動力學與運動學綜合問題(原卷版)-2023年高考物理壓軸題專項訓練(新高考)

壓軸題動力學與運動學綜合問題

目錄

一，考向分析

二.題型及要領歸納

三.壓軸題速練

一，考向分析

本專題是動力學方法的典型題型，包括動力學兩類基本問題和應用動力學方法解決多運動

過程問題。高考中既可以在選擇題中命題，更會在計算題中命題。年高考對于動力學

的考察仍然是照顧點。

通過本專題的復習，可以培養(yǎng)同學們的審題能力，分析和推理能力。提高學生關鍵物理素

養(yǎng)

用到的相關知識有：勻變速直線運動規(guī)律，受力分析、牛頓運動定律等。牛頓第二定律對

于整個高中物理的串聯作用起到至關重要的效果，是提高學生關鍵物理素養(yǎng)的重要知識點，

因此在近幾年的高考命題中動力學問題一直都是以壓軸題的形式存在，其中包括對與高種常

見的幾種運動形式，以及對于圖像問題的考察等，所以要求考生了解題型的知識點及要領，

對于常考的模型要求有充分的認知。

二.題型及要領歸納

熱點題型一結合牛頓定律與運動學公式考察經典多過程運動模型

多過程問題的處理

不同過程之間銜接的關鍵物理量是不同過程之間的銜接速度。

用好四個公式：=+,=+-,——,=_!

