第3章 专题提升练4 动力学中的连接体问题和临界、极值问题(作业课件) -【赢在微点·顶层设计】2026年高中物理高考一轮总复习

专题提升练4 描述运动的基本概念 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1.如图所示，质量不等的木块A和B的质量分别为 m1和m2，置于光滑的水平面上。当水平力F作用于左端A上，两物体一起做匀加速运动时，A、B间作用力大小为F1；当水平力F作用于右端B上，两物体一起做匀加速运动时，A、B间作用力大小为 F2，则在两次作用过程中 ( ) A.F1+F2=F B.F1+F2<F C.< D.> 梯级Ⅰ 基础练 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 对整体分析，由牛顿第二定律知，两次整体的加速度大小相等，都为a=，当水平力F作用于左端A上，对B受力分析，由牛顿第二定律可得F1=m2a=，当水平力F作用于右端B上，对A受力分析，由牛顿第二定律可得F2=m1a=，因此有F1+F2= F，=，A项正确，B、C、D三项错误。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 2.(多选)(2025·菏泽模拟)如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体A、B通过轻弹簧连接。在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动。A在空中，B在地面上。力F与水平方向成θ角，则B受到的支持力FN和摩擦力Ff正确的是( ) A.FN=m1g+m2g-Fsin θ B.FN=m1g+m2g+Fcos θ C.Ff=Fsin θ D.Ff=Fcos θ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 对两个物体构成的整体进行分析，根据平衡条件有Fcos θ=Ff，Fsin θ+FN=(m1+m2)g，解得Ff=Fcos θ，FN=m1g+m2g-Fsin θ，A、D两项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 3.(2025·南京模拟)如图，质量为M的斜面体置于水平面上，将一个质量为m的小物块放在斜面上，若向右对小物块施加恒力F1或向左对斜面体施加恒力F2，都能恰好使得两者不相对滑动，不计一切摩 擦，F1和F2的大小之比为( ) A.m∶M B.M∶m C.(M+m)∶M D.(M+m)∶m 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 由于不计一切摩擦，分析题图甲，对整体受力分析，竖直方向 FN地1=(m+M)g，水平方向，列牛顿第二定律F1=(m+M)a1，再对斜面体受力分析，设斜面体倾角为θ，竖直方向FN地1=Mg+FN1cos θ，水平方向，列牛顿第二定律FN1sin θ=Ma1，解得F1=(m+M)。同理，分析题图乙，对整体受力分析，竖直方向FN地2=(m+M)g，水平方向，列牛顿第二定律F2=(m+M)a2，再对小物块受力分析，竖直方向FN2cos θ=mg，水平方向，列牛顿第二定律FN2sin θ=ma2，解得F2=(m+M)gtan θ，所以F1∶F2=m∶M，A项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 4.如图所示，长度为L的绳静止在粗糙水平地面上，绳的质量分布均匀，并且与地面间的动摩擦因数处处相等。若对绳的右端施加水平向右的恒力F，使其向右运动，则绳上与其右端距离为x处的拉力大小为( ) A.F B.F C.F D.0 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 设绳的质量为m，对整条绳由牛顿第二定律有F-μmg=ma，左侧长度为(L-x)的部分绳的质量为m，以它为研究对象，则有F'-μmg=ma，联立解得绳上与其右端相距x处的拉力大小F'=F，C项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 5.(多选)(2025·德州模拟)AB是固定在空中的光滑水平横杆，一质量为M的物块穿在杆AB上，物块通过细线悬吊着一质量为m的小球，重力加速度为g。现用沿杆的恒力F拉物块使物块、小球一起(保持相对静止)向右运动，细线与竖直方向夹角为θ，下列说法正确的是( ) A.杆对物块的支持力为(M+m)g B.细线上的拉力为 C.F=(M+m)gtan θ D.物块和小球的加速度为gtan θ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 对小球和物块组成的整体受力分析，如图甲所示，竖直方向上受重力和支持力处于平衡状态，因此杆对物块的支持力为FN=(M+ m)g，A项正确；对小球受力分析，如图乙所示，则FT=，由牛顿第二定律得mgtan θ =ma，两物体保持相对静止即加速度相同为a=gtan θ，B项错 误，D项正确；对整体，在水平方向上有F=(M+m)a=(M+m)gtan θ，C项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 6.(多选)(2025·郑州模拟)如图所示，物块A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上。已知mA=2 kg，mB=4 kg，A、B间动摩擦因数μ=0.3。