高三物理连接体试题答案及解析
高三物理连接体试题答案及解析
1. 如图所示，倾角为θ的粗糙斜面上静止放置着一个质量为m的闭合正方形线框abcd，它与斜面间动摩擦因数为μ。线框边长为l，电阻为R。ab边紧靠宽度也为l的匀强磁场的下边界，磁感应强度为B，方向垂直于斜面向上。将线框用细线通过光滑定滑轮与重物相连，重物的质量为M，如果将线框和重物由静止释放，线框刚要穿出磁场时恰好匀速运动。下列说法正确的是
A．线框刚开始运动时的加速度
B．线框匀速运动的速度
C．线框通过磁场过程中，克服摩擦力和安培力做的功等于线框机械能的减少量
D．线框通过磁场过程中，产生的焦耳热小于
【答案】BD
【解析】由整体分析受力，M的重力，线框的重力mg，斜面的支持力N，沿斜面向下的滑动摩擦力f，由右手定则判断出线框中的电流方向为ab，再由左手定则可知安培力沿斜面向下，根据法拉第电磁感应定律的，由闭合电路欧姆定律，则安培力大小为，开始时速度为零，安培力为零，则由整体列牛顿第二定律方程，解得，故A选项错误；线框匀速运动时系统物体平衡，，解得，故B选项正确；线框做加速度减小的加速运动，故动能增加，而线框沿斜面上升重力势能增大，故线框的机械能增大，所以C选项错误；由能量守恒，所以，线框通过磁场过程中，产生的焦耳热小于，故D选项正确。
【考点】物体的平衡 牛顿第二定律 法拉第电磁感应定律 闭合电路欧姆定律 安培力
2. （16分）电磁感应现象是电磁学中最重大的发现之一，它揭示了电、磁现象之间的本质联系。
电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比，即，这就是法拉第电磁感应定律。
（1）如图所示，把矩形线框abcd放在磁感应强度为B的匀强磁场里，线框平面跟磁感线垂直。设线框可动部分ab的长度为L，它以速度v向右匀速运动。请根据法拉第电磁感应定律推导出闭合电路的感应电动势E=BLv。
（2）两根足够长的光滑直金属导轨平行放置在倾角为θ的绝缘斜面上，两导轨间距为L。两导轨间接有阻值为R的电阻。一根质量为m的均匀直金属杆MN放在两导轨上，并与导轨垂直。整套装置处于磁感应强度为B匀强磁场中，磁场方向垂直于斜面向上。导轨和金属杆的电阻可忽略。让金属杆MN由静止沿导轨开始下滑。求
①当导体棒的速度为v（未达到最大速度）时，通过MN棒的电流大小和方向；
②导体棒运动的最大速度。
【答案】（1）见解析；（2）①；电流方向为从N到M；②。
【解析】（1）在Δt时间内，ab棒向右移动的距离为vΔt，
这个过程中线框的面积变化量是ΔS=LvΔt （2分）
穿过闭合回路的磁通量的变化量是="BΔS=B" LvΔt （2分）
根据法拉第电磁感应定律 （2分）
（2）①当导体棒的速度为v时，产生的感应电动势为E=BLv
回路中的电流大小为 （2分）
由右手定则可知电流方向为从N到M （2分）
②导体棒在磁场中运动时，所受安培力大小为 （2分）
由左手定则可知，安培力方向沿斜面向上
当导体棒的加速度为零时，速度最大
即： （2分）
可解得最大速度为 （2分）
【考点】法拉第电磁感应定律，安培力的计算，牛顿第二定律。
3. 如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上．A，B质量分别为mA=6kg，mB=2kg，A，B之间的动摩擦因数μ=0.2，开始时F=10N，此后逐渐增加，在增大到45N的过程中，则下列判断正确的是
A．当拉力F＜12N时，两物体均保持静止状态
B．两物体开始没有相对运动，当拉力超过12N时，开始相对滑动
C．两物体间从受力开始就有相对运动
D．两物体间始终没有相对运动
【答案】D
【解析】隔离对B分析，当AB间摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B发生相对滑动，则aB==6m/s2．
再对整体分析F=（mA+mB）a=8×6N=48N．知当拉力达到48N时，A、B才发生相对滑动．故ABC错误,D正确。
【考点】本题考查受力分析与运动分析。
4. 如图所示，在粗糙的水平面上，质量分别为m和M(m：M=1：2)的物块A、B用轻弹相连，两物块与水平面间的动摩擦因数相同，当用水平力F作用于B上且两物块共同向右加速运动时，弹簧的伸长量为x1；当用同样的大小的力F竖直加速提升两物块时，弹簧的伸长量为x2，则x1：x2等于（ ）
A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．2：3
【答案】Ａ
