高考物理连接体问题专题训练
连接体模型(牛顿第二定律)-2024年高考物理一轮复习考点通关卷(解析版)
考点巩固卷连接体模型(牛顿第二定律)建议用时:50分钟考点序号考点题型分布考点1轻绳或轻弹簧连接的连接体模型5单选+1多选考点2整体法或隔离法解决连接体模型2单选+3多选考点3速度不同的连接体模型2单选+1多选考点01:轻绳或轻弹簧连接的连接体模型(10单选)一、单选题1(2023·北京·统考高考真题)如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连,两物块质量均为1kg,细线能承受的最大拉力为2N。
若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动。
则F的最大值为()A.1NB.2NC.4ND.5N【答案】C【详解】对两物块整体做受力分析有F=2ma再对于后面的物块有F T max=maF T max=2N联立解得F=4N故选C。
2(2023·江苏镇江·统考三模)如图所示,轻质弹簧一端连接在固定斜面底端的挡板上,另一端与物块A连接,物块A静止在斜面上,弹簧恰好处于原长,A与斜面间动摩擦因数μ=tanθ,t=0时刻给A 一沿斜面向下的瞬时冲量,物块A在运动过程中,加速度a、动能E k、弹性势能E p与路程s及运动时间t的变化关系可能正确的是()A. B.C. D.【答案】B【详解】以弹簧恰好处于原长的位置为坐标原点且取向下为正,则记物块A 运动的位移为x ,则滑块A 下滑过程中有x =s ,上滑过程中s =2s 0-x ,故加速度a 、动能E k 、弹性势能E p 与路程s 的关系图线与关于位移x 的关系图线形状相同。
AB .由于刚开始时物块A 静止在斜面上,弹簧恰好处于原长,A 与斜面间动摩擦因数μ=tan θ,则物块A 下滑过程中有kx =ma则物块A 下滑过程中a -x 图线是一条过原点的直线,当A 下滑的到最低点后上滑过程中有kx -2mg sin θ=ma则A 上滑过程中a -x 图线应是一条下倾的直线,且最大加速度要比上滑的最大加速度要小,但物块A 不是做匀变速直线运动,则a 与t 的关系不可能是直线,A 错误、B 正确;C .根据以上分析可知,滑块下滑过程中重力和摩擦力抵消,则滑块的合外力为弹力,根据动能定理有12kx 2=E k 0-E k 则下滑过程中E k -x 图线应该是一条开口向下的抛物线,当滑块上滑过程有12ks 20-12kx 2-2mg sin θ⋅x =E k 则上滑过程中E k -x 图线也应该是一条开口向下的抛物线,但根据牛顿第二定律可知上滑过程中在到达x =0(即路程2s 0)前某位置有A 的合外力为零,此位置动能最大,此后A 就开始做减速运动,动能将减小,C 错误;D .物体A 下滑过程中E p 与下滑位移x 的关系为E p =12kx 2则物块A 下滑过程中E p -x 图线应该是一条开口向上的抛物线,当滑块上滑过程有E p =12ks 20-12kx 2则物块A 上滑过程中E p -x 图线应该是一条开口向下的抛物线,D 错误。
2025高中物理必修第三册鲁科版专题强化练3 连接体问题
专题强化练3连接体问题1.(2023江苏盐城期末)如图所示,物体P置于光滑的水平面上,用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G=10 N的重物Q,物体P向右运动的加速度大小为a1;若细线下端不挂重物,而用F=10 N的力竖直向下拉细线下端,这时物体P的加速度大小为a2,则()A.a1<a2B.a1=a2C.a1>a2D.条件不足,无法判断2.(2023福建莆田二中期末)如图,一凹形槽内有一轻质弹簧和一物块,槽内两端装有压力传感器。
将凹形槽静置在光滑斜面上时,上下两端压力传感器的示数分别为4.5 N和13.6 N。
当凹形槽沿斜面自由下滑时()A.下压力传感器的示数变小B.下压力传感器的示数变大C.上压力传感器的示数为9.1 ND.上压力传感器的示数为13.6 N3.(多选题)(2024福建柳城中学月考)某兴趣小组准备测定列车行驶的加速度。
当列车在平直轨道上行驶时,他们在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球,发现小球与车厢保持相对静止时,细线与竖直方向的夹角为θ,如图所示。
重力加速度为g,则对于此时列车的运动状态,有可能是()A.向左匀加速运动B.向左匀减速运动C.加速度大小为g tan θD.加速度大小为g sin θ4.(多选题)(2024湖北襄阳阶段检测)如图所示,两个质量分别为m1=1 kg、m2=4 kg 的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接。
两个大小分别为F1=30 N、F2=20 N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则达到稳定状态后,下列说法正确的是()A.弹簧测力计的示数是28 NB.弹簧测力计的示数是30 NC.在突然撤去F2的瞬间,m2的加速度大小为5 m/s2D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度大小为28 m/s25.(多选题)(2024陕西延安期末)如图所示,A、B、C三球的质量均为m,轻质弹簧一端固定在斜面顶端,另一端与A球相连,A、B间固定一个轻杆,B、C间由一轻质细线连接。
高三物理连接体试题答案及解析
高三物理连接体试题答案及解析1.如图所示,在倾角为的光滑斜面上端系有一劲度系数为200N/m的轻质弹簧,弹簧下端连一个质量为2kg的小球,球被一垂直于斜面的挡板A挡住,此时弹簧没有形变.若挡板A以4m/s2的加速度沿斜面向下做匀加速运动,取,则A.小球从一开始就与挡板分离B.小球速度最大时与挡板分离C.小球向下运动0.01 m时与挡板分离D.小球向下运动0.02m时速度最大【答案】C【解析】设球与挡板分离时位移为,经历的时间为,从开始运动到分离的过程中,m受竖直向,沿斜面向上的挡板支持力和弹簧弹力.根据牛顿第二下的重力,垂直斜面向上的支持力FN定律有:,保持a不变,随着的增大,减小,当m与挡板分离时,减小到零,则有:,解得:,即小球向下运动0.01m时与挡板分离,故A错误,C正确.球和挡板分离前小球做匀加速运动;球和挡板分离后做加速度减小的加速运动,当加速度为零时,速度最大.故B错误.球和挡板分离后做加速度减小的加速运动,当加速度为零时,速度最大,此时物体所受合力为零.即:,解得:,由于开始时弹簧处于原长,所以速度最大时小球向下运动的路程为0.05m,故D错误.故选C.【考点】本题考查了牛顿第二定律、胡克定律.2.如图所示,水平面内两根光滑的足够长平行金属导轨,左端与电阻R相连接,匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内,一定质量的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。
若对金属棒施加一个水平向右的外力F,使金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动。
若导轨与金属棒的电阻不计,则下列图像(金属棒产生的电动势E、通过电阻R的电量q、电阻R消耗的功率P、外力F)正确的是【答案】BD【解析】金属棒从静止开始匀加速直线运动,设加速度为,则金属棒速度为,导体棒切割磁感线产生的感应电动势,感应电动势与时间成正比,图像为一条倾斜的直线,选项A错。
通过电阻的电荷量,电荷量与时间平方成正比,选项B对。
电阻R消耗的电功率,电功率同样与时间平方成正比,选项C 错。
2.8连接体模型(基础篇)(学生版) 2025年高考物理100考点千题精练(新高考通用)
2025高考复习100考点最新模拟题千题精练二、相互作用专题2.8 连接体模型1.(2024辽宁部分重点高中3月联考)质量均为m 的两物块A 、B 之间连接着一个轻质弹簧,其劲度系数为k ,再将物块A 、B 放在斜面上的等高处,斜面体底面水平,如图所示,弹簧处于压缩状态,且物块与斜面均能保持静止,已知斜面的倾角为q ,两物块和斜面间的动摩擦因数均为m ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g 。
下列说法正确的是( )A .斜面和水平地面间有静摩擦力B .斜面对A 、B 组成系统的摩擦力的合力为2cos mg m qC .若将弹簧拿掉,物块有可能发生滑动D 2. (2024黑龙江哈尔滨重点高中质检) 如图所示,倾角为30°的固定斜面上放有质量分别为200g 、300g 的木块A 、B ,A 、B 之间有一轻质弹簧,用平行于斜面的拉力F 作用在木块B 上,系统保持静止,此时夹在A 、B 之间的轻弹簧伸长量为1cm 。