充分借助一圖像，圖像反映物體運動過程經歷的不同階段，可獲得的重要信息有加速

度斜率、位移面積和速度。

①多過程一圖像上凸模型，如圖所示。

特點：全程初、末速度為零，勻加速直線運動過程和勻減速過程平均速度相等。

速度與時間關系公式：=，=得

速度與位移關系公式：=，=得一=一

平均速度與位移關系公式：=—，=一

得一=一

②多過程一圖像下凹模型，如圖所示。

車較之勻速行駛耽擱的距離：陰影面積表示的位移，耽擱的時間=一。

【例】【多選】（全國高考真題）水平桌面上，一質量為的物體在水平恒力拉動

下從靜止開始運動，物體通過的路程等于時，速度的大小為，此時撤去，物體繼續(xù)滑

行的路程后停止運動，重力加速度大小為，則（）

.在此過程中所做的功為一

.在此過中的沖量大小等于-

.物體與桌面間的動摩擦因數等于——

.的大小等于物體所受滑動摩擦力大小的倍

【例】.【多選】（全國高考真題）一質量為的物體自傾角為的固定斜面底端沿

斜面向上滑動。該物體開始滑動時的動能為，向上滑動一段距離后速度減小為零，此后

物體向下滑動，到達斜面底端時動能為一。己知，重力加速度大小為。貝心）

.物體向上滑動的距離為

.物體向下滑動時的加速度大小為一

.物體與斜面間的動摩擦因數等于

.物體向上滑動所用的時間比向下滑動的時間長

熱點題型二動力學圖像的理解與應用

兩關注橫坐標、縱坐標

確認橫、縱坐標對應的物理量各是什么，坐標軸物理量的單位不能忽視。

注意橫、縱坐標是否從零刻度開始。

三理解斜率、面積、截距

圖線的斜率：通常能夠體現某個物理量的大小、方向及變化情況。

面積：由圖線和橫坐標軸圍成的面積，有時還要用到縱坐標軸及圖線上的一個點或兩個

點到橫坐標軸的垂線段所圍圖形的面積，一般都能表示某個物理量。

截距：圖線在縱坐標軸及橫坐標軸上的截距。

三分析交點、轉折點、潮近線

交點：往往是解決問題的切入點。

轉折點：滿足不同的函數關系式，對解題起關鍵作用。

漸近線：往往可以利用漸近線求出該物理量的極值。

【例］】【多選】（江西撫州高三統考學業(yè)考試）如圖甲所示，、兩物塊靜止在光滑

水平面上，兩物塊接觸但不粘連，、的質量分別為和。時刻對物塊施加

一水平向右推力，同時對物塊施加一水平向右拉力，使、從靜止開始運動，力、

隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是（）

內，、一起運動的加速度的大小為

時，對的推力大小為

時，、恰好分離

.從開始運動到、分離，物體運動的位移大小為

【例】（春貴州高三校聯考階段練習）如圖甲所示，粗糙的水平地面上有一塊長木

板，小滑塊（可視為質點）放置于長木板上的最右端?，F將一個水平向右的恒力作用

在長木板的右端，讓長木板從靜止開始運動，后撤去力?；瑝K、長木板的速度圖像如圖

乙所示，已知物塊與長木板的質量相等，均為，滑塊始終沒有從長木板上滑下，

重力加速度。則下列說法正確的是（）

時長木板停下來.長木板的長度至少是

.地面與長木板之間的動摩擦因數是.恒力等于

熱點題型三結合新情景考察動力學觀點

類型一以生產生活問題為情境構建多過程多運動問題考動力學觀點

【例】（四川統考二模）如圖是某種機械打夯的原理示意圖，為液壓裝置，能給

質量為的夯桿提供豎直方向的力。左右為兩個半徑均為的摩擦傳動輪，每個輪子給夯

桿的壓力大小均為，運轉方向如圖所示。開始時液壓裝置對夯桿提供大小恒為

的向上拉力，摩擦傳動輪勻速轉動的角速度為，摩擦傳動輪與夯桿之間的動摩擦

因數，在液壓裝置和摩擦傳動輪的作用下，夯桿從靜止開始向上運動。夯桿運動到

某時刻速度與摩擦傳動輪邊緣線速度、液壓裝置相等，該時刻之后的運動過程中摩擦傳動輪

不再對夯桿提供壓力和摩擦力，且液壓裝置開始提供大小恒為的向下壓力，直到夯

桿落地。取重力加速度為，求：

（）夯桿上升的最大高度；

（）夯桿落地前瞬間的速度大小。

0

\I—:—液壓裝置

:—摩擦傳動輪

，~；—夯桿

類型二以問題探索情景構建物理模型考動力學觀點

【例】（春遼寧錦州高三統考階段練習）在水平道路上行駛的汽車，擋風玻璃與水

平面成角，無風的天氣里，車輛行駛時，靜止在擋風玻璃上的樹葉受到水平方向空氣

的推力，推力方向與車前進方向相反，大小由車速決定，且滿足。只討論樹葉沿

擋風玻璃向下或向上的運動，橫向運動可視為靜止，已知樹葉質量，

，取，，。

（）若忽略樹葉與玻璃間的摩擦力，求樹葉靜止在擋風玻璃上時車勻速運動的速度大小

()若樹葉與玻璃間有摩擦，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，某次經精密測量發(fā)現當勻

