第7讲牛顿运动定律之连接体-人教版高中物理必修第一册综合提升专题训练（机构）（含答案）

综合提升专题训练--牛顿运动定律之连接体问题一、单选题：（每小题5分）1．如图所示，a、b、c为三个质量均为m的物块，物块、b通过水平轻绳相连后放在水平面上，物块c放在b上．现用水平拉力作用于a，使三个物块一起水平向右匀速运动．各接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g．下列说法正确的是（）A．该水平拉力等于轻绳的弹力B．物块c受到的摩擦力大小为mgC．当该水平拉力增大为原来的倍时，物块c受到的摩擦力大小为mgD．剪断轻绳后，在物块b向右运动的过程中，物块c受到的摩擦力大小为mg2．一根轻绳跨过一轻定滑轮，质量为m的人抓着轻绳的一端，轻绳另一端系了一个质量为eq\f(m,2)的物体。已知重力加速度为g，若人相对于轻绳匀速向上爬时，物体上升的加速度为()A．\f(g,3)\f(1,2)gD．g3．如图所示，质量为3kg的物块放在小车上，小车上表面水平，物块与小车之间夹有一个水平弹簧，弹簧处于压缩的状态，且弹簧的弹力为3N，整个装置处于静止状态，现给小车施加一水平向左的恒力F，使其以2m/s2的加速度向左做匀加速直线运动，则（）A．物块一定会相对小车向右运动B．物块受到的摩擦力一定减小C．物块受到的摩擦力大小一定不变D．物块受到的弹簧弹力一定增大4．如图所示，质量相同的木块A，B用轻质弹簧连接静止在光滑的水平面上，弹簧处于自然状态。现用水平恒力F推A，则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中（）A．两木块速度相同时，加速度aA=aBB．两木块加速度相同时，速度vA<vBC．两木块速度相同时，加速度aA<aBD．两木块加速度相同时，速度vA=vB5．如图，放置于水平面上的楔形物体，两侧倾角均为30°，左右两表面光滑且足够长，上端固定一光滑滑轮，一根很长且不可伸长的轻绳跨过定滑轮分别与左右两侧斜面平行，绳上系着三个物体A、B、C，三物体组成的系统保持静止.A物体质量为m，B物体质量为3m，现突然剪断A物体和B物体之间的绳子，不计空气阻力(重力加速度为g)，三物体均可视为质点，则A．绳剪断瞬间，A物体的加速度为B．绳剪断瞬间，C物体的加速度为C．绳剪断瞬间，楔形物体对地面的压力不变D．绳剪断瞬间，A、C间绳的拉力为2mg6.如图所示，质量为M的三角形木块A静止在水平地面上，其左右两斜面光滑，一质量为m的物块B沿倾角α＝30°的右侧斜面加速下滑时，三角形木块A刚好保持静止，则当物块B沿倾角β＝60°的左侧斜面下滑时，下列说法中正确的是()A．A仍然静止不动，地面对A的摩擦力两种情况下等大B．A仍然静止不动，对地面的压力比沿右侧斜面下滑时对地面的压力小C．A将向右滑动，若使A仍然静止需对其施加向左的作用力D．若α＝45°，A仍将静止不动7．两倾斜的平行杆上分别套着a、b两相同圆环，两环上均用细线悬吊着相同的小球，如图所示。当它们都沿杆向下滑动，各自的环与小球保持相对静止时，a的悬线与杆垂直，b的悬线沿竖直方向，下列说法正确的是A．a环与杆有摩擦力B．d球处于失重状态C．杆对a、b环的弹力大小相等D．细线对c、d球的弹力大小可能相等8．足够长的倾斜长杆（与水平面成α角）上套有一个质量为M的环，环通过细线吊一个质量为m的小球。当环在某拉力的作用下在长杆上滑动时，稳定运动的情景如图所示，其中虚线表示竖直方向，那么以下说法正确的是（）A．环一定沿长杆向下加速运动B．环可能沿长杆向上减速运动C．环的加速度一定大于gsinαD．环的加速度一定沿杆向上二、多选题（每题有多个选项正确，全对的得6分，对而不全得4分，有错的得零分）9．如图所示，物体A和B的质量均为m，分别与跨过定滑轮的轻绳连接（不计绳与轮、滑轮与轴之间的摩擦），用水平变力F拉物体A沿水平方向向右做匀速直线运动。