《高一物理期末综合复习（特训专题+提升模拟）》专题19 有关牛顿第二定律的连接体问题（解析版）

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高一物理期末综合复习（特训专题+提升模拟）
专题 19 有关牛顿第二定律的连接体问题
1．小刚想测量地铁启动或减速过程中的加速度，他把一支圆珠笔绑在一根细绳的下端，细绳的上端用电
工胶布临时固定在地铁的竖直扶手上。在地铁启动后的某段过程中，细绳偏离了竖直方向，他用手机拍摄
了当时情况的照片，拍摄方向跟地铁前进方向垂直。可简化为如图所示的示意图。请你根据小刚拍摄的照
片，判断地铁运动状态正确的是（　　）
A．向右加速运动 B．向右匀速运动
C．向右减速运动 D．以上均不可能
【答案】C
【详解】当圆珠笔与地铁相对静止时，圆珠笔的加速度与地铁的加速度相同，照片中圆珠笔向右偏，说明
圆珠笔受到的合力方向向左，其加速度方向向左，故地铁的加速度方向向左，地铁向左做加速运动，或者
地铁向右减速运动，故 C正确，ABD 错误。故选 C。
2．在水平面上有一木块 A，其上放一个物体 B，质量 mA=mB=1kg，A与地面之间的动摩擦因数为 0.1。各接
触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。如图甲所示，A、B都静止，给 B一个水平推力 F，当 F
增大到稍大于 8N 时，A、B开始相对滑动。如图乙所示，A、B都静止，对 A施加一水平推力 F′，要使 A、B
不相对滑动，则 F′的最大值为（　　）
A．8N B．10N C．12N D．16N
【答案】C
【详解】设 AB 之间的最大静摩擦力为 f，地面对 A的摩擦力为 fA，则甲图中有
联立可得 乙图有 可得 故 ABD 错误，C正确。故选 C。
3．倾角为 30°的斜劈放在水平地面上，一物体沿斜劈恰能匀速下滑，斜劈静止。现给下滑的物体施加如图
所示的恒力 F，F与竖直方向夹角为 30°，斜劈仍静止，则（　　）
A．此时地面对斜劈的摩擦力为 0
B．此时地面对斜劈的摩擦力方向水平向左
C．此时地面对斜劈的摩擦力方向水平向右
D．物体与斜面间的摩擦力不变
【答案】A
【详解】物块匀速下滑时，受重力、支持力和摩擦力，三力平衡，故支持力和摩擦力的合力与重力平衡，
竖直向上，根据牛顿第三定律得到物体对斜面体的作用力方向竖直向下，等于 mg；当加推力 F后，根据滑
动摩擦定律 f=μN，支持力和滑动摩擦力同比增加，故支持力和滑动摩擦力合力的方向不变，物体仍将沿斜
面匀速下滑，根据牛顿第三定律，滑块对斜面体的压力和滑动摩擦力的合力方向也不变，竖直向下；由于
物体对斜面体的压力和滑动摩擦力的合力方向不变，竖直向下；因此地面对斜劈没有摩擦力，故 A正确，
BCD 错误。故选 A。
4．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为 M的物体 A、B（B物体与弹
簧连接），弹簧的劲度系数为 k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力 F作用在物体 A上，使
物体 A开始向上做加速度为（a<g）的匀加速运动，测得两个物体的 v-t图像如图乙所示。已知重力加速度
为g，则下列说法正确的是（　　）
A．施加外力 F大小恒为 M（g+a）
B．A、B分离时，弹簧弹力恰好为零
C．A、B分离时，A上升的距离为
D．弹簧恢复到原长时，物体 B的速度达到最大值
【答案】C
【详解】A．分离前整体分析有 由于 a不变，x减小，则 F增大。故 A错误；
B．A、B分离时，对 B有 解得 ,A、B分离时，弹簧弹力不为零，故 B错误；
C．施加 F前，物体 A、B整体平衡，根据平衡条件，有 2Mg=kx1解得 ,A、B分离时，A上升的距离
为 故 C正确；
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