高考物理一轮复习 第三章 微专题21 动力学中的接连体（叠体）问题

动力学中的接连体（叠体）问题1考点及要求：(1)受力分析()；(2)牛顿运动定律().2.方法与技巧：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(物块的叠体问题)如图1所示，在光滑水平面上，一个小物块放在静止的小车上，物块和小车间的动摩擦因数0.2，重力加速度g10 m/s2.现用水平恒力F拉动小车，关于物块的加速度am和小车的加速度aM的大小，下列选项可能正确的是()图1Aam2 m/s2，aM1 m/s2Bam1 m/s2，aM2 m/s2Cam2 m/s2，aM4 m/s2Dam3 m/s2，aM5 m/s22. (绳牵连的连接体问题)如图2所示，质量均为m的小物块A、B，在水平恒力F的作用下沿倾角为37固定的光滑斜面加速向上运动A、B之间用与斜面平行的形变可忽略不计的轻绳相连，此时轻绳张力为T0.8mg.已知sin 370.6，下列说法错误的是()图2A小物块A的加速度大小为0.2gBF的大小为2mgC撤掉F的瞬间，小物块A的加速度方向仍不变D撤掉F的瞬间，绳子上的拉力为03. (绳、杆及弹簧牵连的连接体问题)(多选)如图3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间由一轻质细线连接，B、C间由一轻杆相连倾角为的光滑斜面固定在地面上，弹簧、细线与轻杆均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是()图3AA球的加速度沿斜面向上，大小为gsin BC球的受力情况未变，加速度为0CB、C两球的加速度均沿斜面向下，大小均为gsin DB、C之间杆的弹力大小为04(多选)如图4所示，物块A、B质量相等，在恒力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a1，物块A、B间的相互作用力大小为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a2，物块A、B间的相互作用力大小为N2，则以下判断正确的是()图4Aa1a2 Ba1a2CN1N2 DN1F5.如图5所示，一质量为M的斜面体静止在水平面上，物体B受沿斜面向上力F作用沿斜面匀速上滑，A、B之间动摩擦因数为，tan ，且质量均为m，则()图5AA、B保持相对静止B地面对斜面体的摩擦力等于mg(sin cos )cos Fcos C地面受到的压力等于(M2m)gDB与斜面间动摩擦因数为6.如图6，在光滑的倾角为的固定斜面上放一个劈形的物体A，质量为M，其上表面水平物体B质量为m，B放在A的上面，先用手固定住A.图6(1)若A的上表面粗糙，放手后，A、B相对静止一起沿斜面下滑，求B对A的压力大小；(2)若A的上表面光滑，求放手后的瞬间，B对A的压力大小答案解析1C若物块与小车保持相对静止一起运动，设加速度为a，对系统受力分析，由牛顿第二定律可得：F(Mm)a，隔离小物块受力分析，二者间的摩擦力f为静摩擦力，且fmg，由牛顿第二定律可得：fma，联立可得：amaMag2 m/s2.若物块与小车间发生了相对运动，二者间的摩擦力f为滑动摩擦力，且amaM，隔离小物块受力分析，如图所示，由牛顿第二定律可得：fmgmam，可得：am2 m/s2，选项C正确，选项A、B、D错误2C以A为研究对象，根据牛顿第二定律可得Tmgsin 37ma，解得a0.2g，小物块A、B的加速度均为0.2g，选项A正确；以A、B整体为研究对象：Fcos 372mgsin 372ma，解得F2mg，选项B正确；撤掉F的瞬间，绳子上的拉力立刻消失，小物块A的加速度方向变为向下，选项C错误，D正确故选C.3CD据题意，细线未烧断前对A、B、C及细线轻杆组成的系统受力分析，受力如图有FGsin 3mgsin ；细线烧断瞬间，弹簧弹力保持原值不变，则对A球有：FGAsin ma，故A球此时加速度为a2gsin ，方向沿斜面向上，A选项错误；细线烧断后B、C及轻杆整体只受到重力和支持力，则加速度agsin ，方向沿斜面向下，所以B、C之间没有相互作用力，故C、D选项正确，B选项错误4BCD水平面光滑时，对整体由牛顿第二定律有：F(mAmB)a1，可得：a1；对B受力分析，由牛顿第二定律可得：N1mBa1.水平面粗糙时，对整体由牛顿第二定律有：Ff(mAmB)a2，可得a2a1；对B受力分析：N2mBa2.所以选项A错误，选项B、C、D正确5B由于tan ，由受力分析可知，A沿斜面向下匀加速下滑，加速度aAgsin gcos ，故A错误；由受力分析可知A沿斜面向下匀加速下滑，加速度aAgsin gcos ，将A、B及斜面体视为整体，受力分析可知地面对斜面体的摩擦力等于m(gsin gcos )cos Fcos ，地面受到的压力为(M2m)gFsin m(gsin gcos )sin ，故B正确，C错误；B与斜面体的正压力N2mgcos ，对B受力分析，根据共点力平衡有：Fmgsin mgcos f，则动摩擦因数，故D错误6(1)mgcos2 (2)解析(1)A、B相对静止一起沿斜面下滑，加速度agsin B的加速度的竖直分量aygsin2 则mgNmayNmgmgsin2 mgcos2 ，所以B对A的压力大小等于mgcos2 (2)因为A、B下滑时，A与B的加速度并不相同A的加速度沿斜面向下，B的加速度竖直向下，A的加速度的竖直分量与B的加速度相等即有aBaAyaAsin 对A、B分别运用牛顿第二定律，有(MgNB)sin MaA，mgNBmaBmaAsin 所以NB