高中物理组卷-连接体
高中物理组卷 - 连接体
一.选择题(共21小题)
1.(2014•河北模拟)物体A 放在物体B 上,物体B 放在光滑的水平面上,已知m A =6kg,m B =2kg,A 、B 间动摩擦因数μ=0.2,如图所示,现用一水平向右的拉力F 作用于物体A 上,
2则下列说法中正确的是(g=10m/s)( )
A .当拉力F <12N 时,A 静止不动
B .当拉力F=16N时,A 对B 的摩擦力等于4N
C .当拉力F >16N 时,A 一定相对B 滑动
D .无论拉力F 多大,A 相对B 始终静止
2.(2012•房山区模拟)如图所示,质量为M 的木板放在水平桌面上,一个质量为m 的物块置于木板上.木板与物块间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ.现用一水平恒力F 向右拉木板,使木板和物块体共同向右做匀加速直线运动,物块与木板保持相对静止.已知重力加速度为g .下列说法正确的是( )
A .木板与物块间的摩擦力大小等于0
B .木板与桌面间的摩擦力大小等于F
C .木板与桌面间的摩擦力大小等于μMg
D .木板与桌面间的摩擦力大小等于μ( M+m )g
3.(2015•利辛县校级一模)如图所示,质量分别为m 和M 的两物体P 和Q 叠放在倾角为θ的固定斜面上,P 、Q 之间的动摩擦因数为μ1,Q 与斜面间的动摩擦因数为μ2.当它们从静止开始沿斜面滑下时,两物体始终保持相对静止,则物体P 受到的摩擦力大小为( )
A .0 B .μ1mgcos θ C.μ2mgcos θ D.(μ1+μ2)mgcos θ
4.(2011•南京一模)如图所示,两块粘连在一起的物块a 和b ,质量分别为m a 和m b ,放在水平的光滑桌面上,现同时给它们施加方向如图所示的力F a 和拉力F b ,已知F a >F b ,则a 对b 的作用力( )
A .必为推力 B.必为拉力
C .可能为推力,也可能为拉力 D.不可能为零
5.(2015春•诸城市校级期末)如图所示,并排放在水平面上的两物体的质量分别为m 1=3kg和m 2=2kg,两物体与水平面间的动摩擦因数均为0.6.若用水平推力F=15N向右推m 1时,
两物体间的相互作用的压力大小为N 1;若用大小为F=15N的水平推力向左推m 2时,两物体间相互作用的压力大小为N 2,则( )
A .N 1>N 2 B .N 1<N 2
C .N 1=N2 D .不能确定N 1与N 2的大小关系
6.(2015•上海一模)如图所示,两车厢的质量相同,其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近.若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦,下列对于哪个车厢里有人的判断是正确的( )
A .绳子的拉力较大的那一端车厢里有人
B .先开始运动的车厢里有人
C .后到达两车中点的车厢里有人
D .不去称量质量无法确定哪个车厢有人
7.(2008•宁夏)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动.小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于图示状态.设斜面对小球的支持力为N ,细绳对小球的拉力为T .关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是( )
A .若小车向左运动,N 可能为零
B .若小车向左运动,T 可能为零
C .若小车向右运动,N 不可能为零
D .若小车向右运动,T 不可能为零
8.(2013秋•进贤县期末)如图所示,A 、B 两物体的质量分别为m 和2m ,中间用轻弹簧相连,水平面光滑,在水平推力F 作用下,A 、B 两物体一起以加速度a 向右做匀加速直线运动.当突然撤去推力F 的瞬间,A 、B 两物体的加速度大小分别为( )
A .0,a B.a ,2a C .2a ,a D .0,2a
9.(2010•济南一模)质量分别为m 和2m 的物块、B 用轻弹簧相连,设两物块与接触面间的动摩擦因数都相同.当用水平力F 作用于B 上且两物块在粗糙的水平面上,共同向右加速运动时,弹簧的伸长量为x 1,如图甲所示;当用同样大小的力F 竖直共同加速提升两物块时,弹簧的伸长量为x 2,如图乙所示;当用同样大小的力F 沿固定斜面向上拉两物块使之共同加速运动时,弹簧的伸长量为x 3,如图丙所示,则x 1:x 2:x 3等于( )
A .1:1:1 B .1:2:3 C .1:2:1 D .无法确定
10.(2013•宽甸县校级一模)如图所示,水平面C 点以左是光滑的,C 点以右是粗糙的,A 、B 两物体之间用轻质弹簧连接,用水平恒力F 拉A ,使A 、B 一起沿光滑水平面做匀加速运动,这时弹簧长度为L 1;接着它们先后过C 点进入表面粗糙的水平面后,A 、B 还是一起做匀加速运动,此时弹簧长度为L 2.若A 、B 与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同,则下列关系式正确的是( )
A .L 2=L1 B .L 2>L 1 C .L 2<L 1 D .以上都有可能
11.(2013秋•农安县校级期末)如图所示,在水平面上放着两个木块a 和b ,质量分别为m a ,m b ,它们与水平面间的动摩擦因数为μ.两木块之间连接一个劲度系数为k 的轻弹簧,弹簧原长为L .对b 施加水平向右的拉力F ,a ,b 以相同的速度做匀速直线运动,弹簧的伸长量为x .则下列关系正确的是( )
A .弹簧的拉力等于μm a g
B .b 受的合力为0
C .拉力F 为μ(m a g+mb g )+kx
D .a 、b 之间的距离为L+
12.(2003•广州一模)如图所示,a 、b 两个物体,m a =2mb ,用细绳连接后放在倾角为θ的光滑斜面上,在下滑的过程中( )
A .它们的加速度a=gsinθ B .它们的加速度a <gsin θ
C .细绳的张力为零 D .细绳的张力为mgsin θ
13.(2012秋•临潼区校级月考)如图所示,大三角劈C 置于粗糙水平面上,小三角劈B 置于斜面上,B 的上面又放一个小木块A .在A 、B 一起共同加速下滑的过程中,C 静止不动.下列说法正确的是( )
A .木块A 受到方向向左的摩擦力
B .木块A 对B 的压力小于A 的重力
C .B 与C 之间的滑动摩擦系数μ<tan θ
D .水平地面对C 没有摩擦力作用
14.(2011秋•陕西期中)如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m 的小球,下列关于杆对球的作用力F 的判断中,正确的是( )
A .小车静止时,F=mgsinθ,方向沿杆向上
B .小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直杆向上
C .小车向右以加速度a 运动时,一定有F=
D .小车向左以加速度a 运动时,
角为tan α=
15.(2015•阳东县校级模拟)如图,在光滑的水平桌面上有一物体A ,通过绳子与物体B 相连,假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计,绳子不可伸长.如果m B =3mA ,则物体A 的加速度大小等于( )
,方向左上方,与竖直方向的夹
A .3g B .g C . D .
