《高考物理100考点模拟题千题精练(必修一)》专题3.15 加速运动的连接体问题（能力篇）（解析版）

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2021 年高考物理 100 考点最新模拟题千题精练
第三部分 牛顿运动定律
专题 3.15 加速运动的连接体问题（能力篇）
一．选择题
1. （2020 江苏扬州一模）1966 年科研人员曾在地球的上空完成了以牛顿第二定律为基础的实验。实验时，
用双子星号宇宙飞船去接触正在轨道上运行的火箭组（可视为质点），接触后，开动飞船尾部的推进器，
使飞船和火箭组共同加速，如图所示。推进器的平均推力为 F，开动时间△t，测出飞船和火箭的速度变化
是△v，下列说法正确的有（　　）
A. 推力 F通过飞船传递给火箭，所以飞船对火箭的弹力大小应为 F
B. 宇宙飞船和火箭组的总质量应为
C. 推力 F越大， 就越大，且 与F成正比
D. 推力 F减小，飞船与火箭组将分离
【参考答案】B
【名师解析】
对飞船和火箭组组成的整体，由牛顿第二定律，有：F=（m1+m2）a…①
设飞船对火箭的弹力大小为 N，对火箭组，由牛顿第二定律，有：N=m2a…②
可知 N＜F，故 A错误；由运动学公式，有：a= …③，
联立①③可得：m1+m2=，（m1+m2）为火箭组和宇宙飞船的总质量，故 B正确；
对整体 F=（m1+m2） ，（m1+m2）为火箭组和宇宙飞船的总质量，由于整体的总质量会不断减小，则推
1
力F越大， 就越大，但 与 F不成正比，故 C错误；
推力 F减小，根据牛顿第二定律知整体的加速度减小，速度仍增大，不过增加变慢，所以飞船与火箭组不
会分离，故 D错误。
【方法归纳】。
对飞船和火箭组组成的整体，分析受力，根据牛顿第二定律列方程，再结合加速度的定义，可求出整体的
总质量；隔离分析火箭组的受力，根据牛顿第二定律列式分析飞船对火箭的弹力大小与 F关系。推力 F减
小，根据牛顿第二定律分析加速度的变化，判断速度的变化情况，确定飞船与火箭组能否分离。
本题属于连接体问题，要抓住两个物体的加速度相同，灵活选择研究对象，一般采取“先整体后隔离”的
方法列式研究，比较简洁。
2.（2019 辽宁沈阳一模）如图所示，甲、乙两物体靠在一起，放在光滑的水平面上，在水平力 F1和F2共同
作用下，一起从静止开始运动，已知 F1>F2，两物体运动一段时间后（ ）
A. 若突然撤去 F1，甲的加速度一定减小
B. 若突然撤去 F1，甲乙间的作用力减小
C. 若突然撤去 F2，乙的加速度一定增大
D. 若突然撤去 F2，甲乙间的作用力增大
【参考答案】BC
【名师解析】
要分析加速度的变化，先由牛顿第二定律求出整体的加速度，再进行分析，由隔离法求出甲乙间的作用力，
根据表达式进行分析；一起运动时，整体的加速度为： ；对乙分析，则甲、乙之间的作用力为：
，解得 ；突然撤去 ，则整体的加速度 ， 不一定大于 ，甲乙之间的
作用力 ，故 A错误、B正确；突然撤去 ，则整体的加速度 ，则 ，即加速
2
度增大，甲乙之间的作用力为： ，故选项 C正确，D错误。
【名师点睛】关于连接体的处理方法，先整体后隔离，可以求得连接体间的相互作用力的大小。
3．（6分）（2019 湖北四地七校考试联盟期末）如图所示，光滑的水平地面上有两块材料完全相同的木块
A、B，质量均为 m，A、B之间用轻质细绳水平连接。现沿细绳所在直线施加一水平恒力F作用在 A上，
A、B开始一起做匀加速运动，在运动过程中把和木块 A、B完全相同的木块 C放在某一木块上面，系
统仍加速运动，且始终没有相对滑动，则在放上 C并达到稳定后，下列说法正确的是（　　）
A．若 C放在 A上面，绳上拉力不变
B．若 C放在 B上面，绳上拉力为
C．C放在 B上，B、C间摩擦力为
D．C放在 A上比放在 B上运动时的加速度大
【思路分析】对整体分析，运用牛顿第二定律判断系统加速度的变化。通过隔离分析，得出绳子拉力和
摩擦力的大小。
【参考答案】C
【名师解析】设原来的加速度为 a0，根据牛顿第二定律可得 F＝2ma0，因无相对滑动，所以，无论 C放
到哪块上，根据牛顿第二定律都有：F＝3ma，a都将减小。
若放在 A木块上面，以 B为研究对象，设绳子拉力T，则 T＝ma，绳子拉力减小，故 A错误；若 C放
在B上面，以 BC 为研究对象，根据牛顿第二定律可得 T＝2ma＝F，故 B错误；若 C放在 B上，以 C
为研究对象，根据牛顿第二定律可得 B、C间摩擦力为 f＝ma＝，故 C正确；以整体为研究对象，无
论C放到哪块上，根据牛顿第二定律都有：F＝3ma，故 C放在 A上和放在 B上运动时的加速度相同，
故D错误；
故选：C。
【名师点评】解决本题的关键要灵活选择研究对象，会用整体法和隔离法，能够正确地受力分析，运用
牛顿第二定律进行求解
3
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