專題五牛頓第二定律的綜合應(yīng)用動力學(xué)中的連接體問題1.連接體多個相互關(guān)聯(lián)的物體連接(疊放、并排或由繩子、細桿聯(lián)系)在一起構(gòu)成的物體系統(tǒng)稱為連接體.2.外力與內(nèi)力(1)外力:系統(tǒng)之外的物體對系統(tǒng)的作用力.(2)內(nèi)力:系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力.3.分析方法適用條件注意事項優(yōu)點整體法系統(tǒng)內(nèi)各物體保持相對靜止,即各物體具有相同的加速度只分析系統(tǒng)外力,不分析系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力便于求解系統(tǒng)受到的外加作用力隔離法(1)系統(tǒng)內(nèi)各物體加速度不相同(2)要求計算系統(tǒng)內(nèi)物體間的相互作用力(1)求系統(tǒng)內(nèi)物體間的作用力時,可先用整體法,再用隔離法(2)加速度大小相同,方向不同時,應(yīng)采用隔離法便于求解系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力考向一共速連接體1(多選)如圖所示,水平地面上兩個完全相同的物體A和B緊靠在一起,在水平推力F的作用下,A和B一起運動,用FAB表示A、B間的作用力.下列說法正確的是()A.若地面光滑,則FAB=FB.若地面光滑,則FAB=0.5FC.若地面與物體間的動摩擦因數(shù)為μ,則FAB=FD.若地面與物體間的動摩擦因數(shù)為μ,則FAB=0.5F[反思感悟]

2[2023·浙江溫嶺模擬]a、b兩物體的質(zhì)量分別為m1、m2,由輕質(zhì)彈簧相連.如圖所示,當(dāng)用大小為F的恒力豎直向上拉著a,使a、b一起向上做勻加速直線運動時,彈簧伸長量為x1;當(dāng)用大小仍為F的恒力沿水平方向拉著a,使a、b一起沿光滑水平桌面做勻加速直線運動時,彈簧伸長量為x2.下列說法正確的是()A.x1一定等于x2 B.x1一定大于x2C.若m1>m2,則x1>x2 D.若m1>m2,則x1<x2[反思感悟]

3(多選)如圖所示,質(zhì)量分別為m1、m2的A、B兩個滑塊放在斜面上,中間用一個輕桿相連,A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2,它們在斜面上加速下滑.關(guān)于桿的受力情況,下列分析正確的是 ()A.若μ1>μ2,m1=m2,則桿受到壓力B.若μ1=μ2,m1>m2,則桿受到拉力C.若μ1<μ2,m1<m2,則桿受到壓力D.若μ1=μ2,m1≠m2,則桿不受到作用力[反思感悟]

考向二關(guān)聯(lián)速度連接體4[2023·合肥模擬]質(zhì)量均為0.2kg的兩個小物塊A、B用繞過光滑輕質(zhì)定滑輪的輕繩相連,將A從圖示位置由靜止釋放,釋放前瞬間A的底部到水平地面的高度為0.8m,輕繩處于伸直狀態(tài),A落地后不反彈,B繼續(xù)沿足夠長的水平臺面向右運動.B與臺面間的動摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度大小g取10m/s2,B不會與滑輪相碰,不計空氣阻力.下列說法正確的是()A.A落地前輕繩的拉力大小為2NB.B運動的最大速度為4m/sC.A落地后,B繼續(xù)向右運動的路程為1.2mD.B運動的平均速度大小為1m/s[反思感悟]

5[2023·江西南昌模擬]如圖所示,水平桌面上物體A質(zhì)量m1=1.5kg,它與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,物體B質(zhì)量m2=1.5kg,現(xiàn)同時釋放兩物體,不考慮滑輪質(zhì)量和其他摩擦(g取10m/s2),則()A.A、B的速度大小相等B.A、B的加速度大小相等C.連接A的輕繩上的拉力為7.5ND.連接A的輕繩上的拉力為6.6N[反思感悟]