【解析】水平拉系统时，系统加速度为，弹簧弹力为，竖直拉系统时，系统加速度为，弹簧弹力为，即，由胡可定律可知弹簧伸长量相同，选Ａ。
【考点】牛顿运动定律的应用
5. 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(物体与弹簧不连接)，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之间的关系如图乙所示(g＝10 m/s2)，则下列结论正确的是
A．物体的加速度大小为5 m/s2
B．弹簧的劲度系数为7.5 N/cm
C．物体的质量为3 kg
D．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态
【答案】A
【解析】初始时物体处于静止状态，，由图可知x1=4cm，初始时，N，在x1=4cm之后F不变，说明物体离开弹簧，物体与弹簧分离时，弹簧处于原长状态，由牛顿第二定律，F2=30N,解得m=2kg，a="5" m/s2，所以A正确，B、C、D错误。
【考点】牛顿第二定律
6. 图中所示x,y,z为三个物块，K为轻质弹簧，L为轻线. 系统处于平衡状态，现若将L突然剪断，用分别表示刚剪断时x、y的加速度，则有
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】当剪断细线L的瞬时，弹簧K的弹力不能突变，所以物体x的受力不变，加速度仍为0；而物块y受到的向下的绳子L的拉力突然消失，使得y受到向上的合力，所以y将有向上的加速度。所以选项B正确。
【考点】此题考查力与加速度的瞬时关系。
7. 如右图所示，物块a放在轻弹簧上，物块 b放在物块a上静止不动．当用力F使物块 b竖直向上做匀加速直线运动时，在下图所示的四个图象中，能反映物块b脱离物块a前的过程中力F随时间t变化规律的是( )
【答案】C
【解析】将a、b两物块作为一个整体来进行分析，设两物体的质量为m，物体向上的位移为，受到向上的拉力F、弹簧的支持力和竖直向下的重力mg，，由牛顿第二定律，，即，根据数学知识可得该曲线是一条与y轴截距不为零，开口向上的抛物线，故C正确．
故选C
【考点】牛顿第二定律；胡克定律．
点评：题关键是对物块受力分析，然后根据牛顿第二定律和共点力平衡条件列方程分析．
8. .三个物体，质量分别为m1=1kg、m2=2kg、m3=3kg，带有滑轮的m3放在光滑水平面上，m1、m2、m3的位置如图所示，滑轮和所有接触面的摩擦以及绳子的质量均忽略不计，向右的水平推力F作用在m3上，m1、m2、m3无相对运动，一起向右运动，则加速度的大小是
A．20m/s2 B．m/s2 C．5 m/s2 D．m/s2
【答案】A
【解析】利用整体法和隔离法分析题目，整体加速度等于m1的加速度即，因此整体加速度应该为20m/s2。
【考点】整体法与隔离法
点评：本题考查了利用整体法与隔离法判断物体的加速度的方法。通过隔离法判断出局部加速度，利用牛顿第二定律求出外力。
9. 光滑水平面上并排放置质量分别为m1 =2kg、m2=1kg昀两物块，t=0时刻同时施加两个力，其中F1="2" N、F2="4-2t" N，方向如图所示。则两物块分离的时刻为 （ ）
A．l s B．1．5 s C．2 s D．2．5 s
【答案】D
【解析】水平面光滑，则物块不会受到摩擦力。他们的加速度仅由水平外力提供。两个物块贴在一起，他们之间的内力不为0之前，加速度和速度都相同，直到它们的加速度变化为方向相同且大小不同时，开始分离。在开始时刻，，方向向右，，方向向左，物块受合外力向左，均向左作变加速运动。随时间加长，越来越小，当t=1s时，，此时，加速度为0。
之后，共同作变减速运动，速度为0后，再在合外力作用下反向变加速。t=2s时，，两物块只受作用，继续变加速。之后方向相反，逐渐变大。 t=2.5s时，，由，，由知，此时两物块加速度大小相等，方向相同。
之后，继续增大，的加速度增加，速度增加的比快，开始分离。
综上，两物块分离的时间为。
故选D，
【考点】考查了牛顿第二定律的应用
点评：本题容易错解题为带入数据得，得出错答案B，
10. 如图所示，质量为M=5kg的箱子B置于光滑水平面上，箱子底板上放一质量为m2=1kg的物体C，质量为m1=2kg的物体A经跨过定滑轮的轻绳与箱子B相连，在A加速下落的过程中，C与箱子B始终保持相对静止。不计定滑轮的质量和一切阻力，取g=10m/s2，下列正确的是（ ）
A．物体A处于完全失重状态
