微专题15 动力学连接体问题和临界问题 跟踪练习 -2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

**基本信息** 聚焦动力学连接体与临界问题，分层设计基础理解、综合应用、拓展提升三层次，通过整体隔离法训练与临界条件分析，构建从单一模型到综合应用的知识巩固路径，培养运动与相互作用观念及科学推理能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础理解|单一连接体受力分析、临界条件判断|如1-3题（连接体整体隔离法）、6-7题（叠放体临界拉力），直接应用牛顿定律，强化物理模型建构| |综合应用|多情境对比、复杂临界条件分析|如4-5题（竖直与斜面连接体对比）、8-10题（轻绳断裂临界、斜面加速临界），通过多选形式提升科学推理复杂度| |拓展提升|综合计算与实际问题解决|如13-14题（斜面系统加速度、推力撤去后滑行距离），整合摩擦力、弹力等多知识点，培养综合问题解决能力|

微专题15 动力学连接体问题和临界问题 跟踪练习 一、选择题: 1.连接体问题 1.五个质量相等的物体置于光滑水平面上，如图所示，现对左侧第1个物体施加大小为F、方向水平向右的恒力，则第2个物体对第3个物体的作用力等于(　　) A.F B.F C.F D.F 2．如图所示，质量分别为m1＝3 kg，m2＝2 kg的A、B物体置于光滑的水平面上，中间用水平轻质弹簧测力计连接．两个大小分别为F1＝30 N，F2＝20 N的水平拉力分别作用在A、B上，则(　　) A．弹簧测力计的示数是50 N B．弹簧测力计的示数是24 N C．在突然撤去F2的瞬间，B的加速度大小为4 m/s2 D．在突然撤去F2的瞬间，A的加速度大小为10 m/s2 3.如图所示，在光滑的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体B相连，假设绳子的质量以及绳子与轻质定滑轮之间的摩擦都可以忽略不计，绳子不可伸长且与A相连的绳水平，重力加速度为 g．如果mB＝3mA，则绳子对物体A的拉力大小为(　　) A．mBg B.mAg C．3mAg D.mBg 4．(多选)如图所示，a、b两物体的质量分别为m1、m2，由轻质弹簧相连．当用恒力F竖直向上拉着a，使a、b一起向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x1，物体的加速度大小为a1；当用大小仍为F的恒力沿斜面向上拉着a，使a、b一起沿光滑斜面向上做匀加速直线运动时，弹簧伸长量为x2，物体的加速度大小为a2.已知斜面的倾角为θ，则有(　　) A． x1＝x2 B．x1>x2 C．a1＝a2 D．a1<a2 5.(多选)如图所示，材料相同、质量分别为M和m的两物体A和B靠在一起放在光滑水平面上．用水平推力F向右推A使两物体一起向右加速运动时(图甲)，A和B之间的作用力大小为F1，加速度大小为a1.用同样大小的水平推力F向左推B加速运动时(图乙)，A和B之间的作用力大小为F2，加速度大小为a2，则(　　) A．F1∶F2＝1∶1 B．F1∶F2＝m∶M C．a1∶a2＝M∶m D．a1∶a2＝1∶1 2. 临界问题 6.如图所示，在光滑的水平面上叠放着两木块A、B，质量分别是m1和m2，A、B间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，要把B从A下面拉出来，则拉力的大小必须满足(　　) A．F>μ(m1＋m2)g B．F>μ(m1－m2)g C．F>μm1g D．F>μm2g 7.如图所示，质量为M、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上，光滑槽内有一质量为m的小铁球，现用一水平向右的推力F推动凹槽，小铁球与光滑凹槽相对静止时，凹槽球心和小铁球的连线与竖直方向成α角．重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A．小铁球受到的合外力方向水平向左 B．F＝(M＋m)gtan α C．系统的加速度为a＝gsin α D．F＝mgtan α 8.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT.