专题15 有关牛顿第二定律的连接体、临界极值、两类动力学问题-2022年高考物理一轮复习重点专练

高三物理一轮复习专题专练（力学部分） 专题15 有关牛顿第二定律的连接体、临界极值、两类动力学问题 专练目标 专练内容 目标1 加速度相同的连接体问题（1T—8T） 目标2 加速度不同的连接体问题（9T—13T） 目标3 有关牛顿第二定律的临界极值问题（14T—24T） 目标4 牛顿第二定律两类动力学问题（25T—31T） 【典例专练】 一、加速度相同的连接体问题 1．如图所示，光滑的水平地面上有两块材料完全相同的木块A、B，质量均为m，A、B之间用轻质细绳水平连接。现沿细绳所在直线施加一水平恒力F作用在A上，A、B一起做匀加速运动。若将质量为2m的木块C放在某一木块上面，再施加水平恒力F作用在A上，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动。则关于两次运动下列说法正确的是（　　） A．若C放在A上，绳上拉力不变 B．若C放在B上，B、C间摩擦力为 C．若C放在B上，绳上拉力为 D．C放在A上和放在B上运动时的加速度一样大 【答案】BD 【解析】F拉A使得整体运动有：F=2ma，对B分析可知：T=ma，可得。 A．A放上C滑块前后，三者一起加速，由整体法有F=4ma1，对B由牛顿第二定律有T1=ma1 联立可得，则绳上的拉力变小；故A错误。 BC．B上放C滑块后，对整体F=4ma2，T2=3ma2对B滑块摩擦力f=2ma2，联立可得， 故B正确，C错误； D．由牛顿第二定律分析可得C放在A上的加速度为，C放在B上的加速度为两次加速度相同，故D正确。故选BD。 2．如图所示水平面上，O点左侧光滑，右侧粗糙，质量分别为m、2m、3m和4m的4个滑块（视为质点），用轻质细杆相连，相邻滑块间的距离为L。滑块1恰好位于O点，滑块2、3、4依次沿直线水平向左排开。现对滑块1施加一水平恒力F，在第2个滑块进入粗糙水平面后至第3个滑块进入粗糙水平面前，滑块做匀速直线运动。已知滑块与粗糙水平面间的动摩擦因素均为，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　） A．水平恒力大小为 B．滑块匀速运动的速度大小为 C．在第2个滑块进入粗糙水平面前，滑块的加速度大小为 D．在水平恒力F的作用下，滑块不能全部进入粗糙水平面 【答案】ABD 【解析】A．滑块做匀速直线运动，由平衡条件可得所以A正确； BC．在第2个滑块进入前，有解得滑块匀速运动的速度大小为 所以B正确；C错误； D．假设在水平恒力F的作用下，滑块能全部进入粗糙水平面，由动能定理有解得则假设不成立，所以在水平恒力F的作用下，滑块不能全部进入粗糙水平面，则D正确；故选ABD。 3．我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，一节动车提供的动力相同为F，动车组在水平直轨道上运行过程中每节车厢受到阻力相同为f。某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组（　　） A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B．做匀加速运动时，第5、6节间车厢间的作用力为0.75F C．做匀加速运动时，第5、6节间车厢间的作用力为F D．做匀加速运动时，第6、7节车厢间的作用力为0.5F 【答案】BD 【解析】A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同，故A错误； BC．先用整体法，有再把6、7、8三节车厢用隔离法，有联立，可得故B正确；C错误； D．把7、8节车厢用隔离法，有联立，可得故D正确。故选BD。 4．如图示，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．该水平拉力F与轻绳的弹力大小一定相等 B．物块c受到的摩擦力大可能小为μmg C．水平拉力F的大小一定等于3μmg D．物块b受到可能受到6个力作用 【答案】C 【解析】 AC．三物块一起做匀速直线运动，根据平衡条件得，对a、b、c系统对b、c系统 则，故A错误；C正确； B．物块c做匀速直线运动，处于平衡状态，不受摩擦力，故B错误； D．物块b受到自身重力、物块c的压力、轻绳的拉力、地面的摩擦力、地面的支持力。一共5个力作用。故D错误。故选C。 5．如图所示，水平桌面上放置一个倾角为45°的光滑楔形滑块A，一细线的一端固定于楔形滑块A的顶端O处，细线另一端拴一质量为m＝0.2kg的小球。若滑块与小球一起以加速度a向左做匀加速运动（取g＝10m/s2），则下列说法正确的是（　　） A．当a＝5m/s2时，滑块对球的支持力为N B．当a＝15m/s2时，滑块对球的支持力为N C．当a＝5m/s2时，地面对A的支持力一定