第四章 专题八 连接体问题（整体法和隔离法）、临界问题-【高中必刷题】2025-2026学年高中物理必修第一册同步课件（粤教版）

物理 必修第一册 YJ 1 8 专题八 连接体问题（整体法和隔离法）、临界问题 刷题型 2 1.［贵州贵阳一中2024高一上质量监测］五个完全相同的物块置于光滑水平面上，如图所示，现 施加大小为 、方向水平向右的恒力，则( ) C A.物块2对物块3的作用力大小为 B.物块1所受合外力大于物块2所受合外力 C.若把一块橡皮泥粘到物块3上，则物块4对物块5的作用力变小 D.若撤走物块5，则物块2对物块3的作用力变大 题型1 面接触连接体问题 3 解析 对五个物块整体受力分析有 ,物块2对物块3的作用力是物块3、4、5受到的合力,有 ,解得 ,A错误；因为五个物块的加速度相等,质量相等,根据牛顿第二定律可知,每个 物块受到的合外力相等,B错误；若把一块橡皮泥粘到物块3上,则整体的质量增大,则加速度减小,则 物块5受到的合外力减小,即物块4对物块5的作用力变小,C正确；若撤走物块5,由A项分析,同理可 得,物块2对物块3的作用力为 ,作用力变小,D错误. 题型1 面接触连接体问题 4 2.［广东汕头2025高一上期末］如图所示，3颗完全相同的象棋棋子整齐叠放在水平面上，3颗棋 子最左端与水平面上的 点竖直对齐，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑 动摩擦力.现用一直尺快速水平向右把中间棋子击出，稳定后，1和3棋子的位置情况可能是( ) C A. B. C. D. 题型1 面接触连接体问题 5 解析 根据题意,3颗相同象棋棋子竖直叠放,所有接触面间的动摩擦因数均相同,设1、2两颗棋子间 最大静摩擦力为,则2、3两颗棋子间最大静摩擦力为,第3颗棋子与水平面间最大静摩擦力为 , 中间棋子被击出,中间棋子对第1颗棋子有向右的滑动摩擦力,则第1颗棋子有向右的加速度,即有向 右的位移,第2颗棋子给第3颗棋子的摩擦力小于第3颗棋子与水平面间的最大静摩擦力,第3颗棋子 不移动,可知稳定后,棋子的位置情况可能是C选项图中所示.故选C. 题型1 面接触连接体问题 6 3.［湖北荆州中学2025高一上月考］如图所示，质量均为的两个木块、 叠放在光滑的水平地 面上，、接触面的倾角为 .现在上施加一水平推力，使、 保持相对静止一起向左做匀 加速直线运动，重力加速度为 ，下列说法正确的是( ) C A.木块对地面的压力可能小于 B.当增大时，、 间的摩擦力一定增大 C.若加速度 ，则 受到摩擦力为零 D.若加速度 ，则 受到摩擦力方向沿斜面向下 题型1 面接触连接体问题 7 解析 以木块、整体为研究对象,在竖直方向上受力平衡,则有 ,由牛顿第三定律可知, 木块对地面的压力为,A错误.、保持相对静止一起向左做匀加速直线运动,较小时, 有向 下滑动的趋势,摩擦力沿斜面向上；较大时,有向上滑动的趋势,摩擦力沿斜面向下,因此在 增大 的过程中,摩擦力可能增大,可能减小,也可能先减小后反向增大,B错误.对受力分析,假设受 的摩 擦力沿斜面向上,对的支持力为,在水平方向,由牛顿第二定律可得 ,在竖 直方向,由平衡条件可得,联立解得,若加速度 , 则受到摩擦力为零,C正确.若加速度 ,则较小,由C项分析可知, 有向下滑动的趋势,因 此 受到摩擦力方向沿斜面向上,D错误. 题型1 面接触连接体问题 8 4.［福建宁德2025高一上期末］如图所示，一辆由8节车厢编组的列车，从车头开始的第2、3、6、 7节车厢为动力车厢，其余为非动力车厢.若列车在平直轨道上匀速行驶时，每节动力车厢的牵引 力大小均为，每节车厢的质量均为 ，每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等.则第7、8节车厢 间的作用力与第3、4节车厢间的作用力大小之比为( ) A A. B. C. D. 