则（）A．物体B做匀加速直线运动 B．物体B处于超重状态C．物体B的加速度逐渐增大 D．物体B的加速度逐渐减小10．如图所示，A、B、C三球质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接。倾角为的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（）A．A球的受力情况未变，加速度为零B．B球的受力情况未变，加速度为零C．A、B之间杆的拉力大小为D．A、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为11．如图所示，在水平面上有一质量为M、倾角为θ的斜面，其上有一质量为m的物块，当对斜面施加水平力F后，物块恰好作自由落体运动。不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A．物块与斜面之间的弹力大小为mgcosθB．水平面对M的支持力大小为C．斜面的加速度大小为D．水平力的大小为12．两个重叠在一起的滑块，置于倾角为θ的固定斜面上，滑块A、B的质量分别为M和m，如图所示，A与斜面的动摩擦因数为μ1，B与A间的动摩擦因数为μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，则滑块A受到的摩擦力()A．等于零 B．方向沿斜面向上C．大小等于 D．大小等于三、解答题(解答时要有必要的文字说明和重要步骤和方程)13．（16分）如图所示，一细绳跨过装在天花板上的滑轮，绳的一端吊一质量为M的物体，另一端挂一载人梯子(梯子悬空)，人质量为m，开始时系统处于平衡状态，不计摩擦及滑轮与绳的质量，则要使天花板受力为零，试描述人的运动状态(需指出加速度的大小与方向)14.（20分）如图所示，质量均为的物体A、B紧挨着放置在粗糙的水平面上，物体A的右侧连接劲度系数为的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上，开始时两物体压紧弹簧并恰好处于静止状态。现对物体B施加水平向左的拉力，使A和B整体向左做匀加速运动，加速度大小为，直至B与A分离。已知两物体与水平面间的动摩擦因数均为，两物体与水平面之间的最大静摩擦力均与滑动摩擦力相等，取重力加速度．求：（1）静止时，物体A对B的弹力大小；（2）水平向左拉力的最大值；（3）物体A、B开始分离时的速度。

综合提升专题训练--牛顿运动定律之连接体问题答案版一、单选题（每小题5分）1．如图所示，a、b、c为三个质量均为m的物块，物块、b通过水平轻绳相连后放在水平面上，物块c放在b上．现用水平拉力作用于a，使三个物块一起水平向右匀速运动．各接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为g．下列说法正确的是（）A．该水平拉力等于轻绳的弹力B．物块c受到的摩擦力大小为mgC．当该水平拉力增大为原来的倍时，物块c受到的摩擦力大小为mgD．剪断轻绳后，在物块b向右运动的过程中，物块c受到的摩擦力大小为mg【答案】C【解析】A：对a水平方向受力分析：受向右的F、向左的轻绳弹力、地面对它向左的摩擦力，物体匀速，故水平拉力大于轻绳的弹力即A错误．B：对物块c受力分析：受重力、支持力，不受摩擦力，B错误．C：原来匀速时，对整体分析：；当该水平拉力增大为原来的倍时，对整体分析,得对c水平方向分析：故C正确．D：剪断轻绳后，物块bc向右运动的过程中，对bc研究：对c水平方向分析：故D错误．点睛：连接体问题的处理思路是优先整体再隔离．2．一根轻绳跨过一轻定滑轮，质量为m的人抓着轻绳的一端，轻绳另一端系了一个质量为eq\f(m,2)的物体。已知重力加速度为g，若人相对于轻绳匀速向上爬时，物体上升的加速度为()A．\f(g,3)\f(1,2)gD．