牛二定律应用——连接体专题
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牛顿第二定律——连接体问题(整体法与隔离法)
命题:熊亮
一、连接体:当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连,或多个物体直接叠放在一起的系统
二、处理方法——整体法与隔离法
系统运动状态相同 整体法
问题不涉及物体间的内力
使用原则
系统各物体运动状态不同
隔离法
问题涉及物体间的内力
三、连接体题型:
1、连接体整体运动状态相同:(这类问题可以采用整体法求解)
【例1】A、B两物体靠在一起,放在光滑水平面上,它们的质量分别为
,
,今用水平力
推A,用水平力
拉B,A、B间的作用力有多大?
【练1】如图所示,质量为M的斜面A置于粗糙水平地面上,动摩擦因数
为
,物体B与斜面间无摩擦。
在水平向左的推力F作用下,A与B一起做匀加速直线运动,两者无相对滑动。
已知斜面的倾角为
,物体B的质量为m,则它们的加速度a及推力F的大小为多少
【练2】如图所示,质量为
的物体2放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为
的物体,与物体1相连接的绳与竖直方向成
角,则( )
A. 车厢的加速度为
B. 绳对物体1的拉力为
C. 底板对物体2的支持力为
D. 物体2所受底板的摩擦力为
2、连接体整体内部各部分有不同的加速度:(不能用整体法来定量分析)
【例2】如图所示,一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直
杆,在杆上套有一个环,箱和杆的总质量为M,环的质量为m。
已知环沿着杆向下加速运动,当加速度大小为a时(a<g),则箱对地面的压力为多大?
【练3】如图所示,一只质量为m的小猴抓住用绳吊在天花板上的一根质量为M的竖直杆。
当悬绳突然断裂时,小猴急速沿杆竖直上爬,以保持它离地面的高度不变。
则杆下降的加速度为大?
【练4】如图所示,在托盘测力计的托盘内固定一个倾角为30°的光滑斜面,现将一个重4 N的物体放在斜面上,让它自由滑下,那么测力计因4 N物体的存在,而增加的读数是()
A.4 N
B.2 N
C.0 N
D.3 N
【练5】如图所示,A、B的质量分别为m A=0.2kg,m B=0.4kg,盘C的质量m C=0.6kg,现悬挂于天花板O处,处于静止状态。
当用火柴烧断O处的细线瞬间,木块A的加速度a A多大?木块B对盘C的压力F BC多大?(g取
10m/s2)
A
B
C
O
【练6】水平桌面上放着质量为M的滑块,用细绳通过定滑轮与质量为m
的物体相连,滑块向右加速运动。
已知滑块与桌面间的动摩擦因数为
μ.试求滑块运动的加速度和细绳中的张力。
M
m
连接体作业
1、如图所示,小车质量均为M,光滑小球P的质量为m,绳的质量不计,
水平地面光滑。
要使小球P随车一起匀加速运动(相对位置如图所
示),则施于小车的水平拉力F各是多少?(θ已知)
球刚好离开斜面 球刚好离开槽底
F= F= F= F=
2、如图所示,A、B质量分别为m1,m2,它们在水平力F的作用下均一起
加速运动,甲、乙中水平面光滑,两物体间动摩擦因数为μ,丙中水平
面光滑,丁中两物体与水平面间的动摩擦因数均为μ,求A、B间的摩擦力和弹力。
f= f= F AB=
F AB=
F
a
b
c
3、如图所示,在光滑水平桌面上,叠放着三个质量相同的物体,用力推物体a,使三个物体保持静止,一起作加速运动,则各物体所受的合外力 ( )
A.a最大 B.c最大 C.同样大 D.b最小
4、如图所示,小车的质量为M,正在向右加速运动,一个质量为m的木块紧靠在车的前端相对于车保持静止,则下列说法正确的是( )
A.在竖直方向上,车壁对木块的摩擦力与物体的重力平衡
B.在水平方向上,车壁对木块的弹力与物体对车壁的压力是一对平衡力
C.若车的加速度变小,车壁对木块的弹力也变小
D.若车的加速度变大,车壁对木块的摩擦力也变大
5、物体A、B叠放在斜面体C上,物体B的上表面水平,如图所示,在水平力F的作用下一起随斜面向左匀加速运动的过程中,物体A、B相对静止,设物体B给物体A的摩擦力为
,水平地面给斜面体C的摩擦力为
,(
),则( )
A.
B.
水平向左
C.
水平向左 D.
水平向右
6、如图3所示,质量为M的斜劈形物体放在水平地面上,质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的斜面向上滑,至速度为零后加速返回,而物体M始终保持静止,则在物块m上、下滑动的整个过程中( )
A. 地面对物体M的摩擦力方向没有改变;
B. 地面对物体M的摩擦力先向左后向右;
C. 物块m上、下滑时的加速度大小相同;
D. 地面对物体M的支持力总小于
7、如图所示,质量M=8kg的小车放在光滑的水平面上,在小车右端加一水平恒力F=8N,当小车速度达到1.5m/s时,在小车的前端轻轻放上一大小不计、质量m=2kg的物体,物体与小车间的动摩擦因数μ=
0.2,小车足够长,求物体从放在小车上开始经t=1.5s通过的位移大小.(g取10m/s2)
8、如图所示,质量为
的物体A沿直角斜面C下滑,质量为
的物体B上升,斜面与水平面成θ角,滑轮与绳的质量及一切摩擦均忽略不计,求斜面作用于地面凸出部分的水平压力的大小。
9、如图所示,质量为M的滑块C放在光滑的桌面上,质量均为m两物体A 和B用细绳连接,A平放在滑块上,与滑块间动摩擦因数为
,细绳跨过滑轮后将B物体竖直悬挂,设绳和轮质量不计,轮轴不受摩擦力作用,水平推力F作用于滑块,为使A和B与滑块保持相对静止,F至少应为多大?
10、在粗糙的水平面上有一质量为M的三角形木块,两底角分别为
、
,在三角形木块的两个粗糙斜面上,有两个质量为
、
的物体分别以
、
的加速度沿斜面下滑。
三角形木块始终是相对地面静止,求三角形木块受到静摩擦力和支持力?。