B．物体A处于失重状态，加速度大小为2.5m/s2
C．物体C对箱子B的静摩擦力大小为2.5N
D．轻绳对定滑轮的作用力大小为30N
【答案】BC
【解析】以整体为研究对象，则，由于物体A的加速度向下，所以处于失重状态，A错；B对；C所受静摩擦力提供加速度，由ma可知C对；轻绳对定滑轮的作用力大小等于两个绳子拉力的合力，以BC为研究对象，拉力提供BC的加速度，所以拉力为，由力的合成可知两根绳子的合力为，D错；故选BC
【考点】本题考查连接体问题
点评：本题难度较小，如果以三个物体为研究对象，计算量就小了很多，加速度由A的重力提供，注意滑轮所受合力应用平行四边形定则判断
11. 如图所示，m1=2kg，m2=3kg，连接的细线仅能承受1N的拉力，桌面水平光滑，为使线不断而又使它们一起运动获得最大加速度，则可以施加的水平力F的最大值和方向为（ ）
A．向右，作用在m2上，F=5/3N
B．向右，作用在m2上，F=2.5N
C．向左，作用在m1上，F=0.6N
D．向左，作用在m1上，F=2.5N
【答案】B
【解析】绳子拉力为后面物体的合外力，由牛顿第二定律，可见要有最大加速度，则m应为，施加的水平力应作用在上，方向向右，大小为。
故选B
【考点】牛顿第二定律、连接体问题
点评：关键用隔离法得出系统的最大加速度，再用整体法求出水平拉力的大小。
高三物理难点 破解连接体中速度、位移及加速度关联
难点6破解连接体中速度、位移及加速度关联
在学习了运动的合成与分解后，我们经常会碰到涉及相互关联的物体的速度求解。这样的几个物体或直接接触、相互挤压，或借助其他媒介（如轻绳、细杆）等发生相互作用。在运动过程中常常具有不同的速度表现，但它们的速度却是有联系的，我们称之为“关联”速度。解决“关联”速度问题的关键有两点：一是物体的实际运动是合运动，分速度的方向要按实际运动效果分解，二是沿着相互作用的方向(如沿绳、沿杆)的分速度大小相等。下面通过三种关联媒介来破解连接体中的关联物理量的问题。
连接媒介之一：绳杆连接物体的关联
对于绳子或杆连接的两个物体，轻杆与轻绳均不可伸长，绳连或杆连物体的速度在绳或杆的方向上的投影相等。求绳连或杆连物体的速度关联问题时，首先要明确绳连或杆连物体的速度，然后将两物体的速度分别沿绳或杆的方向和垂直于绳或杆的方向进行分解，令两物体沿绳或杆方向的速度相等即可求出。
【调研1】【2011年高考上海卷第11题】如图，人沿平直的河岸以速度v行走，且通过不可伸长的绳拖船，船沿绳的方向行进，此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为，船的速率为
A、vsinα B、vsinα
C、vcosα D、vcosα
【解析】本题考查运动的合成与分解。本题难点在于船的发动机是否在运行、河水是否有速度。依题意船沿着绳子的方向前进，即船的速度就是沿着绳子的，根据绳子连接体的两端物体的速度在绳子上的投影速度相同，即人的速度v在绳子方向的分量等于船速，故v船＝vcosα，C对。
【答案】C
【规律总结】绳端速度的分解是绳端物体（绳端连接体如本题小船）实际速度（对地）的分解，实际速度产生两个效果：一是绳的缩短或伸长；二是绳绕滑轮的转动，且转动线速度垂直于绳。绕过滑轮的轻绳力的特点是两端拉力相等，速度特点是沿绳的伸长或缩短方向速度相等。因此绳子关联的物体的分解方法有两种，①将实际速度分解为沿着绳子方向和垂直绳子方向；②绳子两端的速度在绳子上的投影速度相同，比如本题中绳子左端的速度就是拉力的速度与绳子与船连接端的小船在绳子方向上的投影速度大小相等。
选择题专练1 力学四大模型之——连接体模型—2022年高考物理压轴培优练
选择培优练1 力学四大模型之—连接体模型
题组1 连接体动力学分析问题 ...................................................................................................................... 1
题组2 通过杆连接物体的功能分析问题....................................................................................................... 9
题组3 通过轻绳连接物体的功能分析问题 ................................................................................................. 13