题型2 绳或多物体连接体问题 9 解析 对整体,根据牛顿第二定律有 ,对后面的5节车厢,根据牛顿第二定律有 ,对第8节车厢,根据牛顿第二定律有,解得 .故选A. 题型2 绳或多物体连接体问题 10 5.［河北邢台一中2025高二上开学考］如图所示，质量为、倾角为 的斜面体置于水平地面 上，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点和物体 ，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体 、的质量分别为、，与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，将、 由静止 释放，在下降的过程中（物体 未碰到滑轮），斜面体静止不动.则( ) B A.轻绳对点的拉力大小为 B.物体的加速度大小为 C.地面对斜面体的支持力大小为 D.增大的质量，再将、静止释放，则 有可能上升 题型2 绳或多物体连接体问题 11 解析 、由静止释放，相同时间内物体通过的位移是物体通过的位移的两倍,则物体 的加 速度是物体的加速度的两倍；设物体的加速度大小为,则的加速度大小为 .设轻绳的拉力为 ,对、分别进行受力分析,由牛顿第二定律得 , ,解得,,故A错误,B正确；物体下降过程中,对斜面体、、 整 体分析,在竖直方向根据牛顿第二定律得 ,解得 地面对斜面体的支持力为,故C错误；假设上升,则下滑, 所受滑动摩擦力沿斜 面向上,此时对有,又 ,故假设错误,故D错误. 题型2 绳或多物体连接体问题 12 6.如图所示，质量均为的物体和 分别系在一根不计质量的细绳两端，细绳跨过固定在水平地 面上倾角为 的斜面顶端的滑轮，开始时把物体拉到斜面底端，这时物体 离地面的高度为 .物体与斜面间的摩擦忽略不计，从静止开始释放，斜面足够长，取 ，求： （1）物体 着地时的速度大小； [答案] 解析 设、整体运动的加速度大小为,根据牛顿第二定律有,设 着地 时的速度大小为,则有,联立解得 . 题型2 绳或多物体连接体问题 13 （2） 沿斜面上滑的最大距离. [答案] 解析 落地后继续上滑,设其加速度大小为,根据牛顿第二定律有,设 继续上 滑的距离为,根据运动学规律有,上滑的最大距离,联立解得 . 题型2 绳或多物体连接体问题 14 7.［河南新高中创新联盟TOP二十名校2025高一上联考］如图所示，倾角为 的光滑斜面固定于 箱子底部，轻弹簧上端固定，下端与物体连接，当箱子处于静止状态时，物体 恰好静止不动， 弹簧的伸长量为，当整体处于以下状态，可能使稳定后弹簧伸长且伸长量小于 的是( ) A A.使箱子水平向右做匀减速直线运动 B.使箱子做自由落体运动 C.使箱子竖直向上做匀加速直线运动 D.给物体 施加竖直向下的外力 题型3 含弹簧的连接体问题 15 解析 物体受到的重力为,当箱子处于静止状态时,物体恰好静止不动,弹簧的伸长量为 ,由胡克 定律和平衡条件得 ,使箱子水平向右做匀减速直线运动,加速度水平向左,设加速度大 小为,在沿斜面方向,根据牛顿第二定律可得 ,可知 ,故A正确；使 箱子做自由落体运动,则斜面与物体之间无相互作用，弹簧最终会恢复原长,故B错误；使箱子竖直 向上做匀加速直线运动,设加速度大小为 ,在沿斜面方向根据牛顿第二定律可得 ,可知,故C错误；给物体 施加竖直向下的外力,弹簧伸长量变大, 故D错误. 题型3 含弹簧的连接体问题 16 8.如图所示，物体和物体通过跨过定滑轮的轻绳相连接，物体放在水平地面上， 和 拴接在竖直轻弹簧的两端.初始时用手托住 ，整个系统处于静止状态，且轻绳恰好伸直. 已知和的质量均为，的质量为，重力加速度大小为 ，弹簧始终在弹性限度内， 不计一切摩擦.现释放物体 ，则( ) B A.释放瞬间，的加速度大小为 B.释放瞬间，的加速度大小为 C.