专题3 高考中涉及运动和力的“三类”热点问题(Word教参)-【精讲精练】2026年高考物理一轮复习（人教版）

专题三　高考中涉及运动和力的“三类”热点问题 [对应学生用书第55页] 考点一　动力学中的图像问题 物理公式与物理图像的结合是一种重要题型，也是高考的重点及热点。 1．“两大类型” (1)已知物体在某一过程所受的合力(或某个力)随时间的变化图线，要求分析物体的运动情况。 (2)已知物体在某一过程中速度、加速度随时间的变化图线，要求分析物体的受力情况。 2．常见的图像有：v­t图像，a­t图像，F­t图像，a­F图像等。 3．图像间的联系：加速度是联系v­t图像与F­t图像的桥梁。 　(2024·全国甲卷)如图所示，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P，P置于水平桌面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘(质量可忽略)，盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m，并测量P的加速度大小a，得到a­m图像。重力加速度大小为g。在下列a­m图像中，可能正确的是(　　) [解析]　设物块P的质量为M，物块P与桌面间的动摩擦因数为μ，轻绳上的拉力大小为T。 [答案]　D 　(多选)如图所示，一根轻绳跨过定滑轮，两端分别系着质量分别为m1、m2的小物块A和B，A放在地面上，B离地面有一定高度。当B的质量发生变化时，A上升的加速度a和拉A绳的拉力F也将随之变化(全过程A始终未碰到滑轮，B始终未触地)。已知重力加速度为g，不计轻绳和滑轮之间的摩擦，则下列关于a与m2及F与m2关系的图像，描述正确的是(　　) 解析　当m2≤m1时，物块A仍处于静止状态，可知物块A的加速度为零，根据受力平衡可知F＝m2g，当m2>m1时，物块A向上加速运动，物块B向下加速运动，两者有相同大小的加速度，对物块A根据牛顿第二定律可得F－m1g＝m1a，对物块B根据牛顿第二定律可得m2g－F＝m2a，联立可得a＝g＝g－g＝g－g，F＝＝；当m2≫m1时，加速度a→g，绳子拉力F→2m1g，故选AC。 答案　AC 1．(多选)(2023·全国甲卷)用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知(　　) A．m甲<m乙　　　　　 B．m甲>m乙 C．μ甲<μ乙 D．μ甲>μ乙 解析　根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma 整理后有F＝ma＋μmg 则可知F­a图像的斜率为m，纵截距为μmg，则由题图可看出m甲>m乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g 则μ甲<μ乙，选项B、C正确。 答案　BC 2．(多选)一物块在平行于斜面向下的拉力F作用下沿粗糙的斜面向下做匀加速直线运动，如图甲所示，斜面倾角为37°，物块运动的加速度a随拉力F的变化图像如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则(　　) A．如果增大斜面的倾角θ，则图线的斜率变大 B．如果增大物块的质量，则图线的斜率变小 C．物块的质量m＝0.5 kg D．物块和斜面之间的动摩擦因数μ＝0.8 解析　物块下滑过程，根据牛顿第二定律有F＋mg sin θ－μmg cos θ＝ma，得a＝F＋g sin θ－μg cos θ，从a­F的函数关系式可得图线的斜率为k＝，斜率只与物块的质量有关，质量越大，斜率越小，故选项A错误，B正确；图线斜率k＝＝，解得m＝2 kg，故选项C错误；从图像乙可得图线与纵轴的截距为－0.4，g sin θ－μg cos θ＝－0.4，解得μ＝0.8，故选项D正确。 答案　BD 考点二　动力学中的连接体问题 1．连接体的分类 根据两物体之间相互连接的媒介不同，常见的连接体可以分为三大类。 (1)绳(杆)连接：两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起； (2)弹簧连接：两个物体通过弹簧的作用连接在一起； (3)接触连接：两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。 2．连接体问题的分析方法 (1)分析方法：整体法和隔离法。 (2)选用整体法和隔离法的策略： ①当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时，宜选用隔离法； ②对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解。 　(2024·北京卷)如图所示，飞船与空间站对接后，在推力F作用下一起向前运动。飞船和空间站的质量分别为m和M，则飞船和空间站之间的作用力大小为(　　) A．F　　　　 B．F C．F D．F [解析]　根据题意，对整体应用牛顿第二定律有F＝(M＋m)a，对空间站分析有F′＝Ma 解两式可得飞船和空间站之间的作用力F′＝F，故选A。 [答案]　A 1．如图所示，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球，初始时整个系统静置于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球连线垂直。当两球运动至二者相距L时，它们加速度的大小均为(　　) A．　　　　　　　 