高中物理大一轮复习第03章牛顿定律 微专题 14(连接体问题)

高中物理大一轮复习第03章牛顿定律微专题14

连接体问题

Lex Li

方法点拨：

整体法、隔离法交替运用的原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求物体之间的作用力，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”．

01、质量均为5 kg的物块1、2放在光滑水平面上并用轻质弹簧秤相连，如图所示，今对物块1、2分别施以方向相反的水平力F1、F2，且F1＝20 N、F2＝10 N，则弹簧秤的示数为（）A．30 N B．15 N

C．20 N D．10 N

02、（多选）如图所示，物块A、B质量相等，在恒力F作用下，在水平面上做匀加速直线运动，若水平面光滑，物块A的加速度大小为a1，物块A、B间的相互作用力大小为F N1；若水平面粗糙，且物块A、B与水平面间的动摩擦因数相同，物块B的加速度大小为a2，物块A、B间的相互作用力大小为F N2，则以下判断正确的是（）A．a1＝a2B．a1>a2

C．F N1＝F N2D．F N1

03、如图所示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端连接一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起．当框架对地面压力为零瞬间小球的加速度大小（）

A．g B. M－m m g

C．0 D. M＋m m g

04、一倾角为α的斜劈放在水平地面上，一物体沿斜劈匀速下滑．现给物体施加如图所示的力F，F 与竖直方向夹角为β，斜劈仍静止，则此时地面对斜劈的摩擦力（）A．大小为零

B．方向水平向右

C．方向水平向左

D．无法判断大小和方向

05、如图所示，A、B两物块放在粗糙水平面上，且它们与地面之间的动摩擦因数相同．它们之间用轻质细线相连，两次连接情况中细线倾斜方向不同但倾角相同，先后对B施加水平力F1和F2，两次细线上的力分别为F T1、F T2，则下列说法正确的是（）A．若两种情况下，A、B一起向右运动，则必有F1＝F2

B ．两种情况下，只有A 、B 一起向右匀速运动，

才可能F 1＝F 2

C ．若两种情况下，A 、B 一起向右运动，则可

能F T1＝F T2

D ．若两种情况下，A 、B 一起向右匀速运动，则F T1＞F T2

06、（多选）如图所示为一根质量为m 、长度为L 、质量均匀分布的粗绳AB.在粗绳上与B 端距离为x 的某位置有一质量不计的力传感器，可读出该处粗绳中的张力．粗绳在水平外力F 的作用下，沿水平面做匀加速直线运动，由力传感器读数和已知条件 （ ）

A ．能够判断粗绳运动是否受到摩擦力作用

B ．可知水平外力F 的大小

C ．可知粗绳沿水平面做匀加速直线运动的加速度大小

D ．若水平外力F 的大小恒定，则传感器读数与x 成正比

07、如图所示，一劲度系数为k 的轻质弹簧，上端固定，下端连一质量为m 的物块A ，A 放在质量也为m 的托盘B 上，以F N 表示B 对A 的作用力，x 表示弹簧的伸长量．初始时，在竖直向上的力F 作

用下系统静止，且弹簧处于自然状态（x ＝0）．现改变力F 的大小，使B 以g 2的加速度匀加速向下运动

（g 为重力加速度，空气阻力不计），此过程中F N 、F 随x 变化的图象正确的是（ ）

08、如图所示，质量均为m 的小物块A 、B ，在水平恒力F 的作用下沿倾角为37°固定的光滑斜面加速向上运动．A 、B 之间用与斜面平行的形变可忽略不计的轻绳相连，此时轻绳张力为F T ＝0.8mg.已知sin 37°＝0.6，下列说法错误的是 （ ）

A ．小物块A 的加速度大小为0.2g

B ．F 的大小为2mg

C ．撤掉F 的瞬间，小物块A 的加速度方向仍不变

D ．撤掉F 的瞬间，绳子上的拉力为0

高中物理大一轮复习第03章牛顿定律 微专题14

连接体问题 答案解析

Lex Li

01、B 利用整体法，F 1－F 2＝（m 1＋m 2）a ，对物块1隔离，利用牛顿第二定律有F 1－F ＝m 1a ，联立解得F ＝15 N ．

02、BCD 水平面光滑时，对整体由牛顿第二定律有：F ＝（m A ＋m B ）a 1，可得：a 1＝F m A ＋m B ＝F 2m ；对B 受力分析，由牛顿第二定律可得：F N1＝m B a 1＝F 2.水平面粗糙时，对整体由牛顿第二定律有：

F －F f ＝（m A ＋m B ）a 2，可得a 2＝F －F f m A ＋m B

＝F －F f 2m

03、D 以框架为研究对象进行受力分析可知，当框架对地面压力为零时，其重力与弹簧对其弹力平衡，即F ＝Mg ，故可知弹簧处于压缩状态，再以小球为研究对象分析受力可知F ＋mg ＝ma ，联

立可解得，小球的加速度大小为a ＝M ＋m m g ，故选项D 正确．

04、A 没有施加力F 时，由物体匀速下滑可知mgsin α＝μmgcos α得μ

＝tan α，物体受重力G 、斜面的弹力F N 、斜面的摩擦力F f ，且三力的合力

为零，故F N 与F f 的合力竖直向上，F f F N

＝tan α＝μ（如图所示）． 当物体受到外力F 时，物体受斜面的弹力为F N ′、摩擦力为F f ′，F N ′与

F f ′的合力与F N ′的夹角为θ，则F f ′F N

′＝μ＝tan θ 故θ＝α，即F N ′与F f ′的合力方向竖直向上，由牛顿第三定律知，物块对斜面体的作用力竖直向下，故斜面体在水平方向上不受力，A 对．

05、C 两种情况下，对整体受力分析可知，整体均受到重力、拉力、支持力及摩擦力，因整体对地面的压力相同，故摩擦力相同；若A 、B 一起向右运动，只有均做匀速运动，或者均做加速度相同的匀变速直线运动时，这两种情况下水平拉力才相等，即F 1＝F 2，A 、B 错误；两种情况下，若A 、B 一起向右匀速运动，对A 受力分析可知，A 受重力、支持力、摩擦力及细线的拉力而处于平衡状态，

对第一种情况有F T1sin θ＝μ（mg －F T1cos θ），解得F T1＝μmg sin θ＋μcos θ

，对第二种情况F T2sin θ＝μ（mg ＋F T2cos θ），解得F T2＝μmg sin θ－μcos θ

，故F T1＜F T2，D 错误；若A 、B 一起向右做匀加速运动，且第一种情况的加速度较大，则有可能F T1＝F T2，故C 正确．

06、BD 设粗绳与水平面间的动摩擦因数为μ，力传感器读数为F T ，对整根绳子，由牛顿第二

定律有F －μmg ＝ma ，对粗绳左侧长度为x 的部分，由牛顿第二定律有F T －μmx L g ＝mx L a ，解得F T ＝Fx L .

由力传感器读数和已知条件，不能够判断粗绳运动是否受到摩擦力作用，可知水平外力F 的大小，不能得出粗绳沿水平面做匀加速直线运动的加速度大小，