08、2027届北京市高考物理一轮复习小专题拓展训练八——连接体问题
2026-06-16
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2份
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21页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 连接体模型 |
| 使用场景 | 高考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2027-2028 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.25 MB |
| 发布时间 | 2026-06-16 |
| 更新时间 | 2026-06-16 |
| 作者 | 闲来无事做点事 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-16 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58363686.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦连接体问题,通过多场景变式训练构建牛顿运动定律应用体系,强化整体法与隔离法的科学推理能力。
**专项设计**
|模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|基础应用|1-3题|水平面/斜面连接体|从无摩擦到有摩擦场景递进,构建"整体求加速度-隔离求内力"基本逻辑|
|模型拓展|4-8题|含弹簧/竖直方向连接体|引入非惯性系与弹簧弹力动态变化,深化力与运动的相互作用观念|
|综合创新|9-16题|滑轮系统/实验情境|结合机械能守恒与简谐运动,培养复杂问题的模型建构能力|
内容正文:
· 2027届北京市高三物理一轮复习小专题拓展训练
· 连接体问题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.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1kg,细线能承受的最大拉力为2N。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.1N B.2N C.4N D.5N
2.如图所示,材料相同的物体、由轻绳连接,质量分别为和,在恒定拉力的作用下沿固定斜面向上加速运动。则( )
A.轻绳拉力的大小与斜面的倾角有关
B.轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数有关
C.轻绳拉力的大小为
D.若改用同样大小拉力沿斜面向下拉连接体加速运动,轻绳拉力的大小可能为零
3.如图所示,两相同物块用细线相连接,放在粗糙水平面上,在水平恒力F作用下,一起做匀加速直线运动,物块间细线的拉力大小为T。当两物块均由粗糙的水平面运动到光滑的水平面上且仍在F的作用下运动,则( )
A.两物块的加速度变大,细线的拉力仍为T
B.两物块的加速度不变,细线的拉力仍为T
C.两物块的加速度变大,细线的拉力小于T
D.两物块的加速度不变,细线的拉力小于T
4.如图所示,沿水平方向运动的汽车内,一质量为的物块紧贴在车厢左侧的竖直内壁上,且与车厢保持相对静止,物块与车厢左壁间的动摩擦因数为μ,另一质量为的小球通过轻质细线与车厢顶部连接,细线与竖直方向的夹角为α。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.汽车一定向右加速运动
B.细线中的拉力大小为
C.物块与车厢左壁之间的摩擦力大小为
D.物块受到车厢左壁的弹力大小为
5.质量为、的两个小物块用轻绳连接,绳跨过位于倾角为的光滑斜面顶端的轻滑轮,滑轮与转轴之间的摩擦不计,斜面固定在水平桌面上,如图所示。第一次,悬空,放在斜面底端,由静止释放后,从斜面底端运动到顶端的时间为。第二次,悬空,放在斜面底端,由静止释放后,从斜面底端运动到顶端的时间为。则与的比值为( )
A. B. C. D.
6.如图甲所示,物块A、B中间用一根轻质弹簧相连,静止在光滑水平面上,弹簧处于原长,物块A的质量为1.5kg。t=0时对物块A施加水平向右的恒力F,t=1s时撤去,在0~1s内两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内,则( )
A.F大小为1N B.t=1s时弹簧弹力为0.6N
C.物块B的质量为0.8kg D.t=1s时物块A的速度为0.8m/s
7.如图所示,a、b两物体的质量分别为和,由轻质弹簧相连,当用恒力F水平向右拉着a,使a、b一起沿粗糙水平面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x,加速度大小为。已知a、b两物体与水平面间的动摩擦因数相同,则下列说法正确的是( )
A.如果恒力增大为2F,则两物体的加速度增大为
B.如果恒力增大为2F,则弹簧伸长量仍为x
C.若水平面光滑,则弹簧伸长量仍为x
D.若水平面光滑,则加速度大小仍为
8.如图所示,A、B两个相互接触的物体放置在光滑水平面上,两个物体的质量,,推力和拉力分别作用于A、B两物体上,两物体间的作用力大小为( )
