高中物理用牛顿定律解决问题四连接体及临界问题

§4.9用牛顿定律解决问题（四）——连接体及临界问题【学习目的】1.掌握解决不同连接体问的解决技巧。2.理解临界问题中的临界条件并能对问题进行对的的分析【学习重点】连接体及临界问题的解决办法【学习难点】连接体及临界问题的分析解决【学习流程】【组内研学】知识点1连接体问题加速度相似应用牛顿第二定律解答加速度相似连接体问题时，惯用的办法有两种:(1)先整体后隔离:先整体分析物体所受外力和运动的状况，应用牛顿第二定律求出加速度，再隔离某个物体求出所受的力。(2)先隔离后整体:先隔离某个物体，进行受力分析，应用牛顿第二定律求出加速度，再整体分析，求出物体所受外力或运动状况。例1：两物体A和B，质量分别为m1和m2，互相接触放在光滑的水平面上。对物体A施加水平推力F，则物体A对物体B的作用力为多大？拓展1：地面粗糙呢？拓展2：两物体A和B，质量分别为m1和m2，紧靠着并置于倾角为α、动摩擦因数为μ的斜面上。现施加一沿斜面对上的力F作用于A上，使它们一起向上加速运动，求：它们之间的互相作用力【交流促学】例2：如图所示，质量为M的滑块C放在光滑的桌面上，质量均为两物体A和B用细绳连接，A平放在滑块上，与滑块间动摩擦因数为，细绳跨过滑轮后将B物体竖直悬挂，设绳和轮质量不计，轮轴不受摩擦力作用，水平推力F作用于滑块，为使A和B与滑块保持相对静止，F最少应为多大？【组内研学】加速度不同应用牛顿第二定律解答加速度不同连接体问题时，常采用隔离分析的办法例3：如图所示，质量为m1的滑块A放在动摩擦因数为的桌面上，细绳跨过滑轮后将质量为m2的B物体竖直悬挂,设绳和轮质量不计，轮轴不受摩擦力作用，已知A在B的拉力作用下向左加速滑动，重力加速度为g，求A物体的加速度大小和绳中张力大小。例4：如图所示。质量为M的木板放在倾角为光滑斜面上，木板上站着一种质量为m的人。问：

（1）为了保持木板与斜面相对静止，人运动所需的加速度如何？

（2）为了保持人与斜面相对静止，木板运动所需的加速度如何？【组内研学】知识点2临界问题应用牛顿第二定律解答物体临界问题时常涉及的临界条件有接触面恰要滑动时，接触面间的摩擦力_______________。物体间恰要分离时，接触面间的弹力________________。绳子恰要松弛或断裂时，绳中的弹力__________或__________。例5：如图所示，木块A质量为1kg，木块B的质量为2kg，叠放在水平地面上，AB间的最大静摩擦力为1N，B与地面间的动摩擦系数为0.1，今用水平力F作用于B，则保持AB相对静止的条件是F不超出（g=10m/s2）（）A．3N

B．4N

C．5N

D．6N例6mMF：mMF【交流促学】例7：如图所示，两细绳与水平的车顶面的夹角为和，物体的质量为。当小车以大小为的加速度向右匀加速运动时，绳1和绳2的张力大小分别为多少？【反馈评学】1．A．Ta增大B．Ta不变C．Tb增大D．Tb不变2．A．增大B物体的质量B．减小B物体的质量C．增大倾角θD．增大动摩擦因数μ3．如图所示中的A、B、C为三个完全相似的物体，沿水平方向用恒力F拉物体B，使三个物体一起以速度v匀速运动，现撤去力F，若三个物体仍能一起继续向前运动，则此时物体A、B间的摩擦力f1，物体B、C间的摩擦力f2的大小分别为A．f1=0f2=0B．C．D．4．如图所示，bc是固定在小车上的水平横杆，物块M中心穿过横杆，M通过细线悬吊着小物体m，小车在水平地面上运动的过程中，M始终未相对杆bc移动，M、m与小车保持相对静止，悬线与竖直方向夹角为α，则M受到横杆的摩擦力为A．大小为(m＋M)gtanα，方向水平向右B．大小为Mgtanα，方向水平向右C．大小为(m＋M)gtanα，方向水平向左D．大小为Mgtanα，方向水平向左5．如图，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b。a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托往，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后，a、b在空中运动的过程中A.加速度大小为0.5gB.加速度大小为gC.绳中张力大小为1.5mgD.绳中张力大小为2mg6．如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻质弹簧上端固定在框架上，下端固定一种质量为m的小球.小球上下振动时，框架始终没有跳起.当框架对地面压力为零的瞬间，小球的加速度大小为A.gB.C.0D.7．物体A和物体B叠放在光滑水平面上静止，如图所示。已知mA=4kg,mB=10kg,A,B间的最大静摩擦力fm=20N。现用一水平向右的拉力F作用在A上，则