已知木块A 、B 与斜面间的动摩擦因数均为0.75,弹簧的劲度系数为100N/m ,重力加速度g 取10m/g 2。
下列说法正确的是( )A. 木块AB. 木块AC. 若拉力F 为1.5N ,木块B 所受摩擦力为0D. 若拉力F为1.5N,木块B所受摩擦力沿斜面向上,大小为1N3. (2024河北部分高中期末联考)如图所示,一轻质弹簧两端分别固定小球A和B,小球A穿在水平粗糙杆上,小球B穿在竖直光滑杆上,两小球均保持静止。
现用竖直向下适当大小的力缓慢拉小球B,整个过程中小球A静止不动。
关于该过程,下列说法正确的是( )A. 小球A受到的合力增大B. 小球B受到竖直杆的弹力增大C. 小球A受到的摩擦力不变D. 两杆受到A、B两球作用力的合力增大。
4. (2024石家庄辛集市2月质检)如图所示,两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接,在水平外力F作用下,系统处于静止状态,此时弹簧实际长度相等.弹簧A、B的劲度系数分别为k A、k B,且原长相等.弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为θ与45°.设A、B中的拉力分别为F A、F B.小球直径相比弹簧长度可以忽略.则( )A. k A=k BB. tan θ=12C. F A=mgD. F B=2mg5. (2024河南焦作一模)如图所示,一农民用三根相同的细线a、b、c将收获的甲、乙两袋玉米悬挂起来。
专题05 连接体问题、板块模型和传送带问题-2024年高考物理二轮专题综合能(002)
专题05 连接体问题、板块模型、传送带问题【窗口导航】高频考法1 连接体问题 ........................................................................................................................................... 1 角度1:叠放连接体问题 ....................................................................................................................................... 2 角度2:轻绳连接体问题 ....................................................................................................................................... 3 角度3:轻弹簧连接体问题 ................................................................................................................................... 3 高频考法2 板块模型 ............................................................................................................................................... 4 高频考法3 传送带问题 ........................................................................................................................................... 7 角度1:水平传送带模型 ....................................................................................................................................... 8 角度2:倾斜传送带模型 . (11)高频考法1连接体问题1.常见连接体三种情况中弹簧弹力、绳的张力相同(接触面光滑,或A 、B 与接触面间的动摩擦因数相等)常用隔离法常会出现临界条件2. 连接体的运动特点(1)叠放连接体——常出现临界条件,加速度可能不相等、速度可能不相等。
专题16 连接体问题 (原稿版)
得
隔离T-F1-μm1g=m1a
得
三、板块连接体模型归纳
整体:a=F/(m1+m2)
隔离m1:f=m1a
得f=m1F/(m1+m2)
整体:a=g(sinθ-μ2cosθ)
方向沿斜面向下
隔离m1:m1gsinθ-f=m1a
得f=μ2m1gcosθ
方向沿斜面向上
若μ2=0则f=0
绳子平行于倾角为α的斜面,A物块恰好能静止在斜面上,不考虑两物块与斜面之间的摩擦。若互换两物块
位置,按图乙放置,然后释放物块,斜面仍保持静止。则下列说法正确的是( )
A.轻绳的拉力等于Mg
B.轻绳的拉力小于mg
C.A物块运动的加速度大小为(1﹣sinα)g
D.A物块运动的加速度大小为
1.如图所示,物块1、2间用刚性轻质杆连接,物块3、4间用轻质弹簧相连,物块1、3质量均为m,2、4质量均为m0,两个系统均置于水平放置的光滑木板上,并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出,设抽出后的瞬间,物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4。重力加速度大小为g,则有( )
9.如图所示,m1=1kg,m2=2kg,m1和m2之间的动摩擦因数μ1=0.2,水平面光滑要使m1和m2之间不发生相对运动,则:F最大不得超过( )(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2)
A.2 NB.4NC.6ND.8N
10.(多选)如图所示,用力F拉着三个物体在光滑的水平面上一起运动,现在中间物体上加上一个小物体,在原拉力F不变的条件下四个物体仍一起运动,那么连接物体的绳子张力和未放小物体前相比( )
【典例2】
(多选)如图,倾角为θ的斜面体固定在水平地面上,现有一带支架的滑块正沿斜面加速下滑。支架上用细
高考物理综合题1 - 连接体 (含答案,打印版)
1.如图所示,物块A 的质量为M ,物块B 、C 的质量都是m ,并都可看作质点,且m <M <2m 。
三物块用细线通过滑轮连接,物块B 与物块C 的距离和物块C 到地面的距离都是L 。
现将物块A 下方的细线剪断,若物块A 距滑轮足够远且不计一切阻力。
求: (1) 物块A 上升时的最大速度; (2) 物块A 上升的最大高度。
【1题解答】 (1)A 、B 、C 三物体系统机械能守恒。
B 、C 下降L ,A 上升L 时,A 的速度达到最大。
2mgL -MgL=21(M+2m)V 2 2分V=Mm gL M m +-2)2(2 2分(2)当C 着地后,A 、B 二物体系统机械能守恒。
B 恰能着地,即B 物体下降L 时速度为零。
MgL -mgL =21(M+m)V 2 2分将V 代入,整理后得:M=2m 1分若M >2m ,B 物体将不会着地。
Mgh -mgh =21(M+m)V 2 1分h =gm M )(2m)V (M 2-+ 1分H L = L + h = L +gm M )(2m)V (M 2-+ 1分若M =2m ,B 恰能着地,A 物体再上升的高度等于L 。
H 2 = 2L 若M <2m ,B 物体着地后,A 还会上升一段。
