必刷题06 连接体及瞬时问题 专项训练 2024-2025学年高一上学期期末物理（人教版2019）复习 （原卷版）

必刷06连接体及瞬时问题001必备知识一、牛顿第二定律eq\x(六性)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\x(矢量性)→\x(a与F方向相同),\x(瞬时性)→\x(a与F对应同一时刻，同时产生、同时变化、同时消失),\x(因果性)→\x(F是产生a的原因),\x(同一性)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\x(a、F、m对应同一物体),\x(a、F、m统一使用国际单位制单位))),\x(独立性)→\x(每一个力都可以产生各自的加速度),\x(局限性)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\x(只适用于宏观、低速运动的物体，不适用于微观、高速运动的粒子),\x(物体的加速度必须是相对惯性系而言的)))))二、牛顿第二定律的瞬时性问题两种模型：物体的加速度与其所受合力具有因果关系，物体的加速度总是随其所受合力的变化而变化，具体可简化为以下两种模型：三、整体法和隔离法解决连接体问题1．连接体问题(1)连接体多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由弹簧、绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体。(2)外力与内力①外力：系统之外的物体对系统的作用力。②内力：系统内各物体间的相互作用力。2．连接体的类型(1)轻弹簧连接体(2)物物叠放连接体(3)物物并排连接体(4)轻绳连接体(5)轻杆连接体3．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。一般情况下，连接体沿杆方向的分速度相等。(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．连接体的受力特点轻绳、轻弹簧的作用力沿绳或弹簧方向，轻杆的作用力不一定沿杆。002关键能力【考点一牛顿第二定律的瞬时性问题】求解瞬时性问题的一般思路【典题例证1】（23-24高一上·天津·期末）有一种娱乐项目，在小孩的腰间左右两侧系上弹性极好的橡皮绳，小孩可在橡皮绳的作用下在竖直方向上下跳跃。如图所示，质量为m的小孩静止悬挂时，两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，重力加速度为g，若图中右侧橡皮绳突然断裂，则小孩在此瞬时（）A．没有加速度B．加速度大小为g，沿断裂绳的原方向斜向下C．加速度大小为，与未断裂绳的方向垂直斜向上D．加速度大小为，方向竖直向下【变式训练1】（23-24高一上·山西太原·期末）如图所示，用两根细线a、b和一根轻弹簧c将质量为m的小球1和质量为2m的小球2连接并悬挂。两小球均处于静止状态，细线a与竖直方向的夹角为30°，弹簧c水平，重力加速度为g。求：（1）a绳对小球1拉力的大小，b绳对小球2拉力的大小；（2）剪断细线b的瞬间，小球1与小球2加速度的大小。【考点二整体法和隔离法解决连接体问题】5．处理连接体问题的方法(1)整体法若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。(2)隔离法若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解。(3)整体法、隔离法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作用力。即“先整体求加速度，后隔离求内力”。若已知物体之间的作用力，求连接体所受外力，则“先隔离求加速度，后整体求外力”。考向1轻弹簧连接体【典题例证2】（多选）（23-24高一上·安徽黄山·期末）如图所示，在粗糙的水平面上，P、Q两物块之间用轻弹簧相连．在水平向右、大小恒定的推力作用下，P、Q一起向右做匀加速运动。已知P、Q的质量分别为，与水平面间的动摩擦因数相同，则（

）A．弹簧弹力的大小为 B．若仅减小水平面的粗糙程度，弹簧的弹力变小C．若水平面光滑弹簧弹力大小为 D．若增大推力，则弹簧的压缩量增大考向2轻绳连接体【典题例证3】（23-24高一下·浙江丽水·期末）如图所示，物块Q放在水平桌面上，一条跨过光滑定滑轮的细线两端分别连接物块P和物块Q，物块P、Q的质量之比mP：mQ=1:2。物块P下落过程中，细线上的拉力大小为F1；若物块P、Q位置互换，物块Q下落过程中，细线上的拉力大小为F2。两物块与桌面间无摩擦，不计空气阻力，则F1、F2的大小关系为（）A．F1:F2=1:1 B．F1:F2=1:2C．F1:F2=2:1 D．F1:F2=1:3考向3物物并排连接体【典题例证4】（多选）（23-24高一上·北京西城·期末）如图，A、B两个物体相互接触，但并不粘合，静止放置在光滑水平面上，已知，。从开始，推力和拉力分别作用于A、B上，、随时间的变化规律为：，。则（）A．时，A物体的加速度为B．时，A、B之间的相互作用力为4NC．时，A、B的速度均为3m/sD．A、B分离时的速度为2m/s考向4物物叠放连接体【典题例证5】（23-24高一上·山东潍坊·期末）如图所示，斜面体甲放在小车内的水平地板上，物块乙放在斜面体上，两者一起随车向右匀加速运动，关于甲、乙受力的分析正确的是（）A．甲物体可能受到4个力的作用B．甲物体受到车厢向右的摩擦力C．乙物体可能受到2个力的作用D．车对甲的作用力大小等于甲、乙的重力之和【关键能力提升】应用整体法和隔离法的解题技巧(1)如图所示，一起加速运动的物体系统，若力作用于m1上，则m1和m2间的相互作用力为F12＝eq\f(m2F,m1＋m2)。此结论与有无摩擦无关(有摩擦，两物体与接触面的动摩擦因数必须相同)，物体系统沿水平面、斜面、竖直方向运动时，此结论都成立。两物体的连接物为轻弹簧、轻杆时，此结论不变。(2)通过跨过滑轮的绳连接的连接体问题：若要求绳的拉力，一般都必须采用隔离法。绳跨过定滑轮连接的两物体的加速度虽然大小相同但方向不同，故采用隔离法。003必刷提升练【刷基础】一、单选题1．（23-24高一上·河南·阶段练习）中国的农历新年家家户户会挂上喜庆的大红灯笼，用来增加节日喜庆的气氛。现用一根轻质弹簧和一根不可伸长的轻绳在水平天花板下悬挂一只灯笼，如图所示。静止时形成的为等边三角形。若某时刻剪断轻绳，则此瞬间灯笼的加速度大小为（已知重力加速度为g）（

