專題1連接體(學生版)-2025版動力學中的九類常見模型精講精練講義

動力學中的九類常見模型精講精練專題1連接體【知識精講】1．連接體多個相互關聯(lián)的物體連接(疊放、并排或由繩子、細桿、彈簧等連接)在一起構成的物體系統(tǒng)稱為連接體。2．連接體問題的分類(1)加速度相同的連接體；(2)加速度不同的連接體。3.連接體的五大類型彈簧連接體輕繩連接體輕桿連接體物體疊放連接體兩物體并排連接體4.連接體的運動特點(1)輕繩——輕繩在伸直狀態(tài)下，兩端的連接體沿繩方向的速度大小總是相等。(2)輕桿——輕桿平動時，連接體具有相同的平動速度；輕桿轉(zhuǎn)動時，連接體具有相同的角速度，而線速度與轉(zhuǎn)動半徑成正比。(3)輕彈簧——在彈簧發(fā)生形變的過程中，兩端連接體的速度不一定相等；在彈簧形變最大時，兩端連接體的速率相等。(4)接觸連接——兩物體通過彈力或摩擦力作用，可能具有相同的速度或加速度。其臨界條件一般為兩物體間的彈力為零或摩擦力達到最大靜摩擦力?！痉椒w納】1.連接體問題的分析整體法、隔離法的交替運用，若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求物體之間的作用力時，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對象，應用牛頓第二定律求出作用力。即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”。2.力的“分配”原則兩物塊在力F作用下一起運動，系統(tǒng)的加速度與每個物塊的加速度相同，如圖所示。接觸面光滑或粗糙(動摩擦因數(shù)相同)F一定，兩物塊間的彈力只與物塊的質(zhì)量有關，且F彈＝eq\f(m2,m1＋m2)F。3．解決連接體問題的兩種方法4.整體法、隔離法的選取原則(1)對于加速度相同的連接體，如果要求物體之間的作用力時，可以先用整體法求出加速度，然后再用隔離法選取合適的研究對象，應用牛頓第二定律求作用力，即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”。(2)對于加速度不同的連接體問題一般選擇隔離法。關注公眾號高中物理學習研究獲取更多優(yōu)質(zhì)資源！【典例精析】【典例】.（2023河南鄭州名校聯(lián)考）如圖所示，2019個質(zhì)量均為m的小球通過完全相同的輕質(zhì)彈簧(在彈性限度內(nèi))相連，在水平拉力F的作用下，一起沿光滑水平面以加速度a向右做勻加速運動，設1和2之間彈簧的彈力為F1—2，2和3間彈簧的彈力為F2—3，2018和2019間彈簧的彈力為F2018—2019，則下列結論正確的是A.F1—2：F2—3：……F2018—2019=1：2：3：……2018B.從左到右每根彈簧長度之化為1：2：3：……2018C.如果突然撤去拉力F，撤去F瞬間，第2019個小球的加速度為F，N其余每個球的加速度依然為aD.如果1和2兩個球間的彈簧從第1個球處脫落，那么脫落瞬間第1個小球的加速度為0，第2個小球的加速度為2a，其余小球加速度依然為a【模擬題精練】1．（2024安徽皖江名校4月聯(lián)考）足夠長的光滑斜面上的三個相同的物塊通過與斜面平行的細線相連，在沿斜面方向的拉力的作用下保持靜止，如圖甲所示，物塊2的右側固定有不計質(zhì)量的力傳感器。改變拉力的大小，使三個物塊沿斜面以不同加速度向上做初速為零的勻加速直線運動，測得多組傳感器的示數(shù)和物塊通過的位移與時間的平方的比值，畫出圖像如圖乙所示，重力加速度。下列說法正確的是（）A．斜面的傾角B．每個物塊的質(zhì)量C．當時，D．當時，物塊的加速度大小為2.（2024安徽安慶市二模）如圖所示，一固定光滑直桿與水平方向夾角為α，一質(zhì)量為M的物塊A套在桿上，通過輕繩連接一個質(zhì)量為m的小球B。現(xiàn)讓A、B以某一相同速度沿桿方向開始上滑，此時輕繩繃緊且與豎直方向夾角為β，A、B一道沿桿上滑過程中，設A、B的加速度大小為a，輕繩的拉力大小為FT，桿對物塊A的彈力大小為FN，已知重力加速度為g，A、B均可看成質(zhì)點，則（）A. B.C. D.3.(2024湖南頂級名校質(zhì)檢)如圖所示，是高速磁懸浮列車在水平長直軌道上的模擬運行圖，列車由質(zhì)量均為的4節(jié)車廂組成，其中1號車廂為動力車廂。列車由靜止開始以額定功率運行，經(jīng)過一段時間達到最大速度。列車向右運動過程中，1號車廂會受到前方空氣的阻力，假設車廂碰到空氣前空氣的速度為0，碰到空氣后空氣的速度立刻與列車速度相同，已知空氣密度為號車廂的迎風面積（垂直運動方向上的投影面積）為，不計其他阻力，忽略2號、3號、4號車廂受到的空氣阻力。當列車由靜止開始以額定功率運行到速度為最大速度的時，1號車廂對2號車廂的作用力大小為A. B. C. D.4．