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专题08 牛顿运动定律的应用之动力学中的连接体问题
重难讲练
1. 连接体
多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体。连接体一般具有相同的运动情况(速度、加速度)。
2. 解决连接体问题的两种方法
3. 整体法、隔离法应注意的问题
(1)不涉及系统内力时,优先考虑应用整体法,即“能整体、不隔离”.
(2)同样应用“隔离法”,也要先隔离“简单”的物体,如待求量少、或受力少、或处于边缘处的物体.[来源:Z+xx+k.Com]
(3)将“整体法”与“隔离法”有机结合、灵活应用.
(4)各“隔离体”间的关联力,表现为作用力与反作用力,对整体系统则是内力
特别提醒 当系统内各物体的加速度不同时,一般不直接用整体法,要采用隔离法解题。
【典例1】如图所示,在建筑工地,民工兄弟用两手对称水平施力将两长方体水泥制品夹紧并以加速度a竖直向上匀加速搬起,其中A的质量为m,B的质量为2m,水平作用力为F,A、B之间的动摩擦因数为μ,在此过程中,A、B间的摩擦力为( )
A.μF
B.m(g+a)[来源:Zxxk.Com]m(g+a) C.m(g+a)
D.
【典例2】质量为2 kg的木板B静止在水平面上,可视为质点的物块A从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板,如图甲所示。A和B经过1 s达到同一速度,之后共同减速直至静止,A和B的v-t图象如图乙所示,重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ1;
(2)B与水平面间的动摩擦因数μ2;
(3)A的质量。
【跟踪训练】
1. 如图所示,质量为m1和m2的两物块放在光滑的水平地面上。用轻质弹簧将两物块连接在一起。当用水平力F作用在m1上时,两物块均以加速度a做匀加速运动,此时,弹簧伸长量为x;若用水平力F′作用在m1上时,两物块均以加速度a′=2a做匀加速运动,此时弹簧伸长量为x′。则下列关系正确的是( )
A.F′=2F
B.x′>2x C.F′>2F
D.x′<2x
2. 如图所示,木块A、B静止叠放在光滑水平面上,A的质量为m,B的质量为2m。现施加水平力F拉B(如图甲),A、B刚好不发生相对滑动,一起沿水平面运动。若改用水平力F′拉A(如图乙),使A、B也保持相对静止,一起沿水平面运动,则F′不得超过( )
A.2F
B.
C.3F
D.
3. 光滑水平地面上有两个叠放在一起的斜面体A、B,两斜面体形状大小完全相同,质量分别为M、m.如图42甲、乙所示,对上面或下面的斜面体施加水平方向的恒力F1、F2均可使两斜面体相对静止地做匀加速直线运动,已知两斜面体间的摩擦力为零,则F1与F2之比为( )
甲 乙
A.M∶m
B.m∶M
C.m∶(M+m)
D.M∶(M+m)
4. 如图所示,质量分别为m、M的两物体P、Q保持相对静止,一起沿倾角为θ的固定光滑斜面下滑,Q的上表面水平,P、Q之间的动摩擦因数为μ,则下列说法正确的是( )
A. P处于超重状态
B. P受到的摩擦力大小为μmg,方向水平向右[来源:学科网]
C. P受到的摩擦力大小为mgsin θcos θ,方向水平向左
D. P受到的支持力大小为mgsin 2θ
5. 如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻质弹簧连接放在倾角为θ的斜面上,用始终平行于斜面向上的拉力F拉B物块,使它们沿斜面匀加速上升,A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ,为了减小弹簧的形变量,可行的办法是( )
A.减小A物块的质量
B.增大B物块的质量
C.增大倾角θ
D.增大动摩擦因数μ
模拟提升
1. (2019届宁夏石嘴山市第三中学高三上第一次月考)
如图所示为采用动力学方法测量某空间站质量的原理图。若已知飞船质量为3.5×103 kg,其推进器的平均推力大小为1560 N,在飞船与空间站对接后,推进器工作了7 s,在这段时间内,飞船和空间站速度变化了0.91 m/s,则空间站的质量约为( )
A. 1.2×104 kg B. 8.5×103 kg
C. 1.6×104 kg D. 5.0×103 kg
2.(2019届辽宁省六校协作体高三上期初联考)
如图所示,将两个质量分别为m1=1kg、m2=4kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接,两个大小分别为F1=30N、F2=20N的水平拉力分别作用在m1、m2上,则达到稳定状态后,下列说法正确的是( )
A. 弹簧测力计的示数是25 N
B. 弹簧测力计的示数是50 N
C.