第四章 专题强化练12　动力学中的连接体问题 同步练（含答案）--2023-2024学年高中物理人教版（2019） 必修 第一册

这是一份第四章 专题强化练12　动力学中的连接体问题 同步练（含答案）--2023-2024学年高中物理人教版（2019） 必修 第一册，共8页。
专题强化练12　动力学中的连接体问题1.如图所示，并排放在光滑水平面上的两物体A、B的质量分别为m1和m2，且m1＝2m2。当用水平推力F向右推物体A时，两物体间的相互作用力的大小为FN，则(　　)A．FN＝F B．FN＝eq \f(1,2)FC．FN＝eq \f(1,3)F D．FN＝eq \f(2,3)F2.如图所示，质量分别为0.1 kg和0.2 kg的A、B两物体用一根轻质弹簧连接，在一个竖直向上、大小为6 N的拉力F作用下以相同的加速度向上做匀加速直线运动，已知弹簧的劲度系数为1 N/cm，g取10 m/s2，不计空气阻力。则弹簧的形变量为(　　)A．1 cm B．2 cmC．3 cm D．4 cm3.如图所示，物体A重力为20 N，物体B重力为5 N，不计一切摩擦和绳的重力，当两物体由静止释放后，物体A的加速度大小与绳子上的张力大小分别为(g取10 m/s2)(　　)A．6 m/s2,8 N B．10 m/s2,8 NC．8 m/s2,6 N D．6 m/s2,9 N4．(2022·常州市高一统考期末)某列车由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2节对第3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3节对倒数第2节车厢的牵引力为(　　)A．F B.eq \f(19F,20) C.eq \f(F,19) D.eq \f(F,20)5.如图所示，物体A和B恰好做匀速运动，已知mA>mB，不计滑轮及绳子的质量，A、B与桌面间的动摩擦因数相同，重力加速度为g。若将A与B互换位置，则(　　)A．物体A与B仍做匀速运动B．物体A与B做加速运动，加速度大小a＝eq \f(mA＋mB,mA)gC．物体A与B做加速运动，加速度大小a＝eq \f(mAg,mA＋mB)D．绳子中张力不变6.如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻绳连接放在倾角为θ的固定斜面上(轻绳与斜面平行)，用平行于斜面向上的恒力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，A、B与斜面间的动摩擦因数均为μ，为了增大轻绳上的张力，可行的办法是(　　)A．增大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μ7.A、B两物块靠在一起放置在粗糙的水平面上，如图所示，外力F作用在A上，推着A、B一起向右加速运动，已知外力F＝10 N，mA＝mB＝1 kg，A与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，B与地面间的动摩擦因数μ2＝0.3，g取10 m/s2，则A、B运动的加速度大小和A、B之间的弹力大小分别为(　　)A．a＝3 m/s2，FAB＝6 NB．a＝2 m/s2，FAB＝6 NC．a＝3 m/s2，FAB＝5 ND．a＝2 m/s2，FAB＝5 N8.如图所示，质量为m2的物体2放在车厢的水平底板上，用竖直细绳通过光滑轻质定滑轮与质量为m1的物体1相连，车厢沿水平直轨道向右行驶，某一段时间内与物体1相连的细绳与竖直方向成θ角，重力加速度为g。由此可知(　　)A．车厢的加速度大小为gsin θB．细绳对物体1的拉力大小为eq \f(m1g,cos θ)C．底板对物体2的支持力大小为(m2－m1)gD．底板对物体2的摩擦力大小为eq \f(m2g,tan θ)9.(2023·南通市高一统考期末)如图所示，倾角为θ＝37°的斜面体C固定于水平面上，质量mB＝5 kg的物体B置于斜面上，与斜面的动摩擦因数μ＝0.5；物体B通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，滑轮通过轻杆固定在天花板上，不计空气阻力。重力加速度为g＝10 m/s2(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(1)若物体B恰好沿斜面匀速下滑，求物体A的质量；(2)若物体A的质量为mA＝15 kg，物体B沿斜面滑动时，求绳中拉力的大小。10.如图所示，质量为2 kg的物体A和质量为1 kg的物体B放在水平地面上，A、B与地面间的动摩擦因数均为eq \f(1,3)，在与水平方向成α＝37°角、大小为20 N斜向下推力F的作用下，A、B一起做匀加速直线运动(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。