3.3 动力学中的连接体模型 专项训练 -2027届高考物理一轮复习

3.3动力学中的连接体模型同步练习 2027届高考物理一轮复习 一、单选题 1．如图所示，在光滑的水平面上有质量分别为、、的甲、乙、丙三物块，甲、乙用轻弹簧相连，乙、丙用轻杆相连，在水平拉力的作用下，以的加速度一起做匀加速直线运动。某时刻突然撤去拉力，撤去瞬间甲、乙、丙加速度大小分别为、、，则（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，放置于水平地面上的物块A通过劲度系数为的竖直轻弹簧与物块B连接在一起，初始时物块B处于静止状态。已知物块A、B的质量均为，重力加速度大小为，弹簧的弹性势能（为弹簧的形变量）。现给物块B竖直向下、大小为的瞬时冲量。不计空气阻力且弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（　　） A．物块B运动至最低点时弹簧的形变量为 B．物块B的最大加速度为 C．物块A对地面的最大压力为 D．物块A能离开地面 3．如图所示，水平地面上的小车内有质量分别为m、2m的甲、乙两小球，两小球用轻杆相连，杆与竖直方向的夹角。甲球靠在光滑的竖直侧壁上，乙球放在粗糙水平车厢底板上，小车向右运动，轻杆与车厢始终相对静止。已知重力加速度大小为g，乙球与底板间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A．小车的加速度越大，轻杆中的弹力越小 B．小车做匀加速直线运动的最大加速度为 C．小车做匀加速直线运动的加速度为时，乙球受到的摩擦力大小为 D．小车做匀减速直线运动的最大加速度大小为 4．如图所示，在光滑水平面上，质量的木箱甲和质量的木箱乙通过水平刚性轻杆连接。木箱甲受到水平向右的推力，木箱乙受到水平向左的推力，则木箱甲的加速度为（　　） A．，水平向右 B．，水平向右 C．，水平向左 D．，水平向左 5．如图所示，左侧水平面光滑，右侧水平面粗糙。两相同物块A、B用轻绳连接，放在光滑水平面上，在水平恒力F作用下，一起以加速度做匀加速直线运动，此时轻绳的弹力为。A、B依次由光滑水平面运动到粗糙水平面上，系统稳定后两物块以加速度加速运动，轻绳的弹力变为。则（　　） A．， B．， C．， D．， 6．如图所示，跨过光滑轻质定滑轮的轻绳左侧悬挂质量为9kg的物块A，右侧悬挂质量为3kg的物块B，重力加速度。不计空气阻力，由静止释放物块A，两物块在空中做匀变速运动的过程中，连接A、B的绳子上的拉力大小为（　　） A．35N B．45N C．55N D．65N 7．如图所示，、两小球由绕过定滑轮的轻质细线相连，、两小球通过劲度系数为的轻质弹簧相连，放在倾角为带有挡板的固定光滑斜面上，斜面足够长。初始时用手控制住，使细线伸直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线与斜面平行，此时整个系统处于静止状态。现释放球（球下落过程中不会触地）。已知、的质量均为，的质量为，弹簧始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能（为弹簧的形变量），不计一切摩擦，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A．初始时，弹簧形变量大小为 B．下落过程中其重力的最大功率为 C．下落的最大位移为 D．下落到最低点时挡板与球之间的弹力为 二、多选题 8．如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆，两杆无限接近但不接触，且两杆间的距离忽略不计。两个可视为质点的小球、质量均为，球套在竖直杆上，球套在水平杆上，a、b通过铰链用长度为的刚性轻杆连接。将a球从图示位置由静止释放（轻杆与杆夹角为），不计一切摩擦，已知重力加速度为，下列说法中正确的是（　　） A．球下落过程中，其加速度大小始终不大于 B．球由静止下落时，球速度大小为0 C．球的最大速度为 D．球的最大速度为 9．如图甲所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止。用恒力F向上拉B，分离前，A、B运动的加速度随位移变化如图乙所示，运动距离h时，B与A分离。重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．在B与A分离之前，它们做匀变速直线运动 B．弹簧的劲度系数等于 C．F作用后瞬间，B对A的压力大小为 D．B和A分离后，B还能继续上升 10．如图所示，物体放置在水平桌面上，桌子边缘固定一轻质定滑轮，一轻绳绕过定滑轮和另一轻质动滑轮将物块，按如图方式连接，桌面上方的轻绳与桌面保持平行，与动滑轮连接的轻绳保持竖直方向。已知物块，的质量均为，物块与桌面间的动摩擦因数为，重力加速度为，不计轻绳与滑轮间的摩擦力和空气阻力。在物块向下运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A．物块A和物块B的加速度大小之比为 B．物块A和物块B在某时刻的速度大小之比为1：2 C．物块A的加速度大小为 D．物块A的加速度大小为 三、实验题 11．为探究加速度与力、质量的关系，某研究小组设计了甲、乙两种实验方案。已用天平测量出小车的质量为，重物的质量可调，并且在实验前都进行了补偿阻力的操作。 (1)如图2是某次实验时打点计时器打出的一条纸带（部分），其中相邻两个计数点之间还有4个点未画出。