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1、連接體問題
[方法點撥] 整體法、隔離法交替運用的原則:若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且要求物體之間的作用力,可以先用整體法求出加速度,然后再用隔離法選取合適的研究對象,應(yīng)用牛頓第二定律求作用力.即“先整體求加速度,后隔離求內(nèi)力”.
1.質(zhì)量均為5kg的物塊1、2放在光滑水平面上并用輕質(zhì)彈簧測力計相連,如圖1所示,今對物塊1、2分別施以方向相反的水平力F1、F2,且F1=20N,F(xiàn)2=10N,則彈簧測力計的示數(shù)為( )
圖1
A.30NB.15NC.20ND.10N
2.如圖2所示,物塊A和B的質(zhì)量分別為4m和m,開始A、B均靜止,細繩拉直,在豎直向上拉力F=6mg作用下,
2、動滑輪豎直向上加速運動,已知動滑輪質(zhì)量忽略不計,動滑輪半徑很小,不考慮繩與滑輪之間的摩擦,細繩足夠長,在滑輪向上運動過程中,物塊A和B的加速度分別為( )
圖2
A.aA=g,aB=5g B.aA=aB=g
C.aA=g,aB=3g D.aA=0,aB=2g
3.(2018·福建省龍海二中模擬)如圖3所示,物體B的上表面水平,給A、B一個初速度,它們保持相對靜止一起沿斜面下滑,斜面保持靜止不動且受到地面的摩擦力方向水平向左,則下列說法正確的是( )
圖3
A.物體B、C都各受5個力作用
B.地面對物體C的支持力大于三個物體的重力之和
C.若只減小B的質(zhì)量,其他條件不
3、變,物體C有可能不受地面的摩擦力
D.物體B的上表面一定是粗糙的
4.如圖4所示,50個大小相同、質(zhì)量均為m的小物塊,在平行于斜面向上的恒力F作用下一起沿斜面向上運動,已知斜面足夠長,傾角為30°,各物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)相同,重力加速度為g,則第46個小物塊對第45個小物塊的作用力大小為( )
圖4
A.F B.F
C.mg+F D.因為動摩擦因數(shù)未知,所以不能確定
5.(多選)(2018·四川省瀘州市一檢)如圖5所示,物塊A、B質(zhì)量相等,在水平恒力F作用下,在水平面上做勻加速直線運動,若水平面光滑,物塊A的加速度大小為a1,物塊A、B間的相互作用力大小為FN1;若水平面
4、粗糙,且物塊A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)相同,物塊B的加速度大小為a2,物塊A、B間的相互作用力大小為FN2,則以下判斷正確的是( )
圖5
A.a1=a2 B.a1>a2
C.FN1=FN2 D.FN1
5、因數(shù)為μ,物塊B通過光滑定滑輪與質(zhì)量為m的物塊C相連,A、B之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g,輕繩與桌面平行,下列說法正確的是( )
圖7
A.物塊A運動的最大加速度為μg
B.要使物塊A、B之間發(fā)生相對滑動,物塊C的質(zhì)量m應(yīng)大于
C.若物塊A、B未發(fā)生相對滑動,物塊A受到的摩擦力大小為
D.輕繩對定滑輪的作用力大小為mg
答案精析
1.B [利用整體法,F(xiàn)1-F2=(m1+m2)a,對物塊1隔離,利用牛頓第二定律有F1-F=m1a,聯(lián)立解得F=15N.]
2.D [對滑輪由牛頓第二定律得F-2FT=m′a,又滑輪質(zhì)量m′忽略不計,故m′=0,所以FT
6、===3mg,對A由于FT<4mg,故A靜止,aA=0,對B有aB===2g,故D正確.]
3.D [因為斜面保持靜止不動且受到地面的摩擦力方向水平向左,可知A、B整體沿斜面加速下滑,則B受到重力、A的壓力和摩擦力、斜面的支持力,還可能受到斜面的摩擦力,也可能不受摩擦力,則B可能受5個力,也可能受4個力;C受到重力、B的壓力和可能有的摩擦力、地面的支持力和摩擦力,則C可能受5個力,也可能受4個力,故A錯誤;A、B有豎直向下的分加速度,則地面對物體C的支持力小于三個物體的重力之和,故B錯誤;若只減小B的質(zhì)量,其他條件不變,B對C的壓力和摩擦力的倍數(shù)關(guān)系不變,則物體C仍受地面水平向左的摩擦力,故
7、C錯誤;因A、B有水平向左的加速度,A要與B保持靜止,必定受到B的水平向左的靜摩擦力,所以物體B的上表面一定是粗糙的,故D正確.]
4.B [根據(jù)牛頓第二定律得,整體的加速度
a==
-gsin30°-μgcos30°.
隔離第46到第50個物塊進行受力分析,
有FN-5mgsin30°-μ·5mgcos30°=5ma,
解得FN=F,故B正確.]
5.BCD [水平面光滑時,對整體由牛頓第二定律有:F=(mA+mB)a1,可得:a1==;對B受力分析,由牛頓第二定律可得:FN1=mBa1=.水平面粗糙時,對整體由牛頓第二定律有:F-Ff=(mA+mB)a2,可得a2==
8、對B受力分析:FN2=mBa2+=,故選項A錯誤,選項B、C、D正確.]
6.D [以框架為研究對象進行受力分析可知,當框架對地面壓力為零時,其重力與彈簧對其彈力平衡,即F=Mg,故可知彈簧處于壓縮狀態(tài),再以小球為研究對象分析受力可知F+mg=ma,聯(lián)立可解得,小球的加速度大小為a=g,故選項D正確.]
7.AC [隔離對A分析,A所受的合力等于摩擦力,則Ff=Ma≤μMg,所以a≤μg,故物塊A運動的最大加速度為a=μg,故A正確;若物塊A、B之間剛好發(fā)生相對滑動,則對A有aA=μg,對B、C有aB=且有aA=aB,解得m=,故要使A、B之間發(fā)生相對滑動,物塊C的質(zhì)量m應(yīng)大于,故B錯誤;若物塊A、B未發(fā)生相對滑動,整體的加速度a=,物塊A受到的摩擦力大小為Ff=Ma=,故C正確;若物塊A、B未發(fā)生相對滑動,輕繩對定滑輪的作用力大小為F=2Ma=,故D錯誤.]
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