高考物理一輪復(fù)習(xí)導(dǎo)學(xué)案：專題7 牛頓第二定律的應(yīng)用-連接體問題；瞬時(shí)性問題；變力作用下的運(yùn)動(dòng)

專題7牛頓第二定律的應(yīng)用（2）連接體問題、瞬時(shí)性問題、變力作用下的運(yùn)動(dòng)專題7牛頓第二定律的應(yīng)用（2）連接體問題；瞬時(shí)性問題；變力作用下的運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)精要1．能用一些特殊方法如假設(shè)法、極限法分析一些特殊問題，如臨界問題2．會(huì)處理瞬時(shí)加速度問題3．掌握連接體問題的基本解題方法4．掌握變力作用下的運(yùn)動(dòng)分析方法；熱點(diǎn)分析連接題問題是對(duì)牛頓定律的深度考查，對(duì)學(xué)生的分析能力和推理能力有較高的要求，所以近年來成為高考的熱點(diǎn)．力的突變類問題(力的瞬時(shí)性)主要牽扯到彈簧和繩的模型問題，是高考的基本模型，在高考中常在選擇題中出現(xiàn)。知識(shí)梳理在應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí)，有時(shí)為了方便，可以取一組物體（一組質(zhì)點(diǎn)）為研究對(duì)象．這一組物體一般具有相同的速度和加速度，但也可以有不同的速度和加速度．以質(zhì)點(diǎn)組為研究對(duì)象的好處是可以不考慮組內(nèi)各物體間的相互作用，這往往給解題帶來很大方便．使解題過程簡(jiǎn)單明了．分析問題時(shí)要注意整體和部分的關(guān)系，把握好研究對(duì)象的選取問題．1．連接體與隔離體 兩個(gè)或兩個(gè)以上物體相連接組成的物體系統(tǒng)，稱為連接體．如果把其中某個(gè)物體隔離出來，該物體即為隔離體．2．外力和內(nèi)力 如果以物體系為研究對(duì)象，受到系統(tǒng)之外的作用力，這些力是系統(tǒng)受到的外力，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為內(nèi)力． 應(yīng)用牛頓第二定律列方程不考慮內(nèi)力力．如果把物體隔離出來作為研究對(duì)象，則這些內(nèi)力將轉(zhuǎn)換為隔離體的外力．3．連接體問題的分析方法（1）整體法：連接體中的各物體如果具有共同的加速度，求加速度時(shí)可以把連接體作為一個(gè)整體．運(yùn)用牛頓第二定律列方程求解．（2）隔離法：如果要求連接體間的相互作用力，必須隔離其中一個(gè)物體，對(duì)該物體受力分析應(yīng)用牛頓定律求解，此法稱為隔離法．（3）整體法與隔離法是相對(duì)統(tǒng)一，相輔相成的．本來單用隔離法就可以解決的連接體問題，但如果這兩種方法交叉使用，則處理問題就更加方便．如當(dāng)系統(tǒng)中各物體有相同的加速度，求系統(tǒng)中某兩物體間的相互作用力時(shí)，往往是先用整體法求出加速度，再用隔離法求相互作用力．4、在變力作用下的運(yùn)動(dòng)典型題型1、在2008年北京殘奧會(huì)開幕式上，運(yùn)動(dòng)員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動(dòng)員堅(jiān)忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神．為了探究上升過程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡(jiǎn)化．一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動(dòng)員拉住，如圖所示．設(shè)運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦．重力加速度取．當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起正以加速度上升時(shí)，試求：（1）運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力；（2）運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力．2、直升機(jī)懸停在空中向地面投放裝有救災(zāi)物資的箱子，如圖所示．設(shè)投放初速度為零，箱子所受的空氣阻力與箱子下落速度的平方成正比，且運(yùn)動(dòng)過程中箱子始終保持圖示姿態(tài)．在箱子下落過程中，下列說法正確的是（） A．箱內(nèi)物體對(duì)箱子底部始終沒有壓力 B．箱子剛從飛機(jī)上投下時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力最大 C．箱子接近地面時(shí)，箱內(nèi)物體受到的支持力比剛投下時(shí)大 D．