内容正文:
高考易错点解读和针对训练
运动和力的关系
易错点3.4 动力学连接体模型
易错点解读
1. 连接体的四大类型
弹簧连接体
轻绳连接体
轻杆连接体
两物体并排连接体
2.连接体的运动特点
(1)轻绳——轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度大小总是相等。
(2)轻杆——轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度;轻杆转动时,连接体具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比。
(3)轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等。
(4)接触连接——两物体通过弹力或摩擦力作用,可能具有相同的速度或加速度。其临界条件一般为两物体间的弹力为零或摩擦力达到最大静摩擦力。
3.连接体问题的分析
(1).求解各部分加速度都相同的连接体问题时,要优先考虑整体法;如果还需要求物体之间的作用力,再用隔离法.求解连接体问题时,随着研究对象的转移,往往两种方法交叉运用.一般的思路是先用其中一种方法求加速度,再用另一种方法求物体间的作用力或系统所受合力.无论运用整体法还是隔离法,解题的关键还是在于对研究对象进行正确的受力分析.
(2).当物体各部分加速度相同且不涉及求内力的情况,用整体法比较简单;若涉及物体间相互作用力时必须用隔离法.整体法与隔离法在较为复杂的问题中常常需要有机地结合起来运用,这将会更快捷有效.
(3)力的“分配”原则.两物块在力F作用下一起运动,系统的加速度与每个物块的加速度相同,如图所示。
接触面光滑或粗糙(动摩擦因数相同)
F一定,两物块间的弹力只与物块的质量有关,且F弹=F。
【典例剖析】
【典例1】(2021·海南高考真题)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、,P与桌面间的动摩擦因数,重力加速度。则推力F的大小为( )
A. B. C. D.
易错分析: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时,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”。若已知物体之间的作用力,求连接体所受外力,则“先隔离求加速度,后整体求外力”。
【答案】A
【解析】P静止在水平桌面上时,由平衡条件有
推力F作用在P上后,轻绳的张力变为原来的一半,即
故Q物体加速下降,有
可得
而P物体将有相同的加速度向右加速而受滑动摩擦力,对P由牛顿第二定律
解得
故选A。
【典例2】(2023·湖南卷·第10题)如图,光滑水平地面上有一质量为的小车在水平推力的作用下加速运动。车厢内有质量均为的A、B两小球,两球用轻杆相连,A球靠在光滑左壁上,B球处在车厢水平底面上,且与底面的动摩擦因数为,杆与竖直方向的夹角为,杆与车厢始终保持相对静止假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A.若B球受到的摩擦力为零,则
B.若推力向左,且,则的最大值为
C.若推力向左,且,则的最大值为
D.若推力向右,且,则的范围为
【答案】CD
【解析】设杆的弹力为,对小球A:竖直方向受力平衡,则杆水平方向的分力与竖直方向的分力满足,竖直方向,则
若B球受到的摩擦力为零,对B根据牛顿第二定律可得,可得
对小球A、B和小车整体根据牛顿第二定律,A错误;
若推力向左,根据牛顿第二定律可知加速度向左,小球A所受向左的合力的最大值为
对小球B,由于,小球B受到向左的合力
则对小球A,根据牛顿第二定律可得
对系统整体根据牛顿第二定律,解得,B错误;
若推力向左,根据牛顿第二定律可知加速度向左,小球A向左方向的加速度由杆对小球A的水平分力提供,小球A所受向左的合力的最大值为
小球B所受向左的合力的最大值
由于可知
则对小球B,根据牛顿第二定律
对系统根据牛顿第二定律
联立可得的最大值为,C正确;
若推力向右,根据牛顿第二定律可知系统整体加速度向右,由于小球A可以受到左壁向右的支持力,理论上向右的合力可以无限大,因此只需要讨论小球B即可,当小球B所受的摩擦力向左时,小球B向右的合力最小,此时
当小球所受摩擦力向右时,小球B向右的合力最大,此时
对小球B根据牛顿第二定律,
对系统根据牛顿第二定律
代入小球B所受合力分范围可得的范围为
【针对性训练】
1.(2023·北京卷,6)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
答案 C
解析 对两物块整体受力分析,有F=2ma,对后面的物块,有T=ma,联立得F=2T,而细线能承受的最大拉力Tmax=2 N,故F的最大值为Fmax=4 N,故C正确。
2.一列车由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为( )
A.F B. C. D.