对物块A施加一水平向右的拉力F，g取10 m/s2。下列判断正确的是( ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A.当拉力0<F<6 N时，物块A相对物体B静止 B.当拉力F>6 N时，物块A相对物体B滑动 C.当拉力F=7.5 N时，物体B受到物块A的摩擦力等于6 N D.当拉力F=12 N时，物体B受到物块A的摩擦力等于6 N 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 当A、B间的摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B开始产生滑动，则对A、B整体F0=(mA+mB)a0，对B有μmAg=mBa0=6 N，解得F0= 9 N，则当拉力0<F<6 N时，物块A相对物体B静止；当拉力F> 9 N时，物块A相对物体B滑动，A项正确，B项错误；当拉力F=7.5 N<F0时，物块A相对物体B静止，此时整体的加速度a1==1.25 m/s2，物体B受到物块A的摩擦力f1=mBa1=5 N，C项错误；当拉力F=12 N>F0时，物块A相对物体B滑动，物体B受到物块A的摩擦力等于f=μmAg=6 N，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 7.(多选)(2025·西安模拟)如图所示，弹簧下端悬挂一滑轮，跨过滑轮的细线两端系有A、B两重物，mB=2 kg，不计线、滑轮质量及摩 擦，则A、B两重物在静止或运动过程中，弹簧的拉力可能为(g取 10 m/s2)( ) A.40 N B.60 N C.80 N D.100 N 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 当mB>mA时，B向下做加速运动，处于失重状态，细线的拉力T<mBg，弹簧的示数为F=2T<2mBg=40 N。当mB=mA时，弹簧的示数为F=2T=2mBg=40 N；当mB<mA时，B向上做加速运动，处于超重状态，细线的拉力T>mBg，两物体的加速度大小a<g，根据牛顿第二定律得知T-mBg=mBa，细线的拉力T<2mBg，弹簧的示数为F=2T<4mBg=80 N，A、B两项正确，C、D两项错误。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 8.(多选)如图所示， A、B物块间的接触面与斜面平行，从斜面上静止释放后，保持相对静止一起沿斜面加速下滑。已知A的质量为m，A、B之间动摩擦因数为μ1，B与斜面之间动摩擦因数为μ2， 重力加速度为g。下列说法正确的是( ) A.A、B间摩擦力为μ1mgcos θ B.A、B间摩擦力为μ2mgcos θ C.若斜面光滑，则A、B间摩擦力为0 D.μ1可能小于μ2 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 梯级Ⅱ 能力练 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 设B物块的质量为mB，对A、B整体由牛顿第二定律得(m+ mB)gsin θ-μ2(m+mB)gcos θ=(m+mB)a，解得a=gsin θ-μ2gcos θ，设A、B间静摩擦力大小为f，B对A的静摩擦力方向沿斜面向上，规定沿斜面向下为正方向，对A由牛顿第二定律得mgsin θ-f=ma得f=μ2mgcos θ，若斜面光滑，则μ2=0，A、B间摩擦力为0，A项错误，B、C两项正确；因A、B间最大静摩擦力Fm=μ1mgcos θ>f，即μ1mgcos θ≥μ2mgcos θ，所以μ1≥μ2，μ1不可能小于μ2，D项错误。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 9.(2024·全国甲卷)如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P，P置于水平桌面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘 (质量可忽略)，盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m，并测量P的加 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 速度大小a，得到a-m图像。重力加速度大小为g。在下列a-m图像中，可能正确的是( ) 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 设P的质量为M，P与桌面的滑动摩擦力为f；以P为研究对象，根据牛顿第二定律得T-f=Ma，以盘和砝码为研究对象，根据牛顿第二定律得mg-T=ma，联立解得a==，当砝码的重力大于f 时，才有一定的加速度，当m趋于无穷大时，加速度趋近于g，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 10.