16.(2012•菏泽二模)如图所示,顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平面上,A 、B 两物体通过细绳相连,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦).现用水平向右的力F 作用于物体B 上,将物体B 缓慢拉高一定的距离,此过程中斜面体与物体A 仍然保持静止.在此过程中( )
A .水平力F 一定变大
B .斜面体所受地面的支持力一定变大
C .物体A 所受斜面体的摩擦力一定变大
D .地面对斜面体的摩擦力一定变大
17.(2012•许昌模拟)如图所示,物体A 、B 的质量均为m ,与接触面的动摩擦因数均为μ,B 物体所接触的面是竖直的.跨过滑轮的轻绳分别与接触面平行,且滑轮的质量、滑轮上的摩擦都不计.欲使物体A 在水平面上做匀速直线运动(设物体无论沿哪一方向运动均不会与滑轮相碰),则水平力F 应为( )
A .(1﹣2μ) mg B .(1+2μ) mg C .(1+μ)mg D .(1﹣μ) mg
18.(2011•渑池县校级模拟)如图所示,斜面置于粗糙水平地面上,在斜面的顶角处,固定一个小的定滑轮,质量分别为m 1、m 2的物块,用细线相连跨过定滑轮,m 1搁置在斜面上.下述正确的是( )
A .如果m 1、m 2均静止,则地面对斜面没有摩檫力
B .如果m 1沿斜面向下匀速运动,则地面对斜面有向右的摩檫力
C .如果m 1沿斜面向上加速运动,则地面对斜面有向右的摩檫力
D .如果m 1沿斜面向下加速运动,则地面对斜面有向右的摩檫力
19.(2011•海淀区二模)如图所示,物体A 、B 的质量分别为m A 、m B ,且m B <m A <2m B .A 和B 用细绳连接后跨过光滑的定滑轮,A 静止在倾角θ=30°的斜面上,且细绳平行于斜面.若将斜面倾角θ缓慢增大,在此过程中物体A 先保持静止,到达一定角度后又沿斜面下滑,则下列判断正确的是( )
A .物体A 受到的摩擦力先减小、再增大
B .绳对滑轮的作用力随θ的增大而增大
C .物体A 沿斜面下滑后做匀加速运动
D .物体A 受斜面的作用力保持不变
20.(2011秋•隆昌县校级期末)如图所示,甲图为光滑水平面上质量为M 的物体,用细线通过定滑轮与质量为m 的物体相连,由静止释放,乙图为同一物体M 在光滑水平面上用细线通过定滑轮竖直向下受到拉力F 的作用,拉力F 的大小与m 的重力相等,由静止释放,开始时M 距桌边的距离相等,则( )
A .甲.乙两图中M 的加速度相等为
B .甲图中M 的加速度为 ,乙图中M 的加速度为
C .乙图中绳子受到的拉力较大
D .甲图中M 到达桌边用的时间较长,速度较小
21.(2007秋•温州期末)如图所示,物体P 置于光滑的水平面上,用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G=10N的重物,物体P 向右运动的加速度为a 1;若细线下端不挂重物,而用F=10N的力竖直向下拉细线下端,这时物体P 的加速度为a 2,则( )
A .a 1<a 2 B .a 1=a2
C .a 1>a 2 D .条件不足,无法判断
二.解答题(共5小题)
22.(2011•山西校级二模)质量分别为m 1和m 2的两个小物块用轻绳连接,绳跨过位于倾角α=30°的光滑斜面顶端的轻滑轮,滑轮与转轴之间的摩擦不计,斜面固定在水平桌面上,如图所示.第一次,m 1悬空,m 2放在斜面上,用t 表示m 2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间.第二次,将m 1和m 2位置互换,使m 2悬空,m 1放在斜面上,发现m 1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为.求m 1与m 2之比.
23.(2011•沙坪坝区校级模拟)如图所示,在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K ,一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮K 分别与物体A 、B 相连,A 、B 的质量分别为m A =3kg、m B =2kg.现用一水平恒力F 拉物体A ,使物体B 上升(A 、B 均从静止开始运动).已知当B 上升距离为h=0.2m时,B 的速度为v=1m/s.已知A 与桌面的动摩擦因数μ=0.25,重力加
2速度为g=10m/s求:
(1)力F 的大小和A 、B 系统的加速度大小.
(2)当B 的速度为v=1m/s时突然线断了,在B 上升的过程中,A 向左运动多远?
24.(2011•河南模拟)A 、B 两个小物块用轻绳连接,绳跨过位于倾角为30°的光滑斜面顶端的轻滑轮,滑轮与转轴之间的摩擦不计,斜面固定在水平桌面上,如图所示.第一次,A 悬空,B 放在斜面上,B 自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为t .第二次,
将A 和B 位置互换,使B 悬空,A 放在斜面上,发现A 自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为.
求A 与B 两小物块的质量之比.
25.(2013秋•天山区校级期末)如图所示,光滑水平桌面上的物体B 质量为m 1,系一细绳,细绳跨过桌沿的定滑轮后悬挂质量为m 2的物体A ,先用手使B 静止(细绳质量及滑轮摩擦均不计).
(1)求放手后A 、B 一起运动中绳上的张力F T .
(2)若在A 上再叠放一个与A 质量相等的物体C ,绳上张力就增大到F T ,求m 1:m 2.
26.(2012秋•巴林左旗校级期末)如图所示,A 、B 两物体用细绳相连跨过光滑的定滑轮,
2A 放在粗糙的水平桌面上,B 物体悬空.现用水平拉力F 拉着A 物体,使得B 物体以5m/s
的加速度匀加速竖直上升,已知A 、B 物体的质量分别为1kg 和2kg ,A 与桌面的动摩擦因数为0.2,g=10m/s;试求:水平拉力F 的大小是多少?
