高中物理连接体问题精选

常见连接体问题(一)“死结”“活结”1．如图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg 的物体，∠ACB＝30°；图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30°，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量也为10 kg 的物体．g取10 m/s2，求(1)细绳AC段的张力FAC与细绳EG的张力FEG之比；(2)轻杆BC对C端的支持力；(3)轻杆HG对G端的支持力．(二)突变问题2。

在动摩擦因数μ=0.2的水平质量为m=1kg的小球，小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连，如图所示，此时小球处于静止平衡状态，且水平面对小球的弹力恰好为零，当剪断轻绳的瞬间，取g=10m/s2，求：（1）此时轻弹簧的弹力大小（2）小球的加速度大小和方向．(三)力的合成与分解3．如图所示，用一根细线系住重力为、半径为的球，其与倾角为的光滑斜面劈接触，处于静止状态，球与斜面的接触面非常小，当细线悬点固定不动，斜面劈缓慢水平向左移动直至绳子与斜面平行的过程中，下述正确的是()．A．细绳对球的拉力先减小后增大B．细绳对球的拉力先增大后减小C．细绳对球的拉力一直减小D．细绳对球的拉力最小值等于G(四)整体法4.如图所示，质量分别为m1、m2的两个物体通过轻弹簧连接。

在力F的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动（m1在地面，m2在空中），力F与水平方向成θ角，则m1所受支持力N和摩擦力f正确的是（）A．N=m1g+m2g－FsinθB．N=m1g+m2g－FcosθC．f=FcosθD．f=Fsinθ(五)隔离法5．如图所示，水平放置的木板上面放置木块，木板与木块、木板与地面间的摩擦因数分别为μ1和μ2。

已知木块质量为m，木板的质量为Ｍ，用定滑轮连接如图所示，现用力Ｆ匀速拉动木块在木板上向右滑行，求力Ｆ的大小？6．跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，已知人的质量为70 kg，吊板的质量为10 kg，绳及定滑轮的质量，滑轮的摩擦均可不计，取重力加速度g=10 m/s2，当人以440 N的力拉绳时，人与吊板的加速度a和人对吊板的压力F分别为（）A．a=1 m/s2，FN=260 NB．a=1 m/s2，FN=330 NC．a=3 m/s2，FN=110 ND．a=3 m/s2，FN=50 N7．如图所示，静止在水平面上的三角架的质量为M，它中间用两根质量不计的轻质弹簧连着一质量为m的小球，当小球上下振动，三角架对水平面的压力为零的时刻，小球加速度的方向与大小是（）A．向下，mMgB．向上，gC．向下，gD．向下，m gmM)(+(六)综合8. 如图所示，一夹子夹住木块，在力F作用下向上提升，夹子和木块的质量分别为m、M，夹子与木块两侧间的最大静摩擦均为f，若木块不滑动，力F的最大值是（）答案1。

专题03动力学的连接体问题和临界问题【必备知识】一、动力学的连接体问题1．连接体两个或两个以上相互作用的物体组成的整体叫作连接体。

如几个物体叠放在一起，或并排挤放在一起，或用绳子、弹簧、细杆等连在一起。

2．外力和内力如果以物体组成的系统为研究对象，则系统之外的物体对系统的作用力为该系统受到的外力，而系统内各物体间的相互作用力为该系统的内力。

3．处理连接体问题的方法(1)整体法：把整个系统作为一个研究对象来分析的方法。

不必考虑系统内力的影响，只考虑系统受到的外力。

(2)隔离法：把系统中的各个部分(或某一部分)隔离，作为一个单独的研究对象来分析的方法。

此时系统的内力就有可能成为该研究对象的外力，在分析时要特别注意。

一般选择将受力较少的物体进行隔离。

(3)整体法与隔离法的选用求解各部分加速度都相同的连接体问题时，要优先考虑整体法，如果还需要求物体之间的作用力，再用隔离法。

求解连接体问题时，随着研究对象的转移，往往两种方法交叉运用。

一般的思路是先用其中一种方法求加速度，再用另一种方法求物体间的作用力或系统所受合力。

无论运用整体法还是隔离法，解题的关键还是在于对研究对象进行正确的受力分析。

二、动力学的临界问题在动力学问题中，经常会遇到某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的情况(如恰好滑动、刚好脱离)，这类问题称为临界问题。

