2027高考物理复习专项练：3.3 动力学中的连接体模型

3.3动力学中的连接体模型同步练习

2027届高考物理一轮复习

一、单选题

1．如图所示，在光滑的水平面上有质量分别为3kg、2kg、2kg的甲、乙、丙三物块，甲、乙用轻弹簧相

连，乙、丙用轻杆相连，在水平拉力F的作用下，以2m/s2的加速度一起做匀加速直线运动。某时刻突然

撤去拉力F，撤去瞬间甲、乙、丙加速度大小分别为a甲、a乙、a丙，则（）

22

A．F10NB．a甲2m/sC．a乙2.5m/sD．a丙0

2．如图所示，放置于水平地面上的物块A通过劲度系数为k的竖直轻弹簧与物块B连接在一起，初始时物

1

块B处于静止状态。已知物块A、B的质量均为m，重力加速度大小为g，弹簧的弹性势能Ekx2（x为

p2

m

弹簧的形变量）。现给物块B竖直向下、大小为2mg的瞬时冲量。不计空气阻力且弹簧始终在弹性限度

k

内，下列说法正确的是（）

2mg

A．物块B运动至最低点时弹簧的形变量为

k

B．物块B的最大加速度为2g

C．物块A对地面的最大压力为3mg

D．物块A能离开地面

3．如图所示，水平地面上的小车内有质量分别为m、2m的甲、乙两小球，两小球用轻杆相连，杆与竖直方

向的夹角30。甲球靠在光滑的竖直侧壁上，乙球放在粗糙水平车厢底板上，小车向右运动，轻杆与车厢始

3

终相对静止。已知重力加速度大小为g，乙球与底板间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦

2

力。下列说法正确的是（）

A．小车的加速度越大，轻杆中的弹力越小

53

B．小车做匀加速直线运动的最大加速度为g

6

323

C．小车做匀加速直线运动的加速度为g时，乙球受到的摩擦力大小为mg

33

3

D．小车做匀减速直线运动的最大加速度大小为g

3

4．如图所示，在光滑水平面上，质量m160kg的木箱甲和质量m240kg的木箱乙通过水平刚性轻杆连接。

木箱甲受到水平向右的推力F1120N，木箱乙受到水平向左的推力F280N，则木箱甲的加速度为（）

A．0.4m/s2，水平向右B．2m/s2，水平向右

C．0.4m/s2，水平向左D．2m/s2，水平向左

5．如图所示，左侧水平面光滑，右侧水平面粗糙。两相同物块A、B用轻绳连接，放在光滑水平面上，在

水平恒力F作用下，一起以加速度a1做匀加速直线运动，此时轻绳的弹力为FT1。A、B依次由光滑水平面运

动到粗糙水平面上，系统稳定后两物块以加速度a2加速运动，轻绳的弹力变为FT2。则（）

A．a1a2，FT1FT2B．a1a2，FT1FT2

C．a1a2，FT1FT2D．a1a2，FT1FT2

6．如图所示，跨过光滑轻质定滑轮的轻绳左侧悬挂质量为9kg的物块A，右侧悬挂质量为3kg的物块B，

重力加速度g10m/s2。不计空气阻力，由静止释放物块A，两物块在空中做匀变速运动的过程中，连接A、

B的绳子上的拉力大小为（）

A．35NB．45NC．55ND．65N

7．如图所示，A、B两小球由绕过定滑轮的轻质细线相连，B、C两小球通过劲度系数为k的轻质弹簧相

连，放在倾角为30带有挡板的固定光滑斜面上，斜面足够长。初始时用手控制住A，使细线伸直但无拉力

作用，并保证滑轮左侧细线与斜面平行，此时整个系统处于静止状态。现释放A球（A球下落过程中不会

1

触地）。已知A、B的质量均为m，C的质量为3m，弹簧始终在弹性限度内，弹簧的弹性势能Ekx2

p2

（x为弹簧的形变量），不计一切摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（）

mg

A．初始时，弹簧形变量大小为

k

mg22mk

B．A下落过程中其重力的最大功率为

2k

4mg

C．A下落的最大位移为

k

mg

D．A下落到最低点时挡板与C球之间的弹力为

2

二、多选题

8．如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、L2，两杆无限接近但不接触，且两杆间的距离忽略不