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高中物理组卷 - 连接体
参考答案与试题解析
一.选择题(共21小题)
1.(2014•河北模拟)物体A 放在物体B 上,物体B 放在光滑的水平面上,已知m A =6kg,m B =2kg,A 、B 间动摩擦因数μ=0.2,如图所示,现用一水平向右的拉力F 作用于物体A 上,
2则下列说法中正确的是(g=10m/s)( )
A .当拉力F <12N 时,A 静止不动
B .当拉力F=16N时,A 对B 的摩擦力等于4N
C .当拉力F >16N 时,A 一定相对B 滑动
D .无论拉力F 多大,A 相对B 始终静止
【分析】由动摩擦因数可求出最大静摩擦力.对B 研究,求出A 、B 刚要滑动时的加速度,再对整体研究求出此时的拉力.由此根据拉力大小判断A 、B 是否发生相对滑动.
【解答】解:A 、C 、D ,当A 、B 刚要滑动时,静摩擦力达到最大值.设此时它们的加速度为a 0,拉力为F 0.
根据牛顿第二定律,得
对B :a 0==6m/s 2
对整体:F 0=(m A +mB )a 0=48N
当拉力F ≤48N 时,AB 相对静止,一起向右运动.
当F ≤48N 时,AB 相对静止,F >48N 时,AB 发生相对滑动.故A 、C 、D 均错误.
B 、当拉力F=16N时,AB 相对静止
对整体:a==2m/s 2
对B :f=mB a=4N 故B 正确.
故选B
【点评】本题是连接体问题,关键是选择研究对象,常常有两种方法:隔离法和整体法,要灵活选择.
2.(2012•房山区模拟)如图所示,质量为M 的木板放在水平桌面上,一个质量为m 的物块置于木板上.木板与物块间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ.现用一水平恒力F 向右拉木板,使木板和物块体共同向右做匀加速直线运动,物块与木板保持相对静止.已知重力加速度为g .下列说法正确的是( )
A .木板与物块间的摩擦力大小等于0
B .木板与桌面间的摩擦力大小等于F
C .木板与桌面间的摩擦力大小等于μMg
D .木板与桌面间的摩擦力大小等于μ( M+m )g
【分析】木板和物块在力F 作用下共同向右做匀加速直线运动可知:物块m 和木板M 间是静摩擦力,具体大小由牛顿定律确定;木板与桌面间的摩擦力是滑动摩擦力,大小满足f=μF N ,对M 受力分析,在竖直方向受力平衡可知,M 和桌面间的弹力大小不等于木板的重力.
【解答】解:
A 、由题意知,木板和物块共同向右做匀加速直线运动,且物块与木板保持相对静止,可知木板与物块间存在相互作用的静摩擦力,物块在静摩擦力作用下产生向右的加速度,故A 错误;
B 、因为物块向右加速运动,故物块受到木板向右的摩擦力,根据牛顿第三定律可知,物块对木板有向左的摩擦力,对木板受力分析可知,如果木板与桌面间的摩擦力大小为F 方向水平向左,则木板所受合力向左,故不可能向右加速运动,故B 错误;
C 、因为木板在竖直方向上除了受到重力还受到M 向下的压力,由于M 在竖直方向上受力平衡可知,桌面对M 的支持力大小为F N =(m+M)g ,故摩擦力大小为μ(m+M)g ,故C 错误;
D 、因为桌面对木板的支持力为F N =(m+M)g ,且木板与桌面间是滑动摩擦力,所以f=μF N =μ(m+M)g ,故D 正确.
故选D .
【点评】关于滑动摩擦力的计算f=μF N 式中F N 是接触面间的弹力,而非重力,要注意判断.
3.(2015•利辛县校级一模)如图所示,质量分别为m 和M 的两物体P 和Q 叠放在倾角为θ的固定斜面上,P 、Q 之间的动摩擦因数为μ1,Q 与斜面间的动摩擦因数为μ2.当它们从静止开始沿斜面滑下时,两物体始终保持相对静止,则物体P 受到的摩擦力大小为( )
A .0 B .μ1mgcos θ C.μ2mgcos θ D.(μ1+μ2)mgcos θ
【分析】先对PQ 整体受力分析,根据牛顿第二定律求解出加速度,然后隔离出物体P ,受力分析后根据牛顿第二定律列式求解出间的静摩擦力.
【解答】解:对PQ 整体受力分析,受到重力、支持力和滑动摩擦力,如图
根据牛顿第二定律,有
(m+M)gsin θ﹣μ2(m+M)gcos θ=(M+m)a
解得
a=g(sin θ﹣μ2cos θ) ①
再对P 物体受力分析,受到重力mg 、支持力和沿斜面向上的静摩擦力,根据牛顿第二定律,有
mgsin θ﹣F f =ma ②
由①②解得
F f =μ2mgcos θ
故选:C .
【点评】本题关键是先对整体受力分析,根据牛顿第二定律求解出加速度,然后再隔离出物体P ,运用牛顿第二定律求解PQ 间的内力.
4.(2011•南京一模)如图所示,两块粘连在一起的物块a 和b ,质量分别为m a 和m b ,放在水平的光滑桌面上,现同时给它们施加方向如图所示的力F a 和拉力F b ,已知F a >F b ,则a 对b 的作用力( )
A .必为推力 B.必为拉力
C .可能为推力,也可能为拉力 D.不可能为零
【分析】对整体受力分析,由牛顿第二定律可求得整体的加速度,再用隔离法分析a 的合力,分析合力与两分力的关系可得出ab 间的力的性质.
【解答】解:整体水平方向受两推力而做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得: a=;
对a 由牛顿第二定律可得:
F a +T=ma a
T=﹣F a
+=﹣;
若m b F a >m a F b ,T 为负值,b 对a 为推力;
若m b F a <m a F b ,T 为正值,则b 对a 为拉力;
若m b F a =ma F b ,T 为零;
故选:C .
【点评】本题考查整体法与隔离法的应用,一般先用整体法求出整体加速度或表达式,再选取其中一个物体进行分析即可求出;本题的难点在于最后对公式的分析.