临界状态是物理过程发生变化的转折点，在这个转折点上，系统的某些物理量达到极值，临界点的两侧，物体的受力情况、运动情况一般要发生改变。

1．关键词语：在动力学问题中出现的“最大”“最小”“刚好”“恰能”等词语，一般都暗示了临界状态的出现，隐含了相应的临界条件。

2．临界问题的常见类型及临界条件(1)接触与脱离的临界条件：两物体间的弹力恰好为零。

(2)相对静止或相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大静摩擦力。

(3)绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限的，绳子断裂的临界条件是实际张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛的临界条件是张力为零。

高三物理连接体试题答案及解析1.如图所示，在倾角为的光滑斜面上端系有一劲度系数为200N/m的轻质弹簧，弹簧下端连一个质量为2kg的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变．若挡板A以4m/s2的加速度沿斜面向下做匀加速运动，取，则A．小球从一开始就与挡板分离B．小球速度最大时与挡板分离C．小球向下运动0.01 m时与挡板分离D．小球向下运动0.02m时速度最大【答案】C【解析】设球与挡板分离时位移为，经历的时间为，从开始运动到分离的过程中，m受竖直向，沿斜面向上的挡板支持力和弹簧弹力．根据牛顿第二下的重力，垂直斜面向上的支持力FN定律有：，保持a不变，随着的增大，减小，当m与挡板分离时，减小到零，则有：，解得：，即小球向下运动0.01m时与挡板分离，故A错误，C正确．球和挡板分离前小球做匀加速运动；球和挡板分离后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大．故B错误．球和挡板分离后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，此时物体所受合力为零．即：，解得：，由于开始时弹簧处于原长，所以速度最大时小球向下运动的路程为0.05m，故D错误．故选C.【考点】本题考查了牛顿第二定律、胡克定律．2.如图所示，水平面内两根光滑的足够长平行金属导轨，左端与电阻R相连接，匀强磁场B竖直向下分布在导轨所在的空间内，一定质量的金属棒垂直于导轨并与导轨接触良好。

若对金属棒施加一个水平向右的外力F，使金属棒从a位置由静止开始向右做匀加速运动。

若导轨与金属棒的电阻不计，则下列图像（金属棒产生的电动势E、通过电阻R的电量q、电阻R消耗的功率P、外力F）正确的是【答案】BD【解析】金属棒从静止开始匀加速直线运动，设加速度为，则金属棒速度为，导体棒切割磁感线产生的感应电动势，感应电动势与时间成正比，图像为一条倾斜的直线，选项A错。

通过电阻的电荷量，电荷量与时间平方成正比，选项B对。

电阻R消耗的电功率，电功率同样与时间平方成正比，选项C 错。

第三章相互作用——力专题05：连接体的平衡问题题组一轻绳连接体的平衡问题1.(2023安徽合肥月考)如图所示，固定在水平面上的倾角为30°的光滑斜面上有两个质量均为m的小球A、B，它们用细绳连接，现对B施加一水平向左的推力F，使A、B均静止在斜面上，重力加速度大小为g，下列说法正确的是()A.细绳对小球B的作用力大小为√3mg2B.推力F大小为2mgC.斜面对小球A的作用力大小为mgD.斜面对小球B的作用力大小为5√3mg62.(2023江苏泰州期末)如图所示，由三根光滑的杆构成的三角形框架竖直固定放置，∠A=90°，∠B=30°。

质量均为m的a、b两个小球分别套在AB、AC杆上，两球间由细线连接，两球静止时，细线与AB 杆成θ角。

重力加速度大小为g。

则下列说法中正确的是()A.细线与AB杆成的角满足45°<θ<60°B.细线受到的拉力大小为mg2C.两小球a、b对杆的压力大小之比为√3∠1D.球a对杆的压力小于球b对杆的压力3.(2022湖北襄阳期中)一粗糙斜面静止在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。

有三根细绳，其结点为O，其中一根细绳跨过滑轮与斜面上的物块A相连，另一根细绳下端悬挂B物块，现用一水平力F拉住第三根细绳，使O点与滑轮间的细绳跟竖直方向成60°角，系统处于静止状态。

保持O点的位置不变，沿顺时针方向缓慢调整力F的方向直至竖直。

已知系统中各物体始终保持静止，则在此过程中()A.拉力F的大小可能与水平状态时的值相同B.物块A所受细绳的拉力大小一定一直增加C.地面对斜面的摩擦力大小一定一直增加D.物块A所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增大题组二轻杆连接体的平衡问题4.(2023陕西宝鸡期末)如图所示，两个质量都是m的小球A和B用轻杆连接，斜靠在墙上处于平衡状态。

