第4章 关键能力提升2 连接体问题（分层评价）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

**基本信息** 聚焦连接体问题系统训练，通过基础巩固、综合运用到拓广探索的层级设计，构建从整体法到隔离法的解题逻辑链，强化运动和相互作用观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础巩固|8题|水平/斜面连接体、弹簧系统|从共加速度模型到摩擦力分析，构建受力分析基本框架| |综合运用|4题|滑轮组合、相对运动|整合临界条件与多体系统，提升科学推理能力| |拓广探索|1题|临界状态问题|深化模型建构，培养复杂情境下的科学论证能力|

关键能力提升 2:连接体问题 基础巩固 1. 如图所示,用水平恒力 推着小车和货物一起做匀加速直线运动，小车质量为 ,货物质量为 ,它们的共同加速度为 ,货物与小车间的动摩擦因数为 . 小车与地面间的摩擦力不计，重力加速度为 ，在运动过程中 (货物与推杆不接触) ( ) 第 1 题 A. 货物运动的加速度大小为 B. 货物受到的摩擦力大小一定为 C. 小车受到的摩擦力大小一定为 D. 小车受到的合力大小一定为 2. 如图所示,物体 重 ,物体 重 ,不计一切摩擦和绳的重力, 当两物体由静止释放后，物体 的加速度与绳子上的张力分别为 ( ) 第 2 题 A. B. C. D. 3. 如图所示, 并排放在光滑水平面上的两物体 的质量分别为 和 , 且 . 当用水平推力 向右推物体 时,两物体间的相互作用力的大小为 ,则 ( ) 第 3 题 A. B. C. D. 4. 如图所示,弹簧测力计外壳质量为 ,弹簧及挂钩的质量忽略不计, 挂钩吊着一质量为 的重物.现用一竖直向上的外力 拉着弹簧测力计，使其向上做匀加速直线运动，则弹簧测力计的读数为 ( ) 第 4 题 A. B. C. D. 5. 某列车由 40 节质量相等的车厢组成, 在车头牵引下, 列车沿平直轨道匀加速行驶时, 第 2 节对第 3 节车厢的牵引力为 . 若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第 3 节对倒数第 2 节车厢的牵引力为 ( ) A. B. C. D. 6. 如图所示,质量分别为 的 两物块用轻绳连接放在倾角为 的固定斜面上 (轻绳与斜面平行),用平行于斜面向上的恒力 拉 a，使它们沿斜面匀加速上升， a、b 与斜面间的动摩擦因数均为 ,为了增大轻绳上的张力, 可行的办法是 ( ) 第 6 题 A. 增大物块 a 的质量 B. 增大物块 b 的质量 C. 增大倾角 D. 增大动摩擦因数 7. 如图所示，A、B 两物体叠放在一起，先用手挡住 B 使其静止在固定斜面上，然后将其释放， A、B 同时沿斜面滑下，两物体与斜面之间的动摩擦因数相同， ，则下列说法错误的是 ( ) 第 7 题 A. 释放前，物体 B 受到物体 A 对它的压力 B. 下滑过程中，物体 B 受到物体 A 对它的压力 C. 下滑过程中，物体 与物体 之间无相互作用力 D. 下滑过程中，物体 、 均处于失重状态 8. 如图所示,质量为 、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑凹槽内有一质量为 的小铁球,现用一水平向右的推力 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 角. 若重力加速度为 , 则下列说法正确的是 ( ) 第 8 题 A. 小铁球受到的合外力方向水平向左 B. C. 系统的加速度 D. 综合运用 9. 如图所示, 固定光滑直角斜面，倾角分别为 和 . 质量均为 的滑块 和 , 用不可伸长的轻绳绕过直角处的光滑轻质定滑轮连接. 开始按住 使两滑块静止，绳子刚好伸直且与斜面平行. 松手后，滑块 将沿斜面向下加速，重力加速度为 ，下列说法正确的是( ) 第 9 题 A. a、b 的加速度大小为 B. a、b 的加速度大小为 C. 绳上的张力大小为 D. 绳子对定滑轮的作用力为 10. 如图所示, 水平桌面上有一物体 A 通过跨过定滑轮的轻绳与物体 相连, 已知 的质量分别为 和 与桌面间的动摩擦因数 0.2 , 绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略, 绳子不可伸长, 桌面上方的绳子水平,重力加速度 取 ,则将 、 B 由静止释放后，绳子对物体 的拉力大小为 ( ) 第 10 题 A. B. C. D. 11. 如图所示, 某汽车挂件由轻质细绳连接两个质量不同的物体构成. 