第2章 专题4 关联速度-【高中必刷题】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册同步课件（鲁科版2019）

物理 必修第二册 LK 1 4 专题4 关联速度 刷题型 2 ▶绳模型 1.[陕西西安2023高一下联考] 如图所示， 、 两物体系在跨过光滑定滑轮的一根轻绳的两端， 当 物体以速度 向左运动时，定滑轮左、右两侧轻绳分别与水平方向成 、 角，此 时 物体的速度大小为( ) B A. B. C. D. 题型1 关联速度的常见模型 3 解析 将 物体的速度沿着轻绳方向与垂直轻绳方向进行分解，如图所示，则 物体沿着轻绳方 向的速度大小为 ，将 物体的速度沿着轻绳方向与垂直轻绳方向进行分解，则 物体 沿着轻绳方向的速度大小为 ，两物体沿着轻绳方向的速度大小相等，所以有 ，解得 ，B正确，A、C、D错误. 题型1 关联速度的常见模型 4 【方法总结】绳关联速度分解方法 求解绳关联速度问题时，需注意物体的实际运动为合运动，可将此运动分解为沿绳方向和垂直于绳方向的两个分运动，而关联物体沿绳方向的速度相等.本题需注意轻绳与物体关联的两端速度均需要分解，且沿轻绳方向的分速度大小相等. 题型1 关联速度的常见模型 5 2.[辽宁六校协作体2023联考改编] 如图所示，套在细直杆上的环 由跨过定滑轮且不可伸长的轻 绳与 相连，在外力作用下 沿杆以速度 匀速上升经过 、 两点，经过 点时轻绳与竖直 杆间的夹角为 ，经过 点时 与定滑轮的连线处于水平方向，则( ) B A.经过 点时， 的速度大小等于 B.当 时， 、 的速度大小之比是 C.在 从 至 的过程中， 受到的拉力小于重力 D.经过 点时， 的速度方向向下 题型1 关联速度的常见模型 6 【思路导引】将 上升的速度分解为沿轻绳方向的速度和垂直于轻绳方向的速度，而沿轻绳方向的速度与 的速度大小相等，依据 的速度，判定 的运动性质，并由牛顿第二定律，确定拉力与重力的关系. 题型1 关联速度的常见模型 7 解析 沿轻绳方向的分速度与 的速度 大小相等，则有 ，当 时， 、 的速度大小之比是 ，当 环上升至与定滑轮的连线处于水平方向的位置 时， 的速度 ，B正确，A、D错误；当 上升时，夹角 增大，由 可知， 向下做减速运动，加速度方向向上，由牛顿第二定律可知，轻绳对 的拉力大于 的重力，C错误. 题型1 关联速度的常见模型 8 3.如图所示，一个带滑轮的物体放在水平面上，一根轻绳一端固定在 处，另 一端跨过滑轮 和 牵引物体 ， 水平，现以恒定的水平速度 拉绳的自 由端，使物体沿水平面前进，则跨过滑轮 的两绳夹角为 时，物体运动的 速度大小为( ) D A. B. C. D. 题型1 关联速度的常见模型 9 解析 解法一：微元法. 如图所示，设物体向右运动的速度为 ，经过很短时间 ，可认为物体 做匀速运动，由 运 动到 ，在 上取一点 ，使 ，当 时，可认为 ，则 端轻绳 向右伸出的长度为 ，又因为 , ，联立可得 ，可得 ，D正确. 题型1 关联速度的常见模型 10 解法二：功率守恒.设 端轻绳所受的拉力为 ，则滑轮 受到 和 轻绳的拉力大小也都为 ，因为轻绳不消耗能量，所以 端拉力 对轻绳做功的功率等于 、 两段轻绳的拉力对 做功的功率，即 ，可得 ，D正确. 题型1 关联速度的常见模型 11 ▶杆模型 4.[湖南常德汉寿一中2023高一下段考] （多选）如图所示，一个长直轻杆两端分别固定小球 和 ，竖直放置，两球质量均为 ，两球半径忽略不计，杆的长度为 .由于微小的扰动， 球 沿竖直光滑槽向下运动， 球沿水平光滑槽向右运动，当杆与竖直方向的夹角为 时（图中未 画出），关于两球的速度 与 的关系，下列说法正确的是( ) AC A.当 时， 、 两球的速度大小相等 B.当 时， 球速度大小小于 球速度大小 C. D. 题型1 关联速度的常见模型 12 解析 当杆与竖直方向的夹角为 时，对 、 两球的速度进行分解，如图所示，沿杆方向两分速度 大小相等，则 ，即 ，当 时，可得 ，当 时，可得 ，故选A、C. 题型1 关联速度的常见模型 13 5.[河南郑州外国语学校2023高一下月考] 一轻杆两端分别固定质量为 和 的两 个小球 和 （可视为质点），将其放在一个光滑球形容器中从位置1开始下滑，如 图所示，当轻杆到达位置2时, 球与球