A.当F=20N时，A对B的摩擦力大小是20N

B.当F<20N时，A,B都静止

C.只要F>20N,A,B间就发生相对运动

D.只要F>28N,A、B间就发生相对运动8．如图所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提高，夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f，若木块不滑动，力F的最大值是A．B．C．-(m+M)gD．+(m+M)g9．(1)力F的大小是多少？(2)为使绳不被拉断，加速上升的最大加速度为多少？vF10．如图所示，质量为M=4.0kg的一只长方体形铁箱在水平拉力F作用下沿水平面对右运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数为μ1=0.20。这时铁箱内一种质量为m=1.0kg的木块正好能沿箱的后壁向下匀速下滑，木块与铁箱间的动摩擦因数为μ2vF11．在北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最后点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为65kg，吊椅的质量为15kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦，重力加速度取g=10m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度上升时，试求（1）运动员竖直向下拉绳的力；（2）运动员对吊椅的压力。12．如图所示，叠放在水平桌面上的A、B两个木块，质量分别为：m1=0.5kg和m2=0.2kg，已知A、B之间的动摩擦因数μ1=0.4，求：（1）若桌面光滑，沿水平方向作用于A的拉力F1最少多大，才干使A、B分离？（2）若桌面而不光滑，B与桌面之间的动摩擦因数μ2=0.1，要使A、B分离，沿水平方向作用于A的拉力F2最少要多大？（取g=10m/s2）13．如图所示，光滑水平面上放置紧靠在一起的A、B两个物体，，，推力作用于A上，拉力作用于B上，、大小均随时间而变化，其规律分别为，，问从开始，到A、B互相脱离为止，A、B的共同位移是多少？