若下落距離足夠長(zhǎng)，箱內(nèi)物體有可能不受底部支持力而“飄起來”3、如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個(gè)木塊，其中兩個(gè)質(zhì)量為m的木塊間用可伸長(zhǎng)的輕繩相連，木塊間的最大靜摩擦力是μmg．現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個(gè)質(zhì)量為2m的木塊，使四個(gè)木塊以同一加速度運(yùn)動(dòng)，則輕繩對(duì)m的最大拉力為（） A．B．C．D．3μmg4、如右圖，水平地面上有一楔形物塊，其斜面上有一小物塊b，b與平行于斜面的細(xì)繩的一端相連，細(xì)繩的另一端固定在斜面上．a(chǎn)與b之間光滑，a和b以共同速度在地面軌道的光滑段向左運(yùn)動(dòng)．當(dāng)它們剛運(yùn)行至軌道的粗糙段時(shí)θθab右左B．繩的張力增加，斜面對(duì)b的支持力增加C．繩的張力減小，地面對(duì)a的支持力增加D．繩的張力增加．地面對(duì)a的支持力減小5、如圖所示，A、B兩物體疊放在一起，以相同的初速度上拋（不計(jì)空氣阻力）。下列說法正確的是（）A.在上升和下降過程中A對(duì)B的壓力一定為零B.上升過程中A對(duì)B的壓力大于A對(duì)物體受到的重力C.下降過程中A對(duì)B的壓力大于A物體受到的重力D.在上升和下降過程中A對(duì)B的壓力等于A物體受到的重力2mmF圖1圖21213t/s2mmF圖1圖21213t/s00.4F/mg1.5(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物塊的速度；(2)在同一坐標(biāo)系中畫出0~3s內(nèi)木板和物塊的圖象，據(jù)此求0~3s內(nèi)物塊相對(duì)于木板滑過的距離。7、如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在粗糙的水平面上保持相對(duì)靜止地向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中B受到的摩擦力A．方向向左，大小不變 B．方向向左，逐漸減小C．方向向右，大小不變 D．方向向右，逐漸減小8、如圖，質(zhì)量的物體靜止于水平地面的A處，A、B間距L=20m。用大小為30N，沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)拉至B處。(已知，。取)(1)求物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；(2)用大小為30N，與水平方向成37°的力斜向上拉此物體，使物體從A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)并能到達(dá)B處，求該力作用的最短時(shí)間t。9、電梯地板上有一個(gè)質(zhì)量為200kg的物體，它對(duì)地板的壓力隨時(shí)間變化的圖象如圖所示．則電梯從靜止開始向上運(yùn)動(dòng)，在7s內(nèi)上升的高度為多少？基礎(chǔ)訓(xùn)練1．如圖所示．在光滑水平面上有物體A、B，質(zhì)量分別為、．在拉力F作用下，A和B以加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．某時(shí)刻突然撤去拉力F，此瞬時(shí)A和B的加速度為、．則（）vFaABA．vFaABB．；C．； D．；2．如圖所示，光滑的水平桌面上有一物體A，通過繩子與物體B相連，假設(shè)繩子的質(zhì)量以及繩子與定滑輪之間的摩擦力都可以忽略不計(jì)，繩子不可伸長(zhǎng)．如果，則物體A的加速度大小等于（） A．3g B．g C．3g/4 D．g/23．如圖所示，疊放一起的a、b兩物體在水平力F的作用下沿水平面作勻速直線運(yùn)動(dòng)，若保持水平力大小、方向不變，改為作用在物體a時(shí)，a、b的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能為（） A．物體a和物體b仍在一起作勻速直線運(yùn)動(dòng)B．物體a和物體b都不做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．物體a作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，物體b作勻減速直線運(yùn)動(dòng)D．物體a作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，物體b作勻速直線運(yùn)動(dòng)α4．如圖，傾角為α的斜面與水平面間、斜面與質(zhì)量為m的木塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，木塊由靜止開始沿斜面加速下滑時(shí)斜面始終保持靜止．求水平面給斜面的摩擦力大小和方向．αAABF5．如圖所示，mA=1kg，mB=2kg，A、B間靜摩擦力的最大值是5N，水平面光滑．