）A． B． C． D．g2．（22-23高一上·河南郑州·期末）如图所示，物体A和B相对静止一起沿粗糙斜面匀加速下滑，物体A和B的接触面水平，下列正确的是（）A．A受重力和支持力B．B受重力、支持力和斜面对B的摩擦力C．B受重力、支持力、压力和斜面对B的摩擦力D．B受重力、支持力、压力、斜面对B的摩擦力和A对B的摩擦力3．（23-24高一上·广东·期末）如图所示，一列观光小火车由一节车头和四节完全相同的车厢组成。在车头的牵引下，观光小火车沿平直路面做匀加速直线运动，此时车头对第1节车厢的拉力大小为F．若车头和每节车厢的质量均相同，所受阻力均相等，则第3节车厢对第2节车厢的拉力大小为（）A． B． C． D．F4．（23-24高一上·全国·期末）如图所示，水平地面上有A、B两物块，两物块中间夹了一个质量不计的压力传感器，两物块质量分别为、，与地面间的动摩擦因数为。两物块A、B一起向左运动，A受到一个与水平方向成角斜向右下的推力F的作用，此过程中压力传感器示数为4N，已知g取，，。则外力F的大小为（）A．12N B．16N C．20N D．22N5．（23-24高一上·安徽黄山·期末）如图所示，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成角的不可伸长的轻绳一端相连，小球质量为，它与水平面的动摩擦因数，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，当剪断轻绳的瞬间，取，则：（

）A．轻弹簧的弹力大小为 B．小球对地面压力为0C．小球的加速度大小为 D．小球的加速度方向向右6．（23-24高一上·黑龙江·期末）如图所示，在小车车厢的顶部用轻质细线悬挂的一质量为的小球，当小车沿水平面做匀变速直线运动时，发现悬挂小球的细线与竖直方向的夹角为，在车厢底板上放着一个质量为的木块，小球及木块均和车厢保持相对静止。已知木块与车厢底板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，，，下列说法正确的是（）A．细线的拉力大小为B．木块的加速度大小为C．木块受到的摩擦力大小为，方向水平向右D．车厢受到木块的摩擦力大小为，方向水平向左7．（23-24高一上·湖北荆门·期末）如图所示，物体A质量为0.5kg，物体B质量为1.5kg，它们之间有一轻弹簧与之拴接，劲度系数k=80N/m，把物体A和天花板用轻绳连接，A、B均静止时弹簧的形变量为10cm，g=10N/kg，则下列说法正确的是（）A．轻绳中拉力大小为3NB．地面对物体B的支持力大小为15NC．在剪断轻绳瞬间，物体A的加速度大小为26m/s2D．在剪断轻绳瞬间，物体B对地面的压力变大8．（23-24高一上·浙江宁波·期末）如图，四只质量都为的猴子依次拉住后竖直倒挂在树梢上，想要到水中捞月。四只猴子都处于静止状态，从上到下编号依次为、4。当4号猴子打算把手伸向水面捞月时，2号猴子突然两手一滑没抓稳，号猴子扑通一声掉进了水里。不计空气阻力，那么在2号猴子手滑后的瞬间（）A．2号猴子的加速度大小等于0B．树梢对1号猴子的拉力大小等于C．1号猴子对2号猴子的拉力大小等于D．3号猴子对4号猴子的拉力大小等于9．（23-24高一上·河南开封·期末）如图所示，取两根粗细、长度均不同的橡皮绳甲、乙拴接在天花板上，然后在下端悬吊一物体，系统平衡时，两橡皮绳的伸长量相同，且橡皮绳甲、乙与天花板的夹角分别为、，重力加速度为。则下列说法正确的是（）A．平衡时，甲、乙的拉力之比为B．橡皮绳甲、乙的劲度系数之比为C．剪断橡皮绳甲的瞬间，物体的加速度大小为D．剪断橡皮绳乙的瞬间，物体的加速度大小为二、多选题10．（23-24高一上·山东潍坊·期末）如图甲所示，弹簧台秤的托盘内放一个物块A，整体处于静止状态，托盘的质量m=1kg，物块A的质量M=2kg，轻弹簧的劲度系数k=200N/m。给A施加一个竖直向上的力F，使A从静止开始向上做匀加速直线运动，力F随时间变化的F-t图像如图乙所示，取g=10m/s2，下列说法正确的是（

