高一物理人教版必修一巩固练：专题四 模型构建 Word版含答案

专题四模型构建连接体问题对应学生用书P63(建议用时：30分钟)一、选择题1. 如图所示，放在光滑水平面上的物体A和B，质量分别为2m和m，第一次水平恒力F1作用在A上，第二次水平恒力F2作用在B上。已知两次水平恒力作用时，A、B间的作用力大小相等。则()AF1<F2 BF1F2CF1>F2 DF1>2F2答案C解析设A、B间作用力大小为FN，则水平恒力作用在A上时，隔离B受力分析有：FNmaB，整体有：F1(2mm)aB；水平恒力作用在B上时，隔离A受力分析有：FN2maA，整体有：F2(2mm)aA，解得：F13FN，F2FN，所以F12F2，故C正确，A、B、D错误。2. 如图所示，倾角为的足够长的粗糙斜面固定在水平地面上，质量为M的木块上固定一轻直角支架，在支架末端用轻绳悬挂一质量为m的小球。由静止释放木块，木块沿斜面下滑，稳定后轻绳与竖直方向夹角为，则木块与斜面间的动摩擦因数为()Atan BtanCtan() Dtan()答案C解析对小球受力分析，由牛顿第二定律得mgsinFTcos(90°)ma，mgcosFTsin(90°)，解得agsingcos·tan()；对小球和木块整体受力分析得agsingcos，所以动摩擦因数为tan()，C正确。3.如图所示，A、B两物块叠放在一起，放在光滑地面上，已知A、B物块的质量分别为m、M。若水平向右的力F1作用在A物块上，物块A、B未相对运动，F1的最大值为FA；若水平向右的力F2作用在B物块上，物块A、B未相对运动，F2的最大值为FB，则FAFB为()A11 BMmCmM Dm(Mm)答案C解析先隔离分析，根据牛顿第二定律求出最大的加速度，再对整体分析，根据牛顿第二定律求出恒力F1、F2的最大值的比值。当作用在A物体上时，A、B未发生相对滑动，f为最大静摩擦力，则此时对整体有FA(mM)a，对B有fMa，联立解得FA；当作用在B上时，两者未发生滑动，此时A的加速度是AB间的摩擦力提供，最大加速度为a，故对整体有FB(Mm)·a，联立解得，C正确。4如图甲所示，当A、B两物块放在光滑的水平面上时，用水平恒力F作用于A的左端，使A、B一起向右做匀加速直线运动时的加速度大小为a1，A、B间的相互作用力的大小为N1。如图乙所示，当A、B两物块放在固定光滑斜面上时，此时在恒力F作用下沿斜面向上做匀加速直线运动时的加速度大小为a2，A、B间的相互作用力的大小为N2，则有关a1、a2和N1、N2的关系正确的是()Aa1a2，N1N2 Ba1a2，N1N2Ca1a2，N1N2 Da1a2，N1N2答案D解析对甲图整体分析：F(mAmB)a1，再对B分析：N1mBa1，解得：a1，N1。对乙图整体分析：F(mAmB)gsin(mAmB)a2再对B分析：N2mBgsinmBa2，解得：a2gsin，N2综上a1a2，N1N2，D正确。5. (多选)如图所示，两个木块的质量关系是ma2mb，用细线连接后放在倾角为的光滑固定斜面上。在它们沿斜面自由下滑的过程中，下列说法中正确的是()A它们的加速度大小关系是aaabB它们的加速度大小相等C连接它们的细线上的张力一定为零D连接它们的细线上的张力一定不为零答案BC解析细线可能松弛或拉直，拉直时运动情况相同，故加速度相同，(mamb)gsin(mamb)a，agsin，松弛时，对a有magsinmaaa，magsinmbab，得aaabgsin，综上所述，两者加速度相同，均为gsin，故A错误，B正确；当细线拉直时，对b隔离分析，可知b受到的合力FTmbgsin，又有Fmbambgsin，故说明细绳的张力T为零，故C正确，D错误。6.(多选)质量为m的物块A和质量为2m的物块B相互接触放在水平面上，如图所示。若对A施加水平推力F，则两物块沿水平方向做加速运动。关于A对B的作用力，下列说法正确的是()A若水平面光滑，物块A对B的作用力大小为FB若水平面光滑，物块A对B的作用力大小为C若物块A与水平面、B与水平面的动摩擦因数均为，则物块A对B的作用力大小为D若物块A与水平面的动摩擦因数为，B与水平面的动摩擦因数为2，则物块A对B的作用力大小为答案BD解析若水平面光滑，将两物块看做一个整体，根据牛顿第二定律可得F3ma，对B分析，N2ma，解得N，A错误，B正确；若物块A与水平面、B与水平面的动摩擦因数均为，则由F3mg3ma，N2mg2ma，解得N，C错误；若物块A与水平面的动摩擦因数为，B与水平面的动摩擦因数为2，则F5mg3ma，N4mg2ma，联立解得N，D正确。7.