求：(1)A、B一起做匀加速直线运动的加速度大小；(2)运动过程中A对B的作用力大小；(3)若3 s后撤去推力F，求撤去推力F后1 s内A、B在地面上滑行的距离。专题强化练12　动力学中的连接体问题1．C　[当用水平推力F向右推物体A时，对A、B整体，由牛顿第二定律可得F＝(m1＋m2)a；对物体B有FN＝m2a＝eq \f(m2,m1＋m2)F；因m1＝2m2，得FN＝eq \f(F,3)，故选项C正确。]2．D　[以A、B及弹簧整体为研究对象，根据牛顿第二定律得F－(mA＋mB)g＝(mA＋mB)a，解得a＝10 m/s2，以B为研究对象，根据牛顿第二定律得kx－mBg＝mBa，其中k＝1 N/cm，联立解得x＝4 cm，故选D。]3．A　[静止释放后，物体A将加速下降，物体B将加速上升，二者加速度大小相等，由牛顿第二定律，对A有mAg－FT＝mAa，对B有FT－mBg＝mBa，代入数据解得a＝6 m/s2，FT＝8 N，A正确。]4．C　[根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等，阻力相同，对第3节到第40节车厢根据牛顿第二定律有F－38Ff＝38ma，设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1，则对最后两节车厢根据牛顿第二定律有F1－2Ff＝2ma，联立解得F1＝eq \f(F,19)，C正确。]5．D　[开始时A、B匀速运动，绳子的张力等于mBg，且满足mBg＝μmAg，解得μ＝eq \f(mB,mA)，物体A与B互换位置后，对A有mAg－FT＝mAa，对B有FT－μmBg＝mBa，联立解得FT＝mBg，a＝eq \f(mA－mB,mA)g，D正确。]6．B　[对A、B整体运用牛顿第二定律，有F－(mA＋mB)gsin θ－μ(mA＋mB)gcos θ，＝(mA＋mB)a，得a＝eq \f(F,mA＋mB)－gsin θ－μgcos θ，隔离B研究，根据牛顿第二定律有FT－mBgsin θ－μmBgcos θ＝mBa，则FT＝eq \f(mBF,mA＋mB)＝eq \f(F,\f(mA,mB)＋1)，要增大FT，可减小A物块的质量或增大B物块的质量，故B正确。]7．A　[A受到的摩擦力FfA＝μ1mAg，B受到的摩擦力FfB＝μ2mBg；对A、B整体，由牛顿第二定律有F－FfA－FfB＝(mA＋mB)a，解得a＝3 m/s2；对B，由牛顿第二定律有FAB－FfB＝mBa，解得FAB＝6 N，故选项A正确。]8．B　[以物体1为研究对象，受力分析如图甲所示，由牛顿第二定律得：m1gtan θ＝m1a，解得a＝gtan θ，则车厢的加速度大小也为gtan θ，故A错误。由图甲，细绳的拉力大小FT＝eq \f(m1g,cos θ)，故B正确。以物体2为研究对象，受力分析如图乙所示，在竖直方向上，由平衡条件得FN＝m2g－FT＝m2g－eq \f(m1g,cos θ)，故C错误。在水平方向上，由牛顿第二定律得Ff＝m2a＝m2gtan θ，故D错误。]9．(1)1 kg　(2)B沿斜面加速向上滑动时拉力大小FT＝75 N；B沿斜面减速下滑动时拉力大小FT′＝45 N解析　(1)B匀速下滑，A匀速上升，绳中拉力为FT＝mA0gB匀速下滑，则mBgsin θ－FT－μmBgcos θ＝0解得mA0＝1 kg(2)当mA＝15 kg时，由于mAg>mBgsin θ＋μmBgcos θ若B沿斜面加速向上滑动，对B有FT－mBgsin θ－μmBgcos θ＝mBa对A有mAg－FT＝mAa解得：FT＝75 N若B沿斜面减速向下滑动，对B有FT′－mBgsin θ＋μmBgcos θ＝mBa′对A有mAg－FT′＝mAa′解得：FT′＝45 N。10．(1)eq \f(2,3) m/s2　(2)4 N　(3)均为0.6 m解析　(1)以A、B整体为研究对象进行受力分析，有：Fcos α－μ[(mA＋mB)g＋Fsin α]＝(mA＋mB)a代入数据解得a＝eq \f(2,3) m/s2。(2)以B为研究对象，设A对B的作用力大小为FAB，根据牛顿第二定律有：FAB－μmBg＝mBa，代入数据解得FAB＝4 N。(3)若3 s后撤去推力F，此时物体A、B的速度大小为v＝at＝2 m/s，撤去推力F后，物体A、B的加速度大小为a′＝eq \f(μmA＋mBg,mA＋mB)＝μg＝eq \f(10,3) m/s2，滑行的时间为t′＝eq \f(v,a′)＝0.6 s，撤去推力F后1 s内物体A、B在地面上滑行的距离等于0.6 s内物体A、B在地面上滑行的距离，则x＝eq \f(v,2)t′＝0.6 m。