g【答案】B【解析】以物体为研究对象，设物体上升的加速度为a，轻绳中拉力为F，由牛顿第二定律，F－eq\f(1,2)mg＝eq\f(1,2)ma。以人为研究对象，人相对于轻绳匀速向上爬，说明人和轻绳具有相同的加速度，由牛顿第二定律，mg－F＝ma，联立解得：a＝eq\f(g,3)，选项B正确。3．如图所示，质量为3kg的物块放在小车上，小车上表面水平，物块与小车之间夹有一个水平弹簧，弹簧处于压缩的状态，且弹簧的弹力为3N，整个装置处于静止状态，现给小车施加一水平向左的恒力F，使其以2m/s2的加速度向左做匀加速直线运动，则（）A．物块一定会相对小车向右运动B．物块受到的摩擦力一定减小C．物块受到的摩擦力大小一定不变D．物块受到的弹簧弹力一定增大【答案】C【解析】整个装置处于静止状态时弹簧弹力T=3N，根据平衡条件可得此时的摩擦力f=3N，方向向右，所以最大静摩擦力大于等于3N；当小车以2m/s2的加速度向左做匀加速直线运动，物块受到的合外力F合=ma=6N，方向向左，假设此时二者没有相对运动，则弹力仍为3N，摩擦力大小为3N，方向向左，由于摩擦力仍小于等于最大静摩擦力，所以二者保持相对静止，且物块受到的摩擦力大小不变，方向改变，故C正确，A、B、D错误．故选C．【点睛】本题考查应用牛顿第二定律分析物体受力情况的能力．要注意静摩擦力大小和方向会随物体状态而变化介于0至最大静摩擦力之间．4．如图所示，质量相同的木块A，B用轻质弹簧连接静止在光滑的水平面上，弹簧处于自然状态。现用水平恒力F推A，则从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中（）A．两木块速度相同时，加速度aA=aBB．两木块加速度相同时，速度vA<vBC．两木块速度相同时，加速度aA<aBD．两木块加速度相同时，速度vA=vB【答案】C【解析】从速度方面分析：从开始到弹簧第一次被压缩到最短，在AB靠近的过程中，A的速度始终大于B的速度，否则不可能靠近，当弹簧压缩到最短时，两者速度相等。从加速度分析：初始时刻，只有A受到推力F，A的加速度大，速度增加的快，当弹簧压缩到最短时，两者速度相等，此时B的加速度大于A的，否则不可能出现两者速度相等。BD．从开始到弹簧第一次被压缩到最短过程中，中间某一时刻会出现加速度相等的时刻，那时A的速度大，BD错误；AC．弹簧压缩量最大时，AB速度相等，此时B的加速度大，C正确，A错误。故选C。5．如图，放置于水平面上的楔形物体，两侧倾角均为30°，左右两表面光滑且足够长，上端固定一光滑滑轮，一根很长且不可伸长的轻绳跨过定滑轮分别与左右两侧斜面平行，绳上系着三个物体A、B、C，三物体组成的系统保持静止.A物体质量为m，B物体质量为3m，现突然剪断A物体和B物体之间的绳子，不计空气阻力(重力加速度为g)，三物体均可视为质点，则A．绳剪断瞬间，A物体的加速度为B．绳剪断瞬间，C物体的加速度为C．绳剪断瞬间，楔形物体对地面的压力不变D．绳剪断瞬间，A、C间绳的拉力为2mg【答案】A【解析】ABD．设C的质量为m′．绳剪断前，由平衡条件知：（3m+m）gsin30°=m′gsin30°得m′=4m绳剪断瞬间，以A为研究对象，根据牛顿第二定律得：T-mgsin30°=ma以C为研究对象，根据牛顿第二定律得：4mgsin30°-T=4ma联立解得：即绳剪断瞬间，A、C物体的加速度大小均为，A、C间绳的拉力为，故A正确，BD错误．C．绳剪断前，A、C间绳的拉力为：T′=（3m+m）gsin30°=2mg绳剪断瞬间，A、C间绳的拉力为，则AC间绳对定滑轮的压力发生改变，而三个物体对楔形物体的压力不变，可知，绳剪断瞬间，楔形物体对地面的压力发生变化，故C错误．6.如图所示，质量为M的三角形木块A静止在水平地面上，其左右两斜面光滑，一质量为m的物块B沿倾角α＝30°的右侧斜面加速下滑时，三角形木块A刚好保持静止，则当物块B沿倾角β＝60°的左侧斜面下滑时，下列说法中正确的是()A．