高考理综物理模拟试卷注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清晰，将条形码精确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色笔迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。3．请按照题号次序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在初稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单选题1．如图所示,在倾角为的光滑斜面上，质量相等的甲、乙物体通过弹簧连接，乙物体通过轻绳与斜面顶端相连。已知轻弹簧、细绳均与斜面平行，重力加速度大小为g。剪断轻绳的瞬间，下列说法对的的是()A．甲、乙的加速度大小均为B．甲的加速度为零，乙的加速度大小为C．甲的加速度为g，乙的加速度大小为零D．甲的加速度为零，乙的加速度大小为g2．如图所示，在x轴上方空间存在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面对里的匀强磁场。在原点O处有一粒子源，沿纸面各个方向不停地放出同种粒子，粒子以相似的速率v射入磁场。粒子重力及粒子间的作用均不计。图中的阴影部分表达粒子在磁场中能通过的区域，其边界与y轴交点为M，与x轴交点为N，已知ON=L。下列说法对的的是A．能通过M点的粒子必能通过N点B．粒子的电荷量与质量之比为C．从ON的中点离开磁场的粒子在磁场中运动的时间可能为D．从N点离开磁场的粒子在磁场中运动的时间为3．春晚，摩托车特技表演引爆上海分会场的氛围，称为史上最惊险刺激的八人环球飞车表演．在舞台中固定一种直径为6.5m的球形铁笼，八辆摩托车始终以70km/h的速度在铁笼内旋转追逐，旋转轨道有时水平，有时竖直，有时倾斜，非常震撼．有关摩托车的旋转运动，下列说法对的的是()A．摩托车在铁笼的最低点时，对铁笼的压力最大B．摩托车驾驶员始终处在失重状态C．摩托车始终机械能守恒D．摩托车的速度不大于70km/h，就会脱离铁笼4．甲、乙两人用aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮，将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢向上提高，如图所示。则在物块由O点沿直线Oa缓慢上升过程中，下列判断对的的是（）A．aO绳和bO绳中的弹力都逐步减小B．aO绳和bO绳中的弹力都逐步增大C．aO绳中的弹力始终在增大，bO绳中的弹力先减小后增大D．aO绳中的弹力先减小后增大，bO绳中的弹力始终在增大5．如图所示，抱负变压器有三个线圈A、B、C，已知B、C的匝数之比是n2：n3=10：1，抱负电压表的示数为U，抱负电流表的示数为I，灯L1、L2是完全相似的灯泡，根据以上条件能够计算出的物理量是()A．通过灯Ll的电流I2B．灯L2两端的电压U3C．输入变压器的电功率P1D．线圈A两端的电压U16．如图所示，爱好小组的同窗为了研究竖直运动的电梯中物体的受力状况，在电梯地板上放置了一种压力传感器，将质量为4kg的物体放在传感器上。在电梯运动的某段过程中，传感器的示数为44N。g取10m/s2.对此过程的分析对的的是()A．物体受到的重力变大B．物体的加速度大小为1m/s2C．电梯正在减速上升D．电梯的加速度大小为4m/s2二、多选题7．下列说法对的的是________。A机械波和电磁波都必须依赖于介质才干够传送信息和能量B．在同一介质中，波长越短的光，传输速度越小C．在打磨精密光学平面时，能够运用干涉法检查平面的平整程度D．光的偏振现象能够阐明光是横波E．狭义相对性原理指出，力学规律在任何参考系中都是相似的8．至进入了我国北斗系统卫星发射的高峰期，北斗卫星系统由地球同时轨道卫星与低轨道卫星两种卫星构成，在轨正常运行的这两种卫星比较（）A．低轨卫星运行的周期较大B．同时卫星运行的周期较大C．低轨卫星运行的加速度较大D．同时卫星运行的线速度较大9．如图甲所示，两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直。边长为1m，总电阻为1Ω的正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行。现使导线框水平向右运动，cd边于t＝0时刻进入磁场，c、d两点间电势差随时间变化的图线如图乙所示。下列说法对的的是A．磁感应强度的方向垂直纸面对里B．磁感应强度的大小为4TC．导线框进入磁场和离开磁场时的速度大小之比为3:1D．0～3s的过程中导线框产生的焦耳热为48J10．下列说法对的的是_________A．物体吸取热量时，其分子平均动能一定增大B．空气中水蒸气的压强越大，空气的绝对湿度一定越大C．当两分子间距离不大于平衡位置的间距r0时，分子间的距离越大，分子势能越小D．熵值越大表明系统内分子运动越无序E.同种物质不可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现三、实验题11．如图所示装置由水平轨道、倾角θ=37°的倾斜轨道连接而成，轨道所在空间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。质量m、长度L、电阻R的导体棒ab置于倾斜轨道上，刚好不下滑；质量、长度、电阻与棒ab相似的光滑导体棒cd置于水平轨道上，用恒力F拉棒cd，使之在水平轨道上向右运动。棒ab、cd与导轨垂直，且两端与导轨保持良好接触，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。⑴求棒ab与导轨间的动摩擦因数；⑵求当棒ab刚要向上滑动时cd速度v的大小；⑶若从cd刚开始运动到ab刚要上滑过程中，cd在水平轨道上移动的距离x，求此过程中ab上产生热量Q。12．如图所示，A、B两车相距x=8m时，A车正以vA=5m/s的速度向右匀速运动，而B车此时正以vB=12m/s的初速度向右匀减速运动，加速度a=-2m/s2，求：（1）A、B两车何时速度相等；（2）A追上B所经历的时间。四、解答题13．如图所示，质量为m＝1kg的小物块由静止轻轻放在水平匀速运动的传送带上，从A点随传送带运动到水平部分的最右端B点，经半圆轨道C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道，恰能做圆周运动．C点在B点的正上方，D点为轨道的最低点．小物块离开D点后，做平抛运动，正好垂直于倾斜挡板打在挡板跟水平面相交的E点．已知半圆轨道的半径R＝0.9m，D点距水平面的高度h＝0.75m，取g＝10m/s2，试求：(1)摩擦力对小物块做的功；(2)小物块通过D点时对轨道压力的大小；(3)倾斜挡板与水平面间的夹角θ.14．在水平桌面上有一种边长为L的正方形框架，内嵌一种表面光滑的绝缘圆盘，圆盘所在区域存在垂直圆盘向上的匀强磁场。一带电小球从圆盘上的P点（P为正方形框架对角线AC与圆盘的交点）以初速度v0水平射入磁场区，小球刚好以平行于BC边的速度从圆盘上的Q点离开该磁场区（图中Q点未画出），如图甲所示。现撤去磁场，小球仍从P点以相似的初速度v0水平入射，为使其仍从Q点离开，可将整个装置以CD边为轴向上抬起一定高度，如图乙所示，无视小球运动过程中的空气阻力，已知重力加速度为g。求：（1）小球两次在圆盘上运动的时间之比；（2）框架以CD为轴抬起后，AB边距桌面的高度。【参考答案】一、单选题题号123456答案DCACDB二、多选题7．BCD8．BC9．AB10．BCD三、实验题11．（1）0.75（2）（3）12．（1）A、B两车通过3.5s速度相等；（2）A追上B所经历的时间是8.8s。四、解答题13．(1)4.5J；(2)60N；(3)60°；14．（1）小球两次在圆盘上运动的时间之比为：π：2；（2）框架以CD为轴抬起后，AB边距桌面的高度为。

