两个物体一起匀加速运动的规律及其应用
我在研究两个物体一起运动的过程中,通过这一类题目的解题过程,发现了一点规律,今通过下列题目来说明.
,物体的质量分别为m1、m2,求轻绳的张力大小.
解析对m1、m2,由牛顿第二定律有
F=(m1+m2)a(1)
对m1有T=m1a(2)
解得T=m1FDm1+m2.
变形1将原题改为不光滑,设动摩擦因数为μ,其它不变.
解析对m1、m2,由牛顿第二定律有
F―μ(m1+m2)g=(m1+m2)a(1)
对m1有T―μm1g=m1a(2)
解得T=m1FDm1+m2.
变形2原题改为平面倾斜,设倾角为θ,其它不变.
解析对m1、m2,由牛顿第二定律有
F―(m1+m2)gsinθ=(m1+m2)a(1)
对m1有T―m1gsinθ=m1a(2)
解得T=m1FDm1+m2.
变形3原题改为平面倾斜,设倾角为θ,斜面不光滑,动摩擦因数为μ,其它不变.
解析对m1、m2由牛顿第二定律有
F―(m1+m2)gsinθ―μ(m1+m2)gcosθ=(m1+m2)a(1)
对m1有
T―m1gsinθ―μm1gcosθ=m1a(2)
解得T=m1FDm1+m2.
变形4原题改为竖直,不计空气阻力,其它不变.
解析对m1、m2由牛顿第二定律有
F―(m1+m2)g=(m1+m2)a(1)
对m1有T―m1g=m1a(2)
解得T=m1FDm1+m2.
总结规律对于用两个轻绳相连的物体,当它们一起匀加速运动时,绳的张力只与两物体的质量和拉力F有关,与所处平面的粗糙程度和斜面的倾角无关.
如果掌握了上述规律,对该类题型就可迅速、准确地进行求解.
应用1(2011年郑州模拟)如图4甲所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m和M(m∶M=1∶2)的物块A,B用轻弹簧相连,,弹簧的伸长量为x1,当用同样大小的力F竖直加速提升两物块时(如图4乙所示),弹簧的伸长量为x2,则x1∶x2为
∶∶∶∶3
解法一常规法
看甲图对AB有
F―μ(M+m)g=(M+m)a1①
对A有kx1―μmg=ma1②
解得x1=mFDk(M+m).
看乙图对AB有
F―(M+m)g=(M+m)a2③
对A有kx2―mg=ma2④
解得x2=mFDk(M+m).
故x1∶x2=1∶1.
答案A
解法二规律法
利用上
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