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第8练 动力学的两类基本问题 传送带、连接体问题
[footnoteRef:2]答案见P163 [2:
[解题技巧]连接体问题的处理方法
连接体问题涉及整体法和隔离法的灵活应用,要把握好整体法、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”。
连接体问题常见模型:弹力连接、摩擦力连接、轻绳连接、轻杆连接、弹簧连接等。]
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考向1 共速连接体问题
【1】(2023·北京,6,3分,难度★)如图所示,在光滑水平地面上,两相同物块用细线相连,两物块质量均为1 kg,细线能承受的最大拉力为2 N。若在水平拉力F作用下,两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为( )
A.1 N B.2 N C.4 N D.5 N
考向2 关联速度连接体问题
【2】(2022·全国乙,15,6分,难度★★)如图所示,一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球,初始时整个系统静置于光滑水平桌面上,两球间的距离等于绳长l。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点,方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距l时,它们加速度的大小均为 ( )
A. B. C. D.
3(2021·海南,7,3分,难度★★)如图,两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连,开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后,轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为mP=0.5 kg、mQ=0.2 kg,P与桌面间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10 m/s2。则推力F的大小为( )
A.4.0 N B.3.0 N C.2.5 N D.1.5 N
考向3 传送带问题
【4】(2014·四川,7,6分,难度★★)(多选)如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度v2,P与定滑轮间的绳水平,t=t0时刻P离开传送带,不计定滑轮质量和摩擦,绳足够长,正确描述小物体P速度随时间变化的图像可能是( )
答案见P163
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【5】(2023·广东模拟)(多选)如图甲所示,质量分别为mA=0.4 kg、mB=0.6 kg的A、B两个物体相互接触,但并不黏合,放置在光滑的水平面上。从t=0开始,推力FA、拉力FB分别作用于A、B上,随时间t的变化规律分别如图乙的a、b所示,两条线的斜率大小相等;经过一段时间t1,A、B刚好分开,此时作用在B上的拉力FB立即撤出,换上倾斜向上的拉力F,F与水平方向的夹角为θ=45°,F作用后B与地面之间的弹力刚好为0。当B沿着地面继续向前再运动一段时间t2时,A的加速度刚好为0,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是( )
[footnoteRef:3] [3:
[解题技巧]连接体中力的“分配协议”
如下列各图所示,对于一起做加速运动的物体系统,质量为m1和m2的物体间的弹力或中间绳的拉力F12的大小遵守以下力的“分配协议”:
(1)若外力F作用于质量为m1的物体上,则F12=。
(2)若外力F作用于质量为m2的物体上,则F12=。
注意:①此“分配协议”与有无摩擦无关(若有摩擦,两物体与接触面间的动摩擦因数必须相同);②两物体间若有连接物,连接物的质量必须很小,可忽略(如轻绳、轻杆、轻弹簧);③物体系统在水平面、斜面或竖直方向上一起加速运动时,此“分配协议”都成立。]
甲
乙
A.第一段运动时间t1=1 s
B.第一段运动时间t1内,整体的加速度为2 m/s2
C.换上倾斜向上的拉力F时,B物体的加速度为10 m/s2
D.第二段时间t2内B物体的位移为88 m
6(2023·江苏模拟)如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有两个物块P和Q,质量分别为m1和m2,用与斜面平行的轻质弹簧相连接,在沿斜面向上的恒力F作用下,两物块一起向上做匀加速直线运动,则( )
A.两物块一起运动的加速度大小为a=
B.弹簧的弹力大小为T=F
C.若只增大m2,两物块一起向上匀加速运动时,它们的间距变小
D.若只增大θ,两物块一起向上匀加速运动时,它们的间距变大
【7】(2023·四川石室中学二模)(多选)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,每节动车提供的动力均为F,动车组在水平直轨道上运行过程中每节车厢受到的阻力