Mg L -mg L =21(M+m)(V 2-v 2) 1分 V 2=)2)(()2(422M m M m gLM m ++- 1分h’=g v 22=)2)(()2(222M m M m L M m ++- 1分H 3 = 2L + h’ = 2L +)2)(()2(222M m M m LM m ++-2.如图所示,1、2两木块用绷直的细绳连接,放在水平面上,其质量分别为m1=1.0kg、m2=2.0kg,它们与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.10.在t=0时开始用向右的水平拉力F=6.0N拉木块2和木块1同时开始运动,过一段时间细绳断开,到t=6.0s时1、2两木块相距Δs=22.0m(细绳长度可忽略),木块1早已停止.求此时木块2的动能.(g取10m/s2)2.解:对系统a0=[F-μg(m1+m2)]/(m1+m2)=1m/s2. 对木块1,细绳断后:│a1│=f1/m1=μg=1m/s2. 设细绳断裂时刻为t1,则木块1运动的总位移: s1=2a0t12/2=a0t12. 对木块2,细绳断后,a2=(F-μm2g)/m2=2m/s2. 木块2总位移s2=s′+s″=a0t12/2+v1(6-t1)+a2(6-t1)2/2,两木块位移差Δs=s2-s1=22(m).得a0t12/2+v1(6-t1)+a2(6-t1)2/2-a0t12=22,把a0,a2值,v1=a0t1代入上式整理得: t12+12t1-28=0,得t1=2s. 木块2末速v2=v1+a2(6-t1)=a0t1+a2(6-t1)=10m/s.此时动能Ek=m2v22/2=2×102/2J=100J.3.质量为M 的圆环用细线(质量不计)悬挂着,将两个质量均为m 的有孔小珠套在此环上,且可以在环上做无摩擦的滑动,如图所示,今同时将两个小珠从环的顶部释放,并沿相反方向自由滑下,试求:(1)在圆环不动的条件下,悬线中的张力T 随cosθ变化的函数关系,并求出张力T 的极小值及相应的角θ;(2)小球与圆环的质量比Mm 至少为多大时圆环才有可能上升?解:(1)每个小珠受重力mg 和支持力N 作用,小珠在θ处有:R mv N mg 2cos =-θ机械能守恒:)cos 1(212θ-=mgR mv得:mg N )2cos 3(-=θ对环分析得:Mg N T +=θcos 2即:)cos 2cos 3(22θθ-+=mg Mg T当31cos =θ(即 5.7031arccos==θ)时:mg Mg T 32min -=(2)由上面得到的N 的表达式知,当32cos >θ时,N >0,为压力;只有当32cos <θ时,N <0,为拉力,这是圆环上升的必要条件。
高考物理专题训练:连接体问题(含答案)
[方法点拨] 整体法、隔离法交替运用的原则: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,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”.1.(多选)(2018·四川泸州一检)如图1所示,物块A 、B 质量相等,在水平恒力F 作用下,在水平面上做匀加速直线运动,若水平面光滑,物块A 的加速度大小为a 1,物块A 、B 间的相互作用力大小为F N1;若水平面粗糙,且物块A 、B 与水平面间的动摩擦因数相同,物块B 的加速度大小为a 2,物块A 、B 间的相互作用力大小为F N2,则以下判断正确的是( )图1A .a 1=a 2B .a 1>a 2C .F N1=F N2D .F N1<F2.如图2所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻弹簧上端固定在框架上,下端连接一个质量为m 的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零瞬间,小球的加速度大小为( )图2A .g B.M -m m g C .0 D.M +m mg 3.(多选)(2017·湖北武汉2月调考)一物块置于水平桌面上,一端系于物块的轻绳平行于桌面绕过光滑的轻质定滑轮,轻绳的另一端系一质量为M 的杆,杆自然下垂,杆上穿有质量为m (m <M )的小环,如图3所示.重力加速度大小为g .当小环以加速度a 沿杆加速下滑时,物块仍保持静止,则物块受到桌面的摩擦力可能为( )图3A .MgB .(M +m )gC .(M +m )g -MaD .(M +m )g -ma4.(2017·河北省五个一联盟二模)如图4所示,固定斜面CD 段光滑,DE 段粗糙,A 、B 两物体叠放在一起从C 点由静止下滑,下滑过程中A 、B 保持相对静止,则( )图4A .在CD 段时,A 受三个力作用B .在DE 段时,A 可能受二个力作用C .在DE 段时,A 受到的摩擦力方向一定沿斜面向上D .整个下滑过程中,A 、B 均处于失重状态5.(多选)(2017·广东顺德一模)如图5所示,有五个完全相同、质量均为m 的滑块(可视为质点)用长均为L 的轻杆依次相连接,最右侧的第1个滑块刚好位于水平面的O 点处,O 点左侧水平面光滑、O 点右侧水平面由长3L 的粗糙面和长L 的光滑面交替排列,且足够长,已知在水平恒力F 的作用下,第3个滑块刚好进入O 点右侧后,第4个滑块进入O 点右侧之前,滑块恰好做匀速直线运动,则可判断(重力加速度为g )( )图5A .滑块与粗糙段间的动摩擦因数μ=F 3mgB .第4个滑块进入O 点后,滑块开始减速C .第5个滑块刚进入O 点时的速度为2FL 5mD .轻杆对滑块始终有弹力作用6.(多选)(2017·湖北孝感一模)如图6甲所示,一根粗绳AB ,其质量均匀分布,绳右端B 置于光滑水平桌面边沿,现拉动粗绳右端B ,使绳沿桌面边沿做加速运动,当B 端向下运动x时,如图乙所示,距B 端x 处的张力F T 与x 的关系满足F T =5x -52x 2,一切摩擦不计,下列说法中正确的是(g =10 m/s 2)( )图6A .可求得粗绳的总质量B .不可求得粗绳的总质量C.可求得粗绳的总长度D.可求得当x=1 m时粗绳的加速度大小7.(2017·湖南长郡中学一模)如图7所示,截面为直角三角形的斜面体固定在水平地面上,两斜面光滑,斜面倾角分别为60°和30°,一条不可伸长的轻绳跨过固定在斜面顶端的光滑轻定滑轮连接着两个小物体,物体B的质量为m,起始距地面的高度均为h,重力加速度为g.图7(1)若A的质量也为m,由静止同时释放两物体,求当A刚到地面时的速度大小;(2)若斜面体不固定,当斜面体在外力作用下以大小为a的加速度水平向右做匀变速直线运动时,要使A、B两物体相对斜面都不动,分析物体A的质量和加速度a的关系.答案精析1.BCD2.D [以框架为研究对象进行受力分析可知,当框架对地面压力为零时,其重力与弹簧对其弹力平衡,即F =Mg ,故可知弹簧处于压缩状态,再以小球为研究对象分析受力可知F+mg =ma ,联立可解得,小球的加速度大小为a =M +m mg ,故选项D 正确.] 3.AD4.C [在CD 段,整体的加速度a =(m A +m B )g sin θm A +m B=g sin θ,对A 受力分析,有:m A g sin θ+F f =m A a ,解得F f =0,可知A 受重力和支持力两个力作用,故A 错误. 设B 与斜面DE 段间的动摩擦因数为μ,在DE 段,整体的加速度a ′=(m A +m B )g sin θ-μ(m A +m B )g cos θm A +m B=g sin θ-μg cos θ,对A 受力分析,有:m A g sin θ+F f ′=m A a ′,解得F f ′=-μm A g cos θ,负号表示方向沿斜面向上.若匀速运动,A 受到的静摩擦力也是沿斜面向上,所以A 一定受三个力作用,故B 错误,C 正确.整体下滑的过程中,CD 段加速度沿斜面向下,A 、B 均处于失重状态.在DE 段,A 、B 可能做匀速直线运动,不处于失重状态,故D 错误.]5.AC [第3个滑块刚好进入O 点右侧后,第4个滑块进入O 点右侧之前,滑块恰好做匀速直线运动,则F -3μmg =0,解得μ=F 3mg,故A 正确;第4个滑块进入O 点后,第1个滑块滑出粗糙面,此时整体受到的摩擦力还是F f =3μmg =F ,还是做匀速运动,故B 错误;第5个滑块刚进入O 点时,根据动能定理可知F ·4L -μmg ·3L -μmg ·3L -μmg ·2L -μmg ·L =12·5m v 2 ,解得v = 2FL 5m,故C 正确;在匀速阶段,轻杆对第5个滑块无弹力作用,故D 错误.]6.ACD7.见解析解析 (1)设A 刚到地面时的速度为v ,由A 和B 整体运动过程中机械能守恒得,mgh =mg sin 30°·h sin 60°+12×2m v 2 v = (1-33)gh . (2)对两个物体分别进行受力分析,沿垂直斜面和平行斜面方向建立坐标系进行正交分解 . 当斜面体向右做匀加速直线运动时,加速度方向水平向右:对A 物体, F T -m A g sin 60°=m A a cos 60°对B 物体, mg sin 30°-F T =ma cos 30°解得m A =mg -3ma 3g +a可知加速度的大小应满足0<a <33g 加速度a 越大,A 物体的质量越小,A 物体质量应满足0<m A <33m . 当斜面体向右做匀减速直线运动时,加速度方向水平向左: 对A 物体, m A g sin 60°-F T =m A a cos 60°对B 物体,F T -mg sin 30°=ma cos 30°解得m A =mg +3ma 3g -a可知加速度的大小满足0<a <3g加速度a 越大,A 物体的质量越大,A 物体质量应满足m A >33m .。
高考物理专题20动力学中的连接体问题练习(含解析)
