压轴题01 有关牛顿第二定律的动力学问题-2024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 1. 动力学问题是高中物理中的一个核心专题，它涉及到了动力学两类基本问题以及利用动力学方法解决复杂的多运动过程问题。在2024年高考中，无论是选择题还是计算题，动力学问题都将是重点考查的对象，其重要性不言而喻。 2. 通过深入复习动力学这一专题，学生们不仅可以提升审题能力、分析和推理能力，还能够强化自身的物理素养。这种素养的提升不仅仅局限于动力学本身，而是对整个物理学科的理解和掌握都有极大的帮助。 3. 动力学问题的解答离不开对匀变速直线运动规律、受力分析以及牛顿运动定律等关键知识点的掌握。牛顿第二定律作为连接这些知识点的桥梁，其在整个高中物理中的串联作用至关重要。正因为如此，动力学问题在近年来的高考命题中常常以压轴题的形式出现，考查学生对于不同运动形式的理解和图像问题的处理能力。因此，学生们需要充分了解各种题型的知识点及要领，对常见的物理模型有深入的认知和掌握。 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。 考向四：动力学两类基本问题 1.解决动力学两类问题的两个关键点 (1)把握“两个分析”“一个桥梁” (2) 找到不同过程之间的“联系”,如第一个过程的末速度就是下一个过程的初速度,若过程较为复杂, 可画位置示意图确定位移之间的联系。 2．两类动力学问题的解题步骤 01 有关牛顿第二定律的连接体问题 1．如图所示为某种电梯结构的简化示意图。某次在做电梯性能测试实验时，电梯轿厢内无乘客，电动机不工作，测得轿厢A从静止开始下降25m用时5s。已知轿厢A质量为600kg，忽略滑轮摩擦和空气阻力，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A．轿厢A下降过程中处于完全失重状态 B．配重B的质量为480kg C．配重B的质量为500kg D．轿厢A以2m/s的速度匀速上升时，电动机输出的机械功率为4kW 02 有关牛顿第二定律的动力学图像问题 2．如图1所示，一质量为2kg的物块受到水平拉力F作用，在粗糙水平面上作加速直线运动，其a-t图像如图2所示，t=0时其速度大小为2m/s。物块与水平面间的动摩擦因数。μ=0.1，g=10m/s