動力學(xué)中的臨界和極值問題1.臨界、極值條件的標(biāo)志(1)有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼,明顯表明題述的過程存在著臨界點;(2)若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明題述的過程存在著極值,這個極值點往往是臨界點.2.“幾種”典型臨界條件(1)接觸與脫離的臨界條件:兩物體相接觸或脫離,臨界條件是彈力FN=0.(2)相對滑動的臨界條件:兩物體相接觸且相對靜止時,常存在著靜摩擦力,則相對滑動的臨界條件是靜摩擦力達到最大值.(3)加速度變化時,速度達到最值的臨界條件:加速度變?yōu)?.考向一相對滑動的臨界問題6(多選)[2023·廈門模擬]如圖所示,A、B、C三個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間的動摩擦因數(shù)為μ,B、C間的動摩擦因數(shù)為14μ,B和地面間的動摩擦因數(shù)為18μ,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g.現(xiàn)對A施加一水平向右的拉力F,則下列判斷正確的是 (A.無論力F為何值,B的加速度都不會超過34B.當(dāng)力F>72μmg時,B相對AC.若A、B、C三個物體始終相對靜止,則力F不能超過32D.當(dāng)力F=μmg時,A、B間的摩擦力為34考向二恰好脫離的動力學(xué)臨界問題7[2023·湖南岳陽模擬]如圖甲所示,水平面上有一傾角為θ的光滑斜面,斜面上用一平行于斜面的輕質(zhì)細繩系一質(zhì)量為m的小球.斜面以加速度a水平向右做勻加速直線運動,當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時,細繩對小球的拉力和斜面對小球的支持力分別為FT和FN.若FT-a圖像如圖乙所示,圖中AB是直線,BC是曲線,重力加速度g取10m/s2,則 ()A.a=12m/s2時,FN=0B.小球質(zhì)量m=1kgC.斜面傾角θ的正切值為4D.小球離開斜面之前,FN=0.8-0.06a(N)考向三動力學(xué)中的極值問題8如圖所示,一彈簧一端固定在傾角為θ=37°的足夠長的光滑固定斜面的底端,另一端拴住質(zhì)量為m1=6kg的物體P,Q為一質(zhì)量為m2=10kg的物體,彈簧的質(zhì)量不計,勁度系數(shù)k=600N/m,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)給物體Q施加一個方向沿斜面向上的力F,使它從靜止開始沿斜面向上做勻加速運動,已知在前0.2s時間內(nèi),F為變力,0.2s以后F為恒力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.求:(1)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時,彈簧的壓縮量x0.(2)物體Q從靜止開始沿斜面向上做勻加速運動的加速度大小a.(3)力F的最大值與最小值.動力學(xué)圖像問題1.常見的動力學(xué)圖像v-t圖像、a-t圖像、F-t圖像等.2.圖像問題的類型(1)已知物體受到的力隨時間變化的圖像,要求分析物體的運動情況.(2)已知物體的速度、加速度隨時間變化的圖像,要求分析物體的受力情況.(3)由已知條件確定某物理量的變化圖像.3.解決圖像問題的關(guān)鍵(1)看清圖像的橫、縱坐標(biāo)所表示的物理量及單位并注意坐標(biāo)原點是否從0開始.(2)理解圖像的物理意義,能夠抓住圖像的一些關(guān)鍵點,如斜率、截距、面積、交點、拐點等,判斷物體的運動情況或受力情況,再結(jié)合牛頓運動定律求解.9(多選)[2023·福建泉州模擬]如圖甲所示,一傾角θ=30°的足夠長斜面體固定在水平地面上,一個物塊靜止在斜面上.現(xiàn)用大小為F=kt(k為常量,F、t的單位分別為N和s)的拉力沿斜面向上拉物塊,物塊受到的摩擦力Ff隨時間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示,物塊與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g取10m/s2.下列判斷正確的是()A.物塊的質(zhì)量為1kgB.k的值為5N/sC.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為1D.t=3s時,物塊的加速度大小為4m/s2[反思感悟]

10(多選)如圖所示,水平地面上一輕彈簧左端固定,右端用一質(zhì)量為m的滑塊將彈簧壓縮后鎖定.t=0時刻解除鎖定,滑塊的v-t圖像如圖所示,OAB段為曲線,A為曲線最高點,BC段為直線.已知OA段與t軸圍成的圖形面積為S1,OABC與t軸圍成的圖形面積為S2,重力加速度為g,則 ()A.滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=vB.滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ=vC.彈簧勁度系數(shù)k=μmgS2-SD.彈簧勁度系數(shù)k=μmgS2-S素養(yǎng)提升系統(tǒng)牛頓第二定律問題對加速度不同的多個物體組成的系統(tǒng),滿足牛頓第二定律,即F合=m1a1+m2a2+…+mnan(其中a1、a2、…、an為物體1、2、…、n運動的加速度),若采用正交分解法,則在x方向上,Fx=m1a1x+m2a2x+…+mnanx(其中a1x、a2x、…、anx為物體1、2、…、n在x方向上的加速度),在y方向上,Fy=m1a1y+m2a2y+…+mnany(其中a1y、a2y、…、any為物體1、2、…、n在y方向上的加速度).11[2023·廣州模擬]如圖所示,猴子的質(zhì)量為m,開始時停在用繩懸吊的質(zhì)量為M的木桿下端.當(dāng)繩子斷開瞬時,猴子沿木桿以加速度a(相對地面)向上爬行,重力加速度為g,則此時木桿相對地面的加速度為()A.g