已知墙面光滑，水平地面粗糙。

现使A球向下移动一点，B球离墙远一点，两球再次达到平衡状态。

高一物理连接体试题答案及解析1.如图所示为杂技“顶杆”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，杆对地面上的人的压力大小为A．（M + m）g－ma B．（M + m）g + maC．（M + m）g D．（M－m）g【答案】 A【解析】杆上的人受到重力和杆给他向上的摩擦力，由牛顿第二定律有mg-f=ma，解得f=mg-ma，由牛顿第三定律可知人也给杆一个向下的摩擦力大小为f，所以杆对地面上人的压力为Mg+f=Mg+mg-ma，所以A正确。

【考点】牛顿运动定律2.如图所示，A、B两木块用轻绳连接，放在光滑水平面上，在水平外力F＝12 N作用下从静止开始运动，轻绳中的拉力F1＝3 N，已知A木块的质量是m1＝6 kg，则A．B木块的质量m2＝18 kgB．B木块的质量m2＝2 kgC．B木块的加速度a2＝2 m / s2D．经过时间2 s，A木块通过的距离是1 m 【答案】 AD【解析】 AB两木块的加速度相等，设为a，由牛顿第二定律：对A木块有F1=m1a，代入数据解得a=0.5m/s2，C错，把AB看成一整体，有F=(m1+m2)a，解得m2=18kg，A对，B错，由解得2s内，木块的位移是1m，D对。

所以本题选择AD。

【考点】牛顿第二定律3.（4分）如图所示，将质量为M的木块A置于的水平面上，通过定滑轮，用不可伸长的轻绳与质量为m的木块B连接。

不计一切摩擦。

在木块B的重力作用下，绳子一直处于拉直状态，A、B分别向右和向下做加速运动。

重力加速度为g。

此时木块B运动的加速度a = ；绳上的拉力T = 。

【答案】，【解析】AB是一个整体在做匀加速直线运动，合力即B得重力，所以整体的加速度即为AB各自的加速度，根据牛顿第二定律有，单独对A分析，合力即绳子拉力，所以有绳子拉力【考点】牛顿第二定律整体法隔离法4. 静止在水平面上的A 、B 两个物体通过一根拉直的轻绳相连，如图．轻绳长L ＝1m ，承受的最大拉力为8N ．A 的质量m 1=2kg ，B 的质量m 2=8kg ．A 、B 与水平面的动摩擦因数μ＝0.2．现用一逐渐增大的水平力F 作用在B 上，使A 、B 向右运动．当F 增大到某一值时，轻绳刚好被拉断（g=10m/s 2）．求：（1）绳刚被拉断时F 的大小；（2）若绳刚被拉断时，A 、B 的速度为2m/s ，保持此时的F 大小不变，当A 静止时，A 、B 间的距离．【答案】（1）40N （2）3.5m【解析】（1）设绳刚要被拉断时产生的拉力为T ．根据牛顿第二定律，对A 物体，解得： a=2m/s 2对A 、B 整体，解得： F="40N" （2）设绳断后，A 的加速度为a 1，B 的加速度为a 2．m/s 2，3 m/s 2A 停下来的时间为1s ，A 的位移为1mB 的位移为3.5mA 刚静止时，A 、B 间距离 3.5m 【考点】牛顿定律的应用。

专题--连接体问题（基本方法：整体法与隔离法）一、连接体：当两个或两个以上的物体通过绳、杆、弹簧相连，或多个物体直接叠放在一起的系统 二、处理方法——整体法与隔离法系统运动状态相同整体法问题不涉及物体间的内力 使用原则隔离法三、连接体题型：1【例1】A 、B 平力N F A 6=推A ，用水平力N F B 3=拉B ，A 、B【练1】如图所示，质量为M 的斜面A 在水平向左的推力F 作用下，A 与B 物体B 的质量为m ，则它们的加速度a A. ()(,sin μθ++==g m M F g a B. θθcos )(,cos g m M F g a +==C. ()(,tan μθ++==g m M F g a D. g m M F g a )(,cot +==μθ【练2】如图所示，质量为2m 的物体2滑定滑轮连接质量为1m 的物体，与物体1A. 车厢的加速度为θsin gB. 绳对物体1的拉力为θcos 1gmC. 底板对物体2的支持力为g m m )(12-D. 物体2所受底板的摩擦力为θtan 2g m2、连接体整体内部各部分有不同的加速度：【例2有一个环，箱和杆的总质量为M ，环的质量为m 加速度大小为a 时（a ＜g A. Mg + mg B. Mg —【练3】如图所示，一只质量为m 杆下降的加速度为（ ）A. gB. g M mC. g M m M +【练4个重4 N 的读数是（ ）A.4 NB.23 NC.0 N【练5】如图所示，A 、B 的质量分别为m A =0.2kg ，m B =0.4kg ，盘C 的质量m C =0.6kg ，现悬挂于天花板O 处，处于静止状态。