答案 C
解析 设列车做匀加速直线运动的加速度为a,将后面的38节车厢作为一个整体进行分析,设每节车厢的质量均为m,每节车厢所受的摩擦力和空气阻力的合力大小均为f,则有F-38f=38ma;将最后面的2节车厢作为一个整体进行分析,设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F′,则有F′-2f=2ma,联立解得F′=F,C正确,A、B、D错误。
3. 如图,一不可伸长的足够长轻绳跨过悬挂的光滑轻质定滑轮,两端系有质量分别为0.3 kg和0.2 kg的球a、b。控制球a静止在离地面高h=49 cm的A处,轻绳拉紧,取重力加速度g=10 m/s2。现由静止释放小球,不计空气阻力,则( )
A. a球落地前,加速度大小为1 m/s2
B. a球运动到地面所用时间为0.5 s
C. a球落至地面时的速度大小为1.6 m/s
D. 绳子中张力大小为2.4 N
答案 D
解析 a球落地前,对a、b球整体根据牛顿第二定律有mag-mbg=(ma+mb)a,解得a=2 m/s2,故A错误;根据运动学公式h=at2可得,a球运动到地面所用时间为t==0.7 s,故B错误;a球落至地面时的速度大小为v=at=1.4 m/s,故C错误;对a球,根据牛顿第二定律有mag-T=maa,解得绳子中张力大小为T=2.4 N,故D正确。
4.如图所示,水平面上O点的左侧光滑,O点的右侧粗糙。有8个质量均为m的完全相同的小滑块(可视为质点),用轻质的细杆相连,相邻小滑块间的距离为L,滑块1恰好位于O点左侧,滑块2、3……依次沿直线水平向左排开。现将水平恒力F作用于滑块1上,经观察发现,在第3个小滑块完全进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为g,则下列判断中正确的是( )
A.粗糙地带与滑块间的动摩擦因数为
B.滑块匀速运动时,各段轻杆上的弹力大小相等
C.第2个小滑块完全进入粗糙地带到第3个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,8个小滑块的加速度大小为
D.第1个小滑块完全进入粗糙地带到第2个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,5和6两个小滑块之间的轻杆上的弹力大小为
答案 D
解析 小滑块匀速运动时,有F=3μmg,所以μ=,A错误;小滑块匀速运动时加速度为零,后边5根轻杆上的弹力均为零,但2、3间,1、2间轻杆上弹力不为零,B错误;第2个小滑块完全进入到第3个小滑块进入粗糙地带之前,由牛顿第二定律得F-2μmg=8ma2,则a2=,C错误;第1个小滑块完全进入粗糙地带到第2个小滑块进入粗糙地带之前,由牛顿第二定律得F-μmg=8ma1,取6、7、8小滑块为一系统,由牛顿第二定律得F弹=3ma1,联立解得F弹=,D正确。
5(2022·全国甲卷·T19)如图,质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P,使两滑块均做匀速运动;某时刻突然撤去该拉力,则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前( )
A. P的加速度大小的最大值为
B. Q加速度大小的最大值为
C. P的位移大小一定大于Q的位移大小
D. P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小
【答案】AD
【解析】设两物块的质量均为m,撤去拉力前,两滑块均做匀速直线运动,则拉力大小为
撤去拉力前对Q受力分析可知,弹簧的弹力为
AB.以向右为正方向,撤去拉力瞬间弹簧弹力不变为,两滑块与地面间仍然保持相对滑动,此时滑块P的加速度为
解得
此刻滑块Q所受的外力不变,加速度仍为零,滑块P做减速运动,故PQ间距离减小,弹簧的伸长量变小,弹簧弹力变小。根据牛顿第二定律可知P减速的加速度减小,滑块Q的合外力增大,合力向左,做加速度增大的减速运动。
故P加速度大小的最大值是刚撤去拉力瞬间的加速度为。
Q加速度大小最大值为弹簧恢复原长时,解得,故滑块Q加速度大小最大值为,A正确,B错误;C.滑块PQ水平向右运动,PQ间的距离在减小,故P的位移一定小于Q的位移,C错误;D.滑块P在弹簧恢复到原长时的加速度为,解得,撤去拉力时,PQ的初速度相等,滑块P由开始的加速度大小为做加速度减小的减速运动,最后弹簧原长时加速度大小为;滑块Q由开始的加速度为0做加速度增大的减速运动,最后弹簧原长时加速度大小也为。分析可知P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小,D正确。故选AD。
6.(2020·海南卷·T12,)如图,在倾角为光滑斜面上,有两个物块P和Q,质量分别为和,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
B. 弹簧的弹力大小为
C. 若只增大,两物块一起向上匀加速运动时,它们的间距变大
D. 若只增大,两物块一起向上匀加速运动时,它们的间距变大
【答案】BC
【解析】对整体受力分析,根据牛顿第二定律有
解得,故A错误;对m2受力分析,根据牛顿第二定律有解得,故B正确;根据,可知若只增大,两物块一起向上匀加速运动时,弹力变大,根据胡克定律,可知伸长量变大,故它们的间距变大,故C正确;根据,可知只增大,两物块一起向上匀加速运动时,弹力不变,根据胡克定律,可知伸长量不变,故它们的间距不变,故D错误。
7 (2020·江苏高考真题)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为( )
A.F B. C. D.