A. B. C. D.
9.如图所示,绕过定滑轮的绳子将物块A和物块B相连,连接物块A的绳子与水平桌面平行。现将两物块由图示位置无初速度释放,经过时间t,物块B未落地,物块A未到达滑轮位置。已知物块A的质量为M,物块B的质量为m,重力加速度为g。若忽略A与桌面之间的摩擦力,则绳子拉力大小为、物块A的加速度为,不计滑轮、绳子的质量。则下列说法正确的是( )
A.绳子拉力大小
B.物块A的加速度大小
C.若A与桌面有摩擦力,则绳子拉力小于
D.若A与桌面有摩擦力,则A的加速度大于
10.一竖直放置的轻弹簧,一端固定于地面,一端与质量为3kg的B固定在一起,质量为1kg的A放于B上。现在A上施加力F使得弹簧压缩,然后撤去力F,此后A和B一起竖直向上运动,且A和B能分离。如图所示。当A、B分离后,A上升0.2m到达最高点,此时B速度方向向下,弹簧为原长,则从A、B分离起至A到达最高点的这一过程中,下列说法不正确的是( )(g取10m/s2)
A.A、B分离时B的加速度为g B.弹簧的弹力对B做功为零
C.弹簧的弹力对B的冲量大小为6N·s D.B的动量变化量为零
11.“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图如图所示。实验中平衡了摩擦力,如果砂桶(含砂)的质量m不满足比小车质量M小得多的条件,那么,若保持M不变,将m增大为原来的2倍,不计绳的质量和滑轮摩擦,在砂桶下落相同高度的过程中,下列说法正确的是( )
A.小车的加速度增大到原来的2倍
B.绳上的拉力增大到原来的2倍
C.砂桶机械能的减少量小于原来的2倍
D.砂桶和小车组成的系统损失的机械能比原来多
12.如图1所示,质量相等的物块A、B紧靠在一起放置在水平地面上,水平轻弹簧一端与A拴接,另一端固定在竖直墙壁上。开始时弹簧处于原长,物块A、B保持静止。时刻,给B施加一水平向左的恒力F,使A、B一起向左运动,当A、B的速度为零时,立即撤去恒力。物块B的图像如图2所示,其中至时间内图像为直线。弹簧始终在弹性限度内,A、B与地面间的滑动摩擦力大小恒定,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A.时刻A、B分离
B.改变水平恒力F大小,的时间不变
C.时间内图像满足同一正弦函数规律
D.和时间内图2中阴影面积相等
二、解答题
13.如图所示,某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个质量的小球,列车沿水平方向以某一加速度做匀变速直线运动的过程中,细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止,通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度大小。在某次测定中,细线与竖直方向的夹角为,已知,,重力加速度g取。
(1)求列车加速度的大小a;
(2)求细线拉力的大小F;
(3)判断此时列车可能的运动情况。
14.如图所示,在水平桌面上放置质量为的木块A,木块A上放置质量为的砝码B。连接木块A的绳通过定滑轮吊一个砝码盘(质量为500g),在盘中放有质量为的砝码。木块A与桌面间的动摩擦因数为0.20,砝码B与木块A相对静止。不考虑绳和滑轮的质量和摩擦。使砝码盘从离地面1.0m高处由静止释放。求:
(1)木块A运动的加速度和绳子的张力。
(2)当砝码盘着地瞬时,木块A的速度。
(3)若开始运动时,木块A与定滑轮的距离是3.0m。砝码盘着地后,木块A是否会撞到定滑轮上?(g取)
15.如图所示,竖直放置的劲度系数为k的轻弹簧下端固定在水平地面上,上端连接质量为m的小物块A,另一质量也为m的小物块B叠放在A上,O点为弹簧原长位置,系统开始处于静止状态。现对B施加一个竖直向上的恒力F,使两小物块由静止开始向上运动。已知重力加速度大小为g,弹簧的弹性势能为(x为弹簧的形变量)。
(1)为使小物块A、B恰能在初始位置脱离,求F的最小值。
(2)为使小物块A、B一起做简谐运动,求F的最大值。
