经典专题
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1 物理部分——力和运动
一.水平连接体
总结一
FmmmT212
由上式可知:
1. T 的大小与运动情况无关 (式中无 a、v)
2. T 的大小与θ无关(水平、斜面、竖直方向都适用)
3. T 的大小与μ无关(光滑、粗糙皆可,只要μ相同)
总结二
gmmmmFmmmTμ2211212
总结三
22111212FmmmFmmmT
由上式可知:
1.当接触面光滑,或μ值相同时,表达式都能适用.
2.当F1 、F2当只有一个存在时,分子简化
3.F1 、F2为外力不包含重力或其分力.
【1.(浙江省金华一中2011届高三12月联考)】如图,质量为2 m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为m的物块B与地面的动摩擦因数为μ,在已知水平推力F的作用下,A、B做加速运动,A对B的作用力为____________.
答案:对AB整体分析
F-μmg=3ma
研究B
FN-μmg=ma
T=(F+2μmg)/3=F/3+2f/3
【2.(湖南师大附中2011届高三第五次月考试卷)】如图,n个相同的木块并列地放在水平地面上,已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,当木块 1 受到水平向右的力 F 作用向前做匀速直线运动时,木块3对木 2 块4的作用力大小为( )
A .F B.Fn3 C.1nF D.Fnn3
【精析】因为整体做匀速直线运动.设每块木块受的摩擦力为 f,则有:F=nf.隔离(n-3)块后,据题意有:N=(n-3)f,从而可得 答案:D
【3.(广东省阳东广雅中学2012届高三周测)】 如图所示,物体M、m紧靠着置于摩擦系数为μ的斜面上,斜面的倾角为θ,现施加一水平力F作用于M,M、m共同向上作加速运动,求它们之间相互作用力的大小。
【解析】两个物体具有相同的沿斜面向上的加速度,可以把它们当成一个整体(看作一个质点),其受力如图所示,建立坐标系,则:sincos)(1FgmMF (1)
amMgmMfF)(sin)(cos1 (2)
且:11Ff (3)
要求两物体间的相互作用力,应把两物体隔离开.对m受力如图所示,则
0cos2mgF (4)
mamgfFsin'2 (5)
且:22Ff (6)
联立以上方程组,解之:)()sin(cos'mMmFF。
【点评】此题也可分别隔离M、m进行受力分析,列方程组求解;或者先用整体法求解加速度,再对M进行隔离,但这两种方法求解过程要繁杂一些。
【4.(江苏省赣榆一中2011届高三单元检测)】如图所示,在两块相同的竖直木板之间的质量均为m的4θ fF(M+m)gxyFaθ fF’mgxyF2a 3 块相同的砖,用两个大小均为F的水平力压木板,使砖静止不动,则第二块砖对第三块砖的摩擦力大小为( )
A.零 B.mg C.mg/2 D.2mg
【解析】因为四块物体的总重量是4mg,两边的压力相同,所以,要使4块砖的整体克服重力,左右两边分别收到2mg的竖直向上的摩擦力隔离最边上的木块,因为收到了向上的2mg的摩擦力和mg的重力,那么,还有合力mg向上,所以从边上数第二个砖对边上的砖有向下的mg的摩擦力。第二块砖收到最边上的砖向上的mg的摩擦力,保持平衡,保持了平衡,所以中间的两块砖之间无摩擦力即第二块对第三块砖的摩擦力为0
【5.(湖南省长沙市一中•雅礼中学2011届高三三月联考)】 如图,水平恒力F拉着三个同样的物体在光滑水平面上一起运动,求中间两轻绳的拉力Ta和Tb的大小。
F=3ma
Ta=ma
Tb=2ma
【6.(天津市五校2011届高三上学期期中联考)】 如果m1=2,m2=3,细绳仅能承受1N的拉力,桌面水平光滑,为了使细绳不断而又使它们一起获得最大加速度,则水平力F的最大值,作用于哪个物体以及方向?
