模型11 連接體問題（原卷版）-2025版高考物理熱點(diǎn)模型精-品講義

模型11連接體問題01模型概述01模型概述1.連接體：兩個(gè)或兩個(gè)以上相互作用的物體組成的具有相同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的整體叫連接體.如幾個(gè)物體疊放在一起，或并排放在一起，或用繩子、細(xì)桿等連在一起，在求解連接體問題時(shí)常用的方法為整體法與隔離法.2.常見類型①物物疊放連接體：兩物體通過彈力、摩擦力作用，具有相同的速度和加速度②輕繩連接體：輕繩在伸直狀態(tài)下，兩端的連接體沿繩方向的速度總是相等．③輕桿連接體：輕桿平動(dòng)時(shí)，連接體具有相同的平動(dòng)速度和加速度．④彈簧連接體：在彈簧發(fā)生形變的過程中，兩端連接體的速度、加速度不一定相等；在彈簧形變最大時(shí)，兩端連接體的速度、加速度相等．3.方法：整體法與隔離法，正確選取研究對(duì)象是解題的關(guān)鍵.①整體法：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且不需要求系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力,則可以把它們看作一個(gè)整體,根據(jù)牛頓第二定律,已知合外力則可求出加速度,已知加速度則可求出合外力.②隔離法：若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同,則需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來,應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解.③若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且需要求物體之間的作用力,則可以先用整體法求出加速度,然后再用隔離法選取合適的研究對(duì)象,應(yīng)用牛頓第二定律求作用力,即“先整體求加速度,后隔離求內(nèi)力”.4.力的“分配”地面光滑m1、m2與固定接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同兩物塊在力F作用下一起運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)的加速度與每個(gè)物塊的加速度相同，若外力F作用于m1上，則m1和m2的相互作用力，若作用于m2上，則。此“分配”與有無摩擦無關(guān)(若有摩擦，兩物體與接觸面間的動(dòng)摩擦因數(shù)必須相同)，與兩物體間有無連接物、何種連接物(輕繩、輕桿、輕彈簧)無關(guān)，而且無論物體系統(tǒng)處于平面、斜面還是豎直方向，此“分配”都成立。5．關(guān)聯(lián)速度連接體輕繩在伸直狀態(tài)下，兩端的連接體沿繩方向的速度大小總是相等。下面三圖中A、B兩物體速度和加速度大小相等，方向不同。關(guān)聯(lián)速度連接體做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于加速度的方向不同，一般分別選取研究對(duì)象，對(duì)兩物體分別列牛頓第二定律方程，用隔離法求解加速度及相互作用力。6.連接體相關(guān)的臨界問題(1)常見的臨界條件①兩物體脫離的臨界條件：FN＝0。②相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件：靜摩擦力達(dá)到最大值。③繩子斷裂或松弛的臨界條件：繩子斷裂的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力；繩子松弛的臨界條件是FT＝0。(2)解題基本思路①認(rèn)真審題，詳細(xì)分析問題中變化的過程(包括分析整個(gè)過程中有幾個(gè)階段)；②尋找過程中變化的物理量；③探索物理量的變化規(guī)律；④確定臨界狀態(tài)，分析臨界條件，找出臨界關(guān)系。(3)解題方法①極限法：把物理問題(或過程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來，以達(dá)到正確解決問題的目的。②假設(shè)法：臨界問題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時(shí)，或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時(shí)，往往用假設(shè)法解決問題。③數(shù)學(xué)法：將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表達(dá)式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件。02典題攻破02典題攻破1.連接體問題【典型題1】（23-24高一下·遼寧朝陽(yáng)·階段練習(xí)）（多選）如圖所示，水平面上有兩個(gè)質(zhì)量分別為和的木塊1和2，中間用一條輕繩連接，兩物體的材料相同?，F(xiàn)用力F向右拉木塊2，當(dāng)兩木塊一起向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（

