2027届高考物理一轮复习专项训练：牛二—连接体问题

**基本信息** 聚焦牛二连接体问题，以整体隔离法为核心方法，系统覆盖斜面、滑轮等模型，强化科学推理与运动相互作用观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础应用|单选1-6|整体法求加速度、隔离法分析内力|牛二定律→受力分析→运动学公式推导| |临界分析|多选7-12|相对滑动判断、分离条件、摩擦临界值|状态分析→假设法验证→方程求解| |综合应用|解答13|多阶段运动分析、关联速度处理|过程拆解→分段列式→能量与运动结合|

高三一轮复习牛二—连接体问题 一、单选题 1．质量为、的两个小物块用轻绳连接，绳跨过位于倾角为的光滑斜面顶端的轻滑轮，滑轮与转轴之间的摩擦不计，斜面固定在水平桌面上，如图所示。第一次，悬空，放在斜面底端，由静止释放后，从斜面底端运动到顶端的时间为。第二次，悬空，放在斜面底端，由静止释放后，从斜面底端运动到顶端的时间为。则与的比值为（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间光滑、B与木板间有摩擦力。当木板与水平面的夹角时，物块A、B刚好要滑动，则下列说法正确的是（　　） A．θ缓慢变小，绳子拉力变小 B．θ缓慢变小，B与木板间的摩擦力变大 C．θ缓慢变大，绳子拉力变小 D．θ缓慢变大，B与木板间的摩擦力变大 3．如图所示，在水平直线传送轨道上，智能快递分拣车的前、后两个货舱质量分别为2m和m，用轻质刚性连接杆相连。每个货舱所受运行阻力与自身质量成正比，比例系数为k。前货舱的驱动装置提供水平牵引力F，使两货舱一起向前做匀加速直线运动。已知连接杆能承受的最大拉力为T₀，重力加速度为g，为保证连接杆不被拉断，牵引力F的最大值为（     ） A．3T0 B． C． D． 4．如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，材料相同的物体B、C通过轻绳连接，物体A放在B上，A、B、C保持相对静止一起沿斜面体下滑，且轻绳伸直。已知A、B、C的质量均为，B、C与斜面体间的动摩擦因数均为，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．若，A、B间的摩擦力大小为 B．若，A、B间的摩擦力大小为0 C．若，A、B间的摩擦力大小为0 D．无论是否为0，轻绳的拉力始终为0 5．如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1kg，木箱的质量为5kg，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.4，不计空气阻力，重力加速度g取，则在乙下落的过程中（未与地面碰撞）地面对木箱的支持力大小为（     ） A．65N B．67N C．60N D．58N 6．如图所示为玩具升降机简图，、、三物体质量分别为、和，用足够长的轻绳和轻滑轮连接，不计一切摩擦，重力加速度为，则（     ） A．固定，释放，运动过程中和的速率相等 B．固定，释放，运动过程中绳子张力大小为 C．同时静止释放和，运动过程中与的速率比1∶2 D．同时静止释放和，运动过程中绳子张力的大小为 二、多选题 7．如图A、B两物体叠放在光滑水平桌面上，轻质细绳一端连接B，另一端绕过定滑轮连接C物体，已知A和C的质量都是1 kg，B的质量是2 kg，A、B间的动摩擦因数是0.3，其它摩擦不计。由静止释放C，C下落一定高度的过程中（C未落地，B未撞到滑轮，g=10m/s2）。下列说法正确的是（    ） A．A、B两物体没有发生相对滑动 B．A物体受到的摩擦力大小为3N C．细绳的拉力大小等于10 N D．B物体的加速度大小是2.5 m/s2 8．如果人群在户外突遇洪水，临时自救时可以站定排成一列纵队，如图甲所示。某小组为探究纵队各处的受力情况，建立了如图乙所示的物理模型：水平地面上依次放置三个质量均为m的物块，物块1与地面的动摩擦因数为，其余两物块与地面间的动摩擦因数均为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现对物块1施加一水平向左的力F，下列说法正确的有（    ） A．若三个物块均静止，物块2和物块3所受摩擦力相等 B．若三个物块一起向左匀加速运动，物块2和物块3所受摩擦力相等 C．当时，物块1、2之间的弹力为 D．当时，物块1、2之间的弹力为 9．如图所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，静止放置在水平面上，水平面与物体间的摩擦力可忽略不计，两个物体的质量，。从开始，推力和拉力后分别作用于A、B上，、随时间的变化规律为，，下列说法正确的是（     ） A．0~2s时间内A的加速度一直在减小 B．时，A、B两物体刚好分离 C．2s~4s内B的加速度一直在增大 D．时，A速度达到最大值 10．幼儿园的小朋友用一轻弹簧将A、B两辆玩具小车（视为质点）连接在一起，在两侧施加外力F1、F2进行“拔河”游戏，观察小车的运动情况，如图所示。已知轻弹簧的原长为L、劲度系数为k，两小车质量相同，一切摩擦均可忽略。下列说法正确的是 （　　） A．若，且两小车相对静止，则两车距离为 B．若，且两小车相对静止，则两车距离为 C．若，且两小车相对静止，则两车距离为 D．若，且两小车相对静止，则两车距离为 11．如图所示是我国自主研发的CRH380A型动车组示意图，其由8节质量均为的车厢组成，其中2-7号为动力车厢，1号和8号为拖车厢。列车沿水平钢轨向右启动时，每节动力车厢提供的动力均为，每节车厢受到的阻力与自身重力成正比，即，下列说法正确的是（　　） A．4、5号车厢连接处无拉力或推力作用 B．3、4号车厢连接处表现为拉力，大小为 C．相邻两车厢连接处拉力或推力最大值为 D．越大，2号车厢对1号车厢的推力就越大 12．如图，轻质的光滑滑轮K与质量为M=0.4kg的木箱A由通过刚性轻杆固定为一个整体，木箱A置于水平桌面上。质量为m=0.2kg的物体B通过跨过滑轮的竖直轻绳一端相连，轻绳另一端水平固定在一墙壁，物体B与木箱A侧壁间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g=10m/s2。则下列说法正确的是（　　） A．若A静止，则地面对A的摩擦力为2N B．若A静止，则地面对A的作用力为N C．若水平地面光滑，μ=0.5，则A的加速度大小aA=2m/s2 D．若水平地面光滑，μ=0.5，则轻绳的拉力T= N 三、解答题 13．如图所示，倾角θ=37°的斜面固定在水平地面上，质量m1=3kg的物体A置于斜面上，一条轻绳绕过两个光滑的轻质滑轮连接着固定点O和物体A，质量m2=8kg的物体B与动滑轮连接。已知连接动滑轮两边的轻绳均竖直，物体A与定滑轮间的轻绳和斜面平行，物体A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。初始时物体B的下表面距地面的高度h=2m，物体A到定滑轮的距离足够远。现将两个物体同时由静止释放，B落地后不反弹。sin37°=0.6，cos37°=0.8。 (1)在物体B下落过程中，求轻绳的拉力大小和物体A的加速度大小； (2)求物体B落地前瞬间的速度大小； (3)求整个过程中物体A沿着斜面向上运动的最大距离。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《高三一轮复习牛二—连接体问题》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A A D B D AD BC BC AC 题号 11 12 答案 AC AD 1．A 【详解】第一次，悬空，在斜面底端，设斜面总长为，加速度大小相等为 对受力分析由牛顿第二定律可得 对受力分析由牛顿第二定律可得 由运动学可得 第二次，悬空，在斜面底端，设斜面总长为，加速度大小相等为 对受力分析由牛顿第二定律可得 对受力分析由牛顿第二定律可得 由运动学知识得 联立解得 故选A。 2．A 【详解】AB．当A、B刚好要滑动时，以A为研究对象，受力分析得出此时绳上张力 以B为研究对象，受力分析可知，此时B受斜面的静摩擦力为 方向沿斜面向上。动摩擦因数 当θ变小时，T=mgsinθ变小，B与木板间的静摩擦力为 f=2mgsinθ-mgsinθ=mgsinθ 变小，故A正确、B错误。 CD．当θ增大时，B沿木板向下运动，A沿木板向上运动，二者运动的加速度大小相同。以B为研究对象，有 以A为研究对象，有 T-mgsinθ=ma 解得 变大，B与木板间的滑动摩擦力 变小，故CD错误。 故选A。 3．A 【详解】取前进方向为正方向，后货舱（质量）受连接杆向前的拉力和向后的阻力，由牛顿第二定律 前货舱（质量）受牵引力（向前）、连接杆向后的拉力和向后的阻力，由牛顿第二定律有 联立消去，得 当时，，与、无关。 故选A。 4．D 【详解】D．对A、B、C组成的整体进行受力分析，根据牛顿第二定律有 解得整体沿斜面下滑的加速度为 再对物体C进行隔离受力分析，设轻绳的拉力大小为，根据牛顿第二定律有 将加速度代入可得 可知无论动摩擦因数是否为0，轻绳的拉力始终为0，故D正确； ABC．对物体A进行隔离受力分析，设B对A的摩擦力大小为，方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律有 将加速度代入解得 若，则，故A错误；若且，摩擦力，故B错误；若，则，故C错误。 故选D。 5．B 【详解】由题意知，物块甲、乙的质量，木箱的质量 研究物块甲，根据牛顿第二定律 研究物块乙，根据牛顿第二定律 解得 以甲、乙和木箱整体为研究对象，设地面对木箱的支持力为，在竖直方向上用系统牛顿第二定律 解得 故选B。 6．D 【详解】A．固定，释放，根据动滑轮原理，绳端（物体）移动的距离是滑轮（物体）移动距离的2倍，即 对时间求导可知，故错误； B．固定，释放，设绳子张力为，的加速度大小为，则的加速度大小 对应用牛顿第二定律： 对应用牛顿第二定律 联立解得：，，故错误； C．同时静止释放和，绳子张力处处相等，设为。对： 对： 则 由于初速度均为0，运动过程中速率比，故错误； D．同时静止释放和，设、加速度大小分别为、，的加速度大小为。由绳长约束关系可知，、向中间运动的位移之和等于下降位移的2倍，即 故加速度关系为 对应用牛顿第二定律： 联立，，得： 代入数据： 解得，故正确。 故选D。 7．AD 【详解】ABD．假设A、B不发生相对滑动，整体的加速度为 隔离对A分析 NN 可知假设成立，即A、B两物体不发生相对滑动，A所受的摩擦力为2.5N，加速度为，故B错误，AD正确； C．隔离对C分析，根据牛顿第二定律得 解得 N 故C错误。 故选AD。 8．BC 【详解】A．因为外力F大小未知，所以无法确定物块2和物块3所受摩擦力的大小情况，故A错误； B．若三个物块一起向左匀加速运动，物块2和物块3所受摩擦力均为滑动摩擦力，所以，故B正确； C．把1、2、3看成一个整体，所以受的最大静摩擦力为 当时，1、2、3物块刚要滑动，把2、3看成一个整体，则有，故C正确； D．当时，一起匀加速时，根据整体法，对三个物块，根据牛顿第二定律，有 设物块1对物块2的弹力为，对物块2、3有 联立解得，故D错误。 故选BC。 9．BC 【详解】AB．对A与B整体分析，应用牛顿第二定律有 解得共同加速度为 若AB之间的弹力为0，对A分析有 当时，解得 即在2s时A与B物体恰好分离，故A错误，B正确； C．在2s~4s内，B物体的加速度为 可知加速度大小在增大，故C正确； D．在2s后，A的加速度为 根据公式可知在后A的加速度反向，A才开始做减速运动，2s末A的速度不是最大值，故D错误。 故选BC。 10．AC 【详解】AB．由于，且两小车相对静止，此时系统处于静止状态，根据胡克定律结合平衡条件可得 解得弹簧的伸长量为 则两车距离为，故A正确，B错误； CD．若，且两小车相对静止，对整体根据牛顿第二定律有 以A为对象，根据牛顿第二定律可得 联立解得弹簧的伸长量为 则两车距离为，故C正确，D错误。 故选AC。 11．AC 【详解】对8节车厢整体受力分析，根据牛顿第二定律 A．对5-8节车厢整体受力分析，根据牛顿第二定律 解得，A正确； B．对4-8节车厢整体受力分析，设3号车厢对4号车厢的作用力为拉力，根据牛顿第二定律 解得，力取负值，说明两车厢间作用力为推力，B错误； C．设2号车厢对1号车厢的推力，以1号车厢为研究对象 解得 以 8 号车厢为研究对象，，8 号车厢对7 号车厢的拉力 其他连接处力的大小均小于，故相邻车厢连接处最大力为​，C正确； D．由可知，2号车厢对1号车厢的推力与k无关，D错误。 故选AC。 12．AD 【详解】A．当A静止时，把A、B及滑轮左侧部分的轻绳看作一个整体，竖直向下的重力（M+m）g=6N 整体受水平向右的拉力T=mg=2N 由平衡条件可知则地面对A的摩擦力为f=T=2N，故A正确； B．地面对A的作用力，故B错误； CD．若水平地面光滑，设物块A、B间的弹力大小为FN，根据牛顿第二定律，对A有T-FN=MaA 物块B的加速度在竖直方向的分量设为ay，在水平方向的分量等于ax，则物体B在竖直方向上有 物体B在水平方向上有FN=max 由于物体B竖直方向上的位移大小等于A、B水平方向上的位移大小，则有aA=ay 联立求解可得A的加速度大小 轻绳的拉力T=N，故C错误，D正确。 故选AD。 13．(1)36N，2m/s2 (2)2m/s (3)4.8m 【详解】（1）对物体A，根据牛顿第二定律 设物体B的加速度为a1，根据运动关系可知 对物体B，根据牛顿第二定律 联立可得拉力大小为 加速度为 （2）由运动学公式，有 可得物体B落地前瞬间的速度大小 （3）物体B落地时，物体A的速度 B落地后，设A的加速度大小为a2 由牛顿第二定律有 B落地后，根据运动学公式 物体A沿着斜面向上运动的最大距离 代入数据解得 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $