專題11 連接體模型（原卷版）-2023-2024學(xué)年高中物理同步模型易點(diǎn)通人教版2019必修第一冊(cè)

專題11連接體模型一．連接體模型模型概述1.常見(jiàn)連接體模型2.連接體問(wèn)題的處理方法(1)外力和內(nèi)力如果以物體(包括物體間的繩、彈簧等)組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，則系統(tǒng)之外的作用力為該系統(tǒng)受到的外力，而系統(tǒng)內(nèi)各物體間的相互作用力為該系統(tǒng)的內(nèi)力。(2)整體法：把整個(gè)系統(tǒng)作為一個(gè)研究對(duì)象，不必考慮系統(tǒng)的內(nèi)力，只需分析系統(tǒng)受到的外力，然后依據(jù)牛頓第二定律列方程求解。(3)隔離法：把系統(tǒng)中的一部分作為研究對(duì)象，此時(shí)系統(tǒng)的內(nèi)力就有可能成為該研究對(duì)象所受的外力，在分析時(shí)應(yīng)加以注意。3.整體法與隔離法的選擇(1)整體法的研究對(duì)象少、受力少、方程少，所以連接體問(wèn)題優(yōu)先采用整體法。(2)涉及物體間相互作用的內(nèi)力時(shí)，必須采用隔離法。(3)若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度且需要求解物體間的相互作用力，就可以先用整體法求出加速度，再用隔離法分析其中一個(gè)物體的受力，即“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”。(4)若已知某個(gè)物體的受力情況，可先隔離該物體求出加速度，再以整體為研究對(duì)象求解外力。二．連接體問(wèn)題-------輕繩相連加速度相同的連接體mm1m2Fμμamm1m2Fμμamm1m2Fμμamm1m2Famm1m2Fμμam3μ求m2、m3間作用力,將m1和m2看作整體整體求加速度隔離求內(nèi)力T-μm1g=m1a得整體求加速度隔離求內(nèi)力T-m1g(sinθ-μcosθ)=m1a得整體求加速度隔離求內(nèi)力T-m1g=m1a得mm1m2F2μμaF1隔離T-F1-μm1g=m1a得三．連接體問(wèn)題------輕繩繞滑輪加速度問(wèn)題mm1m2aaμmm1m2aa隔離m1：T-μm1g=m1a隔離m2：m2g-T=m2a得，隔離m1：m1g-T=m1a隔離m2：T-m2g=m2a得，若μ=0，且m2<<m1，若m1=m2，T=m1g=m2g【例1】五個(gè)質(zhì)量相等的物體并排置于光滑水平面上，如圖所示，現(xiàn)對(duì)第1個(gè)物體施加大小為F、方向水平向右的恒力，則第2個(gè)物體對(duì)第3個(gè)物體的作用力等于()A.eq\f(1,5)F B.eq\f(2,5)FC.eq\f(3,5)F D.eq\f(4,5)F【例2】如圖所示，質(zhì)量分別為m1＝3kg，m2＝2kg的A、B物體置于光滑的水平面上，中間用水平輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)連接。兩個(gè)大小分別為F1＝30N，F(xiàn)2＝20N的水平拉力分別作用在A、B上，則()A.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是50NB.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是24NC.在突然撤去F2的瞬間，B的加速度大小為4m/s2D.在突然撤去F2的瞬間，A的加速度大小為10m/s2【例3】如圖所示，質(zhì)量分別為M和m的物塊由相同的材料制成，且M＞m，將它們用一根跨過(guò)輕而光滑的定滑輪的細(xì)線連接。如果按圖甲放置在水平桌面上，兩物塊剛好做勻速運(yùn)動(dòng)。如果互換兩物塊位置按圖乙放置在同一水平桌面上，它們的共同加速度大小為()A.eq\f(M,M＋m)g B.eq\f(M－m,m)gC.eq\f(M－m,M)g D.上述均不對(duì)一、單選題1．如圖所示，在傾角為的光滑斜面上，有質(zhì)量分別為和的A、B兩物塊用輕繩連接，現(xiàn)用沿斜面的力使兩物塊一起向上加速運(yùn)動(dòng)，則輕繩的拉力為（?。ǎ〢． B． C． D．2．如圖所示，在汽車車廂中懸掛一小球，實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)汽車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸線將與豎直方向成某一穩(wěn)定角度。若在車廂底板上還有一個(gè)照其相對(duì)靜止的物體，則關(guān)于汽車的運(yùn)動(dòng)情況和物體的受力情況正確的是（）A．汽車一定向右做勻加速運(yùn)動(dòng)B．汽車一定向左做勻加速運(yùn)動(dòng)C．只受到重力和底板的支持力作用D．除受到重力、底板的支持力作用外，還受到水平向右的摩擦力的作用3．如圖所示，在水平光滑桌面上放有和兩個(gè)小物塊，它們中間有細(xì)線連接。已知，，連接它們的細(xì)線最大能承受6N的拉力?，F(xiàn)用水平外力向左拉或用水平外力向右拉，為保持細(xì)線不斷，則與的最大值分別為（）A．10N

