高考物理一轮复习导学案：专题7 牛顿第二定律的应用-连接体问题；瞬时性问题；变力作用下的运动

专题7牛顿第二定律的应用（2）连接体问题、瞬时性问题、变力作用下的运动专题7牛顿第二定律的应用（2）连接体问题；瞬时性问题；变力作用下的运动考点精要1．能用一些特殊方法如假设法、极限法分析一些特殊问题，如临界问题2．会处理瞬时加速度问题3．掌握连接体问题的基本解题方法4．掌握变力作用下的运动分析方法；热点分析连接题问题是对牛顿定律的深度考查，对学生的分析能力和推理能力有较高的要求，所以近年来成为高考的热点．力的突变类问题(力的瞬时性)主要牵扯到弹簧和绳的模型问题，是高考的基本模型，在高考中常在选择题中出现。知识梳理在应用牛顿第二定律解题时，有时为了方便，可以取一组物体（一组质点）为研究对象．这一组物体一般具有相同的速度和加速度，但也可以有不同的速度和加速度．以质点组为研究对象的好处是可以不考虑组内各物体间的相互作用，这往往给解题带来很大方便．使解题过程简单明了．分析问题时要注意整体和部分的关系，把握好研究对象的选取问题．1．连接体与隔离体 两个或两个以上物体相连接组成的物体系统，称为连接体．如果把其中某个物体隔离出来，该物体即为隔离体．2．外力和内力 如果以物体系为研究对象，受到系统之外的作用力，这些力是系统受到的外力，而系统内各物体间的相互作用力为内力． 应用牛顿第二定律列方程不考虑内力力．如果把物体隔离出来作为研究对象，则这些内力将转换为隔离体的外力．3．连接体问题的分析方法（1）整体法：连接体中的各物体如果具有共同的加速度，求加速度时可以把连接体作为一个整体．运用牛顿第二定律列方程求解．（2）隔离法：如果要求连接体间的相互作用力，必须隔离其中一个物体，对该物体受力分析应用牛顿定律求解，此法称为隔离法．（3）整体法与隔离法是相对统一，相辅相成的．本来单用隔离法就可以解决的连接体问题，但如果这两种方法交叉使用，则处理问题就更加方便．如当系统中各物体有相同的加速度，求系统中某两物体间的相互作用力时，往往是先用整体法求出加速度，再用隔离法求相互作用力．4、在变力作用下的运动典型题型1、在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神．为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化．一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示．设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦．重力加速度取．当运动员与吊椅一起正以加速度上升时，试求：（1）运动员竖直向下拉绳的力；（2）运动员对吊椅的压力．2、直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所示．设投放初速度为零，箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态．在箱子下落过程中，下列说法正确的是（） A．箱内物体对箱子底部始终没有压力 B．箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大 C．箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D．若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来”3、如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m和2m的四个木块，其中两个质量为m的木块间用可伸长的轻绳相连，木块间的最大静摩擦力是μmg．现用水平拉力F拉其中一个质量为2m的木块，使四个木块以同一加速度运动，则轻绳对m的最大拉力为（） A．B．C．D．3μmg4、如右图，水平地面上有一楔形物块，其斜面上有一小物块b，b与平行于斜面的细绳的一端相连，细绳的另一端固定在斜面上．a与b之间光滑，a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动．当它们刚运行至轨道的粗糙段时θθab右左B．绳的张力增加，斜面对b的支持力增加C．绳的张力减小，地面对a的支持力增加D．绳的张力增加．地面对a的支持力减小5、如图所示，A、B两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛（不计空气阻力）。下列说法正确的是（）A.在上升和下降过程中A对B的压力一定为零B.上升过程中A对B的压力大于A对物体受到的重力C.