5.(2015春•诸城市校级期末)如图所示,并排放在水平面上的两物体的质量分别为m 1=3kg和m 2=2kg,两物体与水平面间的动摩擦因数均为0.6.若用水平推力F=15N向右推m 1时,两物体间的相互作用的压力大小为N 1;若用大小为F=15N的水平推力向左推m 2时,两物体间相互作用的压力大小为N 2,则( )
A .N 1>N 2 B .N 1<N 2
C .N 1=N2 D .不能确定N 1与N 2的大小关系
【分析】先将两物体作为整体分析,则由牛顿第二定律可得出加速度,再分析后一个物体,即可求得两者间的相互推力.
【解答】解:当用F 向右推m 1时,由于F <μm 1g=0.6×3×10N=18N,所以推不动m 1,则N 1=0, 当用力向左推m 2时,由于F=15N大于m 2所受的最大静摩擦力f m =μm 2g=12N,小于整体的滑动摩擦力f=μ(m 1+m2)g=30N,所以两物体没有被推动,对m 2受力平衡分析可知,N 2+fm =F,解得推力N 2=3N,故N 1<N 2;
故选:B .
【点评】题考查牛顿第二定律在连接体模型中的应用,注意整体法与隔离法的结合应用,整体法可以求出整体的加速度,若要求内力则必须采用隔离法.
6.(2015•上海一模)如图所示,两车厢的质量相同,其中一个车厢内有一人拉动绳子使两车厢相互靠近.若不计绳子质量及车厢与轨道间的摩擦,下列对于哪个车厢里有人的判断是正确的( )
A .绳子的拉力较大的那一端车厢里有人
B .先开始运动的车厢里有人
C .后到达两车中点的车厢里有人
D .不去称量质量无法确定哪个车厢有人
【分析】车厢的质量相同,有人时,人和车厢的总质量大,根据牛顿第三定律和第二定律分析两车加速度大小,运用运动学位移公式,即可判断.
【解答】解:A 、根据牛顿第三定律,两车之间的拉力大小相等.故A 错误.
B 、有拉力后,两车同时受到拉力,同时开始运动.故B 错误.
C 、两车之间的拉力大小相等,根据牛顿第二定律,总质量大,加速度小,由x=,相同时间内位移小,后到达中点.即后到达两车中点的车厢里有人.故C 正确.
D 、无需称质量,可用C 项办法确定哪个车厢有人.故D 错误.
故选C .
【点评】本题是牛顿定律和运动学公式结合,定性分析实际物体的运动情况,体现了定律的现实意义.对作用力和反作用力的关系认识要全面准确,如大小相等,方向相反,同时产生,同时消失等等.
7.(2008•宁夏)一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动.小球通过细绳与车顶相连.小球某时刻正处于图示状态.设斜面对小球的支持力为N ,细绳对小球的拉力为T .关于此时刻小球的受力情况,下列说法正确的是( )
A .若小车向左运动,N 可能为零
B .若小车向左运动,T 可能为零
C .若小车向右运动,N 不可能为零
D .若小车向右运动,T 不可能为零
【分析】对小球受力分析,根据车的运动情况可知小球受拉力及支持力的情况.
【解答】解:A 、若小车向左运动做减速运动,则加速度向右,小球受重力及绳子的拉力可以使小球的加速度与小车相同,故此时N 为零,故A 正确;
B 、若小球向左加速运动,则加速度向左,此时重力与斜面的支持力可以使合力向左,则绳子的拉力为零,故B 正确;
同理可知当小球向右时,也可能做加速或减速运动,故加速度也可能向右或向左,故N 和T 均可以为零,故CD 均错误;
故选AB .
【点评】力是改变物体运动状态的原因,故物体的受力与加速度有关,和物体的运动方向无关,故本题应讨论向左加速和减速两种况.
8.(2013秋•进贤县期末)如图所示,A 、B 两物体的质量分别为m 和2m ,中间用轻弹簧相连,水平面光滑,在水平推力F 作用下,A 、B 两物体一起以加速度a 向右做匀加速直线运动.当突然撤去推力F 的瞬间,A 、B 两物体的加速度大小分别为( )
A .0,a B.a ,2a C .2a ,a D .0,2a
【分析】先以整体为研究对象,根据牛顿第二定律求出撤去推力F 前的加速度,再对B 研究求解弹簧的弹力大小.撤去推力F 的瞬间,弹簧的弹力没有变化,再根据牛顿第二定律分别求出两个物物体的加速度.
【解答】解:撤去推力F 前,根据牛顿第二定律得:
对整体:a=
,则由牛顿第二定律得 对B :F 弹=2ma=撤去推力F 的瞬间,弹簧的弹力没有变化,其弹力大小仍为F 弹=
A 、B 两物体的加速度大小分别为:
a A ==
=a. =2a,a B
=
故选C
【点评】本题是瞬时问题,一般先根据牛顿第二定律求出状态变化前弹簧的弹力,抓住状态变化的瞬间,弹簧的弹力没有变化,再分析瞬间两个物体的加速度.
9.(2010•济南一模)质量分别为m 和2m 的物块、B 用轻弹簧相连,设两物块与接触面间的动摩擦因数都相同.当用水平力F 作用于B 上且两物块在粗糙的水平面上,共同向右加速运动时,弹簧的伸长量为x 1,如图甲所示;当用同样大小的力F 竖直共同加速提升两物块时,弹簧的伸长量为x 2,如图乙所示;当用同样大小的力F 沿固定斜面向上拉两物块使之共同加速运动时,弹簧的伸长量为x 3,如图丙所示,则x 1:x 2:x 3等于( )
A .1:1:1 B .1:2:3 C .1:2:1 D .无法确定
【分析】本题是连接体问题,可以先用整体法根据牛顿第二定律求出加速度,用F 和m 表示,再隔离A 研究,求得弹簧的弹力及伸长量,最后得到x 1:x 2:x 3.
【解答】解:甲图,对整体研究,根据牛顿第二定律得,
a 1=
对A :kx 1﹣μmg=ma1
解得x 1=
乙图,对整体研究,根据牛顿第二定律得,
a 2=
对A :kx 2﹣mg=ma2
解得x 2= 则
丙图,对整体研究,根据牛顿第二定律得F
a 3=
对A :kx 3﹣mgsin θ﹣μmgcos θ=ma3
解得x 3= 则x 1:x 2:x 3=1:1:1
故A 正确,BCD 错误
故选A .