16.如图所示,一斜面固定于水平面上,平行于光滑斜面的轻质弹簧劲度系数为,一端固定在倾角为的斜面底端,另一端为自由端。在弹簧上方处静止释放质量为的小物块,弹簧被压缩到最短后,物块又被反弹回来。整个过程中弹簧均处于弹性限度内,重力加速度为。
(1)当小物块速度最大时,求弹簧的压缩量;
(2)以小物块释放处为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立轴,画出物块向下运动到最低点过程中的加速度与位置坐标的图像(标出分段点的坐标);
(3)求整个过程中小物块加速度的最大值。
试卷第10页,共15页
试卷第1页,共15页
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· 2027届北京市高三物理一轮复习小专题拓展训练
· 连接体问题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.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1kg,细线能承受的最大拉力为2N。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.1N B.2N C.4N D.5N
【答案】C
【详解】对两物块整体做受力分析有
F = 2ma
再对于后面的物块有
FTmax= ma
FTmax= 2N
联立解得
F = 4N
故选C。
2.如图所示,材料相同的物体、由轻绳连接,质量分别为和,在恒定拉力的作用下沿固定斜面向上加速运动。则( )
A.轻绳拉力的大小与斜面的倾角有关
B.轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数有关
C.轻绳拉力的大小为
D.若改用同样大小拉力沿斜面向下拉连接体加速运动,轻绳拉力的大小可能为零
【答案】C
【详解】ABC.以物体A、B及轻绳整体为研究对象,根据牛顿第二定律得
解得
再隔离B进行分析,根据牛顿第二定律得
解得
故绳子的拉力与斜面倾角无关,与动摩擦因数无关,与两物体的质量有关,故C正确,AB错误;
D.若改用同样大小拉力沿斜面向下拉连接体加速运动,整体由牛顿第二定律得
解得
再隔离A进行分析,假设轻绳拉力的大小为零,则根据牛顿第二定律得
解得
故D错误。
故选C。
3.如图所示,两相同物块用细线相连接,放在粗糙水平面上,在水平恒力F作用下,一起做匀加速直线运动,物块间细线的拉力大小为T。当两物块均由粗糙的水平面运动到光滑的水平面上且仍在F的作用下运动,则( )
A.两物块的加速度变大,细线的拉力仍为T
B.两物块的加速度不变,细线的拉力仍为T
C.两物块的加速度变大,细线的拉力小于T
D.两物块的加速度不变,细线的拉力小于T
【答案】A
【详解】设物块的质量为m,当水平地面粗糙时,设动摩擦因数为,以两物块为整体,根据牛顿第二定律可得
解得加速度为
以左侧物体为对象,根据牛顿第二定律可得
联立可得绳子的拉力为
当水平地面光滑时,以两物块为整体,根据牛顿第二定律可得
解得加速度为
以左侧物体为对象,根据牛顿第二定律可得
联立可得绳子的拉力为
则有,
故选A。
4.如图所示,沿水平方向运动的汽车内,一质量为的物块紧贴在车厢左侧的竖直内壁上,且与车厢保持相对静止,物块与车厢左壁间的动摩擦因数为μ,另一质量为的小球通过轻质细线与车厢顶部连接,细线与竖直方向的夹角为α。重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.汽车一定向右加速运动
B.细线中的拉力大小为
C.物块与车厢左壁之间的摩擦力大小为
D.物块受到车厢左壁的弹力大小为
【答案】D
【详解】AB.根据题意,对小球受力分析,如图所示
竖直方向由
水平方向由牛顿第二定律有
可得
方向水平向右,则小车和物块的加速度也是水平向右的,则小车可能做向右的加速运动,也能做向左的减速运动,故AB错误;
CD.根据题意,对物块受力分析,如图所示
