第16课时 超重与失重　连接体问题 讲义 -2027届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习讲义聚焦超重与失重、连接体问题及动力学临界极值三大核心考点，按概念辨析-方法提炼-综合应用逻辑架构知识，通过对比表格梳理超重失重条件，总结整体法隔离法等解题策略，配合分层例题与解答题训练，帮助学生系统突破力学难点。 讲义突出科学思维与模型建构，如用“共速连接体合力分配协议”简化复杂问题，设计临界条件多方法对比训练，结合加速度传感器等实例深化超重失重理解，助力学生快速建立解题框架，为教师精准把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

超重与失重　连接体问题 一、超重和失重 1.实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态无关(选填“无关”或“相关”)。 2.视重:当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。 3.超重、失重和完全失重的对比 名称 超重 失重 完全失重 现象 视重大于实重 视重小于实重 视重等于0 产生 条件 物体的加速度向上 物体的加速度向下 物体竖直向下的加速度等于g 对应 运动 情境 加速上升或减速下降 加速下降或减速上升 自由落体运动、竖直上抛运动、宇宙航行等 原理 F-mg=ma F=mg+ma mg-F=ma F=mg-ma mg-F=mg F=0 4. 超重和失重的理解 1.不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变。 2.在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失。 3.即使物体的加速度不是竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态。 5. 判断超重和失重的方法 从受力的角度判断 当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时,物体处于失重状态;等于零时,物体处于完全失重状态 从加速度的角 度判断 当物体具有向上的加速度时,物体处于超重状态;具有向下的加速度时,物体处于失重状态;向下的加速度等于重力加速度时,物体处于完全失重状态 从速度变化的角度判断　　 (1)物体向上加速或向下减速时,处于超重状态; (2)物体向下加速或向上减速时,处于失重状态 二、连接体问题 1.连接体的五大类型 弹簧连接体 轻绳连接体 轻杆连接体 物体叠放连接体 两物体并排连接体 2. 连接体问题分析方法 (1)当只涉及系统的受力和运动情况,而不涉及系统内某些物体的受力和运动情况时,一般采用整体法。 (2)当涉及系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时,一般采用隔离法。 3. 共速连接体对合力的“分配协议” 一起做加速运动的物体系统,若外力F作用于质量为m1的物体上,则质量为m1的物体和质量为m2的物体之间的相互作用力FT=,若作用于质量为m2的物体上,则FT=。此“协议”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),与两物体间有无连接物、何种连接物(轻绳、轻杆、轻弹簧)无关,而且无论物体系统处于平面、斜面还是竖直方向,此“协议”都成立。 三、动力学中的临界、极值问题 1.常见临界问题的条件 (1)两物体脱离的临界条件:FN=0。 (2)相对滑动的临界条件:静摩擦力达到最大值。 (3)绳子断裂或松弛的临界条件:绳子断裂的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力;绳子松弛的临界条件是FT=0。 2.求解临界极值问题的三种方法 极限法 把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,以达到正确解决问题的目的 假设法 临界问题存在多种可能,特别是非此即彼两种可能时,或变化过程中可能出现临界条件,也可能不出现临界条件时,往往用假设法解决问题 数学法 将物理过程转化为数学表达式,根据数学表达式解出临界条件 例题： 一、单选题 1．如图，、两个物体相互接触，但并不黏合，置于光滑水平面上，与的质量之比为2∶3。若用力向右推时，对的作用力大小为，若将同样的力向左推时，对的作用力大小为。则的值为（　　） A．1 B． C． D． 