【点评】牛顿定律处理连接体问题时,常常采用隔离法和整体法相结合的方法研究.隔离法选取受力少的物体研究简单.求内力时,必须用隔离法.求整体的加速度可用整体法.
10.(2013•宽甸县校级一模)如图所示,水平面C 点以左是光滑的,C 点以右是粗糙的,A 、B 两物体之间用轻质弹簧连接,用水平恒力F 拉A ,使A 、B 一起沿光滑水平面做匀加速运动,这时弹簧长度为L 1;接着它们先后过C 点进入表面粗糙的水平面后,A 、B 还是一起做匀加速运动,此时弹簧长度为L 2.若A 、B 与粗糙水平面之间的动摩擦因数相同,则下列关系式正确的是( )
C .L 2<L 1 A .L 2=L1
B .L 2>L 1 D .以上都有可能
【分析】以整体为研究对象,根据牛顿第二定律研究加速度.以B 为研究对象研究弹簧的弹力,再比较弹簧伸长量的大小.
【解答】解:以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得
光滑水平面运动的加速度a 1=
对B :弹簧的弹力F 1=mB a 1=
粗糙水平面运动的加速度a 2==﹣μg ,
对B :弹簧的弹力F 2=μm B g+mB a 2=
可见两种情况弹簧弹力相同,弹簧伸长的长度相同,弹簧的长度相同.
故选A
【点评】本题应用牛顿第二定律采用整体法和隔离法结合求解,不能想当然,认为L 2>L 1.
11.(2013秋•农安县校级期末)如图所示,在水平面上放着两个木块a 和b ,质量分别为m a ,m b ,它们与水平面间的动摩擦因数为μ.两木块之间连接一个劲度系数为k 的轻弹簧,弹簧原长为L .对b 施加水平向右的拉力F ,a ,b 以相同的速度做匀速直线运动,弹簧的伸长量为x .则下列关系正确的是( )
A .弹簧的拉力等于μm a g
B .b 受的合力为0
C .拉力F 为μ(m a g+mb g )+kx
D .a 、b 之间的距离为L+
【分析】当两木块一起匀速运动时,木块a 受到重力、弹簧的拉力、地面的支持力和摩擦力而平衡,对a ,根据平衡条件求出弹簧的弹力等于摩擦力.
b 做匀速运动,处于平衡状态,根据平衡条件b 所受的合力为零.对ab 整体研究,根据平衡条件可知拉力F 等于整体所受的滑动摩擦力.
由胡克定律求出弹簧伸长的长度,再求解两木块之间的距离.
【解答】解:A 、对木块a 受力分析如图:
根据平衡条件弹簧的弹力F=μm a g ,故A 正确.
B 、根据平衡条件,b 做匀速直线运动,则b 所受的合力一定为0.故B 正确.
C 、由于a 、b 以相同的速度一起做匀速直线运动,所以可以把a 、b 看成整体研究,整体受重力(m a +mb )g 、支持力F N =(m a +mb )g 、摩擦力f=μF N 、拉力F .
根据平衡条件,F=f=f=μF N =μ(m a +mb )g .故C 错误.
D 、由胡克定律:F=kx
整理:x==
.故D 错误. 所以弹簧的长度为:
L+x=L+
故选:AB .
【点评】本题是平衡条件和胡克定律的综合应用,关键是选择研究对象,分析物体的受力情况.
12.(2003•广州一模)如图所示,a 、b 两个物体,m a =2mb ,用细绳连接后放在倾角为θ的光滑斜面上,在下滑的过程中( )
A .它们的加速度a=gsinθ B .它们的加速度a <gsin θ
C .细绳的张力为零 D .细绳的张力为mgsin θ
【分析】先以整体为研究对象进行分析,可求得整体的加速度;再用隔离法分析绳子的张力.
【解答】解:A 、B 、对整体受力分析可知,整体受重力、弹力;将重力沿斜面和垂直于斜面进行分析,则支持力与重力垂直于斜面的分力相平衡,由牛顿第二定律可知:
(m A +mB )gsin θ=(m A +mB )a
解得:a=gsinθ;故A 正确,B 错误;
C 、D 、对B 分析,可知B 受到的合力F=mB a=mB gsin θ;
F=T+mB gsin θ
故说明细绳的张力T 为零;故C 正确,D 错误;
故选AC .
【点评】本题为简单的连接体问题,注意正确选取研究对象,一般先对整体分析可得出加速度,若分析内力时应采用隔离法进行分析.
13.(2012秋•临潼区校级月考)如图所示,大三角劈C 置于粗糙水平面上,小三角劈B 置于斜面上,B 的上面又放一个小木块A .在A 、B 一起共同加速下滑的过程中,C 静止不动.下列说法正确的是( )
A .木块A 受到方向向左的摩擦力
B .木块A 对B 的压力小于A 的重力
C .B 与C 之间的滑动摩擦系数μ<tan θ
D .水平地面对C 没有摩擦力作用
【分析】A 、B 一起沿斜面向下做匀加速运动,加速度沿斜面向下,将加速度分解为水平和竖直两个方向,根据牛顿第二定律分析木块A 受到的摩擦力方向和B 对A 的支持力与重力关系.对AB 整体研究,由牛顿第二定律研究滑动摩擦系数μ.对ABC 三个物体整体用牛顿第二定律研究水平地面对C 的摩擦力.
【解答】解:A 、A 、B 一起沿斜面向下做匀加速运动,加速度沿斜面向下,将加速度分解为水平和竖直两个方向,对A 分析受力情况,如图.根据牛顿第二定律分析:A 有水平向左的分加速度,水平方向的摩擦力必定向左.故A 正确.
B 、根据牛顿第二定律得:
对A :m A g ﹣N A =mA asin α>0,由B 对A 的支持力N A <m A g
由牛顿第二定律得知木块A 对B 的压力小于A 的重力.故B 正确.
C 、对AB 整体研究,受力如左图.由Mgsin α>μtan α,得到μ<tan θ.故C 正确.
D 、对ABC 三个物体整体用牛顿第二定律得:
水平方向:水平地面对C 摩擦力f C =macosα≠0,方向水平向左.故D 错误.
故选
ABC
【点评】本题是连接体问题,要灵活选择研究对象,根据牛顿第二定律由加速度分析物体的受力情况.
