高中物理总复习二连接体问题

1 计算题 如图 倾角为 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 木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面仍保持静止 求水平面给斜面的摩擦力大 小和方向 难度 A 考查点 连接体问题 答案 见解析 解析 以斜面和木块整体为研究对象 水平方向仅受静摩擦力作用 而整体中只有木块 的加速度有水平方向的分量 可以先求出木块的加速度 再在水平 cossin ga 方向对质点组用牛顿第二定律 很容易得到 cos cos sin mgFf 如果给出斜面的质量 M 本题还可以求出这时水平面对斜面的支持力大小为 FN Mg mg cos sin sin 这个值小于静止时系统对水平面的压力 结束 2 单项选择题 质量为 m 三角形木楔 A 放置于倾角为 的固定斜面上 它与斜面间的动 摩擦因数是 一水平力 F 作用在木楔 A 的竖直平面上 在力的推动下 木楔 A 沿斜 面以恒定的加速度 a 向上加速滑动 则力的大小是 A m a g sin cos cos B m a g sin cos cos sin C m a gsin cos sin D m a g sin cos cos sin 难度 B 考查点 连接体问题 答案 B 结束 3 单项选择题 如图所示 静止在水平面上的三角架的质量为 M 它中间用两根质量不计 的轻质弹簧连着 质量为 m 的小球 当小球上下振动 三角架对水平面的压力为零的时刻 小球加速度的方向与大小是 A 向上 Mg m B 向上 g C 向下 g D 向下 M 十 m g m 难度 B 考查点 连接体问题 答案 D 结束 4 单项选择题 如图所示 两物体放在光滑的水平面上 中间用一轻弹簧相连 从左面拉 动 m1 使它们产生一个共同的加速度 a 此时弹簧伸长 L1 从右面拉动 m2 使它们也产生 一个共同的加速度 其大小也是 a 此时弹簧伸长 L2 已知 m1 m2 则 A L1 L2 B L1 L2 C L1 L2 D 无法确定 m1m2 难度 B 考查点 连接体问题 答案 A 结束 5 计算题 如图所示 在箱内的固定光滑斜面 倾角为 上用平行于斜面的细线固定 一木块 木块质量为 m 当 箱以加速度 a 匀加速上升时 箱以加速度 a 匀加速向 左时 分别求线对木块的拉力 F1和斜面对箱的压力 F2 难度 A 考查点 连接体问题 答案 见解析 解析 a 向上时 由于箱受的合外力竖直向上 重力 竖直向下 所以 F1 F2 的合力 F 必然竖直向上 可先 求 F 再由 F1 Fsin 和 F2 Fcos 求解 得到 F1 m g a sin F2 m g a cos 显然这种方法比正交分解法简单 a 向左时 箱受的三个力都不和加速度在一条直线 上 必须用正交分解法 可选择沿斜面方向和垂直于 斜面方向进行正交分解 同时也正交分解 a 然后分别沿 x y 轴列方程求出 F1 F2 F1 m gsin acos F2 m gcos asin 经比较可知 这样正交分解比按照水平 竖直方向正交分解列方程和解方程都简单 还应该注意到 F1 的表达式 F1 m gsin acos 显示其有可能得负值 这意味这绳对 木块的力是推力 这是不可能的 可见这里又有一个临界值的问题 当向左的加速度 F F2 F1 a v G v a ax ay F2 F1 G Gx Gy x y a gtan 时 F1 m gsin acos 沿绳向斜上方 当 a gtan 时木块和斜面不再保持相对 静止 而是相对于斜面向上滑动 绳子松弛 拉力为零 结束 6 单项选择题 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 难度 B 考查点 连接体问题 答案 解析 先确定临界值 即刚好使 A B 发生相对滑动的 F 值 当 A B 间的静摩擦力达 到 5N 时 既可以认为它们仍然保持相对静止 有共同的加速度 又可以认为它们间已经 发生了相对滑动 A 