【答案】C 【详解】设的质量为，B的质量为，以A、B为整体，根据牛顿第二定律可得 解得两次加速度大小均为 若F水平向右推A，对的作用力大小为，对B有 若F水平向左推B，对的作用力大小为，根据牛顿第三定律可知对的作用力大小为，对A有 则，故选C。 2．如图所示，一质量M=3kg、倾角为α=45°的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一质量为m=1kg 的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力F作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度为g=10m/s²，下列判断错误的是 （　　） A．系统做匀加速直线运动 B．F=40N C．斜面体对楔形物体的作用力大小为 D．增大力 F，楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动 【答案】C 【详解】AB．对整体受力分析如图甲所示， 由牛顿第二定律有 对楔形物体受力分析如图乙所示。由牛顿第二定律有 可得 故AB不符合题意； C．斜面体对楔形物体的作用力 故C符合题意； D．外力F增大，则斜面体加速度增大，斜面体对楔形物体的支持力也增大，则支持力在竖直方向的分力大于重力，有向上的加速度，所以楔形物体将会相对斜面体沿斜面上滑，故D不符合题意。 故选 C 3．如图甲所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在光滑水平面上，A、B的质量分别为2kg和3kg。从时刻开始，水平推力和水平拉力分别作用于A、B上，、随时间变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．物体A一直做变加速直线运动 B．时刻，A、B所受的合力相同 C．时刻，A、B恰好分离 D．时刻，B的加速度大小为 【答案】C 【详解】BC．设t时刻A、B恰好分离，由牛顿第二定律可知， 由图乙可知， 联立解得， 则时，二者还未分离，A、B加速度相同，质量不同，由牛顿第二定律可知，A、B所受合力不同，故B错误，C正确； A．分离前对整体有，为恒力，故分离前A、B一起做匀加速直线运动，加速度保持不变，故A错误； D．由图乙可知，时，，由牛顿第二定律可知，故D错误。 故选C。 4．利用智能手机中的加速度传感器可以采集手机的加速度随时间变化的图像。某同学将手机竖直向上抛出，测得手机在竖直方向的图像如图所示。取，下列说法正确的是（     ） A．时间内，手机受到的支持力大于手机的重力 B．时刻手机的速度最大 C．时刻手机到达最高点 D．时间内，手机先失重后超重 【答案】A 【详解】A．从图中时刻的加速度为可判断本题是以上为正方向的，所以时间内加速度向上，则手机受到的支持力大于手机的重力，故A正确； BCD．由图可知，时间内，手机加速度向上，手机上升的速度越来越大，处于超重状态；时间内，手机加速度向下，手机上升的速度越来越小，处于失重状态；时刻手机与手脱离后将会继续减速上升，即手机先超重后失重，时刻手机不是到达最高点，时刻手机的速度最大，故BCD错误。 故选A。 5．如图所示，a、b分别是固定在箱子顶部和底部的力传感器，一物块放在力传感器b上，轻弹簧上、下端分别与力传感器a和物块接触，弹簧的压缩量为5cm，箱子静止不动时，a、b两力传感器的示数分别为50N、60N，重力加速度g取10。现使箱子从静止开始沿竖直方向运动，运动过程中力传感器b的示数变为55N且保持不变，则下列判断正确的是（     ） A．弹簧的劲度系数为2000N/m B．箱子可能是向上运动 C．物块处于超重状态 D．箱子加速度大小为5 【答案】D 【详解】A．静止时弹簧弹力F=Fa=50N 由胡克定律可知，弹簧的劲度系数为 故A错误； BC．由题知，箱子从静止开始做匀加速运动，由于传感器b的示数变小，因此物块处于失重状态，一定是向下做匀加速运动，故BC错误； D．初始时对物块由平衡条件 可得 运动时对物块由牛顿第二定律得 其中 解得箱子加速度大小为，故D正确。 故选D。 6．一些智能手机上配备的加速度传感器，能实时显示手机运动过程中的加速度变化情况。现在一实验小组将手机置于某升降机地面上并打开加速度传感器，使升降机从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向，重力加速度g取。由此可判断出（     ） A．运行过程中手机有可能与升降机分离 B．手机在时刻速度为0 C．手机在时间内，处于超重状态 D．在时间内，升降机受到手机的压力先减小再增大 【答案】A 【详解】A．