第二章微专题2+动力学图像、连接体及临界极值问题+课件-2027届高考物理一轮专题复习

微专题2动力学图像、连接体及临界极值问题考点一动力学图像命题视角解读动力学图像,结合牛顿运动定律分析物体运动常见动力学图像及应用方法(1)v-t图像:根据图像的斜率判断加速度的大小和方向,进而根据牛顿第二定律求解合力。(2)F-a图像:首先要根据具体的物理情境,对物体进行受力分析,然后根据牛顿第二定律推导出F、a两个量间的函数关系式,根据函数关系式结合图像,明确图像的斜率、截距或面积的意义,从而由图像给出的信息求出未知量。(3)a-t图像:要注意加速度的正负,正确分析每一段的运动情况,然后结合物体受力情况根据牛顿第二定律列方程。(4)F-t图像:要结合物体受到的力,根据牛顿第二定律求出加速度,分析每一时间段的运动性质。【典例1】(容易)(2025·金华三模)乒乓球比赛中,运动员发球时将乒乓球竖直上抛,若乒乓球受到的空气阻力与速率成正比,从抛出开始计时,以竖直向上为正方向,下列描述乒乓球速度随时间变化图像可能正确的是(

)A B C DC动力学图像问题的解题策略(1)问题实质是力与运动的关系,解题的关键在于弄清图像斜率、截距、交点、拐点、面积的物理意义。(2)应用物理规律列出与图像对应的函数方程式,进而明确“图像与公式”“图像与物体”间的关系,以便对有关物理问题进行准确判断。总结提升考点二连接体问题命题视角整体隔离分析受力,巧解连接体动力学综合问题1.“力的分配”2.常见连接体模型类型图示特点接触类通过弹力、摩擦力作用,具有相同的速度和加速度轻绳类轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等轻杆类轻杆平动时,连接体具有相同的平动速度弹簧类在弹簧发生形变的过程中,两端连接体的速度、加速度不一定相等;在弹簧形变最大时,两端连接体的速度、加速度相等【典例2】(叠放类·中等)如图所示,木块A、B静止叠放在光滑水平面上,A的质量为m,B的质量为4m。现用水平力F拉B(图甲),A、B刚好不发生相对滑动,一起沿水平面运动。若改用水平力F′拉A(图乙),使A、B也保持相对静止,一起沿水平面运动,则F′不得超过(

)B【典例3】(绳连接类·中等)(2025·安徽卷)如图,装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上,木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动,木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1.0kg,甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,则在乙下落的过程中(

)A.甲对木箱的摩擦力方向向左B.地面对木箱的支持力逐渐增大C.甲运动的加速度大小为2.5m/s2D.乙受到绳子的拉力大小为5.0NC解析:C由题意知,物块甲向右运动,木箱静止,两者有相对运动,甲对木箱的摩擦力方向向右,A错误;设乙运动的加速度为a,只有乙有竖直向下的恒定加速度,对甲、乙和木箱,由整体法,在竖直方向受力分析,有FN=M总g-ma,则地面对木箱的支持力大小不变,B错误;设绳子的弹力大小为FT,对甲受力分析有FT-μmg=ma,对乙受力分析有mg-FT=ma,联立代入数据解得a=2.5

m/s2,FT=7.5

N,C正确,D错误。连接体问题的分析整体法、隔离法的交替运用,若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求物体之间的作用力时,可以先用整体法求出加速度,然后再用隔离法选取合适的研究对象,应用牛顿第二定律求出作用力。即“先整体求加速度,后隔离求内力”。总结提升考点三临界极值问题命题视角掌握常见临界问题的条件,灵活选择方法解决临界极值问题1.常见临界问题的条件接触与脱离的临界条件两物体相接触或脱离,临界条件是弹力FN=0相对静止与滑动的临界条件静摩擦力达到最大值绳子断裂与松弛的临界条件绳子断裂的临界条件是绳中拉力等于它所能承受的最大拉力,绳子松弛的临界条件是FT=0最终速度(收尾速度)的临界条件物体所受合力为零2.求解临界、极值问题的三种方法极限法把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,以达到正确解决问题的目的假设法临界问题存在多种可能,特别是非此即彼两种可能时,或变化过程中可能出现临界条件时,往往用假设法解决问题数学法将物理过程转化为数学表达式,根据数学表达式解出临界条件【典例4】(接触与脱离的临界问题·中等)(多选)如图所示,质量mB=2kg的水平托盘B与一竖直放置的轻弹簧焊接,托盘上放一质量mA=1kg的小物块A,整个装置静止。现对小物块A施加一个竖直向上的变力F,使其从静止开始以加速度a=2m/s2做匀加速直线运动,已知弹簧的劲度系数k=600N/m,g取10m/s2。以下结论正确的是(

)A.变力F的最小值为2NB.变力F的最小值为6NC.小物块A与托盘B分离瞬间的速度为0.2m/sBC【典例5】(绳子断裂与松弛的临界问题·中等)如图所示,粗糙水平面上放置B、C两物体,A叠放在C上,A、B、C的质量分别为m、2m和3m,物体B、C与水平面间的动摩擦因数相同,其间用一不可伸长的轻绳相连,轻绳能承受的最大拉力为FT。现用水平拉力F拉物体B,使三个物体以同一加速度向右运动,则(

)A.此过程中物体C受五个力作用B.当F逐渐增大到FT时,轻绳刚好被拉断C.当F逐渐增大到1.5FT时,轻绳刚好被拉断C【典例6】(动力学中的极值问题·中等)如图所示,一足够长的木板上表面与木块之间的动摩擦因数μ=0.75,木板与水平面成