速運動的車速為工時，原來靜止在擋風玻璃上的樹葉恰好要開始沿擋風玻璃向上運動,

求樹葉與玻璃間的動摩擦因數：

()在()中的動摩擦因數條件下，當車以一廠的速度勻速運動時，原本被雨刷夾在

擋風玻璃底部的樹葉突然失去雨刷的夾持。若擋風玻璃斜面長度，樹葉的運動看做

是相對擋風玻璃的勻加速直線運動，(忽略樹葉在擋風玻璃上運動時速度的變化對空氣推力

的影響)求樹葉由玻璃底部開始到離開擋風玻璃過程中合外力對樹葉的沖量。

-----?汽車運動方向

類型三以科研背景為題材構建物理模型考動力學觀點

【例】(山東模擬預測)深海中有一個大殺器：海底斷崖，又叫躍層，躍層是海

水參數隨深度變化而顯著變化的水層。當潛艇從高密度海域進入低密度海域時，潛艇的浮力

會突然減少，這樣潛艇就會急劇下沉，專業(yè)上稱這種現象為掉深。掉深可能會導致潛艇

的實際下潛深度超過設計下潛深度，造成潛艇破裂進水，結構解體。己知潛艇的質量為

,正在水下處水平運動，突然進入躍層，以加速度豎直向下落

(水平速度很小，可以忽略不計)。潛艇指戰(zhàn)員迅速采取措施，向外排出海水，后開始以

向上的加速度運動。已知重力加速度。

()求躍層內海水密度與原來海水密度之比；

()采取措施后潛艇經過多長時間回到原來深度？最深到了多深？

()潛艇排出了多少噸海水(計算結果保留兩位有效數字)？

三.壓軸題速練

(安徽校聯考模擬預測)如圖是一小物體先從傾角為斜面滑下后再滑上傾角

為的斜面運動過程的速度大小隨時間變化的圖像，兩斜面動摩擦因數均為，圖中

未知，已知，，取，貝！I()

vyms'

.沿斜面下滑位移為.沿斜面上滑位移為o

（o春全國高三專題練習）海洋館中一潛水員把一質量為的小球以初速度從手中

o

豎直拋出，從拋出開始計時，°時刻小球返回手中，小球始終在水中且在水中所受阻力大

小不變，小球的速度隨時間變化的關系圖像如圖所示，重力加速度大小為，則小球在水中

豎直下落過程中的加速度大小為（）

【多選】（0青海統考二模）兩帶電的平行板、水平放置，上極板的中央有一

小孔.如圖甲所示，一帶電油滴從小孔的正上方的點處自由下落，穿過上極板中央的

小孔后，剛好不與下極板相碰，在此過程中，油滴的速度隨時間變化的關系如圖乙所

示.重力加速度為，不計空氣阻力，可知（）

nv/(ms'')

Olo2/o3t04/ot/s

乙

?在時，油滴剛好穿過板的小孔

0

?在0時，油滴剛好返回到點

.油滴受到的重力與電場力之比為：

.點到下極板的距離為

0

【多選】（0天津寧河高三天津市寧河區(qū)蘆臺第一中學?？茧A段練習）如圖所示，傾角

為的光滑斜面足夠長，一質量為的小物體，在沿斜面向上的恒力作用下，由靜止從斜

面底端沿斜面向上做勻加速直線運動，經過時間，力做功為，此后撤去力，物體

又經過相同的時間回到斜面底端，若以地面為零勢能參考面，則下列說法中正確的是（）

.物體回到斜面底端的動能小于

.恒力

.撤去力時，物體的重力勢能是

.動能與勢能相等的時刻一定出現在撤去力之后

（浙江臺州高三統考）如圖所示，靜置于光滑斜面（傾角為）的質量為的物塊,

受到沿斜面方向的恒力的作用，作用時間后撤去，再經時間后剛好返回起點，則

與的比應該為比

與的比應該為比

與的比應該為比

與的比應該為比

（秋河北承德統考期末）如圖甲所示，質量為的物塊在水平力的作用下可沿豎

直墻面滑動，水平力隨時間變化的關系圖像如圖乙所示，物塊與豎直墻面間的動摩擦因

數為，物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，豎直墻面足夠高，重力加速度大小為。

下列說法正確的是（）

.物塊一直做勻加速直線運動

.物塊先做加速度減小的加速運動，后做勻速直線運動

.物塊的最大加速度為

?時，物塊停止下滑

0

【多選】（0河北邯鄲高三校考階段練習）如圖（）所示，一輕質彈簧的下端固定在

水平面上，上端放置一物體（物體與彈簧不連接），初始時物體處于靜止狀態(tài)，現用豎直向

上的拉力作用在物體上，使物體開始向上做勻加速運動，拉力與物體位移的關系如圖

（a）（b）

.物體與彈簧分離時，彈簧處于壓縮狀態(tài)