题组4 通过接触面连接物体的功能分析问题 ............................................................................................. 16
题组5 匀质链条(绳子)功能分析问题 .......................................................................................................... 18
题组1 连接体动力学分析问题
1.(2021·山东·新泰市第一中学高三阶段练习)如图所示，固定的倾斜直杆与水平方向成α角，直杆上套有一个圆环，圆环通过一根细线与一只小球相连接，当圆环沿直杆由静止开始下滑时，小球与圆环保持相对静止，细线伸直，且与竖直方向成β，下列说法正确的是( )
A．若直杆光滑，一定有α=β B．若直杆光滑，β有可能为零
新高考物理机械能5-5 “机械能守恒定律中的连接体问题”面面观同步练
第五章 机械能
（五） “机械能守恒定律中的连接体问题”面面观
1．(2022·重庆高三模拟)一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B。支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放，重力加速度为g，则( )
A．A球的最大速度为2gl B．A球的速度最大时，两小球的总重力势能最小
C．A球第一次转动到与竖直方向的夹角为45°时，A球的速度大小为82＋1gl3
D．A、B两球的最大速度之比vA∶vB＝3∶1
2．(多选)如图所示，固定于地面、倾角为θ的光滑斜面上有一轻质弹簧，轻质弹簧一端与固定于斜面底端的挡板C连接，另一端与物块A连接，物块A上方放置有另一物块B，物块A、B的质量均为m且不粘连，整个系统在沿斜面向下的外力F作用下处于静止状态。某一时刻将力F撤去，在弹簧将A、B弹出过程中，若A、B能够分离，重力加速度为g。则下列叙述正确的是( )
A．A、B刚分离的瞬间，两物块速度达到最大
B．A、B刚分离的瞬间，A的加速度大小为gsin θ
C．从撤去力F到A、B分离的过程中，A物块的机械能一直增加
D．从撤去力F到A、B分离的过程中，A、B物块和弹簧构成的系统机械能守恒
3．(多选)如图所示，由长为L的轻杆构成的等边三角形支架位于竖直平面内，其中两个端点分别固定质量均为m的小球A、B，系统可绕O点在竖直面内转动，初始位置OA水平。由静止释放，重力加速度为g，不计一切摩擦及空气阻力。则( )
A．系统在运动过程中机械能守恒
B．B球运动至最低点时，系统重力势能最小
C．A球运动至最低点过程中，动能一直在增大
D．摆动过程中，小球B的最大动能为34mgL
4.如图所示，长为2L的轻弹簧AB两端等高地固定在竖直墙面上，弹簧刚好处于原长，现在其中点O处轻轻地挂上一个质量为m的物体P后，物体向下运动，当它运动到最低点时，弹簧与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
微专题32 机械能守恒定律在连接体问题中的应用-2025版高中物理微专题
微专题32机械能守恒定律在连接体问题中的应用
【核心要点提示】机械能守恒定律理解的三种形式：1．守恒观点
(1)表达式：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2或E1＝E2．
(2)意义：系统初状态的机械能等于末状态的机械能．
(3)注意：要先选取零势能参考平面，并且在整个过程中必须选取同一个零势能参考平面．
2．转化观点
(1)表达式：ΔEk＝－ΔEp．
(2)意义：系统的机械能守恒时，系统增加(或减少)的动能等于系统减少(或增加)的势能．
3．转移观点
(1)表达式：ΔEA增＝ΔEB减．(2)意义：若系统由A、B两部分组成，当系统的机械能守恒时，则A部分机械能的增加量等
于B部分机械能的减少量．
【微专题训练】
类型一：速率相等的连接体模型
1．如图所示的两物体组成的系统，当释放B而使A、B运动的过程中，A、B的速度均沿
绳子方向，在相等时间内A、B运动的路程相等，则A、B的速率相等。
2．判断系统的机械能是否守恒不从做功角度判断，而从能量转化的角度判断，即：如果系
统中只有动能和势能相互转化，系统的机械能守恒。这类题目的典型特点是系统不受摩擦力
