新人教版物理必修1：专题四模型构建

1、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)、选择题A81.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Fi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。贝U()A.F1VF2B.Fi=F2C.Fi>F2D.Fi>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：Fn=maB，整体有：Fi=(2m+m)aB;水平恒力作用在B上时，隔离A一3受力分析有：Fn=2maA，整体有：F2=(2m+m)aA，解得：Fi=3Fn,F2=Fn,所以Fi=2F2,故C

2、正确，A、B、D错误。2.如图所示，倾角为B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a则木块与斜面间的动摩擦因数为()A. 尸tan0B.尸tanaC.尸tan(0a)D.Btan(0+a答案C解析对小球受力分析，由牛顿第二定律得mgsinBFtcos(90二0+a=ma,mgcosAFTsin(90°0+o)，解得a=gsin0geos0tan(0a；对小球和木块整体受力分析得a=gsin0-cos0,所以动摩擦因数为尸tan(0a,C正确。3.如图所示，A

3、、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Fi作用在A物块上，物块A、B未相对运动，Fi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，贝UFa：Fb为()A. 1:1B.M:mC.m:MD.m:(M+m)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=(m+M)a，对B有f=Ma，联立解得Fa=;当作用在B上时，两者未发生滑动，此时加速度是AB间的摩擦力提

4、供，最大加速度为a'=三，故对整体有Fb=(M+m)afM+mm，联立解得FaFb=m，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a、a2和N1、N2的关系正确的是()A.ai>a2,Ni>N2B.ai>a2,NivN2C.ai=a2,Ni=N2D.ai>a2,Ni=N2答案D解析

5、对甲图整体分析：F=(mA+mB)ai,再对B分析：Ni=mBai,解得：F,mBFai=，Ni=。mA+mBmA+mB对乙图整体分析：F(mA+mB)gsinA(mA+mB)a2再对B分析：N2mBgsin0=mBa2,解得：F._mBFa2=gsin0,N2=mA+mBmA+mB综上ai>a2,Ni=N2,D正确。侈选)如图所示，两个木块的质量关系是ma=2mb,用细线连接后放在倾角为0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aaVabB. 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

6、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，(ma+mb)gsin=(ma+mb)a，a=gsin0,松弛时，对a有magsin0=maaa，magsin0=mbab，得aa=ab=gsin9,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F=T+mbgsin9,又有F=mba=mbgsin9,故说明细绳的张力T为零，故C正确，D错误。（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，

7、物块B. 若水平面光滑，物块A对B的作用力大小为F2FA对B的作用力大小为C.若物块A与水平面、作用力大小为FB与水平面的动摩擦因数均为仏则物块A对B的D. 若物块A与水平面的动摩擦因数为仏B与水平面的动摩擦因数为2仏则物块A对B的作用力大小为2F+2卩吨答案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F=2F3ma，对B分析，N=2ma，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仏则由F3卩m（g3ma,N-2卩m前2ma,解得N2F+21mg3,D正确2F，C错误；若物块A与水平面的动摩擦因数为仏B与水平面的动摩擦因数贝UF511

8、mg3ma,N4卩mg2ma，联立解得N=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尸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1kg,当外力F变为下列不同值时，关于A、B之间的摩擦力fi，B与墙面之间的摩擦力f2的大小，下列说法中正确的是(g=10m/s2)()A.当F=0时，fi=f2=0B. 当F=50N时，fi=0，f2=5NC. 当F=100N时，fi=5N，f2=10ND. 当F=300N时，f1=10N，f2=20N答案ACD解析当F=0时，A、B间以及B与墙面间均没有相互的挤压

9、，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=2mg=20N，当F=50N时，B与墙面间的最大静摩擦力为：fm=yF=0.1X50N=5N，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，f2=5N;2mgf220522假设A、B相对静止，整体下滑的加速度a=m/s=7.5m/s，隔离A，对A分析，A、B间的最大静摩擦力fm'=F=5N，又根据牛顿第二定律，mgf1=ma1，则A、B间的摩擦力为f1=2.5N,小于A、B间的最大静摩擦力，A、B相对静止，假设成立，故f1=2.5N，f2=5N，B错误。将A、B看成一个整体，当F=100N时，B与墙

10、面间最大静摩擦力fm=yF10N,小于两木块的总重力，故A、B整体下滑，摩擦力f2=y=10N，假设A、B相对静止，2mgf2201099由牛顿第二定律可知，整体下滑的加速度为：a2=二亍m/s=5m/s，隔离A，对A分析可知：mgf1=ma2，解得：f1=mgma2=10N5N=5N，A、B间最大静摩擦力fm'=卩=10N，即f1<fm'，故A、B相对静止，假设成立，故f1=5N，f2=10N，C正确；将A、B看成一个整体，当F=300N时，B与墙面间最大静摩擦力为fm=F=0.1X300N=30N，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f2=

11、20N，又A、B间的最大静摩擦力也为30N,大于A的重力，故fi=10N,D正确8. 如图所示，在光滑水平面上有一质量为mi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F=kt（k是常数），木板和木块加速度的大小分别为ai和比，下列反映ai和a2随时间变化的图线中正确的是（）'°I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Fk定律得：a=t，ag;当F比较大时，m2相对于mi运动，根据mi+m2mi+m2牛顿第二定律得：对木板：aim，emi、m2都一定，则ai一定；

12、Fmgktymgk对木块：a2=m2=m2=m?ega?是t的一次函数，t增大，&增大。kk由于<m，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mi+m2m2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mi和m2。拉力Fi和F2方向相反，与轻质细线在同一水平直线上，且Fi>F2,.讥,答案miF2+rnFimi+m2解析以两物块整体为研究对象，根据牛顿第二定律得FiF2=(mi+m2)a隔离物块mi，由牛顿第二

13、定律得FiFt=miamiF2+m2Fi由两式解得Ft=mi+m2io.质量分别为5kg、i0kg的重物A、B用一根最多只能承受i20N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g=i0m/s2)答案i50N<F<i80N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i20N设拉力的最大值为FmaxG总=(mA+mB)g=i50N隔离B，对B受力分析，当细绳的拉力为最大值Tm=i20N时，根据牛顿第二定律得：TmmBg=mBa解得：a=2m/s2对A、B整体进行受力分析，根据牛顿第二定律得:Fmax(mA+mB)g=(mA+mB)a解得：Fmax=180N故150N<FW180No如图，质量分别为mi、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a它们与水平地面之间的动摩