其中k为弹簧的劲度系数，

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x为其形变量．现有质量为m1的物体与劲度系数为k的轻弹簧相连并静止地放在光滑的水平桌面上，弹簧的另一端固定，按住物块m1，弹簧处于自然长度，在m1的右端连一细线并绕过光滑的定滑轮接一个挂钩．现在将质量为m2的小物体轻轻地挂在挂钩上，设细线不可伸长，细线、挂钩、滑轮的质量及一切摩擦均不计，释放m1求：（1）m1速度达最大值时弹簧伸长的长度；（2）m2的最大速度值。

解析：（1）根据题意有：FT-kx=m1a①，m2g-FT=m2a②，由①②得m2g-kx=（m1+m2）a③，当a=0时，m1、

m2速率达最大值，所以x=。

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（2）系统机械能守恒，以弹簧原长处为弹性势能零点，m2刚挂上时的位置为重力势能零点，则系统初

态机械能为零，故有：（m1+m2）v+

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kx-m2gx=0⑤，将④式代入⑤式解得v=±

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，故

m2的最大速度为。

结语：以上举例仅仅是以绳为介质构成的连接体在重力场中的问题，在其他受力场也同样出现，在电磁场中两个以上的细杆动生切割磁感线，在闭合回路中产生感应电流，进而通过安培力的作用，使两杆彼此产生制约，从而实现能量的传递，就构成了电磁场的连接体问题。它的原型就来源于绳连物问题，因此通过力学绳连物问题的分析，培养物理过程分析能力，尤其是加强矢量合成与分解、功能思想和几何关系等知识点的强化，提高运用数学知识解决物理问题的能力，是深化提高学生学科思维品质的重要切入点。