2020年高考物理专题复习:连接体问题的解题技巧练习题1. 如图,一个固定斜面上两个质量相同的小物块A 和B 紧挨着匀速下滑,A 与B 的接触面光滑。
已知A 与斜面之间的动摩擦因数是B 与斜面之间动摩擦因数的2倍,斜面倾角为α。
则B 与斜面之间的动摩擦因数是( )A. 2tan 3αB. 2cot 3αC. tan αD. cot α2. 如图甲所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m 和M 的物块A 、B 用轻弹簧相连,两物块与水平面间的动摩擦因数相同,它们的质量之比m :M=1:2。
当用水平力F 作用于B 上且两物块以相同的加速度向右加速运动时(如图甲所示),弹簧的伸长量为1x ;当用同样大小的力F 竖直向上拉B 且两物块以相同的加速度竖直向上运动时(如图乙所示),弹簧的伸长量为2x ,则21:x x 等于( )A. 1:1B. 1:2C. 2:1D. 2:33. 一辆小车静止在水平地面上,bc 是固定在车上的一根水平杆,物块M 穿在杆上,M 通过细线悬吊着小物体m ,m 在小车的水平底板上,小车未动时细线恰好在竖直方向上。
现使小车如下图分四次分别以4321a a a a 、、、向右匀加速运动,四种情况下M 、m 均与车保持相对静止,且图甲和图乙中细线仍处于竖直方向,已知8:4:2:1:::4321=a a a a ,M 受到的摩擦力大小依次为4321f f f f 、、、,则错误..的是( )A. 2:1:21=f fB. 3:2:21=f fC. 2:1:43=f f D . tanα=2tanθ4. 如图,机车a 拉着两辆拖车b ,c 以恒定的牵引力向前行驶,连接a 、b 间和b 、c 间的绳子张力分别为T 1、T 2,若行驶过程中发现T 1不变,而T 2增大,则造成这一情况的原因可能是( )A. b 车中有部分货物落到地上B. c 车中有部分货物落到地上C. b 车中有部分货物抛到c 车上D. c 车上有部分货物抛到b 车上5. 如图所示,光滑固定斜面C 倾角为θ,质量均为m 的两物块A 、B 一起以某一初速度沿斜面向上做匀减速直线运动。
已知物块A 上表面是水平的,则在该减速运动过程中,下列说法正确的是( )A. 物块A 受到B 的摩擦力水平向左B. 物块B 受到A 的支持力做负功C. 两物块A 、B 之间的摩擦力大小为mgsinθcosθD. 物块B 的机械能减少6. 如图所示,在光滑水平面上有两个质量分别为m 1和m 2的物体A 、B ,m 1>m 2,A 、B 间水平连接着一轻质弹簧秤。
若用大小为F 的水平力向右拉B ,稳定后B 的加速度大小为a 1,弹簧秤示数为F 1;如果改用大小为F 的水平力向左拉A ,稳定后A 的加速度大小为a 2,弹簧秤示数为F2。
则以下关系式正确的是()A. a1=a2,F1>F2B. a1=a2,F1<F2C. a1<a2,F1=F2D. a1>a2,F1>F27. 如图所示,水平地面上有楔形物体b,b的斜面上有一小物块a,a与b之间、b与地面之间均存在摩擦。
已知a恰好可沿斜面匀速下滑,此时若对a施加如图所示的作用力,a 仍沿斜面下滑,则下列说法正确的是()A. 在a上施加竖直向下的力F1,则地面对b无摩擦力B. 在a上施加沿斜面向下的力F2,则地面对b的摩擦力水平向左C. 在a上施加一个水平向左的力F3,则地面对b的摩擦力水平向右D. 无论在a上施加什么方向的力,地面对b均无摩擦力8. 如图所示,物体A、B用一根轻绳连接放在粗糙水平面上,绳与水平方向的夹角α=37°(α始终保持不变)。
某时刻A、B在水平外力F的作用下,由静止开始做匀加速直线运动,2s内A、B前进的距离为12m。
已知A的质量为m=1kg,它与水平面间的动摩擦因素为μ=0.5,重力加速度g=10m/s2。
(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:(1)A、B共同运动的加速度大小和绳的拉力大小;(2)2s末将绳剪断,物块A还能滑行多远。
试题答案1. A 解析:设每个物体的质量为m ,B 与斜面之间动摩擦因数为μ,以AB 整体为研究对象:根据平衡条件得:22mgsin mgcos mgcos αμαμα=+,解得23tan μα=,故选项A 正确,选项BCD 错误。
2. A 解析:第一次,将两个物体作为一个整体,根据牛顿第二定律可知,()()F M m g M m a μ-+=+,再单独对A 进行受力分析,可知1T mg ma μ-=,整理可得,1mF T M m=+;第二次,同样将两个物体作为一个整体,根据牛顿第二定律可知,()()F M m g M m a -+=+,再单独对A 进行受力分析,可知2T mg ma -=,整理可得,2mF T M m=+,因此两次弹簧的弹力相等,因此两弹簧的伸长量也相同,因此12:1:1x x =,A 正确,B 、C 、D 错误。