根据题意，由题图可知，手机有段时间竖直向下的加速度等于重力加速度，所以手机有可能离开过升降机，故A正确； B．根据题意，由题图可知，之前加速度一直向上，时刻加速度，则手机向上速度达到最大，故B错误； C．根据题意，由题图可知，时间内手机的加速度向下，手机处于失重状态，故C错误； D．根据题意，由题图可知，时间内手机加速度向上，由牛顿第二定律有 由于加速度减小，所以支持力减小，时间内手机加速度向下，由牛顿第二定律有 由于增大，则支持力减小，即在时间内，升降机对手机的支持力一直减小，由牛顿第三定律可知，手机对升降机的压力一直减小，故D错误。 故选A。 7．如图所示，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上，将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为、，P与桌面间的动摩擦因数，g取10m/s2。则推力F的大小为（     ） A．8.0N B．6.0N C．18.0N D．22.0N 【答案】C 【详解】在推力作用前，系统处于静止状态。 对物块进行受力分析，根据平衡条件可知轻绳的张力等于物块的重力，即 在推力作用后，轻绳的张力变为原来的一半，即新的张力 此时对物块进行受力分析，受到重力和向上的拉力，由于，将向下做加速运动，根据牛顿第二定律有 代入数据解得加速度大小 由于P、Q通过轻绳相连，P的加速度大小也为，方向水平向右。 对物块进行受力分析，在水平方向受到向右的推力、向右的绳子拉力以及向左的滑动摩擦力。 滑动摩擦力大小为 根据牛顿第二定律有 解得 故选C。 8．如图所示，一质量为的斜面体A静止在水平地面上，斜面A倾角，一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有两个物块a、b，质量分别为、，整个装置处于静止状态。不计绳与滑轮间的摩擦，重力加速度为，则（　　） A．斜面体A受地面支持力大于 B．斜面体A可能受摩擦力 C．滑轮对绳子的作用力为 D．斜面体A对物块a的作用力竖直向上 【答案】B 【详解】A．对整体进行受力分析可知，A与a、b竖直方向只受到重力和支持力的作用，A错误； B．若 ，则a物体在沿斜面方向上二力平衡，斜面对a物体没有摩擦力，a物体对斜面体没有摩擦力。 若 ，斜面对a物体有摩擦力，a物体对斜面体也有摩擦力。 斜面体A可能受摩擦力，B正确； C．轻绳的拉力，由图可知跨过滑轮的两绳间夹角为，绳对滑轮的作用力 根据牛顿第三定律，滑轮对绳的作用力与绳对滑轮的作用力大小相等 解得，C错误； D．斜面体A对物块a的“作用力”，是支持力与静摩擦力的合力。 由于物块a还受到沿斜面向上的拉力和竖直向下的重力，为了使a静止，斜面的支持力与摩擦力的合力，需要和重力、拉力的合力平衡。这两个力的合力不是竖直方向，因此斜面体对a的作用力也不是竖直向上。D错误。 故选B。 9．在倾角为的斜面体上用轻质细绳系一小球，在水平拉力F的作用下，斜面体从静止开始向左加速运动。该过程中，下列说法正确的是（     ） A．运动中随着拉力的增大地面对斜面体的摩擦力一定增大 B．与静止时相比，斜面对小球弹力可能不变 C．与静止时相比，绳子拉力一定增大 D．当斜面体的加速度时，小球对斜面体无压力作用 【答案】C 【详解】A．将斜面体与小球看作整体。竖直方向 当加速度较小、小球贴紧斜面，与斜面相对静止时，，N不变，滑动摩擦力不变 当小球飞离斜面后，会变化，这会导致N随之变化，滑动摩擦力也会变化，但绝不会“一定增大”，故A错误； BC．如图所示： 小球静止时受到重力、绳子拉力、斜面弹力三个力作用，由平衡条件得绳子拉力 斜面对小球弹力 当斜面体向左加速运动时，在小球没离开斜面之前，水平方向有 竖直方向有 解得， 则，，故B错误、C正确； D．当小球刚好离开斜面时， 解得 当斜面体加速度时，小球对斜面体无压力作用，故D错误。 故选C。 10．如图甲所示，质量为M的长木板放置于水平面上，其上左端有一质量为m1＝3 kg的物块A，物块A通过轻绳跨过光滑滑轮与质量为m2＝6 kg的物块B相连，物块B离地面高度为h。t＝0时刻由静止释放物块B，同时给长木板一水平向左的初速度v0＝7 m/s，以后物块A运动的加速度—时间图像如图乙所示。物块与木板间动摩擦因数为μ1，木板与地面间动摩擦因数为μ2，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g＝10 m/s2，则下列说法正确的是（     ） A．物块与木板间的动摩擦因数μ1＝0.1 B．木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2 C．木板向左运动的最大位移为3.5 m D．