14.(2011秋•陕西期中)如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆下端固定有质量为m 的小球,下列关于杆对球的作用力F 的判断中,正确的是( )
A .小车静止时,F=mgsinθ,方向沿杆向上
B .小车静止时,F=mgcosθ,方向垂直杆向上
C .小车向右以加速度a 运动时,一定有F=
D .小车向左以加速度a 运动时,
角为tan α= ,方向左上方,与竖直方向的夹
【分析】静止时,球受到重力和杆的弹力,由平衡条件分析弹力的大小和方向.当小车有加速度时,重力和弹力的合力产生加速度,根据牛顿第二定律用合成法求解弹力大小和方向.
【解答】解:A 、B ,小车静止时,球受到重力和杆的弹力,由平衡条件得F=mg,方向:竖直向上.故AB 错误.
C 、小车向右以加速度a 运动时,如图1所示,只有当a=gtanθ时,F=.故C 错误.
D 、小车向左以加速度a 运动时,如图2所示,根据牛顿第二定律知小球的合力水平向左,
故选D .
,方向左上方,与竖直方向的夹角为tan α=.故D 正确.
【点评】本题中轻杆与轻绳的模型不同,绳子对物体只有拉力,一定沿绳子方向,而杆子对物体的弹力不一定沿杆子方向,要根据状态,由牛顿定律分析确定.
15.(2015•阳东县校级模拟)如图,在光滑的水平桌面上有一物体A ,通过绳子与物体B 相连,假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计,绳子不可伸长.如果m B =3mA ,则物体A 的加速度大小等于( )
A .3g B .g C . D .
【分析】因整体的加速度沿绳子方向,故本题应以整体沿绳进行分析,由牛顿第二定律可求得加速度.
【解答】解:AB 连在一起,加速度相同;对整体分析可知整体沿绳方向只受B 的拉力,则由牛顿第二定律可知,加速度为: a=
=g
故选:C .
【点评】本题为连接体,注意本题中注意应沿绳子方向进行分析;当然本题也可以对两物体分别受力分析,此时应注意分析绳子的拉力.
16.(2012•菏泽二模)如图所示,顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平面上,A 、B 两物体通过细绳相连,并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦).现用水平向右的力F 作用于物体B 上,将物体B 缓慢拉高一定的距离,此过程中斜面体与物体A 仍然保持静止.在此过程中( )
A .水平力F 一定变大
B .斜面体所受地面的支持力一定变大
C .物体A 所受斜面体的摩擦力一定变大
D .地面对斜面体的摩擦力一定变大
【分析】本题为动态平衡类题目,分别分析B 和整体,由共点力的平衡条件可得出各部分力的变化.
【解答】解:取物体B 为研究对象,分析其受力情况如图所示,则有F=mgtanθ,T=,在将物体B 缓慢拉高的过程中,θ增大,则水平力F 和细绳上的拉力T 随之变大.故A 正确;
对A 、B 两物体与斜面体这个系统而言,系统处于平衡状态,因拉力F 变大,则地面对斜面体的摩擦力一定变大,而竖直方向并没有增加其他力,故斜面体所受地面的支持力不变;故D 正确;B 错误;
在这个过程中尽管绳子张力变大,但是开始时物体A 所受斜面体的摩擦力方向未知,故物体A 所受斜面体的摩擦力的情况无法确定.故C 错误;
故选AD .
【点评】对于用绳子连接的物体,可以沿绳子的方向作为整体作出受力分析,则可以简化解题过程.
17.(2012•许昌模拟)如图所示,物体A 、B 的质量均为m ,与接触面的动摩擦因数均为μ,B 物体所接触的面是竖直的.跨过滑轮的轻绳分别与接触面平行,且滑轮的质量、滑轮上的摩擦都不计.欲使物体A 在水平面上做匀速直线运动(设物体无论沿哪一方向运动均不会与滑轮相碰),则水平力F 应为( )
A .(1﹣2μ) mg B .(1+2μ) mg C .(1+μ)mg D .(1﹣μ) mg
【分析】由题意可知,物体A 可以向左或向右运动,沿绳受力分析,由共点力的平衡条件可求得两种情况下的水平拉力的大小.
【解答】解:对整体受力分析可知,整体沿绳受B 的重力、拉力F 及A 受到的摩擦力; 若A 向左运动,则摩擦力向右,由共点力的平衡条件可知:
F ﹣μmg=mg
解得;F=(1+μ)mg ;
若A 向右运动,则摩擦力的方向向左,则有:
F+μmg=mg
F=(1﹣μ)mg ;
故选CD .
【点评】本题沿绳方向的共点力的平衡,解题时应注意审题,明确物体A 可能的运动方向,从而求得物体的受到摩擦力的方向.
18.(2011•渑池县校级模拟)如图所示,斜面置于粗糙水平地面上,在斜面的顶角处,固定一个小的定滑轮,质量分别为m 1、m 2的物块,用细线相连跨过定滑轮,m 1搁置在斜面上.下述正确的是( )
A .如果m 1、m 2均静止,则地面对斜面没有摩檫力
B .如果m 1沿斜面向下匀速运动,则地面对斜面有向右的摩檫力
C .如果m 1沿斜面向上加速运动,则地面对斜面有向右的摩檫力
D .如果m 1沿斜面向下加速运动,则地面对斜面有向右的摩檫力
【分析】如果m 1、m 2均静止或m 1沿斜面向下匀速运动,以m 1、m 2和斜面组成的整体为研究对象,整体的为合力都为零,根据平衡条件分析地面对斜面的摩擦力情况.如果m 1沿斜面向上加速运动,仍以整体为研究对象,将m 1的加速度分解为水平和竖直两个方向,根据牛顿第二定律判断地面对斜面的摩擦力方向.
【解答】解:
A 、B 如果m 1、m 2均静止或m 1沿斜面向下匀速运动,以m 1、m 2和斜面组成的整体为研究对象,整体的为合力都为零,其受力情况如图1,由平衡条件得知,地面对斜面没有摩擦力.故A 正确,B 错误.
C 、如果m 1沿斜面向上加速运动,将m 1的加速度分解为水平和竖直两个方向如图2,根据牛顿第二定律可知,整体有水平向右分加速度,则地面对斜面有向右的摩檫力.故C 正确.
