专题1连接体(学生版)-2025版动力学中的九类常见模型精讲精练讲义

动力学中的九类常见模型精讲精练专题1连接体【知识精讲】1．连接体多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等连接)在一起构成的物体系统称为连接体。2．连接体问题的分类(1)加速度相同的连接体；(2)加速度不同的连接体。3.连接体的五大类型弹簧连接体轻绳连接体轻杆连接体物体叠放连接体两物体并排连接体4.连接体的运动特点(1)轻绳——轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度大小总是相等。(2)轻杆——轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，连接体具有相同的角速度，而线速度与转动半径成正比。(3)轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速率相等。(4)接触连接——两物体通过弹力或摩擦力作用，可能具有相同的速度或加速度。其临界条件一般为两物体间的弹力为零或摩擦力达到最大静摩擦力。【方法归纳】1.连接体问题的分析整体法、隔离法的交替运用，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时，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出作用力。即“先整体求加速度，后隔离求内力”。2.力的“分配”原则两物块在力F作用下一起运动，系统的加速度与每个物块的加速度相同，如图所示。接触面光滑或粗糙(动摩擦因数相同)F一定，两物块间的弹力只与物块的质量有关，且F弹＝eq\f(m2,m1＋m2)F。3．解决连接体问题的两种方法4.整体法、隔离法的选取原则(1)对于加速度相同的连接体，如果要求物体之间的作用力时，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”。(2)对于加速度不同的连接体问题一般选择隔离法。关注公众号高中物理学习研究获取更多优质资源！【典例精析】【典例】.（2023河南郑州名校联考）如图所示，2019个质量均为m的小球通过完全相同的轻质弹簧(在弹性限度内)相连，在水平拉力F的作用下，一起沿光滑水平面以加速度a向右做匀加速运动，设1和2之间弹簧的弹力为F1—2，2和3间弹簧的弹力为F2—3，2018和2019间弹簧的弹力为F2018—2019，则下列结论正确的是A.F1—2：F2—3：……F2018—2019=1：2：3：……2018B.从左到右每根弹簧长度之化为1：2：3：……2018C.如果突然撤去拉力F，撤去F瞬间，第2019个小球的加速度为F，N其余每个球的加速度依然为aD.如果1和2两个球间的弹簧从第1个球处脱落，那么脱落瞬间第1个小球的加速度为0，第2个小球的加速度为2a，其余小球加速度依然为a【模拟题精练】1．（2024安徽皖江名校4月联考）足够长的光滑斜面上的三个相同的物块通过与斜面平行的细线相连，在沿斜面方向的拉力的作用下保持静止，如图甲所示，物块2的右侧固定有不计质量的力传感器。改变拉力的大小，使三个物块沿斜面以不同加速度向上做初速为零的匀加速直线运动，测得多组传感器的示数和物块通过的位移与时间的平方的比值，画出图像如图乙所示，重力加速度。下列说法正确的是（）A．斜面的倾角B．每个物块的质量C．当时，D．当时，物块的加速度大小为2.（2024安徽安庆市二模）如图所示，一固定光滑直杆与水平方向夹角为α，一质量为M的物块A套在杆上，通过轻绳连接一个质量为m的小球B。现让A、B以某一相同速度沿杆方向开始上滑，此时轻绳绷紧且与竖直方向夹角为β，A、B一道沿杆上滑过程中，设A、B的加速度大小为a，轻绳的拉力大小为FT，杆对物块A的弹力大小为FN，已知重力加速度为g，A、B均可看成质点，则（）A. B.C. D.3.(2024湖南顶级名校质检)如图所示，是高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，列车由质量均为的4节车厢组成，其中1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率运行，经过一段时间达到最大速度。列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为，不计其他阻力，忽略2号、3号、4号车厢受到的空气阻力。当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，1号车厢对2号车厢的作用力大小为A. B. C. D.4．