2025版人教版高中物理精讲精练必修1专题强化02：连接体模型 原卷版

专题强化02：连接体模型

【考点归纳】

考点一：整体法和隔离法解决连接体问题

考点二：弹簧或细绳相连的连接体问题

考点三：含有悬挂小球的连接体问题

考点四：加速度不同的连接体问题

考点五：连接体综合问题

【技巧归纳】

技巧01一、动力学的连接体问题

1．连接体

多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等联系)在一起构成的物体系统称为连接体．连接体一

般(含弹簧的系统，系统稳定时)具有相同的运动情况(速度、加速度)．

2．常见的连接体

(1)物物叠放连接体：两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同的速度和加速度

速度、加速度相同

(2)轻绳连接体：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．

速度、加速度相同

速度、加速度大小相等，方向不同

(3)轻杆连接体：轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度．

速度、加速度相同

(4)弹簧连接体：在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度、加速度不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接

体的速度、加速度相等．

技巧02．整体法与隔离法的选用

(1)求解各部分加速度都相同的连接体问题时，要优先考虑整体法；如果还需要求物体之间的作用力，再用隔离法．

(2)求解连接体问题时，随着研究对象的转移，往往两种方法交替运用．一般的思路是先用其中一种方法求加速度，

再用另一种方法求物体间的作用力或系统所受合力．

考点三.常见连接体的类型

(1)同速连接体(如图)

特点：两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同速度和相同加速度.

处理方法：用整体法求出a与F合的关系，用隔离法求出F内力与a的关系.

(2)关联速度连接体(如图)

特点：两连接物体的速度、加速度大小相等，方向不同，但有所关联.

处理方法：分别对两物体隔离分析，应用牛顿第二定律进行求解.

【题型归纳】

题型一：整体法和隔离法解决连接体问题

1．（24-25高一上·浙江·期中）如图所示，质量分别为M和m的物块由相同的材料制成，且M＞m，将它们用通过

光滑的轻质定滑轮的轻细线连接。如果按图甲放置，则质量为m的物块恰好匀速下降。若将两物块互换位置，如图

乙所示，它们的共同加速度大小为（）

（Mm）g（Mm）gMg（Mm）g

A．B．C．D．

MmMmm

2．（23-24高一上·新疆·期末）2022年11月29日，“神舟十五号”成功发射，顺利将费俊龙、邓清明、张陆三名航

天员送入空间站。如图是采用动力学方法测量空间站质量的原理图。若已知飞船质量为4×103kg，其推进器的平均

推力为1240N，在飞船与空间站对接后，推进器工作7s内，测出飞船和空间站速度变化是0.07m/s。下列正确的是

（）

A．空间站质量为1.2×105kgB．空间站质量为1.24×105kg

C．飞船与空间站对接前的加速度为0.01m/s2D．飞船与空间站对接后的加速度为0.31m/s2

3．（23-24高一上·贵州毕节·期末）如图，质量为2m的物块A与水平地面间的动摩擦因数为，质量为m的物块B

与水平地面间的摩擦可忽略不计。在已知水平推力F的作用下，A、B作加速运动。A对B的作用力为（）

2mgF2mgF2mg

A．F2mgB．FC．D．

333

题型二：弹簧或细绳相连的连接体问题

4．（2024高一·全国·专题练习）如图所示，甲、乙两图中A、B两球质量相等，图甲中A、B两球用轻质杆相连，

图乙中A、B两球用轻质弹簧相连，均用细绳悬挂在天花板下处于静止状态，则在两细绳烧断的瞬间（）

A．图甲中轻杆的作用力不为零B．图甲中两球的加速度一定不相等

C．图乙中两球的加速度一定相等D．图甲中A球的加速度是图乙中A球加速度的一半

5．（23-24高一上·福建泉州·期末）如图，绕过光滑定滑轮的绳子将物体A和B相连，绳子与桌面平行，物体A恰

好不滑动。已知物体A的质量mA大于物体B的质量mB，A和B与桌面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于

