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（粤教版 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68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T。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T时，轻绳刚好被拉断 C．当F逐渐增大到1.5T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T [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；当绳的拉力为T时，对质量为m和2m的两木块有T＝3ma，此时对整体有F＝6ma，可得F＝2T，故B项错误，C项正确；轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为f＝ma＝T，故D项错误。 [答案]　C 典例3　(多选)(2022·全国甲卷)如图，质量相等的两滑块P、Q置于水平桌面上，二者用一轻弹簧水平连接，两滑块与桌面间的动摩擦因数均为μ。重力加速度大小为g。用水平向右的拉力F拉动P，使两滑块均做匀速运动；某时刻突然撤去该拉力，则从此刻开始到弹簧第一次恢复原长之前(　　) A．P的加速度大小的最大值为2μg B．Q的加速度大小的最大值为2μg C．P的位移大小一定大于Q的位移大小 D．P的速度大小均不大于同一时刻Q的速度大小 [解析]　两滑块匀速运动的过程中，弹簧对P、Q的弹力大小为kx＝μmg，当撤去拉力后，对滑块P，由牛顿第二定律有kx′＋μmg＝ma1，同理对滑块Q有μmg－kx′＝ma2，从撤去拉力到弹簧第一次恢复原长过程中，弹力由μmg一直减小到零，所以P的加速度大小的最大值为刚撤去拉力F瞬间的加速度大小，此时P的加速度大小为2μg，而弹簧恢复原长时，Q的加速度大小达到最大值，即Q的最大加速度大小为μg，A项正确，B项错误；由于弹簧恢复原长前滑块P的加速度一直大于Q的加速度，且两滑块初速度相同，所以撤去拉力后P的速度一直小于同一时刻Q的速度，所以P的位移一定小于Q的位移，C项错误，D项正确。 [答案]　AD 处理连接体问题的四点技巧 —————————