專題2.9 連接體模型（提高篇）（專練）--2025年高考物理考點(diǎn)千題精練（新高考通用）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

專題2.9 連接體模型（提高篇）
1. （2024四川德陽1月期末）如圖所示，兩個(gè)物體A和B，質(zhì)量分別為M和m，用跨過定滑輪的輕繩相連，A靜止于水平地面上，不計(jì)摩擦，則A對繩的作用力和地面對A的作用力的大小分別是（）
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
【參考答案】C
【名師解析】
以B為對象，根據(jù)受力平衡可知繩子拉力為
以A為對象，根據(jù)受力平衡可得
解得，故選C。
2. （2024安徽阜陽三中期末）如圖所示，跨過光滑定滑輪的輕繩a一端豎直懸掛物塊A，另一端與輕繩b拴接于O點(diǎn)，b的另一端連接水平地面上的物塊B且豎直，用與水平方向成角的力F作用在O點(diǎn)，兩物塊均靜止，兩繩各部分均伸直，且定滑輪右側(cè)的輕繩a與豎直方向的夾角也為?，F(xiàn)將F從圖示的位置順時(shí)針緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中（結(jié)點(diǎn)O的位置始終保持不變），下列說法正確的是（）
A. 輕繩a上的拉力逐漸增大
B. 輕繩b上的拉力逐漸增大
C. 力F先減小后增大
D. 物塊B對地面的壓力逐漸減小
【參考答案】C
【名師解析】．輕繩上拉力始終等于物塊的重力，大小不變，故A錯(cuò)誤；
BCD．對點(diǎn)受力分析，如圖所示
由矢量三角形可知，從圖中所示的狀態(tài)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，力先減小后增大，輕繩的拉力減小，則物塊B對地面的壓力增大，故C正確，BD錯(cuò)誤。
3. （2024北京石景山期末）如圖所示，為營造節(jié)日氣氛，同學(xué)們用輕質(zhì)細(xì)線在墻角懸掛彩燈。已知兩彩燈質(zhì)量均為m，OA段細(xì)線與豎直方向夾角為37°（sin37°=0.6，cs37°=0.8），BC段細(xì)線保持水平，重力加速度為g。關(guān)于三段細(xì)線拉力FOA、FAB、FBC，下列表達(dá)式正確的是（）
A. FOA=mg、FAB=mg、FBC=mg
B. FOA=mg、FAB=mg、FBC=mg
C. FOA=mg、FAB=mg、FBC=mg
D. FOA=4mg、FAB=mg、FBC=mg
【參考答案】A
【名師解析】
將兩彩燈看成整體，受力分析，如圖
根據(jù)平衡條件可得
對結(jié)點(diǎn)B受力分析，根據(jù)共點(diǎn)力平衡可得
，故選A。
4. （2024山東濟(jì)寧一中2月質(zhì)檢）甲、乙兩建筑工人用簡單機(jī)械裝置將工件從地面提升并運(yùn)送到樓頂。如圖所示，設(shè)當(dāng)重物提升到一定高度后，兩工人保持位置不動(dòng)，甲通過緩慢釋放手中的繩子，使乙能夠用一始終水平的輕繩將工件緩慢向左拉動(dòng)，最后將工件運(yùn)送至乙所在位置，完成工件的運(yùn)送。繩的重力及滑輪的摩擦不計(jì)，滑輪大小忽略不計(jì)，則在工件向左移動(dòng)過程中（）
A. 甲手中繩子上的拉力不斷減小
B. 樓頂對甲的支持力始終不變
C. 樓頂對甲的摩擦力大于對乙的摩擦力
D. 乙手中繩子上的拉力不斷增大
【參考答案】CD
【名師解析】
開始的時(shí)候甲拉的繩子上的拉力大小是物體重力，后來是重力和乙對繩子的拉力的合力大小等于甲的拉力，如圖所示，由于三角形斜邊大于任意直角邊，所以甲對繩子的拉力增大，乙對繩子的拉力增大，A錯(cuò)誤，D正確；
C．由圖可知，甲受的摩擦力等于繩子拉力的水平分量，即
乙受的摩擦力等于繩子拉力的水平分量，即
因
可知
即樓頂對甲的摩擦力大于對乙的摩振力，C正確；
B．對甲受力分析可知
隨T的增加，則地面對甲的支持力減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。
5. （2024山西大同期末）如圖所示，質(zhì)量分別為m1=3.3kg、m2=0.7kg的物體A、B通過勁度系數(shù)k=150N/m的輕彈簧連接，在施加于B的恒定拉力的作用下一起水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)（A在水平地面上，B在空中），該拉力的大小F=20N、方向與水平方向的夾角α=53°。取重力加速度大小g=10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6。