滑动摩擦力，重力加速度大小为g，不计滑轮和绳子质量。现将A和B互换位置，绳子仍保持与桌面平行，则（）

A．绳子的拉力大小为mBgB．绳子的拉力大小为mAg

mm

C．物体与桌面间的动摩擦因数为AD．物体A和B的加速度大小为Ag

mBmAmB

6．（23-24高一下·湖南岳阳·期末）质量分别为2kg、3kg的物块A和B，系在一根不可伸长的轻绳两端，细绳跨过固

定在倾角为30的斜面顶端的轻质定滑轮上，此时物体A离地面的高度为0.8m，如图所示，斜面光滑且足够长，始

终保持静止，g取10m/s2。下列说法正确的是（）

210

A．物体A落地的速度为4m/sB．物体A落地的速度为m/s

5

C．物体B沿斜面上滑的最大高度为0.68mD．物体B沿斜面上滑的最大高度为0.96m

题型三：含有悬挂小球的连接体问题

7．（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m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37，在车厢底板上放着一个质量为M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0.8，最大静摩擦力等于滑动摩

擦力，重力加速度g取10m/s2，sin370.6，cos370.8，下列说法正确的是（）

54

A．细线的拉力大小为mgB．木块的加速度大小为g

33

43

C．木块受到的摩擦力大小为Mg，方向水平向右D．车厢受到木块的摩擦力大小为Mg，方向水平向左

54

8．（23-24高一上·辽宁·期末）如图所示，固定在小车上的竖直杆OA与轻质杆OB用垂直纸面的光滑转轴O连接，

在轻质杆B端固定有质量为m的小球，重力加速度为g。当小车沿着水平桌面直线运动时两杆间夹角保持不变，

下列说法正确的是（）

A．小车一定向右运动B．小车一定向左运动

mg

C．小车加速度一定水平向左且等于gtanD．轻质杆对球的力一定沿着杆由B指向O且等于

cos

9．（23-24高一上·江苏无锡·期中）如图所示，带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动，小球A用细线悬挂于

支架前端，质量为m的物块B始终相对于小车静止在小车右端。B与小车平板间的动摩擦因数为μ。若某时刻观察

到细线偏离竖直方向θ角，则此刻小车对物块B的作用力的大小为（重力加速度为g）（）

A．mgB．mg12C．mgtanD．mgtan21

题型四：加速度不同的连接体问题

10．（21-22高一上·福建福州·期末）如图所示为杂技“顶杆”表演，一大人站在地上，肩上为一质量为M的竖直竹竿，

当竿上一质量为m的小孩握着竿以加速度a加速下滑时，则（）

A．竿对小孩的摩擦力向上，大小为mg

B．小孩对竿的摩擦力向上，大小为mgma

C．竿对大人的压力大小(Mm)g

D．竿对大人的压力大小(Mm)gma

11．（16-17高一上·北京东城·期末）如图所示，水平面上质量均为4kg的两木块A、B用一轻弹簧相连接，整个系

统处于平衡状态。现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做加速度为5m/s2的匀加速直线运动。从力F

刚作用在木块A的瞬间到B刚离开地面的瞬间这个过程，下列说正确的是（g＝10m/s2）（）

A．力F的最小值为60NB．力F的最大值为60N

C．当弹簧形变程度最小时，力F的值一定为60ND．当弹簧形变程度最大时，力F的值一定为100N

12．（22-23高一上·黑龙江哈尔滨·期末）如图所示，物体A置于水平地面上，B、C叠放，A、B间连有轻质弹簧，

弹簧被压缩后用细线把A、B固定住，细线的拉力为F，A、B质量均为2m，C的质量为m，重力加速度为g，整

个装置处于静止状态。现将细线剪断，则在剪断细线的瞬间，下列说法正确的是（）

F

A．C物体的瞬时加速度为0B．B物体的瞬间加速度为

m

F

C．A物体对地面压力为5mgD．C对B的压力为mg

3

题型五：连接体综合问题

13．（23-24高一上·安徽合肥·期末）如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为1kg的

物体A、B（B物体与弹簧栓接），弹簧的劲度系数为k=50N/m，初始时系统处于静止状态。现用一方向竖直向上

的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度a=4m/s2的匀加速直线运动，重力加速度g取10m/s2，空气

