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微练16 动力学中的连接体问题
1.D 对B受力分析,竖直方向受力平衡,则桌面对B的支持力等于B的重力,根据牛顿第三定律可知,B对桌面的压力等于mg,选项A错误;A、B用同一细绳连接,则加速度大小相同,方向不同,选项B错误;对AB系统,根据牛顿第二定律可知,B的加速度大小为a=,选项C错误;轻绳的拉力FT=ma=<mg,轻绳对滑轮的作用力F=FT<mg,选项D正确。
2.CD 启动时乘客的加速度方向与车厢的运动方向相同,乘客受重力和车厢的作用力,由平行四边形定则可知,车厢对乘客的作用力方向与车运动的方向不是相反关系,故A错误;做匀加速运动时,加速度为a=,对后三节车厢,有F56+F-3Ff=3ma,解得第5、6节车厢间的作用力为F56=0.125F,故B错误,C正确;对最后两节车厢,有F67-2Ff=2ma,解得第6、7节车厢间的作用力为F67=0.75F,故D正确。
3.AC 当水平向右的外力F=12 N作用在Q物体上时,假设P与Q相对静止一起向右做匀加速直线运动,以P与Q为整体,根据牛顿第二定律可得F-μ2(m+m)g=2ma,解得a=2 m/s2,以P为研究对象,根据牛顿第二定律可得Ff=ma=2×2 N=4 N,由于Ff=4 N<μ1mg=6 N,说明假设成立,C正确,D错误;P的加速度方向水平向右,可知Q对P的摩擦力方向水平向右,A正确;水平面对Q的摩擦力大小为Ff地=μ2(m+m)g=4 N,B错误。
4.C 小球受合外力方向与车厢运动方向相反,可知车厢做匀减速运动,乘客受到的合力方向与运动方向也相反,选项A错误;对小球,根据牛顿第二定律有mg tan θ=ma,可得a=g tan θ,则车厢的加速度越大,悬线与竖直方向的夹角θ越大,但是速度大,θ不一定大,选项B错误;对乘客受力分析可知,车厢对乘客的作用力F=>mg,即F一定大于乘客的重力G,选项C正确;悬线与竖直方向夹角θ增大,则加速度a变大,车厢对乘客作用力F增大,选项D错误。
5.解析:t=0时,对整体由牛顿第二定律有
FA+FB=(mA+mB)a1
解得a1=1 m/s2
恰好分离时有FB=mBa1
解得t=2 s
2 s后,B的加速度为FB=mBa2
解得a2= m/s2,逐渐增大
综上所述,0~2 s内,a1=1 m/s2,2 s后,a2= m/s2,物体B的加速度随时间变化的图线如图。
答案:见解析图
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微练16 动力学中的连接体问题
1.如图所示,物块A、B用一条绕过轻质定滑轮的轻绳相连,轻绳两部分分别处于竖直和水平状态,A、B的质量分别为M、m,重力加速度为g,不计一切摩擦,现将系统由静止释放,B向左运动,则( )
A.B对桌面的压力小于mg
B.A、B的加速度相同
C.B的加速度大小为
D.轻绳对滑轮的作用力小于mg
2.(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均为Ff。某列动车组由8节车厢组成,其中第1、3、6节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组( )
A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反
B.做匀加速运动时,第5、6节车厢间的作用力为1.125F
C.做匀加速运动时,第5、6节车厢间的作用力为0.125F
D.做匀加速运动时,第6、7节车厢间的作用力为0.75F
3.(多选)如图,P、Q两物体叠放在水平面上,已知两物体质量均为m=2 kg,P与Q间的动摩擦因数为μ1=0.3,Q与水平面间的动摩擦因数为μ2=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g=g=10 m/s2,当水平向右的外力F=12 N作用在Q物体上时,下列说法正确的是( )
A.Q对P的摩擦力方向水平向右
B.水平面对Q的摩擦力大小为2 N
C.P与Q之间的摩擦力大小为4 N
D.P与Q发生相对滑动
4.如图所示,向前行驶的车厢内有一面向行驶方向的乘客,乘客在自身重力G与车厢(含座椅)的作用力F的作用下与车厢保持相对静止,座椅旁边有一小球用细线悬挂在车厢的天花板上,悬线与竖直方向成θ角也与车厢相对静止,下列说法中正确的是( )
A.乘客受到的合力方向与运动方向相同
B.车厢的速度越大,悬线与竖直方向的夹角θ越大
C.车厢对乘客的作用力F一定大于乘客的重力G
D.悬线与竖直方向夹角θ增大,车厢对乘客作用力F可能不变
5.如图所示,A、B两个物体相互接触但并不黏合,放置在水平面上,水平面与物体间的摩擦力可忽略,两物体的质量为mA=4 kg,mB=6 kg。从t=0开始,推力FA和拉力FB分别作用于A、B上,FA和FB随时间变化的规律为FA=(8-2t)(N),FB=(2+2t)(N),通过计算做出物体B的加速度随时间变化的图线。
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