专题20 动力学中的连接体问题1.同一方向的连接体问题:这类问题通常具有相同的加速度,解题时一般采用先整体后隔离的方法.2.不同方向的连接体问题:由跨过定滑轮的绳相连的两个物体,不在同一直线上运动,加速度大小相等,但方向不同,也可采用整体法或隔离法求解.1.(2020·湖南长沙市长沙县第六中学月考)如图1,斜面光滑且固定在地面上,A 、B 两物体一起靠惯性沿光滑斜面下滑,下列判断正确的是( )图1A .图甲中两物体之间的绳中存在弹力B .图乙中两物体之间存在弹力C .图丙中两物体之间既有摩擦力,又有弹力D .图丁中两物体之间既有摩擦力,又有弹力 答案 C解析 图甲:整体法分析,根据(m 1+m 2)g sin θ=(m 1+m 2)a ,隔离A 可知F T +m 1g sin θ=m 1a ,解得绳的拉力F T =0,故A 错误;图乙:对两物体应用整体法,根据牛顿第二定律可知(m 1+m 2)g sin θ=(m 1+m 2)a ,隔离A 可知F N +m 1g sin θ=m 1a ,解得两物体之间的弹力F N =0,故B 错误;图丙:对两物体应用整体法,根据牛顿第二定律可知(m 1+m 2)g sin θ=(m 1+m 2)a ,解得加速度沿斜面向下,隔离A ,将加速度分解到竖直和水平方向,根据牛顿第二定律可知,题图丙中两物体之间既有摩擦力,又有弹力,故C 正确;图丁:对两物体应用整体法,根据牛顿第二定律可知(m 1+m 2)g sin θ=(m 1+m 2)a ,隔离A 可知F f +m 1g sin θ=m 1a ,解得:F f =0,故D 错误.2.(2020·湖南长沙市模拟)如图2所示,光滑水平面上,质量分别为m 、M 的木块A 、B 在水平恒力F 作用下一起以加速度a 向右做匀加速直线运动,木块间的水平轻质弹簧劲度系数为k ,原长为L 0,则此时木块A 、B 间的距离为( )图2A .L 0+MakB .L 0+ma kC .L 0+MFk M +mD .L 0+F -mak答案 B解析 以A 、B 整体为研究对象,加速度为:a =FM +m,隔离A 木块,弹簧的弹力:F 弹=ma=k Δx ,则弹簧的长度L =L 0+ma k =L 0+mFk M +m,故选B.3.(2020·辽宁沈阳东北育才学校月考)如图3所示,质量分别为m A 、m B 的A 、B 两物块紧靠在一起放在倾角为θ的固定斜面上,两物块与斜面间的动摩擦因数相同,用始终平行于斜面向上的恒力F 推A ,使它们沿斜面匀加速上升,为了减小A 、B 间的压力,可行的办法是( )图3A .减小倾角θB .减小B 的质量C .减小A 的质量D .换粗糙程度小的斜面答案 B解析 由牛顿第二定律得,对A 和B 整体有F -(m A +m B )g sin θ-μ(m A +m B )g cos θ=(m A +m B )a ,对B 有F 1-m B g sin θ-μm B g cos θ=m B a ,联立解得F 1=m B m A +m BF ,故减小B 的质量可减小A 、B 间的压力,B 正确,A 、C 、D 错误.4.(多选)如图4,水平地面上有三个靠在一起的物块P 、Q 和R ,质量分别为m 、2m 和3m ,物块与地面间的动摩擦因数都为μ.用大小为F 的水平外力推动物块P ,记R 和Q 之间相互作用力与Q 与P 之间相互作用力大小之比为k .下列判断正确的是( )图4A .若μ≠0,则k =56B .若μ≠0,则k =35C .若μ=0,则k =12D .若μ=0,则k =35答案 BD5.(多选)(2020·湖北鄂东南联盟模拟)如图5所示,A 物体的质量是B 物体的k 倍.A 物体放在光滑的水平桌面上通过轻绳与B 物体相连,两物体释放后运动的加速度为a 1,轻绳的拉力为F T1;若将两物体互换位置,释放后运动的加速度为a 2,轻绳的拉力为F T2.不计滑轮摩擦和空气阻力,则( )图5A.a1∶a2=1∶k B.a1∶a2=1∶1C.F T1∶F T2=1∶k D.F T1∶F T2=1∶1答案AD解析由牛顿第二定律m B g=(m A+m B)a1,F T1=m A a1,同理两物体互换位置,则m A g=(m A+m B)a2,F T2=m B a2,解得a1∶a2=m B∶m A=1∶k,F T1∶F T2=1∶1,故A、D正确.6.(2020·江苏七市第二次调研)如图6所示,车厢水平底板上放置质量为M的物块,物块上固定竖直轻杆,质量为m的球用细线系在杆上O点.当车厢在水平面上沿直线加速运动时,球和物块相对车厢静止,细线偏离竖直方向的角度为θ,此时车厢底板对物块的摩擦力为F f、支持力为F N,已知重力加速度为g,则( )图6A.F f=Mg sin θB.F f=Mg tan θC.F N=(M+m)g D.F N=Mg答案 C解析以m为研究对象,受力如图甲所示由牛顿第二定律得mg tan θ=ma,解得a=g tan θ以M、m整体为研究对象,受力如图乙所示在竖直方向上,由平衡条件有F N=(M+m)g在水平方向上,由牛顿第二定律有F f=(M+m)a=(M+m)g tan θ,故C正确,A、B、D错误.7.(2020·安徽安庆市三模)如图7所示,质量为M的木块置于小车光滑的水平上表面,跨过光滑定滑轮的细绳一端水平连接木块,另一端竖直悬挂质量为m的物块,且m贴着小车光滑竖直右壁,当小车水平向右做加速度为a的匀加速运动时,M、m能与小车保持相对静止,则加速度a、细绳的拉力F T及m所受合力F为( )图7A .a =mg MB .F T =mMgm +MC .F =0D .F =m a 2+g 2答案 A解析 以物块为研究对象,竖直方向根据平衡条件可得细绳的拉力:F T =mg ;对木块水平方向根据牛顿第二定律可得:F T =Ma ,解得:a =mg M,故A 正确,B 错误;以物块为研究对象,竖直方向受力平衡,则物块受到的合力F =ma ,故C 、D 错误.8.(多选)质量分别为M 和m 的物块a 、b 形状、大小均相同,将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接,如图8甲所示,绳子平行于倾角为α的斜面,a 恰好能静止在斜面上,不考虑两物块与斜面之间的摩擦,若互换两物块位置,按图乙放置,然后释放a ,斜面仍保持静止,关于互换位置之后下列说法正确的是( )图8A .轻绳的拉力等于mgB .轻绳的拉力等于MgC .a 运动的加速度大小为(1-sin α)gD .a 运动的加速度大小为M -mMg 答案 ACD解析 按图甲放置时,对a 由平衡条件可知Mg sin α=F T ,对b 有F T ′=mg ,F T =F T ′,则有Mg sinα=mg ;按图乙放置时,对a 由牛顿第二定律可知Mg -F T1=Ma ,对b 有F T2-mg sin α=ma ,F T1=F T2,则有Mg -mg sin α=(M +m )a ,联立解得a =(1-sin α)g ,故C 正确;由于Mg sin α=mg ,所以a =(1-sin α)g =(1-mgMg )g =M -mMg ,故D 正确;将F T2-mg sin α=ma 和a =(1-sin α)g ,联立解得F T2=mg ,故A 正确,B 错误.。
高中物理连接体问题精选(含答案)
B.当F逐渐增大到FT时,轻绳刚好被拉断
C.当F逐渐增大到1.5FT时,轻绳还不会被拉断
D.轻绳刚要被拉断时,质量为m和2m的木块间的摩擦力为 FT
题型二 通过摩擦力的连接体问题
例题2 如图所示,在高出水平地面h=1.8m的光滑平台上放置一质量M=2kg、由两种不同材料连成一体的薄板A,其右段长度l2=0.2m且表面光滑,左段表面粗糙。在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m=1kg,B与A左段间动摩擦因数μ= 0.4。开始时二者均静止,现对A施加F= 20N水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走。B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2m。(取g =10m/s2)求:
4.两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结,置于场强为E的匀强电场中,小球1和小球
2均带正电,电量分别为q1和q2(q1>q2)。将细线拉直并使之与电场方向平行,如图所示。
若将两小球同时从静止状态释放,则释放后细线中的张力T为(不计重力及两小球间的库
仑力)()
A. B.
C. D.
5.如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块,其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为FT。现用水平拉力F拉质量为3m的木块,使三个木块以同一加速度运动,则以下说法正确的是( )
2.如图,质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为m的物块B与地面的动摩擦因数为μ,在已知水平推力F的作用下,A、B做加速运动,A对B的作用力为多少?