作用。(2017·福建八县一中联考)(多选)如图所示，倾角为30°、高为L的固定斜面底端与水平面平
滑相连，质量分别为3m、m的两个小球A、B用一根长为L的轻绳连接，A球置于斜面顶
端。现由静止释放A、B两球，B球与弧形挡板碰撞过程时间极短，无机械能损失，且碰后
只能沿斜面下滑，两球最终均滑到水平面上。已知重力加速度为g，不计一切摩擦，则(ABD)
A．A球刚滑至水平面上时的速度大小为5gL2
B．B球刚滑至水平面上时的速度大小为32gL
C．两小球在水平面上不可能相撞
D．在A球沿斜面下滑的过程中，轻绳对B球先做正功，后不做功
[解析]从A球开始下滑到A球落地的过程中，系统的机械能守恒，A球到达水平面上时B
球在斜面的中点上，则有3mgL－mgL2＝12(4m)v2，解得v＝5gL2，故A正确；A球滑到水平
2021年高考物理考点模拟题(必修一)专题2.13 连接体平衡问题(基础篇)(解析版)
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练
第二部分 相互作用
专题2.13．连接体平衡问题（基础篇）
一．选择题
1. （2020高考模拟示范卷4）如图所示，一不可伸长的光滑轻绳，其左端固定于O点，右端跨过位于O‘点的光滑定滑轮悬挂一质量为1kg的物体，O O‘段水平，长度为1.6m。绳上套一可沿绳自由滑动的轻环，现在在轻环上悬挂一钩码（图中未画出），平衡后，物体上升0.4m。则钩码的质量为
A. B.
C. 1. 6 kg D. 1. 2 kg
【参考答案】D
【名师解析】重新平衡后，绳子形状如下图：
设钩码的质量为M，由几何关系知：绳子与竖直方向夹角为53°，则根据平衡可求得：
，解得： ，故D对；ABC错；综上所述本题答案是：D
2.(2019·四川省广安市、眉山市、内江市、遂宁市第三次诊断)如图所示，两个质量均为m的小球通过两根轻弹簧A、B连接，在水平外力F作用下，系统处于静止状态，弹簧实际长度相等．弹簧A、B的劲度系数分别为kA、kB，且原长相等．弹簧A、B与竖直方向的夹角分别为θ与45°.设A、B中的拉力分别为FA、FB.小球直径相比弹簧长度可以忽略．则( ）
A．tan θ＝12
B．kA＝kB C．FA＝3mg D．FB＝2mg
【参考答案】 A
【名师解析】 对下面的小球进行受力分析，如图甲所示：
根据平衡条件得：F＝mgtan 45°＝mg，FB＝mgcos 45°＝2mg；
对两个小球整体受力分析，如图乙所示：
根据平衡条件得：tan θ＝F2mg，又F＝mg，解得tan θ＝12，FA＝2mg2＋F2＝5mg，由题可知两弹簧的形变量相等，则有：x＝FAkA＝FBkB，解得：kAkB＝FAFB＝52，故A正确，B、C、D错误．
2020年高三物理专题 机械能守恒中的三类连接体模型(解析版)
(一)系统机械能守恒的三类连接体模型
连接体问题是力学部分的难点，本书通过对近几年高考题及各地模拟题的深入研究，总结出以下三类可以利用系统机械能守恒来快速解题的连接体模型。
速率相等的连接体模型
1．如图所示的两物体组成的系统，当释放B而使A、B运动的过程中，A、B的速度均沿绳子方向，在相等时间内A、B运动的路程相等，则A、B的速率相等。
2．判断系统的机械能是否守恒不从做功角度判断，而从能量转化的角度判断，即：如果系统中只有动能和势能相互转化，系统的机械能守恒。这类题目的典型特点是系统不受摩擦力作用。
[例1] 如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时整个系统处于静止状态；释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时，C恰好离开地面。求：
(1)斜面的倾角α；
(2)A球获得的最大速度vm。
[审题建模]
(1)细线不可伸长，A、B两球速率一定相等，但B与C球以弹簧相连，速率一般不同。
(2)弹簧的弹性势能与弹簧的形变量大小有关，无论弹簧处于伸长状态还是压缩状态。
【解析】(1)由题意可知，当A沿斜面下滑至速度最大时，C恰好离开地面。A的加速度此时为零 由牛顿第二定律得：
4mgsin α－2mg＝0
则：sin α＝12，α＝30°。
(2)由题意可知，A、B两小球及轻质弹簧组成的系统在初始时和A沿斜面下滑至速度最大时的机械能守恒，同时弹簧的弹性势能相等，
故有：2mg＝kΔx
4mgΔxsin α－mgΔx＝12(5m)vm2
得：vm＝2g m5k。
【答案】 (1)30° (2)2g m5k
[集训冲关]
