第3章 专题突破3 动力学中的3类典型问题-【优化探究】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版多选 新教材 新高考）

专题突破3　动力学中的三类典型问题 授课提示：对应学生用书第57页 突破点一　动力学中的连接体问题 1．常见连接体模型 多个相互关联的物体由细绳、细杆或弹簧等连接或叠放在一起，构成的系统称为连接体。 (1)弹簧连接体：在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相等；在弹簧形变最大时，两端连接体的速率相等。 (2)物物叠放连接体：相对静止时有相同的加速度，相对运动时根据受力特点结合运动情景分析。 (3)轻绳(杆)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，轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度。 2．连接体问题的分析方法 适用条件 注意事项 优点 整体法 系统内各物体保持相对静止，即各物体具有相同的加速度 只分析系统外力，不分析系统内各物体间的相互作用力 便于求解系统受到的外加作用力 隔离法 (1)系统内各物体加速度不相同 (2)要求计算系统内物体间的相互作用力 (1)求系统内各物体间的相互作用力时，可先用整体法，再用隔离法 (2)加速度大小相同，方向不同的连接体，应采用隔离法分析 便于求解系统内各物体间的相互作用力 典例1　(多选)(2023·天津南开中学高三检测)如图所示，小车板面上的物体质量为m＝8 kg，它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上，这时弹簧的弹力为6 N。现沿水平向右的方向对小车施以作用力，使小车由静止开始运动起来，运动中加速度由零逐渐增大到 1 m/s2，随即以1 m/s2的加速度做匀加速直线运动。以下说法正确的是(　　) A．物体与小车始终保持相对静止，弹簧对物体的作用力始终没有发生变化 B．物体受到的摩擦力一直减小 C．当小车加速度(向右)为0.75 m/s2时，物体不受摩擦力作用 D．小车以1 m/s2的加速度向右做匀加速直线运动时，物体受到的摩擦力为8 N [解析]　开始时弹簧弹力与静摩擦力平衡，大小为6 N，当整体加速度从零逐渐增大到1 m/s2时，物体的加速度也从零逐渐增大到1 m/s2，根据牛顿第二定律知，物体所受的合力从0增大到8 N，摩擦力方向先向左减小到零，然后又向右增加，在整个过程中，物体相对小车静止，弹簧弹力不变，故A正确，B错误；当小车加速度(向右)为0.75 m/s2时，物体所受的合力F合＝ma＝6 N，弹簧的弹力等于6 N，则物体所受摩擦力为零，故C正确；小车以1 m/s2的加速度向右做匀加速直线运动时，物体所受的合力F合＝ma＝8 N，弹簧的弹力等于6 N，则摩擦力的大小为2 N，方向水平向右，故D错误。 [答案]　AC 典例2　如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的水平轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT。现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是(　　) A．质量为2m的木块受到四个力的作用 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，轻绳还不会被拉断 D．轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为FT [解析]　质量为2m的木块受重力、地面的支持力、轻绳的拉力、质量为m的木块对它的压力和摩擦力五个力的作用，故A项错误；当轻绳的拉力为FT时，对质量为m和2m的两木块有FT＝3ma，此时对整体有F＝6ma，可得F＝2FT，故B项错误，C项正确；轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力Ff＝ma＝FT，故D项错误。 [答案]　C 典例3　(多选)(2023·湖北荆州高三检测)如图所示，倾角为30°的光滑斜面上放一质量为m的盒子A，A盒用轻质细绳跨过光滑轻质定滑轮与B盒相连，A盒与定滑轮间的细绳与斜面平行，B盒内放一质量为的物体。如果把这个物体改放在A盒内，则B盒加速度恰好与原来等值反向，重力加速度大小为g，则B盒的质量mB和系统的加速度a的大小分别为(　　) A．mB＝　　　　　 B．mB＝ C．a＝0.2g D．a＝0.4g [解析]　当物体放在B盒中时，以A、B和B盒内的物体整体为研究对象，根据牛顿第二定律有(mBg＋mg)－mgsin 30°＝(m＋mB＋m)a，当物体放在A盒中时，以A、B和A盒内的物体整体为研究对象，根据牛顿第二定律有(m＋m)gsin 30°－mBg＝(m＋mB＋m)a，联立解得mB＝，加速度大小为a＝0.2g，故A、D错误，B、C正确。 [答案]　BC 处理连接体问题的四点技巧 ———————————————————————— 1. 同一方向的连接体问题：这类问题通常具有相同的加速度，解题时一般采用先整体后隔离的方法。 2. 不同方向的连接体问题：由跨过定滑轮的绳相连的两个物体，不在同一直线上运动，加速度大小相等，但方向不同，可采用整体法