已知上方物件的质量较大, 挂件被悬挂在封闭车厢的顶部, 两个物体均可简化成球状物体. 当汽车做匀加速直线运动时, 从侧面看到的汽车挂件悬挂状态是 ( ) 第 11 题 A. B. C. D. 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12. 如图所示,质量 的一只铁箱在水平拉力 作用下沿水平面向右运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数 0.20. 这时铁箱内一个质量 的木块恰好能沿箱的后壁相对铁箱匀速下滑, 木块与铁箱间的动摩擦因数 . 求: 第 12 题 (1)木块受到铁箱壁的弹力大小； (2)水平拉力 的大小. 拓广探索 13. 如图所示,质量均为 的两个梯形木块 A、B 在水平力 的作用下，一起沿光滑的水平面运动，A 与 B 的接触面光滑,且与水平面的夹角为 ,已知重力加速度为 ，则要使 与 保持相对静止一起运动,水平力 最大为多少? 第 13 题 学科网（北京）股份有限公司 $ 关键能力提升 2:连接体问题 基础巩固 1. 如图所示,用水平恒力 推着小车和货物一起做匀加速直线运动，小车质量为 ,货物质量为 ,它们的共同加速度为 ,货物与小车间的动摩擦因数为 . 小车与地面间的摩擦力不计，重力加速度为 ，在运动过程中 (货物与推杆不接触) ( ) 第 1 题 A. 货物运动的加速度大小为 B. 货物受到的摩擦力大小一定为 C. 小车受到的摩擦力大小一定为 D. 小车受到的合力大小一定为 【答案】A 【解析】小车和货物相对静止, 对整体分析, 由牛顿第二定律可得 ,解得加速度大小 正确；隔离货物分析，由牛顿第二定律可得，货物受到的静摩擦力大小 ,货物受到的是静摩擦力,不一定等于 ,根据牛顿第三定律可知,小车受到的摩擦力大小一定为 错误; 由牛顿第二定律可得,小车受到的合力大小 错误. 故选 A. 2. 如图所示,物体 重 ,物体 重 ,不计一切摩擦和绳的重力, 当两物体由静止释放后，物体 的加速度与绳子上的张力分别为 ( ) 第 2 题 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】静止释放后，物体 将加速下降，物体 将加速上升，二者加速度大小相等，由牛顿第二定律，对 有 ,对 B 有 ,代入数据解得 正确. 故选 A. 3. 如图所示, 并排放在光滑水平面上的两物体 的质量分别为 和 , 且 . 当用水平推力 向右推物体 时,两物体间的相互作用力的大小为 ,则 ( ) 第 3 题 A. B. C. D. 【答案】 【解析】当用水平推力 向右推物体 时,由牛顿第二定律,对 整体有 ; 对物体 有 ; 因 ,可得 . 故选 C. 4. 如图所示,弹簧测力计外壳质量为 ,弹簧及挂钩的质量忽略不计, 挂钩吊着一质量为 的重物.现用一竖直向上的外力 拉着弹簧测力计，使其向上做匀加速直线运动，则弹簧测力计的读数为 ( ) 第 4 题 A. B. C. D. 【答案】 C 【解析】将弹簧测力计及重物视为一个整体, 设它们共同向上的加速度为 ,由牛顿第二定律有 ,弹簧测力计的示数等于它对重物的拉力,设此力为 ,则对重物由牛顿第二定律有 ,联立两式解得 ,故选 . 5. 某列车由 40 节质量相等的车厢组成, 在车头牵引下, 列车沿平直轨道匀加速行驶时, 第 2 节对第 3 节车厢的牵引力为 . 若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第 3 节对倒数第 2 节车厢的牵引力为 ( ) A. B. C. D. 【答案】 【解析】根据题意可知,第 2 节车厢对第 3 节车厢的牵引力为 ,因为每节车厢质量相等,阻力相同,对第 3 节到第 40 节车厢根据牛顿第二定律有 ,设倒数第 3 节车厢对倒数第 2 节车厢的牵引力为 ，则对最后两节车厢根据牛顿第二定律有 ,联立解得 正确. 故选 . 6. 如图所示,质量分别为 的 两物块用轻绳连接放在倾角为 的固定斜面上 (轻绳与斜面平行),用平行于斜面向上的恒力 拉 a，使它们沿斜面匀加速上升， a、b 与斜面间的动摩擦因数均为 ,为了增大轻绳上的张力, 可行的办法是 ( ) 第 6 题 A. 增大物块 a 的质量 B. 增大物块 b 的质量 C. 增大倾角 D. 增大动摩擦因数 【答案】 【解析】对 整体运用牛顿第二定律有 ,解得 ,隔离 b 研究,根据牛顿第二定律有 ,则 ,要增大 ,可减小物块 的质量或增大物块 的质 量,而 的大小与倾角 、动摩擦因数 均无关,故选 B. 7. 如图所示，A、B 两物体叠放在一起，先用手挡住 B 使其静止在固定斜面上，然后将其释放， A、B 同时沿斜面滑下，两物体与斜面之间的动摩擦因数相同， ，则下列说法错误的是 ( ) 第 7 题 A. 