(2025·保定模拟)如图所示，三个物块A、B、C挤压一根轻质弹簧，恰好处于静止状态，已知三个物块的质量分别是mA=1 kg、mB= 2 kg、mC=3 kg，三个物块与水平面的动摩擦因数都是μ=0.2，重力加速度取g=10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，突然把C拿走后的瞬间，则A对B的弹力是( )   A.2 N B.4 N C.6 N D.8 N 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 根据题意可知，弹簧弹力大小为F弹=μ(mA+mB+mC)g=12 N，突然把C拿走后的瞬间，弹簧弹力保持不变，以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得F弹-μ(mA+mB)g=(mA+mB)a，解得a=2 m/s2，以B为对象，根据牛顿第二定律可得FNAB-μmBg=mBa，解得A对B的弹力为FNAB=8 N，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 11.(多选)(2025·莆田模拟)如图所示，一质量为m的物块A与直立弹簧的上端连接，弹簧的下端固定在地面上，一质量也为m的物块B叠放在A的上面，A、B处于静止状态，为使A、B能分离，某学习小组研究了以下两种方案： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 方案一：用力缓慢向下压B，当力增加到F1时，撤去力F1，B开始向上运动，最终A、B分离。 方案二：对B施加一个向上的恒力F2，A、B开始向上运动，最终A、B分离。 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 下列判断正确的是( ) A.两个方案中A、B分离时，两物块之间的弹力为零 B.两个方案中A、B分离时，一定是B的加速度大于A的加速度 C.两个方案中A、B分离时，弹簧均处于原长 D.只有方案一A、B分离时，弹簧处于原长 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 方案一：撤去力F1，A、B开始向上运动，当弹簧处于原长时，两物块的加速度相同，均为重力加速度g，此时两物块之间的弹力为零，之后由于弹簧拉伸，A的加速度大于B的加速度，A、B分 离；方案二：当两物块之间的弹力为零时，A、B分离，加速度相同。由于存在恒力F2，此时有F2-mg=ma，该加速度不是重力加速度，A的加速度与之相同，所以弹簧要提供向上的弹力，弹簧仍处于压缩状态，A、D两项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 12.如图所示，静止在光滑水平面上的斜面体，质量为M=7 kg，倾角为α=30°，其斜面上有一静止的滑块，质量为m=2 kg，两者之间的动摩擦因数为μ=，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。现给斜面体施加水平向右的力使斜面体加速运动，g取10 m/s2。求： 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (1)若要使滑块与斜面体一起加速运动，图中水平向右的力F的最大值； 当滑块与斜面体一起向右加速时，力F越大，加速度越大，当F最大时，斜面体对滑块的静摩擦力达到最大值Ffm，滑块受力如图甲所示， 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 设一起加速的最大加速度为a，对滑块受力正交分解，竖直方向由平衡条件可得FNcos α+Ffmsin α=mg， 水平方向由牛顿第二定律可得Ffmcos α-FNsin α=ma， 由题意知Ffm=μFN， 联立解得a=g， 对整体受力分析可得F=(M+m)a， 解得F=10 N。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 (2)若要使滑块做自由落体运动，图中水平向右的力F的最小值。 如图乙所示，要使滑块做自由落体运动，滑块与斜面体之间应没有力的作用，滑块的加速度为g，设此时斜面体的加速度为aM，则对斜面体有F=MaM，当水平向右的力F最小时，二者没有相互作用但仍接触，则有tan α=，即tan α=， 联立解得F=70 N。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 13.(多选)如图所示，质量分别为m1、m2的A、B两个物体放在斜面 上，中间用一个轻杆相连，A、B与斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2，它们在斜面上加速下滑，关于杆的受力情况，下列分析正确的是( ) A.μ1>μ2，m1=m2，则杆受到压力 B.μ1=μ2，m1>m2，则杆受到拉力 C.μ1<μ2，m1<m2，则杆受到压力 D.μ1=μ2，m1≠m2，则杆无作用力 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 梯级Ⅲ 创新练 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 设斜面倾角为θ，A、B一起下滑，以物体A、B整体为研究对象，由牛顿第二定律得m1gsin θ+m2gsin θ-μ1m1gcos θ-μ2m2gcos θ =(m1+m2)a，假设杆受拉力，则以物体A为研究对象有m1gsin θ-F-μ1m1gcos θ=m1a，联立可得F=。若μ1>μ2，则F为负值，杆受压力，A项正确；若μ1<μ2，则F为正值，杆受拉力，C项错误；若μ1=μ2，F为零，则杆无作用力，B项错误，D项正确。 解析 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 高考复习顶层设计 物理 第 ‹#› 页 微在字里 赢在行间 $$