銜接點(diǎn)28 牛頓第二定律瞬時(shí)問(wèn)題和連接體問(wèn)題（原卷版）

銜接點(diǎn)28牛頓第二定律瞬時(shí)問(wèn)題和連接體問(wèn)題課程標(biāo)準(zhǔn)初中初中無(wú)該知識(shí)點(diǎn)高中1.進(jìn)一步理解牛頓第二定律的瞬時(shí)性，會(huì)分析變力作用過(guò)程中的加速度和速度.2.會(huì)分析物體受力的瞬時(shí)變化，掌握瞬時(shí)變化問(wèn)題的兩種模型．3.學(xué)會(huì)用整體法和隔離法分析連接體問(wèn)題.4.掌握常見連接體問(wèn)題的特點(diǎn)和解決方法．高中物理新知識(shí)、新模型知識(shí)點(diǎn)一變力作用下加速度和速度的分析1．加速度與合力的關(guān)系由牛頓第二定律F＝ma，加速度a與合力F具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)于同一物體，合力增大，加速度增大，合力減小，加速度減??；合力方向變化，加速度方向也隨之變化．2．速度與加速度(合力)的關(guān)系速度與加速度(合力)方向相同，物體做加速運(yùn)動(dòng)；速度與加速度(合力)方向相反，物體做減速運(yùn)動(dòng)．知識(shí)點(diǎn)二牛頓第二定律的瞬時(shí)性問(wèn)題1．兩種模型的特點(diǎn)(1)剛性繩(或接觸面)模型：這種不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力的物體，剪斷(或脫離)后，形變恢復(fù)幾乎不需要時(shí)間，故認(rèn)為彈力可以立即改變或消失．(2)彈簧(或橡皮繩)模型：此種物體的特點(diǎn)是形變量大，形變恢復(fù)需要較長(zhǎng)時(shí)間，在瞬時(shí)問(wèn)題中，在彈簧(或橡皮繩)的自由端連接有物體時(shí)其彈力的大小不能突變，往往可以看成是瞬間不變的．2．解決此類問(wèn)題的基本思路(1)分析原狀態(tài)(給定狀態(tài))下物體的受力情況，明確各力大小．(2)分析當(dāng)狀態(tài)變化時(shí)(燒斷細(xì)線、剪斷彈簧、抽出木板、撤去某個(gè)力等)，哪些力變化，哪些力不變，哪些力消失(被剪斷的繩中的彈力、發(fā)生在被撤去物體接觸面上的彈力都立即消失)．(3)求物體在狀態(tài)變化后所受的合外力，利用牛頓第二定律，求出瞬時(shí)加速度．知識(shí)點(diǎn)三連接體1．連接體兩個(gè)或兩個(gè)以上相互作用的物體組成的具有相同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的整體叫連接體．如幾個(gè)物體疊放在一起，或并排放在一起，或用繩子、細(xì)桿等連在一起，在求解連接體問(wèn)題時(shí)常用的方法為整體法與隔離法．2．連接體問(wèn)題的解題方法(1)整體法：把整個(gè)連接體系統(tǒng)看作一個(gè)研究對(duì)象，分析整體所受的外力，運(yùn)用牛頓第二定律列方程求解．其優(yōu)點(diǎn)在于它不涉及系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的相互作用力．(2)隔離法：把系統(tǒng)中某一物體(或一部分)隔離出來(lái)作為一個(gè)單獨(dú)的研究對(duì)象，進(jìn)行受力分析，列方程求解．其優(yōu)點(diǎn)在于將系統(tǒng)內(nèi)物體間相互作用的內(nèi)力轉(zhuǎn)化為研究對(duì)象所受的外力，容易看清單個(gè)物體(或一部分)的受力情況或單個(gè)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)情形．初、高中物理銜接點(diǎn)1.“串接式”連接體中彈力的“分配協(xié)議”如圖所示，對(duì)于一起做加速運(yùn)動(dòng)的物體系統(tǒng)，m1和m2間的彈力F12或中間繩的拉力FT的大小遵守以下力的“分配協(xié)議”：(1)若外力F作用于m1上，則F12＝FT＝eq\f(m2·F,m1＋m2)；(2)若外力F作用于m2上，則F12＝FT＝eq\f(m1·F,m1＋m2).注意：①此“協(xié)議”與有無(wú)摩擦無(wú)關(guān)(若有摩擦，兩物體與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)必須相同)；②此“協(xié)議”與兩物體間有無(wú)連接物、何種連接物(輕繩、輕桿、輕彈簧)無(wú)關(guān)；③物體系統(tǒng)處于水平面、斜面或豎直方向上一起加速運(yùn)動(dòng)時(shí)此“協(xié)議”都成立．例題1.如圖所示，質(zhì)量為m的小球被水平繩AO和與豎直方向成θ角的輕彈簧系著處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將繩AO燒斷，在燒斷繩AO的瞬間，下列說(shuō)法正確的是(重力加速度為g)()A．彈簧的拉力F＝eq\f(mg,cosθ)B．彈簧的拉力F＝mgsinθC．小球的加速度為零D．