連接體問題（原卷版）-2025年高考物理復(fù)習(xí)重點模型突破

模型11連接體問題（原卷版）

學(xué)校：班級：姓名：

刨模型概述

1.連接體：兩個或兩個以上相互作用的物體組成的具有相同運動狀態(tài)的整體叫連接體.如幾個物體疊放在一

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：輕桿平動時，連接體具有相同的平動速度和加速度.

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，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61、叱與固定接觸面間的動摩擦因數(shù)相同

兩物塊在力F作用下一起運動,系統(tǒng)的加速度與每個物塊的加速度相同,

m

若外力/作用于加1上，則冽1和加2的相互作用力與單=■F,

mx+掰2

若作用于叱上，則4單=—^—F0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

1

mx+m2

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動時，由于加速度的方向不同，一般分別選取研究對象，對兩物體分別列牛

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：6=0。

②相對滑動的臨界條件：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片=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（包括分析整個過程中有幾個階段）；

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，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，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。

典題攻破

1.連接體問題

【典型題1】（23-24高一下?遼寧朝陽?階段練習(xí)）（多選）如圖所示，水平面上有兩個質(zhì)量分別為叫和叫的

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

勻加速直線運動時，下列說法正確的是（）

F

mx---------m2----------上+

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，則叫越大，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-+〃

加1+m2

【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定滑輪，

用輕繩跨過定滑輪將質(zhì)量為〃么=06kg、mB=9.5kg的兩個物體A、B相連。不計輕繩與滑輪之間的摩擦,

取g=10m/s2。放手后兩物體開始運動，在兩物體運動過程中（）

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/s2

D.AB兩物體的加速度大小為0.05m/s2

2.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（

4/jmgC.5/jmgD.6/jmg

【典型題4】（23-24高二下?上海黃浦?期中）運動員手持網(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仇球拍與球保持相對靜止，它們間摩擦及空氣阻力不計,

貝U()

A.運動員的加速度為gsinO

B.球拍對球的作用力士

COS”

C.運動員對球拍的作用力為超cos。

D.若加速度大于gsin。，球一定沿球拍向上運動

針對訓(xùn)練

1.（2024?北京?高考真題）如圖所示，飛船與空間站對接后，在推力F作用下一起向前運動。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（）

空間站飛船

M

2.（23-24高一下?浙江杭州?期末）用勁度系數(shù)400N/m的輕彈簧連接物塊A、B,它們的質(zhì)量均為5kg,與

地面的動摩擦因數(shù)均為0.2,現(xiàn)用水平拉力廠作用在物塊B上，恰好使兩物塊均做勻速直線運動，且輕

彈簧未超出彈性限度。如圖所示。則輕彈簧的形變量為（）

,一.._.F

FAFWWWWHB—?

A.伸長25.0cmB.伸長12.5cmC.伸長5.0cmD.伸長2.5cm

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=l: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

計空氣阻力，則Fl、F2的大小關(guān)系為（）

：

A.Ff.F2=1：1B.FJF2=1:2

C.尸/：尸2=2：1D.巳:巳=「3

4.（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

運動，小球相對車廂靜止，細(xì)繩與豎直方向夾角為則車廂的運動情況是（）

A.a=gtana,勻加速向左運動B.a=gtana,勻減速向左運動

C.a=gsina,勻加速向左運動D.a=gsina,勻減速向左運動

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推動凹槽，小鐵球與光滑凹槽相對靜止時，凹槽球心和小鐵球的連線

與豎直方向成a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）gtar\a

C.系統(tǒng)的加速度為a=gsina

D.F=mgtana

6.（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。=37。的固定斜面上，與斜面間的動摩擦因數(shù)〃=0.5。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,在其沿斜面向上運動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（）

21

A.A、B的加速度大小為］gB.A、B的加速度大小為3g

4?

C.A、B間輕繩拉力大小為§機(jī)gD.A、B間輕繩拉力大小為h機(jī)g

7.（23-24高一下?湖北襄陽?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

別為加A=6kg,恤=2kg,A、B之間的動摩擦因數(shù)〃=0.2,開始時水平拉力尸=10N,此后逐漸增加,

在增大到45N的過程中，則（）

B

,7777//ZZ77Z/Z77

A.兩物體始終沒有相對運動

B.當(dāng)水平拉力尸＜12N時，物體均保持靜止?fàn)顟B(tài)

C.兩物體開始沒有相對運動，當(dāng)水平拉力廠＞12N時，開始相對滑動

D.當(dāng)水平拉力尸=45N時，A、B間摩擦力為22.5N

8.（23-24高一下?河南洛陽?期末）（多選）如圖，質(zhì)量為2.5kg的一只長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動，鐵箱與水平面間的動摩擦因數(shù)|11為0.3。這時鐵箱內(nèi)一個質(zhì)量為0.5kg的木

塊恰好能靜止在后壁上。木塊與鐵箱內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)卜12為0.25。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,

g取10m/s2o,以下說法正確的是（）

A.木塊對鐵箱壓力的大小20NB.水平拉力F的大小129N

C.水平面對鐵箱的支持力小于30ND.鐵箱的加速度為20m/s2

9.（23-24高一下?湖南岳陽?期末）物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為山木板與水平面間的動摩擦因數(shù)為

已知最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等，重力加速度為g,現(xiàn)對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（）

B.八竿C."華

D.

3

10.（2024高三?全國?競賽）如圖所示一個3.0kg的三角體，求推動三角體的力F,使在三角體上的LOkg方

形塊不會沿斜面移動，假設(shè)所有表面都是無摩擦的（）

25ND.40NE.45N

11.（23-24高三上?山西運城?期末）馬車是古代交通運輸?shù)闹饕ぞ?，如圖所示為一匹馬水平拉動一車貨物

的示意圖。木板A和B,B和車之間的接觸面都水平，A、B之間的動摩擦因數(shù)為4，B與車之間的動摩

擦因數(shù)為〃2，A的質(zhì)量為m,B的質(zhì)量為3m,車的質(zhì)量為5m,地面對車的摩擦不計，馬給車的水平拉

力為F,A、B始終沒有離開車的表面，則下列說法錯誤的是（）

B

A.若〃|>〃2，不管尸多大，A、B都不會發(fā)生相對滑動

B.若〃i>〃2，當(dāng)尸=94加g時，B與車之間開始相對滑動

C.若〃?<生，逐漸增大F,A相對于B先滑動

D.若〃i<〃2，A、B與車都相對靜止，尸的最大值為8〃加g

12.（2024高一?全國?專題練習(xí)）某運送物資的班列由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，第2節(jié)對第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)對倒數(shù)第2節(jié)車廂的牽引力為（）

,19FFF

A.FB.------C.—D.—

201920

13.（23-24高二上?安徽馬鞍山?開學(xué)考試）如圖所示，A、C、D長方體木塊完全相同，質(zhì)量均為優(yōu)，其中

C