素養(yǎng)提升5⇒動力學中的三類典型問題

4/5動力學中的三類典型問題題型一動力學中的連接體問題1.連接體的運動特點輕繩——輕繩在伸直狀態(tài)下，兩端的連接體沿繩方向的速度總是相等。輕桿——輕桿平動時，連接體具有相同的平動速度；輕桿轉動時，連接體具有相同的角速度，而線速度與轉動半徑成正比。輕彈簧——在彈簧發(fā)生形變的過程中，兩端連接體的速度不一定相等；在彈簧形變量最大時，兩端連接體的速率相等。2.解決方法（1）分析方法：整體法和隔離法。（2）選用整體法和隔離法的策略①當各物體的運動狀態(tài)相同時，宜選用整體法；當各物體的運動狀態(tài)不同時，宜選用隔離法。②對較復雜的問題，通常需要多次選取研究對象，交替應用整體法與隔離法才能求解。共速連接體——力的“分配”情境描述兩物塊在力F作用下一起運動，系統(tǒng)的加速度與每個物塊的加速度相同情境圖結論F一定，兩物塊間的彈力只與物塊的質量有關且T＝m2【例1】（2024·湖南常德模擬）如圖所示，5塊質量均為m的木塊并排放在水平地面上，編號為3的木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為F10mg，其他木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為F20mg，當用水平力F推第1塊木塊使它們共同加速運動時，A.由右向左，兩塊木塊之間的摩擦力依次變小B.木塊加速度為0.2m/s2C.第2塊木塊與第3塊木塊之間的彈力大小為0.90FD.第3塊木塊與第4塊木塊之間的彈力大小為0.38F聽課記錄關聯(lián)速度連接體【例2】（2024·四省聯(lián)考）如圖（a），足夠高的水平長桌面上，P點左邊光滑，右邊粗糙，物塊A在砝碼B的拉動下從桌面左端開始運動，其v-t圖像如圖（b）所示，已知砝碼質量為0.10kg，重力加速度大小g取10m/s2，求：（1）物塊A的質量；（2）物塊A與P點右邊桌面間的動摩擦因數(shù)。嘗試解題題型二動力學中的臨界和極值問題1.“四種”典型臨界條件接觸與脫離兩物體相接觸或脫離，臨界條件是彈力FN＝0相對滑動兩物體相接觸且處于相對靜止時，常存在著靜摩擦力，則相對滑動的臨界條件是靜摩擦力達到最大值繩子斷裂與松弛繩子所能承受的張力是有限度的，繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力，繩子松弛與拉緊的臨界條件是FT＝0速度達到最值加速度為02.“兩種”典型分析方法臨界法分析題目中的物理過程，明確臨界狀態(tài)，直接從臨界狀態(tài)和相應的臨界條件入手，求出臨界值解析法明確題目中的變量，求解變量間的數(shù)學表達式，根據(jù)數(shù)學表達式分析臨界值

相對滑動的臨界問題【例3】（多選）（2024·內蒙古赤峰模擬）如圖所示，質量分別為2m和m的A、B兩物塊，靜止疊放在水平地面上。A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，B與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5μ。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g?，F(xiàn)對B施加一水平拉力F，則下列說法中正確的是（）A.當F＝2μmg時，A、B都相對地面靜止 B.當F＞3μmg時，A、B間相對滑動C.當F＝3μmg時，B的加速度等于0.5μg D.無論F為何值，A的加速度不會超過μg聽課記錄恰好脫離的動力學臨界問題【例4】（多選）（2024·遼寧撫順模擬）如圖所示，在水平地面上有一傾角為θ，表面光滑的斜面體。在斜面體頂端固定一與斜面垂直的擋板，用質量不計的細線系著一個質量為m的小球。現(xiàn)對斜面體施加一水平方向的外力F，使斜面體做加速度大小為a的勻加速直線運動。已知θ＝30°，重力加速度大小為g，則（）A.若斜面體以加速度a＝g向右加速運動時，小球對滑塊壓力為零B.若斜面體以加速度a＝g向右加速運動時，線中拉力為（1+C.當斜面體以加速度a＝2g向右加速運動時，線中拉力為5mgD.當斜面體以加速度a＝2g向左加速運動時，線中拉力為零聽課記錄動力學中的極值問題【例5】（多選）（2024·湖南懷化模擬）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θ，實驗測得物塊運動的最遠位移x與斜面傾角θ的關系如圖乙所示，g取10m/s2，則（）A.物塊的初速度為2m/s B.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.4C.物塊沿斜面上滑的最大加速度為g D.物塊沿斜面上滑的最小距離為25聽課記錄題型三動力學中的圖像問題1.“兩大類型”（1）已知物體在某一過程中所受的合力（或某個力）隨時間的變化圖線，要求分析物體的運動情況。（2）已知物體在某一過程中速度、加速度隨時間的變化圖線，要求分析物體的受力情況。2.“一個橋梁”：加速度是聯(lián)系v-t圖像與F-t圖像的橋梁。3.解決圖像問題的方法和關鍵（1）分清圖像的類別：分清橫、縱坐標所代表的物理量，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）注意圖像中的一些特殊點所表示的物理意義：圖線與橫、縱坐標的交點，圖線的轉折點，兩圖線的交點等表示的物理意義。（3）明確能從圖像中獲得哪些信息：把圖像與物體的運動情況相結合，再結合斜率、特殊點、面積等的物理意義，確定從圖像中得出的有用信息。這些信息往往是解題的突破口或關鍵點。通過F-t、F-x圖像分析運動情況【例6】（多選）如圖甲所示，輕質彈簧的下端固定在水平面上，上端放置的物體（物體與彈簧不連接）處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開始向上做勻加速運動，拉力F與物體位移x之間的關系如圖乙所示。g取10m/s2，下列判斷正確的是（）A.物體與彈簧分離時，彈簧處于壓縮狀態(tài) B.彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/cmC.物體的質量為2kg D.物體的加速度大小為5m/s2聽課記錄

通過v-t、a-t圖像分析受力情況【例7】（多選）（2024·山東聊城期末）如圖甲所示，一質量m＝2.0kg的小物塊以一定的初速度沖上一傾角為37°的足夠長的斜面，某同學利用傳感器測出了小物塊沖上斜面過程中多個時刻的瞬時速度，并用計算機作出了小物塊上滑過程中的v-t圖線，如圖乙所示。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）則下列說法正確的是（）A.小物塊沖上斜面過程中加速度的大小為8.0m/s2B.小物塊在斜面上滑行的最大位移為8mC.小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25D.小物塊在上滑過程中所受摩擦力大小為5N聽課記錄通過a-F圖像分析力與運動的關系【例8】（多選）（2024·山東濟寧模擬）如圖（a），一水平外力F作用在物體上，使物體靜止在傾角為θ的光滑斜面上，逐漸增大F，物