【课件】牛顿运动定律的综合应用（7）连接体+课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

动力学典型物理模型连接体概述连接体运动中的几个物体或上下叠放在一起或前后挤靠在一起或通过轻绳、轻杆、轻弹簧等连在一起的物体组。常用到整体法与隔离法。类型叠放挤靠轻绳轻杆轻弹簧内力摩擦力弹力方法整体法、隔离法知识牛顿运动定律按a分类①a相同：内力公式②a大小相等方向不同③a大小不等方向相同④a大小不等方向不同a大小不等方向不同组合类型驱动类型常见情境(mB=3mA)牛二公式轻绳+滑轮关联速度问题见曲线运动绳上张力a大小不等方向相同组合类型驱动类型常见情境牛二公式叠放（板块详讲）摩擦力M：F-μM(M+m）g-μmmg=MaMm：μmmg=mam动力学连接体模型(1)内力公式推导外力F+内力弹（前后挤靠、绳上张力、杆上弹力、弹簧弹力）如图甲所示，将两质量不同的物体P、Q放在倾角为的光滑斜面体上，在物体P上施加沿斜面向上的恒力F，使两物体沿斜面向上做匀加速直线运动；图乙为将图甲中的斜面体调整为水平，并在物体P上施加水平恒力F；图丙为两物体叠放在一起，在物体P上施加一竖直向上的恒力F使二者向上加速运动.三种情况下力F大小相等，加速度大小分别为a甲、a乙、a丙，两物体间的作用力分别为F甲、F乙、F丙，则下列说法正确的是（  ）A．a乙最大，F乙最大B．a丙最大，F丙最大C．D．如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为（　　）A．F-2μmgB．+μmgC．μmgD． a、b两物体的质量分别为m1、m2，由轻质弹簧相连．当用大小为F的恒力沿水平方向拉着a，使a、b一起沿光滑水平桌面做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1;当用恒力F竖直向上拉着a，使a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2；当用恒力F倾斜向上向上拉着a，使a、b一起沿粗糙斜面向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x3，如图所示．则（）A．x1=x2=x3B．x1>x3=x2C．若m1>m2，则x1>x3=x2D．若m1<m2，则x1＜x3=x2一列列驰骋的中欧班列将急需的防疫及生产生活物资送至沿线各国，为战胜疫情增添了信心和力量，成为各国携手抗疫的“生命通道”。假设某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第4节对第5节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第4节对倒数第5节车厢的作用力为(　　)A．FB．C．D． 动力学连接体模型(2)叠放FF地面光滑，AB粗糙F（多选）如图甲所示，物块A叠放在木块B上，且均处于静止状态，已知水平地面光滑，A、B间的动摩擦因数μ＝0.2，现对A施加一水平向右的拉力F，测得B的加速度a与拉力F的关系如图乙所示，下列说法正确的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10m/s2）（　　）A．当F<24N时，A、B都相对地面静止B．当F>24N时，A与B发生相对滑动C．A的质量为4kgD．B的质量为3kg地面光滑，AB粗糙F在水平光滑地面上，长木板M和小滑块m叠放在一起，开始它们均静止。现将水平向右的恒力F作用在M的右端，已知长木板和小滑块之间动摩擦因数μ=0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，M=2kg，m=1kg，g=10m/s2，如图所示。当F取不同数值时，小滑块的加速度a可能不同，则以下正确的是（　　）A．若F=6.0N则a=3.0m/s2B．若F=8.0N则a=4.0m/s2C．若F=10N则a=3.0m/s2D．若F=15N则a=4.0m/s2地面粗糙，AB粗糙F如图所示，小物块A叠放在长方体物块B上，B置于粗糙水平面上。A、B质量分别为mA=2kg，mB=1kg，A、B之间动摩擦因数μ1=0.3，B与地面之间动摩擦因数μ2=0.1，现对A施加水平力F且F从0开始逐渐增大，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小g=10m/s2。则下列说法正确的是（　　）A．当F小于6N时，A、B都相对地面静止B．当F增大到6N时，A、B开始发生相对滑动C．当F等于9N时，B的加速度为1m/s2D．当F增大到12N时，A、B开始发生相对滑动地面粗糙，AB粗糙F（多选）如图所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到大小从零开始逐渐增大的水平拉力F作用，A、B间的摩擦力f1、B与地面间的摩擦力f2随水平拉力F变化的情况如图乙所示。