速度最大时，弹簧处于原长 D.刚要离开地面时， 速度最大 题型3 含弹簧的连接体问题 17 思路导引 释放前后物体和物体 的受力分析如图所示. 题型3 含弹簧的连接体问题 18 解析 释放之前,绳子拉力为零,分析的受力,可知弹簧弹力为,释放瞬间,弹簧弹力不变, 、 加速度大小相等,设轻绳拉力大小为,以为研究对象,有,以 为研究对象,有 ,联立解得,故A错误,B正确；、的速度大小始终相等,以、 整体为研 究对象,当加速度为零时,速度最大,设弹簧对、整体的力为,则 ,解得 ,则此时弹簧对有向上的拉力,小于的重力,则 还不会离开地面,故C、D错误. 题型3 含弹簧的连接体问题 19 9.［广西桂林2025联考］如图甲所示，劲度系数的轻弹簧，一端固定在倾角为 的带有挡板的光滑斜面体的底端，另一端和质量为的小物块相连，质量为的物块紧靠 一起静止.现用水平推力使斜面体以加速度向左匀加速运动，稳定后弹簧的形变量大小为 .在不 同推力作用下，稳定时形变量大小随加速度 的变化如图乙所示.弹簧始终在弹性限度内，不计 空气阻力，已知，重力加速度，， .下列说法正 确的是( ) 题型3 含弹簧的连接体问题 20 甲 乙 A. B. C.、 分离时弹簧处于压缩状态 D.、分离时物块受到斜面的弹力大小为 √ 题型3 含弹簧的连接体问题 21 解析 当、分离时,仅受斜面支持力和重力,则有,得,此时、 的加速度相同,故此时弹簧弹力为零,即、 分离时弹簧处于原长状态.结合图像可知此时 ,故A、C错误；由题图可知,当时,有 ,解得 ,故B错误；当时,因为物块、恰要分离,故对,有 , 故D正确. 题型3 含弹簧的连接体问题 22 10.［浙江部分重点高中2025高一上联考］如图甲所示，水平面上有一倾角为 的光滑斜面体， 斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系质量为的小球.当斜面以水平向右的加速度 做匀加速直线 运动，系统稳定时细绳上的张力随加速度的变化图像如图乙所示，段是直线, 点坐标为 ,，取,, ,则( ) C 甲 乙 A. B. C.当 时小球恰好离开斜面 D.小球离开斜面之前，受到的支持力 题型4 连接体的临界问题 23 解析 段为直线,时,有 ,点表示此时小球恰好离开斜面,有 , 联立解得, ,则 ,A、B错误,C正确；小球离开斜面之前,对小球受力分析 可得,,解得 ,代入数据有 ,D错误. 题型4 连接体的临界问题 24 8 专题八 连接体问题（整体法和隔离法）、临界问题 刷难关 25 1.［四川雅安名校2025高一上联考］如图所示，当小车沿水平面向右做加速度大小为 为重力加速度大小 的匀加速运动时，物块恰好能相对于车厢静止在竖直车厢壁上，最大静摩 擦力等于滑动摩擦力，则物块与车厢壁间的动摩擦因数为( ) D A.0.1 B.0.2 C.0.3 D.0.4 26 解析 对物块,竖直方向有,水平方向有 ,物块恰好能相对于车厢静止于竖直 车厢壁上,则物块受到的静摩擦力达到最大静摩擦力,有,联立解得 .故选D. 27 2.（多选）如图所示为儿童乐园里一项游乐活动的示意图，金属导轨倾斜固定，倾角为 ，导轨 上开有一狭槽，内置一小球，小球可沿槽无摩擦滑动，绳子一端与球相连，另一端连接一抱枕， 小孩可抱住抱枕与之一起下滑，绳子与竖直方向的夹角为 ，且保持不变.假设抱枕的质量为 ， 小孩的质量为 ，绳子的质量及空气阻力忽略不计，下列说法正确的是( ) BC A.小孩与抱枕一起做匀速直线运动 B.分析可知 C.小孩对抱枕的作用力垂直导轨方向向下 D.绳子拉力与抱枕对小孩的作用力大小之比为 28 解析 由于小球沿斜槽无摩擦滑动,所以小孩、抱枕和小球组成的系统具有相同的加速度,则有 ,解得 ,小孩和抱枕一起做匀加速直线运动；对小孩和抱枕整体进行 分析,有 ,解得 ,可得 ,A错误,B正确.