专题04 动力学中的连接体问题 2023年高考物理三轮精讲突破训练（全国通用）

专题04 动力学中的连接体问题 目录 专题04 动力学中的连接体问题 1 考向一 “板—块”模型 1 考向二　绳、弹簧、滑轮接触类连接体问题 3 1．灵活应用整体法与隔离法 3 2．三类连接体问题的解题结论 3 【题型演练】 6 考向一 “板—块”模型 (1)两种位移关系 滑块由滑板的一端相对运动到另一端的过程中： ①若滑块和滑板同向运动，位移之差等于板长； ②反向运动时，位移的绝对值之和等于板长． (2)解题思路 【典例1】如图所示，质量相等的物块A和B叠放在水平地面上，左边缘对齐．A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击A，A立即获得水平向右的初速度，在B上滑动距离L后停下。接着敲击B，B立即获得水平向右的初速度，A、B都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．求： （1）A被敲击后获得的初速度大小vA； （2）在左边缘再次对齐的前、后，B运动加速度的大小aB、aB'； （3）B被敲击后获得的初速度大小vB． 【变式1】如图，两个滑块A和B的质量分别为和，放在静止于水平地面上的木板的两端，两者与木板间的动摩擦因数均为；木板的质量为，与地面间的动摩擦因数为。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为。A、B相遇时，A与木板恰好相对静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小。求 （1）B与木板相对静止时，木板的速度； （2）A、B开始运动时，两者之间的距离。 【变式2】如图甲所示，一块质量为mA=2kg的木板A静止在水平地面上，一个质量为mB=1kg的滑块B静止在木板的左端，对B施加一向右的水平恒力F，一段时间后B从A右端滑出，A继续在地面上运动一段距离后停止，此过程中A的速度随时间变化的图像如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g=10m/s2。则下列说法正确的是（ ） A.滑块与木板之间的动摩擦因数为0.6 B.木板与地面之间的动摩擦因数为0.1 C.F的大小可能为9N D.F的大小与板长L有关 考向二　绳、弹簧、滑轮接触类连接体问题 1．灵活应用整体法与隔离法 (1)整体法：在连接体问题中，如果不需要求物体之间的相互作用力，且连接体的各部分具有相同的加速度，一般采用整体法列牛顿第二定律方程． (2)隔离法：如果需要求物体之间的相互作用力或对于加速度不同的连接体，一般采用隔离法列牛顿第二定律方程． 2．三类连接体问题的解题结论 (1)通过滑轮连接的两个物体：如果做加速运动，则它们的加速度大小相同，注意此时轻绳的拉力与悬挂物的重力大小不等． (2)叠加体类连接体：两物体间刚要发生相对滑动时物体间达到最大静摩擦力． (3)靠在一起的连接体：分离时相互作用力为零，但此时两物体的加速度仍相同． 【典例2】 高铁已成为重要的“中国名片”。一辆由8节车厢编组的列车，从车头开始的第2、3、6和7共四节为动力车厢，其余为非动力车厢。列车在平直轨道上匀加速启动时，若每节动力车厢牵引力大小均为F，每节车厢质量均为m，所受阻力均为f，则（　　） A. 列车的加速度为 B. 列车的加速度为 C. 第2节车厢对第3节车厢的作用力为0 D. 第2节车厢对第3节车厢的作用力为F-2f 【典例3】 a、b两物体的质量分别为m1、m2，由轻质弹簧相连．当用恒力F竖直向上拉着 a，使a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1；当用大小仍为F的恒力沿水平方向拉着 a，使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2，如图所示．则（ ） A. x1一定等于x2 B. x1一定大于x2 C. 若m1＞m2，则 x1＞x2 D. 若m1＜m2，则 x1＜x2 【典例4】 如图，三个质量均为1kg的物体A、B、C叠放在水平桌面上，B、C用不可伸长的轻绳跨过一光滑轻质定滑轮连接，A与B之间、B与C之间的接触面以及轻绳均与桌面平行，A与B之间、B与C之间以及C与桌面之间的动摩擦因数分别为0.4、0.2和0.1，重力加速度g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用力F沿水平方向拉物体C，以下说法正确的是（　　） A. 拉力F小于11N时，不能拉动C B. 拉力F为17N时，轻绳的拉力为4N C. 要使A、B保持相对静止，拉力F不能超过23N D. A的加速度将随拉力F的增大而增大 【典例5】如图所示，倾角为θ = 30˚斜面体c置于水平地面上，滑块b置于光滑斜面上，通过细绳跨过定滑轮与物体a连接，连接b的一段细绳与斜面平行，连接a的一段细绳竖直，a下端连接在竖直固定在地面的轻弹簧上，整个系统保持静止。已知物块a、b、c的质量分別为m、4m、M，重