计。两个可视为质点的小球a、b质量均为m，a球套在竖直杆l1上，b球套在水平杆L2上，a、b通过铰链

2

用长度为Lm的刚性轻杆连接。将a球从图示位置由静止释放（轻杆与L2杆夹角为45），不计一切摩

2

擦，已知重力加速度为g10m/s2，下列说法中正确的是（）

A．a球下落过程中，其加速度大小始终不大于g

B．a球由静止下落0.5m时，b球速度大小为0

C．b球的最大速度为10102m/s

D．a球的最大速度为10m/s

9．如图甲所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止。用恒力F向上拉B，分离前，A、

B运动的加速度随位移变化如图乙所示，运动距离h时，B与A分离。重力加速度为g，下列说法正确的是

（）

5mg

A．在B与A分离之前，它们做匀变速直线运动B．弹簧的劲度系数等于

4h

3mgh

C．F作用后瞬间，B对A的压力大小为D．B和A分离后，B还能继续上升

84

10．如图所示，物体B放置在水平桌面上，桌子边缘固定一轻质定滑轮，一轻绳绕过定滑轮和另一轻质动

滑轮将物块A，B按如图方式连接，桌面上方的轻绳与桌面保持平行，与动滑轮连接的轻绳保持竖直方向。

已知物块A，B的质量均为m，物块B与桌面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计轻绳与滑轮间

的摩擦力和空气阻力。在物块A向下运动的过程中，下列说法正确的是（）

A．物块A和物块B的加速度大小之比为1:1

B．物块A和物块B在某时刻的速度大小之比为1：2

12

C．物块A的加速度大小为g

3

12

D．物块A的加速度大小为g

5

三、实验题

11．为探究加速度与力、质量的关系，某研究小组设计了甲、乙两种实验方案。已用天平测量出小车的质

量为M，重物的质量可调，并且在实验前都进行了补偿阻力的操作。

(1)如图2是某次实验时打点计时器打出的一条纸带（部分），其中相邻两个计数点之间还有4个点未画出。

则C点的读数为______cm，求得小车的加速度大小为______m/s2。（结果保留两位有效数字）

(2)当甲、乙两种方案弹簧测力计的示数相同时，分别对应的小车的加速度大小为a1、a2，则a1、a2满足的

关系式是______。

g

(3)若在（2）的基础上，研究小组通过计算得出a（g为当地重力加速度），则甲、乙所用重物质量之

28

比为______。

12．某同学在学校实验室用如图甲所示装置验证牛顿第二定律，小车后面固定一条纸带，纸带穿过电火花

打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器相连，

拉力传感器用于测量小车受到拉力的大小。已知电火花打点计时器工作频率为50Hz。

(1)下列说法正确的是________（选填字母标号）

A．本实验需要平衡摩擦力

B．调整长木板上定滑轮的高度使细线与长木板平行

C．本实验中，小车与钩码的加速度大小相等

D．实验条件必须满足钩码与动滑轮的总质量远小于小车的质量

(2)实验中得到的部分纸带及测量情况如图乙所示，每两个点之间还有四个点未画出，根据图乙的纸带可求

出小车的加速度a________m/s2（结果保留三位有效数字）；

(3)改变钩码的质量，多次实验，记录力传感器的示数F，并计算出对应小车的加速度，在坐标系中作出

1

________（选填“a-F”或“a”）图像，若在误差允许的范围内，图像为过原点的倾斜直线，则牛顿第

F

二定律得到验证。

(4)最早出现的验证牛顿第二定律的设备是“阿特伍德机”，某同学改造后的装置如图丙所示。质量均为M

的重物A、B通过细绳连接，挂在滑轮上，将质量为m的物块C套挂在A的上方，三个物体从图示位置由静