已知物块A的质量m=3kg，取g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（　　）A．当0<F<4N时，A、B保持静止B．当4N<F<12N时，A、B发生相对运动C．A、B两物块间的动摩擦因数为0.2D．物块B与地面间的动摩擦因数为0.2动力学连接体模型(3)弹簧连接体（多选）如图甲所示，物块a、b之间用一根轻质弹簧相连，放在光滑水平面上，物体a的质量为1.2kg。开始时两物块均静止，弹簧处于原长，t=0时对物块a施加水平向右的恒力F，t=1s时撤去，在0~1s内两物体的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内，整个运动过程中以下分析正确的是（　　）A．b物体的质量为0.8kgB．t=1s时物块a、b的速度大小相同C．t=1s时a的速度大于0.8m/sD．0~1s内弹簧弹力先增大后减小如图所示，在倾角30°的光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连接的小物块A、B，已知A、B的质量均为m=1kg，轻弹簧的劲度系数为k=100N/m，C为一固定挡板。系统开始处于静止状态。现用一恒力F=20N沿斜面方向拉物块A，使之向上运动，已知重力加速度g=10m/s2。求（1）B刚要离开C时，小物块A的加速度大小；（2）从施加F开始到B刚要离开C的过程中，物块A的位移大小。如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为1kg的物体A、B（B物体与弹簧栓接），弹簧的劲度系数为k=50N/m，初始时系统处于静止状态。现用大小为15N，方向竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上运动，重力加速度g取10m/s2，空气阻力忽略不计，下列说法错误的是（　　）A．外力施加的瞬间，A、B的加速度大小为7.5m/s2B．当弹簧压缩量减小0.05m时，A、B间弹力大小为2.5NC．A、B分离时，A物体的位移大小为0.1mD．B物体速度达到最大时，弹簧被压缩了0.2m如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧上端固定在天花板上，下端与质量为m的物块A相连接。初始时刻，用挡板B托住物块A，使其处于静止状态，弹簀处于自由状态。利用计算机系统精确控制使挡板B竖直向下做加速度大小为a=0.5g的匀加速直线运动，直至挡板与物块A分离，分离后物块A继续向下做加速度减小的加速运动，达到最大速度Vm，而后继续向下减速运动到达最低点。此后物块A在竖直方向做往复运动。求：（1）挡板B与物块A分离时，弹簧的伸长量x1；（2）物块A达到最大速度Vm时，弹簧的伸长量x2；（3）以弹簧原长时物块A所在位置为坐标原点O，向下为正方向建立坐标轴Ox。（a）定性画出物块A从静止到第一次达到最大速度Vm的过程中，其加速度a随坐标x变化的图像；（b）由a-x图像求物块A的最大速度Vm。动力学连接体模型(4)轻绳连接体如图所示，粗糙水平面上放置质量分别为m、2m和3m的3个木块，木块与水平面间动摩擦因数相同，其间均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拉其中一个质量为2m的木块，使3个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（　　）A．绳断前，a、b两轻绳的拉力比总为4：1B．当F逐渐增大到FT时，轻绳a刚好被拉断C．当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳a还不会被拉断D．若水平面是光滑的，则绳断前，a、b两轻绳的拉力比大于4：1如图所示，物体A质量为2kg，物体B重0.5kg，不计一切摩擦和绳的重力，g取10m/s2。当两物体由静止释放后，物体A的加速度与绳子上的张力分别为（　　）A．6m/s2，8NB．10m/s2，8NC．8m/s2，16ND．6m/s2，16N(多选）如图所示，质量为m的物块A静置在水平桌面上，通过足够长的轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为4m的物块B。现由静止释放物块A、B，以后的运动过程中物块A不与定滑轮发生碰撞。已知重力加速度大小为g，不计所有摩擦阻力，下列说法正确的是（　　）A．在相同时间内物块A、B运动的路程之比为1∶2B．物块A、B的加速度之比为2∶1C．轻绳的拉力为D．B下落高度h时速度为 如图所示，小车静止在平直路面上，车中挂着一个质量为m=2kg的小球，绳AC与水平车顶的夹角θ=53°，绳子BC水平，重力加速度g=10m/s2，cos53°=0.6，sin53°=0.8．求：（1）小车静止时,小球对绳AC、BC的拉力各为多大；（2）某时刻起，小车开始向左做匀加速直线运动，绳AC与水平车顶的夹角θ=53°保持不变，绳BC的拉力为零．求小车的加速度大小。