现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是(　　) A．质量为2m的木块受到四个力的作用 B．当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断 C．当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳还不会被拉断 D．当轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为FT 9.如图，质量为m的物体放置在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝，现用拉力F(与水平方向的夹角为θ)拉动物体沿地面匀速前进，下列说法正确的是(　　) A．θ＝0°即拉力F水平时，拉力最小 B．θ＝45°时，拉力F最小 C．拉力F的最小值为mg D．拉力F的最小值为mg 10.(多选)一个质量为0.2 kg的小球用细线吊在倾角θ＝53°的斜面顶端，如图2，斜面静止时，球紧靠在斜面上，细线与斜面平行，不计摩擦及空气阻力，当斜面以10 m/s2的加速度向右做加速运动时，则(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，取g＝10 m/s2)(　　) A．细线的拉力为1.60 N B．细线的拉力为2 N C．斜面对小球的弹力为1.20 N D．斜面对小球的弹力为0 11.(多选)如图所示，已知物块A、B的质量分别为m1＝4 kg、m2＝1 kg，A、B间的动摩擦因数为μ1＝0.5，A与地面之间的动摩擦因数为μ2＝0.5，设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，g取10 m/s2，在水平力F的推动下，要使A、B一起运动且B不下滑，则力F的大小可能是(　　) A．50 N B．100 N C．125 N D．150 N 12.(多选)如图所示，物体A叠放在物体B上，B置于光滑水平面上，A、B质量分别为mA＝6 kg、mB＝2 kg，A、B之间的动摩擦因数μ＝0.2，开始处于静止状态，现对A施加一个逐渐增加的水平力F，在F逐渐增大的过程中，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2，则下列说法正确的是(　　) A．当拉力F<12 N时，物体A保持静止状态 B．当拉力超过12 N时，A、B开始相对滑动 C．当F＝24 N时，A的加速大小为3 m/s2 D．当拉力超过48 N时，A、B才开始相对滑动 二、计算题: 13.如图所示，固定在水平面上的斜面的倾角θ＝37°，木块A的MN面上钉着一颗小钉子，质量m＝1.5 kg的光滑小球B通过一细线与小钉子相连接，细线与斜面垂直．木块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5.现将木块由静止释放，木块与小球将一起沿斜面下滑．求在木块下滑的过程中：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2) (1)木块与小球的共同加速度的大小； (2)小球对木块MN面的压力的大小和方向． 14.如图所示，质量为2 kg的物体A和质量为1 kg的物体B放在水平地面上，A、B与地面间的动摩擦因数均为，在与水平方向成α＝37°角、大小为20 N斜向下推力F的作用下，A、B一起做匀加速直线运动(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求： (1)A、B一起做匀加速直线运动的过程中加速度大小； (2)运动过程中A对B的作用力大小； (3)若3 s后撤去推力F，求撤去推力F后1 s内A、B在地面上滑行的距离． 参考答案： 1.答案　C解析　设各物体的质量均为m，对整体运用牛顿第二定律得a＝，对3、4、5应用牛顿第二定律得FN＝3ma，解得FN＝F.故选C. 2.答案　B解析　对两物体和弹簧测力计组成的系统，根据牛顿第二定律得整体加速度a＝＝2 m/s2，隔离B，对B进行受力分析，根据牛顿第二定律有F弹－F2＝m2a，解得F弹＝24 N，即弹簧测力计的示数是24 N，选项B正确，A错误；在突然撤去F2的瞬间，弹簧的弹力不突变，B的加速度大小为a′＝＝12 m/s2，A的加速度大小为2 m/s2，所以选项C、D错误． 