高考物理三輪沖刺突破訓(xùn)練專題04 動力學(xué)中的連接體問題 （原卷版）

專題04動力學(xué)中的連接體問題目錄TOC\o"1-1"\h\u專題04動力學(xué)中的連接體問題 1考向一“板—塊”模型 1考向二繩、彈簧、滑輪接觸類連接體問題 31．靈活應(yīng)用整體法與隔離法 32．三類連接體問題的解題結(jié)論 3【題型演練】 6考向一“板—塊”模型(1)兩種位移關(guān)系滑塊由滑板的一端相對運動到另一端的過程中：①若滑塊和滑板同向運動，位移之差等于板長；②反向運動時，位移的絕對值之和等于板長．(2)解題思路【典例1】如圖所示，質(zhì)量相等的物塊A和B疊放在水平地面上，左邊緣對齊．A與B、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ。先敲擊A，A立即獲得水平向右的初速度，在B上滑動距離L后停下。接著敲擊B，B立即獲得水平向右的初速度，A、B都向右運動，左邊緣再次對齊時恰好相對靜止，此后兩者一起運動至停下．最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g．求：（1）A被敲擊后獲得的初速度大小vA；（2）在左邊緣再次對齊的前、后，B運動加速度的大小aB、aB'；（3）B被敲擊后獲得的初速度大小vB．

【變式1】如圖，兩個滑塊A和B的質(zhì)量分別為SKIPIF1<0和SKIPIF1<0，放在靜止于水平地面上的木板的兩端，兩者與木板間的動摩擦因數(shù)均為SKIPIF1<0；木板的質(zhì)量為SKIPIF1<0，與地面間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0。某時刻A、B兩滑塊開始相向滑動，初速度大小均為SKIPIF1<0。A、B相遇時，A與木板恰好相對靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小SKIPIF1<0。求（1）B與木板相對靜止時，木板的速度；（2）A、B開始運動時，兩者之間的距離。