释放前，物体 B 受到物体 A 对它的压力 B. 下滑过程中，物体 B 受到物体 A 对它的压力 C. 下滑过程中，物体 与物体 之间无相互作用力 D. 下滑过程中，物体 、 均处于失重状态 【答案】 【解析】由题意可知,撤掉手后,物体 能沿斜面下滑, 故物体 A 的重力沿斜面的分力大于最大静摩擦力, 所以释放前，物体 A 一定受到物体 B 沿斜面向上的支持力，由牛顿第三定律可知，物体 B 受到物体 A 对它的压力，A 正确；下滑过程中，设 、 间的相互作用力大小为 ，对物体 、 分别由牛顿第二定律有 , ,联立解得 错误, C 正确;下滑过程中, A、B 的加速度均沿斜面向下, 有竖直向下的加速度分量，因此均处于失重状态，D 正确. 故选 B. 8. 如图所示,质量为 、中间为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑凹槽内有一质量为 的小铁球,现用一水平向右的推力 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 角. 若重力加速度为 , 则下列说法正确的是 ( ) 第 8 题 A. 小铁球受到的合外力方向水平向左 B. C. 系统的加速度 D. 【答案】 【解析】对小铁球,根据牛顿第二定律有 ，且合外力方向水平向右，故小铁球的加速度为 ，因为小铁球与凹槽相对静止，故系统的加速度也为 、 错误; 对系统,根据牛顿第二定律有 正确, 错误. 故选 . 综合运用 9. 如图所示, 固定光滑直角斜面，倾角分别为 和 . 质量均为 的滑块 和 , 用不可伸长的轻绳绕过直角处的光滑轻质定滑轮连接. 开始按住 使两滑块静止，绳子刚好伸直且与斜面平行. 松手后，滑块 将沿斜面向下加速，重力加速度为 ，下列说法正确的是( ) 第 9 题 A. a、b 的加速度大小为 B. a、b 的加速度大小为 C. 绳上的张力大小为 D. 绳子对定滑轮的作用力为 【答案】A 【解析】对滑块 受力分析,设绳上张力为 ,根据牛顿第二定律有 ,对滑块 有 ,联立解得 ,根据力的合成可知,绳子对定滑轮的作用力 ,故选 A. 10. 如图所示, 水平桌面上有一物体 A 通过跨过定滑轮的轻绳与物体 相连, 已知 的质量分别为 和 与桌面间的动摩擦因数 0.2 , 绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略, 绳子不可伸长, 桌面上方的绳子水平,重力加速度 取 ,则将 、 B 由静止释放后，绳子对物体 的拉力大小为 ( ) 第 10 题 A. B. C. D. 【答案】 A 【解析】A 受到的最大静摩擦力大小 ，小于 的重力，故 拉着 一起加速运动，把 、 看成整体，由牛顿第二定律有 ,对 有 ,联立解得 . 故选 A. 11. 如图所示, 某汽车挂件由轻质细绳连接两个质量不同的物体构成. 已知上方物件的质量较大, 挂件被悬挂在封闭车厢的顶部, 两个物体均可简化成球状物体. 当汽车做匀加速直线运动时, 从侧面看到的汽车挂件悬挂状态是 ( ) 第 11 题 A. B. C. D. 【答案】 【解析】当汽车做匀加速直线运动时,设加速度大小为 , 以下方物体为研究对象, 设下方细绳与竖直方向的夹角为 ,根据牛顿第二定律有 ,可得 ,以两个物体整体为研究对象,设上方细绳与竖直方向的夹角为 ,根据牛顿第二定律有 ,可得 ,则有 . 故选 C. 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 12. 如图所示,质量 的一只铁箱在水平拉力 作用下沿水平面向右运动，铁箱与水平面间的动摩擦因数 0.20. 这时铁箱内一个质量 的木块恰好能沿箱的后壁相对铁箱匀速下滑, 木块与铁箱间的动摩擦因数 . 求: 第 12 题 (1)木块受到铁箱壁的弹力大小； (2)水平拉力 的大小. 【答案】(1)20 N(2)110 N 【解析】(1)对木块，在竖直方向由相对静止有 ,解得 . ( 2 )对木块，在水平方向有 ,解得 . 对铁箱和木块整体, 根据牛顿第二定律有 ,解得 . 拓广探索 13. 如图所示,质量均为 的两个梯形木块 A、B 在水平力 的作用下，一起沿光滑的水平面运动，A 与 B 的接触面光滑,且与水平面的夹角为 ,已知重力加速度为 ，则要使 与 保持相对静止一起运动,水平力 最大为多少? 第 13 题 【答案】 【解析】当 为最大时,地面对物体 的支持力为 0,根据牛顿第二定律有 ,解得 , 则物体 的最大加速度 . 对 整体, 根据牛顿第二定律可得 ,即 的最大值为 . 学科网（北京）股份有限公司 $