3.如图所示,质量为M的木箱放在水平面上,
木箱中的立杆上套着一个质量为m的小球,开始时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下滑的加速度为a= g,则小球在下滑的过程中,木,小物块的机械能(取C点所在的水平面为参考平面);
专题02 连接体模型-2023年高三物理常见模型与方法强化专训专练(解析版)(解析版)
2023年高三物理常见模型与方法强化专训专练专题02连接体模型特训目标特训内容目标1高考真题(1T—4T)目标2三大力场和热学中连接体的平衡问题(5T—12T)目标3三大力场中应用牛顿第二定律应用处理连接体问题(13T—18T)目标4应用能量的观点处理连接体问题(19T—23T)【特训典例】一、高考真题1.(2020山东卷)如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为m 和2m 的物块A 、B ,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A 、B 间的接触面和轻绳均与木板平行。
A 与B 间、B 与木板间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
当木板与水平面的夹角为45°时,物块A 、B 刚好要滑动,则μ的值为()A .13B .14C .15D .16【答案】C【详解】当木板与水平面的夹角为45 时,两物块刚好滑动,对A 物块受力分析如图沿斜面方向,A 、B 之间的滑动摩擦力1cos 45f N mg μμ==︒根据平衡条件可知sin 45cos 45T mg mg μ=︒+︒对B 物块受力分析如图沿斜面方向,B 与斜面之间的滑动摩擦力23cos 45f N mg μμ='=⋅︒根据平衡条件可知2sin 45cos 453cos 45mg T mg mg μμ︒=+︒+⋅︒两式相加,可得2sin 45sin 45cos 45cos 453cos 45mg mg mg mg mg μμμ︒=︒+︒+︒+⋅︒解得15μ=故选C 。
2.(2022全国卷)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m 的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L 。
一大小为F 的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。
当两球运动至二者相距35L 时,它们加速度的大小均为()A .58F mB .25F mC .38F mD .310F m【答案】A【详解】当两球运动至二者相距35L时,,如图所示由几何关系可知3310sin52LLθ==设绳子拉力为T,水平方向有2cosT Fθ=解得58T F=对任意小球由牛顿第二定律可得T ma=解得58Fam=故A正确,BCD错误。
高考物理复习题型专练—连接体问题、板块模型、传送带模型
高考物理复习题型专练—连接体问题、板块模型、传送带模型连接体问题、板块模型、传送带模型是经典的三种模型,是涉及多个物体发生相对运动的问题,分析这类问题要从受力分析和运动过程分析,分析每个物体的运动情况,由牛顿第二定律分析它们的加速度情况,有时还要结合能量和动量的观点解决问题。
例题1. (2022·全国·高考真题)如图,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长L。
一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。
当两球运动至二者相距35L时,它们加速度的大小均为()A.58FmB.25FmC.38FmD.310Fm例题2.(多选)(2021·全国·高考真题)水平地面上有一质量为1m的长木板,木板的左端上有一质量为2m的物块,如图(a)所示。
用水平向右的拉力F作用在物块上,F随时间t 的变化关系如图(b)所示,其中1F、2F分别为1t、2t时刻F的大小。
木板的加速度1a随时间t的变化关系如图(c)所示。
已知木板与地面间的动摩擦因数为1μ,物块与木板间的动摩擦因数为2μ,假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g。
则()A .111=F m g μB .2122211()()m m m F g m μμ+=-C .22112m m m μμ+>D .在20~t 时间段物块与木板加速度相等1、连接体问题(1)涉及滑轮的问题:若要求绳的拉力,一般都采用隔离法. (2)水平面上的连接体问题①这类问题一般是连接体(系统)中各物体保持相对静止,即具有相同的加速度.解题时,一般采用先整体后隔离的方法.①建立直角坐标系时要考虑矢量正交分解越少越好的原则或者正交分解力,或者正交分解加速度.(3)斜面体与物体组成的连接体问题:当物体具有沿斜面方向的加速度,而斜面体相对于地面静止时,一般采用隔离法分析(4)解题关键:正确地选取研究对象是解题的首要环节,弄清各物体之间哪些属于连接体,哪些物体应该单独分析,并分别确定它们的加速度,然后根据牛顿运动定律列方程求解 2.传送带模型分析处理传送带问题时需要特别注意两点:一 是对物体在初态时所受滑动摩擦力的方向的分析;二是对物体在达到传送带的速度时摩擦力的有无及方向的分析. (1)水平传送带模型(2时进行讨论,看一看有没有转折点、突变点,做好运动阶段的划分及相应动力学分析.3.滑板—滑块模型(1)模型特点涉及两个物体,并且物体间存在相对滑动.(2)两种位移关系滑块由滑板的一端运动到另一端的过程中,若滑块和滑板同向运动,位移之差等于板长;反向运动时,位移之和等于板长.(3)解题思路(4)易失分点①不清楚滑块、滑板的受力情况,求不出各自的加速度.②不清楚物体间发生相对滑动的条件.(建议用时:30分钟)一、单选题1.(2023·河北·模拟预测)如图所示,位于倾角为θ的斜面上的物体B由跨过定滑轮的轻绳与物块A相连,从滑轮到A、B的两段绳都与斜面平行。
2025届高考物理复习:经典好题专项(动力学中的连接体问题)练习(附答案)
2025届高考物理复习:经典好题专项(动力学中的连接体问题)练习1. 如图所示,弹簧测力计外壳质量为m 0,弹簧及挂钩的质量忽略不计,挂钩吊着一质量为m 的重物。
现用一竖直向上的外力F 拉着弹簧测力计,使其向上做匀加速直线运动,则弹簧测力计的读数为( )A .mgB .F C.m m +m 0F D.m 0m +m 0F 2.如图所示,a 、b 、c 为三个质量均为m 的物块,物块a 、b 通过水平轻绳相连后放在水平面上,物块c 放在b 上,现用水平拉力F 作用于a ,使三个物块一起水平向右做匀速直线运动,各接触面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度大小为g ,下列说法正确的是( )A .水平轻绳的弹力大小为FB .物块c 受到的摩擦力大小为μmgC .剪断轻绳后,在物块b 向右运动的过程中,物块c 受到的摩擦力大小为13μmg D .当该水平拉力F 增大为原来的32倍时,物块c 受到的摩擦力大小为12μmg3. (2024ꞏ江苏镇江市阶段练习)质量均为0.2 kg 的两个小物块A 、B 用绕过光滑轻质定滑轮的轻绳相连,将A 从图示位置由静止释放,释放前瞬间A 的底部到水平地面的高度为0.8 m ,轻绳处于伸直状态,A 落地后不反弹,B 继续沿水平台面向右运动。
B 与台面间的动摩擦因数为0.5,取重力加速度大小为g =10 m/s 2,B 不会与滑轮相碰,不计空气阻力。
下列说法正确的是( )A .A 落地前轻绳的拉力大小为2 NB .B 运动的最大速度为4 m/sC .A 落地后,B 向右运动的路程为1.2 mD .B 运动的平均速度大小为1 m/s4. 如图所示,材料相同的物体A、B由轻绳连接,质量分别为m1和m2且m1≠m2,在恒定拉力F的作用下沿斜面向上匀加速运动。
则()A.轻绳拉力的大小与斜面的倾角θ有关B.轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数μ有关C.轻绳拉力的大小与两物体的质量m1和m2有关D.若改用F沿斜面向下拉连接体,轻绳拉力的大小不变5.在一块固定的倾角为θ的木板上叠放质量均为m的一本英语词典和一本汉语词典,图甲中英语词典在上,图乙中汉语词典在上,已知图甲中两本书一起匀速下滑,图乙中两本书一起加速下滑,已知两本书的封面材料不同,但同一本书的上、下两面材料都相同,近似认为滑动摩擦力与最大静摩擦力相等。
连接体模型--2024年高三物理二轮常见模型练习含参考答案
专题连接体模型特训目标特训内容目标1高考真题(1T-5T)目标2三大力场和热学中连接体的平衡问题(6T-13T)目标3三大力场中应用牛顿第二定律应用处理连接体问题(14T-19T)目标4应用能量的观点处理连接体问题(20T-25T)【特训典例】一、高考真题1(2023·山东·统考高考真题)足够长U形导轨平置在光滑水平绝缘桌面上,宽为1m,电阻不计。
