高中物理连接体问题专题讲解

精编高考物理连接体问题专题讲练

1.【计算题】如图，倾角为α的斜面与水平面间、斜面与质量为m 的木块间的动摩擦因数均为μ，木块由静止开始沿斜面加速下滑时斜面仍保持静止。求水平面给斜面的摩擦力大小和方向。

【难度】A

【考查点】连接体问题 【答案】见解析

【解析】以斜面和木块整体为研究对象，水平方向仅受静摩擦力作用，而整体中只有木块的加速度有水平方向的分量。可以先求出木块的加速度()αμαcos sin -=g a ，再在水平方向对质点组用牛顿第二定律，很容易得到：α

αμαcos )cos (sin -=mg F f

如果给出斜面的质量M ，本题还可以求出这时水平面对斜面的支持力大小为：

FN=Mg+mg(cosα+μsinα)sinα，这个值小于静止时系统对水平面的压力。

2.【单项选择题】质量为m 三角形木楔A 放置于倾角为θ的固定斜面上。它与斜面间的动摩擦因数是μ，一水平力F 作用在木楔A 的竖直平面上。在力的推动下，木楔A 沿斜面以恒定的加速度a 向上加速滑动，则力的大小是( )

α

A、m[a+g(sinθ+μcosθ)]/cosθ

B、m[a+g(sinθ+μcosθ)]/(cosθ-μsinθ)

C、m(a-gsinθ)/(cosθ+μsinθ)

D、m[a+g(sinθ+μcosθ)]/(cosθ+μsinθ)

【难度】B

【考查点】连接体问题

【答案】B

3.【单项选择题】如图所示，静止在水平面上的三角架的质量为M，它中间用两根质量不计的轻质弹簧连着—质量为m的小球，当小球上下振动，三角架对水平面的压力为零的时刻，小球加速度的方向与大小是（）

A、向上，Mg/m

B、向上，g

C、向下，g

D、向下，(M十m)g/m

【难度】B

【考查点】连接体问题

【答案】D

4.【单项选择题】如图所示，两物体放在光滑的水平面上,中间用一轻弹簧相连，从左面拉动m 1，使它们产生一个共同的加速度a ，此时弹簧伸长L 1，从右面拉动m 2，使它们也产生一个共同的加速度，其大小也是a ， 此时弹簧伸长L 2，已知m 1＞m 2 ，则( )

A 、L 1＜L 2

B 、 L 1=L 2

C 、L 1＞L 2

D 、 无法确定

【难度】B

【考查点】连接体问题 【答案】A

5.【计算题】如图所示，在箱内的固定光滑斜面（倾角为α）上用平行于斜面的细线固定一木块，木块质量为m 。当⑴箱以加速度a 匀加速上升时，⑵箱以加速度a 匀加速向

左时，分别求线对木块的拉力F 1和斜面对箱的压力F 2。。

【难度】A

【考查点】连接体问题 【答案】见解析

【解析】⑴a 向上时，由于箱受的合外力竖直向上，重力 竖直向下，所以F1、F2的合力F 必然竖直向上。可先 求F ，再由F1=Fsinα和F2=Fcosα求解，得到：

F1=m(g+a)sinα，F2=m(g+a)cosα 显然这种方法比正交分解法简单。 ⑵a 向左时，箱受的三个力都不和加速度在一条直线 上，必须用正交分解法。可选择沿斜面方向和垂直于

斜面方向进行正交分解，（同时也正交分解a ），然后分别沿x 、y 轴列方程求出F1、F2：

F1=m(gsinα-acosα)，F2=m(gcosα+asinα)

经比较可知，这样正交分解比按照水平、竖直方向正交分解列方程和解方程都简单。

还应该注意到F1的表达式F1=m(gsinα-acosα)显示其有可能得负值，这意味这绳对木块的力是推力，这是不可能的。可见这里又有一个临界值的问题：当向左的加速度a≤gtanα时F1=m(gsinα-acosα)沿绳向斜上方；当a>gtanα时木块和斜面不再保持相对静止，而是相对于斜面向上滑动，绳子松弛，拉力为零。

6.【单项选择题】如图所示，m A =1kg ，m B =2kg ，A 、B 间静摩擦力的

F

F 2

F 1

a v

G

v

a a x

a y

F 2

F 1

G

G x

G y

x

y

最大值是5N ，水平面光滑。用水平力F 拉B ，当拉力大小分别是F =10N 和F =20N 时，A 、B 的加速度各多大？

【难度】B

【考查点】连接体问题 【答案】

【解析】先确定临界值，即刚好使A 、B 发生相对滑动的F 值。当A 、B 间的静摩擦力达到5N 时，既可以认为它们仍然保持相对静止，有共同的加速度，又可以认为它们间已经发生了相对滑动，A 在滑动摩擦力作用下加速运动。这时以A 为对象得到a =f/mA =5m/s2，再以A 、B 系统为对象得到 F =（mA+mB ）a =15N

⑴当F=10N<15N 时， A 、B 一定仍相对静止，所以

2

B

A B A 3.3m/s

=+=

=m m F

a a

⑵当F=20N>15N 时，A 、B 间一定发生了相对滑动，用质点组牛顿第二定律列方程：B B A A a m a m F +=，而a A=f/mA =5m/s2，于是可以得到a B =7.5m/s2

7.【单项选择题】如图所示，若滑轮P 可沿与水平面成θ角的绳索无

A

B F

摩擦地下滑，绳索处于绷紧状态，可认为是一直线，滑轮下面挂个重为G的物体Q，若滑轮和物体下滑时不振动，则下列说法正确的是( )

P

θ

Q

A、Q有加速度一定小于gsinθ

B、悬线所受拉力为Gsinθ

C、悬线所受拉力为Gcosθ

D、悬线一定与绳索垂直

【难度】B

【考查点】连接体问题

【答案】CD

8.【多项选择题】如图所示，小车板面上的物体质量为m=8㎏，它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上，这时弹簧的弹力为6N。现沿水平向右的方向对小车施以作用力，使小车由静止开始运动起来，运动中加速度由零逐渐增大到1m/s2,随即以1 m/s2的加速度做匀加速直线运动。以下说法正确的是( )