2027届新高考物理热点精准复习动力学中的三类典型问题

2027届新高考物理热点精准复习动力学中的三类典型问题索引提升点1提升点3课时跟踪练提升点2课程标准

1.知道连接体的类型以及运动特点,会用整体法、隔离法解决连接体问题。2.理解几种常见的临界极值条件。3.会用极限法、假设法、数学方法解决临界极值问题。4.掌握运动学图像,并能分析图像特殊点、斜率、截距、面积的物理意义。01提升点1动力学中的连接体问题1.连接体多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等联系)在一起构成的物体系统称为连接体。系统稳定时连接体一般具有相同的速度、加速度(或速度、加速度大小相等)。2.常见的连接体(1)共速连接体两物体通过弹力、摩擦力作用,具有相同的速度和相同的加速度。①绳的拉力(或物体间的弹力)相关类连接体②叠加类连接体(一般与摩擦力相关)(2)关联速度连接体轻绳在伸直状态下,两端的连接体沿绳方向的速度总是相等的。下面三图中A、B两物体的速度和加速度大小相等,方向不同。3.整体法与隔离法在连接体中的应用整体法的选取原则若连接体内各物体具有相同的加速度,且不需要求物体之间的作用力,可以把它们看成一个整体,分析整体受到的外力,应用牛顿第二定律求加速度隔离法的选取原则若连接体内各物体的加速度不相同,或要求系统内两物体之间的作用力时,就需要把物体从系统中隔离出来,应用牛顿第二定律列方程求解整体法、隔离法的交替运用若连接体内各物体具有相同的加速度,且要求系统内两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作用力,即“先整体求加速度,后隔离求内力”共速连接体(多选)如图所示,在粗糙的水平面上,质量分别为m和M的物块A、B用轻弹簧相连,两物块与水平面间的动摩擦因数均为μ,当用水平力F作用于B上且两物块共同向右以加速度a1匀加速运动时,弹簧的伸长量为x1;当用同样大小的恒力F沿着倾角为θ的光滑斜面方向作用于B上且两物块共同以加速度a2沿斜面向上匀加速运动时,弹簧的伸长量为x2。下列说法正确的是(

)

A.若m>M,有x1=x2

B.若m<M,有x1=x2C.若μ>sinθ,有x1>x2 D.若μ<sinθ,有x1<x2

关联速度连接体

(2025·安徽卷)如图所示,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5.0N[解析]

物块甲相对木箱向右运动,所以物块甲受到木箱水平向左的摩擦力,根据牛顿第三定律可知,物块甲对木箱的摩擦力方向水平向右,A错误;对物块甲根据牛顿第二定律有T-f=m甲a,对物块乙根据牛顿第二定律有m乙g-T=m乙a,其中f=μm甲g,联立解得加速度大小为a=2.5

m/s2,绳子的拉力大小为T=7.5

N,C正确,D错误;把木箱和物块甲看成一个整体,在竖直方向上有N=(m甲+M箱)g+T,由上述分析可知m乙g-T=m乙a,联立可得N=(m甲+M箱)g+m乙g-m乙a,因为物块甲、乙运动过程中加速度不变,所以地面对木箱的支持力不变,B错误。02提升点2动力学中的图像问题

(4)F-a图像:首先要根据具体的物理情景,对物体进行受力分析,然后根据牛顿第二定律推导出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。2.分析动力学图像问题的方法技巧(1)分清图像的类别:分清横、纵坐标所代表的物理量,明确其物理意义,掌握物理图像所反映的物理过程。(2)建立图像与物体运动间的关系:把图像与具体的题意、情景结合起来,明确图像反映的是怎样的物理过程。

动力学中的a-t图像(2026·黑龙江齐齐哈尔模拟)如图甲所示,某同学用手机软件把自己手持手机,从静止开始在竖直方向上的一次运动过程的加速度a随时间t变化的图像记录下来,如图乙所示。规定向上为正方向,t2时刻手机速度为零,且最终处于静止状态。已知手机的质量为0.3kg,手机与手之间的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2,手机与手始终相对静止。在此过程中下列说法正确的是(

)A.手机在t1与t2时刻所受的摩擦力方向相反B.t3时刻手机受到的摩擦力大小为3.6NC.手与手机之间的压力大小至少为10ND.手机受到的静摩擦力的最大值为7.5N

03提升点3动力学中的临界、极值问题1.临界、极值条件的标志(1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼,明显表明题述的过程存在着临界点。(2)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼,表明题述的过程存在着极值,这个极值点往往是临界点。2.四种临界条件(1)两物体相接触或脱离,临界条件是弹力FN=0。(2)两物体相接触且处于相对静止时,常存在着静摩擦力,则相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值。(3)绳子所能承受的张力是有限度的,绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力;绳子松弛的临界条件是FT=0。(4)加速度变化时,速度达到最大的临界条件是加速度变为零。3.三种常用解题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,也可能不出现临界条件时,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

相对静止与滑动的临界问题(2026·福建模拟)如图甲所示,质量m1的长木板静置于粗糙的水平地面上,质量m2=2.5kg的物块置于木板之上。t=0时刻力F作用于长木板上,其变化规律如图乙所示,之后木板受到的摩擦力f随时间t的变化规律如图丙所示。木板与地面间及物块与木板间的动摩擦因数μ1、μ2以及m1均未知,g取10m/s2,求:(1)F随t的变化规律公式;(2)木板的质量m1、木板与地面间及物块与木板间的动摩擦因数μ1、μ2;(3)t≥3s后木板的加速度随时间t的关系式。[答案]

(1)F=5t(N)

(2)m1=2.5kg

μ1=0.1

μ2=0.2(3)a=2t-4(m/s2)(t≥3s)

解得m1=2.5

kg,μ1=0.1,μ2=0.2。(3)t≥3

s后,对木板,由牛顿第二定律得F-μ1(m1+m2)g-μ2m2g=m1a代入F=5t