压轴题01 有关牛顿第二定律的动力学问题-2023年高考物理压轴题专项训练（全国通用）

压轴题01 有关牛顿第二定律的动力学问题 考向一/选择题：有关牛顿第二定律的连接体问题 考向二/选择题：有关牛顿第二定律的动力学图像问题 考向二/选择题：有关牛顿第二定律的临界极值问题 考向一：有关牛顿第二定律的连接体问题 1.处理连接体问题的方法： ①当只涉及系统的受力和运动情况而不涉及系统内某些物体的受力和运动情况时，一般采用整体法。 ②当涉及系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时，一般采用隔离法。 2.处理连接体问题的步骤： 3.特例：加速度不同的连接体的处理方法： ①方法一（常用方法）：可以采用隔离法，对隔离对象分别做受力分析、列方程。 ②方法二（少用方法）：可以采用整体法，具体做法如下： 此时牛顿第二定律的形式：； 说明：①F合x、F合y指的是整体在x轴、y轴所受的合外力，系统内力不能计算在内； ②a1x、a2x、a3x、……和a1y、a2y、a3y、……指的是系统内每个物体在x轴和y轴上相对地面的加速度。 考向二：有关牛顿第二定律的动力学图像问题 常见图像 v­t图像、a­t图像、F­t图像、F­a图像 三种类型 (1)已知物体受到的力随时间变化的图线，求解物体的运动情况。 (2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线，求解物体的受力情况。 (3)由已知条件确定某物理量的变化图像。 解题策略 (1)问题实质是力与运动的关系，要注意区分是哪一种动力学图像。 (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作出准确判断。 破题关键 (1)分清图像的类别：即分清横、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，会分析临界点。 (2)注意图线中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等。 (3)明确能从图像中获得哪些信息：把图像与具体的题意、情境结合起来，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定从图像中反馈出来的有用信息，这些信息往往是解题的突破口或关键点。 考向三：有关牛顿第二定律的临界极值问题 1．“四种”典型临界条件 (1)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。 (2)相对滑动的临界条件：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)绳子断裂与松弛的临界条件：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，绳子松弛与拉紧的临界条件是FT＝0。 (4)速度达到最值的临界条件：加速度为0。 2．“两种”典型分析方法 临界法 分析题目中的物理过程，明确临界状态，直接从临界状态和相应的临界条件入手，求出临界值。 解析法 明确题目中的变量，求解变量间的数学表达式，根据数学表达式分析临界值。 1．如图所示，质量为m的小球P。用轻弹簧和细线分别悬挂于固定在小车上的支架M、N两点。小车水平向右做加速度大小为a的匀加速直线运动，细线与竖直方向的夹角为，轻弹簧处于竖直方向，已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，则（　　） A．若，弹簧伸长量为0 B．若，弹簧伸长量为0 C．若，弹簧压缩量为 D．若，弹簧伸长量为 2．如图所示，倾角为、底端有挡板的光滑斜面固定在水平地面上，劲度系数为k的轻质弹簧一端拴在挡板上，另一端与物体A连接，弹簧与斜面平行，A、B质量均为m，物体B紧贴着A但不粘连，两者静止在斜面上。现用沿斜面向下的外力F缓慢推动物体B，当弹簧的总压缩量为时撤去F。已知重力加速度为g，则（　　） A．外力F作用的过程，A、B及弹簧组成的系统机械能守恒 B．外力F作用的过程，外力F做的功等于弹簧增加的弹性势能 C．撤去外力F瞬间，A对B的作用力大小为 D．若A、B向上运动过程中分离，则分离时弹簧的压缩量为 3．如图所示，轻弹簧一端与质量为m的物块A相连接，另一端与小立柱（质量忽略不计）栓接，第一次将A放在物块B上，物块B的上表面水平，小立柱固定在B上，物块B放在固定斜面上，AB相对静止的一起沿斜面下滑，第二次将A放在物块C上，C的上表面与斜面平行，小立柱固定在C上，物块C放在固定斜面上，AC相对静止的一起沿斜面下滑，已知斜面倾角为，B、C质量相等，与斜面的动摩擦因数均为，两次轻弹簧均处于伸长状态，弹力大小均为。已知重力加速度为g。则两次下滑过程中A、B间的摩擦力与A、C间的摩擦力之比为（　　） A． B． C． D． 4．如图甲所示，质量为M、倾角为θ的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为m的物体A，将一竖直向下的力F作用于A上，物体A刚好沿斜面匀速下滑。若将一斜向下的力作用在A上时，A加速下滑，如图乙所示，下列结论正确的是（　　） A．A与B