高考物理模型讲练结合—05牛顿定律(1)
模型05牛顿定律（1）-2022年高考冲刺36模型模型+典例+方法+练习
目 录
连接体模型 ............................................................................................................................... 2
瞬时加速度模型 ....................................................................................................................... 3
动力学两类基本问题 ............................................................................................................... 5
车物同体模型 ........................................................................................................................... 9
弹簧相关运动模型 ................................................................................................................. 10
抓住“运动转折点速度”解决动力学多过程模型 .................................................................. 12
超重失重模型 ......................................................................................................................... 13
高中物理复习：连接体问题、板块模型、传送带模型
高中物理复习：连接体问题、板块模型、传送带模型
考点一 连接体问题
[知能必备]
1．连接体问题模型
弹力连接、摩擦力连接、轻绳连接、轻杆连接、弹簧连接．
2．解题方略：要充分利用“加速度相等”这一条件或题中特定条件，交替使用整体法与隔离法解题．可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求作用力．即“先整体求加速度，后隔离求内力”．
[典例剖析]
(多选)如图，三个质量均为1 kg的物体A、B、C叠放在水平桌面上，B、C用不可伸长的轻绳跨过一光滑轻质定滑轮连接，A与B之间、B与C之间的接触面以及轻绳均与桌面平行，A与B之间、B与C之间以及C与桌面之间的动摩擦因数分别为0.4、0.2和0.1，重力加速度g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．用力F沿水平方向拉物体C，以下说法正确的是( )
A．拉力F小于11 N时，不能拉动C
B．拉力F为17 N时，轻绳的拉力为4 N
C．要使A、B保持相对静止，拉力F不能超过23 N
D．A的加速度将随拉力F的增大而增大
【思路点拨】 解此题关键有两点：
(1)利用整体法和隔离法选取研究对象，进行正确受力分析，注意摩擦因数的不同及摩擦力的大小和方向．
(2)正确判断“相对滑动”的临界条件．
解析：AC 当C物体即将运动时，C物体水平方向受桌面给C的向右的摩擦力f桌，绳子向右的拉力T，B给C向右的摩擦力fBC，其中f桌＝0.1(mA＋mB＋mC)g＝3 N，fBC＝0.2(mA＋mB)＝4 N，当即将滑动时应有F＝f桌＋fBC＋T，T＝fBC＝4 N，可解得F＝11 N，故A正确；因此B和C的加速度大小相等，在A和B即将发生相对滑动，对A受力分析可得，fAB＝0.4mAg＝mAa，对AB整体受力分析可得T－fBC＝(mA＋mB)a，对C物体受力分析可得F－T－fBC－ f桌＝mCa，联立解得F＝23 N，说明A和B发生相对滑动的临界力大小为F＝23 N，故C正确；当F＝17 N 时，A和B没有发生相对滑动，此时对AB整体T－fBC＝(mA＋mB)a1，对C物体受力分析F－T－fBC－f桌＝mCa1，联立解得T＝8 N，故B错误；当拉力增大，A和B发生相对滑动时，则A物体受到滑动摩擦力，加速度为a＝0.4g＝4 m/s2，加速度不变，D错误．
