高中物理连接体问题专题讲解

1、精编高考物理连接体问题专题讲练.【计算题】如图，倾角为 的斜面与水平面间、斜面与质量为m 的木块间的动摩擦因数均为，木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面仍保持静止。求水平面给斜面的摩擦力大小和方向。以斜面和木块整体为研究对象，水平方向仅受静摩擦力作用，可以先求出木块的加速度 a g sin cos ，再在水平方向对质点组用牛顿第二定律，很容易得到：Ff mg(sin cos )cos如果给出斜面的质量M ， 本题还可以求出这时水平面对斜面的支持力 大小为：FN=Mg+mg(cos + sin )， s这个值小于静止时系统对水平面的压力。in .【单项选择题】质量为m 三角形木楔A 放置于倾角为

2、的固定斜 TOC o 1-5 h z 面上。它与斜面间的动摩擦因数是，一水平力F 作用在木楔A的竖直平面上。在力的推动下，木楔A 沿斜面以恒定的加速度a向上加速滑动，则力的大小是()ma+g(sin + cos )/cos ma+g(sin + cos )/(-c osin )m(a-gsin )/(cos + sin )ma+g(sin + cos )/(cos + sin )BB.【单项选择题】如图所示，静止在水平面上的三角架的质量为M ， 质量为 m 的小球，当小球上下振动，三角架对水平面的压力为零的时刻，小球加速度的方向与大小是（）A、向上，Mg/m B、向上， gC、向下，gD、向下

3、，（M十 m）g/m【难度】 B【考查点】连接体问题.【单项选择题】如图所示，两物体放在光滑的水平面上,中间用一轻弹簧相连，从左面拉动m1， 使它们产生一个共同的加速度a， 此时弹簧伸长L1，从右面拉动m2，使它们也产生一个共同的加速度，其大 TOC o 1-5 h z 小也是a，此时弹簧伸长L2，已知m1 m2 ，则 ()A、 L1 L2D、无法确定m1m25.【计算题】如图所示，在箱内的固定光滑斜面(倾角为)上用平行于斜面的细线固定一木块，木块质量为m。 当箱以加速度a 匀加速上升时，箱以加速度a 匀加速向左时，分别求线对木块的拉力F1和斜面对箱的压力F2。7.7.【单项选择题】如图所示，

4、若滑轮P 可沿与水平面成 角的绳索无6.6.【单项选择题】如图所示，mA=1kg， mB=2kg， A、 B 间静摩擦力的xyxya 向上时，由于箱受的合外力竖直向上，重力F1、 F2的合力 F 必然竖直向上。可先求 F，再由F1=Fsin和 F2=Fcos 求解，得到：F1=m(g+a)sin ， F2=m(g+a)cos 显然这种方法比正交分解法简单。 a 向左时，箱受的三个力都不和加速度在一条直线上，必须用正交分解法。可选择沿斜面方向和垂直于斜面方向进行正交分解，(同时也正交分解a) ，然后分别沿x、 y 轴列方程求出F1、 F2：F1=m(gsin -acos) ， F2=m(gcos

5、 +asin )经比较可知，这样正交分解比按照水平、竖直方向正交分解列方程和解方程都简单。还应该注意到F1 的表达式F1=m(gsin -acos) 显示其有可能得负值，这意味这绳对木块的力是推力，这是不可能的。可见这里又有一个临界值的问题：当向左的加速度a gtan 时F1=m(gsin -acos) 沿绳向斜上方；当agtan时木块和斜面不再保持相对静止，而是相对于斜面向上滑动，绳子松弛，拉力为零。最大值是5N， 水平面光滑。用水平力F 拉 B， 当拉力大小分别是F=10N和 F=20N 时，A、 B 的加速度各多大？【解析】 先确定临界值，即刚好使A、 B 发生相对滑动的F 值。 当 A