(2024海南高考模擬6)如圖所示，傾角為的斜面固定在水平面上，斜面頂端有一輕質(zhì)光滑小滑輪，同種材料制成的、兩個小物體可視為質(zhì)點，二者用一細線繞過小滑輪連接，和滑輪之間的細線與斜面平行，系統(tǒng)恰好處于靜止狀態(tài)（不沿斜面上滑）?，F(xiàn)在把和互換位置，同時給一個向下的初速度，沿斜面上滑，運動過程中細線始終繃直。已知的質(zhì)量為的質(zhì)量為，且，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為。在沿斜面上滑的過程中，下列說法中正確的是（）A．細線上的拉力不變 B．細線上的拉力可能增大C．的加速度大小為 D．的加速度大小為5．(2024湖南頂級名校質(zhì)檢)如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在質(zhì)量為的斜面體頂端，斜面體左側傾角為，右側傾角為。質(zhì)量分別為和的物體通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩均與斜面平行，恰好都處于靜止狀態(tài)。已知兩物體與斜面體間的動摩擦因數(shù)均為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為?，F(xiàn)剪斷輕繩，若斜面體始終處于靜止狀態(tài)，下列說法正確的是（）A．B．剪斷輕繩后，都能沿斜面加速下滑C．剪斷輕繩后，斜面體對地面的壓力大于D．剪斷輕繩后，地面對斜面體的摩擦力方向水平向右6.（2024武漢新洲區(qū)期末）如圖所示，水平桌面上的小物塊a通過輕繩跨過光滑定滑輪連接小物塊b，物塊a與桌面間的動摩擦因數(shù)為。將物塊a從P點由靜止釋放，后到達桌面上距離P點的Q點（b未落地），重力加速度，則物塊a與物塊b的質(zhì)量之比為（）A.1 B. C. D.7.（2024山東菏澤質(zhì)檢）如圖所示，輕質(zhì)細線一端連接在物體Q上，另一端繞過三個光滑輕質(zhì)小滑輪1、2、3后連接在地面上，輕彈簧豎直放置，上端與物體Q相連，下端固定在水平面上，小物體P掛在小滑輪2上。物體P、Q質(zhì)量分別為4m和m，用手托住物體P，使細線剛好被拉直，時刻將物體P由靜止釋放，運動過程中P始終未接觸地面。時刻，物體Q具有向上的加速度和向上的速度。已知重力加速度為g，彈簧勁度系數(shù)為k，且始終在彈性限度內(nèi)，不計摩擦和空氣阻力，兩物體均可視為質(zhì)點，下列說法正確的是（）A.物體P、Q組成的系統(tǒng)機械能守恒B.時刻物體Q的加速度大小為C.運動過程中的任意時刻，P與Q重力的功率之比始終為D.時間內(nèi)彈簧的彈性勢能減少了8.（2024江蘇南京大廠高中質(zhì)檢）如圖所示，一輕彈簧的一端固定在傾角為的光滑斜面底端，另一端連接一質(zhì)量為3kg的物塊A，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。若在斜面上緊靠A上方處輕放一質(zhì)量為2kg的物塊B，A、B一起向下運動到最低點P（圖中P點未畫出），然后再反向向上運動到最高點，對于上述整個運動過程，下列說法正確的是（已知，，重力加速度g取）（）A.兩物塊沿斜面向上運動的過程中彈簧可能恢復原長B.在物塊B剛放上的瞬間，A、B間的彈力大小為12NC.在最低點P，A、B間的彈力大小為16.8ND.在最低點P，彈簧對A的彈力大小為30N9.（2024河北安平中學自我提升）如圖所示，A、B兩個木塊靜止疊放在豎直輕彈簧上，已知，輕彈簧的勁度系數(shù)為100N/m。若在木塊A上作用一個豎直向上的力F，使木塊A由靜止開始以的加速度豎直向上做勻加速直線運動，從木塊A向上做勻加速運動開始到A、B分離的過程中。彈簧的彈性勢能減小了，重力加速度g取。下列判斷不正確的是（）A.木塊A向上做勻加速運動的過程中，力F的最大值是12NB.木塊A向上做勻加速運動的過程中，力F的最小值是4NC.從A向上做勻加速運動到A、B分離的過程中，力F對木塊做功為D.從A向上做勻加速運動到A、B分離的過程中，力F對木塊做功為10．（2024年4月北京東城區(qū)模擬）如圖所示靜止于水平地面的箱子內(nèi)有一粗糙斜面，將物體無初速放在斜面上，物體將沿斜面下滑。若要使物體相對斜面靜止，下列情況中不可能達到要求的是A．使箱子沿水平方向做勻加速直線運動B．使箱子做自由落體運動C．使箱子沿豎直向上的方向做勻加速直線運動D．使箱子沿水平面內(nèi)的圓軌道做勻速圓周運動11[多選]如圖所示的裝置叫阿特伍德機。繩子兩端的物體豎直運動的加速度大小總是小于自由落體的加速度g，這使得實驗者可以有較長的時間從容地觀測、研究。已知物體A、B的質(zhì)量均為M，物體C的質(zhì)量為m。輕繩與輕滑輪間的摩擦不計，輕繩不可伸長且足夠長。物體A、B、C由圖示位置靜止釋放后()A．繩子上的拉力大小FT＝(M＋m)gB．物體A的加速度a＝eq\f(m,2M＋m)gC．