2023届高考物理一轮复习专题学案：动力学中的连接体问题

动力学中的连接体问题专题 1、 知识点梳理 1．连接体的类型 弹簧连接体 物物叠放连接体 轻绳连接体 轻杆连接体 2．连接体的运动特点 轻绳 轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的（ ）总是相等 轻杆 轻杆平动时，连接体具有相同的（ ）；轻杆转动时，连接体具有相同的（ ），而线速度与转动半径成（ ） 轻弹簧 在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度（ ）；在弹簧形变最大时，两端连接体的（ ） 二、练习题 1、如图所示，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为m、2m和3m，物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT。现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，则(　 ) A．此过程中物体C受五个力作用 B．当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断 C．当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳刚好被拉断 D．若水平面光滑，则绳刚断时，A、C间的摩擦力为 2.如图所示，质量均为m的A、B两物块，放在光滑水平地面上，用水平向右的恒力F拉物块A，当物块A、B的加速度第一次为2∶1时弹簧伸长量为x1，当两物块一起以相同加速度运动时，弹簧伸长量为x2，弹簧水平，则等于(　 ) A. B. C. D. 3、如图所示，可看作质点的两物块A、B的质量分别为2m、m。A放在光滑水平桌面上，一不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质定滑轮，两端分别与A、B相连接，A和滑轮间的轻绳与桌面平行。现将A从静止释放，当B落地时，A还在桌面上。不计空气阻力，重力加速度为g。求： (1)B落地前的加速度a的大小。 (2)B落地前滑轮对轮轴的压力F的大小。 4.如图所示，质量为m2的物块B放在光滑的水平桌面上，其上放置质量为m1的物块A，用通过光滑定滑轮的细线将A与质量为M的物块C连接，释放C，A和B一起以加速度大小a从静止开始运动。已知A、B间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g，则细线中的拉力大小为(　 ) A．Mg B．M(g＋a) C．(m1＋m2)a D．m1a＋μm1g 解析 1、如图所示，粗糙水平面上放置B、C两物体，A叠放在C上，A、B、C的质量分别为m、2m和3m，物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同，其间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT。现用水平拉力F拉物体B，使三个物体以同一加速度向右运动，则(　 ) A．此过程中物体C受五个力作用 B．当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断 C．当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳刚好被拉断 D．若水平面光滑，则绳刚断时，A、C间的摩擦力为 [解析]　对A受力分析，A受重力、支持力和向右的静摩擦力作用，由此可以知道C受重力、A对C的压力、地面的支持力、绳子的拉力、A对C的摩擦力以及地面的摩擦力六个力作用，故A错误。对整体分析，整体的加速度a＝＝－μg，隔离对AC分析，根据牛顿第二定律得，FT－μ·4mg＝4ma，计算得出FT＝F，当F＝1.5FT时，轻绳刚好被拉断，故B错误，C正确。若水平面光滑，绳刚断时，对AC分析，加速度a＝，隔离对A分析，A受到的摩擦力Ff＝ma＝，故D错误。 2.如图所示，质量均为m的A、B两物块，放在光滑水平地面上，用水平向右的恒力F拉物块A，当物块A、B的加速度第一次为2∶1时弹簧伸长量为x1，当两物块一起以相同加速度运动时，弹簧伸长量为x2，弹簧水平，则等于(　 ) A. B. C. D. 解析：选C　当物块A、B加速度第一次为2∶1时，设物块B的加速度为a，A的加速度为2a，对物块A有F－kx1＝2ma，对物块B有kx1＝ma，解得x1＝，当加速度相同时，同理F－kx2＝ma′，kx2＝ma′，得x2＝，故＝，选项C正确，A、B、D错误。 3、如图所示，可看作质点的两物块A、B的质量分别为2m、m。A放在光滑水平桌面上，一不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质定滑轮，两端分别与A、B相连接，A和滑轮间的轻绳与桌面平行。现将A从静止释放，当B落地时，A还在桌面上。不计空气阻力，重力加速度为g。求： (1)B落地前的加速度a的大小。 (2)B落地前滑轮对轮轴的压力F的大小。 [解析]　(1)B落地前，对于A，取水平向左为正，对于B，取竖直向下为正，根据牛顿第二定律得，T＝2ma，mg－T＝ma，联立两式解得a＝g。 (2)由(1)解得B落地前轻绳的张力T＝mg 则滑轮对轮轴的压力大小等于滑轮受到的轻绳压力大小，F＝2Tcos 45°＝mg。 [答案]　(1)g　(2)mg 4.