下降过程中A对B的压力大于A物体受到的重力D.在上升和下降过程中A对B的压力等于A物体受到的重力2mmF图1图21213t/s2mmF图1图21213t/s00.4F/mg1.5(1)求1s、1.5s、2s、3s末木板的速度以及2s、3s末物块的速度；(2)在同一坐标系中画出0~3s内木板和物块的图象，据此求0~3s内物块相对于木板滑过的距离。7、如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力A．方向向左，大小不变 B．方向向左，逐渐减小C．方向向右，大小不变 D．方向向右，逐渐减小8、如图，质量的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经拉至B处。(已知，。取)(1)求物体与地面间的动摩擦因数μ；(2)用大小为30N，与水平方向成37°的力斜向上拉此物体，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。9、电梯地板上有一个质量为200kg的物体，它对地板的压力随时间变化的图象如图所示．则电梯从静止开始向上运动，在7s内上升的高度为多少？基础训练1．如图所示．在光滑水平面上有物体A、B，质量分别为、．在拉力F作用下，A和B以加速度做匀加速直线运动．某时刻突然撤去拉力F，此瞬时A和B的加速度为、．则（）vFaABA．vFaABB．；C．； D．；2．如图所示，光滑的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体B相连，假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计，绳子不可伸长．如果，则物体A的加速度大小等于（） A．3g B．g C．3g/4 D．g/23．如图所示，叠放一起的a、b两物体在水平力F的作用下沿水平面作匀速直线运动，若保持水平力大小、方向不变，改为作用在物体a时，a、b的运动状态可能为（） A．物体a和物体b仍在一起作匀速直线运动B．物体a和物体b都不做匀速直线运动C．物体a作匀加速直线运动，物体b作匀减速直线运动D．物体a作匀加速直线运动，物体b作匀速直线运动α4．如图，倾角为α的斜面与水平面间、斜面与质量为m的木块间的动摩擦因数均为μ，木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面始终保持静止．求水平面给斜面的摩擦力大小和方向．αAABF5．如图所示，mA=1kg，mB=2kg，A、B间静摩擦力的最大值是5N，水平面光滑．用水平力F拉B，当拉力大小分别是F=10N和F=20N时，A、B的加速度各多大？6．如图所示，两个用轻线相连的位于光滑水平面上的物块，质量分别为m1和m2．拉力F1和F2方向相反，与轻线沿同一水平直线，且F1>F2，试求在两个物块运动过程中轻线的拉力T．7．一质量为M，倾角为θ的楔形木块，静置在水平桌面上，与桌面间的动摩擦因数为μ．一物块质量为m，置于楔形木块的斜面上，物块与斜面之间是光滑的．为了使物块与斜面保持相对静止，可用一水平外力推动楔形木块，如图所示．则此水平力的大小等于．8．如图所示，一细线的一端固定于倾角为45°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线的另一端拴一质量为m的小球．当滑块以a=2g的加速度向左运动时，线中拉力T等于多少？9．如图所示，质量分别为m1和m2的木块A和B之间用轻弹簧相连，在拉力F作用下，以加速度为g竖直向上做匀加速直线运动，某时刻突然撤去拉力F，此瞬间A和B的加速度为aA和aB，则（）A．aA＝aB＝－g B．aA＝g，aB＝－gC．aA＝g，aB＝－g D．aA＝－g，aB＝g基础训练21．若将“超级市场”中运送货物所用的平板车固定在水平面上，配送员用4.0×102N的水平力推动一箱质量为1.0×102kg的货物时，该货物刚好能在平板车上滑动;若配送员推动平板车由静止开始加速前进，要使此箱货物不从车上滑落，配送员推车时的加速度大小可以为（） A．3.2m/s2 B．5.5m/s2 C．6.0m/s2 D．2.8m/s22．在水平面上放着两个质量分别为2kg和3kg的小铁块m和M，它们之间用一根自由长度为10cm，劲度系数为100N/m的轻弹簧相连，铁块与水平面之间的动摩擦因数均为0.2．铁块M受到一大小为20N的恒定水平外力F，两个铁块一起向右做匀加速直线运动，如图所示，这时两铁块之间弹簧的长度应为(重力加速度g取10m/s2)（） A．12cm B．13cm C．15cm D．18cmBAF3．