（1）請不通過計(jì)算，簡單分析并判斷彈簧彈力的方向與水平方向的夾角是否可能為53°；
（2）求A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（3）求彈簧的伸長量x。
【參考答案】（1）不可能；（2）0.5；（3）0.1m
【名師解析】
（1）若彈簧彈力的方向與水平方向的夾角為53°，則彈簧彈力與拉力F在一條直線上，此時(shí)B所受重力、拉力和彈簧彈力的合力不可能為零，B不可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此彈簧彈力的方向與水平方向的夾角不可能為53°。
（2）將A、B和輕彈簧視為整體，在水平方向有
解得
在豎直方向有
解得
又
解得
（3）對物體A，根據(jù)物體的平衡條件可知，彈簧的彈力大小
解得
又
解得
6．(2024安徽”江南十?！?月聯(lián)考)如圖所示，水平地面上的木板中央豎直固定一根輕桿，輕桿頂端用輕繩連接一可看作質(zhì)點(diǎn)的小球，初始時(shí)把連接小球的繩子拉至水平。小球由靜止釋放，在向下擺動(dòng)的過程中木板恰好沒有滑動(dòng)。設(shè)物體間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，已知小球與木板的質(zhì)量分別為m和3m。則木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（）
A．B．C．D．
【參考答案】C
【名師解析】設(shè)輕繩與水平方向的夾角為θ時(shí)，小球的速度大小為v，輕繩中的張力大小為T，則有，
解得
要使木板不滑動(dòng)，則輕繩中的拉力在水平方向的分力不大于對應(yīng)木板受到的最大靜摩擦力，則有
得
顯然上式右邊為第一象限內(nèi)單位圓上的點(diǎn)與定點(diǎn)連線斜率的相反數(shù)，如圖所示
可知，當(dāng)時(shí)，即
函數(shù)存在最大值，由于恰好沒有滑動(dòng)，摩擦系數(shù)，故選C。
7. （2024年1月福建部分重點(diǎn)高中期末）如圖所示，傾角為=53°的粗糙斜面體固定在水平地面上，質(zhì)量為mA=2kg的物塊A靜止在斜面上，斜面與A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.5，與A相連接的繩子跨在固定于斜面頂端的小滑輪上，繩子另一端固定在與滑輪等高的位置。再在繩上放置一個(gè)動(dòng)滑輪，其下端的掛鉤與物塊B連接，物塊B、C、D與彈簧1、2均拴接，B、C之間彈簧的勁度系數(shù)為k1=140N/m，C、D之間彈簧勁度系數(shù)為k2=100N/m，mB=1.6kg、mC=1.0kg、mD=0.4kg，當(dāng)繩子的張角=74°時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，而且A恰好不下滑（這里最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）若彈簧、繩子、小滑輪的重力，以及繩子與滑輪間的摩擦力均可忽略，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）此時(shí)繩子的拉力T的大??；
（2）對物塊A施加一個(gè)豎直向下的壓力F，使其緩慢下滑一段距離至繩子的張角為=120°時(shí)，物塊D對地的壓力恰好減小至零，求：
①物塊B上升的高度h；
②此時(shí)壓力F的大小。
【參考答案】（1）10N；（2）①0.24m；②40N
【名師解析】
(1)物塊A受力情況如圖所示，由共點(diǎn)力平衡條件可得

聯(lián)立解得：T=10N
(2)①對滑輪受力分析由共點(diǎn)力平衡條件可得
彈簧k1處于原長，要使物塊D剛好離開地面，彈簧k2要先恢復(fù)原長，再伸長，物塊C上升的距離hC
彈簧k1伸長的距離L
物塊B上升的距離hB
②當(dāng)繩子的張角為=120°時(shí)，由平衡條件知
繩子的拉力為
聯(lián)立解得：F=40N
