新高考物理一轮复习重难点练习难点05 牛顿第二定律的综合应用（解析版）.doc

难点05牛顿第二定律的综合应用

一、动力学中的连接体问题

1．连接体

多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等联系)在一起构成的物体系统称为连接体．连接体一般(含弹簧的系统，系统稳定时)具有相同的运动情况(速度、加速度)．

2．常见的连接体

(1)物物叠放连接体：两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同的速度和加速度

速度、加速度相同

(2)轻绳连接体：轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总是相等．

速度、加速度相同

速度、加速度大小相等，方向不同

(3)轻杆连接体：轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度．

速度、加速度相同

(4)弹簧连接体：在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度、加速度不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速度、加速度相等．

3．整体法与隔离法在连接体中的应用

(1)整体法

当连接体内(即系统内)各物体的加速度相同时，可以把系统内的所有物体看成一个整体，分析其受力和运动情况，运用牛顿第二定律对整体列方程求解的方法．

(2)隔离法

当求系统内物体间相互作用的内力时，常把某个物体从系统中隔离出来，分析其受力和运动情况，再用牛顿第二定律对隔离出来的物体列方程求解的方法．

(3)处理连接体方法

①共速连接体，一般采用先整体后隔离的方法．如图所示，先用整体法得出合力F与a的关系，F＝(mA＋mB)a，再隔离单个物体(部分物体)研究F内力与a的关系，例如隔离B，F内力＝mBa＝eq\f(mB,mA＋mB)F

②关联速度连接体

分别对两物体受力分析，分别应用牛顿第二定律列出方程，联立方程求解．

力的“分配”

两物块在力F作用下一起运动，系统的加速度与每个物块的加速度相同，如图：

地面光滑

m1、m2与地面间的动摩擦因数相同，地面粗糙

m1、m2与固定粗糙斜面间的动摩擦因数相同，

以上4种情形中，F一定，两物块间的弹力只与物块的质量有关且F弹＝eq\f(m2,m1＋m2)F.

【例1】（2022·全国·高三课时练习）如图所示，水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一条轻绳连接，两木块的材料相同，现用力F向右拉木块2，当两木块一起向右做匀加速直线运动时，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（???????）

A．若水平面是光滑的，则m2越大绳的拉力越大

B．若木块和地面间的动摩擦因数为μ，则绳的拉力为SKIPIF10＋μm1g

C．绳的拉力大小与水平面是否粗糙无关

D．绳的拉力大小与水平面是否粗糙有关

【答案】C

【解析】木块和地面间的动摩擦因数为μ，以两木块整体为研究对象，根据牛顿第二定律

SKIPIF10

得

SKIPIF10

以木块1为研究对象，根据牛顿第二定律

SKIPIF10

得

SKIPIF10

系统加速度与木块1加速度相同，解得

SKIPIF10

可见绳子拉力大小与动摩擦因数μ无关，与两木块质量大小有关，即与水平面是否粗糙无关，无论水平面是光滑的还是粗糙的，绳的拉力大小均为

SKIPIF10

且m2越大绳的拉力越小，C正确。

故选C。

【例2】（2022·江苏·模拟预测）如图，在倾角为SKIPIF10的光滑斜面上，有两个物块P和Q，质量分别为SKIPIF10和SKIPIF10，用与斜面平行的轻质弹簧相连接，在沿斜面向上的恒力F作用下，两物块一起向上做匀加速直线运动，则（???????）

A．两物块一起运动的加速度大小为SKIPIF10

B．弹簧的弹力大小为SKIPIF10

C．若只增大SKIPIF10，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变小

D．若只增大SKIPIF10，两物块一起向上匀加速运动时，它们的间距变大

【答案】B

【解析】A．对整体受力分析，根据牛顿第二定律有

SKIPIF10

解得

SKIPIF10

故A错误；

B．对m2受力分析，根据牛顿第二定律有

SKIPIF10

解得

SKIPIF10

故B正确；

C．根据

SKIPIF10

可知若只增大SKIPIF10，两物块一起向上匀加速运动时，弹力变大，根据胡克定律，可知伸长量变大，故它们的间距变大，故C错误；

D．根据

SKIPIF