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一、加速度相同的连接体
牛顿定律的应用之连接体问题
【例1】如图所示,物体A的质量为m1,物体B的质量为
m2,先把两个物体放在光滑的水平面上,用水平
拉力F拉它们做加速运动,此时,两物体间水平
绳上的作用力为F1;再用同样大小的力F拉两物
体竖直向上做匀加速运动,这时两物体间竖直绳
上作用力为F2,比较F1与F2 的大小是( )
A.F1=F2
B.F1>F2
C.F1<F2
D.无法比较
质量为m的物块放在质量为M的斜面体上,斜
面的倾角为θ=370。斜面体放在光滑的水平面上
,在水平力F的作用下,物块和斜面体刚好保
持相对静止并一起沿水平方向做匀加速运动,
如图所示。如果物块对斜面的压力等于1.4mg,
求:
⑴物块受到静摩擦力的Ff大小和方向。
⑵力F的大小。
【变式1】
【变式2】如图所示,一个质量为m0的盒子沿倾角为θ的光
滑斜面下滑,在下滑过程中,盒子中质量为m的
钢球对盒子侧壁的压力是( )
A.mgsinθ
B.mgcosθ
C.mgtanθ
D.等于零
1
物体B放在物体A上,A、B的上下表面均与斜面
平行(如图所示)。当两者以相同的初速度靠惯性
沿光滑固定斜面C上做匀减速运动时( )
A.A受到B的摩擦力沿斜面方向向上
B.A受到B的摩擦力沿斜面方向向下
C.A、B之间的摩擦力为零
D.A、B之间是否存在摩擦
力取决于A、B表面的性质
【变式3】
如图所示,物体A放在光滑水平桌面上,用
一根细绳系住,若在绳的另一端用
的力拉物体A时,A的加速度为a1,
若在绳的另一端挂一质量为m的物体B时,
物体的加速度为a2,则( )
A.
B.
C.
D.无法确定
【变式4】
F
mg
1
2
a
a
1
2
a
a
1
2
a
a
两个宽度为D、质量为m的相同的小物块A、B,
一带孔圆环C的质量为2m,半径为d,它们的厚
度均可忽略。一不可伸长的轻质细绳绕过光滑
的定滑轮,一端连接A物块,
一端穿过圆环C的小孔连
接B物块,如图所示。
【变式5】
现将A置于水平地面,距滑轮
底端3L,BC距水平地面为L,
在BC的正下方有一深
、宽
的凹槽。B、C落地后都不再
弹起。通过具体的计算分析,
画出A物块在上升过程中的速
度—时间(v-t)图象。
2
L
3
2 d
【变式5】
2
【变式6】一固定的楔形木块,其斜面的倾角θ=30°,另一
边与水平地面垂直,顶上有一个定滑轮,跨过定
滑轮的细线两端分别与物块A和B连接,A的质量
为4m,B的质量为m。开始时,将B按在地面上不
动,然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升,所有
摩擦均忽略不计。当A沿斜面下滑距离s后,细线
突然断了。求物块B上升的最大高度H。(设B不会
与定滑轮相碰)
【变式7】质量均为m的三个带电小球A、B、C,放在光滑
的绝缘水平面上,A与B,B与C相距均为L,A带
电QA=+8q,B带电QB=+q。若在C上施加一水平向
右的恒力F,能使A、B、C三球始终保持相对静
止,则外力F的大小为________;C球带电量
QC=_______(用正、负号表示电性)。
二、加速度不相同的连接体
【例2】如图所示。质量为M的框架放在水平地面上,一
轻质弹簧上端固定在框架上,下端挂一个质量为m
的小球,小球上下振动时,框架始终没有跳起,
当框架对地面的压力为零的瞬间,小球加速度的
大小为(
)
A.g
B.
C.0
D.
(
)
M
m g
m
(
)
M
m g
m
3
【变式1】如下图所示,质量为M的木箱放在水平面上,木
箱中的竖直杆上套着一个质量为m的小球,开始
时小球在杆的顶端,由静止释放后,小球沿杆下
滑的加速度为重力加速度的1/2,即a=g/2 ,则在
小球下滑的过程中,木箱对地面的压力为多少?
如图,质量M=10kg的木楔ABC静置于粗糙水
平地面上,与地面动摩擦因数μ=0.02。在木楔
的倾角θ为30°的斜面上,有一质量为m=1.0kg
的物块由静止开始沿斜面下滑。当滑行路程s=
1.4m时,其速度v=1.4m/s。在这个过程中木楔
没有动。求地面对木楔的摩擦力的大小和方向。
(重力加速度g=10m/s2)
【变式2】
4