2025教科版高中物理必修第一册同步练习题（有解析）--专题强化练7　动力学连接体问题

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2025教科版高中物理必修第一册
专题强化练7　动力学连接体问题
1.如图所示,质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5 N时,物体A处于静止状态。若小车以1 m/s2的加速度向右运动后,g=10 m/s2,则(　　)
A.物体A相对小车向右运动
B.物体A受到的摩擦力减小
C.物体A受到的摩擦力大小不变
D.物体A受到的弹簧拉力增大
2.(多选题)(2024河北保定月考)如图所示,质量为5 kg的载货车厢通过悬臂固定在缆绳上,缆绳与水平方向夹角为37°,当缆绳带动车厢以加速度2 m/s2匀加速向上运动时,质量为1 kg的货物在车厢底板中与车厢恰好相对静止。已知悬臂竖直,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为10 m/s2,则(　　)
A.货物所受底板的摩擦力大小为1.6 N
B.底板对货物的支持力大小为8.8 N
C.悬臂对车厢的作用力大小为72 N
D.货物与车厢间的动摩擦因数约为0.14
3.
如图所示,物体A重20 N,物体B重5 N,不计一切摩擦和绳的重力,当两物体由静止释放后,物体A的加速度与绳子上的张力分别为(已知重力加速度g=10 m/s2) (　　)
A.6 m/s2 ,8 N　　　B.10 m/s2 ,8 N
C.8 m/s2 ,6 N　　　D.6 m/s2 ,9 N
4.(多选题)(2024湖北荆州期末)如图所示,4块质量均为1 kg的木块并排放置在水平地面上,编号为1和3的木块与地面间的动摩擦因数为μ1=0.2,编号为2和4的木块与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1,最大静摩力等于滑动摩擦力,当用10 N的水平力F推1号木块时,下列说法正确的是 (　　)
A.相邻木块间的摩擦力相等
B.木块的加速度大小为1 m/s2
C.2号木块与3号木块之间的弹力大小为3 N
D.1号木块与2号木块之间的弹力大于3号木块与4号木块间的弹力
5.(多选题)(2024四川成都月考)如图所示,水平地面上两滑块A、B的质量分别为1 kg、2 kg,A、B与地面间的动摩擦因数均为0.2。弹簧左端固定在墙壁上,右端固定在A上。A、B紧靠在一起(不粘连)挤压劲度系数为50 N/m的弹簧,此时弹簧的压缩量为10 cm且A、B均静止。现施加一水平向右的拉力F,F恒为10 N。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g=10 m/s2。则下列说法正确的是 (　　)
A.施加拉力之前B受到3 N的摩擦力
B.A、B分离的瞬间B的加速度大小为3 m/s2
C.滑块A的速度最大时,其位移大小为4 cm
D.从施加拉力开始计时,3秒末滑块B的速度为9 m/s
答案与分层梯度式解析
专题强化练7　动力学连接体问题
1.C 2.AD 3.A 4.BD 5.ABD
1.C　由题意得知,物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力fmax≥5 N,若小车加速度为1 m/s2时,则有F合=ma=10 N,可知此时小车对物体A的摩擦力为5 N,方向向右,且为静摩擦力,所以物体A相对于车仍然静止,故A、B错误,C正确;物体A相对于车仍然静止,则受到的弹簧的拉力大小不变,故D错误。
2.AD　货物的水平加速度为ax=a cos 37°=1.6 m/s2,竖直加速度为ay=a sin 37°=1.2 m/s2,则有f=max=1.6 N,A正确;由牛顿第二定律可得底板对货物的支持力大小为N-mg=may,可得N=11.2 N,B错误;根据余弦定理可得F==
48 N,C错误;由f=μN可得μ≈0.14,D正确。
3.A　静止释放后,物体A将加速下降,物体B将加速上升,二者加速度大小相等,由牛顿第二定律,对A有mAg-T=mAa,对B有T-mBg=mBa,代入数据解得a=6 m/s2,T=8 N,故选项A正确。
4.BD　木块与木块之间只有弹力,没有摩擦力,故A错误;对整体进行受力分析,由牛顿第二定律有F-f1-f2-f3-f4=4ma,解得a==1 m/s2,故B正确;对1、2号木块进行整体分析,由牛顿第二定律有F-f1-f2-F32=2ma,由牛顿第三定律可得F32=F23=F-μ1mg-μ2mg-2ma=5 N,故C错误;对1号木块进行受力分析,由牛顿第二定律有F-f1-F21=ma,由牛顿第三定律有F21=F12=F-μ1mg-ma=7 N,对4号木块进行分析,由牛顿第二定律有F34-f4=ma,解得F34=ma+μ2mg=2 N,故D正确。
方法技巧　求解有关连接体问题的技巧
(1)系统各部分具有相同的加速度时,优先采用整体法,具有不同的加速度时一般采用隔离法。
(2)若连接体内各物体具有相同的加速度且需要求解物体间的相互作用力,就可以先用整体法求解出加速度,再利用隔离法分析其中某一个物体的受力,应用牛顿第二定律求解力,即先整体求解加速度,后隔离求解物体间的力。
(3)若已知某物体的受力情况,可先隔离该物体,分析、求出它的加速度,再以整体为研究对象,分析求解整体所受的外力。
5.ABD　由题意可知,弹簧的弹力为5 N,施加拉力之前A、B静止,A受到的最大静摩擦力为2 N,由受力平衡可知,B受到的摩擦力为3 N,选项A正确;A、B分离的瞬间,对B,由牛顿第二定律有F-f=mBa,且f=μmBg,解得a=3 m/s2,选项B正确;当滑块A的加速度为零时,滑块A的速度最大,则kΔx=μmAg,解得Δx=4 cm,所以滑块A的速度最大时,其位移大小为(10-4)cm=6 cm,选项C错误;由以上分析可知,当施加拉力时,A与B分离,分离后B做匀加速直线运动,加速度a=3 m/s2,则3秒末滑块B的速度v=at=9 m/s,选项D正确。
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