止释放。A、C一起下降到挡板D处时，C被挡板挡住，A、B继续运动。已知重力加速度为g。为验证牛顿

第二定律，该同学借助刻度尺和秒表进行了测量，请写出需要测量的有关物体运动的物理量________，并

推导测量与M、m、g之间应满足的关系式________。

四、解答题

13．如图所示，一质量为2m的木块放在水平桌面上，木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，木块右侧通过一

条不可伸长的轻绳绕过光滑定滑轮悬挂一物块P，木块和定滑轮间的轻绳水平。已知重力加速度为g，取最

大静摩擦力等于滑动摩擦力。

(1)若要保证木块静止，求物块P的最大质量。

(2)若物块P的质量为3m，将木块和物块P同时由静止释放，求刚释放时物块P的加速度大小。

14．如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数k100N/m的轻质弹簧相连，A物体放在水平地面

上，B、C两物体通过绕过足够高的轻质定滑轮的细线相连，用手拿住C物体，使细线刚刚拉直但无拉力作

2

用，并确保ab、cd段的细线竖直。已知A、B两物体的质量mAmB1.5kg，重力加速度大小g10m/s，

细线与滑轮间的摩擦力不计，空气阻力不计，开始时整个系统处于静止状态，由静止释放C物体，当A物

体刚要离开地面时，B物体获得最大速度，C物体始终未接触地面。求：

(1)未释放C物体时，弹簧的压缩量x；

(2)刚释放C物体瞬间，B物体的加速度大小a；

(3)在从静止释放C物体至B物体达到最大速度的过程中，C物体的最大速度vmax。

15．如图甲所示，质量均为2kg的物块A、B静止在水平面上，A、B由劲度系数为6N/cm的轻弹簧相连，物

块A套在竖直固定杆上，在竖直向上的力F作用下沿杆缓慢上移，B运动之前，力F随上升高度h的变化关

系如图乙所示，已知物块A、B处于水平面时距离为16cm，弹簧原长为18cm，物块A与杆间动摩擦因数0.5，

2

图中c点的高度hc0.12m，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（取g10m/s，sin370.6，cos370.8）

(1)当A在地面时，求B所受的摩擦力的大小；

(2)求Fc的数值；

(3)求坐标a、b的数值。

参考答案

题号12345678910

答案BBDAABBBCBDBD

11．(1)4.384.420.78~0.82

(2)a12a2

15

(3)

16

12．(1)AB

(2)0.820

(3)a-F

2h

(4)用刻度尺测出加速下落的高度h，用秒表测出相应的时间tmgm2M

t2

13．(1)mP0.4m

13

(2)g

25

【详解】（1）当木块刚好不会相对桌面滑动时，物块P质量最大。对木块和物块P系统，由平衡方程有

mPg2mg

解得mP0.4m。

（2）设刚释放时，木块和物块P系统的加速度大小为a，对系统，由牛顿第二定律有3mg2mg(3m2m)a

13

解得ag

25

13

因此，刚释放时物块P的加速度大小为g。

25

14．(1)0.15m

20

(2)m/s2

3

(3)2m/s

【详解】（1）对B进行分析，则有kΔxmBg

解得Δx0.15m

（2）当B达到最大速度时，A、B、C均受力平衡，设弹簧弹力大小为N，细线拉力大小为T，由平衡关系

有NmAg，TNmBg，TmCg

解得mC3kg

刚释放C瞬间，B、C有相同大小的加速度，设细线拉力大小为T，由牛顿第二定律TmBa，mCgTmCa

20

解得am/s2

3

N

（3）B、C速度最大时，弹簧的伸长量Δx0.15m

k

1

则该过程弹簧的弹性势能未变，对