备战2020高考物理 3年高考2年模拟1年原创 专题6.4 与连接体相关的功能问题（含解析）.doc

【考纲解读与考频分析】连接体是重要模型,与连接体相关的功能问题高考考查频繁。【高频考点定位】:与连接体相关的功能问题考点一:与连接体相关的功能问题【3年真题链接】1.(2015·新课标全国Ⅱ,21)如图,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上,a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动,不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g。则( ),,,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg【参考答案】BD 【名师解析】滑块b的初速度为零,末速度也为零,所以轻杆对b先做正功,后做负功,选项A错误;以滑块a、b及轻杆为研究对象,系统的机械能守恒,当a刚落地时,b的速度为零,则mgh=mv+0,即va=,选项B正确;a、b的先后受力如图所示。由a的受力图可知,a下落过程中,其加速度大小先小于g后大于g,选项C错误;当a落地前b的加速度为零(即轻杆对b的作用力为零)时,b的机械能最大,a的机械能最小,这时b受重力、支持力,且FNb=mg,由牛顿第三定律可知,b对地面的压力大小为mg,选项D正确。【2年模拟再现】1.(6分)(2019湖北四地七校考试联盟期末)如图所示,固定的光滑竖直杆上套一个滑块A,与滑块A连接的细线绕过光滑的轻质定滑轮连接滑块B,细线不可伸长,滑块B放在粗糙的固定斜面上,连接滑块B的细线和斜面平行,滑块A从细线水平位置由静止释放(不计轮轴处的摩擦),到滑块A下降到速度最大(A未落地,B未上升至滑轮处)的过程中( ) ,滑块A的速度大于B的速度 【点拨分析】根据沿绳的加速度相同分析两滑块的关系;由系统的机械能守恒的条件判断;由沿绳的速度相等分析两滑块的速度关系;由动能定理或能量守恒分析机械能的变化。【名师解析】两滑块与绳构成绳连接体,沿绳方向的加速度相等,则A的分加速度等于B的加速度;故A错误;绳连接体上的一对拉力做功不损失机械能,但B受到的斜面摩擦力对B做负功,由能量守恒可知滑块A减小的机械能等于滑块B增加加的机械能和摩擦生热之和;故B错误;绳连接体沿绳的速度相等,则A沿绳的分速度等于B的运动速度,如图所示,即滑块A的速度大于B的速度,故C正确;对A受力分析可知,除重力外,只有细线的张力对滑块做功,由功能原理可知,细线上张力对滑块A做的功等于滑块A机械能的变化量;故D正确。【名师点评】绳连接体问题主要抓住五同原理解题(沿绳的拉力相同,沿绳的加速度相同,沿绳的速度相同,沿绳的功率相同,沿绳的做功相等)。2.【郑州2019届质量检测】如图所示,不可伸长的轻绳通过定滑轮将物块甲、乙(均可视为质点)连接,物块甲套在固定的竖直光滑杆上,用外力使两物块静止,轻绳与竖直方向夹角θ=37°,然后撤去外力,甲、乙两物块从静上开始无初速释放,物块甲能上升到最高点Q,己知Q点与滑轮上缘O在同一水平线上,甲、乙两物块质量分别为m、M,sin37°=,cos37°=,重力加速度为g,不计空气阻力,不计滑轮的大小和摩擦。设物块甲上升到最高点Q时加速度为a,则下列说法正确的是( )====g【参考答案】BD【名师解析】当甲上升到最高点时,甲和乙的速度均为零,此时设甲上升的高度为h,则乙下降的高度为,由能量关系可知,则M=2m,选项B正确,A错误;甲在最高点时,竖直方向只受重力作用,则a=g,选项C错误,D正确。3.(2019·湖南长沙二模)如图所示,半径为R的光滑大圆环用一细杆固定在竖直平面内,质量为m的小球A套在大圆环上。上端固定在杆上的轻质弹簧与质量为m的滑块B连接井一起套在杆上,小球A和滑块B之间用长为2R的轻杆分别通过铰链连接,当小球A位于圆环最高点时、弹簧处于原长;此时给A一个微小扰动(初速度视为0),使小球A沿环顺时针滑下,到达环最右侧时小球A的速度为gR(g为重力加速度)。不计一切摩擦,A、B均可慢为质点,则下列说法正确的是( )、(3-3)mgR【参考答案】D【名师解析】小球A、滑块B、轻杆和轻弹簧组成的系统在下滑过程中,只有重力和弹力做功,系统的机械能守恒,则知小球A、滑块B和轻杆组成的系统机械能不