用水平力F拉B，當(dāng)拉力大小分別是F=10N和F=20N時(shí)，A、B的加速度各多大？6．如圖所示，兩個(gè)用輕線相連的位于光滑水平面上的物塊，質(zhì)量分別為m1和m2．拉力F1和F2方向相反，與輕線沿同一水平直線，且F1>F2，試求在兩個(gè)物塊運(yùn)動(dòng)過程中輕線的拉力T．7．一質(zhì)量為M，傾角為θ的楔形木塊，靜置在水平桌面上，與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ．一物塊質(zhì)量為m，置于楔形木塊的斜面上，物塊與斜面之間是光滑的．為了使物塊與斜面保持相對(duì)靜止，可用一水平外力推動(dòng)楔形木塊，如圖所示．則此水平力的大小等于．8．如圖所示，一細(xì)線的一端固定于傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處，細(xì)線的另一端拴一質(zhì)量為m的小球．當(dāng)滑塊以a=2g的加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，線中拉力T等于多少？9．如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的木塊A和B之間用輕彈簧相連，在拉力F作用下，以加速度為g豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻突然撤去拉力F，此瞬間A和B的加速度為aA和aB，則（）A．a(chǎn)A＝aB＝－g B．a(chǎn)A＝g，aB＝－gC．a(chǎn)A＝g，aB＝－g D．a(chǎn)A＝－g，aB＝g基礎(chǔ)訓(xùn)練21．若將“超級(jí)市場(chǎng)”中運(yùn)送貨物所用的平板車固定在水平面上，配送員用4.0×102N的水平力推動(dòng)一箱質(zhì)量為1.0×102kg的貨物時(shí)，該貨物剛好能在平板車上滑動(dòng);若配送員推動(dòng)平板車由靜止開始加速前進(jìn)，要使此箱貨物不從車上滑落，配送員推車時(shí)的加速度大小可以為（） A．3.2m/s2 B．5.5m/s2 C．6.0m/s2 D．2.8m/s22．在水平面上放著兩個(gè)質(zhì)量分別為2kg和3kg的小鐵塊m和M，它們之間用一根自由長(zhǎng)度為10cm，勁度系數(shù)為100N/m的輕彈簧相連，鐵塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2．鐵塊M受到一大小為20N的恒定水平外力F，兩個(gè)鐵塊一起向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，這時(shí)兩鐵塊之間彈簧的長(zhǎng)度應(yīng)為(重力加速度g取10m/s2)（） A．12cm B．13cm C．15cm D．18cmBAF3．如圖所示，A、B兩物體之間用輕質(zhì)彈簧連接，用水平恒力F拉A，使A、B一起沿光滑水平面做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)1；若將A、B置于粗糙水平面上，用相同的水平恒力F拉A，使A、B一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧長(zhǎng)度為L(zhǎng)2．若A、B與粗糙水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則下列關(guān)系式正確的是（BAFA．L2＝L1 B．L2＞L1 C．L2＜L1 D．由于A、B質(zhì)量關(guān)系未知，故無法確定L1、L2的大小關(guān)系4．如圖所示，一根輕彈簧上端固定，下端掛一質(zhì)量為m0的平盤，盤中有質(zhì)量為m的物體．當(dāng)盤靜止時(shí)，彈簧長(zhǎng)度比自由長(zhǎng)度伸長(zhǎng)了L，今向下拉盤使彈簧再伸長(zhǎng)△L后停止．然后松手放開，設(shè)彈簧在彈性限度內(nèi)，則剛松手時(shí)盤對(duì)物體支持力等于：（）A．（1+）mgB．(1+)(m+m0)gC．mgD．(m+m0)g5．如圖所示，A、B并排緊貼著放在光滑的水平面上，用水平力F1、F2同時(shí)推A和B．如F1=10，F(xiàn)2=6.0N，mA<mB，則A、B間的壓力可能為（） A．9.0N B．7.0N C．6.0N D．4.0N6．質(zhì)量分別為m、2m、3m的物塊A、B、C疊放在光滑的水平地面上，現(xiàn)對(duì)B施加一水平力F，已知AB間、BC間最大靜摩擦力均為f0，為保證它們能夠一起運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)最大值為（） A．6f0 B．4f0 C．3f0 D．2f0AA7．如圖所示，原來做勻速運(yùn)動(dòng)的升降機(jī)內(nèi)，一根處于伸長(zhǎng)狀態(tài)的彈簧拉著物體A靜止在地板上，后來發(fā)現(xiàn)A突然被彈簧拉向右方。