(多选)如图所示，初始时A、B两木块在水平方向的外力作用下挤压在竖直墙面上处于静止状态，A与B、B与墙面之间的动摩擦因数都为0.1，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两木块质量相等，都为1 kg，当外力F变为下列不同值时，关于A、B之间的摩擦力f1，B与墙面之间的摩擦力f2的大小，下列说法中正确的是(g10 m/s2)()A当F0时，f1f20B当F50 N时，f10，f25 NC当F100 N时，f15 N，f210 ND当F300 N时，f110 N，f220 N答案ACD解析当F0时，A、B间以及B与墙面间均没有相互的挤压，故没有摩擦力，故A正确。将两木块看成一个整体，总重力为G总2mg20 N，当F50 N时，B与墙面间的最大静摩擦力为：fmF0.1×50 N5 N，小于两木块的总重力，故整体下滑，则B与墙面之间的摩擦力f2为滑动摩擦力，f25 N；假设A、B相对静止，整体下滑的加速度a1 m/s27.5 m/s2，隔离A，对A分析，A、B间的最大静摩擦力fmF5 N，又根据牛顿第二定律，mgf1ma1，则A、B间的摩擦力为f12.5 N，小于A、B间的最大静摩擦力，A、B相对静止，假设成立，故f12.5 N，f25 N，B错误。将A、B看成一个整体，当F100 N时，B与墙面间最大静摩擦力fmF10 N，小于两木块的总重力，故A、B整体下滑，摩擦力f2F10 N，假设A、B相对静止，由牛顿第二定律可知，整体下滑的加速度为：a2 m/s25 m/s2，隔离A，对A分析可知：mgf1ma2，解得：f1mgma210 N5 N5 N，A、B间最大静摩擦力fmF10 N，即f1<fm，故A、B相对静止，假设成立，故f15 N，f210 N，C正确；将A、B看成一个整体，当F300 N时，B与墙面间最大静摩擦力为fmF0.1×300 N30 N，故总重力小于最大静摩擦力，故两木块保持静止，摩擦力等于总重力，故f220 N，又A、B间的最大静摩擦力也为30 N，大于A的重力，故f110 N，D正确。8如图所示，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力Fkt(k是常数)，木板和木块加速度的大小分别为a1和a2，下列反映a1和a2随时间变化的图线中正确的是()答案A解析当F比较小时，木块和木板相对静止，加速度相同，根据牛顿第二定律得：at，at；当F比较大时，m2相对于m1运动，根据牛顿第二定律得：对木板：a1，、m1、m2都一定，则a1一定；对木块：a2tg，a2是t的一次函数，t增大，a2增大。由于<，则木块和木板相对滑动后a2图象的斜率大于两者相对静止时图象的斜率，故A正确。二、非选择题(按照题目要求作答，计算题须写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题注明单位)9如图所示，有两个用轻质细线相连的物块位于光滑水平面上，质量分别为m1和m2。拉力F1和F2方向相反，与轻质细线在同一水平直线上，且F1>F2，求在两个物块运动过程中轻质细线的拉力FT。答案解析以两物块整体为研究对象，根据牛顿第二定律得F1F2(m1m2)a隔离物块m1，由牛顿第二定律得F1FTm1a由两式解得FT。10.质量分别为5 kg、10 kg的重物A、B用一根最多只能承受120 N拉力的细绳相连，现以拉力F使A、B一起从静止开始竖直向上运动，如图所示，为使细绳不被拉断，求拉力F的大小范围。(取g10 m/s2)答案150 N<F180 N解析先将A、B看成一个整体进行受力分析，要使整体向上运动，拉力应大于总的重力；而要绳子不被拉断，应让绳子的拉力不能超过120 N。设拉力的最大值为FmaxG总(mAmB)g150 N隔离B，对B受力分析，当细绳的拉力为最大值Tm120 N时，根据牛顿第二定律得：TmmBgmBa解得：a2 m/s2对A、B整体进行受力分析，根据牛顿第二定律得：Fmax(mAmB)g(mAmB)a解得：Fmax180 N故150 N<F180 N。11.如图，质量分别为m1、m2的两个物体互相紧靠着，它们之间的接触面是光滑的斜面，倾角为，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为，现用水平恒力F向右推m1，使它们一起向右加速运动，求m1对m2的压力N。答案N解析以两物体整体作为研究对象分析，根据牛顿第二定律可得a以m2作为研究对象进行受力分析，m2受重力G2，地面弹力N2，摩擦力f2，压力N，如图所示，根据牛顿第二定律有Nsin(m2gNcos)m2a 两式联立，解得N。