）A．托盘运动的最大速度为0.8m/sB．t=0时F大小为12NC．t=0时刻托盘对物块的支持力为16ND．t=0.2s时F大小为42N11．（23-24高一上·山东淄博·期末）如图甲所示，质量分别为m、M的物体A、B静止在劲度系数为k的弹簧上，A与B不粘连。现对物体A施加竖直向上的力F，A、B一起上升，若以两物体静止时的位置为坐标原点，两物体的加速度a随位移x的变化关系如图乙所示，重力加速度大小为g，则（）A．在段，拉力F逐渐减小B．在段，物体加速上升C．位移为时，A、B之间弹力大小为D．位移为时，A、B一起运动的速度大小为12．（24-25高一上·全国·期末）如图所示，光滑斜面体固定在水平面上，倾角为，轻弹簧下端连接A物体，A物体质量为，上表面水平且粗糙，弹簧劲度系数为，重力加速度为，初始时A保持静止状态，在A的上表面轻轻放一个与A质量相等的B物体，随后两物体一起运动，则（

）A．当B放在A上的瞬间，A、B的加速度为B．当B放在A上的瞬间，A对B的摩擦力为零C．A和B一起下滑距离时，A和B的速度达到最大D．当B放在A上的瞬间，A对B的支持力大于13．（23-24高一上·湖北武汉·期末）如图，倾角为37°的光滑斜面底端固定有一挡板，物块A与挡板间连着一根劲度系数的轻弹簧，物块B与A靠在一起，两物块处于静止状态。现对B施一沿斜面向上的力F，使AB一起以的加速度做匀加速运动，直至AB分离。已知，，取，下列说法正确的是（）A．运动0.2s后，A、B分离 B．运动4cm后，A、B分离C．A、B分离之前，F一直增大且最大值为14N D．当F作用在B上的瞬间，AB间的弹力为10N14．（23-24高一上·山东日照·期末）如图所示，光滑水平面上放置a、b、c、d四个木块，其中a、b的质量为m，c、d的质量为2m，a、b间用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为μ，认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。现用水平向右的拉力F拉着木块d，使四个木块一起向右做匀加速直线运动，要使四个木块始终保持相对静止，则（）A．四个木块一起运动的最大加速度为B．水平向右的拉力F最大为C．轻绳上的拉力最大为D．木块c受到的摩擦力最大为15．（23-24高一上·安徽安庆·期末）如图甲所示，A、B两个物体靠在一起，静止在光滑的水平面上，它们的质量分别为、，现分别用水平向右的力推A、拉B，和随时间变化关系如图乙所示，则（）A．时，A、B之间的弹力为 B．时，A、B脱离C．A、B脱离前，它们一起运动的位移为 D．A、B脱离后，A做减速运动，B做加速运动16．（23-24高一上·山东青岛·期末）如图，质量为M1和M2的木箱P、Q叠放在平板车上，定滑轮固定在Q上，P右侧连接水平轻绳，轻绳另一端绕过定滑轮连接一质量为m的小球。当平板车沿水平方向运动时，连接小球的轻绳与竖直方向的夹角为θ，所有物体都与平板车保持相对静止，重力加速度为g。下列说法正确的是（

）A．平板车运动的加速度方向水平向左，大小为B．Q对平板车的压力大小等于C．木箱P受到的静摩擦力方向水平向左，大小为D．平板车对Q的静摩擦力方向水平向左，大小为三、解答题17．（23-24高一上·福建三明·期末）如图，上表面光滑且水平的小车静止在水平地面上，A、B为固定在小车上的挡板，C、D为竖直放置的轻质薄板。A、C和D、B之间分别用两个相同的轻质弹簧连接，薄板C、D间夹住一个长方体金属块（视为质点）。已知金属块的质量弹簧劲度系数金属块和薄板C、D间动摩擦因数设金属块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取重力加速度（1）金属块与小车上表面有一定的距离并静止在小车的中央时，恰好不下滑，求：（i）薄板C对金属块的摩擦力大小；（ii）弹簧的压缩量x1。（2）当小车、金属块一起向右加速运动，加速度大小为时，A、C与D、B间弹簧形变量x2、x3分别为多少。18．（23-24高一上·江西南昌·期末）如图所示，A、B两个小物块用轻绳相连，轻绳绕过位于斜面顶端的轻质滑轮，滑轮与轮轴之间的摩擦不计，倾角为足够长的斜面固定在水平桌面上，A物块静置于斜面底部，B物块离地面高度为已知A物块的质量为，B物块的质量为，A物块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度为，，。从t=0s时刻起，释放B物体，求：（1）B物体下落过程中轻绳拉力大小；（2）B物块落地时的速度大小；（3）在B物体落地瞬间，绳子突然被剪断，那么从时刻开始，A物块经过多长时间返回斜面底部。【刷素养】1．（23-24高一上·陕西西安·期中）如图所示，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为m，B、C之间