【答案】C
【解析】
根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F,因为每节车厢质量相等,阻力相同,故第2节对第3节车厢根据牛顿第二定律有
设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1,则根据牛顿第二定律有
联立解得。故选C。
8.(2017·海南高考真题)如图,水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R,质量分别为m、2m和3m,物块与地面间的动摩擦因数都为μ。用大小为F的水平外力推动物块P,设R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。下列判断正确的是()
A.若μ≠0,则k= B.若μ≠0 , k =
C.若μ=0,则 D.若μ=0,则
【答案】D
【解析】三物块靠在一起,将以相同加速度向右运动;则加速度大小:
所以,和之间相互作用力为:
与之间相互作用力:
所以可得:
由于谈论过程与是否为零无关,故有恒成立;
A.与分析不符,故A错误;
B.与分析不符,故B错误;
C.与分析不符,故C错误;
D.与分析相符,故D正确;
9.(2019·海南高考真题)如图,两物块P、Q置于水平地面上,其质量分别为m、2m,两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,现对Q施加一水平向右的拉力F,使两物块做匀加速直线运动,轻绳的张力大小为( )
A.
B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据牛顿第二定律,对PQ的整体:;对物体P:;解得,故选D。
10(2022·全国乙卷·T15)如图,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时,它们加速度的大小均为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】当两球运动至二者相距时,,如图所示
由几何关系可知
设绳子拉力为,水平方向有
解得
对任意小球由牛顿第二定律可得
解得
故A正确,BCD错误。故选A。
11. (2024年11月山东泰安期中)如图甲所示,物块a,b用一根轻质弹簧相连,放在光滑水平地面上,开始时两物块均静止,弹簧处于原长。时对物块施加一水平向右的恒力,在内两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示,则物块、的质量之比为( )
A. B. C. D.
答案 A
【解析】t=0时刻,以物块a为研究对象,根据牛顿第二定律,F=maaa,
其中 aa=1.5m/s2,
t=t1时刻,以物块a为研究对象,根据牛顿第二定律,F-F弹=maaa’,
以物块b研究对象,根据牛顿第二定律,F弹=mbab’
其中aa'=0.8m/s2,ab'=0.4m/s2,
联立解得ab两物块质量之比 ,A正确。
12 如图所示,个完全相同的木块通过完全相同的轻质弹簧相连,在水平拉力的作用下,一起沿水平面向右运动,各弹簧均在弹性限度内,设1和2之间弹簧的弹力为,2和3之间弹簧的弹力为, ,和2 023之间弹簧的弹力为,则下列说法正确的是
A.若水平面光滑,从左到右每根弹簧长度之比为
B.若水平面粗糙,撤去的瞬间,第2 000号木块的加速度不变
C.若水平面光滑,
D.若水平面粗糙,
【答案】BCD
【解析】若水平面光滑,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得,解得,分别以后面的1、2、3、…、2 022个木块为研究对象,根据牛顿第二定律可得、,以此类推,可得,由胡克定律可知从左到右每根弹簧伸长量之比为,但长度之比不满足,故A错误,C正确;若水平面粗糙,撤去的瞬间,第2 000号木块所受到的两边弹簧的弹力以及摩擦力都不变,则加速度不变,故B正确;若水平面粗糙,设每个木块受到的滑动摩擦力为,则以整体为研究对象,根据牛顿第二定律可得,解得,分别以后面的1、2、 、2 022个木块为研究对象,根据牛顿第二定律可得、,以此类推,则,故D正确。
13.(2025届湖南衡阳重点高中质检)如图所示,质量分别为m和的A、B两滑块用足够长轻绳相连,将其分别置于等高的光滑水平台面上,质量为的物块C挂在轻质动滑轮下端,手托C使轻绳处于拉直状态.时刻由静止释放C,经时间C下落h高度.运动过程中A、B始终不会与定滑轮碰撞,摩擦阻力和空气阻力均忽略不计,重力加速度大小为g,则( )
A.