在滑动摩擦力作用下加速运动 这时以 A 为对象得到 a f mA 5m s2 再以 A B 系统为对象得到 F mA mB a 15N 当 F 10N15N 时 A B 间一定发生了相对滑动 用质点组牛顿第二定律列方程 而 a A f mA 5m s2 于是可以得到 a B 7 5m s2 BBAA amamF 结束 7 单项选择题 如图所示 若滑轮 P 可沿与水平面成 角的绳索无摩擦地下滑 绳索处 于绷紧状态 可认为是一直线 滑轮下面挂个重为 G 的物体 Q 若滑轮和物体下滑时不振 动 则下列说法正确的是 A Q 有加速度一定小于 gsin B 悬线所受拉力为 Gsin C 悬线所受拉力为 Gcos D 悬线一定与绳索垂直 难度 B 考查点 连接体问题 答案 CD 结束 8 多项选择题 如图所示 小车板面上的物体质量为 m 8 它被一根水平方向上拉伸 P Q A B F a F 了的弹簧拉住而静止在小车上 这时弹簧的弹力为 6N 现沿水平向右的方向对小车施以作 用力 使小车由静止开始运动起来 运动中加速度由零逐渐增大到 1m s2 随即以 1 m s2 的 加速度做匀加速直线运动 以下说法正确的是 A 物体与小车始终保持相对静止 弹簧对物体的作用力始终没有发生变化 B 物体受到的摩擦力一直减小 C 当小车加速度 向右 为 0 75 m s2时 物体不受摩擦力作用 D 小车以 1 m s2的加速度向右做匀加速直线运动时 物体受到的摩擦力为 8N 难度 B 考查点 连接体问题 答案 ABCD 结束 9 计算题 如图所示 光滑水平面上静止放着长 L 1 6 m 质量为 M 3 kg 的木板 一个质 量为 m 1 kg 的小木块放在木板的最右端 m 与 M 之间的动摩擦因数 0 1 今对木板施加 一水平向右的拉力 F 1 施力 F 后 要想把木板从木块 m 的下方抽出来 求力 F 的大小应满足的条件 2 如果所施力 F 10 N 为了把木板从 m 的下方抽出来 此力的作用时间不得少于多少 g 取 10 m s2 难度 C 考查点 连接体问题 答案 见解析 解析 1 力 F 拉木板运动过程 对木块 mg ma 得 a g 1 m s2 对木板 F mg Ma1 得 a1 M mgF 只要 a1 a 就能从 m 的下方抽出木板 即 F M m g 所以 F 4 N 2 当 F 10 N 时 设拉力作用的最少时间为 t1 加速度为 a1 撤去拉力后木板运动时间为 t2 加速度为 a2 那么 a1 M mgF 3 m s2 a2 M mg 3 1 m s2 木板先以加速度 a1匀加速运动 t1 后以加速度 a2匀减速运动 t2 而木块一直以 a 匀加速运动 当木板刚好从木块下穿出时应满足 v木板 v s木板 s L 木块的速度 v a t1 t2 木块的位移 s 2 1 a t1 t2 2 木板的速度 v 木板 a1t1 a2t2 结束 10 计算题 如图所示 光滑匀质圆球的直径为 40cm 质量为 20kg 悬线长 L 30cm 正方形物块 A 厚 10cm 质量为 2kg 物体 A 与墙之间的动摩擦因数 0 2 取 g 10m s2 求 墙对 A 的摩擦力多大 如果施加一个与墙平行的外力于物体 A 上 使物体在未 脱离圆球前贴着墙沿水平方向做加速度 5m s2匀加速直线运动 那么这个外力大小 方向如何 L OA GO T N 难度 C 考查点 连接体问题 答案 见解析 解析 如图所示 据题中所给数据由几何关系可知悬线与竖直墙面的夹角 37o A GA N NA f 对球做受力分析知 球所受三力应构成一封闭三角形 由图中几何关系得出 N GOtan 20 10 tan37o 150N 对 A 做受力分析如图所示 由牛顿第三定律可得 N N 数值 所以 NA N N 150N 数值 则 A 与墙面间的最大静摩擦力为fmax NA 0 2 150 30N GA 所以 A 与墙面间的摩擦力为静摩擦力 由物体的平衡条件知f GA 2 10 20N 正对墙面观察并对物体 A 做受力分析 如图 平行于墙面 由分析知外力 F 应平行墙面斜向上 设其沿水平方向分 量