2021-2022新教材教科版物理必修第一册课后练习：4.7优课（四）　简单的连接体问题和临界问题含解析

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课后素养落实　简单的连接体问题和临界
问题
(建议用时：25 分钟)
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 (　　)
A．F1<F2
B．F1＝F2
C．F1>F2
D．F1>2F2
C　[当恒力 F1作用在 A上时，对 A、B整体有 F1＝3ma1；隔离 B有N1＝
ma1，得 F1＝3N1；当恒力 F2作用在 B上时，对 A、B整体，有 F2＝3ma2，隔离
A，有 N2＝2ma2得F2＝N2，而 N1＝N2，故 F1>F2，选项 C正确．]
2．如图所示，质量为 M、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 m的小铁球，现用一水平向右的推力 F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 α角．则下
列说法正确的是 (　　)
A．小铁球受到的合外力方向水平向左
B．F＝(M＋m)gtan α
C．系统的加速度为 a＝gsin α
D．F＝Mgtan α
B　[对整体分析，由牛顿第二定律得 F＝(M＋m)a　①，隔离小球，对小
球受力分析如图，由牛顿第二定律得 mgtan α＝ma 即a＝gtan α　②，①②联立
得F＝(M＋m)gtan α，故选项 B正确．
]
3.如图所示，在光滑地面上，水平外力 F拉动小车和木块一起做无相对滑
动的加速运动．小车质量是 M，木块质量是 m，外力大小是 F，木块和小车之
间动摩擦因数是 μ，则在这个过程中，木块受到的摩擦力大小是(　　)
A．μmg　　　　 B．
C．μ(M＋m)g D．
B　[对m和M整体，由牛顿第二定律
F＝(M＋m)a①
对m：f＝ma ②
由①②得 f＝F，故 B正确．]
4．如图所示，物体 A的质量为 mA，放在光滑水平桌面上，如果在绳的另
一端通过一个滑轮加竖直向下的力 F，则 A运动的加速度为 a.将力去掉，改系
一物体 B，B的重力和 F的值相等，那么 A物体的加速度 (　　)
A．仍为 aB．比 a小
C．比 a大D．无法判断
B　[当施加向下的力 F时，由牛顿第二定律得 F＝mAa；得 a＝；当改为物
体B时，对 A、B整体由牛顿第二定律得 F＝(mA＋mB)a1，解得 a1＝，即 a1<a；
故选项 B正确．]
5．如图所示，50 个大小相同、质量均为 m的小物块，在平行于斜面向上
的恒力 F作用下一起沿斜面向上运动．已知斜面足够长，倾角为 30°，各物块
与斜面间的动摩擦因数相同，重力加速度为 g，则第 3个小物块对第 2个小物块
的作用力大小为(　　)
A．F
B．F
C．24mg＋
D．因为动摩擦因数未知，所以不能确定
B　[将50 个小物块看作一个整体，根据牛顿第二定律，整体的加速度 a＝
＝－gsin 30°－μgcos 30°.对1、2两个物块分析有 F－2mgsin 30°－μ×2mgcos
30°－N＝2ma，解得 N＝F，B正确．]
6．光滑水平地面上有两个叠放在一起的斜面体 A、B，两斜面体形状大小
完全相同，质量分别为 M、m.如图甲、乙所示，对上面或下面的斜面体施加水
平方向的恒力 F1、F2均可使两斜面体相对静止地做匀加速直线运动，已知两斜
面体间的摩擦力为零，则 F1与F2之比为(　　)
甲　　　　　　　　　　乙
A．M∶mB．m∶M
C．m∶(M＋m) D．M∶(M＋m)
A　[F1作用于 A时，设 A和B之间的弹力为 N，对 A有：Ncos θ＝Mg，对
B有：Nsin θ＝ma，对 A和B组成的整体有：F1＝(M＋m)a＝gtan θ；F2作用于
A时，对 B有：mgtan θ＝ma′，对 A和B组成的整体有：F2＝(M＋m)a′＝(M＋
m)gtan θ，＝，A正确．]
7.(多选)如图所示，置于水平地面上的相同材料的质量分别为 m和m0的两
物体用细绳连接，在 m0上施加一水平恒力 F，使两物体做匀加速直线运动，对
两物体间细绳上的拉力，下列说法正确的是 (　　)
A．地面光滑时，绳子拉力大小等于
B．地面不光滑时，绳子拉力大小等于
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