2026届高考物理一轮复习第三章 运动和力的关系：第3讲 专题：动力学中的连接体问题及临界、极值（课件 学案，共2份）

物理 第讲　专题：动力学中的连接体问题及临界、极值问题 考点一　动力学中的连接体问题 1．连接体问题 (1)连接体 多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由弹簧、绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体。 (2)外力与内力 ①外力：系统之外的物体对系统的作用力。 ②内力：系统内各物体间的相互作用力。 2．连接体的类型 (1)轻弹簧连接体 (2)物物叠放连接体 (3)物物并排连接体 (4)轻绳连接体 (5)轻杆连接体 3．连接体的运动特点 (1)轻绳———轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等。 (2)轻杆———轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连接体具有相同的角速度，而线速度与转动半径成正比。一般情况下，连接体沿杆方向的分速度相等。 (3)轻弹簧———在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相等。若弹簧两端的物体只沿弹簧方向运动，则在弹簧形变最大时，两端连接体的速率相等。 4．连接体的受力特点 轻绳、轻弹簧的作用力沿绳或弹簧方向，轻杆的作用力不一定沿杆。 5．处理连接体问题的方法 (1)整体法 若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力时，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。 (2)隔离法 若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解。 (3)整体法、隔离法交替运用 若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力。即“先整体求加速度，后隔离求内力”。若已知物体之间的作用力，求连接体所受外力，则“先隔离求加速度，后整体求外力”。 例1　(2024·北京高考)如图所示，飞船与空间站对接后，在推力F作用下一起向前运动。飞船和空间站的质量分别为m和M，则飞船和空间站之间的作用力大小为(　　) A．F B．F C．F D．F [答案]　A [解析]　设飞船和空间站的加速度大小为a，飞船和空间站之间的作用力大小为F′，根据牛顿第二定律，对飞船和空间站整体有F＝(M＋m)a，对空间站有F′＝Ma，联立解得F′＝F，故选A。 力的“分配”原则 如图所示，一起加速运动的物体系统，若力作用于m1上，则m1和m2间的相互作用力为F12＝。此结论与有无摩擦无关(有摩擦，两物体与接触面的动摩擦因数必须相同)，物体系统沿水平面、斜面、竖直方向运动时，此结论都成立。两物体的连接物为轻弹簧、轻杆时，此结论不变。 跟进训练　(2025·青海省西宁市高三模拟检测)(多选)如图，质量为2m的P滑块、质量为m的Q滑块置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ，弹簧的劲度系数为k，重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀加速运动。下列说法正确的有(　　) A．P的加速度大小为－μg B．P的合力大小为F－2μmg C．弹簧伸长了 D．突然撤去拉力F瞬间，Q的加速度大小变小 答案：AC 解析：分析可知，P、Q相对静止时，两者才能均做匀加速运动，设P、Q的加速度大小均为a，以P、Q整体为研究对象，由牛顿第二定律有F－μ(2m＋m)g＝(2m＋m)a，解得a＝－μg，故A正确；由牛顿第二定律可知，P的合力大小为FP＝2ma＝－2μmg，故B错误；以Q为研究对象，设弹簧弹力为T，由牛顿第二定律可知T－μmg＝ma，解得T＝，根据胡克定律可知，弹簧的伸长量为Δx＝＝，故C正确；突然撤去拉力F瞬间，由于弹簧长度无法瞬时改变，故弹簧弹力不变，Q的加速度大小不变，故D错误。 例2　(2025·陕西省西安市高三上11月联考)如图，质量为M＝60 kg的人站在水平地面上，通过竖直绳子和定滑轮将质量为m＝40 k ... ...