B． C． D． 解析　当两球运动至二者相距L时，受力分析如图所示，由几何关系可知 sin θ＝＝，θ＝37°，设绳子拉力为FT，水平方向有2FTcos θ＝F，解得FT＝F 对任意小球由牛顿第二定律可得FT＝ma，解得a＝，故选项A正确，B、C、D错误。 答案　A 2．(多选)(2024·安徽高三校联考)如图所示，物体A、B质量均为m，叠放在轻质弹簧上(弹簧下端固定于地面上)，对A施加一竖直向下、大小为F(F>2mg)的力，将弹簧再压缩一段距离(弹簧始终处于弹性限度内)而处于平衡状态。现突然撤去力F，设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN，重力加速度为g，则下列说法正确的是(　　) A．刚撤去外力F时，FN＝ B．弹簧弹力等于F时，FN＝ C．两物体A、B的速度最大时，FN＝mg D．弹簧恢复原长时，A、B恰好分离 解析　在突然撤去F的瞬间，A、B整体的合力向上，大小为F，根据牛顿第二定律F＝2ma，a＝。对物体A受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有FN－mg＝ma，FN＝mg＋，故选项A错误；弹簧弹力等于F时，根据牛顿第二定律得，对整体有F－2mg＝2ma，对A有FN－mg＝ma，联立解得FN＝，故选项B正确；当物体的合力为零时，速度最大，对A由平衡条件得FN＝mg，故选项C正确；当弹簧恢复原长时，根据牛顿第二定律得，对整体有2mg＝2ma，对A有mg－FN＝ma，联立解得FN＝0，所以A、B恰好分离，故选项D正确。 答案　BCD 考点三　动力学中的临界极值问题 “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)加速度变化时，速度达到最值的临界条件：加速度变为0。 　两个质量均为m的物块叠放压在一个轻弹簧上面，处于静止状态，弹簧的劲度系数为k，t＝0时刻，给A物体一个竖直向上的作用力F，使得物块以0.5g的加速度匀加速上升，下列说法正确的是(　　) A．A、B分离前系统合外力大小与时间的平方成线性关系 B．分离时弹簧处于原长状态 C．在t＝时刻A、B分离 D．分离时B的速度为 g [解析]　A、B分离前两物块做匀加速运动，合外力不变，选项A错误；开始时弹簧被压缩x1，则2mg＝kx1；当两物块分离时，加速度相同且两物块之间的弹力为零，则对物块B有kx2－mg＝ma，且x1－x2＝at2，解得t＝，此时弹簧仍处于压缩状态，选项B错误，C正确；分离时B的速度为v＝at＝g·＝g，选项D错误。 [答案]　C 　(多选)在例题中，若A、B的质量均为M(B与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在A上，使A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的v­t图像如图所示，已知重力加速度大小为g，则(　　) A．施加拉力F前，弹簧的形变量为 B．B的速度达到最大值时，弹簧恢复到原长 C．在t1时刻弹簧弹力大小为M(g＋a) D．施加拉力F的瞬间，A、B间的弹力大小为M(g－a) 解析　施加拉力F前，A、B整体受力平衡，根据力的平衡条件有2Mg＝kx0，可得弹簧形变量x0＝，故选项A正确；当B的速度最大时，B的加速度为0，由题图可知，此时A、B已经分离，弹簧弹力与B的重力大小相等，此时弹簧未恢复到原长，故选项B错误；在t1时刻A、B分离瞬间，A、B间的弹力FAB＝0。对B根据牛顿第二定律有F弹－Mg＝Ma，可得弹簧弹力大小为F弹＝M(g＋a)，故选项C正确；施加拉力F的瞬间，B的加速度为a，根据牛顿第二定律有F弹′－Mg－FAB′＝Ma，其中F弹′＝2Mg，解得FAB′＝M(g－a)，故选项D正确。 答案　ACD 1．(多选)(2024·河南联考期中)如图所示，A、B两物体的质量分别为1 kg、2 kg，用原长为l0、劲度系数k＝200 N/m的轻弹簧相连接，物体B放在水平地面上，A、B都处于静止状态。现对A施加一个竖直向上的力F，使得A以加速度a＝0.3 m/s2向上做匀加速运动，直到B恰好离开地面。已知重力加速度g取10 m/s2，则此过程中(　　) A．弹簧对B的弹力大小是对A弹力大小的2倍 B．A匀加速运动的总位移大小为10 cm C．A匀加速运动的时间为1 s D．弹簧恢复原长时A的速度大小为 m/s 解析　弹簧两端对B、A的弹力大小是相等的，选项A错误；弹簧由压缩状态变成拉伸状态，A上升的高度h＝x1＋x2＝＋＝15 cm，选项B错误；物体A匀加速运动h＝at2，t＝1 s，选项C正确；弹簧恢复原长时，A上升的高度为x1＝＝5 cm，再根据2ax1＝v2，解得v＝ m/s，选项D正确。 答案　CD 2．(2024·洛阳二模)如图所示，一光滑的正三角形斜面体OAB放在光滑的水平地面上，不可伸长的轻绳两端分别拴接质量为m1、m2的两物体，轻绳跨过固定在O点的光滑滑轮，m1、m2分别放在OA、OB面上，两部分轻绳与斜面均平行。作用在斜面体上的恒力使斜面体向右做匀加速运动，m1、m2与斜面体保持相对静止，且m1恰好没有离开斜面，则m1、m2的比值为(　　) A．1∶2　　　　　　　 B．1∶1 C．3∶4 D．2∶1 解析　对m1、m2受力分析，因为m1恰好没有离开斜面，故其和斜面无弹力，可知绳上的弹力FT＝m1g，整体的加速度a＝g；对m2有FN－FT＝m2a，FN＋FT＝m2g，两式联立解得m1∶m2＝1∶2，故选A。 答案　A 学科网（北京）股份有限公司 $$