3. B 解析:由图知,(1)、(2)中M 在水平方向只受摩擦力作用,根据牛顿第二定律f 1=Ma 1,f 2=Ma 2,所以2:1:21=f f ,故A 正确;B 错误;对(3)、(4)两图,以M 、m 整体为研究对象,受力分析如图所示,f 3=(M+m )a 3,f 4=(M+m )a 4,可得2:1:43=f f ,所以C 正确;以m 为研究对象,根据牛顿第二定律可得:3tan ma mg =θ,4tan ma mg =α,联立可得:tanα=2tanθ,故D 正确,本题错误的是B 。
4. C 解析:机车a 以恒定的牵引力向前行驶,若b 车中有部分货物落到地上,则整体的质量减少,加速度会增大,以a 为研究对象:1F T f ma --=,a 增大,则1T 减小,以c 为研究对象:2T f ma -=,a 增大,则2T 增大,与题干不符,故A 错误;机车a 以恒定的牵引力向前行驶,若c 车中有部分货物落到地上,则整体的质量减少,加速度增大,以a 为研究对象:1F T f ma --=,a 增大,则1T 减小,与题干不符,故B 错误;机车a 以恒定的牵引力向前行驶,若b 车中有部分货物抛到c 车上,整体质量不变,则加速度不变,以a 为研究对象:1F T f ma --=,a 不变,则1T 不变,以c 为研究对象:2T f ma -=,a 不变,c 质量增大,则2T 增大,与题干相符,故C 有可能;机车a 以恒定的牵引力向前行驶,若c 车上有部分货物抛到b 车上,整体质量不变,则加速度不变,以a 为研究对象:1F T f ma --=,a 不变,则1T 不变,以c 为研究对象:2T f ma -=,a 不变,c 质量减小,则2T 减小,与题干不符,故D 错误。
5. C 解析:对整体分析,其加速度沿斜面向下且大小为sin a g θ= ,可将此加速度分解为水平方向和竖直方向其值分别为cos sin cos x a a g θθθ==和2sin sin y a a g θθ==,再隔离B 分析可得,B 受到A 水平向左的摩擦力且sin cos x x f ma mg θθ==,所以C 项正确;根据牛顿第三定律,A 物体受B 的摩擦力向右,A 项错误;物体B 受到的支持力向上,且有向上的位移,所以支持力做正功,B 项错误;对B 进行受力分析,物体B 受到A 的水平方向作用力为sin cos x x f ma mg θθ==,竖直方向支持力为2cos y N mg ma mg θ=-=,所以A 对B 的作用力为22cos x F f N mg θ=+= ,方向垂直于斜面,故A 对B 的作用力不做功,所以B 机械能守恒,D 项错误。
6. A 解析:以物体A 、B 和弹簧秤整体为研究对象,受力分析,弹簧秤的拉力属于系统内力,根据牛顿第二定律,拉力F 向右时:1)(a m m F B A +=,拉力F 向左时:2)(a m m F B A +=,故21a a =;拉力F 向右时:对A 受力分析,根据牛顿第二定律,111a m F =,拉力F 向左时:对B 受力分析,根据牛顿第二定律,222a m F =,因21a a =,21m m >,故21F F >。
故A 正确。
7. AD 解析:物体匀速下滑,对物体a 满足:mgsin mgcos αμα=,即sin cos αμα=。
在a 上施加竖直向下的力1F ,相当于a 的重力增大,物体仍然能匀速滑动,则地面对b 无摩擦力,A 正确;在a 上施加沿斜面向下的力2F ,物体a 对斜面的作用力保持不变,斜面受力不变,则地面对b 无摩擦力,B 错误;在a 上施加一个水平向左的力3F ,物体a 减速下滑,由于摩擦力与支持力始终相互垂直,而且f=N F μ,所以支持力与摩擦力的合力方向竖直向上,所以物体a 对斜面体的作用力是竖直向下的,所以b 在水平方向上不受摩擦力,所以无论在a 上施加什么方向的力,地面对b 均无摩擦力。
故选AD 。
8. 解析:(1)设A 、B 共同运动的加速度为a ,由运动学公式有:221at x=, 代入数据得:a=6m/s 2,对A 受力分析如图,由牛顿第二定律得: ma f T =-αcos ,mg T N =+αsin ,又N f μ=,联立以上方程并代入数据得:N T 10=;(2)设2s 末A 的速度为v 1,由运动学公式有:at v =1,剪断细绳后,A 物块由牛顿第二定律得:a m mg '=-μA 物块做匀减速直线运动直到停止,设A 物块滑行的距离为x',由运动学公式有: 2102v x a -=''联立以上方程并代入数据得:x'=14.4m 。