如图所示,P是位于水平的光滑桌面上的物块.用跨过定滑轮的轻绳将P与小盘相连,小盘内有砝码,小盘与砝码的总质量为m,P的质量为2m,重力加速度为g.物体从静止开始*运动的过程中,关于它们的运动和受力,下列说法正确的是(  )A. P运动的加速度为12gB. 小盘与物块的加速度大小相同C. 由于不计一切摩擦,砝码处于完全失重状态D. 绳子的拉力一定小于mg

问题描述:

如图所示,P是位于水平的光滑桌面上的物块.用跨过定滑轮的轻绳将P与小盘相连,小盘内有砝码,小盘与砝码的总质量为m,P的质量为2m,重力加速度为g.物体从静止开始*运动的过程中,关于它们的运动和受力,下列说法正确的是(  )
A. P运动的加速度为

1
2
g
B. 小盘与物块的加速度大小相同
C. 由于不计一切摩擦,砝码处于完全失重状态
D. 绳子的拉力一定小于mg

A.把P和小盘及砝码看成一个整体,对整体进行受力分析(绳子的拉力属于内力,不考虑)可知F=mg,
根据牛顿第二定律F=ma可知整体加速度a=

F
m
mg
m+2m
1
3
g,所以P的加速度也为
1
3
g
,故A错;
   B.小盘与物块由同一根绳连接在一起,所以他们的速度和加速的大小相同,故B正确;
   C.当物体的加速度等于重力加速度g时,物体就处于完全失重状态.题中砝码的加速度与整个连接体的加速度相等,为
1
3
g
,不是g,所以不是完全失重状态,故C错;
   D.把小盘和砝码看成一个整体与物体P分离,对小盘和砝码进行受力分析,受到重力mg和绳子的拉力F,根据牛顿第二定律F=ma可得:mg-F=ma,F=mg−
1
3
mg=
2
3
mg
<mg,故D正确.
故选B D.
答案解析:该题是连接体问题,一般采用整体法和隔离法求解.
(1)通过对整体进行受力分析求合力,根据牛顿第二定律求加速度,部分和整体的加速度、速度大小相等;
(2)同一根绳连接的两个物体,他们的速度和加速度大小相等;
(3)判断一个物体是否处于完全失重状态,就是看他的加速度是否等于重力加速度.
考试点:牛顿第二定律;超重和失重.
知识点:本题是连接体问题,一般采用整体法和隔离法去求解.整体和部分的速度、加速度大小相等.多次对整体或部分运用牛顿第二定律,求加速度.该题难度适中.