则有
竖直方向的静摩擦力大小为
摩擦力不一定达到最大静摩擦力,故C错误,D正确。
故选D。
5.质量为、的两个小物块用轻绳连接,绳跨过位于倾角为的光滑斜面顶端的轻滑轮,滑轮与转轴之间的摩擦不计,斜面固定在水平桌面上,如图所示。第一次,悬空,放在斜面底端,由静止释放后,从斜面底端运动到顶端的时间为。第二次,悬空,放在斜面底端,由静止释放后,从斜面底端运动到顶端的时间为。则与的比值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】第一次,悬空,在斜面底端,设斜面总长为,加速度大小相等为
对受力分析由牛顿第二定律可得
对受力分析由牛顿第二定律可得
由运动学可得
第二次,悬空,在斜面底端,设斜面总长为,加速度大小相等为
对受力分析由牛顿第二定律可得
对受力分析由牛顿第二定律可得
由运动学知识得
联立解得
故选A。
6.如图甲所示,物块A、B中间用一根轻质弹簧相连,静止在光滑水平面上,弹簧处于原长,物块A的质量为1.5kg。t=0时对物块A施加水平向右的恒力F,t=1s时撤去,在0~1s内两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内,则( )
A.F大小为1N B.t=1s时弹簧弹力为0.6N
C.物块B的质量为0.8kg D.t=1s时物块A的速度为0.8m/s
【答案】B
【详解】A.t=0时刻,对A,有
所以
故A错误;
BC.t=1s时,两物体加速度相同,则
代入数据解得
,
故B正确,C错误;
D.若物体A的加速度从1.0m/s2均匀减小到0.6m/s2,图像的面积为
由于物体A的a-t图像的面积偏小,即速度变化量小于0.8m/s,则t=1s时A的速度大小小于0.8m/s,故D错误。
故选B。
7.如图所示,a、b两物体的质量分别为和,由轻质弹簧相连,当用恒力F水平向右拉着a,使a、b一起沿粗糙水平面做匀加速直线运动时,弹簧伸长量为x,加速度大小为。已知a、b两物体与水平面间的动摩擦因数相同,则下列说法正确的是( )
A.如果恒力增大为2F,则两物体的加速度增大为
B.如果恒力增大为2F,则弹簧伸长量仍为x
C.若水平面光滑,则弹簧伸长量仍为x
D.若水平面光滑,则加速度大小仍为
【答案】C
【详解】根据题意,由牛顿第二定律,对整体有
对物体有
解得
,
AB.如果恒力增大为2F,同理可得,两物体的加速度为
弹簧伸长量
故AB错误;
CD.若水平面光滑,同理可得
则弹簧伸长量
故C正确,D错误。
故选C。
8.如图所示,A、B两个相互接触的物体放置在光滑水平面上,两个物体的质量,,推力和拉力分别作用于A、B两物体上,两物体间的作用力大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】以整体为研究对象,根据牛顿第二定律
解得加速度
以B为研究对象,设A对B的作用力大小为,根据牛顿第二定律
解得
故选B。
9.如图所示,绕过定滑轮的绳子将物块A和物块B相连,连接物块A的绳子与水平桌面平行。现将两物块由图示位置无初速度释放,经过时间t,物块B未落地,物块A未到达滑轮位置。已知物块A的质量为M,物块B的质量为m,重力加速度为g。若忽略A与桌面之间的摩擦力,则绳子拉力大小为、物块A的加速度为,不计滑轮、绳子的质量。则下列说法正确的是( )
A.绳子拉力大小
B.物块A的加速度大小
C.若A与桌面有摩擦力,则绳子拉力小于
D.若A与桌面有摩擦力,则A的加速度大于
【答案】B
【详解】AB.运动过程中物块A与物块B的加速度大小相等,由牛顿第二定律得:
对A、B整体:
对B:
联立解得:,
故A错误,B正确;
CD.若A与桌面有摩擦力,设该摩擦力大小为f,由牛顿第二定律得:
对A、B整体:
对B:
解得:,
故CD错误。
故选B。
10.一竖直放置的轻弹簧,一端固定于地面,一端与质量为3kg的B固定在一起,质量为1kg的A放于B上。现在A上施加力F使得弹簧压缩,然后撤去力F,此后A和B一起竖直向上运动,且A和B能分离。如图所示。当A、B分离后,A上升0.2m到达最高点,此时B速度方向向下,弹簧为原长,则从A、B分离起至A到达最高点的这一过程中,下列说法不正确的是( )(g取10m/s2)