3.答案　B解析　对A、B整体进行受力分析，根据牛顿第二定律可得mBg＝(mA＋mB)a，对物体A，设绳的拉力为F，由牛顿第二定律得，F＝mAa，解得F＝mAg，B正确． 4.答案　AD 5.答案　BD解析　由整体法知a＝，则a1∶a2＝1∶1， 在甲图中隔离B物体有：F1＝ma，在乙图中隔离A物体有：F2＝Ma， 所以F1∶F2＝m∶M. 6.答案　A解析　以木块A为研究对象，则刚要发生相对滑动时，μm1g＝m1a 以A、B整体为研究对象，则刚要发生相对滑动时，F0＝(m1＋m2)a 解得F0＝μ(m1＋m2)g 则拉力F必须满足F>μ(m1＋m2)g，故选A. 7.答案　B解析　对小铁球受力分析得F合＝mgtan α＝ma且合外力方向水平向右，故小铁球的加速度为gtan α，因为小铁球与凹槽相对静止，故系统的加速度也为gtan α，A、C错误．对系统整体受力分析得F＝(M＋m)a＝(M＋m)gtan α，故B正确，D错误． 8.答案　C解析　质量为2m的木块受重力、地面的支持力、轻绳的拉力、木块m的压力和摩擦力五个力的作用，选项A错误；当轻绳达到最大拉力FT时，对m和2m整体受力分析，FT＝3ma，再对三个木块整体受力分析，F＝(m＋2m＋3m)a，得到F＝2FT，选项B错误，选项C正确；对木块m，由Ff＝ma，得Ff＝FT，选项D错误． 9.答案　C解析　设物体受到的拉力与水平方向的夹角为θ，根据共点力平衡可知Fcos θ＝μ(mg－Fsin θ)，F＝＝ 根据数学知识可得，当θ＝30°时，拉力F有最小值，且最小值为mg，故C正确，A、B、D错误． 10.答案　BD解析　当小球对斜面的压力恰为零时，斜面的加速度为a0，根据牛顿第二定律可知mgtan 37°＝ma0，解得a0＝7.5 m/s2，由于a0＝7.5 m/s2<10 m/s2，则当斜面以10 m/s2的加速度向右做加速运动时，小球将飘离斜面，设此时细线与竖直方向的夹角为α，则mgtan α＝ma，解得α＝45°，则此时细线的拉力FT＝＝2 N，选项B、D正确． 11.答案　CD解析　若B不下滑，对B有μ1FN≥m2g，由牛顿第二定律得FN＝m2a；对整体有F－μ2(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a，得F≥(m1＋m2)g＝125 N，选项C、D正确． 12.答案　CD解析　由于B置于光滑水平面上，有力作用在物体A上，A、B整体加速运动；对B，当A、B间的摩擦力达到最大值时，此时的加速度达到最大，最大静摩擦力Fmax＝μmAg＝12 N，则最大加速度，a＝＝ m/s2＝6 m/s2 对整体运用牛顿第二定律，有F＝(mA＋mB)a＝48 N 知两物体开始没有相对运动，当拉力增加到48 N时，发生相对滑动，故A、B错误，D正确；当F＝24 N时，两物体没有相对运动，根据牛顿第二定律，A的加速度大小为a＝＝ m/s2＝3 m/s2，故C正确． 13.答案　(1)2 m/s2　(2)6 N　沿斜面向下 解析　(1)以小球和木块组成的整体为研究对象，设木块的质量为M，共同加速度为a，根据牛顿第二定律有： (M＋m)gsin θ－μ(M＋m)gcos θ＝(M＋m)a 代入数据得：a＝2 m/s2 (2)以小球为研究对象，设MN面对小球的作用力为FN， 根据牛顿第二定律有：mgsin θ－FN＝ma， 代入数据得：FN＝6 N 根据牛顿第三定律，小球对木块MN面的压力大小为6 N，方向沿斜面向下． 14.答案　(1) m/s2　(2)4 N　(3)0.6 m 解析　(1)以A、B整体为研究对象进行受力分析，有： Fcos α－μ[(mA＋mB)g＋Fsin α]＝(mA＋mB)a， 代入数据解得a＝ m/s2. (2)以B为研究对象，设A对B的作用力为FAB，根据牛顿第二定律有： FAB－μmBg＝mBa 代入数据解得FAB＝4 N. (3)若3 s后撤去推力F，此时物体A、B的速度：v＝at＝2 m/s 撤去推力F后，物体A、B的加速度为a′＝＝μg＝ m/s2 滑行的时间为t′＝＝0.6 s 则撤去推力F后1 s内物体A、B在地面上滑行的距离等于0.6 s内物体A、B在地面上滑行的距离，则x＝t′＝0.6 m. 学科网（北京）股份有限公司 $