2020年高考物理一轮复习 专题6.3 动力学之“连接体与叠加体”提高训练（含解析）

专题6.3动力学之“连接体与叠加体”（提高训练）1、（整体与隔离法处理连接体）如图所示，在光滑的水平面上，有A、B两物体在F1和F2的作用下运动，已知F1＞F2，则（）A．若撤去F1，B的加速度一定增大B．若撤去F1，B对A的作用力一定增大C．若撤去F2，A的加速度一定增大D．若撤去F2，A对B的作用力一定变小【答案】CD【解析】根据牛顿第二定律，对整体：F1－F2＝(mA＋mB)a若撤去F1，对整体：F2＝(mA＋mB)a1若撤去F2，对整体：F1＝(mA＋mB)a2所以撤去F1，B的加速度不一定增大；撤去F2，A的加速度一定增大。对B，撤去F1前向右加速，A、B间的作用力大于F2；撤去F1后向左加速，A、B间的作用力小于F2，所以撤去F1，B对A的作用力一定减小了。对A，撤去F2前，F1－FN＝mAa，撤去F2后，F1－FN′＝mAa2，所以撤去F2，A对B的作用力一定减小。2、（叠加体的临界值）如图，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块．假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等．现给木块施加一随时间t增大的水平力F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2变化的图线中正确的是（）ABCD【答案】A【解析】题意可知：当外力F较小时，两物体保持无相对运动；此时研究对象选择整体；ABF1F2当外力F超过某一临界值时两物体开始发生相对运动；要分别对两物体隔离；ammkt21阶段一、对整体：gmFaammgmF222222..;.........阶段二、对物块：121112...........mmaamgmg阶段二、对木板：故本题的正确选项为A；3、（力与加速度基本关系的理解）下面说法中正确的是（）A．力是物体产生加速度的原因B．物体运动状态发生变化，一定有力作用在该物体上C．物体运动速度的方向与它受到的合外力的方向总是一致的D．物体受外力恒定，它的速度也恒定【答案】AB【解析】力是改变物体运动状态的原因，是物体产生加速度的原因。物体运动状态发生变化，一定有力作用在该物体上。物体运动速度的方向与它受到的合外力的方向可以一致、可以相反，也可以不在一条直线上。物体受外力恒定，它的加速度也恒定，但物体的速度一定发生变化。4、（惯性的理解）有关惯性大小的下列叙述中，正确的是（）A．物体跟接触面间的摩擦力越小，其惯性就越大B．物体所受的合力越大，其惯性就越大C．物体的质量越大，其惯性就越大D．物体的速度越大，其惯性就越大【答案】C【解析】惯性是物体本身固有的保持原运动状态不变的属性，与物体是否受力、受力的情况及运动状态无关。物体惯性的大小由物体的质量来量度，物体的质量越大，其惯性就越大。5、（叠加体的临界值）如图所示,质量分别为15kg和5kg的长方形物体A和B静止叠放在水平桌面上.A与桌面以及A、B间动摩擦因数分别为0.11和0.62,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.问:(1)水平作用力F作用在B上至少多大时,A、B之间能发生相对滑动?(2)当F=30N或40N时,A、B的加速度各为多少?【答案】C【解析】设A的质量为,B的质量为,对A进行受力分析,A达到最大加速度时:①AB恰好没发生相对滑动时,对A、B整体进行受力分析:②联立并代入数据得:当时,,AB相对静止,一起向右匀加速运动A、B的加速度是:当时,A、B已经相对运动,此时B的加速度:A的加速度:答:(1)水平作用力F作用在B上至少,A、B之间能发生相对滑动;(2)当时,A、B的加速度是;当时,A的加速度为,B的加速度为;6、（两种动力学问题的综合考查）一物体沿倾角θ的斜面下滑时加速度为零，则物体与斜面间的摩擦因数为___________。若把斜面倾角增为α（α＞θ），其他条件不变，此时物体沿斜面下滑的加速度为___________；若把斜面倾角减为β（β＜θ），其他条件不变，此时物体沿斜面下滑的加速度为___________。【答案】tanθg（sinα－tanθcosα）0【解析】物体沿倾角θ的斜面下滑时加速度为零，设物体与斜面间的摩擦因数为μ，根据牛顿第二定有：mgsinθ－μmgcosθ＝0解得：μ＝tanθ若把斜面倾角增为α，其他条件不变，设此时物体沿斜面下滑的加速度为a1，根据牛顿第二定有：mgsinα－μmgcosα＝ma1a1＝g（sinα－μcosα）＝g（sinα－tanθcosα）若把斜面倾角减为β，其他条件不变，此时有mgsinβ＜μmgcosβ物体将静止在斜面上，此时物体的加速度为a.2＝0。7、（外力、加速度、速度的辩证关系）下列说法中正确的是（）A．物体在速度为零的瞬间，它所受合外力一定为零B．物体所受合外力为零时，它一定处于静止状态C．物体处于匀速直线运动状态时，它所受的合外力可能是零，也可能不是零D．物体所受合外力为零时，它可能做匀速直线运动，也可能是静止【答案】D【解析】根据牛顿第二定律，物体的受力情况决定加速度。物体所受合外力为零时加速度一定为零，但物体的速度可以为零，也可不为零。即物体可能做匀速直线运动，也可能是静止的。物体在速度为零的瞬间，物体的加速度不一定为零，它所受合外力不一定为零，如物体竖直上抛到最高点的瞬间。8、（牛三定律作用力与反作用力的辨证关系）马拉车由静止开始作直线运动，以下说法正确的是（）A．