A、C运动的加速度大小之比为
B.A、C运动的加速度大小之比为
C.时刻,C下落的速度为
D.时刻,C下落的速度为
【答案】AD
【解析】根据题意,由牛顿第二定律可得;解得
则路程之比设B运动的路程为s,则A运动的路程为,可知此时C运动的路程为,则有故A、C运动的加速度大小之比为,A正确,B错误;
由可知,C下落过程组成的系统机械能守恒
解得,C错误,D正确.故选AD.
14.(2024安徽皖江名校4月联考)足够长的光滑斜面上的三个相同的物块通过与斜面平行的细线相连,在沿斜面方向的拉力的作用下保持静止,如图甲所示,物块2的右侧固定有不计质量的力传感器。改变拉力的大小,使三个物块沿斜面以不同加速度向上做初速为零的匀加速直线运动,测得多组传感器的示数和物块通过的位移与时间的平方的比值,画出图像如图乙所示,重力加速度。下列说法正确的是( )
A.斜面的倾角
B.每个物块的质量
C.当时,
D.当时,物块的加速度大小为
【参考答案】C
【名师解析】对物块2、3有,且有,联立可解得,由图可知,图像斜率,即,图像纵轴截距的绝对值,解得,所以,A、B错误;当时,据可求得三个物块的加速度大小为,对三个物体有,可解得,C正确,D错误。
15. (2024安徽安庆市二模)如图所示,一固定光滑直杆与水平方向夹角为α,一质量为M的物块A套在杆上,通过轻绳连接一个质量为m的小球B。现让A、B以某一相同速度沿杆方向开始上滑,此时轻绳绷紧且与竖直方向夹角为β,A、B一道沿杆上滑过程中,设A、B的加速度大小为a,轻绳的拉力大小为FT,杆对物块A的弹力大小为FN,已知重力加速度为g,A、B均可看成质点,则( )
A. B.
C. D.
【参考答案】BC
【名师解析】
根据题意,A、B一道沿杆上滑过程中,将A、B看成一个整体,受力分析如图所示
将重力进行正交分解,分解为沿着杆向下(与速度方向相反)的分力,大小为,以及垂直于杆的向下的分力,大小为,根据平衡条件可知
而在运动的方向上由牛顿第二定定律有
解得
故A错误,C正确;
BD.对小球分析,由于小球的加速沿着杆向下,则垂直杆的方向合力应为0,由此可知细线一定与杆垂直,即
则根据几何关系可知
因此有
故B正确,D错误;
16. (2024湖南顶级名校质检)如图所示,是高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图,列车由质量均为的4节车厢组成,其中1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率运行,经过一段时间达到最大速度。列车向右运动过程中,1号车厢会受到前方空气的阻力,假设车厢碰到空气前空气的速度为0,碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同,已知空气密度为号车厢的迎风面积(垂直运动方向上的投影面积)为,不计其他阻力,忽略2号、3号、4号车厢受到的空气阻力。当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时,1号车厢对2号车厢的作用力大小为