如图所示，A、B两物体之间用轻质弹簧连接，用水平恒力F拉A，使A、B一起沿光滑水平面做匀加速直线运动，这时弹簧长度为L1；若将A、B置于粗糙水平面上，用相同的水平恒力F拉A，使A、B一起做匀加速直线运动，此时弹簧长度为L2．若A、B与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同，则下列关系式正确的是（BAFA．L2＝L1 B．L2＞L1 C．L2＜L1 D．由于A、B质量关系未知，故无法确定L1、L2的大小关系4．如图所示，一根轻弹簧上端固定，下端挂一质量为m0的平盘，盘中有质量为m的物体．当盘静止时，弹簧长度比自由长度伸长了L，今向下拉盘使弹簧再伸长△L后停止．然后松手放开，设弹簧在弹性限度内，则刚松手时盘对物体支持力等于：（）A．（1+）mgB．(1+)(m+m0)gC．mgD．(m+m0)g5．如图所示，A、B并排紧贴着放在光滑的水平面上，用水平力F1、F2同时推A和B．如F1=10，F2=6.0N，mA<mB，则A、B间的压力可能为（） A．9.0N B．7.0N C．6.0N D．4.0N6．质量分别为m、2m、3m的物块A、B、C叠放在光滑的水平地面上，现对B施加一水平力F，已知AB间、BC间最大静摩擦力均为f0，为保证它们能够一起运动，F最大值为（） A．6f0 B．4f0 C．3f0 D．2f0AA7．如图所示，原来做匀速运动的升降机内，一根处于伸长状态的弹簧拉着物体A静止在地板上，后来发现A突然被弹簧拉向右方。关于升降机运动有如下描述：①加速上升②减速上升③加速下降④减速下降。以上描述中可能正确的是（）A.只可能是①B.一定是②C.可能是①④D.可能是②③8．BAF质量为2m的物块A和质量为m的物块B相互接触放在水平面上，BAFA．若水平面光滑,物块A对B的作用力大小为FB．若水平面光滑,物块A对B的作用力大小为C．若物块A与地面无摩擦,B与地面的动摩擦因数为μ，则物块A对B的作用力大小为μmgD．若物块A与地面无摩擦,B与地面的动摩擦因数为μ，则物块A对B的作用力大小为(F+2μmg)/3能力提升1、如图所示，质量为m的物体放在倾角为α的光滑斜面上，随斜面体一起沿水平方向运动，要使物体相对于斜面保持静止，斜面体的运动情况以及物体对斜面压力F的大小mαmαA、斜面体以某一加速度向右加速运动，F小于mgB、斜面体以某一加速度向右加速运动，F不小于mgC、斜面体以某一加速度向左加速运动，F大于mgD、斜面体以某一加速度向左加速运动，F不大于mg2．如图所示，质量kg和kg的两物体，叠放在动摩擦因数为0.40的粗糙水平地面上，一处于水平位置的轻弹簧，劲度系数为200N/m，一端固定于墙壁，另一端与质量为m1的物体相连，弹簧处于自然状态，现用一水平推力F作用于质量为m2的物体上，使它缓慢地向墙壁一侧移动，取g=10m/s2，当移动0.50m时，两物体间开始相对滑动，这时水平推力F的大小为（） A．80N B．280N C．380N D．100N3．如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接放在倾角为θ的斜面上，用始终平行于斜面向上的拉力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面的动摩擦因数均为μ，为了增加轻线上的张力，可行的办法是（） A．减小A物块的质量 B．增大B物块的质量 C．增大倾角θ D．增大动摩擦因数μ4．如图所示，质量分别为m1和m2的两物块放在水平地面上，与水平地面间的动摩擦因数都是μ(μ≠0)，用轻质弹簧将两物块连接在一起，当用水平力F作用在m1上时，两物块均以加速度a做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x;若用水平力F＇作用在m1上时，两物块均以加速度a＇=2a做匀加速运动，此时，弹簧伸长量为x＇．则下列说法正确的是（） A．F＇=2F B．x＇=2x C．F＇>2F D．x＇<2x6．一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通过细绳与车顶相连．小球某时刻正处于如图所示状态．设斜面对小球的支持力为N，细绳对小球的拉力为T，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的（）A．若小车向左运动，N可能为零B．若小车向左运动，T可能为零 C．若小车向右运动，N不可能为零D．若小车向右运动，T不可能为零ABa7.一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央。桌布的一边与桌的AB边重合，如图。已知盘与桌布间的动摩擦因数为μ1，盘与桌面间的动摩擦因数为μ2。现突然以