6、、B 间的静摩擦力达到5N 时，既可以认为它们仍然保持相对静止，有共同的加速度，又可以认为它们间已经发生了相对滑动，A 在滑动摩擦力作用下加速运动。这时以 A为对象得到a =f/mA =5m/s2， 再以 A、B 系统为对象得到F =（ mA+mB） a =15N 当 F=10N15N 时， A、 B 间一定发生了相对滑动，用质点组牛顿第二定律列方程：F mAaA mBaB，而a A=f/mA =5m/s2，于是可以得到 a B =7.5m/s2摩擦地下滑，绳索处于绷紧状态，可认为是一直线，滑轮下面挂个重为 G 的物体Q，若滑轮和物体下滑时不振动，则下列说法正确的是 TOC o 1-5 h z

7、 ()PA、 Q有加速度一定小于gsin B、悬线所受拉力为GsinC、悬线所受拉力为GcosD、悬线一定与绳索垂直【难度】B【考查点】连接体问题【答案】CD8.【多项选择题】如图所示，小车板面上的物体质量为m=8 ，它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上，这时弹簧的弹力为6N。现沿水平向右的方向对小车施以作用力，使小车由静止开始运动起来，运动中加速度由零逐渐增大到1m/s2,随即以1 m/s2的加速度做匀加速直线运动。以下说法正确的是()aFA物体与小车始终保持相对静止，弹簧对物体的作用力始终没有发生变化B物体受到的摩擦力一直减小C当小车加速度(向右)为0.75 m/s2时，物体不

8、受摩擦力作用D小车以1 m/s2的加速度向右做匀加速直线运动时，物体受到的摩擦力为 8N TOC o 1-5 h z 【难度】B【考查点】连接体问题【答案】ABCD9.【计算题】如图所示，光滑水平面上静止放着长L=1.6 m，质量为M=3 kg 的木板.一个质量为m=1 kg 的小木块放在木板的最右端，m与 M 之间的动摩擦因数 =0.1，今对木板施加一水平向右的拉力F.(1)施力F 后，要想把木板从木块m 的下方抽出来，求力F 的大小应满足的条件;(2)如果所施力F=10 N，为了把木板从m 的下方抽出来，此力的作用时间不得少于多少?(g取 10 m/s2)【难度】 C 【考查点】连接体问题

9、【答案】见解析【解析】(1)力 F 拉木板运动过程：对木块： mg=ma得 a= g=1 m/s2；F mg对木板：F- mg=Ma1，得a1=M ，只要a1 a就能从 m 的下方抽出木板，即F (M+m)g，所以F 4 N.(2)当 F =10 N 时 ,设拉力作用的最少时间为t1,加速度为a1,撤去拉力后木板运动时间为t2,加速度为a2,那么：F mgmg 1a1= M=3 m/s2， a2= M =3 m/s2，木板先以加速度a1 匀加速运动t1， 后以加速度a2匀减速运动t2,而木块一直以a匀加速运动.当木板刚好从木块下穿出时应满足：v 木板 =v s 木板 -s=L 1木块的速度：v

10、=a(t1+t2) 木块的位移：s=2 a(t1+t2)2木板的速度：v 木板=a1t1-a2t210【 . 计算题】如图所示，光滑匀质圆球的直径为40cm， 质量为20kg，悬线长 L = 30cm，正方形物块A厚 10cm，质量为2kg，物体 A 与墙之间的动摩擦因数 =0.2取 g = 10m/s2 ， 求： 墙对 A的摩擦力多大？如果施加一个与墙平行的外力于物体A 上，使物体在未脱离圆球前贴着墙沿水平方向做加速度 = 5m/2s匀加速直线运动，那么这个外 力大小、方向如何？【难度】 C【考查点】连接体问题【答案】见解析【解析】 如图所示，据题中所给数据由几何关系可知悬线与竖直墙面的夹角 37o。fNANAGa对球做受力分析知，球所受三力应构成一封闭三角形，由图中几何关系得出N=GOtan 20 10 tan37o=150N。对 A 做受力分析如图所示，由牛顿第三定律可得N =N（数值） ，所以NA=N =N=150N（数值）。则 A 与墙面间的最大静摩擦力为fmax=N A=0.2 150=30NGA。 所以 A 与墙面间的摩擦力为静摩擦力，由物体的平衡条件知f=GA=2 10=20N正对墙面观察并对物体A正对墙面观察并对物体AyF2做受力分析如图（平行于墙面） 。由分析知外力F 应平行f 墙