A. B. C. D.
【参考答案】.B
【名师解析】设动车的速度为v,动车对空气的作用力为F,根据动量定律可得
解得
当牵引力等于阻力时,速度达到最大,则
解得
当速度达到最大速度时,此时速度为
此时受到的牵引力
解得
此时受到的阻力
对整体根据牛顿第二定律
对2、3、4号车厢,根据牛顿第二定律可得
联立解得,B正确。
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高考易错点解读和针对训练
运动和力的关系
易错点3.4 动力学连接体模型
易错点解读
1. 连接体的四大类型
弹簧连接体
轻绳连接体
轻杆连接体
两物体并排连接体
2.连接体的运动特点
(1)轻绳——轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度大小总是相等。
(2)轻杆——轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度;轻杆转动时,连接体具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比。
(3)轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速率相等。
(4)接触连接——两物体通过弹力或摩擦力作用,可能具有相同的速度或加速度。其临界条件一般为两物体间的弹力为零或摩擦力达到最大静摩擦力。
3.连接体问题的分析
(1).求解各部分加速度都相同的连接体问题时,要优先考虑整体法;如果还需要求物体之间的作用力,再用隔离法.求解连接体问题时,随着研究对象的转移,往往两种方法交叉运用.一般的思路是先用其中一种方法求加速度,再用另一种方法求物体间的作用力或系统所受合力.无论运用整体法还是隔离法,解题的关键还是在于对研究对象进行正确的受力分析.
(2).当物体各部分加速度相同且不涉及求内力的情况,用整体法比较简单;若涉及物体间相互作用力时必须用隔离法.整体法与隔离法在较为复杂的问题中常常需要有机地结合起来运用,这将会更快捷有效.
(3)力的“分配”原则.两物块在力F作用下一起运动,系统的加速度与每个物块的加速度相同,如图所示。
接触面光滑或粗糙(动摩擦因数相同)
F一定,两物块间的弹力只与物块的质量有关,且F弹=F。
【典例剖析】
【典例1】(2021·海南高考真题)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、,P与桌面间的动摩擦因数,重力加速度。则推力F的大小为( )
A. B. C. D.
【典例2】(2023·湖南卷·第10题)如图,光滑水平地面上有一质量为的小车在水平推力的作用下加速运动。车厢内有质量均为的A、B两小球,两球用轻杆相连,A球靠在光滑左壁上,B球处在车厢水平底面上,且与底面的动摩擦因数为,杆与竖直方向的夹角为,杆与车厢始终保持相对静止假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A.若B球受到的摩擦力为零,则
B.若推力向左,且,则的最大值为
C.若推力向左,且,则的最大值为
D.若推力向右,且,则的范围为
【针对性训练】
1.(2023·北京卷,6)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
2.一列车由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为( )
A.F B. C. D.
3. 如图,一不可伸长的足够长轻绳跨过悬挂的光滑轻质定滑轮,两端系有质量分别为0.3 kg和0.2 kg的球a、b。控制球a静止在离地面高h=49 cm的A处,轻绳拉紧,取重力加速度g=10 m/s2。现由静止释放小球,不计空气阻力,则( )
A. a球落地前,加速度大小为1 m/s2
B. a球运动到地面所用时间为0.5 s
C. a球落至地面时的速度大小为1.6 m/s
D. 绳子中张力大小为2.4 N
4.如图所示,水平面上O点的左侧光滑,O点的右侧粗糙。有8个质量均为m的完全相同的小滑块(可视为质点),用轻质的细杆相连,相邻小滑块间的距离为L,滑块1恰好位于O点左侧,滑块2、3……依次沿直线水平向左排开。现将水平恒力F作用于滑块1上,经观察发现,在第3个小滑块完全进入粗糙地带后到第4个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,小滑块做匀速直线运动,已知重力加速度为g,则下列判断中正确的是( )
A.粗糙地带与滑块间的动摩擦因数为
B.滑块匀速运动时,各段轻杆上的弹力大小相等
C.第2个小滑块完全进入粗糙地带到第3个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,8个小滑块的加速度大小为
D.第1个小滑块完全进入粗糙地带到第2个小滑块进入粗糙地带前这一过程中,5和6两个小滑块之间的轻杆上的弹力大小为
5(2022·全国甲卷·T19)如图,质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上,二者用一轻弹簧水平连接,两滑块与桌面间的动摩擦因数均为。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P,使两滑块均做匀速运动;某时刻突然撤去该拉力,则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前( )
A. P的加速度大小的最大值为
B. Q加速度大小的最大值为
C. P的位移大小一定大于Q的位移大小
D. P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小
6.(2020·海南卷·T12,)如图,在倾角为光滑斜面上,有两个物块P和Q,质量分别为和,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
B. 弹簧的弹力大小为
C. 若只增大,两物块一起向上匀加速运动时,它们的间距变大
D. 若只增大,两物块一起向上匀加速运动时,它们的间距变大
7 (2020·江苏高考真题)中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”,为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成,在车头牵引下,列车沿平直轨道匀加速行驶时,第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等,则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为( )
A.F B. C. D.