新教材高中物理第四章运动和力的关系单元综合练习含解析新人教版必修第一册
- 1 - 新教材高中物理含解析新人教版必修第一册：
第4章单元综合
专题 突破专练
专题1连接体问题
1.(河南漯河2018高三质检)(多选)如图4-1所示,5块质量相同的木块并排放在水平地面上,它们与地面间的动摩擦因数均相同,当用力F推第1块木块使它们共同加速运动时,下列说法中正确的是( )。
图4-1
A.由右向左,相邻两块木块之间的相互作用力依次变小
B.由右向左,相邻两块木块之间的相互作用力依次变大
C.第2块木块与第3块木块之间的弹力大小为0.6F
D.第3块木块与第4块木块之间的弹力大小为0.6F
答案：BC
解析：取整体为研究对象,由牛顿第二定律得F-5μmg=5ma。再选取1、2两块木块为研究对象,由牛顿第二定律得F-2μmg-FN=2ma,联立两式解得FN=0.6F,进一步分析可得,从左向右,相邻两块木块间的相互作用力是依次变小的,选项B、C正确。
2.(湖北团风中学2019高三诊断)在两个足够长的固定的相同斜面体上(其斜面光滑),分别有如图4-2甲、乙所示的两套装置,斜面体B的上表面水平且光滑、长方体D的上表面与斜面平行且光滑,P是固定在B、D上的小柱,完全相同的两根弹簧一端固定在P上,另一端分别连在A和C上,在A与B、C与D分别保持相对静止状态沿斜面自由下滑的过程中,下列说法正确的是( )。
图4-2
A.两弹簧都处于拉伸状态 - 2 - B.两弹簧都处于压缩状态
C.弹簧L1处于压缩状态,弹簧L2处于原长
D.弹簧L1处于拉伸状态,弹簧L2处于压缩状态
答案：C
解析：A与B保持相对静止,则二者向下的加速度是相等的,设它们的总质量为M,则Ma=Mgsin α,所以a=gsin α,方向沿斜面向下。以A为研究对象,若A只受重力和支持力,则不会具有沿斜面向下的加速度,故A受到弹簧水平向左的弹力,即弹簧L1处于压缩状态。同理,若以C、D为研究对象,则C、D整体受到重力、斜面的支持力作用时,合力的大小F合=mgsin α,C受到的重力、斜面的支持力作用提供的加速度为a=gsin α,即C没有受到弹簧的弹力,弹簧L2处于原长状态,故选项C正确,A、B、D错误。故选C。
2023年高考物理与强基计划核心知识点复习与真题精选 牛顿定律中的连接体问题
牛顿定律中的连接体问题
一、真题精选（高考必备）
1．（2021·海南·高考真题）如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为p0.5kgm、Q0.2kgm，P与桌面间的动摩擦因数0.5，重力加速度210m/sg。则推力F的大小为（ ）
A．4.0N B．3.0N C．2.5N D．1.5N
2．（2017·海南·高考真题）如图，水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R，质量分别为m、2m和3m，物块与地面间的动摩擦因数都为μ。用大小为F的水平外力推动物块P，设R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。下列判断正确的是（）
A．若μ≠0，则k=56 B．若μ≠0 ， k = 65
C．若μ=0，则12k D．若μ=0，则35k
3．（2019·海南·高考真题）如图，两物块P、Q置于水平地面上，其质量分别为m、2m，两者之间用水平轻绳连接。两物块与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g，现对Q施加一水平向右的拉力F，使两物块做匀加速直线运动，轻绳的张力大小为（ ）
A．2Fmg B．13Fmg C．13Fmg D．13F
4．（2011·天津·高考真题）如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力
A．方向向左，大小不变
B．方向向左，逐渐减小
C．方向向右，大小不变
D．方向向右，逐渐减小
5．（2011·福建·高考真题）如图，一不可伸长的轻质细绳跨过滑轮后，两端分别悬挂质量为m1和m2的物体A和B，若滑轮有一定大小，质量为m且分布均匀，滑轮转动时与绳之间无相对滑动，不计滑轮与轴之间的摩擦．设细绳对A和B的拉力大小分别为T1和T2，已知下列四个关于T1的表达式中有一个是正确的，请你根据所学的物理知识，通过一定的分析，判断正确的表达式是（ ）