.彈簧的勁度系數為0

.物體的質量為

.物體的加速度大小為

（0全國高三專題練習）如圖甲，水平地面上有一長木板，將一小物塊放在長木板上,

給小物塊施加一水平外力，通過傳感器分別測出外力大小和長木板及小物塊的加速度

的數值如圖乙所示。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為，則以下說法正確的

是（）

圖甲圖乙

.小物塊與長木板間的動摩擦因數一.長木板與地面間的動摩擦因數j

.小物塊的質量——.長木板的質量---------

00

（0湖南懷化高三?？茧A段練習）如圖甲所示，將某一物塊每次以不變的初速率沿足

夠長的斜面向上推出，調節(jié)斜面與水平方向的夾角，實驗測得物塊運動的最遠位移與斜

面傾角的關系如圖乙所示，取0，則（）

.物塊的初速度為

.物塊與斜面間的動摩擦因數為

.物塊沿斜面上滑的最大加速度為

.物塊沿斜面上滑的最小距離為二匚

【多選】(重慶重慶市萬州第二高級中學?？寄M預測)如圖甲所示，傾角為的

傳送帶以恒定速率逆時針運行，現將一質量為的煤塊輕輕放在傳送帶的端，煤塊的速

度隨時間變化的關系如圖乙所示，末煤塊到達端，取沿傳送帶向下為正方向，取

，則()

.傾角

.物體與傳送帶間的動摩擦因數

.內傳送帶上留下的痕跡長為

.內物體與傳送帶摩擦產生的內能

(浙江模擬預測)風洞是空氣動力學研究和實驗中廣泛使用的工具，某研究小組設

計了一個總高度的低速風洞，用來研究某物體在豎直方向上的運動特性，如圖所

示，風洞分成一個高度為的無風區(qū)和一個受風區(qū)，某物體質量，在無風

區(qū)中受到空氣的恒定阻力，大小為，在受風區(qū)受到空氣對它豎直向上的恒定作用力。

某次實驗時該物體從風洞頂端由靜止釋放，且運動到風洞底端時速度恰好為，求在本次實

驗中：

()該物體的最大速度；

()該物體在受風區(qū)受到空氣對它的作用力大小：

()該物體第一次從風洞底端上升的最大距離。

無風區(qū)H、

TfTfT"

M區(qū)

（春云南昆明高三昆明一中校考階段練習）在高速公路的長下坡路段，通常會設

有如圖所示的緊急避險車道，車輛在下坡過程中若遇剎車故障則可滑行至避險車道進行避險,

整個過程簡化為右圖所示。一輛貨車以的速度在下坡行駛的過程中剎車失靈，在傾

角為的坡道上自由滑行的距離后沖上傾角為的避險車道，已知

貨物的質量為貨車質量的倍，放置于距車廂前端處，貨物未采取固定措施，貨車在坡

道上自由滑行時受到的阻力為車與貨物總重的倍，在避險車道上滑行時受到的阻力為

車與貨物總重的倍，貨物與車廂的動摩擦因數，貨車由坡道駛入避險車道的過

程中貨物并未相對于車廂發(fā)生滑動，完全駛入避險車道后速度損失，己知，

,重力加速度，求：

（）貨車到達坡道底端時的速度；

（）貨車完全滑入避險車道后繼續(xù)運動的距離;

（）貨物是否會撞上車廂的前護欄。

（全國高三專題練習）每當國慶節(jié)時，大量群眾聚集在北京天安門廣場，觀看升旗

儀式，表達心中對祖國的熱愛。護旗手要將一面質量為的國旗升至高的旗桿頂端，

國旗從靜止開始做勻加速運動達到最大速度，再做勻速運動一段時間后做勻減速運動,

到達桿頂時速度恰好為，整個過程用時，旗桿頂部有兩排豎直的小孔，吹風機向空

心旗桿中高速排出空氣，從而吹動旗幟飄揚。不考慮空氣阻力和浮力，取。求

（）勻速運動階段的時間；

（）假設在旗桿頂部水平排出的風力大小為的力，此時繩子對國旗的總作用力大小及

方向；

（）若加速運動階段和減速運動階段加速度相同，則輕繩在這兩個階段對國旗拉力的大小

之比。

年北京冬奧會期間，如圖所示的配送機器人格外引

人關注。假設配送機器人從靜止開始啟