当用火柴烧断O 处的细线瞬间，木块A 的加速度a A 多大？木块B 对盘C 的压力F BC 多大？（g 取10m/s 2）连接体作业1、如图所示，小车质量均为M ，光滑小球P 的质量为m ，绳的质量不计，水平地面光滑。

连结体运动问题一、教法建议【解题指导】 “连结体运动”是在生活和生产中常有的现象，也是运用牛顿运动定律解答的一种重要题型。

在“连结体运动”的教课中，需要给学生叙述两种解题方法──“整体法”和“隔绝法”。

如图 1-15 所示：把质量为 M 的的物体放在圆滑 的水平 高台上，用一条能够忽视质量并且不变形的细．． ．．绳绕过定滑轮把它与质量为 m 的物体连结起来，求：物体 M 和物体 m 的运动加快度各是多大？⒈ “整体法”解题采纳此法解题时，把物体M 和 m 看作一个整体 ，它们的．．总质量为 ( M+m )。

把经过细绳连结着的 M 与 m 之间的相互作使劲看作是内力 ，既然水平高台是圆滑无阻力的，那么这个．．整体所受的外力 就只有 mg 了。

又因细绳不发生形变， 所以 M．．与 m 应拥有共同的加快度 a 。

现将牛顿第二定律用于此题，则可写出以下关系式：mg=(M+m)a所以，物体 和物体所共有的加快度为：amgMmM m⒉ “隔绝法”解题采纳此法解题时，要把物体M 和 m 作为两个物体隔走开 分别进行受力剖析，所以经过细绳连结着的M 与 m 之间的相． 互作使劲 T 一定标出，并且对 M 和 m 独自 来看都是外力（如 ． ．． ．． 图 1-16 所示）。

依据牛顿第二定律对物体M 可列出下式： T=Ma①依据牛顿第二定律对物体m 可列出下式： mg-T=ma ② 将①式代入②式： mg-Ma=mamg=(M+m)a所以物体和物体所共有的加快度为：amgMmmM最后我们还有一个建议：讨教师给学生讲完上述的例题后，让学生自己独立推导如图 1-17 所示的另一个例题：用细绳连结绕过定滑轮的物体 M 和 m ，已知 M>m ，可忽视阻力，求物体M 和 m 的共同加快度 a 。

假如学生能不在老师提示的状况下独立地导出：aM mg ，就表示学Mm生已经初步地掌握了 “连结体运动的解题方法了。

（假如教师是采纳小测试的方式进行观察的， 还可统计一下： 采纳“整体法” 解题的学生有多少？采纳 “隔绝法”解题的学生有多少？进而认识学生的思想习惯。

3摩擦因数为□，在已知水平推力 F 的作用下，A 、B 做加速运动，A 对B 的作用力为多少?F *2m mABzzzzz/zzzz/z/zz/z/zz//图2 -13•如图所示，质量为 M 的木箱放在水平面上，木箱中的立杆上套着一个质量为 1a= g,则小球在下滑的2过程中，木箱对地面的压力为多少?5. 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的木块间用一不可伸长的轻绳相连， 轻绳能承受的最大拉力为 F T 。

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F T 时，轻绳刚好被拉断C. 当F 逐渐增大到1.5F T 时，轻绳还不会被拉断D.轻绳刚要被拉断时，质量为 m和2m 的木块间的摩擦力为1题型一整体法与隔离法的应用 例题1如图所示，光滑水平面上放置质量分别为 中两个质量为m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连， 是卩m®现用水平拉力 F 拉其中一个质量为 2m 一加速度运动，则轻绳对 m 的最大拉力为 m 和2m 的四个木块，其 木块间的最大静摩擦力 的木块，使四个木块以同 3」mg A 、 5B 3」mg 4 3」mg 2 D 、 3」mg A B 、 c,其质量分别为 变式1如图所示的三个物体 的物体B 放在光滑平面上，滑轮和所有接触面间的摩擦及绳子的质量均不 计.为使三物体间无相对运动，则水平推力的大小应为 F= __________ 2.如图，质量为2m 的物块A 与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m 的物块 m 、m>> m,带有滑轮 B 与地面的动 开始时小球在杆的顶端，由静止释放后，小球沿杆下滑的加速度为4. 两个质量相同的小球用不可伸长的细线连结， 置于场强为E 的匀强电场中，小球1和小球 2均带正电，电量分别为 q i 和q 2 ( q i > q 2)。