质量为1kg、长为1m、电阻为1Ω的导体棒MN放置在导轨上,与导轨形成矩形回路并始终接触良好,I和Ⅱ区域内分别存在竖直方向的匀强磁场,磁感应强度分别为B1和B2,其中B1=2T,方向向下。
用不可伸长的轻绳跨过固定轻滑轮将导轨CD段中点与质量为0.1kg的重物相连,绳与CD垂直且平行于桌面。
如图所示,某时刻MN、CD同时分别进入磁场区域I和Ⅱ并做匀速直线运动,MN、CD与磁场边界平行。
MN的速度v1=2m/s,CD的速度为v2且v2>v1,MN和导轨间的动摩擦因数为0.2。
重力加速度大小取10m/s2,下列说法正确的是()A.B2的方向向上B.B2的方向向下C.v2=5m/sD.v2=3m/s2(2022·海南·高考真题)如图,带正电3×10-5C的物块A放在水平桌面上,利用细绳通过光滑的滑轮与B相连,A处在水平向左的匀强电场中,E=4×105N/C,从O开始,A与桌面的动摩擦因数μ随x的变化如图所示,取O点电势能为零,A、B质量均为1kg,B离滑轮的距离足够长,则()A.它们运动的最大速度为1m/sB.它们向左运动的最大位移为1mC.当速度为0.6m/s时,A的电势能可能是-2.4JD.当速度为0.6m/s时,绳子的拉力可能是9.2N3(2022·海南·高考真题)我国的石桥世界闻名,如图,某桥由六块形状完全相同的石块组成,其中石块1、6固定,2、5质量相同为m,3、4质量相同为m ,不计石块间的摩擦,则m:m 为()A.32B.3C.1D.24(2022·山东·统考高考真题)某粮库使用额定电压U =380V ,内阻R =0.25Ω的电动机运粮。
高考物理专题复习连接体问题解题技巧练习试题
2020 年高考物理专题复习:连接体问题的解题技巧练习题1. 如图,一个固定斜面上两个质量相同的小物块 A 和 B 紧挨着匀速下滑, A 与 B 的接触面圆滑。
已知 A 与斜面之间的动摩擦因数是 B与斜面之间动摩擦因数的 2 倍,斜面倾角为。
则 B 与斜面之间的动摩擦因数是()A. 2tan B.2cot C. tan D. cot 3 32. 如图甲所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m 和 M 的物块 A、 B 用轻弹簧相连,两物块与水平面间的动摩擦因数相同,它们的质量之比m: M=1: 2。
当用水平力F作用于 B 上且两物块以相同的加快度向右加快运动时(如图甲所示),弹簧的伸长量为 x1;当用相同大小的力 F 竖直向上拉 B 且两物块以相同的加快度竖直向上运动时(如图乙所示),弹簧的伸长量为 x2,则 x1 : x2等于()A.1:1B. 1:2C. 2:1D.2:33. 一辆小车静止在水平川面上,bc 是固定在车上的一根水平杆,物块M穿在杆上,M通过细线悬吊着小物体m,m 在小车的水平底板上,小车未动时细线恰幸好竖直方向上。
现使小车以以下图分四次分别以a1、 a2、 a3、 a4向右匀加快运动,四种状况下M 、m 均与车保持相对静止,且图甲和图乙中细线仍处于竖直方向,已知a1 : a2 : a3 : a4 1:2:4:8,M遇到的摩擦力大小挨次为的是(f1、 f 2、 f 3、 f 4,则错误..)A. f1 : f2 1 : 2B. f1 : f2 2 : 3C. f3: f4 1: 2D. tan α =2tan θ4. 如图,机车 a 拉着两辆拖车 b , c 以恒定的牵引力向前行驶,连接 a 、 b 间和 b 、 c 间的绳索张力分别为T1 2,若行驶过程中发现 1 2 增大,则造成这一状况的原由、T T 不变,而 T可能是()A. b 车中有部分货物落到地上B. c 车中有部分货物落到地上C.b 车中有部分货物抛到 c 车上D. c 车上有部分货物抛到 b 车上5.以以下图,圆滑固定斜面 C倾角为θ,质量均为 m 的两物块 A、B 一起以某一初速度沿斜面向上做匀减速直线运动。
连接体问题——高考物理热点模型(解析版)
连接体问题模型概述1.连接体:两个或两个以上相互作用的物体组成的具有相同运动状态的整体叫连接体.如几个物体叠放在一起,或并排放在一起,或用绳子、细杆等连在一起,在求解连接体问题时常用的方法为整体法与隔离法.2.常见类型①物物叠放连接体:两物体通过弹力、摩擦力作用,具有相同的速度和加速度②轻绳连接体: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.③轻杆连接体:轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度和加速度.④弹簧连接体:在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度、加速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速度、加速度相等.3.方法:整体法与隔离法,正确选取研究对象是解题的关键.①整体法:若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求系统内各物体之间的作用力,则可以把它们看作一个整体,根据牛顿第二定律,已知合外力则可求出加速度,已知加速度则可求出合外力.②隔离法:若连接体内各物体的加速度不相同,则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若连接体内各物体具有相同的加速度,且需要求物体之间的作用力,则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”.4.力的“分配”地面光滑两物块在力F 作用下一起运动,系统的加速度与每个物块的加速度相同,若外力F 作用于m 1上,则m 1和m 2的相互作用力F 弹=m 2m 1+m 2F ,若作用于m 2上,则F 弹=m 1m 1+m 2F 。
此“分配”与有无摩擦无关(若有摩擦,两物体与接触面间的动摩擦因数必须相同),与两物体间有无连接物、何种连接物(轻绳、轻杆、轻弹簧)无关,而且无论物体系统处于平面、斜面还是竖直方向,此“分配”都成立。
5.关联速度连接体轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度大小总是相等。
下面三图中A 、B 两物体速度和加速度大小相等,方向不同。
关联速度连接体做加速运动时,由于加速度的方向不同,一般分别选取研究对象,对两物体分别列牛顿第二定律方程,用隔离法求解加速度及相互作用力。
高中物理连接体问题习题汇总
高中物理连接体问题汇总一、选择题(共5题)1、质量分别是m 和 2 m 的两个物体用一根轻质弹簧连接后再用细绳悬挂,m在上,2m在下,细绳连接在m上,并悬挂于天花板。
稳定后将细绳剪断,则剪断的瞬间,下列说法正确的是(g 是重力加速度)()A .质量为m 的物体加速度是 0B .质量为2 m 的物体加速度是gC .质量为m 的物体加速度是 3 gD .质量为2 m 的物体加速度是 3 g2、质量为 3kg 的物体 A 静止于竖直的轻弹簧上,质量为2kg 的物体 B 用细线悬挂,A 、B 间相互接触但无压力,取重力加速度g=10N/kg。
某时刻将细线剪断,则细线剪断瞬间()A .弹簧的弹力大小为50NB . A 的加速度为零C . B 对 A 的压力大小为12ND . B 的加速度大小为5m/s23、A 、 B 两木块间连一轻弹簧,A在上B在下, A 、 B 质量相等,一起静止地放在一块光滑木板上,重力加速度为g 。
若将此木板突然抽去,在此瞬间, A 、 B 两木块的加速度分别是()A .aA =0, aB=2gB .aA =g, aB=gC .aA =0, aB=0D .aA =g,aB=2g4、如图所示,光滑水平面上有叠放在一起的长方形物体 A 和 B ,A在上,B在下,质量均为m ,它们之间的动摩擦因数为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g 。
现在物体 A 上施加一水平外力F ,下列说法不正确的是()A .B 受到的摩擦力可能等于F/2B . B 受到的摩擦力一定等于μmgC .当 F=5μmg/3时, A 、 B 还没相对滑动D .当F=7μmg/3时, A 、 B 一定相对滑动5、质量为1KG的木板静止在光滑水平面上,一个小木块(可视为质点)质量也为1KG,以初速度V=4m/s从木板的左端开始向右滑,木块与木板之间的动摩擦因数为 0.2 ,要使木块不会从木板右端滑落,则木板的长度至少为()A .5mB .4mC .3mD .2m二、填空题(共2题)1、如图所示,质量分别为 10kg 和5kg 的长方形物体A 和B 静止叠放在水平桌面上。
(完整版)高三物理《弹簧连接体问题专题训练题》精选习题
高三物理《弹簧连接体问题专题训练题》教材中并未专题讲述弹簧。
主要原因是弹簧的弹力是一个变力。
