专题03 牛顿运动定律的综合应用-2024年高考物理二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）

专题03 牛顿运动定律的综合应用 题型一 动力学的连接体问题和临界问题 【解题指导】 整体法、隔离法交替运用的原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”． 【典例分析1】（2023上·安徽亳州·高三蒙城第一中学校联考期中）中沙“蓝剑一2023”海军特战联训于10月9日在海军某部营区开训。如图所示，六位特战队员在进行特战直升机悬吊撤离课目训练。若质量为M的直升机竖直向上匀加速运动时，其下方悬绳拉力为F，每位特战队员的质量均为m，所受空气阻力是重力的k倍，不计绳的质量，重力加速度为g，则（　　） A．队员的加速度大小为 B．上面第二位队员和第三位队员间绳的拉力大小 C．队员的加速度大小为 D．上面第二位队员和第三位队员间绳的拉力大小 【典例分析2】（2024·辽宁·模拟预测）如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，用大小等于mg的恒力F向上拉B，运动距离h时，B与A分离，下列说法正确的是（　　） A．B和A刚分离时，弹簧长度等于原长 B．B和A刚分离时，它们的加速度为g C．弹簧的劲度系数等于 D．在B和A分离前，它们做加速度增大的加速直线运动 【典例分析3】（2023·安徽·校联考模拟预测）（多选）如图所示，固定的光滑水平桌面的右端固定一光滑定滑轮，两个完全相同、质量均为m的物块A、B，通过绕过定滑轮的细线连接。A与滑轮间的细线保持水平，细线不可伸长，物块可视为质点。某时刻释放装置，并用水平向左的恒力F拉A，A向右运动一段时间t后贴着A剪断细线，经过相同的时间t，A恰好回到释放点P。已知重力加速度大小为g，桌面足够高足够长。则以下说法正确的是（　　） A．滑块A在剪断细线前与剪断后的加速度大小之比为1∶2 B．滑块A在剪断细线与回到P点时的速度大小之比为1∶2 C．拉力的大小为 D．物块A回到P点时，A、B的动能之比为1∶6 【典例分析4】（2023上·山东临沂·高三统考期中）（多选）如图所示，为质量不计的足够长的硬质膜，放在光滑的水平面上，其上分别静止放有两个物体A和，的质量为，B的质量，与膜之间的动摩擦因数均为，物体受到的最大静摩擦力等于其滑动摩擦力。的水平拉力在时刻开始作用在物体上，。下列说法正确的是（　　） A．若力水平向右作用在A物体上，A的加速度为 B．若力水平向右作用在A物体上，后撤去力，物体A最终的速度为 C．若力水平向左作用在B物体上，B的加速度为 D．若力水平向左作用在B物体上，后撤去力，物体B最终的速度为 【方法提炼】 (1)整体法与隔离法的使用条件 ①当连接体中各物体具有共同的加速度时，一般采用整体法；当系统内各物体的加速度不同时，一般采用隔离法。 ②求连接体内各物体间的相互作用力时必须用隔离法。 (2)两物体分离或相对滑动的条件 ①叠加体类连接体：两物体间刚要发生相对滑动时物体间的静摩擦力达到最大值。 ②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。 (3)用滑轮连接的连接体的处理方法 通过滑轮连接的两个物体：加速度大小相同。加速度不为零时，轻绳的拉力不等于所悬挂物体的重力。 【变式演练】 1.（2023上·四川遂宁·高三统考期中）如图所示，长方体物块质量为，静止在水平地面上，上部固定一轻滑轮，跨过定滑轮的轻绳连接质量为和的两物体，连接的细绳水平、恰好与的侧壁相接触。现对施加水平向右的推力，使得三物体不存在相对运动，不考虑一切摩擦，则的大小为（　　） A． B． C． D． 2.（2023·黑龙江·校联考模拟预测）（多选）如图所示，水平向左加速运动的车厢内，一根长为l的轻质杆两端分别连接质量均1kg的小球a、b（可看成质点），a球靠在车厢的光滑竖直侧壁上，距车厢底面的高度为0.8l，b球处在车厢水平底面上且与底面间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，要使杆与车厢始终保持相对静止，关于车厢的加速度，下列说法正确的是（　　）    A．若μ=0.5，则车厢的加速度大小可能为3m/s2 B．若μ=0.5，则车厢的加速度大小可能为2m/s2 C．若μ=0.8，则车厢的加速度大小可能为3m/s2 D．若μ=0.8，则车厢的加速度大小可能为7m/s2 3．（2023上·湖北武汉·高三华中师大一附中校考期中）（多选）如图所示，一弹簧一端固定在倾角为θ=37°的足够长的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为1kg的物体P，Q为一质量为2kg的物体，弹簧的质量不计，系统处于静止状态。现给物体Q施加一个方向沿斜面向上的恒力F，此后P、Q一起运动到最高点时恰好未分离。已知sin37°=0.6，cos