15N B．15N

6N C．12N

8N D．15N

10N4．如圖所示，水平地面上有兩個(gè)完全相同的木塊A、B，在水平推力F作用下運(yùn)動(dòng)，用FAB代表A、B間的相互作用力（）A．若地面是完全光滑的，則FAB=F B．若地面是完全光滑的，則FAB=FC．若地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則FAB=F D．若地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則FAB=2F5．如圖所示，水平桌面上的小物塊a通過(guò)輕繩跨過(guò)光滑定滑輪連接小物塊b，物塊a與物塊b的質(zhì)量之比為。將物塊a從P點(diǎn)由靜止釋放，1s后到達(dá)桌面上距離P點(diǎn)1m的Q點(diǎn)（b未落地），不計(jì)空氣阻力，重力加速度，則物塊a與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（）A．0.1 B．0.2 C．0.4 D．0.56．如圖所示，物體A放在光滑的水平桌面上用輕繩跨過(guò)光滑的定滑輪與B相連，A、B的質(zhì)量均為m，B離滑輪的距離足夠長(zhǎng)，重力加速度為g?，F(xiàn)對(duì)A施加一水平向左的恒力F，使A向左做勻加速運(yùn)動(dòng)。則輕繩的張力大小為（）A． B．C． D．7．如圖所示，輕質(zhì)動(dòng)滑輪下方懸掛重物A、輕質(zhì)定滑輪下方懸掛重物B，懸掛滑輪的輕質(zhì)細(xì)線豎直。開(kāi)始時(shí)，重物A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)，釋放后A、B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，已知A、B的質(zhì)量相等，假設(shè)摩擦阻力和空氣阻力均忽略不計(jì)，重力加速度為g，當(dāng)A的位移為h時(shí)，B的速度有多大（

）A． B． C． D．二、多選題8．如圖所示，水平面上有一質(zhì)量為2m的物體A，左端用跨過(guò)光滑定滑輪的細(xì)線連接著物體B，物體B、C的質(zhì)量均為m，用輕彈簧相連放置在傾角為θ的斜面上，不計(jì)一切摩擦。開(kāi)始時(shí)，物體A受到水平向右的恒力F的作用而保持靜止，已知重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（）A．在細(xì)線被燒斷的瞬間，A的加速度大小為2gsinθB．在細(xì)線被燒斷的瞬間，B的加速度大小為0C．剪斷彈簧的瞬間，細(xì)線上的拉力大小瞬間突變?yōu)镈．突然撤去外力F的瞬間，A的加速度大小為9．高鐵已成為重要的“中國(guó)名片”，領(lǐng)跑世界。一列由8節(jié)車廂編組的列車，從車頭開(kāi)始的第2、3、6和7共四節(jié)為動(dòng)力車廂，其余為非動(dòng)力車廂。列車在平直軌道上勻加速啟動(dòng)時(shí)，若每節(jié)動(dòng)力車廂提供的牽引力大小為F，每節(jié)車廂質(zhì)量都為m，每節(jié)車廂所受阻力為車廂重力的k倍。重力加速度為g。則下列說(shuō)法正確的是（）A．整列車的加速度大小為B．啟動(dòng)時(shí)車廂對(duì)乘客作用力的方向豎直向上C．第2節(jié)車廂對(duì)第1節(jié)車廂的作用力大小為D．第2節(jié)車廂對(duì)第3節(jié)車廂的作用力大小為010．如圖甲所示，用粘性材料粘在一起的A、B兩物塊靜止于光滑水平面上，兩物塊的質(zhì)量分別為、，當(dāng)A、B之間產(chǎn)生拉力且拉力等于0.3N時(shí)，A、B將會(huì)分離。時(shí)刻開(kāi)始對(duì)物塊A施加一水平推力，同時(shí)對(duì)物塊B施加同一方向的拉力，使A、B從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中、方向保持不變，、的大小隨時(shí)間的變化如圖乙所示。則下列關(guān)于A、B兩物塊的受力及運(yùn)動(dòng)情況的分析，正確的是（）A．時(shí)刻A、B之間作用力大小為0.6NB．時(shí)刻A、B之間作用力為零C．時(shí)刻A對(duì)B的作用力方向向左D．從t=0時(shí)刻到A、B分離，它們運(yùn)動(dòng)的位移大小為5.4m11．如圖甲所示，質(zhì)量為的小車放在光滑水平面上，小車上用細(xì)線懸吊一質(zhì)量為m的小球，，用一力F水平向右拉小球，使小球和車一起以加速度a向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與豎直方向成角，細(xì)線的拉力大小為。若用一力水平向左拉小車，使小球和車一起以加速度向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線與豎直方向也成角，如圖乙所示，細(xì)線的拉力大小為，則（）A． B．C． D．12．我國(guó)高鐵技術(shù)迅猛發(fā)展，取得舉世矚目的成就。學(xué)校物理興趣小組為研究高鐵車廂間的相互作用力，用8個(gè)完全相同的滑塊放在水平地面上模擬高鐵車廂，滑塊與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)都相同，滑塊間用輕桿連接，如圖所示。給滑塊1施加水平向右的拉力F，滑塊向右加速運(yùn)動(dòng)，下列分析判斷正確的是（）A．若減小滑塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，則滑塊7、8間桿的拉力變小B．若增大水平拉力F，滑塊7、8間桿的拉力變大C．滑塊7、8間桿的拉力與滑塊5、6間桿的拉力大小之比為1:3D．滑塊7、8間桿的拉力與滑塊5、6間桿的拉力大小之比為2:313．如圖所示，三物塊用細(xì)線通過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪與地面連接，物塊A的質(zhì)量為，物塊B、C的質(zhì)量都是。物塊B與物塊C的距離和物塊C到地面的距離都是。A距滑輪足夠遠(yuǎn)且不計(jì)一切阻力，。現(xiàn)將物塊A下方的細(xì)線剪斷，不考慮物塊B、C和地面接觸后的反彈問(wèn)題，則（）A．剪斷細(xì)線前，物塊A下方細(xì)線對(duì)物塊A下的拉力大小為1NB．剪斷A下下方細(xì)線瞬間，物塊A、B、C加速度大小均為C．剪斷A下下方細(xì)線瞬間，物塊A下有向上的加速度，是失重現(xiàn)象D．剪斷A下下方細(xì)線瞬間，物塊B、C間細(xì)線拉力大小為2.5N14．如圖所示，在水平面上，靜止著兩個(gè)相同的質(zhì)量為m的物塊P和Q。兩物塊之間連接著一個(gè)原長(zhǎng)為L(zhǎng)、勁度系數(shù)為k的輕彈簧，兩物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g，則彈簧長(zhǎng)度的可能取值為（