關(guān)于升降機(jī)運(yùn)動(dòng)有如下描述：①加速上升②減速上升③加速下降④減速下降。以上描述中可能正確的是（）A.只可能是①B.一定是②C.可能是①④D.可能是②③8．BAF質(zhì)量為2m的物塊A和質(zhì)量為m的物塊B相互接觸放在水平面上，BAFA．若水平面光滑,物塊A對(duì)B的作用力大小為FB．若水平面光滑,物塊A對(duì)B的作用力大小為C．若物塊A與地面無摩擦,B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物塊A對(duì)B的作用力大小為μmgD．若物塊A與地面無摩擦,B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則物塊A對(duì)B的作用力大小為(F+2μmg)/3能力提升1、如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在傾角為α的光滑斜面上，隨斜面體一起沿水平方向運(yùn)動(dòng)，要使物體相對(duì)于斜面保持靜止，斜面體的運(yùn)動(dòng)情況以及物體對(duì)斜面壓力F的大小mαmαA、斜面體以某一加速度向右加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)小于mgB、斜面體以某一加速度向右加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)不小于mgC、斜面體以某一加速度向左加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)大于mgD、斜面體以某一加速度向左加速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)不大于mg2．如圖所示，質(zhì)量kg和kg的兩物體，疊放在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.40的粗糙水平地面上，一處于水平位置的輕彈簧，勁度系數(shù)為200N/m，一端固定于墻壁，另一端與質(zhì)量為m1的物體相連，彈簧處于自然狀態(tài)，現(xiàn)用一水平推力F作用于質(zhì)量為m2的物體上，使它緩慢地向墻壁一側(cè)移動(dòng)，取g=10m/s2，當(dāng)移動(dòng)0.50m時(shí)，兩物體間開始相對(duì)滑動(dòng)，這時(shí)水平推力F的大小為（） A．80N B．280N C．380N D．100N3．如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物塊用輕線連接放在傾角為θ的斜面上，用始終平行于斜面向上的拉力F拉A，使它們沿斜面勻加速上升，A、B與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，為了增加輕線上的張力，可行的辦法是（） A．減小A物塊的質(zhì)量 B．增大B物塊的質(zhì)量 C．增大傾角θ D．增大動(dòng)摩擦因數(shù)μ4．如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的兩物塊放在水平地面上，與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都是μ(μ≠0)，用輕質(zhì)彈簧將兩物塊連接在一起，當(dāng)用水平力F作用在m1上時(shí)，兩物塊均以加速度a做勻加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為x;若用水平力F＇作用在m1上時(shí)，兩物塊均以加速度a＇=2a做勻加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)量為x＇．則下列說法正確的是（） A．F＇=2F B．x＇=2x C．F＇>2F D．x＇<2x6．一有固定斜面的小車在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，小球通過細(xì)繩與車頂相連．小球某時(shí)刻正處于如圖所示狀態(tài)．設(shè)斜面對(duì)小球的支持力為N，細(xì)繩對(duì)小球的拉力為T，關(guān)于此時(shí)刻小球的受力情況，下列說法正確的（）A．若小車向左運(yùn)動(dòng)，N可能為零B．若小車向左運(yùn)動(dòng)，T可能為零 C．若小車向右運(yùn)動(dòng)，N不可能為零D．若小車向右運(yùn)動(dòng)，T不可能為零ABa7.一小圓盤靜止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一邊與桌的AB邊重合，如圖。已知盤與桌布間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1，盤與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2?，F(xiàn)突然以