加速前进时，马向前拉车的力，大于车向后拉马的力B．只有匀速前进时，马向前拉车和车向后拉马的力大小才相等C．无论加速或匀速前进，马向前拉车与车向后拉马的力大小都是相等的D．车或马是匀速前进还是加速前进，取决于马拉车和车拉马这一对力【答案】C【解析】马对车的拉力和车对马的拉力是作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，两者一定大小相等，与物体的运动状态无关。无论加速或匀速前进，马向前拉车与车向后拉马的力大小都是相等的。作用力和反作用力分别作用在两个物体上，各自产生自己的效果。车或马是匀速前进还是加速前进，取决于车或马自己的受力情况。9、（两类动力学问题的综合考查）10kg的物体静止在水平地面上受到水平恒力F作用后在时间t内的位移为x，且x＝2t2，则物体A的加速度为___________m/s2。若t1＝4s末撤去力F，物体再经过t2＝10s停止运动，则物体与水平面间的动摩擦因数为___________。【答案】40.16【解析】因x＝2t2＝2112at，所以a1＝4m/s2。t1＝4s末物体的速度v＝a1t1设撤去力F后物体的加速度大小为a2，根据运动学关系有：0＝v－a2t2解得：1122atat＝1.6m/s2设撤去力F后滑动摩擦力使物体减速，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，根据牛顿第二定律有：μmg＝ma2解得：μ＝0.1610、（整体与隔离法）如图所示，固定在水平面上的斜面其倾角θ＝37º，长方体木块A的MN面上钉着一颗小钉子，质量m＝1.5kg的小球B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直。木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.50。现将木块由静止释放，木块将沿斜面下滑。求在木块下滑的过程中小球对木块MN面的压力。（取g＝10m/s2，sin37º＝0.6，cos37º＝0.8）【解析】以木块和小球整体为对象，设木块的质量为M，下滑的加速度为a，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有：（M＋m）gsin37º－μ（M＋m）gcos37º＝（M＋m）a解得：a＝g（sin37º－μcos37º）＝2m/s2以小球B为对象，受重力mg，细线拉力T和MN面对小球沿斜面向上的弹力FN，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有：mgsin37º－FN＝ma解得：FN＝mgsin37º－ma＝6N。11、如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为μmg，现用水平拉力F拉B，使A、B以同一加速度运动，则拉力F的最大值为()A．μmgB．2μmgC．3μmgD．4μmg【答案】CAθBMN【解析】设当A、B之间恰好不发生相对滑动时力F最大，此时，对于A物体所受的合外力为μmg，隔离A物体得：gmmgaA，aaaBA；对AB整体受力分析得：mgmaF33，故C对12、如图所示，质量m＝10kg的小球挂在倾角θ＝37°的光滑斜面的固定铁杆上，求：(1)斜面和小球以a1=g2的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多大？(2)当斜面和小球都以a2＝3g的加速度向右匀加速运动时，小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多大？【答案】（1）100、50（2）2000【解析】先求出临界状态时的加速度，这时FN=0，小球受力如图甲所示；故有Fsinθ=mg（竖直），Fcosθ=ma0（水平），所以gga34cot0当斜面和小球以a1=0.5g向右做匀加速运动时，由于a1a0，可知这时小球与斜面间有弹力，所以其受力如图乙所示，故有F1cosθ-FNsinθ=ma1（水平），F1sinθ+FNcosθ=mg(竖直)所以F1=100N，FN=50N．当斜面和小球以ga32，向右做匀加速运动时，由于a2a0，可知这时小球已脱离斜面，所以其受力如图丙所示，故有F2sinα=mg(竖直)，F2cosα=ma2（水平），两式平方相加，可得：NamgmF200222222所以当小球和斜面以加速度a1运动时，小球对绳的拉力为100N，对斜面的压力为50N；当小球和斜面以加速度a运动时，小球对绳的拉力为200N，对斜面的压力为0．13、（2015全国2）在一东西向的水平直铁轨上，停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢一大小为a的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F；当机车在西边拉着这列车厢一大小为a的加速度向东行驶时，链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦，每节车厢质量相同，则这列车厢的节数可能为（）A.8B.10C.15D.18【答案】BC【解析】由设这列车厢的节数为n，P、Q挂钩东边有m节车厢，每节车厢的质量为m，由牛顿第二定律可知：mknFkmF)(32，解得：nk52，k是正整数，n只能是5的倍数，故B、C正确，A、D错误