A.A、B分离时B的加速度为g B.弹簧的弹力对B做功为零
C.弹簧的弹力对B的冲量大小为6N·s D.B的动量变化量为零
【答案】D
【详解】A.由分离的条件可知,A、B物体分离时二者的速度、加速度相等,二者之间的相互作用力为0,所以此时A只受重力,A的加速度为,所以B的加速度为也等于g,故A正确,不符合题意;
B.A、B物体分离时弹簧恢复原长,A到最高点时弹簧再次恢复原长,所以从A、B分离起至A到达最高点的这一过程中弹簧的弹性势能变化为零,所以弹簧对B做功为零,故B正确,不符合题意;
C.A、B物体分离后A做竖直上抛运动,可知竖直上抛的初速度为
上升到最高点所需的时间为
由运动的对称性可知此时B的速度为2m/s,方向竖直向下,对B在此过程中运用动量定理得
解得弹簧的弹力对B的冲量大小为
故C正确,不符合题意;
D.B的动量变化量为
故D错误,符合题意。
故选D。
11.“探究加速度与力的关系”的实验装置示意图如图所示。实验中平衡了摩擦力,如果砂桶(含砂)的质量m不满足比小车质量M小得多的条件,那么,若保持M不变,将m增大为原来的2倍,不计绳的质量和滑轮摩擦,在砂桶下落相同高度的过程中,下列说法正确的是( )
A.小车的加速度增大到原来的2倍
B.绳上的拉力增大到原来的2倍
C.砂桶机械能的减少量小于原来的2倍
D.砂桶和小车组成的系统损失的机械能比原来多
【答案】C
【详解】AB.以小车为研究对象,根据牛顿第二定律可得
以砂桶(含砂)为对象,根据牛顿第二定律可得
联立可得
若保持不变,将增大为原来的2倍,则有
故AB错误;
C.绳子拉力对砂桶做负功,砂桶机械能的减少量为
由于
可得
即砂桶机械能的减少量小于原来的2倍,故C正确;
D.砂桶和小车组成的系统损失的机械能等于小车克服摩擦力做的功,由于摩擦力大小保持不变,则砂桶和小车组成的系统损失的机械能与原来相等,故D错误。
故选C。
12.如图1所示,质量相等的物块A、B紧靠在一起放置在水平地面上,水平轻弹簧一端与A拴接,另一端固定在竖直墙壁上。开始时弹簧处于原长,物块A、B保持静止。时刻,给B施加一水平向左的恒力F,使A、B一起向左运动,当A、B的速度为零时,立即撤去恒力。物块B的图像如图2所示,其中至时间内图像为直线。弹簧始终在弹性限度内,A、B与地面间的滑动摩擦力大小恒定,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A.时刻A、B分离
B.改变水平恒力F大小,的时间不变
C.时间内图像满足同一正弦函数规律
D.和时间内图2中阴影面积相等
【答案】D
【详解】A.由题意结合题图2可知,时刻弹簧弹力与B所受的摩擦力大小相等,弹簧处于压缩状态,时刻弹簧刚好恢复原长,A、B刚要分离,故A错误;
B.改变水平恒力F大小,则弹簧压缩量变化,弹性势能改变,两物体分开时B的动能增大,则的时间改变,故B错误;
C.简谐运动的满足正弦规律,条件是合力满足,本题中存在恒定摩擦力,且摩擦力方向随运动方向改变,合力不是线性回复力,因此不满足正弦函数规律,故C错误;
D.v−t图的面积表示位移大小:的阴影面积是向左运动的总位移,即弹簧的最大压缩量;
的阴影面积是从最左端向右运动到弹簧原长(分离位置)的位移,大小也等于,因此两块阴影面积相等,D正确。
故选D。
二、解答题
13.如图所示,某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个质量的小球,列车沿水平方向以某一加速度做匀变速直线运动的过程中,细线就会偏过一定角度并相对车厢保持静止,通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度大小。在某次测定中,细线与竖直方向的夹角为,已知,,重力加速度g取。
(1)求列车加速度的大小a;
(2)求细线拉力的大小F;
(3)判断此时列车可能的运动情况。
【答案】(1)