）A．繩的拉力大小與水平面是否粗糙無關(guān)B．繩的拉力大小與水平面是否粗糙有關(guān)C．若水平面是光滑的，則越大，繩的拉力越小D．若物體和地面摩擦因數(shù)為，則繩的拉力為【典型題2】（23-24高一上·山東德州·期末）（多選）如圖所示，在光滑水平桌面的一端固定一個(gè)定滑輪，用輕繩跨過定滑輪將質(zhì)量為、的兩個(gè)物體A、B相連。不計(jì)輕繩與滑輪之間的摩擦，取。放手后兩物體開始運(yùn)動(dòng)，在兩物體運(yùn)動(dòng)過程中（）A．輕繩的拉力小于物體A的重力B．輕繩的拉力等于于物體A的重力C．AB兩物體的加速度大小為0.5m/s2D．AB兩物體的加速度大小為0.05m/s22.連接體相關(guān)的臨界問題【典型題3】如圖堆放著三塊完全相同的物體，物體的質(zhì)量m，設(shè)各接觸面間的靜摩擦系數(shù)與滑動(dòng)摩擦系數(shù)相同，均為，要將最底下的一塊物體抽出，則作用在其上的水平力F至少為（）A． B． C． D．【典型題4】（23-24高二下·上海黃浦·期中）運(yùn)動(dòng)員手持網(wǎng)球拍托球沿水平面勻加速跑，設(shè)球拍和球質(zhì)量分別為M、m，球拍平面和水平面之間夾角為θ，球拍與球保持相對(duì)靜止，它們間摩擦及空氣阻力不計(jì)，則（

）A．運(yùn)動(dòng)員的加速度為gsinθB．球拍對(duì)球的作用力C．運(yùn)動(dòng)員對(duì)球拍的作用力為MgcosθD．若加速度大于gsinθ，球一定沿球拍向上運(yùn)動(dòng)03針對(duì)訓(xùn)練03針對(duì)訓(xùn)練1．（2024·北京·高考真題）如圖所示，飛船與空間站對(duì)接后，在推力F作用下一起向前運(yùn)動(dòng)。飛船和空間站的質(zhì)量分別為m和M，則飛船和空間站之間的作用力大小為（

）A． B． C． D．2．（23-24高一下·浙江杭州·期末）用勁度系數(shù)的輕彈簧連接物塊，它們的質(zhì)量均為，與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2，現(xiàn)用水平拉力F作用在物塊B上，恰好使兩物塊均做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且輕彈簧未超出彈性限度。如圖所示。則輕彈簧的形變量為（）A．伸長(zhǎng) B．伸長(zhǎng) C．伸長(zhǎng) D．伸長(zhǎng)3．（23-24高一下·浙江麗水·期末）如圖所示，物塊Q放在水平桌面上，一條跨過光滑定滑輪的細(xì)線兩端分別連接物塊P和物塊Q，物塊P、Q的質(zhì)量之比mP：mQ=1:2。物塊P下落過程中，細(xì)線上的拉力大小為F1；若物塊P、Q位置互換，物塊Q下落過程中，細(xì)線上的拉力大小為F2。兩物塊與桌面間無摩擦，不計(jì)空氣阻力，則F1、F2的大小關(guān)系為（）A．F1:F2=1:1 B．F1:F2=1:2C．F1:F2=2:1 D．F1:F2=1:34．（23-24高二下·上海黃浦·期中）如圖所示，一小球通過細(xì)繩懸掛于車廂頂上，車廂在水平軌道上做直線運(yùn)動(dòng)，小球相對(duì)車廂靜止，細(xì)繩與豎直方向夾角為，則車廂的運(yùn)動(dòng)情況是（）A．a(chǎn)=gtanα，勻加速向左運(yùn)動(dòng)B．a(chǎn)=gtanα，勻減速向左運(yùn)動(dòng)C．a(chǎn)=gsinα，勻加速向左運(yùn)動(dòng)D．a(chǎn)=gsinα，勻減速向左運(yùn)動(dòng)5．如圖所示，質(zhì)量為M、中間為半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑凹槽內(nèi)有一質(zhì)量為m的小鐵球，現(xiàn)用一水平向右的推力F推動(dòng)凹槽，小鐵球與光滑凹槽相對(duì)靜止時(shí)，凹槽球心和小鐵球的連線與豎直方向成α角。重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．小鐵球受到的合外力方向水平向左B．F=(M+m)gtanαC．系統(tǒng)的加速度為a=gsinαD．F=mgtanα6．（23-24高一下·云南德宏·期末）（多選）如圖所示，一條輕繩繞過輕質(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的過程中（A未與滑輪碰撞、B未落地），重力加速度為g，下列說法正確的是（）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7．（23-24高一下·湖北襄陽(yáng)·期中）如圖所示，物體A疊放在物體B上，B置于光滑水平面上，A、B質(zhì)量分別為，，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，開始時(shí)水平拉力，此后逐漸增加，在增大到45N的過程中，則（）