D 、与C 项同理可知,如果m 1沿斜面向下加速运动,其加速度沿斜面向下,整体有水平向左的分加速度,根据牛顿第二定律得知,地面对斜面有向左的摩檫力.故D 错误.
故选
AC
【点评】本题对加速度相同和不同的三个物体都采用整体法研究,加速度都为零时,合力为零;加速度不为零时,由牛顿第二定律分析地面的摩擦力方向.
19.(2011•海淀区二模)如图所示,物体A 、B 的质量分别为m A 、m B ,且m B <m A <2m B .A 和B 用细绳连接后跨过光滑的定滑轮,A 静止在倾角θ=30°的斜面上,且细绳平行于斜面.若将斜面倾角θ缓慢增大,在此过程中物体A 先保持静止,到达一定角度后又沿斜面下滑,则下列判断正确的是( )
A .物体A 受到的摩擦力先减小、再增大
B .绳对滑轮的作用力随θ的增大而增大
C .物体A 沿斜面下滑后做匀加速运动
D .物体A 受斜面的作用力保持不变
【分析】对A 受力分析可知,开始时A 的重力向下的分力小于B 的重力,是由A 此时受到的摩擦力方向向下,夹角变大后摩擦力的方向改为向上,最后变成滑动摩擦力,并且滑动摩擦力的大小在一直减小.
【解答】解:A 、对A 受力分析可知,A 受到的先是静摩擦力,后是滑动摩擦力,静摩擦力是先减小后增大的,然后是滑动摩擦力一直减小,所以摩擦力先减小再增大再减小,是由A 错误.
B 、对滑轮的作用力取决于绳的拉力与两端绳的夹角,随倾角增大,夹角越来越小,当没滑动时,绳上拉力保持一定,滑动后,加速度越来越大,绳上拉力越来越大,所以两根绳的拉力无论在滑动前还是后,合力均随倾角增大而增大,此合力即是对滑轮的作用力,是由B 正确.
C 、当夹角为90时,合力为(m A ﹣m B )g ,刚开始下滑时,加速度略大于0,所以整体受的力不为恒力,不是匀加速,是由C 错误.
D 、对斜面的作用力为摩擦力与支持力的合力,若此力保持不变,则整体受恒力作匀变速运动,与C 选项矛盾,是由D 错误.
故选:B .
【点评】A 的受力分析是解决本题的关键的地方,A 受到的先是静摩擦力,静摩擦力是先减小后增大的,然后是滑动摩擦力一直减小.
20.(2011秋•隆昌县校级期末)如图所示,甲图为光滑水平面上质量为M 的物体,用细线通过定滑轮与质量为m 的物体相连,由静止释放,乙图为同一物体M 在光滑水平面上用细线通过定滑轮竖直向下受到拉力F 的作用,拉力F 的大小与m 的重力相等,由静止释放,开始时M 距桌边的距离相等,则( )
A .甲.乙两图中M 的加速度相等为
B .甲图中M 的加速度为 ,乙图中M 的加速度为
C .乙图中绳子受到的拉力较大
D .甲图中M 到达桌边用的时间较长,速度较小
【分析】对甲图:以两个物体整体为研究对象,根据牛顿第二定律求解加速度,再对M 研究,求出绳子的拉力.对乙图:由牛顿第二定律求解加速度.由运动学公式求解M 到达桌边的时间和速度.
【解答】解:
A 、B 甲图:以两个物体整体为研究对象,根据牛顿第二定律得:
.故A 错误,B 正确.
C 、乙图中绳子拉力大小为F ,而甲图中,对M :T=MaM =
力较大.故C 正确.
D 、由公式x=和v =2ax得知,甲图中加速度较小,甲图中M 到达桌边用的时间较长,2;乙图:<F ,则乙图中绳子受到的拉
速度较小.故D 正确.
故BCD
【点评】本题是牛顿第二定律的应用,要注意研究对象的不同,甲图中:灵活选择研究对象,采用整体法和隔离法结合的方法研究,比较简便.
21.(2007秋•温州期末)如图所示,物体P 置于光滑的水平面上,用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G=10N的重物,物体P 向右运动的加速度为a 1;若细线下端不挂重物,而用F=10N的力竖直向下拉细线下端,这时物体P 的加速度为a 2,则( )
A .a 1<a 2 B .a 1=a2
C .a 1>a 2 D .条件不足,无法判断
【分析】连接体共同加速,由牛顿第二定律求得整体的加速度,当改用F 后,再次利用牛顿第二定律求得加速度,比较加速度的大小即可
【解答】解:挂重物时,选连接体为研究对象,有牛顿第二定律得,共同运动的加速度大小为:
a 1==;
当改为10N 拉力后,由牛顿第二定律得;
P 的加速度为:a 2=,
故a 1<a 2,
故选A
【点评】连接体问题常常将整体法和隔离法综合运用,整体法求出共同加速度,隔离法整理待求量.本题中利用超失重的知识解决会更快,悬挂重物时,重物Q 加速下降,处于失重状态,对P 的拉力小于Q 的重力(10N ),故选A
二.解答题(共5小题)
22.(2011•山西校级二模)质量分别为m 1和m 2的两个小物块用轻绳连接,绳跨过位于倾角α=30°的光滑斜面顶端的轻滑轮,滑轮与转轴之间的摩擦不计,斜面固定在水平桌面上,如图所示.第一次,m 1悬空,m 2放在斜面上,用t 表示m 2自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间.第二次,将m 1和m 2位置互换,使m 2悬空,m 1放在斜面上,发现m 1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为.求m 1与m 2之比.
【分析】(1)两物体通过轻绳相连可知,两物体运动的加速度大小相等;
(2)互换m 1和m 2的位置,物体自斜面底端滑上斜面顶端时间之比为3:1,据物体向上做初速度为零的匀加速直线运动,由位移相等可得物体上滑的加速度之比;
(3)据物体的受力分析,根据牛顿第二定律列式可求两种情况下物体的加速度大小之比;由物体受力得到的加速度之比和运动分析的加速度之比相等,列式可求两两物体的质量之比.