A仍然静止不动，地面对A的摩擦力两种情况下等大B．A仍然静止不动，对地面的压力比沿右侧斜面下滑时对地面的压力小C．A将向右滑动，若使A仍然静止需对其施加向左的作用力D．若α＝45°，A仍将静止不动【答案】C【解析】物块B沿着右侧斜面下滑时，对斜面的压力等于其重力沿垂直斜面的压力，为F＝mgcos30°，对木块A受力分析，受重力、压力、支持力和向右的静摩擦力，如答图1所示。木块A恰好不滑动，故静摩擦力达到最大值，等于滑动摩擦力，根据平衡条件有：x方向：f＝Fsin30°，y方向：N＝Mg＋Fcos30°，f＝μN1，其中N＝N1，解得μ＝eq\f(\r(3)m,3m＋4M)。物块B从左侧下滑时，先假设木块A不动，受重力、支持力、压力和向左的摩擦力，如答图2所示。压力等于物块B重力沿垂直斜面的分力，即F′＝mgcos60°，竖直方向一定平衡，支持力N′＝Mg＋F′cos60°＝Mg＋eq\f(1,4)mg，N′＝N″，故最大静摩擦力fm＝μN″＝eq\f(\r(3)m,3m＋4M)(Mg＋eq\f(1,4)mg)，压力沿地面平行的分力为F′cos30°＝eq\f(\r(3),4)mg>fm，故A一定会滑动，要使A静止，需要对其施加向左的推力，故C正确，AB错误。若α＝45°，物块B沿右侧斜面下滑时，先假设A不动，B对A的压力为mgcos45°，该压力沿地面平行的分力为mgsin45°cos45°，竖直分力为mgcos45°sin45°，与α＝30°时相比，B对A压力沿地面平行的分力变大，B对A压力的竖直分力变小，故最大静摩擦力减小，故A一定滑动，D错误。7．两倾斜的平行杆上分别套着a、b两相同圆环，两环上均用细线悬吊着相同的小球，如图所示。当它们都沿杆向下滑动，各自的环与小球保持相对静止时，a的悬线与杆垂直，b的悬线沿竖直方向，下列说法正确的是A．a环与杆有摩擦力B．d球处于失重状态C．杆对a、b环的弹力大小相等D．细线对c、d球的弹力大小可能相等【答案】C【解析】对c球单独进行受力分析，受力分析图如下，c球受重力和绳的拉力F，物体沿杆滑动，因此在垂直于杆的方向加速度和速度都为零，由力的合成及牛顿第二定律可知物体合力，因a和c球相对静止，因此c球的加速度也为gsina，将a和c球以及绳看成一个整体，在只受重力和支持力的情况下加速度为gsina，因此a球和杆的摩擦力为零，故A错误；对球d单独进行受力分离，只受重力和竖直方向的拉力，因此球d的加速度为零，因为b和d相对静止，因此b的加速度也为零，故d球处于平衡状态，加速度为零，不是失重状态，故B错；细线对c球的拉力，对d球的拉力，因此不相等，故D错误；对a和c整体受力分析有，对b和d整体受力分析，因a和b一样的环，b和d一样的球，因此受力相等，故C正确。8．足够长的倾斜长杆（与水平面成α角）上套有一个质量为M的环，环通过细线吊一个质量为m的小球。当环在某拉力的作用下在长杆上滑动时，稳定运动的情景如图所示，其中虚线表示竖直方向，那么以下说法正确的是（）A．环一定沿长杆向下加速运动B．环可能沿长杆向上减速运动C．环的加速度一定大于gsinαD．环的加速度一定沿杆向上【答案】D【解析】AD．小球受竖直向下的重力G、与斜向上的绳子的拉力T作用，如图所示：两个力不在同一直线上，不是一对平衡力，则小球所受合力不为零，结合运动的方向可知，合力平行于杆向上，小球平行于杆的方向上做匀变速运动，小球与环相对静止，它们的运动状态相同，小球的加速度向上，则环的加速度也向上，选项A错误，D正确；B．由小球的受力只能判断出小球加速度的方向，但不能判断出小球运动的方向；小球可能向上做加速运动，有可能向下做减速运动，选项B错误；C．由于不知道拉小球的线与竖直方向之间的夹角，所以不能判断出小球的加速度与之间的关系。选项C错误。故选D。多选题（每题有多个选项正确，全对的得6分，对而不全得4分，有错的得零分）9．