A．兩物體始終沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)水平拉力時(shí)，物體均保持靜止?fàn)顟B(tài)C．兩物體開始沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)水平拉力時(shí)，開始相對(duì)滑動(dòng)D．當(dāng)水平拉力時(shí)，A、B間摩擦力為22.5N8．（23-24高一下·河南洛陽(yáng)·期末）（多選）如圖，質(zhì)量為2.5kg的一只長(zhǎng)方體形空鐵箱在水平拉力F作用下沿水平面向右勻加速運(yùn)動(dòng)，鐵箱與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1為0.3。這時(shí)鐵箱內(nèi)一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的木塊恰好能靜止在后壁上。木塊與鐵箱內(nèi)壁間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2為0.25。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2。，以下說法正確的是（）A．木塊對(duì)鐵箱壓力的大小20N B．水平拉力F的大小129NC．水平面對(duì)鐵箱的支持力小于30N D．鐵箱的加速度為20m/s29．（23-24高一下·湖南岳陽(yáng)·期末）物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，已知最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，重力加速度為g，現(xiàn)對(duì)物塊施加一水平向右的拉力F，則木板加速度大小a可能是（）A． B． C． D．10．（2024高三·全國(guó)·競(jìng)賽）如圖所示一個(gè)3.0kg的三角體，求推動(dòng)三角體的力F，使在三角體上的方形塊不會(huì)沿斜面移動(dòng)，假設(shè)所有表面都是無摩擦的（）A． B． C． D． E．11．（23-24高三上·山西運(yùn)城·期末）馬車是古代交通運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ撸鐖D所示為一匹馬水平拉動(dòng)一車貨物的示意圖。木板A和B，B和車之間的接觸面都水平，A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，B與車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為3m，車的質(zhì)量為5m，地面對(duì)車的摩擦不計(jì)，馬給車的水平拉力為F，A、B始終沒有離開車的表面，則下列說法錯(cuò)誤的是（

）A．若，不管F多大，A、B都不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)B．若，當(dāng)時(shí)，B與車之間開始相對(duì)滑動(dòng)C．若，逐漸增大F，A相對(duì)于B先滑動(dòng)D．若，A、B與車都相對(duì)靜止，F(xiàn)的最大值為12．（2024高一·全國(guó)·專題練習(xí)）某運(yùn)送物資的班列由40節(jié)質(zhì)量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時(shí)，第2節(jié)對(duì)第3節(jié)車廂的牽引力為F。若每節(jié)車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數(shù)第3節(jié)對(duì)倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為（）A．F B． C． D．13．（23-24高二上·安徽馬鞍山·開學(xué)考試）如圖所示，A、C、D長(zhǎng)方體木塊完全相同，質(zhì)量均為，其中C、D放在光滑水平面上，A放在長(zhǎng)木板B上，B質(zhì)量為，A、B、C、D間動(dòng)摩擦因數(shù)均為，現(xiàn)用水平向右的恒力拉木塊A，使A、B、C、D保持相對(duì)靜止一起沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為，則（）A．B對(duì)A的摩擦力大小為，方向向左B．A對(duì)B的摩擦力大小為，方向向右C．C對(duì)B的摩擦力大小為，方向向左D．C、D兩木塊所受到的