长木板的质量M＝2 kg 【答案】C 【详解】A．由乙图可知，0~1s内物块A、B一起匀加速，由整体法可得 解得，故A错误； B．由于物块A所受木板的滑动摩擦力为 解得加速度大小为 可知，1~3s内物块B已经落地，物块A水平方向只受木板的滑动摩擦力作用，由图可知3s末物块A的加速度大小突然减为，则此时物块A与木板共速，之后二者一起做匀减速直线运动。由牛顿第二定律，可得 解得，故B错误； CD．根据a-t图像中图线与坐标轴所围面积表示速度变化，可知3s末物块A的速度为 依题意，0~3s内木板先向左匀减速，再向右匀加速，受力分析由牛顿第二定律，有， 又 且 联立解得 则木板向左运动的最大位移为 故C正确，D错误。 故选C。 11．如图所示，光滑水平面上放置一长为0.4m的木板C，一大小不计的支架B放置在木板C上，一段细线上端固定在支架上，下端连接小球A。已知小球A、支架B、木板C质量分别为1kg、2kg、3kg，支架B与木板C之间的动摩擦因数μ＝0.75，现对木板施加水平向右的拉力F，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin53°＝cos37°＝0.8，cos53°＝sin37°＝0.6，重力加速度g取10m/s2，下列说法不正确的是（    ） A．细线与竖直方向的最大偏角为37° B．当拉力F＝30N时，细线对A的拉力大小为 C．当支架B与木板C间发生滑动时，拉力F最小值为22.5N D．当F＝60N时，B经0.4s从木板C的左端离开 【答案】C 【详解】A．支架B与木板C之间的静摩擦力达到最大静摩擦力时，支架B的加速度最大，细线与竖直方向的偏角也最大，设为，此时对小球A与支架B组成的整体，根据牛顿第二定律有 解得 对小球A，根据牛顿第二定律有 解得 即，故A正确； C．支架B与木板C之间的静摩擦力达到最大静摩擦力时，对小球A、支架B、木板C组成的整体，根据牛顿第二定律有，故C错误； B．当拉力F＝30N时，三者具有共同的加速度，对三者组成的整体，根据牛顿第二定律有 解得 小球A的受力如图所示 则，故B正确； D．当时，支架B的加速度大小为 设木板C的加速度大小为，对木板C，根据牛顿第二定律有 解得 支架B从木板C左端离开，则有 解得，故D正确。 由于本题选择错误的，故选C。 12．如图所示，质量均为 m 的两个木块 P、Q 叠放在光滑的水平地面上，P、Q 接触面的倾角为θ。现在 Q 上加一水平推力 F，使 P、Q 保持相对静止一起向左做匀加速直线运动，下列说法正确的有（　　）    A．木块Q对地面的压力可能小于 2mg B．当F增大时，P、Q间的摩擦力一定增大 C．若加速度a=gtanθ，则P受到摩擦力为零 D．若加速度a<gtanθ，则P受到摩擦力方向沿斜面向下 【答案】C 【详解】A．以木块P、Q整体为研究对象，在竖直方向上受力平衡，则有 由牛顿第三定律可知，木块Q对地面的压力为2mg，A错误； B． P、Q保持相对静止一起向左做匀加速直线运动，若F较小时，P有向下滑动的趋势，摩擦力沿斜面向上；若F较大时，P有向上滑动的趋势，摩擦力沿斜面向下，因此在F增大的过程中，摩擦力可能增大，也可能减小，也可能先减小后反向增大，B错误； C．对P受力分析，假设P受Q的摩擦力沿斜面向上为f，Q对P的支持力为N，在水平方向由牛顿第二定律可得 在竖直方向由平衡条件可得 联立解得 若加速度a=gtanθ，则有P受到摩擦力是零，C正确； D．由C选项分析计算可知，若加速度a<gtanθ，则P有向下滑动的趋势，因此P受到摩擦力方向沿斜面向上，D错误。 故选C。 二、解答题 13．如图所示，一弹簧一端固定在倾角为的光滑固定斜面的底端，另一端连接质量为的物体P，Q为一质量为的物体，弹簧的质量不计，劲度系数，系统处于静止状态。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前时间内，为变力，以后为恒力，已知，，取。求： (1)系统处于静止状态时弹簧的压缩量； (2)物体Q沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小； (3)拉力的取值范围。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）设开始时弹簧的压缩量为。对整体受力分析，平行斜面方向有 解得 （2）前0.2s时间内F为变力，之后为恒力，则0.2s时刻两物体分离，此时P、Q之间的弹力为零且加速度大小相等，设此时弹簧的压缩量为，对物体P，由牛顿第二定律得 前0.2s时间内两物体的位移 联立解得 （3）对两物体受力分析知，开始运动时拉力最小，分离时拉力最大 可得 对Q应用牛顿第二定律得 解得 可得 所以拉力的取值范围为 14．