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高中 | 连接体问题题目答案及解析如下,仅供参考!
必修1
第四章 牛顿运动定律
4.6 用牛顿运动定律解决问题(一)
连接体问题
如图甲所示,用粘性材料粘在一起的$A$、$B$两物块静止于光滑水平面上,两物块的质量分别为$m_{A}=1\;\rm kg$、$m_{B}=2\;\rm kg$,当$A$、$B$之间产生拉力且大于$0.3\;\rm N$时$A$、$B$将会分离,$t=0$时刻开始对物块$A$施加一水平推力$F_{1}$,同时对物块$B$施加同一方向的拉力$F_{2}$,使$A$、$B$从静止开始运动,运动过程中$F_{1}$、$F_{2}$方向保持不变,$F_{1}$、$F_{2}$的大小随时间变化的规律如图乙所示,则下列关于$A$、$B$两物块受力及运动情况的分析,正确的是$(\qquad)$
$t=2.0\\;\\rm s$时刻$A$、$B$之间作用力大小为$0.6\\;\\rm N$
","$t=2.0\\;\\rm s$时刻$A$、$B$之间作用力为零
","$t=2.5\\;\\rm s$时刻$A$对$B$的作用力方向向左
","从$t=0$时刻到$A$、$B$分离,它们运动的位移为$5.6m$
"]$\rm AB$.由图像可知,$F_{1}$、$F_{2}$的大小随时间的关系式为
$F_{1}=3.6 − 0.9t$,$F_{2}=0.9t(0\leqslant t\leqslant 4.0\;\rm s)$
可知分离前,整体的加速度恒为$a=\dfrac{F_{1}+F_{2}}{m_{{A}}+m_{{B}}}=1.2\;\rm \text{m}/\text{s}^{2}$
设$t$时刻分离,对$A$有$F_{1}+F_{\max}=m_{A}a$
联立解得$F_{1}=0.9\;\rm N$,$t=3.0\;\rm s$
可知$t=3.0\;\rm s$时$A$、$B$分离;在$t=2.0\;\rm s$时刻,由图像可得$F_{1}=F_{2}=1.8\;\rm N$
对$B$进行受力分析,可得$F_{AB}+F_{2}=m_{B}a$
解得$F_{AB}=0.6\;\rm N$
故$\rm A$正确,$\rm B$错误;
$\rm C$.$t=2.5\;\rm s$时,由图像可得$F_{2}=2.25\;\rm N$,$F_{1}=1.35\;\rm N$
对$B$进行受力分析,可得$F'_{AB}+F_{2}=m_{B}a$
联立可得$F'_{AB}=0.15\;\rm N$
可知$\rm A$对$B$的作用力方向向右,故$\rm C$错误;
$\rm D$.由于$t=3.0\;\rm s$时$A$、$B$分离,且分离前$AB$的加速度恒为$a=1.2\;\rm m/s^{2}$,则从$t=0$时刻到$A$、$B$分离,它们运动的位移为$x=\dfrac{1}{2}at^{2}=5.4\;\rm \text{m}$
故$\rm D$错误。
故选:$\rm A$。
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