【解答】解:第一次,小物块受力情况如图所示,设T 1为绳中张力,a 1为两物块加速度的大小,l 为斜面长,则有
m 1g ﹣T 1=m1a 1 ①
T 1﹣m 2gsin α=m2a 1 ②
③
第二次,m 1与m 2交换位置.设绳中张力为T 2,两物块加速度的大小为a 2,则有
m 2g ﹣T 2=m2a 2 ④
T 2﹣m 1gsin α=m1a 2 ⑤
⑥
由 ①、②式注意到 α=30°得 ⑦
由 ④、⑤式注意到 α=30°得 ⑧
由 ③、⑥式得 ⑨
由 ⑦、⑧、⑨式可解得 ⑩
答:m 1m 2之比为
【点评】用隔离法求物体的加速度,通过正确的受力分析,根据牛顿第二定律列式求物体的加速度;通过对物体的运动分析,得出两种情况下物体的加速度大小之比,结合受力得到的加速度和运动计算的加速度之比相等,列式可求得物体的质量之比.
23.(2011•沙坪坝区校级模拟)如图所示,在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K ,一条不可伸长的轻绳绕过定滑轮K 分别与物体A 、B 相连,A 、B 的质量分别为m A =3kg、m B =2kg.现用一水平恒力F 拉物体A ,使物体B 上升(A 、B 均从静止开始运动).已知当B 上升距离为h=0.2m时,B 的速度为v=1m/s.已知A 与桌面的动摩擦因数μ=0.25,重力加
2速度为g=10m/s求:
(1)力F 的大小和A 、B 系统的加速度大小.
(2)当B 的速度为v=1m/s时突然线断了,在B 上升的过程中,A 向左运动多远?
【分析】(1)对物体B 运用速度位移公式列式,求出加速度,然后分别对A 、B 受力分析,根据牛顿第二定律列式后联立求解即可;
(2)根据速度时间公式得到上升的时间,然后对物体A 受力分析求出加速度,根据位移时间公式求解出该时间内A 的位移.
【解答】解:(1)物体B 匀加速上升,根据速度位移公式,有:
对A 运用牛顿第二定律,得到:F ﹣μm A g ﹣T=mA a
对B 运用牛顿第二定律,得到:T ﹣m B g=mB a
联立解得:F=40N
2即力F 的大小为40N ,A 、B 系统的加速度大小为2.5m/s.
(2)细线断开后,B 物体由于惯性继续上升,根据速度时间公式,有:
对A 运用牛顿第二定律,得到:F ﹣μm A g=mA a' ②
物体A 做匀加速直线运动,根据速度时间公式,有
③ ①
由①②③解得
S=0.15m
即当B 的速度为v=1m/s时突然线断了,在B 上升的过程中,A 向左运动0.15m .
【点评】本题关键是分别对A 、B 受力分析,然后根据牛顿第二定律列式,再结合运动学公式列式,最后联立求解.
24.(2011•河南模拟)A 、B 两个小物块用轻绳连接,绳跨过位于倾角为30°的光滑斜面顶端的轻滑轮,滑轮与转轴之间的摩擦不计,斜面固定在水平桌面上,如图所示.第一次,A 悬空,B 放在斜面上,B 自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为t .第二次,将A 和B 位置互换,使B 悬空,A 放在斜面上,发现A 自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间为.
求A 与B 两小物块的质量之比.
【分析】沿绳对AB 整休受力分析,由牛顿第二定律可得出两种情况下加速度的关系,由位移公式可得出质量之比.
【解答】解:设A 的质量为m 1、B 的质量为m 2
第一次,A 悬空,B 放在斜面上,将A 、B 看成整体,由牛顿第二定律有m 1g ﹣m 2gsin α=(m 1+m2)a
设斜面的长度为L ,依题意有
第二次,将A 和B 位置互换,使B 悬空,A 放在斜面上,同理有m 2g ﹣m 1gsin α=(m 1+m2)a 2
由以上4式得到
答:A 与B 两小物块的质量之比为2:3.
【点评】对于用绳子连接的多个物体,可以沿绳进行分析,再由牛顿第二定律即可求得加速度.
25.(2013秋•天山区校级期末)如图所示,光滑水平桌面上的物体B 质量为m 1,系一细绳,细绳跨过桌沿的定滑轮后悬挂质量为m 2的物体A ,先用手使B 静止(细绳质量及滑轮摩擦均不计).
(1)求放手后A 、B 一起运动中绳上的张力F T .
(2)若在A 上再叠放一个与A 质量相等的物体C ,绳上张力就增大到F T ,求m 1:m 2.
【分析】(1)放手后两物体一起做匀加速直线运动,分别以AB 为研究对象进行受力分析,由牛顿第二定律可求得绳子的拉力;
(2)分别对B 及BC 整体受力分析,由牛顿第二定律可列出绳子张力的表达式,根据题意可得出质量的关系.
【解答】解:(1)对B 有:m 1g ﹣F T =m1a 1
对A 有:F T =m2a 1
则F T
=g
(2)对B 有:m 1g ﹣F T2=m1a 2
对A+C有:F T2=2m2a 2
则F T2=
由F T2=F T g
得:g=
所以m 1:m 2=2:1
答:(1)放手后A 、B 一起运动中绳上的张力为g ;(2)两物体的质量之比为2:1.
【点评】对于连接体问题要注意正确受力分析,合理选择研究对象进行分析,列牛顿第二定律进行分析即可解决.
26.(2012秋•巴林左旗校级期末)如图所示,A 、B 两物体用细绳相连跨过光滑的定滑轮,A 放在粗糙的水平桌面上,B 物体悬空.现用水平拉力F 拉着A 物体,使得B 物体以5m/s2
的加速度匀加速竖直上升,已知A 、B 物体的质量分别为1kg 和2kg ,A 与桌面的动摩擦因数为0.2,g=10m/s;试求:水平拉力F 的大小是多少?
2
【分析】分别隔离对A 、B 分析,抓住A 、B 的加速度大小相等,运用牛顿第二定律求出水平拉力F 的大小.
【解答】解:对A 运用牛顿第二定律有:F ﹣f ﹣T=mA a
对B 运用牛顿第二定律有:T ﹣m B g=mB a
代入数据,联立解得F=37N.
答:水平拉力F 的大小是37N .
【点评】解决本题的关键知道A 、B 具有相同的加速度大小,通过隔离分析对A 、B 运用牛顿第二定律进行求解.本题也可以对系统研究,运用牛顿第二定律求解.