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(精编)2020年高考物理双基突破专题14超重与失重动力学连接体问题精讲

来源:用户分享 时间:2025/7/1 14:34:49 本文由loading 分享 下载这篇文档手机版
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①处理连接体问题时,整体法与隔离法往往交叉使用,一般的思路是先用整体法求加速度,再用隔离法求物体间的作用力;

②对于加速度大小相同,方向不同的连接体,应采用隔离法进行分析。

(2)对整体或隔离体进行受力分析,应用牛顿第二定律确定整体或隔离体加速度。 (3)结合运动学方程解答所求解的未知物理量。

(4)求内力时,先用整体法求加速度,再用隔离法求物体间的作用力。 (5)求外力时,先用隔离法求加速度,再用整体法求整体受到的外加作用力。

【题10】如图所示为某工厂的货物传送装置,倾斜运输带AB(与水平面成α=37°角)与一斜面BC(与水平面成θ=30°角)平滑连接,B点到C点的距离为L=0.6 m,运输带运行速度恒为v0=5 m/s,A点到B点的距离为x=4.5 m.现将一质量为m=0.4 kg的小物体轻轻放于A点,物体恰好能到达最高点C点,已知物体与斜面间的动摩擦因数μ1=阻力不计)

32。求:(g取10 m/s,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,空气6

(1)小物体运动到B点时的速度v的大小; (2)小物体与运输带间的动摩擦因数μ; (3)小物体从A点运动到C点所经历的时间t。 7

【答案】(1)3 m/s(2)(3)3.4 s

8

(2)因为v<v0,所以小物体在运输带上一直做匀加速运动,设加速度为a2,则由牛顿第二定律知

μmgcos α-mgsin α=ma2

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又因为v=2a2x,联立解得μ=。

8

(3)小物体从A点运动到B点所经历时间t1=,从B点运动到C点经历时间t2= 联立并代入数据得小物体从A点运动到C点所经历的时间t=t1+t2=3.4 s。

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va2va1

题型1:同一方向上的连接体问题

这类问题一般多是连接体(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。

【题11】(多选)如图所示,粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C,质量均为m,B、

C之间用轻质细绳连接。现用一水平恒力F作用在C上,三者开始一起做匀加速运动,运动过程中把一块橡

皮泥粘在某一木块上面,系统仍加速运动,且始终没有相对滑动。则在粘上橡皮泥并达到稳定后,下列说法正确的是

A.无论粘在哪个木块上面,系统加速度都将减小

B.若粘在A木块上面,绳的拉力减小,A、B间摩擦力不变 C.若粘在B木块上面,绳的拉力增大,A、B间摩擦力增大 D.若粘在C木块上面,绳的拉力和A、B间摩擦力都减小 【答案】AD

【题12】如图所示,小车上有一个定滑轮,跨过定滑轮的绳一端系一重球,另一端系在弹簧秤上,弹簧秤固定在小车上。开始时小车处于静止状态,当小车匀加速向右运动时,下述说法中正确的是

A.弹簧秤读数变大,小车对地面的压力变大 B.弹簧秤读数变大,小车对地面的压力变小 C.弹簧秤读数不变,小车对地面的压力变大 D.弹簧秤读数变大,小车对地面的压力不变

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【答案】D

【题13】(多选)如图甲所示,圆桶沿固定的光滑斜面匀加速下滑,现把一个直径与桶内径相同的光滑球置于其中后,仍置于该斜面上,如图乙所示,释放后圆桶

A.仍沿斜面以原来的加速度下滑 B.将沿斜面以更大的加速度下滑

C.下滑过程中,圆桶内壁与球间没有相互作用力 D.下滑过程中,圆桶内壁对球有沿斜面向下压力 【答案】AC

【解析】设斜面与水平面之间的夹角是θ,斜面是光滑的,开始时圆桶受到的重力沿斜面方向的分力提供加速度,则:a=gsin θ,把一个直径与桶内径相同的光滑球置于其中后,整体的重力沿斜面方向的分力仍然提供沿斜面向下的加速度,所以:a′=a=gsin θ,所以桶仍沿斜面以原来的加速度下滑,故A正确,B错误;对球进行受力分析,可知沿斜面方向:ma′=ma=mgsin θ,小球沿斜面方向提供加速度的合力恰好等于其重力沿斜面方向的分力,所以小球与桶的内壁之间没有相互作用力,故C正确,D错误。

题型2:不同方向上的连接体问题

如图所示,细绳跨过定滑轮连接的两物体虽然加速度大小相同,但方向不同,一般采用隔离法求解。

【题14】如图所示的装置叫做阿特伍德机,是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律。绳子两端的物体下落(上升)的加速度总是小于自由落体的加速度g,同自由落体相比,下落相同的高度,所花费的时间要长,这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究。已知物体A、B的质

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1

量相等均为M,物体C的质量为m,轻绳与轻滑轮间的摩擦不计,绳子不可伸长,如果m=M,求:

4

(1)物体B从静止开始下落一段距离的时间与其自由落体下落同样的距离所用时间的比值; (2)系统由静止释放后运动过程中物体C对B的拉力大小。 8

【答案】(1)3(2)mg

9

8

(2)设B对C的拉力为T,对物体C,由牛顿第二定律,mg-T=ma,解得T=mg-ma=mg。

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由牛顿第三定律,物体C对B的拉力为mg。

95.解决连接体类问题的关键

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,并分别确定出它们的加速度,然后根据牛顿运动定律列方程求解。

【题15】如图所示,物块A、B的质量分别为m和2m,用轻弹簧连接后放在光滑的水平面上。对B施加向右的水平拉力F,稳定后A、B相对静止地在水平面上运动,此时弹簧长度为l1;若撤去拉力F,换成大小仍为F的水平推力向右推A,稳定后A、B相对静止地在水平面上运动,此时弹簧长度为l2。则下列判断正确的是

A.弹簧的原长为

l1+l2

2

B.两种情况下稳定时弹簧的形变量相等

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