如图所示，倾角的斜面固定在水平地面上，轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上，另一端与质量为的小物块相连，质量为的小物块初始时紧靠着，、均可视为质点。在外力作用下，、一起沿着斜面缓慢向下运动一段距离。撤去外力后，、由静止开始沿斜面向上运动，在、分离瞬间，、的速度大小均为，向上运动一段时间后恰好静止在斜面上。已知与斜面间无摩擦力的作用，弹簧的劲度系数为且始终在弹性限度内，重力加速度大小为，取，，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： (1)与斜面间的动摩擦因数； (2)在、分离后，向上运动的位移大小； (3)从、分离前速度最大瞬间到、分离瞬间，的位移大小。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）恰好静止在斜面上，对受力分析，根据受力平衡有， 解得。 （2）、分离后向上运动的过程中做匀减速直线运动，对分析，根据牛顿第二定律有 根据运动规律有 解得。 （3）、分离前速度最大瞬间，对、组成的整体受力分析，设此时弹簧的压缩量为，根据受力平衡有 在、分离瞬间，设此时弹簧的伸长量为，对分析，根据牛顿第二定律有 根据几何关系有 解得。 15．如图所示，小物块A、C通过不可伸长的轻绳跨过光滑的轻质定滑轮连接，物体C离地面高为。A置于木板B的最左端，木板足够长，A、B间的动摩擦因数为μ=0.6，B与桌面间摩擦不计，且离定滑轮足够远、物体A、B、C的质量分别为1kg、2kg、3kg，重力加速度取g=10m/s2。 (1)开始时控制物体A和B，使三个物体均处于静止状态，求轻绳中的张力T的大小； (2)控制物体B静止，撤去对A的控制，C从静止下落到地面后不弹起，求物块C下落的时间； (3)同时撤去对A、B的控制，系统开始运动，在B到达滑轮前，AB间已能保持相对静止，此时物块A与木板B最左端的距离d为多大？ 【答案】(1)30N (2) (3) 【详解】（1）以C为研究对象，根据平衡条件可得 （2）物体B保持静止，A、C运动的加速度大小为 设物块C下落的时间为t1，则 解得 （3）同时撤去A、B的控制，系统开始运动，B的最大加速度为 由于，所以A、B两个物体不会相对静止，当C物体落地后，A的速度大小为 B的速度大小为 t1时间内A与B位移之差为 当C物体落地后，A的加速度大小为 B的加速度大小仍为 从C落地到A、B达到共同速度时，有 解得， 此过程中A与B位移之差为 故物块A与木板B最左端的距离为 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 超重与失重　连接体问题 一、超重和失重 1.实重:物体实际所受的重力,与物体的运动状态 (选填“无关”或“相关”)。 2.视重:当物体挂在弹簧测力计下或放在水平台秤上时,弹簧测力计或台秤的示数称为视重。 3.超重、失重和完全失重的对比 名称 超重 失重 完全失重 现象 视重 实重 视重 实重 视重等于 产生 条件 物体的加速度 物体的加速度 物体竖直向下的加速度等于 对应 运动 情境 加速 或减速 加速 或减速 自由落体运动、竖直上抛运动、宇宙航行等 原理 F-mg=ma F= mg-F=ma F= mg-F=mg F= 4. 超重和失重的理解 1.不论超重、失重或完全失重,物体的重力都不变,只是“视重”改变。 2.在完全失重的状态下,一切由重力产生的物理现象都会完全消失。 3.即使物体的加速度不是竖直方向,但只要其加速度在竖直方向上有分量,物体就会处于超重或失重状态。 5. 判断超重和失重的方法 从受力的角度判断 当物体所受向上的拉力(或支持力)大于重力时,物体处于超重状态;小于重力时,物体处于失重状态;等于零时,物体处于完全失重状态 从加速度的角 度判断 当物体具有向上的加速度时,物体处于超重状态;具有向下的加速度时,物体处于失重状态;向下的加速度等于重力加速度时,物体处于完全失重状态 从速度变化的角度判断　　 (1)物体向上加速或向下减速时,处于超重状态; (2)物体向下加速或向上减速时,处于失重状态 二、连接体问题 1.连接体的五大类型 弹簧连接体 轻绳连接体 轻杆连接体 物体叠放连接体 两物体并排连接体 2. 连接体问题分析方法 (1)当只涉及系统的受力和运动情况,而不涉及系统内某些物体的受力和运动情况时,一般采用整体法。 (2)当涉及系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时,一般采用隔离法。 3. 