小球的加速度a＝gsinθ例題2.如圖所示，一個(gè)小球從豎直立在地面上的輕彈簧正上方某處自由下落，不計(jì)空氣阻力，在小球與彈簧開始接觸到彈簧被壓縮到最短的過(guò)程中，小球的速度和加速度的變化情況是()A．加速度越來(lái)越大，速度越來(lái)越小B．加速度和速度都是先增大后減小C．速度先增大后減小，加速度方向先向下后向上D．速度一直減小，加速度大小先減小后增大例題3.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相同的物體A和B緊靠在一起，放在光滑的水平面上，如果它們分別受到水平推力F1和F2，而且F1＞F2，則A對(duì)B的作用力大小為()A．F1B．F2C.eq\f(F1＋F2,2)D.eq\f(F1－F2,2)例題4.如圖所示，物體A重20N，物體B重5N，不計(jì)一切摩擦和繩的重力，當(dāng)兩物體由靜止釋放后，物體A的加速度與繩子上的張力分別為(g取10m/s2)()A．6m/s2,8N B．10m/s2,8NC．8m/s2,6N D．6m/s2,9N一、單選題1．一個(gè)做直線運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向相同，當(dāng)合外力減小時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度和速度的變化是()A．加速度增大，速度增大B．加速度減小，速度減小C．加速度增大，速度減小D．加速度減小，速度增大2．如圖所示，靜止在光滑水平面上的物體A一端連接處于自然狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧，現(xiàn)對(duì)物體施加一水平恒力F，在彈簧被壓縮到最短這一過(guò)程中，物體的速度和加速度大小的變化情況是()A．速度增大，加速度增大B．速度增大，加速度減小C．速度先增大后減小，加速度大小先增大后減小D．速度先增大后減小，加速度大小先減小后增大3．如圖所示，質(zhì)量為m的小球用水平輕質(zhì)彈簧系住，并用傾角為30°的光滑木板AB托住，小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．在木板AB突然撤離的瞬間，小球的加速度大小為(重力加速度為g)()A．0B.eq\f(2\r(3),3)gC．gD.eq\f(\r(3),3)g4．如圖所示，物體A和B恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，已知mA>mB，不計(jì)滑輪及繩子的質(zhì)量，A、B與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，重力加速度為g.若將A與B互換位置，則()A．物體A與B仍做勻速運(yùn)動(dòng)B．物體A與B做加速運(yùn)動(dòng)，加速度a＝eq\f(mA＋mB,mA)gC．物體A與B做加速運(yùn)動(dòng)，加速度a＝eq\f(mAg,mA＋mB)D．繩子中張力不變5．如圖所示，并排放在光滑水平面上的兩物體的質(zhì)量分別為m1和m2，且m1＝2m2.當(dāng)用水平推力F向右推m1時(shí)，兩物體間的相互作用力的大小為FN，則()A．FN＝F B．FN＝eq\f(1,2)FC．FN＝eq\f(1,3)F D．FN＝eq\f(2,3)F6．五個(gè)質(zhì)量相等的物體置于光滑水平面上，如圖所示，現(xiàn)對(duì)左側(cè)第1個(gè)物體施加大小為F、方向水平向右的恒力，則第2個(gè)物體對(duì)第3個(gè)物體的作用力等于()A.eq\f(1,5)FB.eq\f(2,5)FC.eq\f(3,5)FD.eq\f(4,5)F7．如圖所示，在光滑的水平桌面上有一物體A，通過(guò)繩子與物體B相連，假設(shè)繩子的質(zhì)量以及繩子與輕質(zhì)定滑輪之間的摩擦均不計(jì)，繩子不可伸長(zhǎng)且與A相連的繩水平，重力加速度為g．如果mB＝3mA，則繩子對(duì)物體A的拉力大小為()A．mBg B.eq\f(3,4)mAgC．3mAg D.eq\f(3,4)mBg8．如圖所示，質(zhì)量為M、中間為半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑凹槽內(nèi)有一質(zhì)量為m的小鐵球，現(xiàn)用一水平向右的推力F推動(dòng)凹槽，小鐵球與光滑凹槽相對(duì)靜止時(shí)，凹槽球心和小鐵球的連線與豎直方向成α角．重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是()A．小鐵球受到的合外力方向水平向左B．F＝(M＋m)gtanαC．系統(tǒng)的加速度為a＝gsinαD．F＝mgtanα二、多選題9．質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一個(gè)質(zhì)量不計(jì)的水平輕彈簧并放在光滑水平臺(tái)面上，A球緊靠墻壁，如圖所示，今用水平力F推B球使其向左壓彈簧，平衡后，突然撤去力F的瞬間()A．A的加速度大小為eq\f(F,2m)B．A的加速度大小為零C．B的加速度大小為eq\f(F,2m)D．B的加速度大小為eq\f(F,m)10．如圖所示，A、B、C是三個(gè)質(zhì)量相同的小球，A、B之間用輕彈簧連接，B、C之間用細(xì)繩連接，A通過(guò)細(xì)繩懸掛在天花板上，整個(gè)系統(tǒng)保持靜止，重力加速度為g.則剪斷OA間細(xì)繩的瞬間()A．小球A的加速度大小為2gB．小球A的加速度大小為3gC．小球C的加速度大小為0D．小球C的加速度大小為g11．如圖所示，一質(zhì)量為、傾角為的斜面體放在光滑水平地面上。斜面上疊放一質(zhì)量為的光滑楔形物塊，物塊在水平恒力作用下與斜面體一起恰好保持相對(duì)靜止地向右運(yùn)動(dòng)。重力加速度為。下列說(shuō)法正確的是（）

A．斜面體對(duì)物塊的支持力為B．斜面體的加速度大小為C．水平恒力大小D．若水平作用力作用到斜面體上系統(tǒng)仍保持相對(duì)靜止，則將變小12．如圖所示，在光滑斜面底端固定一個(gè)輕彈簧，彈簧上端固定一個(gè)物塊A，另一個(gè)物塊B與物塊A并排放置但不粘連，兩物塊質(zhì)量相同?，F(xiàn)用一個(gè)平行于斜面的外力推物塊壓縮彈簧并保持靜止，撤去外力后彈簧推動(dòng)物塊運(yùn)動(dòng)，并能使物塊B離開A后繼續(xù)沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（）A．兩物塊分離前處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)B．兩物塊分離前加速度先減小后增大C．兩物塊分離前A對(duì)B的彈力一直減小D．兩物塊分離時(shí)彈簧處于伸長(zhǎng)狀態(tài)13．如圖所示，光滑的水平地面上有三塊材料完全相同的木塊A、B、C，質(zhì)量均為m，B、C之間用輕質(zhì)細(xì)繩連接，輕繩能承受的最大拉力為?，F(xiàn)用水平拉力F作用在C上，使三者開始一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．木塊B受到四個(gè)力的作用B．當(dāng)F逐漸增大到時(shí)，輕繩剛好被拉斷C．當(dāng)F逐漸增大到時(shí)，輕繩拉力達(dá)到最大值D．輕繩剛要被拉斷時(shí)，質(zhì)量為m和2m的木塊間的摩擦力為14．如圖所示，A、B、C三個(gè)物體靜止疊放在水平桌面上，物體A的質(zhì)量為2m，B和C的質(zhì)量都是m，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，B、C間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，B和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)擦力，重力加速度為g?，F(xiàn)對(duì)A施加一水平向右的拉力F，則下列判斷正確的是（）A．若A、B、C三個(gè)物體始終相對(duì)靜止，則力F不能超過(guò)B．當(dāng)力F=μmg時(shí)，A、B間的摩擦力為C．無(wú)論力F為何值，B的加速度不會(huì)超過(guò)D．當(dāng)力時(shí)，B相對(duì)A滑動(dòng)15．水平面上放置一質(zhì)量為m的滑塊B，上方有圓形凹槽，質(zhì)量也為m的圓柱A恰好能放置在凹槽中，其截面圖如圖所示，圓心與二者接觸的左端點(diǎn)連線跟豎直方向夾角α=30°。一質(zhì)量為M的物體C通過(guò)跨過(guò)定滑輪的不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩與B相連，細(xì)繩張緊后由靜止釋放C，不計(jì)一切摩擦，B離定滑輪足夠遠(yuǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．如果A、B能保持相對(duì)靜止，B對(duì)A的作用力大小為B．如果A、B能保持相對(duì)靜止，B對(duì)A的作用力大小為mgC．當(dāng)時(shí)，A恰要從凹槽中滾出D．如果α=45°時(shí)，無(wú)論M為多大，A都不能滾出凹槽16．如圖所示，現(xiàn)采用前拉后推的方式在光滑的固定斜面上移動(dòng)A、B兩個(gè)物體，斜面傾角為且足夠長(zhǎng)，兩物體相互接觸但不黏合，質(zhì)量為，。從時(shí)刻開始，推力和拉力分別作用于A、B上，和隨時(shí)間變化規(guī)律為，，。則關(guān)于兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)以下說(shuō)法正確的是（）A．的時(shí)刻，A的加速度為B．的時(shí)刻，B的加速度為C．的時(shí)刻，B的加速度為D．的時(shí)刻，A的加速度為17．質(zhì)量分別為M和m的物塊形狀大小均相同，將它們通過(guò)輕繩和光滑定滑輪連接，如圖甲所示，繩子在各處均平行于傾角為α的斜面，M恰好能靜止在斜面上。若互換兩物塊位置，按