不能应用动力学和运动学的知识来详细研究。
但是,在高考中仍然有少量的弹簧问题出现(可能会考到,但不一定会考到)。
即使试题中出现弹簧,其目的不是为了考查弹簧,弹簧不是问题的难点所在。
而是这道题需要弹簧来形成一定的情景,在这里弹簧起辅助作用。
所以我们只需了解一些关于弹簧的基本知识即可。
具体地说,要了解下列关于弹簧的基本知识:1、 认识弹簧弹力的特点。
2、 了解弹簧的三个特殊位置:原长位置、平衡位置、极端位置。
特别要理解“平衡位置”的含义3、 物体的平衡中的弹簧4、 牛顿第二定律中的弹簧5、 用功和能量的观点分析弹簧连接体6、 弹簧与动量守恒定律经典习题:1、如图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F 的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上,②中弹簧的左端受大小也为F 的拉力作用,③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动,④中弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动。
若认为弹簧的质量都为零,以l 1、l 2、l 3、l 4依次表示四个弹簧的伸长量,则有 ( )A .l 2>l 1B .l 4>l 3C .l 1>l 3D .l 2=l 42、(双选)用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球,小球和弹簧的受力如右图所示,下列说法正确的是( )A .F 1的施力者是弹簧B .F 2的反作用力是F 3C .F 3的施力者是小球D .F 4的反作用力是F 13、如图,两个小球A 、B ,中间用弹簧连接,并用细绳悬于天花板下,下面四对力中,属于平衡力的是( )A 、绳对A 的拉力和弹簧对A 的拉力B 、弹簧对A 的拉力和弹簧对B 的拉力C 、弹簧对B 的拉力和B 对弹簧的拉力D 、B 的重力和弹簧对B 的拉力4、如图所示,质量为1m 的木块一端被一轻质弹簧系着,木块放在质量为2m 的木板上,地面光滑,木块与木板之间的动摩擦因素为μ,弹簧的劲度系数为k ,现在用力F 将木板拉出来,木块始终保持静止,则弹簧的伸长量为( )A .k g m 1μB .k gm 2μ C . k F D .k gm F 1μ-5、如图所示,劲度系数为k 的轻质弹簧两端连接着质量分别为1m 和2m 的两木块,开始时整个系统处于静止状态。
高三物理连接体试题
高三物理连接体试题1.如图所示,A、B两物块的质量分别为m和M,把它们靠在一起从光滑斜面的顶端由静止开始下滑。
已知斜面的倾角为θ,斜面始终保持静止。
则在此过程中物块B对物块A的压力为A.Mgsinθ B.Mgcosθ C.0 D.(M+m)gsinθ【答案】C【解析】由于它们是靠在一起下滑的,故其下滑的加速度是相同的,先对其整体进行受力分析,并应用牛顿第二定律可得,加速度a=gsinθ,再对A进行受力分析,要使其加速度仍为a,则A在沿斜面的方向上受到的力仍是重力在斜面上的分力,故可知B对A的力应该为0,如果不为0,则A的加速度就不是a=gsinθ了,故C是正确的。
【考点】牛顿第二定律,整体法与隔离法受力分析。
2.两个质量分别为m1、m2的物体A和B紧靠在一起放在光滑水平桌面上,如图所示,如果它们分别受到水平推力2F和F,则A、B之间弹力的大小为( )A. B.C. D.【答案】 C【解析】根据题意可知物体A、B将以相同的加速度一起向右做匀加速直线运动,设它们运动的加速度为a,A、B之间弹力的大小为N,根据牛顿第二定律,对整体有:a=,对物体B 有:a=,联立以上两式解得:N=,故选项C正确。
【考点】本题主要考查了与牛顿第二定律有关的具有相同运动状态的连接体问题,属于中档题。
3.如图所示,滑轮A可沿倾角为θ的足够长光滑轨道下滑,滑轮下用轻绳挂着一个重为G的物体B,下滑时,物体B相对于A静止,则下滑过程中()A.B的加速度为gsinθB.绳的拉力为C.绳的方向保持竖直D.绳的拉力为G【答案】A【解析】AB相对静止,即两物体的加速度相同,以AB整体为研究对象分析受力可知,系统的加速度为,所以A正确;再以B研究对象进行受力分析,如下图,根据平行四边形法则可知,绳子的方向与斜面垂直,拉力大小等于,故B、C、D都错误;【考点】牛顿第二定律及应用4.如图所示,用相同材料做成的质量分别为m1、m2的两个物体中间用一轻弹簧连接。
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专题1.8 连接体问题【专题诠释】 1.连接体的类型 (1)轻绳连接体(2)接触连接体(3)弹簧连接体2.连接体的运动特点轻绳——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.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.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;在弹簧形变量最大时,两端连接体的速率相等. 【高考引领】【2015·新课标全国Ⅱ】(多选)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a 的加速度向东行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P 和Q 间的拉力大小为F ;当机车在西边拉着车厢以大小为23a 的加速度向西行驶时,P 和Q 间的拉力大小仍为F .不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为( ) A .8 B .10 C .15 D .18 【答案】BC【解析】设PQ 西边有n 节车厢,每节车厢的质量为m ,则F =nma ① 设PQ 东边有k 节车厢,则F =km ·23a ②联立①②得3n =2k ,由此式可知n 只能取偶数, 当n =2时,k =3,总节数为N =5 当n =4时,k =6,总节数为N =10 当n =6时,k =9,总节数为N =15当n =8时,k =12,总节数为N =20,故选项B 、C 正确. 【技巧方法】 1.整体法的选取原则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,可以把它们看成一个整体,分析整体受到的合外力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量). 2.隔离法的选取原则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、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求出物体之间的作用力时,一般采用“先整体求加速度,后隔离求内力”. 【最新考向解码】【例1】(2019·新乡模拟)如图所示,粗糙水平面上放置B 、C 两物体,A 叠放在C 上,A 、B 、C 的质量分别为m 、2m 和3m ,物体B 、C 与水平面间的动摩擦因数相同,其间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为F T .现用水平拉力F 拉物体B ,使三个物体以同一加速度向右运动,则( )A .此过程中物体C 受五个力作用B .当F 逐渐增大到F T 时,轻绳刚好被拉断C .当F 逐渐增大到1.5F T 时,轻绳刚好被拉断D .若水平面光滑,则绳刚断时,A 、C 间的摩擦力为F T6【答案】C【解析】对A ,A 受重力、支持力和向右的静摩擦力作用,可以知道C 受重力、A 对C 的压力、地面的支持力、绳子的拉力、A 对C 的摩擦力以及地面的摩擦力六个力作用,故A 错误;对整体分析,整体的加速度a =F -μ·6mg 6m =F 6m -μg ,隔离对AC 分析,根据牛顿第二定律得,F T -μ·4mg =4ma ,计算得出F T =23F ,当F =1.5F T 时,轻绳刚好被拉断,故B 错误,C 正确;水平面光滑,绳刚断时,对AC 分析,加速度a =F T4m,隔离对A 分析,A 的摩擦力F f =ma =F T4,故D 错误.【例2】(2019·甘肃民乐一中、张掖二中一调联考)如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上,一质量为4m 的小车在沿斜面向下的恒力F 作用下下滑,在小车下滑的过程中,小车支架上连接着小球(质量为m )的轻绳恰好保持水平。
则外力F 的大小为( )A .2.5mgB .4mgC .7.5mgD .10mg 【答案】C【解析】以小球为研究对象,分析受力情况可知,受重力mg 、绳的拉力T ,小球的加速度方向沿斜面向下,则mg 和T 的合力沿斜面向下,如图。