(2024海南高考模拟6)如图所示，倾角为的斜面固定在水平面上，斜面顶端有一轻质光滑小滑轮，同种材料制成的、两个小物体可视为质点，二者用一细线绕过小滑轮连接，和滑轮之间的细线与斜面平行，系统恰好处于静止状态（不沿斜面上滑）。现在把和互换位置，同时给一个向下的初速度，沿斜面上滑，运动过程中细线始终绷直。已知的质量为的质量为，且，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。在沿斜面上滑的过程中，下列说法中正确的是（）A．细线上的拉力不变 B．细线上的拉力可能增大C．的加速度大小为 D．的加速度大小为5．(2024湖南顶级名校质检)如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在质量为的斜面体顶端，斜面体左侧倾角为，右侧倾角为。质量分别为和的物体通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳均与斜面平行，恰好都处于静止状态。已知两物体与斜面体间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。现剪断轻绳，若斜面体始终处于静止状态，下列说法正确的是（）A．B．剪断轻绳后，都能沿斜面加速下滑C．剪断轻绳后，斜面体对地面的压力大于D．剪断轻绳后，地面对斜面体的摩擦力方向水平向右6.（2024武汉新洲区期末）如图所示，水平桌面上的小物块a通过轻绳跨过光滑定滑轮连接小物块b，物块a与桌面间的动摩擦因数为。将物块a从P点由静止释放，后到达桌面上距离P点的Q点（b未落地），重力加速度，则物块a与物块b的质量之比为（）A.1 B. C. D.7.（2024山东菏泽质检）如图所示，轻质细线一端连接在物体Q上，另一端绕过三个光滑轻质小滑轮1、2、3后连接在地面上，轻弹簧竖直放置，上端与物体Q相连，下端固定在水平面上，小物体P挂在小滑轮2上。物体P、Q质量分别为4m和m，用手托住物体P，使细线刚好被拉直，时刻将物体P由静止释放，运动过程中P始终未接触地面。时刻，物体Q具有向上的加速度和向上的速度。已知重力加速度为g，弹簧劲度系数为k，且始终在弹性限度内，不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点，下列说法正确的是（）A.物体P、Q组成的系统机械能守恒B.时刻物体Q的加速度大小为C.运动过程中的任意时刻，P与Q重力的功率之比始终为D.时间内弹簧的弹性势能减少了8.（2024江苏南京大厂高中质检）如图所示，一轻弹簧的一端固定在倾角为的光滑斜面底端，另一端连接一质量为3kg的物块A，系统处于静止状态。若在斜面上紧靠A上方处轻放一质量为2kg的物块B，A、B一起向下运动到最低点P（图中P点未画出），然后再反向向上运动到最高点，对于上述整个运动过程，下列说法正确的是（已知，，重力加速度g取）（）A.两物块沿斜面向上运动的过程中弹簧可能恢复原长B.在物块B刚放上的瞬间，A、B间的弹力大小为12NC.在最低点P，A、B间的弹力大小为16.8ND.在最低点P，弹簧对A的弹力大小为30N9.（2024河北安平中学自我提升）如图所示，A、B两个木块静止叠放在竖直轻弹簧上，已知，轻弹簧的劲度系数为100N/m。若在木块A上作用一个竖直向上的力F，使木块A由静止开始以的加速度竖直向上做匀加速直线运动，从木块A向上做匀加速运动开始到A、B分离的过程中。弹簧的弹性势能减小了，重力加速度g取。下列判断不正确的是（）A.木块A向上做匀加速运动的过程中，力F的最大值是12NB.木块A向上做匀加速运动的过程中，力F的最小值是4NC.从A向上做匀加速运动到A、B分离的过程中，力F对木块做功为D.从A向上做匀加速运动到A、B分离的过程中，力F对木块做功为10．（2024年4月北京东城区模拟）如图所示静止于水平地面的箱子内有一粗糙斜面，将物体无初速放在斜面上，物体将沿斜面下滑。若要使物体相对斜面静止，下列情况中不可能达到要求的是A．使箱子沿水平方向做匀加速直线运动B．使箱子做自由落体运动C．使箱子沿竖直向上的方向做匀加速直线运动D．使箱子沿水平面内的圆轨道做匀速圆周运动11[多选]如图所示的装置叫阿特伍德机。绳子两端的物体竖直运动的加速度大小总是小于自由落体的加速度g，这使得实验者可以有较长的时间从容地观测、研究。已知物体A、B的质量均为M，物体C的质量为m。轻绳与轻滑轮间的摩擦不计，轻绳不可伸长且足够长。物体A、B、C由图示位置静止释放后()A．绳子上的拉力大小FT＝(M＋m)gB．物体A的加速度a＝eq\f(m,2M＋m)gC．