8. （2024浙江金華期末）整體法與隔離法是物理學(xué)中常用的方法。如圖甲是演示共點(diǎn)力平衡的實(shí)驗(yàn)裝置，圖乙是其示意圖。裝置中兩小球A、B用細(xì)線2連接，細(xì)線1一端懸掛在支架上，另一端連小球，支架兩側(cè)固定有上、下可調(diào)高度的滑輪，細(xì)線3一端連小球，另一端跨過滑輪懸掛重物；細(xì)線4一端連小球，另一端跨過滑輪懸掛重物?，F(xiàn)調(diào)節(jié)滑輪高度使細(xì)線、水平，細(xì)線1恰好豎直。已知兩小球質(zhì)量均為，兩側(cè)所掛重物的質(zhì)量均為，不計(jì)滑輪與細(xì)線間摩擦。求：
（1）細(xì)線2的張力大??；
（2）細(xì)線1的張力大小；
（3）上下調(diào)節(jié)滑輪高度，使細(xì)線、平行且均與水平方向夾角為，此時(shí)細(xì)線1的方向（選答“豎直方向”“向右偏”或“向左偏”），細(xì)線2與豎直方向的夾角（用正切表示）。
【參考答案】（1）05N；（2）0.8N；（3）豎直方向，或
【名師解析】
（1）對小球B進(jìn)行受力分析（如圖1所示），由共點(diǎn)力平衡條件可知
得
（2）把小球作為整體進(jìn)行受力分析（如圖2所示），由共點(diǎn)力平衡條件可知
（3）同樣對整個(gè)進(jìn)行受力分析可知，因細(xì)線3和細(xì)線4平行，且所掛重物質(zhì)量相等，
即細(xì)線3和細(xì)線4上的張力等大反向，細(xì)線1還是保持豎直方向。要分析細(xì)線2上張力方向則以球?yàn)檠芯繉ο筮M(jìn)行受力分析。
①對B由受力分析（如圖3所示）可知
所以
②對B由受力分析（如圖4所示）可知
所以
9. （2024浙江紹興市期末）如圖所示，處于豎直平面內(nèi)的平衡裝置由水平地面、豎直桿、輕彈簧和定滑輪組成，輕彈簧左端固定在桿上．現(xiàn)將物塊甲、乙分別通過輕繩系在彈簧端，調(diào)節(jié)裝置使兩物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)甲物塊恰不滑動(dòng)，彈簧處于水平，與豎直方向夾角分別為。已知甲、乙的質(zhì)量分別為和，彈簧的勁度系數(shù)為，設(shè)物塊甲與地面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，其他阻力不計(jì)，。
（1）求彈簧的形變量；
（2）求物塊甲與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；
（3）若撤去物塊乙，改用拉力作用于點(diǎn)，為保持點(diǎn)不動(dòng)，求拉力的最小值．
【參考答案】（1）0.04m；（2）0.5；（3）N
【名師解析】（1）對點(diǎn)分析，由關(guān)系式
得
（2）對點(diǎn)分析，繩子拉力為
對物塊甲分析
得
（3）對點(diǎn)分析，彈簧彈力為
由分析得，當(dāng)拉力與繩子垂直時(shí)，其值最小
10. . (2024安徽蕪湖3月質(zhì)檢)如圖所示，三段輕繩提起物體乙，結(jié)點(diǎn)為，點(diǎn)固定在墻壁上，輕繩繞過一固定的光滑定滑輪與放在水平地面上的物體甲相連。已知水平，與豎直方向的夾角為，與豎直方向的夾角為，物體甲、乙的質(zhì)量分別為、，它們均處于靜止?fàn)顟B(tài)。（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度取，，）。求：
（1）輕繩、的拉力大??；
（2）物體甲受到的摩擦力大小；
（3）物體甲與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值。
【參考答案】（1），；（2）；（3）0.5
【名師解析】
（1）對點(diǎn)進(jìn)行受力分析，根據(jù)受力平衡可得
即輕繩的拉力大小為，的拉力大小為。
（2）因、是繞過光滑定滑輪得同一根繩兩部分，故有
對甲進(jìn)行受力分析，根據(jù)受力平衡可得物體甲受到的摩擦力大小
（3）對甲進(jìn)行受力分析，豎直方向根據(jù)受力平衡可得
又
聯(lián)立解得
可知物體甲與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)最小值為0.5。

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