对抱枕进行受 力分析,受重力、绳子的拉力、小孩对抱枕的作用力,因为沿绳方向合力为零,平行导轨方向的合力 为 ,可知小孩对抱枕的作用力与绳子在同一条直线上,即垂直导轨向下,C正确.对小 孩和抱枕整体分析,绳子的拉力 ,抱枕对小孩的作用力方向沿绳子方向向上, 大小为 ,则绳子拉力与抱枕对小孩的作用力大小之比为 ,D错误. 29 3.［天津多校2025联考］如图，质量为 的物体2放在沿平直轨道向右行驶的车厢 底板上，并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为 的物体1，与物体1相连接的 绳与竖直方向成 角，重力加速度为 ,则下列说法不正确的是( ) D A.车厢的加速度为 B.绳对物体1的拉力为 C.物体2所受底板的摩擦力为 D.底板对物体2的支持力为 30 解析 以物体1为研究对象,受重力和拉力,根据牛顿第二定律有 ,解得 ,则车厢的加速度也为 ,绳对物体1的拉力为 ,故A、B正确；以物体2为 研究对象,根据牛顿第二定律得 ,竖直方向,根据平衡条件可得 ,故C正确,D错误.本题选说法不正确的,故选D. 31 4.［广东深圳2024高一上期末］（多选）如图所示，将两辆完全相同的玩具动力车、和车厢 用轻杆串接组成“列车”，“列车”出发启动阶段做匀加速运动，且玩具动力车和 提供的动力 均为，动力车和车厢受到的阻力均为车重力的倍，已知动力车、的质量均为，车厢 的 质量为，重力加速度为 ，则( ) BCD A.车所受合外力比车的大 B.、 间轻杆对两端的作用力是拉力 C.、间轻杆对两端的作用力是推力 D.“列车”的加速度大小为 32 解析 车和车加速度相同,故车和 车所受合外力相同,故A错误；对整体,根据牛顿第二定律可 得,故“列车”的加速度大小为 ,故D正确； 对,有,解得,负号说明方向与相反，可知、间轻杆对 的作用力是拉力，同理可知、间轻杆对的作用力也是拉力,故B正确；对 ,有 ,解得,负号说明方向与相反，可知、间轻杆对 的作用 力是推力,同理可知、间轻杆对 的作用力也是推力，故C正确. 33 5.［广东肇庆中学2025高二上月考］（多选）如图甲所示，质量为 的小车放在光滑水平面上， 小车上用细线悬吊一质量为的小球，，用一力 水平向右拉小球，使小球和车一起以加 速度向右运动时，细线与竖直方向成 角，细线的拉力大小为.若用一力 水平向左拉小车， 使小球和车一起以加速度向左运动时，细线与竖直方向也成 角，如图乙所示，细线的拉力大 小为 ，则( ) BD 甲 乙 A. B. C. D. 34 解析 对题图甲中小车和小球组成的整体,根据牛顿第二定律有 ,对题图甲中小球受 力分析,如图甲所示,根据牛顿第二定律有,,联立解得 , ,对题图乙中小车和小球组成的整体,根据牛顿第二定律有 ,对 题图乙中小球受力分析,如图乙所示,根据牛顿第二定律有, ,解得 , ,可知,而,所以 ,故选B、D. 甲 乙 35 6.［湖南岳阳2024高一上联考］（多选）如图所示， 是一个立方体物体，中间有一个光滑球形 孔，小球位于球形孔内，整个装置放在足够长的木板上.已知立方体与长木板 之间的动摩擦 因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现将木板的倾角 由 缓慢增大到 .在此过程 中，下列说法正确的是( ) ABD A.木板受到的压力逐渐减小 B.当 大于 时，立方体 开始滑动 C.立方体受到木板的摩擦力逐渐变大 D.小球对立方体 的压力大小先不变后减小 36 解析 对、整体进行受力分析,可得、整体受到的支持力为 ,在 未 发生滑动时，摩擦力 ,缓慢增大木板的倾角 的过程中,减小, 增大,由牛顿 第三定律可知,木板受到的压力减小,当时,开始滑动,即 大于 时,立方 体开始滑动,摩擦力 开始减小,故A、B正确,C错误；对受力分析,可知 受重力和对的支持力,根据二力平衡和牛顿第三定律可知对的压力大小先不变,当 开始滑动 以后,有向下的加速度,对的支持力减小,结合牛顿第三定律可知,对 的压力也减小,故D正确. 37 7.