第4章 专题强化练8 连接体问题（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高一物理必修第一册分层练习（人教版 江苏北京专版）

该高中物理课件聚焦“运动和力的关系”中的连接体问题，系统梳理面接触、绳连接、杆连接、弹簧连接四大类型，通过题组分类结合“整体法-隔离法”解题步骤及规律总结，构建完整的连接体问题知识网络。 其亮点在于以科学思维为核心，通过典型例题（如面接触物体受力分析、绳连接体加速度计算）培养模型建构与科学推理能力，设置易错警示与分层题组，适配不同学生需求，助力教师精准教学，有效提升学生解决复杂力学问题的能力。

第四章 运动和力的关系 第1讲　描述运动的基本概念 专题专项练 专题强化练8　连接体问题 第1讲　描述运动的基本概念 题组一　面接触连接体问题 1.[2026河北保定月考]如图所示,在水平面上放置着两个横截面为梯形的物体P和Q,P和Q的接触面与水 平面的夹角θ=37°,P和Q的质量之比为4∶3,所有接触面均光滑。若把水平向右、大小为F的力作用在P 上,此时P对Q的作用力大小为F1;若把水平向左、大小为F的力作用在Q上,此时Q对P的作用力大小为 F2。上述过程中P、Q始终相对静止,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,则 为 ( )   A. 　　    B. 　　    C. 　　    D.      A     第1讲　描述运动的基本概念 解析       第1讲　描述运动的基本概念 2.[2026安徽池州期末]如图所示,一质量为M=2.5 kg的凹形槽在水平拉力F作用下沿水平地面向左做匀 加速直线运动,这时凹形槽内一质量为m=1.5 kg的铁块恰好能静止在后壁上。已知凹形槽与水平地面 间的动摩擦因数μ1=0.7,铁块与凹形槽间的动摩擦因数μ2=0.5。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力 加速度g取10 m/s2,则 ( )   A.铁块对凹形槽压力的大小为20 N B.凹形槽的加速度大小为5 m/s2 C.水平拉力F的大小为108 N D.水平地面对凹形槽支持力的大小为25 N     C     第1讲　描述运动的基本概念 解析　设凹形槽对铁块的支持力大小为N,对铁块,在竖直方向,根据平衡条件有μ2N=mg,解得N=30 N,由 牛顿第三定律可得铁块对凹形槽的压力大小N'=N=30 N,A错误。在水平方向,根据牛顿第二定律可得a = =20 m/s2(点拨:铁块的加速度由槽对铁块的支持力N提供),由于铁块与槽相对静止,故凹形槽的加速 度大小为20 m/s2,B错误。对铁块和凹形槽整体,在水平方向,根据牛顿第二定律有F-μ1(M+m)g=(M+m)a, 可得F=108 N,C正确。在竖直方向,根据平衡条件可得水平地面对凹形槽的支持力大小为N地=(M+m)g= 40 N,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 题组二　绳连接体问题 3.[2025江苏连云港期中]如图所示,轻质定滑轮固定在天花板上,物体P和Q用不可伸长的轻绳相连悬挂 在定滑轮上,物体P和Q的质量分别为m、3m,用手托住Q,使P、Q静止。由静止释放Q,Q下降距离h恰好 到达地面,重力加速度大小为g,不计摩擦和空气阻力,物体P上升过程中的最高点低于定滑轮,两物体和 滑轮均可视为质点,下列说法正确的是 ( ) A.Q下降过程中,绳子的拉力大小为3mg B.Q下降过程中,物体P运动的加速度大小为2g C.物体P上升的最大高度为      C     D.Q下降距离h时,P的速度大小为  第1讲　描述运动的基本概念 解析　由静止释放Q,Q下降距离h到达地面的过程中,P上升距离h,物体P、Q的加速度大小相等,对物体 P,根据牛顿第二定律有T-mg=ma,对物体Q,根据牛顿第二定律有3mg-T=3ma,联立解得T= mg,a= , 故A、B错误。Q落地前瞬间,设P和Q的速度大小为v,则v2=2ah,得v= ;Q落地后,P做竖直上抛运动,有 v2=2gh',得h'= ,所以物体P上升的最大高度为H=h+h'= ,C正确,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 4.[2026北京理工大学附属中学期末]如图所示,绕过定滑轮的轻绳将物块A和物块B相连,连接物块A的 轻绳与水平桌面平行。现将两物块由图示位置无初速度释放,经过时间t,物块B未落地,物块A未到达滑 轮位置。已知物块A的质量为M,物块B的质量为m,重力加速度为g。若忽略A与桌面之间的摩擦,则绳子 拉力大小为T0,物块A的加速度大小为a0。不计滑轮与绳以及转轴的摩擦,下列说法正确的是( ) A.轻绳拉力大小T0=mg B.物块A的加速度大小a0=  C.若A与桌面间有摩擦,则轻绳拉力小于T0     B     D.若A与桌面间有摩擦,则A的加速度大于a0 第1讲　描述运动的基本概念 解析　运动过程中,物块A与物块B的加速度大小相等,根据牛顿第二定律,对A、B整体有mg=(M+m)a0, 对B有mg-T0=ma0,联立解得T0=mg- ,a0= ,故A错误,B正确;若A与桌面间有摩擦,设桌面对A的摩 擦力大小为f,根据牛顿第二定律,对A、B整体有mg-f=(M+m)a,对B有mg-T=ma,解得T=mg- >T0,a = <a0,故C、D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 5.[2026湖南长沙一模]如图甲所示,质量为m0的小车放在光滑水平面上,小车上用细线悬吊一质量为m的 小球,m0>m,用一大小为F的力水平向右拉小球,使小球和车一起以大小为a的加速度向右运动时,细线与 竖直方向成α角,细线的拉力大小为FT。若用一大小为F'的力水平向左拉小车,使小球和车一起以大小 为a'的加速度向左运动时,细线与竖直方向也成α角,如图乙所示,细线的拉力大小为F'T,不计空气阻力,则  ( )  　      A.a'=a,F'<F　　　    B.a'>a,F'=F C.a'<a,F'T>FT　　　    D.a'>a,F'T=FT     D     第1讲　描述运动的基本概念 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F=(m0+m)a,对题图甲中小球受力分析, 如图1所示,有FT cos α-mg=0,F-FT sin α=ma,联立解得FT= ,F= g tan α;对题图乙中小车和小 球组成的整体,根据牛顿第二定律有F'=(m0+m)a',对题图乙中小球受力分析,如图2所示,有F'T cos α-mg= 0,F'T sin α=ma',解得F'T= ,F'=(m0+m)g tan α。综上所述可知F'T=FT,因为m0>m,所以F'>F,a'>a,D正确。        第1讲　描述运动的基本概念 方法技巧     处理连接体问题的一般步骤       第1讲　描述运动的基本概念 题组三　杆连接体问题 6.[2026山东潍坊期中]如图所示,在倾角为θ的固定粗糙斜面上,两材质相同、质量分别为m1、m2的小物 块用轻杆连接,轻杆始终与斜面平行。两物块在沿斜面向上的恒力F作用下,一起向上做匀加速直线运 动。下列说法正确的是 ( ) A.轻杆的弹力大小为 F B.轻杆的弹力大小为 F C.若只增大倾角θ,轻杆弹力变大 D.若只增大m2,轻杆弹力变小     B     第1讲　描述运动的基本概念 解析　设小物块与斜面间的动摩擦因数为μ,对两小物块组成的整体,有F-(m1+m2)g sin θ-μ(m1+m2)g·cos θ =(m1+m2)a;设轻杆的弹力大小为T,对B有T-m2g sin θ-μm2g cos θ=m2a,联立解得T= F,A错误,B正 确。由T= F可知,若只增大倾角θ,轻杆弹力不变;若只增大m2,则轻杆弹力变大,C、D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 规律总结     “串接式”连接体中弹力的“分配协议” 　　如下列各图所示,对于一起做匀加速运动的物体系统,A和B间的弹力FAB或中间绳的拉力FT的大小 遵循的“分配协议”为FAB=FT= F。   　　此“分配协议”: 　　①与有无摩擦无关(若有摩擦,两物体与接触面间的动 摩擦因数必须相同); 　　②与两物体间有无连接物、何种连接物(轻绳、轻杆、轻弹簧)无关; 　　③物体系统处于水平面、斜面或竖直方向上一起加速运动时都成立。     第1讲　描述运动的基本概念 7.[2026江西上饶第一中学月考]如图所示,水平地面上有一小车,车内有质量分别为m、2m的A、B两小 球,用轻杆相连,杆与竖直方向的夹角为θ=30°。A球靠在光滑的竖直侧壁上,B球在粗糙的水平底面上, 且受到的最大静摩擦力与对车厢的压力之比为k。小车可以以不同的加速度向右运动,现要保证轻杆 与车厢相对静止,重力加速度为g,下列说法正确的是 ( ) A.在不同加速度的情况下,轻杆对小球A的作用力大小不同 B.当小球B对车厢底面的摩擦力等于0时,那么此时小车做匀加速运动, 加速度大小为      C     C.若k= ,当小车做匀减速直线运动时,则允许的最大加速度为  D.若k= ,当小车做匀加速直线运动时,则侧壁对小球A的作用力最大值为  第1讲　描述运动的基本概念 解析　根据题意,设杆对小球A的作用力大小为F,对A,在竖直方向上由平衡条件有F cos θ=mg,解得F=  ;轻杆与车厢相对静止,则轻杆对小球A的作用力始终为恒力,A错误。杆对小球B的作用力大小始 终也为F= ,当小球B对车厢底面的摩擦力等于0时,对B,根据牛顿第二定律有F sin θ=2ma1,解得a1=  ,B错误。若k= ,B与底面间的最大静摩擦力为f1=k(2mg+F cos θ),小车向右做匀减速直线运动,当 A与侧壁无弹力,且B与底面间有最大静摩擦力时,对A、B整体有f1=3ma2,解得a2= ,但当A与侧壁恰 好无弹力时,A有最大加速度,此时对A有F sin θ=ma3,解得a3= ,因此允许的最大加速度为 ,C正 确。若k= ,当小车做匀加速直线运动,小球B与底面的静摩擦力最大时,侧壁对小球A的作用力FN最大, 对B根据牛顿第二定律可得k(2mg+F cos θ)+F sin θ=2ma4,对A可得FN-F sin θ=ma4,解得FN= ,D错误。 第1讲　描述运动的基本概念 易错警示     解决本题时需注意:轻杆对A的作用力竖直方向的分力与A的重力平衡,即轻杆对A的作用力为恒力,勿 误以为随加速度变化;匀减速时加速度向左,需正确判断B球的摩擦力方向,整体或隔离时受力方向易搞 反;匀加速时,B球静摩擦力最大对应侧壁对A的作用力最大,勿混淆极值条件。     第1讲　描述运动的基本概念 题组四　弹簧连接体问题 第1讲　描述运动的基本概念 8.[2026江苏南通期末]如图所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m和M的物块A、B用轻弹簧相连,两物 块与水平面间的动摩擦因数均为μ,当大小为F的水平拉力作用于B上且两物块以大小为a1的加速度向 右做匀加速直线运动时,弹簧的伸长量为x1;当用同样大小为F的恒力沿着倾角为θ的光滑斜面向上作用 于B上且两物块以大小为a2的加速度沿斜面向上做匀加速直线运动时,弹簧的伸长量为x2,下列说法中正 确的是 ( ) A.若M=2m,有x1=2x2     D     B.若M=2m,有x1>2x2 C.若μ< tan θ,有x1<x2 D.若μ< tan θ,有x1=x2 第1讲　描述运动的基本概念 解析　两物块在水平面上做匀加速直线运动时,对A、B整体有F-μ(M+m)g=(M+m)a1,对A有kx1-μmg=ma1, 联立可得x1= ;两物块在斜面上做匀加速直线运动时,对A、B整体有F-(M+m)g sin θ=(M+m)a2,对 A有kx2-mg sin θ=ma2,联立可得x2= ,由此可知,总有x1=x2,D正确。 第1讲　描述运动的基本概念 9.[2026山西晋城期末]如图所示,在电梯顶端固定有光滑轻质定滑轮,跨过滑轮的细线将物块A、B连接 在一起,放置在电梯底部的物块C通过劲度系数k=10 N/m的轻质弹簧与物块B连接,在电梯向上运动的 某一段时间内,物块A、B、C保持相对静止,此时物块C对电梯底部的压力大小为FN=3 N。细线与轻质 弹簧均竖直,物块A始终不与电梯底部接触。已知物块A、B、C的质量分别为mA=0.2 kg,mB=0.3 kg,mC= 0.1 kg,重力加速度g取10 m/s2,求: (1)物块A、B、C保持相对静止时电梯的加速度; (2)此时弹簧的形变量大小。   答案    (1)5 m/s2,方向竖直向上    (2)0.15 m 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)设此时电梯加速度大小为a,细线拉力大小为F。 以物块A为研究对象,根据牛顿第二定律可得F-mAg=mAa(点拨:物块A随电梯向上加速,合外力竖直向上, 拉力F大于重力mAg,合外力提供加速度) 以物块B、C为研究对象,根据牛顿第二定律可得F+FN-(mB+mC)g=(mB+mC)a[点拨:采用整体法,B、C整体 受拉力F、电梯底部的支持力FN、重力(mB+mC)g,合外力竖直向上,整体质量为(mB+mC)] 联立解得a=5 m/s2,方向竖直向上 (2)以物块C为研究对象,根据牛顿第二定律可得FN-mCg-F弹=mCa 根据胡克定律F弹=kx 可得弹簧的形变量x=0.15 m 第1讲　描述运动的基本概念 $