如图所示，物体A和B的质量均为m，分别与跨过定滑轮的轻绳连接（不计绳与轮、滑轮与轴之间的摩擦），用水平变力F拉物体A沿水平方向向右做匀速直线运动。则（）A．物体B做匀加速直线运动 B．物体B处于超重状态C．物体B的加速度逐渐增大 D．物体B的加速度逐渐减小【答案】BD【解析】ACD．设绳子与水平方向夹角为，A、B两物体沿着绳子方向的速度相等随着A向右运动，逐渐减小，因此B的速度逐渐增大，B做加速运动，当A运动到绳子方向与水平方向夹角很小时，B的速度接近A的速度，但不会超过A的速度，因此B做加速度减小的加速运动，最终加速度趋近于零，AC错误，D正确；B．由于B做加速运动，合力向上，因此处于超重状态，B正确。故选BD。10．如图所示，A、B、C三球质量均为m，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端A球相连，A、B间固定一个轻杆，B、C间由一轻质细线连接。倾角为的光滑斜面固定在地面上，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始系统处于静止状态，细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（）A．A球的受力情况未变，加速度为零B．B球的受力情况未变，加速度为零C．A、B之间杆的拉力大小为D．A、B两个小球的加速度均沿斜面向上，大小均为【答案】CD【解析】AB．细线被烧断的瞬间，A、B整体不再受细线的拉力作用，A、B的受力情况发生变化，合力不为零，加速度不为零，则说明A、B的加速度也不为零，AB错误；CD．设A、B之间杆的拉力大小为T，加速度为a，以A.、B组成的系统为研究对象，烧断细线前，A、B静止，处于平衡状态，合力为零，弹簧的弹力为烧断细线的瞬间，绳上的力立刻消失，而弹簧上的弹力不变，由牛顿第二定律得再以B单独为研究对象，由牛顿第二定律得联立上式解得，CD正确。故选CD。11．如图所示，在水平面上有一质量为M、倾角为θ的斜面，其上有一质量为m的物块，当对斜面施加水平力F后，物块恰好作自由落体运动。不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A．物块与斜面之间的弹力大小为mgcosθB．水平面对M的支持力大小为C．斜面的加速度大小为D．水平力的大小为【答案】CD【解析】A．物块恰好作自由落体运动，则物块仅受重力作用，物块与斜面之间的弹力为0，选项A错误；B．物块与斜面之间的弹力为0，则斜面仅受重力Mg、拉力F和水平面对M的支持力作用，水平面对M的支持力与斜面重力相等，大小为Mg，选项B错误；C．斜面的加速度与拉力F方向相同，水平向左，将其分解如图：所以加速度大小为选项C正确；D．根据牛顿第二定律知水平力的大小选项D正确。故选CD。12．两个重叠在一起的滑块，置于倾角为θ的固定斜面上，滑块A、B的质量分别为M和m，如图所示，A与斜面的动摩擦因数为μ1，B与A间的动摩擦因数为μ2，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，则滑块A受到的摩擦力()A．等于零 B．方向沿斜面向上C．大小等于 D．大小等于【答案】BC【解析】以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得，整体的加速度为：设A对B的摩擦力方向向下，大小为f，则有：解得：负号表示摩擦力方向沿斜面向上则A受到B的摩擦力向下，大小，斜面的滑动摩擦力向上，A受到的总的摩擦力为：；AB．计算出的A受的总的摩擦力为负值，表示方向沿斜面向上；故A项错误，B项正确.CD．计算得出A受到总的摩擦力大小为；故C项正确，D项错误.三、解答题(解答时要有必要的文字说明和重要步骤和方程)13．如图所示，一细绳跨过装在天花板上