高考理综物理模拟试卷注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清晰，将条形码精确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色笔迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。3．请按照题号次序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在初稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、单选题1．10月29日，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丙运载火箭成功发射中法海洋卫星，此卫星入轨后在半径为r的轨道上绕地球做匀速圆周运动。已知地球表面的重力加速度大小为g，地球的半径为R，则该卫星做圆周运动的周期为A．B．C．D．2．如图所示，水平虚线下方存在大小为B、方向水平向里的匀强磁场。正方形金属线框abcd边长为L，质量为m，电阻为R。将线框在虚线上方一定高度处由静止释放，运动过程中ab边始终水平，线框始终在竖直面内，所受空气阻力恒为f。线框进入磁场的过程做匀速直线运动。重力加速度为g。则线框释放时ab边与水平虚线间的高度差为A． B．C． D．3．如图所示，平行板电容器与直流电源连接，上极板接地.一带负电的油滴位于容器中的P点且处在静止状态．现将下极板竖直向下缓慢地移动一小段距离，则（）A．带电油滴将竖直向上运动B．带电油滴的机械能将增加C．P点的电势将升高D．电容器的电容增加，极板带电量增加4．8月16日凌晨，被命名为“墨子号”的中国首颗量子科学实验卫星启动星际之旅，这是我国在世界上初次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。如图所示，“墨子号”卫星的工作高度约为500km，在轨道上绕地球做匀速圆周运动，通过时间t(t不大于其运动周期)，运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为θ弧度，引力常量为G，则下列有关“墨子号”的说法对的的是()A．线速度不不大于第一宇宙速度B．质量为C．围绕周期为D．向心加速度不大于地球同时卫星的向心加速度5．右端带有光滑圆弧轨道质量为M的小车静置于光滑水平面上，如图所示．一质量为m的小球以速度v0水平冲上小车，有关小球此后的运动状况，下列说法对的的是A．小球可能离开小车水平向右做平抛运动B．小球可能从圆弧轨道上端抛出而不再回到小车C．小球不可能离开小车水平向左做平抛运动D．小球不可能离开小车做自由落体运动6．如图所示，一物块从光滑斜面上某处由静止释放，与一端固定在斜面底端的轻弹簧相碰。设物块运动的加速度为a，机械能为E，速度为v，下滑位移为x，所用时间为t，则在物块由释放到下滑至最低点的过程中（取最低点所在平面为零势能面），下图象可能对的的是（）A． B．C． D．二、多选题7．有一种测量人体重的电子秤，其原理如图中虚线内所示，它重要由三部分构成：踏板、压力传感器R(是一种阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表G(实质是抱负电流表)。设踏板的质量可无视不计，已知抱负电流表的量程为3A，电源电动势为12V，内阻为2Ω，电阻R随压力变化的函数式为R＝30－0.02F(F和R的单位分别是N和Ω)。下列说法对的的是()A．该秤能测量的最大致重是1400NB．该秤能测量的最大致重是1300NC．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.375A处D．该秤零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表G刻度盘0.400A处8．用一根绳子竖直向上拉一种物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图所示规律变化，已知物块的质量为m，重力加速度为g,0～t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后功率保持不变，t1时刻物块达成最大速度，则下列说法对的的是()A．物块始终做匀加速直线运动B．0～t0时间内物块的加速度大小为C．t1时刻物块的速度大小为D．0～t1时间内物块上升的高度为9．图甲为抱负变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电．图甲中Rt为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为抱负电表．则下列说法对的的是()A．图乙所示电压的瞬时值体现式为u＝51sin50πtVB．变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4C．变压器输入、输出功率之比为1∶4D．Rt处温度升高时，电压表和电流表的示数均变大10．10月24日18时05分，我国成功发射了“嫦娥一号”探月卫星，11月5日进入月球轨道后，经历3次轨道调节，进入工作轨道。若该卫星在地球表面的重力为G1