左拉——T=M2F1/M1+M2
右拉——T=M1F2/M1+M2
0.6F1=0.4F2=1
F2更大 ,右拉m2,2.5N
【2.(福建省龙岩二中2011届高三摸底考试)】如图所示,在光滑的水平地面上有两个质量相等的物体,中间用劲度系数为k的轻质弹簧相连,在外力F1、F2的作用下运动.已知F1>F2,当运动达到稳定时,弹簧的伸长量为( ) 4 A.F1-F2k B.F1-F22k
C.F1+F22k D.F1+F2k
C
【7.(河南省桐柏实验高中2011届高三上学期期末模拟)】如图所示,物体A B C放在光滑水平面上用细线a b连接,力F作用在A上,使三物体在水平面上运动,若在B上放一小物体D,D随B一起运动,且原来的拉力F保持不变,那么加上物体D后两绳中拉力的变化是( )
A.Ta增大 B.Tb增大
C.Ta变小 D.Tb不变
A
【8.(江西省吉水中学2011届高三第二次月考)】如图所示,质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接放在倾角为θ的斜面上,用始终平行于斜面向上的拉力F拉A,使它们沿斜面匀加速上升, A、B与斜面的动摩擦因数均为μ,为了增加轻线上的张力,可行的办法是 ( )
A.减小A物块的质量 B.增大B物块的质量
C.增大倾角θ D.增大动摩擦因数μ
AB
【9.(江苏省扬州中学2010届高三综合练习)】如图所示, 有A、B两物体, mA=2mB, 用细绳连接后放在光滑的斜面上, 在它们下滑的过程中 ( )
A. 它们的加速度a =gsinθ
B. 它们的加速度a
C. 细绳的张力T=0
D. 细绳的张力T=sin31gmB
AC
二. 叠加连接体
【1.(福建省福州八中2012届高三毕业班第三次质检)】 如图物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上。A,B质量分别为mA=6kg,mB=2kg,A,B之间的动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10N,此后逐渐增加,在增大到45N的过程中,则( )
A.当拉力F<12N时,两物体均保持静止状态
5 B.两物体开始没有相对运动,当拉力超过12N时,开始相对滑动
C.两物体间从受力开始就有相对运动
D.两物体间始终没有相对运动
【错解分析】错解:因为静摩擦力的最大值近似等于滑动摩擦力。fmax=μN=0.2×6=12(N)。所以当F>12N时,A物体就相对B物体运动。F<12N时,A相对B不运动。所以A,B选项正确。
产生上述错误的原因一般是对A选项的理解不正确,A中说两物体均保持静止状态,是以地为参考物,显然当有力F作用在A物体上,A,B两物体对地来说是运动的。二是受物体在地面上运动情况的影响,而实际中物体在不固定物体上运动的情况是不同的。
【正确解答】 首先以A,B整体为研究对象。受力如图2-26,在水平方向只受拉力F,根据牛顿第二定律列方程
F=(mA+mB)a ①
再以B为研究对象,如图2-27,B水平方向受摩擦力
f = mBa ②
当f为最大静摩擦力时,a=6
代入式①F=(6+2)×6=48N
由此可以看出当F<48N时A,B间的摩擦力都达不到最大静摩擦力,也就是说,A,B间不会发生相对运动。所以D选项正确。
【2.(江苏省盐城、泰州联考2011届高三学情调研)】如图所示,质量分别为m和2m的两物体A、B叠放在一起,放在光滑的水平地面上,已知A、B间的最大摩擦力为A物体重力的μ倍,若用水平力分别作用在A或B上,使A、B保持相对静止做加速运动,则作用于A、B上的最大拉力FA与FB之比为多少?
当力F作用于A上,且A、B刚好不发生相对滑动时,对B由牛顿第二定律得:
μmg=2ma ①
对整体同理得:FA=(m+2m)a ②
由①②得FA=3μmg/2
当力F作用于B上,且A、B刚好不发生相对滑动时,对A由牛顿第二定律得:
μmg=ma′ ③
对整体同理得FB=(m+2m)a′④ 由③④得FB=3μmg 所以:FA:FB=1:2
【3.(河南省新郑州二中分校2010届高三第一次模拟)】如图,在光滑地面上,水平外力F拉动小车和木块一起作无相对滑动的加速运动。小车质量是M,木块质量是m,力大小是F ,加速度大小是a,木块和小车之间动摩擦因数是μ,则在这个过程中,木块受到的摩擦力大小是( )
A. μma B. ma
C. mMmF D.F-Ma
6 BCD
【12.(山东省潍坊市2010届高三上学期阶段性测试)】如图所示,质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上,B与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上作简谐振动,振动过程中A、B之间无相对运动。设弹簧的劲度系数为k,当物体离开平衡的位移为x时,A、B间摩擦力的大小等于( )
A.0 B.kx
C.MmKx D.)(mMmKx
D
【16.(江西会昌中学2011学年第四次月考)】光滑的水平面叠放有质量分别为m和m/2的两木块,下方木块与一劲度系数为k的弹簧相连,弹簧的另一端固定在墙上,如图所示。已知两木块之间的最大静摩擦力为f,为使这两个木块组成的系统象一个整体一样地振动,系统的最大振幅为( )
A. B. C. D.
【答案】 C
1
【3.(江西会昌中学2010学年第三次月考)】如图所示,光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块,其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为T。现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的