则点的读数为______cm，求得小车的加速度大小为______。（结果保留两位有效数字） (2)当甲、乙两种方案弹簧测力计的示数相同时，分别对应的小车的加速度大小为、，则、满足的关系式是______。 (3)若在（2）的基础上，研究小组通过计算得出（为当地重力加速度），则甲、乙所用重物质量之比为______。 12．某同学在学校实验室用如图甲所示装置验证牛顿第二定律，小车后面固定一条纸带，纸带穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，拉力传感器用于测量小车受到拉力的大小。已知电火花打点计时器工作频率为50 Hz。 (1)下列说法正确的是________（选填字母标号） A．本实验需要平衡摩擦力 B．调整长木板上定滑轮的高度使细线与长木板平行 C．本实验中，小车与钩码的加速度大小相等 D．实验条件必须满足钩码与动滑轮的总质量远小于小车的质量 (2)实验中得到的部分纸带及测量情况如图乙所示，每两个点之间还有四个点未画出，根据图乙的纸带可求出小车的加速度________（结果保留三位有效数字）； (3)改变钩码的质量，多次实验，记录力传感器的示数F，并计算出对应小车的加速度，在坐标系中作出________（选填“a-F”或“”）图像，若在误差允许的范围内，图像为过原点的倾斜直线，则牛顿第二定律得到验证。 (4)最早出现的验证牛顿第二定律的设备是“阿特伍德机”，某同学改造后的装置如图丙所示。质量均为M的重物A、B通过细绳连接，挂在滑轮上，将质量为m的物块C套挂在A的上方，三个物体从图示位置由静止释放。A、C一起下降到挡板D处时，C被挡板挡住，A、B继续运动。已知重力加速度为g。为验证牛顿第二定律，该同学借助刻度尺和秒表进行了测量，请写出需要测量的有关物体运动的物理量________，并推导测量与M、m、g之间应满足的关系式________。 四、解答题 13．如图所示，一质量为2m的木块放在水平桌面上，木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，木块右侧通过一条不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮悬挂一物块P，木块和定滑轮间的轻绳水平。已知重力加速度为g，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 (1)若要保证木块静止，求物块P的最大质量。 (2)若物块P的质量为3m，将木块和物块P同时由静止释放，求刚释放时物块P的加速度大小。 14．如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数的轻质弹簧相连，A物体放在水平地面上，B、C两物体通过绕过足够高的轻质定滑轮的细线相连，用手拿住C物体，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并确保、段的细线竖直。已知A、B两物体的质量，重力加速度大小，细线与滑轮间的摩擦力不计，空气阻力不计，开始时整个系统处于静止状态，由静止释放C物体，当A物体刚要离开地面时，B物体获得最大速度，C物体始终未接触地面。求： (1)未释放C物体时，弹簧的压缩量； (2)刚释放C物体瞬间，B物体的加速度大小； (3)在从静止释放C物体至B物体达到最大速度的过程中，C物体的最大速度。 15．如图甲所示，质量均为的物块A、B静止在水平面上，A、B由劲度系数为的轻弹簧相连，物块A套在竖直固定杆上，在竖直向上的力作用下沿杆缓慢上移，B运动之前，力随上升高度h的变化关系如图乙所示，已知物块A、B处于水平面时距离为，弹簧原长为，物块与杆间动摩擦因数，图中点的高度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（取，，） (1)当在地面时，求所受的摩擦力的大小； (2)求的数值； (3)求坐标、的数值。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D A A B B BC BD BD 11．(1) (2) (3) 12．(1)AB (2)0.820 (3)a-F (4) 用刻度尺测出加速下落的高度h，用秒表测出相应的时间t 13．(1) (2) 【详解】（1）当木块刚好不会相对桌面滑动时，物块P质量最大。对木块和物块P系统，由平衡方程有 解得。 （2）设刚释放时，木块和物块P系统的加速度大小为a，对系统，由牛顿第二定律有 解得 因此，刚释放时物块P的加速度大小为。 14．(1) (2) (3) 【详解】（1）对B进行分析，则有 解得 （2）当达到最大速度时，、B、C均受力平衡，设弹簧弹力大小为，细线拉力大小为，由平衡关系有，， 解得 刚释放C瞬间，B、C有相同大小的加速度，设细线拉力大小为，由牛顿第二定律， 解得 （3）B、C速度最大时，弹簧的伸长量 则该过程弹簧的弹性势能未变，对由B、C和弹簧组成的系统，则有 解得 15．(1)12N (2)32N (3)8cm， 【详解】（1）当A在地面时，根据平衡关系，B所受的摩擦力大小与弹簧弹力大小相等，即 解得 （2）当A上升到c点时，弹簧弹力其中 设此时弹簧与水平方向夹角为，对A受力分析得 由几何关系 联立解得 （3）A缓慢上升，视为动态平衡，弹簧弹力先减小再增大，坐标点弹簧弹力斜向上，设弹簧弹力为，弹簧与水平方向夹角为，则 解得 由几何关系 解得 坐标b点弹簧处于原长状态，有 解得 则坐标的数值为、坐标的数值为 学科网（北京）股份有限公司 $