(2)
(3)列车可能以的加速度向右加速或列车以的加速度向左减速。
【详解】(1)小球受到绳子拉力F和自身重力mg而在水平方向做匀变速直线运动,由牛顿第二定律有
代入题中数据,解得
(2)对小球,由平行四边形定则可知
代入题中数据,解得
(3)由于题目未说明车速度方向,所以列车可能以的加速度向右加速或列车以的加速度向左减速。
14.如图所示,在水平桌面上放置质量为的木块A,木块A上放置质量为的砝码B。连接木块A的绳通过定滑轮吊一个砝码盘(质量为500g),在盘中放有质量为的砝码。木块A与桌面间的动摩擦因数为0.20,砝码B与木块A相对静止。不考虑绳和滑轮的质量和摩擦。使砝码盘从离地面1.0m高处由静止释放。求:
(1)木块A运动的加速度和绳子的张力。
(2)当砝码盘着地瞬时,木块A的速度。
(3)若开始运动时,木块A与定滑轮的距离是3.0m。砝码盘着地后,木块A是否会撞到定滑轮上?(g取)
【答案】(1),
(2),方向水平向右
(3)不会
【详解】(1)以砝码盘、砝码为对象,根据牛顿第二定律可得
以A、B为对象,根据牛顿第二定律可得
联立解得,
(2)从开始运动到砝码盘着地过程,根据运动学公式可得
可得当砝码盘着地瞬时,木块A的速度大小为
方向水平向右。
(3)砝码盘着地后,以A、B为对象,根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
根据运动学公式可得
解得
由于
可知木块A不会撞到定滑轮上。
15.如图所示,竖直放置的劲度系数为k的轻弹簧下端固定在水平地面上,上端连接质量为m的小物块A,另一质量也为m的小物块B叠放在A上,O点为弹簧原长位置,系统开始处于静止状态。现对B施加一个竖直向上的恒力F,使两小物块由静止开始向上运动。已知重力加速度大小为g,弹簧的弹性势能为(x为弹簧的形变量)。
(1)为使小物块A、B恰能在初始位置脱离,求F的最小值。
(2)为使小物块A、B一起做简谐运动,求F的最大值。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)施加恒力F之前,系统处于平衡状态,有
施加恒力F后若A、B刚好在初始位置脱离,对A、B整体根据牛顿第二定律有
对物块B有
解得
(2)为使小物块A、B一起做简谐运动,当F最大时两物块在最高点恰好不分离。设两物块在最低点时加速度大小为,在最高点加速度大小为
在最高点,对物块B由牛顿第二定律有
在最低点,对两物块A、B整体由牛顿第二定律有
根据简谐运动的对称性有
解得
16.如图所示,一斜面固定于水平面上,平行于光滑斜面的轻质弹簧劲度系数为,一端固定在倾角为的斜面底端,另一端为自由端。在弹簧上方处静止释放质量为的小物块,弹簧被压缩到最短后,物块又被反弹回来。整个过程中弹簧均处于弹性限度内,重力加速度为。
(1)当小物块速度最大时,求弹簧的压缩量;
(2)以小物块释放处为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立轴,画出物块向下运动到最低点过程中的加速度与位置坐标的图像(标出分段点的坐标);
(3)求整个过程中小物块加速度的最大值。
【答案】(1)
(2)见解析
(3)
【详解】(1)当小物块速度最大时,小物块的加速度为0,根据平衡条件可得
可得弹簧的压缩量为
(2)以小物块释放处为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立轴,在阶段,根据牛顿第二定律可得
可得加速度为
设最低点的压缩量为,在阶段,根据牛顿第二定律可得
可得加速度为
则物块向下运动到最低点过程中的加速度与位置坐标的图像如图所示
(3)根据运动学公式
可知物块向下运动到最低点过程,(2)问中图像中图线与横轴围成的上下面积相等;则有
根据牛顿第二定律可得
又,联立解得
则整个过程中小物块加速度的最大值
试卷第10页,共15页
试卷第1页,共15页
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