8.(2017·海南高考真题)如图,水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R,质量分别为m、2m和3m,物块与地面间的动摩擦因数都为μ。用大小为F的水平外力推动物块P,设R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。下列判断正确的是()
A.若μ≠0,则k= B.若μ≠0 , k =
C.若μ=0,则 D.若μ=0,则
9.(2019·海南高考真题)如图,两物块P、Q置于水平地面上,其质量分别为m、2m,两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,现对Q施加一水平向右的拉力F,使两物块做匀加速直线运动,轻绳的张力大小为( )
A.
B.
C. D.
10(2022·全国乙卷·T15)如图,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时,它们加速度的大小均为( )
A. B. C. D.
11. (2024年11月山东泰安期中)如图甲所示,物块a,b用一根轻质弹簧相连,放在光滑水平地面上,开始时两物块均静止,弹簧处于原长。时对物块施加一水平向右的恒力,在内两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示,则物块、的质量之比为( )
A. B. C. D.
12 如图所示,个完全相同的木块通过完全相同的轻质弹簧相连,在水平拉力的作用下,一起沿水平面向右运动,各弹簧均在弹性限度内,设1和2之间弹簧的弹力为,2和3之间弹簧的弹力为, ,和2 023之间弹簧的弹力为,则下列说法正确的是
A.若水平面光滑,从左到右每根弹簧长度之比为
B.若水平面粗糙,撤去的瞬间,第2 000号木块的加速度不变
C.若水平面光滑,
D.若水平面粗糙,
13.(2025届湖南衡阳重点高中质检)如图所示,质量分别为m和的A、B两滑块用足够长轻绳相连,将其分别置于等高的光滑水平台面上,质量为的物块C挂在轻质动滑轮下端,手托C使轻绳处于拉直状态.时刻由静止释放C,经时间C下落h高度.运动过程中A、B始终不会与定滑轮碰撞,摩擦阻力和空气阻力均忽略不计,重力加速度大小为g,则( )
A.
A、C运动的加速度大小之比为
B.A、C运动的加速度大小之比为
C.时刻,C下落的速度为
D.时刻,C下落的速度为
14.(2024安徽皖江名校4月联考)足够长的光滑斜面上的三个相同的物块通过与斜面平行的细线相连,在沿斜面方向的拉力的作用下保持静止,如图甲所示,物块2的右侧固定有不计质量的力传感器。改变拉力的大小,使三个物块沿斜面以不同加速度向上做初速为零的匀加速直线运动,测得多组传感器的示数和物块通过的位移与时间的平方的比值,画出图像如图乙所示,重力加速度。下列说法正确的是( )
A.斜面的倾角
B.每个物块的质量
C.当时,
D.当时,物块的加速度大小为
15. (2024安徽安庆市二模)如图所示,一固定光滑直杆与水平方向夹角为α,一质量为M的物块A套在杆上,通过轻绳连接一个质量为m的小球B。现让A、B以某一相同速度沿杆方向开始上滑,此时轻绳绷紧且与竖直方向夹角为β,A、B一道沿杆上滑过程中,设A、B的加速度大小为a,轻绳的拉力大小为FT,杆对物块A的弹力大小为FN,已知重力加速度为g,A、B均可看成质点,则( )
A. B.
C. D.
16. (2024湖南顶级名校质检)如图所示,是高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图,列车由质量均为的4节车厢组成,其中1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率运行,经过一段时间达到最大速度。列车向右运动过程中,1号车厢会受到前方空气的阻力,假设车厢碰到空气前空气的速度为0,碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同,已知空气密度为号车厢的迎风面积(垂直运动方向上的投影面积)为,不计其他阻力,忽略2号、3号、4号车厢受到的空气阻力。当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时,1号车厢对2号车厢的作用力大小为
A. B. C. D.
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