新高考物理一轮专题复习与训练四 牛顿第二定律的综合应用（学生版）.docVIP

训练四牛顿第二定律的综合应用

题型一动力学中的连接体问题

考向1共速连接体

例1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eq\f(m1F,m1＋m2)＋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

变式训练1(多选)如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块紧靠在一起放在倾角为θ的固定斜面上，两物块与斜面间的动摩擦因数相同，用始终平行于斜面向上的恒力F推A，使它们沿斜面向上匀加速运动，为了增大A、B间的压力，可行的办法是()

A．增大推力F B．减小倾角θ

C．减小B的质量 D．减小A的质量

考向2关联速度连接体

例2(2023·山东省师范大学附中高三月考)如图所示，足够长的倾角θ＝37°的光滑斜面体固定在水平地面上，一根轻绳跨过定滑轮，一端与质量为m1＝1kg的物块A连接，另一端与质量为m2＝3kg的物块B连接，绳与斜面保持平行．开始时，用手按住A，使B悬于空中，释放后，在B落地之前，下列说法正确的是(所有摩擦均忽略不计，不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)()

A．绳的拉力大小为30N

B．绳的拉力大小为6N

C．物块B的加速度大小为6m/s2

D．如果将物块B换成一个竖直向下且大小为30N的力，对物块A的运动没有影响

题型二动力学中的临界和极值问题

考向1相对滑动的临界问题

例3(多选)如图甲所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到从零开始逐渐增大的水平拉力F的作用，A、B间的摩擦力Ff1、B与地面间的摩擦力Ff2随水平拉力F变化的情况如图乙所示．已知物块A的质量m＝3kg，取g＝10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是()

A．两物块间的动摩擦因数为0.2

B．当0＜F＜4N时，A、B保持静止

C．当4N＜F＜12N时，A、B发生相对滑动

D．当F＞12N时，A的加速度随F的增大而增大

变式训练2如图所示，一块质量m＝2kg的木块放置在质量M＝6kg、倾角θ＝37°的粗糙斜面体上，木块与斜面体间的动摩擦因数μ＝0.8，二者静止在光滑水平面上．现对斜面体施加一个水平向左的作用力F，若要保证木块和斜面体不发生相对滑动，求F的大小范围．(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)

考向2恰好脱离的动力学临界问题

例4(多选)如图所示，质量mB＝2kg的水平托盘B与一竖直放置的轻弹簧焊接，托盘上放一质量mA＝1kg的小物块A，整个装置静止．现对小物块A施加一个竖直向上的变力F，使其从静止开始以加速度a＝2m/s2做匀加速直线运动，已知弹簧的劲度系数k＝600N/m，g＝10m/s2.以下结论正确的是()

A．变力F的最小值为2N

B．变力F的最小值为6N

C．小物块A与托盘B分离瞬间的速度为0.2m/s

D．小物块A与托盘B分离瞬间的速度为eq\f(\r(5),5)m/s

考向3动力学中的极值问题

例5如图甲所示，木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变，当θ＝30°时，可视为质点的一小物块恰好能沿着木板匀速下滑．如图乙，若让该小物块从木板的底端每次均以大小相等的初速度v0＝10m/s沿木板向上运动，随着θ的改变，小物块沿木板向上滑行的距离x将发生变化，重力加速度g取10m/s2.

(1)求小物块与木板间的动摩擦因数；

(2)当θ角满足什么条件时，小物块沿木板向上滑行的距离最小，并求出此最小值．

题型三动力学图像问题

例6(2023·云南省玉溪师范学院附属中学高三检测)如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不拴接)，初始时物体处于静止状态，现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示(g＝10m/s2)，则正确的结论是()

A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态

B．弹簧的劲度系数为7.5N/cm

C．物体的质量为3kg

D．物体的加速度大小为5m/s2

变式训练3(多选)(2021·全国乙卷·21)水平地面上有一质量为m1的长木板，木板的左边上有一质量为m2的物块，如图(a)所示．用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图(b)所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小．木板的加速度a