【變式2】如圖甲所示，一塊質(zhì)量為mA=2kg的木板A靜止在水平地面上，一個質(zhì)量為mB=1kg的滑塊B靜止在木板的左端，對B施加一向右的水平恒力F，一段時間后B從A右端滑出，A繼續(xù)在地面上運動一段距離后停止，此過程中A的速度隨時間變化的圖像如圖乙所示。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度取g=10m/s2。則下列說法正確的是（）A.滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.6B.木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.1C.F的大小可能為9ND.F的大小與板長L有關(guān)考向二繩、彈簧、滑輪接觸類連接體問題1．靈活應(yīng)用整體法與隔離法(1)整體法：在連接體問題中，如果不需要求物體之間的相互作用力，且連接體的各部分具有相同的加速度，一般采用整體法列牛頓第二定律方程．(2)隔離法：如果需要求物體之間的相互作用力或?qū)τ诩铀俣炔煌倪B接體，一般采用隔離法列牛頓第二定律方程．2．三類連接體問題的解題結(jié)論(1)通過滑輪連接的兩個物體：如果做加速運動，則它們的加速度大小相同，注意此時輕繩的拉力與懸掛物的重力大小不等．(2)疊加體類連接體：兩物體間剛要發(fā)生相對滑動時物體間達(dá)到最大靜摩擦力．(3)靠在一起的連接體：分離時相互作用力為零，但此時兩物體的加速度仍相同．【典例2】高鐵已成為重要的“中國名片”。一輛由8節(jié)車廂編組的列車，從車頭開始的第2、3、6和7共四節(jié)為動力車廂，其余為非動力車廂。列車在平直軌道上勻加速啟動時，若每節(jié)動力車廂牽引力大小均為F，每節(jié)車廂質(zhì)量均為m，所受阻力均為f，則（）A.列車的加速度為SKIPIF1<0B.列車的加速度為SKIPIF1<0C.第2節(jié)車廂對第3節(jié)車廂的作用力為0D.第2節(jié)車廂對第3節(jié)車廂的作用力為F-2f【典例3】a、b兩物體的質(zhì)量分別為m1、m2，由輕質(zhì)彈簧相連．當(dāng)用恒力F豎直向上拉著a，使a、b一起向上做勻加速直線運動時，彈簧伸長量為x1；當(dāng)用大小仍為F的恒力沿水平方向拉著a，使a、b一起沿光滑水平桌面做勻加速直線運動時，彈簧伸長量為x2，如圖所示．則（）A.x1一定等于x2 B.x1一定大于x2C.若m1＞m2，則x1＞x2 D.若m1＜m2，則x1＜x2【典例4】如圖，三個質(zhì)量均為1kg的物體A、B、C疊放在水平桌面上，B、C用不可伸長的輕繩跨過一光滑輕質(zhì)定滑輪連接，A與B之間、B與C之間的接觸面以及輕繩均與桌面平行，A與B之間、B與C之間以及C與桌面之間的動摩擦因數(shù)分別為0.4、0.2和0.1，重力加速度g取10m/s2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。用力F沿水平方向拉物體C，以下說法正確的是（）A.拉力F小于11N時，不能拉動CB.拉力F為17N時，輕繩的拉力為4NC.要使A、B保持相對靜止，拉力F不能超過23ND.A的加速度將隨拉力F的增大而增大【典例5】如圖所示，傾角為θ=30?斜面體c置于水平地面上，滑塊b置于光滑斜面上，通過細(xì)繩跨過定滑輪與物體a連接，連接b的一段細(xì)繩與斜面平行，連接a的一段細(xì)繩豎直，a下端連接在豎直固定在地面的輕彈簧上，整個系統(tǒng)保持靜止。已知物塊a、b、c的質(zhì)量分別為m、4m、M，重力加速度為g，不計滑輪的質(zhì)量和摩擦。下列說法中正確的是（）A.地面對c的摩擦力為零B.剪斷輕繩的瞬間，c對地面的壓力為（3m+M）gC.剪斷輕繩的瞬間，a的加速度大小為2gD.彈簧彈力大小為mg考向三傳送帶問題【典例6】如圖所示，足夠長的傳送帶與水平面夾角為θ，以速度v0逆時針勻速轉(zhuǎn)動，在傳送帶的上端輕輕放置一個質(zhì)量為m的小木塊，小木塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＜tanθ，則圖中能客觀地反映小木塊的速度隨時間變化關(guān)系的是（）[變式1]如圖所示，白色傳送帶A、B兩端距離L=14m，以速度v0=8m/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動，并且傳送帶與水平面的夾角為θ=37°，現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2kg的煤塊輕放在傳送帶的A端，煤塊與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ=0.25，＞取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，則下列敘述正確的是（）A.煤塊從A端運動到B端所經(jīng)歷時間為2.25sB.煤塊運動到B端時重力的瞬時功率為120WC.煤塊從A端運動到B端在傳送帶上留下的黑色痕跡為4mD.煤塊從A端運動到B端因摩擦產(chǎn)生的熱量為8J【典例7】近年來，網(wǎng)上購物促使快遞行業(yè)迅猛發(fā)展．如圖所示為某快遞車間傳送裝置的簡化示意圖，傳送帶右端與水平面相切，且保持v0＝4m/s的恒定速率順時針運行，傳送帶的長度為L＝3m．現(xiàn)將一質(zhì)量為0.4kg的包裹A輕放在傳送帶左端，包裹A剛離開傳輸帶時恰好與靜止的包裹B發(fā)生正碰，碰撞時間極短，碰撞后包裹A向前滑行了0.1m靜止，包裹B向前運動了0.4m靜止．已知包裹A與傳輸帶間的動摩擦系數(shù)為0.4，包裹A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)均為0.5，g取10m/s2.求：（1）包裹A在傳送帶上運動的時間；（2）包裹B的質(zhì)量．