共速连接体对合力的“分配协议” 一起做加速运动的物体系统,若外力F作用于质量为m1的物体上,则质量为m1的物体和质量为m2的物体之间的相互作用力FT=,若作用于质量为m2的物体上,则FT=。此“协议”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),与两物体间有无连接物、何种连接物(轻绳、轻杆、轻弹簧)无关,而且无论物体系统处于平面、斜面还是竖直方向,此“协议”都成立。 三、动力学中的临界、极值问题 1.常见临界问题的条件 (1)两物体脱离的临界条件:FN=0。 (2)相对滑动的临界条件:静摩擦力达到最大值。 (3)绳子断裂或松弛的临界条件:绳子断裂的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力;绳子松弛的临界条件是FT=0。 2.求解临界极值问题的三种方法 极限法 把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,以达到正确解决问题的目的 假设法 临界问题存在多种可能,特别是非此即彼两种可能时,或变化过程中可能出现临界条件,也可能不出现临界条件时,往往用假设法解决问题 数学法 将物理过程转化为数学表达式,根据数学表达式解出临界条件 例题： 一、单选题 1．如图，、两个物体相互接触，但并不黏合，置于光滑水平面上，与的质量之比为2∶3。若用力向右推时，对的作用力大小为，若将同样的力向左推时，对的作用力大小为。则的值为（　　） A．1 B． C． D． 2．如图所示，一质量M=3kg、倾角为α=45°的斜面体放在光滑水平地面上，斜面体上有一质量为m=1kg 的光滑楔形物体。用一水平向左的恒力F作用在斜面体上，系统恰好保持相对静止地向左运动。重力加速度为g=10m/s²，下列判断错误的是 （　　） A．系统做匀加速直线运动 B．F=40N C．斜面体对楔形物体的作用力大小为 D．增大力 F，楔形物体将相对斜面体沿斜面向上运动 3．如图甲所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在光滑水平面上，A、B的质量分别为2kg和3kg。从时刻开始，水平推力和水平拉力分别作用于A、B上，、随时间变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．物体A一直做变加速直线运动 B．时刻，A、B所受的合力相同 C．时刻，A、B恰好分离 D．时刻，B的加速度大小为 4．利用智能手机中的加速度传感器可以采集手机的加速度随时间变化的图像。某同学将手机竖直向上抛出，测得手机在竖直方向的图像如图所示。取，下列说法正确的是（     ） A．时间内，手机受到的支持力大于手机的重力 B．时刻手机的速度最大 C．时刻手机到达最高点 D．时间内，手机先失重后超重 5．如图所示，a、b分别是固定在箱子顶部和底部的力传感器，一物块放在力传感器b上，轻弹簧上、下端分别与力传感器a和物块接触，弹簧的压缩量为5cm，箱子静止不动时，a、b两力传感器的示数分别为50N、60N，重力加速度g取10。现使箱子从静止开始沿竖直方向运动，运动过程中力传感器b的示数变为55N且保持不变，则下列判断正确的是（     ） A．弹簧的劲度系数为2000N/m B．箱子可能是向上运动 C．物块处于超重状态 D．箱子加速度大小为5 6．一些智能手机上配备的加速度传感器，能实时显示手机运动过程中的加速度变化情况。现在一实验小组将手机置于某升降机地面上并打开加速度传感器，使升降机从静止开始迅速上下运动，得到如图所示的竖直方向上加速度随时间变化的图像，该图像以竖直向上为正方向，重力加速度g取。由此可判断出（     ） A．运行过程中手机有可能与升降机分离 B．手机在时刻速度为0 C．手机在时间内，处于超重状态 D．在时间内，升降机受到手机的压力先减小再增大 7．如图所示，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上，将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为、，P与桌面间的动摩擦因数，g取10m/s2。则推力F的大小为（     ） A．8.0N B．6.0N C．18.0N D．22.0N 8．如图所示，一质量为的斜面体A静止在水平地面上，斜面A倾角，一根轻绳跨过斜面体顶端的小滑轮，绳两端系有两个物块a、b，质量分别为、，整个装置处于静止状态。不计绳与滑轮间的摩擦，重力加速度为，则（　　） A．斜面体A受地面支持力大于 B．斜面体A可能受摩擦力 C．滑轮对绳子的作用力为 D．斜面体A对物块a的作用力竖直向上 9．