阻力忽略不计，求：（结果可用根号表示）

（1）外力F刚施加的瞬间，F的大小；

（2）从静止至A、B分离的时间t；

（3）现改用F=15N的恒力竖直向上拉A，直到A、B刚好分离，求此过程A的位移大小。

14．（23-24高一上·山东潍坊·期末）如图所示，倾角为37º的斜面固定在地面上，A与斜面间的动摩擦因数为0.5，

绳与滑轮无摩擦，mA=m，mB=3m，重力加速度为g，开始B离地面高度为h，A在斜面底端，绳伸直，斜面足够长，

从静止释放B，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）释放B后瞬间绳中拉力；

（2）A沿斜面上升的最大位移。

15．（23-24高一上·海南海口·期末）如图所示，倾角37的光滑斜面体固定在水平地面上，斜面长L2m，质量

M1kg的B物体放在斜面底端，通过轻细绳跨过光滑的定滑轮与A物体相连接，连接B的细绳与斜面平行。A的

质量m3kg，绳拉直时用手托住A物体使其在距地面h高处由静止释放，着地后立即停止运动。A、B物体均可

视为质点，取g=10m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8。

（1）求A物体下落的加速度大小及绳子拉力T的大小；

（2）若A物体从h11m处静止释放，要使B物体向上运动且不从斜面顶端滑出，求A物体质量m的取值范围。

【专项训练】

一、单选题

16．（23-24高一上·江苏南京·期中）如图所示，在水平光滑桌面上放有m1和m2两个小物块，它们中间有细线连接。

已知m13kg，m22kg，连接它们的细线最大能承受6N的拉力。现用水平外力F1向左拉m1或用水平外力F2向右

拉m2，为保持细线不断，则F1与F2的最大值分别为（）

A．10N15NB．15N6NC．12N8ND．15N10N

17．（22-23高一上·全国·期末）如图所示，在建筑工地，建筑工人用两手对称水平施力将两长方体水泥制品夹紧并

以加速度a竖直向上匀加速搬起，其中A、B的质量均为m，水平作用力为F，A、B之间的动摩擦因数为μ，在此

过程中，A、B间的摩擦力为（）

A．FB．2FC．0D．mga

18．（22-23高一上·全国·期末）如图，在密封的盒子内装有一个质量为m的金属球，球刚能在盒内自由活动，若将

盒子在空气中竖直向上抛出，则抛出后上升、下降的过程中，以下说法正确的是（）

A．如果空气阻力可忽略，上升时对盒顶有压力，下降时对盒底有压力

B．如果空气阻力不可忽略，则上升、下降均对盒底有压力

C．如果空气阻力不可忽略，上升时对盒顶有压力，下降时对盒底有压力

D．无论空气阻力是否可以忽略，上升、下降对盒均有压力

19．（23-24高一上·江苏南京·期中）如图所示，物体A置于水平地面上，B、C叠放，A、B间连有轻质弹簧，弹簧

被压缩后用细线把A、B固定住，细线的拉力为F，A、B质量均为2m，C的质量为m，重力加速度为g，整个装

置处于静止状态。现将细线剪断，则在剪断细线的瞬间，下列说法正确的是（）

A．C物体的瞬时加速度为0B．C物体对B物体的压力变小

F

C．A物体对地面压力为F5mgD．B物体的瞬间加速度为

m

20．（23-24高一上·安徽蚌埠·期末）如图，物块A放在物块B上，B放在光滑水平面上。A、B的质量分别为1kg、

3kg，两者之间动摩擦因数为0.3，假设两者之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为10m/s2。若对A施

加一水平恒力F，使A、B之间发生相对滑动，则F至少大于（）

A．2NB．4NC．6ND．8N

21．（23-24高一上·浙江杭州·期末）如图所示，在倾角为30的光滑斜面上，物块A、B质量分别为m和3m，

物块A静止在轻弹簧上面，物块B用细线与斜面顶端相连，A、B紧挨在一起但A、B之间无弹力。已知重力加速

度为g，某时刻把细线剪断，当细线剪断瞬间，下列说法正确的是（）

3g

A．物块A的加速度为0B．物块A的加速度为

8

3mg

C．物块B的加速度为0D．物块AB间作用力为

2

22．（22-23高一上·全国·期末）质量均为m的两个完全相同的物块A和B与劲度系数为k的轻弹簧相连，并一起静

置于水平地面上，如图所示。现给A施加一个竖直向上的恒力F，使A、B两物块先后开始竖直向上运动（物块B

再没返回地面）。已知弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力的影响，已知重力加速度为g，下列判断正确的是（）

A．物体A做匀加速运动

B．恒力F一定大于mg，可能小于2mg

F2mg

C．当物块B开始运动时，物块A的加速度为

m

D．如果物块B开始运动的瞬间撤去力F，撤去力F的瞬间A的加速度突变为g

23．（23-24高一上·山西长治·期末）如图所示，在粗糙水平面上依次并排紧靠着三个木块1、2、3，已知木块1、2、

3的质量分别为m、2m、3m，每个木块与水平面间的动摩擦因数均相同。现用一水平向右的恒力F推木块，使三个

木块一起向右做匀加速直线运动，则木块1对木块2的作用力与木块2对木块3的作用力的大小之比为（）

A．3:2B．5:3C．2:1D．3:1

24．（23-24高一上·广西百色·期末）如图所示，木块A、B的质量分别为5kg、6kg，它们与水平地面之间的动摩擦

因数为0.25，弹簧分别与A、B相连接且处于原长状态，其劲度系数为400N/m，系统置于水平地面上静止不动。

现用水平拉力F向右拉动木块B，某时刻木块B的加速度大小为0.5m/s2，弹簧伸长了2cm，此时木块A仍然保持

静止不动。g取10m/s2。该时刻下列说法正确的是（）

A．水平拉力F的大小为26N

B．木块A对地面的摩擦力大小为8N，方向水平向左

C．木块B受到摩擦力大小为15N，方向水平向右

D．弹簧对木块B的弹力大小为10N

25．（23-24高一上·云南昭通·期末）如图所示，细线一端系着质量为m的小球，另一端系在车厢顶部，小车在水平

推力的作用下在水平面上做直线运动，细线与竖直方向的夹角保持30不变，且放在小车上质量为M的木块也与车

厢保持相对静止。已知当地的重力加速度为g，木块与车厢底板间的动摩擦因数为0.75，则下列说法正确的是（）

A．小车不可能向左运动

1

B．此时小球的加速度大小为g

2

C．此时木块受到的摩擦力大小为0.75Mg，方向水平向右

3

D．此时木块受到的摩擦力大小为Mg，方向水平向右

3

26．（23-24高一上·江苏常州·期末）水平路面上有一货车运载着5个相同的、质量均为m的光滑均质圆柱形工件，

其中4个恰好占据车厢底部，另有一个工件D置于工件A、B之间（如图所示），重力加速度为g。汽车以某一加

速度向左运动时，工件A与D之间恰好没有作用力，下列说法正确的是（）

A．车的加速度为3g

B．工件B对工件A的作用力为0

C．工件C对工件B的作用力为3mg

D．工件B对车厢底部的压力为3mg

27．（23-24高一上·陕西延安·期末）如图所示，细线的一端固定在倾角为30°的光滑楔形滑块A的顶端P处，细线

的另一端拴一质量为m的小球，静止时细线与斜面平行，（已知重力加速度为g）。则正确的是（）

A．当滑块向左做匀速运动时，细线的拉力为mg

B．若滑块以加速度a=g向左加速运动时，小球对滑块压力为零

C．当滑块以加速度a=g向左加速运动时，线中拉力2mg

D．当滑块以加速度a3g向左加速运动时，线中拉力为2mg

二、多选题

28．（23-24高一下·云南大理·期末）如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，静置在水平面上。水平面

与物体间的摩擦力可忽略，两物体的质量mA4kg，mB6kg。从t0时刻开始，水平推力FA和水平拉力FB分别

作用于A、B物体上，FA、FB随时间t的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（）

A．t1.5s时，A、B分离B．t1.5s时，A的速度大小为1.5m/s

C．t1.5s时，A的加速度大小为1.25m/s2D．t1.0s时，A对B的作用力大小为2.0N

29．（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mA4kg，mB6kg。从t0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA、FB随时间的变化规律为：

FA82t(N)，FB22t(N)。则（）

A．t0时，A物体的加速度为2m/s2B．t0时，A、B之间的相互作用力为4N

C．t3s时，A、B的速度均为3m/sD．A、B分离时的速度为2m/s

30．（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gsin

B．Q对平板车的压力大小等于(M1M2m)g

mg

C．木箱P受到的静摩擦力方向水平向左，大小为

cos

D．平板车对Q的静摩擦力方向水平向左，大小为(M1M2m)gtan

31．（23-24高一上·湖北荆门·期末）如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在水平面上，与水平

面间的动摩擦因数均为0.1，两物体的质量mA2kg，mB3kg。从t0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、

2

B上，FA、FB随时间的变化规律为：FA10tN，FB5tN，g10m/s。下列说法正确的是（）

A．t0时，A、B两个物体之间弹力大小为FN4N

2

B．t4s时，B物体的加速度大小为aB2m/s

C．t8s时物体A的速度为12m/s

D．t8s时物体B的速度为16m/s

32．（23-24高一上·云南昭通·期末）如图所示，质量均为1kg的物体A、B用劲度系数为100N/m的轻质弹簧相连

静止在水平面上，当t0时刻用一竖直向上的拉力F作用在A上，使A以0.1m/s2的加速度从静止开始向上做匀加

速直线运动，直到B刚好要离开地面（重力加速度g10m/s2）。关于这个过程，下列说法正确的是（）

A．当B刚要离开地面时，A上升的高度为0.1m

B．当t2s时B刚要离开地面

C．当B刚要离开地面时拉力F20.1N

D．拉力F的大小与物块A的位移大小成正比

33．（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（）

1

A．四个木块一起运动的最大加速度为gB．水平向右的拉力F最大为3mg

4

1

C．轻绳上的拉力最大为mgD．木块c受到的摩擦力最大为mg

2

34．（23-24高一上·山东日照·期末）如图所示，平板小车上固定一竖直杆，轻质细线的一端与杆相连，另一端与小

车上的小物块相连，静止时细线恰好伸直且无拉力。已知小物块的质量为1.0kg，小物块与平板车间的动摩擦因数

为0.5，细线与竖直杆间的夹角为37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为10m/s2，认为滑动摩擦力等于最大静

摩擦力。现使物块随小车一起水平向右做匀加速直线运动，下列判断正确的是（）

A．加速度为2m/s2时，小物块受到的摩擦力大小为2N

B．加速度为4m/s2时，小物块受到的拉力大小为2N

C．加速度为6m/s2时，小物块受到的拉力大小为5N

D．加速度为8m/s2时，小物块受到的摩擦力大小为5N

三、解答题

35．（23-24高一上·甘肃兰州·期末）如图所示，两条轻绳将一质量为m的小球悬挂在小车的车厢内，其中轻绳OA

沿水平方向，轻绳OB与竖直方向的夹角θ=30°。

（1）若小车在水平路面上向左做匀速直线运动，求两轻绳拉力的大小；

（2）若轻绳OA上的拉力恰好为0，求此时小车的加速度大小；

2g

（3）若小车在水平路面上以加速度a向右做匀加速直线运动，求两轻绳拉力的大小。

3

36．（23-24高一上·云南昆明·期末）如图甲所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在光滑水平面上。

两物体的质量分别为mA2kg，mB6kg。从t＝0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA、FB随时间变

化的规律如图乙所示。求：（取g10m/s2）

（1）t＝0时B物体的加速度大小；

（2）t＝2s时A、B间相互作用力的大小；

（3）经过多长时间A、B分离。

37．（23-24高一上·广东深圳·期末）如图所示，已知物块A、B的质量分别为m1=4kg，m2=2kg，A、B间的动摩擦