）A． B．C． D．15．如圖所示，一條輕繩繞過(guò)輕質(zhì)定滑輪，兩端各系質(zhì)量分別為m和2m的物體A和B，物體A放置于傾角的固定斜面上，與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。先用手壓住物體A使A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，由靜止釋放物體A，在其沿斜面向上運(yùn)動(dòng)s的過(guò)程中（A未與滑輪碰撞、B未落地），重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（）A．A、B的加速度大小為 B．A、B的加速度大小為C．A、B間輕繩拉力大小為 D．A、B間輕繩拉力大小為16．如圖所示，在傾角為的光滑斜面上有兩個(gè)用輕質(zhì)彈簧相連接的物塊和，它們的質(zhì)量分別為和，彈簧的勁度系數(shù)為為一固定擋板，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一沿斜面向上的恒力拉物塊使之沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)剛要離開(kāi)時(shí)，的加速度方向沿斜面向上，大小為，則（）A．物塊始終做勻加速運(yùn)動(dòng)B．從靜止到剛離開(kāi)的過(guò)程中，彈簧的彈力先減小后增大C．從靜止到剛離開(kāi)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)的距離為D．恒力的大小為17．如圖所示，質(zhì)量為m的物塊A靜置在水平桌面上，通過(guò)足夠長(zhǎng)的輕繩和輕質(zhì)滑輪懸掛著質(zhì)量為2m的物塊B。現(xiàn)由靜止釋放物塊A、B，以后的運(yùn)動(dòng)討程中物塊A不與定滑輪發(fā)生碰撞。已知重力加速度大小為g，不計(jì)所有阻力，下列說(shuō)法正確的是（）A．在相同時(shí)間內(nèi)物塊A、B運(yùn)動(dòng)的路程之比為2:1B．t時(shí)刻物塊A、B的速度大小之比為1:1C．輕繩的拉力為D．B下落高度h時(shí)速度為三、解答題18．高鐵已成為重要的“中國(guó)名片”，領(lǐng)跑世界。一輛由8節(jié)車廂編組的列車，從車頭開(kāi)始編號(hào)的第2、3、6和7共四節(jié)為動(dòng)力車廂，其余為非動(dòng)力車廂，每節(jié)車廂質(zhì)量均為m。當(dāng)列車在平直軌道上勻加速啟動(dòng)時(shí)，每節(jié)動(dòng)力車廂牽引力大小均為F，每節(jié)車廂所受阻力為車廂重力的k倍，重力加速度為g。求：(1)啟動(dòng)時(shí)車廂對(duì)乘客作用力的方向？(2)整列車的加速度大小為多少？(3)第3節(jié)車廂對(duì)第2節(jié)車廂的作用力大小是多少？(4)第2節(jié)車廂對(duì)第1節(jié)車廂的作用力大小是多少？19．如圖所示，足夠長(zhǎng)的傾角θ＝37°的光滑斜面體固定在水平地面上，一根輕繩跨過(guò)定滑輪，一端與質(zhì)量為m1＝1kg的物塊A連接，另一端與質(zhì)量為m2＝3kg的物塊B連接，繩與斜面保持平行。開(kāi)始時(shí)，用手按住A，使B懸于空中，釋放后，在B落地之前，（g=10m/s2

sin37°=0.6

cos37°=0.8）求：(1)物塊B的加速度大小為多