在倾角为的斜面体上用轻质细绳系一小球，在水平拉力F的作用下，斜面体从静止开始向左加速运动。该过程中，下列说法正确的是（     ） A．运动中随着拉力的增大地面对斜面体的摩擦力一定增大 B．与静止时相比，斜面对小球弹力可能不变 C．与静止时相比，绳子拉力一定增大 D．当斜面体的加速度时，小球对斜面体无压力作用 10．如图甲所示，质量为M的长木板放置于水平面上，其上左端有一质量为m1＝3 kg的物块A，物块A通过轻绳跨过光滑滑轮与质量为m2＝6 kg的物块B相连，物块B离地面高度为h。t＝0时刻由静止释放物块B，同时给长木板一水平向左的初速度v0＝7 m/s，以后物块A运动的加速度—时间图像如图乙所示。物块与木板间动摩擦因数为μ1，木板与地面间动摩擦因数为μ2，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g＝10 m/s2，则下列说法正确的是（     ） A．物块与木板间的动摩擦因数μ1＝0.1 B．木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2 C．木板向左运动的最大位移为3.5 m D．长木板的质量M＝2 kg 11．如图所示，光滑水平面上放置一长为0.4m的木板C，一大小不计的支架B放置在木板C上，一段细线上端固定在支架上，下端连接小球A。已知小球A、支架B、木板C质量分别为1kg、2kg、3kg，支架B与木板C之间的动摩擦因数μ＝0.75，现对木板施加水平向右的拉力F，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin53°＝cos37°＝0.8，cos53°＝sin37°＝0.6，重力加速度g取10m/s2，下列说法不正确的是（    ） A．细线与竖直方向的最大偏角为37° B．当拉力F＝30N时，细线对A的拉力大小为 C．当支架B与木板C间发生滑动时，拉力F最小值为22.5N D．当F＝60N时，B经0.4s从木板C的左端离开 12．如图所示，质量均为 m 的两个木块 P、Q 叠放在光滑的水平地面上，P、Q 接触面的倾角为θ。现在 Q 上加一水平推力 F，使 P、Q 保持相对静止一起向左做匀加速直线运动，下列说法正确的有（　　）    A．木块Q对地面的压力可能小于 2mg B．当F增大时，P、Q间的摩擦力一定增大 C．若加速度a=gtanθ，则P受到摩擦力为零 D．若加速度a<gtanθ，则P受到摩擦力方向沿斜面向下 二、解答题 13．如图所示，一弹簧一端固定在倾角为的光滑固定斜面的底端，另一端连接质量为的物体P，Q为一质量为的物体，弹簧的质量不计，劲度系数，系统处于静止状态。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前时间内，为变力，以后为恒力，已知，，取。求： (1)系统处于静止状态时弹簧的压缩量； (2)物体Q沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小； (3)拉力的取值范围。 14．如图所示，倾角的斜面固定在水平地面上，轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上，另一端与质量为的小物块相连，质量为的小物块初始时紧靠着，、均可视为质点。在外力作用下，、一起沿着斜面缓慢向下运动一段距离。撤去外力后，、由静止开始沿斜面向上运动，在、分离瞬间，、的速度大小均为，向上运动一段时间后恰好静止在斜面上。已知与斜面间无摩擦力的作用，弹簧的劲度系数为且始终在弹性限度内，重力加速度大小为，取，，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： (1)与斜面间的动摩擦因数； (2)在、分离后，向上运动的位移大小； (3)从、分离前速度最大瞬间到、分离瞬间，的位移大小。 15．如图所示，小物块A、C通过不可伸长的轻绳跨过光滑的轻质定滑轮连接，物体C离地面高为。A置于木板B的最左端，木板足够长，A、B间的动摩擦因数为μ=0.6，B与桌面间摩擦不计，且离定滑轮足够远、物体A、B、C的质量分别为1kg、2kg、3kg，重力加速度取g=10m/s2。 (1)开始时控制物体A和B，使三个物体均处于静止状态，求轻绳中的张力T的大小； (2)控制物体B静止，撤去对A的控制，C从静止下落到地面后不弹起，求物块C下落的时间； (3)同时撤去对A、B的控制，系统开始运动，在B到达滑轮前，AB间已能保持相对静止，此时物块A与木板B最左端的距离d为多大？ 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $