2025年高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件 第3章 專題強(qiáng)化3 動力學(xué)中的三類典型問題

第三章運(yùn)動和力的關(guān)系專題強(qiáng)化三動力學(xué)中的三類典型問題核心考點·重點突破提能訓(xùn)練練案[16]名師講壇·素養(yǎng)提升核心考點·重點突破1動力學(xué)中的連接體問題(能力考點·深度研析)1．外力與內(nèi)力(1)外力：系統(tǒng)________的物體對系統(tǒng)的作用力。(2)內(nèi)力：系統(tǒng)______各物體間的相互作用力。之外內(nèi)2．連接體的類型(1)物體疊放連接體(2)彈簧連接體(3)輕繩(桿)連接體

(2024·陜西寧強(qiáng)縣高三月考)如圖所示，兩相同物體A、B放在粗糙水平面上，通過一根傾斜的輕繩連接。若用恒力向左拉物體A，兩物體運(yùn)動的加速度大小為a1、繩中的張力為F1；若用大小相等的恒力向右拉物體B，兩物體運(yùn)動的加速度大小為a2、繩中的張力為F2。則()A．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1>F2

B．a(chǎn)1＝a2，F(xiàn)1<F2C．a(chǎn)1<a2，F(xiàn)1<F2

D．a(chǎn)1>a2，F(xiàn)1>F2A[解析]

對整體分析，根據(jù)牛頓第二定律F－2μmg＝2ma1，F(xiàn)－2μmg＝2ma2，故a1＝a2。設(shè)細(xì)線與水平方向夾角為θ，向左拉物體A，對B分析F1cosθ－μ(mg＋F1sinθ)＝ma1，向右拉物體B，對A分析F2cosθ－μ(mg－F2sinθ)＝ma2，因為a1＝a2，則F1(cosθ－μsinθ)＝F2(cosθ＋μsinθ)，故F1>F2。故選A。整體法與隔離法的選取原則(1)整體法的選取原則：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且不需要求物體之間的作用力，可以把它們看成一個整體，分析整體受到的合外力，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度(或其他未知量)。(2)隔離法的選取原則：若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同，或者要求出系統(tǒng)內(nèi)各物體之間的作用力時，就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來，應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解。(3)整體法、隔離法的交替運(yùn)用：若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度，且要求出物體之間的作用力時，一般采用“先整體求加速度，后隔離求內(nèi)力”。【跟蹤訓(xùn)練】

(加速度相同的連接體問題)(多選)我國高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，和諧號動車組是由動車和拖車編組而成，提供動力的車廂叫動車，不提供動力的車廂叫拖車。假設(shè)動車組各車廂質(zhì)量均相等，每節(jié)動車提供的動力均為F，動車組在水平直軌道上運(yùn)行過程中每節(jié)車廂受到的阻力均為f。某列動車組由8節(jié)車廂組成，其中第1、3、6節(jié)車廂為動車，其余為拖車，則該動車組(

)CDA．啟動時乘客受到車廂作用力的方向與車運(yùn)動的方向相反B．做勻加速運(yùn)動時，第5、6節(jié)車廂間的作用力為1.125FC．做勻加速運(yùn)動時，第5、6節(jié)車廂間的作用力為0.125FD．做勻加速運(yùn)動時，第6、7節(jié)車廂間的作用力為0.75F

(加速度相同的連接體問題)如圖所示，足夠長的傾角θ＝37°的光滑斜面體固定在水平地面上，一根輕繩跨過定滑輪，一端與質(zhì)量m1＝1kg的物塊A連接，另一端與質(zhì)量m2＝3kg的物塊B連接，繩與斜面保持平行。開始時，用手按住A，使B懸于空中，釋放后，在B落地之前，下列說法正確的是(所有摩擦均忽略不計，不計空氣阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)()A．繩的拉力大小為30NB．繩的拉力大小為6NC．物塊B的加速度大小為6m/s2D．如果將物塊B換成一個豎直向下大小為30N的力，對物塊A的運(yùn)動沒有影響C[解析]

對B隔離分析，由牛頓第二定律得m2g－FT＝m2a，對A、B整體分析，由牛頓第二定律得m2g－m1gsinθ＝(m1＋m2)a，聯(lián)立解得a＝6m/s2，F(xiàn)T＝12N，故A、B錯誤，C正確；如果將物塊B換成一個豎直向下大小為30N的力，對A由牛頓第二定律得F－m1gsinθ＝m1a′，解得a′＝24m/s2，前后加速度不一樣，對物塊A的運(yùn)動有影響，故D錯誤。2動力學(xué)中的臨界極值問題(能力考點·深度研析)1．臨界或極值條件的標(biāo)志(1)有些題目中有“剛好”“恰好”“正好”等字眼，即表明題述的過程存在著________點。(2)若題目中有“取值范圍”“多長時間”“多大距離”等詞語，表明題述的過程存在著“起止點”，而這些起止點往往對應(yīng)________狀態(tài)。臨界臨界(3)若題目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明題述的過程存在著極值，這個極值點往往是臨界點。(4)若題目要求“最終加速度”“穩(wěn)定速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度。2．四種典型的臨界條件(1)接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離，臨界條件是彈力FN＝0。(2)相對滑動的臨界條件：靜摩擦力達(dá)到最大值。(3)繩子斷裂與松弛的臨界條件：繩子斷裂的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力；繩子松弛的臨界條件是FT＝0。(4)最終速度(收尾速度)的臨界條件：物體所受合外力為零。3．動力學(xué)臨界極值問題的三種解法極限法把物理問題(或過程)推向極端，從而使臨界現(xiàn)象(或狀態(tài))暴露出來，以達(dá)到正確解決問題的目的假設(shè)法臨界問題存在多種可能，特別是非此即彼兩種可能時，或變化過程中可能出現(xiàn)臨界條件，也可能不出現(xiàn)臨界條件時，往往用假設(shè)法解決問題數(shù)學(xué)法將物理過程轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)表達(dá)式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式解出臨界條件?考向1接觸與脫離的臨界問題?考向2摩擦力作用下的臨界問題(1)求物塊加速度的大小及到達(dá)B點時速度的大小。(2)拉力F與斜面夾角多大時，拉力F最??？拉力F的最小值是多少？代入數(shù)值解得a＝3m/s2，vB＝8m/s。(2)對物塊受力分析，如圖所示，設(shè)拉力F與斜面成α角，在垂直斜面方向，根據(jù)平衡條件可得Fsinα＋FN＝mgcos30°沿斜面方向，由牛頓第二定律可得Fcosα－mgsin30°－Ff＝ma又Ff＝μFN3動力學(xué)中的圖像問題(能力考點·深度研析)1．常見圖像(1)v－t圖像：根據(jù)圖像的斜率判斷加速度的大小和方向，再根據(jù)牛頓第二定律求解。(2)a－t圖像：注意加速度的正負(fù)，正確分析每一段的運(yùn)動情況，然后結(jié)合物體的受力情況應(yīng)用牛頓第二定律列方程求解。(3)F－t圖像：結(jié)合物體受到的力，由牛頓第二定律求出加速度，分析每一段的運(yùn)動情況。(4)F－a圖像：首先要根據(jù)具體的物理情景，對物體進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出兩個量間的函數(shù)關(guān)系式，根據(jù)函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖像，明確圖像的斜率、截距或面積的意義，從而由圖像給出的信息求出未知量。

(多選)如圖(a)，物塊和木板疊放在實驗臺上，物塊用一不可伸長的細(xì)繩與固定在實驗臺上的力傳感器相連，細(xì)繩水平。t＝0時，木板開始受到水平外力F的作用，在t＝4s時撤去外力。細(xì)繩對物塊的拉力f隨時間t變化的關(guān)系如圖(b)所示，木板的速度v與時間t的關(guān)系如圖(c)所示。木板與實驗臺之間的摩擦可以忽略。重力加速度取10m/s2。由題給數(shù)據(jù)可以得出(

)ABA．木板的質(zhì)量為1kgB．2～4s內(nèi)，力F的大小為0.4NC．0～2s內(nèi)，力F的大小保持不變D．物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.2解決圖像綜合問題的關(guān)鍵(1)分清圖像的類別：即分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖像所反映的物理過程，會分析臨界點。(2)注意圖線中的一些特殊點：圖線與橫、縱坐標(biāo)的交點，圖線的轉(zhuǎn)折點，兩圖線的交點等。(3)明確能從圖像中獲得哪些信息：把圖像與具體的題意、情景結(jié)合起來，應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖像對應(yīng)的函數(shù)方程式，進(jìn)而明確“圖像與公式”“圖像與物體”間的關(guān)系，以便對有關(guān)物理問題作出準(zhǔn)確判斷?！靖櫽?xùn)練】

(根據(jù)物理過程確定運(yùn)動學(xué)圖像)如圖所示，一輕彈簧豎直固定在水平地面上，彈簧正上方有一個小球自由下落。從小球接觸彈簧上端O點到將彈簧壓縮至最短的過程中，如圖所示的關(guān)于小球的加速度a隨時間t或者隨與O點的距離x變化的關(guān)系圖線正確的是()B

(根據(jù)圖像分析物理過程，求未知量)(多選)(2023·全國甲卷)用水平拉力使質(zhì)量分別為m甲、m乙的甲、乙兩物體在水平桌面上由靜止開始沿直線運(yùn)動，兩物體與桌面間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲和μ乙。甲、乙兩物體運(yùn)動后，所受拉力F與其加速度a的關(guān)系圖線如圖所示。由圖可知(

)A．m甲<m乙

B．m甲>m乙C．μ甲<μ乙

D．μ甲>μ乙BC[解析]

根據(jù)牛頓第二定律有F－μmg＝ma，整理后有F＝ma＋μmg，則可知F－a圖像的斜率為m，縱截距為μmg，則由題圖可看出m甲>m乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g，則μ甲<μ乙，故選BC。

(根據(jù)v－t圖像求未知量)(多選)如圖甲所示，直角三角形斜劈abc固定在水平面上。t＝0時，一物塊(可視為質(zhì)點)從底端a以初速度v1沿斜面ab向上運(yùn)動，到達(dá)頂點b時速率恰好為零，之后沿斜面bc下滑至底端c。若物塊與斜面ab、bc間的動摩擦因數(shù)相等，物塊在兩斜面上運(yùn)動的速率v隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，已知v1、v2、t1、t2、g，則下列物理量可求的是(

)A．斜面ab的傾角θB．物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μC．物塊的質(zhì)量mD．斜面bc的長度LABD名師講壇·素養(yǎng)提升連接體間力的傳遞規(guī)律

(2024·浙江寧波質(zhì)檢)如圖甲所示，光滑水平地面上有A、B兩物塊，質(zhì)量分別為mA和mB，中間用輕繩水平相連?，F(xiàn)給B物塊水平向右的力F，(1)求輕繩傳遞給A的力T。(2)如果地面粗糙且物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，輕繩傳遞給A的力T是多少？(3)如圖乙所示，將整個系統(tǒng)豎直向上拉動，輕繩傳遞給A的力T是多少？(4)如圖丙所示，將整個系統(tǒng)置于固定