【題型演練】1、(多選)如圖甲所示，光滑水平面上靜置一個薄長木板，長木板上表面粗糙，其質(zhì)量為M，t＝0時刻質(zhì)量為m的物塊以水平速度v滑上長木板，此后木板與物塊運動的v-t圖象如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2，則下列說法正確的是()A．M＝mB．M＝2mC．木板的長度為8mD．木板與物塊間的動摩擦因數(shù)為0.12、如圖所示，質(zhì)量為m的木板A靜止在水平地面上，在木板A的左端放置一個質(zhì)量為2m的鐵塊B，鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，現(xiàn)給鐵塊施加一水平作用力F，F(xiàn)由零開始逐漸變大至A、B相對滑動，下列判斷正確的是（）A.若木板A先相對地發(fā)生滑動，則當(dāng)A、B剛要發(fā)生相對滑動時，A的加速度大小為SKIPIF1<0B.若鐵塊B先相對A發(fā)生滑動，則當(dāng)A、B剛要發(fā)生相對滑動時，F(xiàn)的大小為SKIPIF1<0mgC.若木板A先相對地發(fā)生滑動，然后B相對A發(fā)生滑動，則一定是SKIPIF1<0D.若木板A先相對地發(fā)生滑動，然后B相對A發(fā)生滑動，則一定是SKIPIF1<03、如圖所示，輕質(zhì)板放在光滑的水平地面上，物體A、B與輕質(zhì)板的動摩擦因數(shù)SKIPIF1<0（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）已知SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，g取SKIPIF1<0。當(dāng)作用在A上的水平力SKIPIF1<0時，物體A的加速度為（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<04、如圖所示，一輕質(zhì)彈簧豎直固定在水平面上，一物塊自彈簧正上方自由下落，當(dāng)物塊與彈簧接觸并將彈簧壓至最短(在彈性限度內(nèi))的過程中，下列說法正確的是()A．物塊接觸彈簧后立即做減速運動B．物塊接觸彈簧后先加速后減速C．當(dāng)物塊的速度最大時，它所受的合力不為零D．當(dāng)彈簧被壓縮至最短時，物塊的加速度等于零5、(多選)如圖所示，在光滑水平面上放置的A、B兩物體相互接觸但并不黏合，兩物體的質(zhì)量分別為mA＝2kg，mB＝3kg.從t＝0開始，作用力FA和作用力FB分別作用在A、B兩物體上，F(xiàn)A、FB隨時間的變化規(guī)律分別為FA＝(8－2t)N，F(xiàn)B＝(2＋2t)N．則()A．A、B兩物體一直以2m/s2的加速度做勻加速運動B．當(dāng)FA＝FB時，A、B兩物體分離C．t＝1s時A物體的運動速度為2m/sD．B物體在t＝5s時的加速度為4m/s26、(多選)如圖甲所示，物塊A、B靜止疊放在水平地面上，B受到大小從零開始逐漸增大的水平拉力F作用，A、B間的摩擦力Ff1、B與地面間的摩擦力Ff2隨水平拉力F變化的情況如圖乙所示，已知物塊A的質(zhì)量m＝3kg，重力加速度g取10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則()A．物塊B的質(zhì)量為4kgB．A、B間的動摩擦因數(shù)為0.2C．B與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.2D．當(dāng)F＝10N時，A物體的加速度大小為1.5m/s27、如圖所示，質(zhì)量為M的滑塊A放置在光滑水平地面上，左側(cè)面是圓心為O、半徑為R的光滑四分之一圓弧面，當(dāng)用一水平恒力F作用在滑塊A上時，一質(zhì)量為m的小球B(可視為質(zhì)點)在圓弧面上與A保持相對靜止，此時小球B距軌道末端Q的豎直高度為H＝eq\f(R,3)，重力加速度為g，則F的大小為()A．eq\f(\r(5),3)Mg B．eq\f(\r(5),2)MgC．eq\f(\r(5),3)(M＋m)g D．eq\f(\r(5),2)(M＋m)g8、如圖，兩物塊P、Q置于水平地面上，其質(zhì)量分別為m、2m，兩者之間用水平輕繩連接。兩物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ，重力加速度大小為g，現(xiàn)對Q施加一水平向右的拉力F，使兩物塊做勻加速直線運動，輕繩的張力大小為（）A.SKIPIF1<0 B.SKIPIF1<0 C.SKIPIF1<0 D.SKIPIF1<09、如圖所示，A、B兩物體質(zhì)量為mA、mB(mA＞mB)，由輕繩連接繞過滑輪并從靜止釋放，不計滑輪質(zhì)量和所有摩擦，則A、B運動過程中()A．輕繩的拉力為(mA－mB)gB．輕繩的拉力逐漸減小C．它們加速度的大小與eq\f(mA,mB)成正比D．若(mA＋mB)是一定值，則加速度大小與(mA－mB)成正比10、一根輕彈簧,下端固定在水平地面上,一個質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點),從距彈簧上端h處自由下落并壓縮彈簧,如圖所示.若以小球下落點為x軸正方向起點,設(shè)小球從開始下落到壓縮彈簧至最大位置為H,不計任何阻力,彈簧均處于彈性限度內(nèi);小球下落過程中加速度a,速度v,彈簧的彈力F,彈性勢能Ep

變化的圖象正確的是(

)A．B．C．D．11、如圖所示，質(zhì)量相等的物塊A和B疊放在水平地面上，左邊緣對齊．A與B、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ。先敲擊A，A立即獲得水平向右的初速度，在B上滑動距離L后停下。接著敲擊B，B立即獲得水平向右的初速度，A、B都向右運動，左邊緣再次對齊時恰好相對靜止，此后兩者一起運動至停下．最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g．求：（1）A被敲