由牛顿第二定律得:mgsin30°=ma ,解得:a =2g ;再对整体分析,根据牛顿第二定律可得:F +(4m +m )g sin30°=5ma ,解得F =7.5mg ,C 正确。
【例3】(2019·贵州铜仁一中模拟)物体A 、B 放在光滑水平面上并用轻质弹簧做成的弹簧秤相连,如图所示,今对物体A 、B 分别施以方向相反的水平力F 1、F 2,且F 1大于F 2,则弹簧秤的示数( )A .一定等于F 1-F 2B .一定大于F 2小于F 1C .一定等于F 1+F 2D .条件不足,无法确定【答案】B【解析】两个物体一起向左做匀加速直线运动,对两个物体整体运用牛顿第二定律,有:F 1-F 2=(M +m )a ,再对物体A 受力分析,运用牛顿第二定律,得到:F 1-F =Ma ,由以上两式解得F =mF 1+MF 2M +m,由于F 1大于F 2,故F 一定大于F 2小于F 1,故B 正确. 【微专题精练】1.如图所示,质量为M 的小车放在光滑的水平面上,小车上用细线悬吊一质量为m 的小球,M >m ,用一力F 水平向右拉小球,使小球和车一起以加速度a 向右运动时,细线与竖直方向成θ角,细线的拉力为F 1.若用一力F ′水平向左拉小车,使小球和其一起以加速度a ′向左运动时,细线与竖直方向也成θ角,细线的拉力为F ′1.则( )A .a ′=a ,F ′1=F 1B .a ′>a ,F ′1=F 1C .a ′<a ,F ′1=F 1D .a ′>a ,F ′1>F 1【答案】B【解析】.当用力F 水平向右拉小球时,以小球为研究对象, 竖直方向有F 1cos θ=mg ①水平方向有F -F 1sin θ=ma , 以整体为研究对象有F =(m +M )a , 解得a =m Mg tan θ②当用力F ′水平向左拉小车时,以球为研究对象, 竖直方向有F ′1cos θ=mg ③ 水平方向有F ′1sin θ=ma ′, 解得a ′=g tan θ④ 结合两种情况,由①③式有F 1=F ′1;由②④式并结合M >m 有a ′>a .故正确选项为B.2.如图所示,一块足够长的轻质长木板放在光滑水平地面上,质量分别为m A =1 kg 和m B =2 kg 的物块A 、B 放在长木板上,A 、B 与长木板间的动摩擦因数均为μ=0.4,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现用水平拉力F 拉A ,取重力加速度g =10 m/s 2.改变F 的大小,B 的加速度大小可能为( )A .1 m/s 2B .2.5 m/s 2C .3 m/s 2D .4 m/s 2【答案】A【解析】.A、B放在轻质长木板上,长木板质量为0,所受合力始终为0,即A、B所受摩擦力大小相等.由于A、B受到长木板的最大静摩擦力的大小关系为f A max<f B max,所以B始终相对长木板静止,当拉力增加到一定程度时,A相对长木板滑动,B受到的最大合力等于A的最大静摩擦力,即f B=f A max=μm A g,由f B=m B a B max,可知B的加速度最大为2 m/s2,选项A正确.3.(2019·福建高三上学期联考)如图所示,甲、乙两个物块用平行于斜面的细线连接。
用沿斜面向上的拉力F拉甲物块,使甲、乙两物块一起沿光滑斜面向上做匀加速运动。
某时刻撤去拉力F,则撤去拉力的一瞬间,下列说法正确的是( )A.甲、乙都受三个力作用 B.甲、乙的速度相同C.甲的加速度大于乙的加速度 D.甲受到的合力一定沿斜面向下,乙受到的合力可以沿斜面向上【答案】B【解析】某时刻撤去拉力F,细线的拉力变为0,甲、乙均受重力、支持力两个力作用,A错误;甲、乙两物块在拉力F作用下一起沿斜面向上做匀加速运动,所以在撤去拉力F的瞬间两物块的速度相同,B正确;某时刻撤去拉力F,甲、乙均受重力、支持力两个力作用,两力的合力均沿斜面向下,根据牛顿第二定律可得,甲、乙加速度相同,大小都为g sinθ,方向均沿斜面向下,其中θ为斜面倾角,C、D错误。
4.我国航天员要在天宫1号航天器实验舱的桌面上测量物体的质量,采用的方法如下:质量为m1的标准物A 的前后连接有质量均为m2的两个力传感器.待测质量的物体B连接在后传感器上.在某一外力作用下整体在桌面上运动,如图所示.稳定后标准物A前后两个传感器的读数分别为F1、F2,由此可知待测物体B的质量为( )A.F1(m1+2m2)F1-F2B.F2(m1+2m2)F1-F2C.F2(m1+2m2)F1D.F1(m1+2m2)F2【答案】B【解析】整体为研究对象,由牛顿第二定律得F1=(m1+2m2+m)a;隔离B物体,由牛顿第二定律得F2=ma;联立可得m =21212(2)F m m F F +-,B 对.5.质量为M 的皮带轮工件放置在水平桌面上,一细绳绕过皮带轮的皮带槽,一端系一质量为m 的重物,另一端固定在桌面上.如图所示,工件与桌面、绳之间以及绳与桌面边缘之间的摩擦都忽略不计,桌面上绳与桌面平行,则重物下落过程中,工件运动的加速度为( )A.2mg M +4m B.2mg M +2m C.mg 2M D.mgM +m【答案】A【解析】相等时间内重物下落的距离是工件运动距离的2倍,因此,重物的加速度也是工件加速度的2倍,设绳上的拉力为F ,根据牛顿第二定律有:mg -F m =2×2F M ,解得:F =Mmg M +4m ,工件加速度为:a =2F M =2mgM +4m,所以A 正确.6.(2019·山东济南模拟)如图所示,用力F 拉A 、B 、C 三个物体在光滑水平面上运动,现在中间的B 物体上加一块橡皮泥,它和中间的物体一起运动,且原拉力F 不变,那么加上物体以后,两段绳的拉力T a 和T b 的变化情况是( )A .T a 增大B .T b 增大C .T a 减小D .T b 减小【答案】AD【解析】设最左边的物体质量为m ,最右边的物体质量为m ′,整体质量为M ,整体的加速度a =FM,对最左边的物体分析,T b =ma =mF M ,对最右边的物体分析,有F -T a =m ′a ,解得T a =F -m ′FM.在中间物体上加上一个小物体,则整体的加速度a 减小,因为m 、m ′不变,所以T b 减小,T a 增大,A 、D 正确.7.(多选)(2019·四川成都联考)如图所示,甲图为光滑水平面上质量为M 的物体,用细线通过定滑轮与质量为m 的物体相连,由静止释放M ;乙图为同一物体M 在光滑水平面上用细线通过定滑轮受到竖直向下拉力F 的作用,拉力F 的大小与m 的重力相等,由静止释放M ,开始时M 距桌边的距离相等,则()A .甲、乙两图中M 的加速度相等,均为mg MB .甲、乙两图中细线受到的拉力相等C .甲图中M 到达桌边用的时间较长,速度较小D .甲图中M 的加速度为a M =mg M +m ,乙图中M 的加速度为a M ′=mg M【答案】CD【解析】甲图:以两个物体整体为研究对象,根据牛顿第二定律得a M =mg m +M ;乙图:a M ′=mgM,故A 错误,D 正确;乙图中细线拉力大小为F =mg ,而甲图中,对M :F T =Ma M =Mmgm +M<F ,则乙图中细线受到的拉力较大,故B 错误;由公式x =12at 2和v 2=2ax 得知,甲图中加速度较小,甲图中M 到达桌边用的时间较长,速度较小,故C 正确.8.如图所示,质量均为m 的A 、B 两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止,用大小等于mg 的恒力F 向上拉B ,运动距离h 时,B 与A 分离.下列说法正确的是( )A .B 和A 刚分离时,弹簧长度等于原长 B .B 和A 刚分离时,它们的加速度为gC .弹簧的劲度系数等于mg hD .在B 与A 分离之前,它们做匀加速直线运动 【答案】C【解析】A 、B 分离前,A 、B 共同做加速运动,由于F 是恒力,而弹力是变力,故A 、B 做变加速直线运动,当两物体要分离时,F AB =0. 对B :F -mg =ma , 对A :kx -mg =ma .即F =kx 时,A 、B 分离,此时弹簧处于压缩状态. 设用恒力F 拉B 前弹簧压缩量为x 0,有2mg =kx 0,h =x 0-x ,F =mg ,解以上各式得a =0,k =mg h.综上所述,只有选项C 正确.9.(2019·湖南长沙模拟)如图所示,光滑水平面上,质量分别为m 、M 的木块A 、B 在水平恒力F 作用下一起以加速度a 向右做匀加速运动,木块间的轻质弹簧劲度系数为k ,原长为L 0,则此时木块A 、B 间的距( )A .L 0+Ma kB .L 0+ma kC .L 0+MFk (M +m )D .L 0+F -mak【答案】B【解析】先以A 、B 整体为研究对象,加速度为:a =FM +m,再隔离A 木块,弹簧的弹力:F 弹=ma =k Δx ,则弹簧的长度L =L 0+ma k =L 0+mFk (m +M ),故选B.10.(2018·湖北省宜昌市葛洲坝中学高三上学期11月检测)质量为2m 的物体A 和质量为m 的物体B 相互接触放在水平面上,如图所示。