备考高考物理专题1.8连接体问题精准突破(含解析)

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1、专题1.8连接体问题【专题诠释】1.连接体的类型(1)轻绳连接体(2)接触连接体(3)弹簧连接体2.连接体的运动特点轻绳——轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等.轻杆——轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度;轻杆转动时,连接体具有相同的角速度,而线速度与转动半径成正比.轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度不一定相等;在弹簧形变量最大时,两端连接体的速率相等.【高考引领】【2015·新课标全国Ⅱ】(多选)在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩连接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东

2、行驶时,连接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着车厢以大小为a的加速度向西行驶时,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】设PQ西边有n节车厢,每节车厢的质量为m,则F=nma①设PQ东边有k节车厢,则F=km·a②联立①②得3n=2k,由此式可知n只能取偶数,当n=2时,k=3,总节数为N=5当n=4时,k=6,总节数为N=10当n=6时,k=9,总节数为N=15当n=8时,k=12,总节数为N=20,故

3、选项B、C正确.【技巧方法】1.整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整体,分析整体受到的合外力,应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量).2.隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同,或者要求出系统内各物体之间的作用力时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解.3.整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求出物体之间的作用力时,一般采用“先整体求加速度,后隔离求内力”.【最新考向解码】【例1】(2019·新乡模拟)如图所示,粗糙

4、水平面上放置B、C两物体,A叠放在C上,A、B、C的质量分别为m、2m和3m,物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同,其间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为FT.现用水平拉力F拉物体B,使三个物体以同一加速度向右运动,则(  )A.此过程中物体C受五个力作用B.当F逐渐增大到FT时,轻绳刚好被拉断C.当F逐渐增大到1.5FT时,轻绳刚好被拉断D.若水平面光滑,则绳刚断时,A、C间的摩擦力为【答案】C【解析】对A,A受重力、支持力和向右的静摩擦力作用,可以知道C受重力、A对C的压力、地面的支持力、绳子的拉力、A对C的摩擦力以及

5、地面的摩擦力六个力作用,故A错误;对整体分析,整体的加速度a==-μg,隔离对AC分析,根据牛顿第二定律得,FT-μ·4mg=4ma,计算得出FT=F,当F=1.5FT时,轻绳刚好被拉断,故B错误,C正确;水平面光滑,绳刚断时,对AC分析,加速度a=,隔离对A分析,A的摩擦力Ff=ma=,故D错误.【例2】(2019·甘肃民乐一中、张掖二中一调联考)如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上,一质量为4m的小车在沿斜面向下的恒力F作用下下滑,在小车下滑的过程中,小车支架上连接着小球(质量为m)的轻绳恰好保持水平。则外力F的大小为(  )A.

6、2.5mgB.4mgC.7.5mgD.10mg【答案】C【解析】以小球为研究对象,分析受力情况可知,受重力mg、绳的拉力T,小球的加速度方向沿斜面向下,则mg和T的合力沿斜面向下,如图。由牛顿第二定律得:=ma,解得:a=2g;再对整体分析,根据牛顿第二定律可得:F+(4m+m)gsin30°=5ma,解得F=7.5mg,C正确。【例3】(2019·贵州铜仁一中模拟)物体A、B放在光滑水平面上并用轻质弹簧做成的弹簧秤相连,如图所示,今对物体A、B分别施以方向相反的水平力F1、F2,且F1大于F2,则弹簧秤的示数(  )A.一定等于F1

7、-F2B.一定大于F2小于F1C.一定等于F1+F2D.条件不足,无法确定【答案】B【解析】两个物体一起向左做匀加速直线运动,对两个物体整体运用牛顿第二定律,有:F1-F2=(M+m)a,再对物体A受力分析,运用牛顿第二定律,得到:F1-F=Ma,由以上两式解得F=,由于F1大于F2,故F一定大于F2小于F1,故B正确.【微专题精练】1.如图所示,质量为M的小车放在光滑的水平面上,小车上用细线悬吊一质量为m的小球,M>m,用一力F水平向右拉小球,使小球和车一起以加速度a向右运动时,细线与竖直方向成θ角,细线的拉力为F1.若用一力F′水

8、平向左拉小车,使小球和其一起以加速度a′向左运动时,细线与竖直方向也成θ角,细线的拉力为F′1.则(  )A.a′=a,F′1=F1  B.a′>a,F′1=F1C.a′<a,F′1=F1D.a′>a,F′1>F1【答案

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