如图所示，水平平台的右端安装有定滑轮，质量为 的物块放在与定滑轮相距 的平台上，物块与平台间的动摩擦因数为 .现有一轻绳跨过定滑轮，左端与物块 连接，右端挂质量为的小球，绳拉直时用手托住小球使其在距地面 高处静止，设最大静摩擦 力等于滑动摩擦力， . 38 （1）取，放开小球，小球和物块一起运动，求小球做匀加速运动时的加速度大小 以 及此时轻绳的拉力大小 ； [答案] ; 解析 第1步：小球受力相对简单,所以先对小球受力分析,小球有向下的加速度 对小球有 , 第2步：对物块受力分析,注意绳上拉力相等 对物块有 , 联立解得, . 39 （2）取 ，放开小球，小球和物块一起运动，要使物块刚好能运动到右端滑轮处，则小 球静止时距地面的高度 至少为多大？（设小球着地后立即停止运动） [答案] 解析 第3步：小球落地后,绳上无拉力,物块继续做匀减速运动 设小球着地时物块的速度为,小球着地后物块做匀减速运动的加速度大小为 ,小球着地后,对物块 有,解得 , 对物块,由运动学公式得 , 解得 . 40 （3）取，要使物块能够向右运动且撞不到定滑轮，求小球质量 的取值范围. （设小球着地后立即停止运动） [答案] 解析 设小球着地时物块的速度为,小球着地后,物块滑行距离为,对物块有 ,且 ,,解得,又,解得 ,要能够拉动物块 必须有,即,故小球质量的范围是 . 41 方法总结 对于跨过定滑轮的连接体问题,往往加速度方向不同,选择整体法分析容易出错,因此可以抓住两者 沿绳方向的加速度大小相等列式,再用隔离法分析两者受力,根据牛顿第二定律求解加速度. 42 8.［河北石家庄二中2025高一上月考］如图甲所示，质量为的小物块 和质量为 的小物块用跨过光滑小定滑轮的足够长的轻质细线相连接，细线不可伸长， 放在倾角 为 的粗糙斜面上，与斜面间的动摩擦因数，放在水平面上， 与水平面间的 动摩擦因数.计时开始时，在上施加一个水平向左的外力，大小为，力 随时间做 周期性变化，规律如图乙所示.物块、 运动过程中不会和滑轮相撞，最大静摩擦力等于滑动摩 擦力，已知重力加速度，， . 甲 乙 43 （1）求在内物块 的加速度大小； [答案] 解析 依题意知,当计时开始时,设 向左运动,受力分析如图所示, 有,,, , 由牛顿第二定律,可知, , 解得 . 44 （2）求时物块 的速度大小. [答案] 0 解析 由（1）可知,前向左加速,时的速度大小为 , 后物块向左减速,根据牛顿第二定律有, , 解得 , 则时的速度大小为 . 45 （3）求末物块 的速度大小. [答案] 46 解析 内，设、整体加速度大小为 ,由牛顿第二定律有 , 解得 , 末的速度大小为 , 此后根据牛顿第二定律有, , 解得 , 、整体速度减为0的时间为 , 解得 , 由（1）可知此后向左以 的加速度加速,运动时间为 , 根据速度—时间公式有 . 47 9.［浙江绍兴2025高一上期末］（多选）如图甲所示，在倾角为 的足够大的固定光滑斜 面上，质量为的物块与质量为的物块 通过一根轻绳绕过两个轻质定滑轮 、相互连接，位置关系如图乙所示，从某时刻开始同时静止释放和， 末还没有物块碰到 滑轮，忽略滑轮与轻绳之间的摩擦，则( ) BC 甲 乙 A.和具有相同的加速度 B.在末的速度大小为 C.滑轮对轻绳的作用力大小为 D.滑轮对轻绳的作用力大小为 48 解析 和的加速度大小相等,但方向不同,故加速度不同,A错误；对、 整体受力分析,根据牛顿 第二定律可得,代入数据解得,则在 末的速度 大小为,B正确；对物块受力分析,设绳子的拉力为 ,由牛顿第二定律可得 ,代入数据解得,由题图乙可知,滑轮两边绳子的夹角为 ,由平行 四边形定则可知,滑轮对轻绳的作用力,C正确；结合上述分析可得,滑轮 对轻绳的 作用力 ,D错误. 49 $$