第3章 重难突破3 动力学中的三类典型问题(Word练习)-【高考快车道】2026年高考物理大一轮总复习

重难突破3　动力学中的三类典型问题 1.〔多选〕（2023·全国甲卷19题）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 2.〔多选〕如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块紧靠在一起放在倾角为θ的固定斜面上，两物块与斜面间的动摩擦因数相同，用始终平行于斜面向上的恒力F推A，使它们沿斜面向上匀加速运动，为了增大A、B间的压力，可行的办法是（　　） A.增大推力F B.减小倾角θ C.减小B的质量 D.减小A的质量 3.（2025·山西临汾三模）质量为m的物块静止在动摩擦因数为μ的水平地面上，0～3 s内所受水平拉力与时间的关系如图甲所示，0～2 s内加速度—时间图像如图乙所示。重力加速度取g＝10 m/s2，由图可知（　　） A.m＝1 kg，μ＝0.2 B.m＝1 kg，μ＝0.1 C.m＝2 kg，μ＝0.2 D.m＝2 kg，μ＝0.1 4.（2024·全国甲卷15题）如图，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a-m图像。重力加速度大小为g。在下列a-m图像中，可能正确的是（　　） 5.〔多选〕如图所示，A、B两物块叠放在一起静止在水平地面上，A物块的质量mA＝2 kg，B物块的质量mB＝3 kg，A与B接触面间的动摩擦因数μ1＝0.4，B与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，现对A或对B施加一水平外力F，使A、B相对静止一起沿水平地面运动，重力加速度g取10 m/s2，物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（　　） A.若外力F作用到物块A上，则其最小值为8 N B.若外力F作用到物块A上，则其最大值为10 N C.若外力F作用到物块B上，则其最小值为13 N D.若外力F作用到物块B上，则其最大值为25 N 6.（2025·北京通州一模）车厢顶部固定一滑轮，在跨过定滑轮轻绳的两端各系一个物体，质量分别为m1、m2，如图所示。车厢向右运动时，系m1的轻绳与竖直方向夹角为θ，系m2的轻绳保持竖直，m1、m2与车厢保持相对静止。已知m2＞m1，轻绳的质量、滑轮与轻绳的摩擦忽略不计，下列说法正确的是（　　） A.车厢的加速度为0 B.绳子的拉力大小为m1gcos θ C.车厢底板对m2的支持力为g D.车厢底板对m2的摩擦力为m2gtan θ 7.（2025·内蒙古通辽一模）一个质量为 6 kg 的物体在水平面上运动，图中的两条直线的其中一条为物体受水平拉力作用而另一条为不受拉力作用时的速度—时间图像，则物体所受摩擦力的大小的可能值为（　　） A.1 N B.2 N C.2.5 N D.3 N 8.〔多选〕（2025·湖南岳阳一模）如图所示，矩形盒内用两根不可伸长的轻线固定一个质量为m＝0.6 kg的匀质小球，a线与水平方向成37°角，b线水平。两根轻线所能承受的最大拉力都是Fm＝15 N，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2，则（　　） A.系统静止时，a线所受的拉力大小为12 N B.系统静止时，b线所受的拉力大小为8 N C.当系统沿竖直方向匀加速上升时，为保证轻线不被拉断，加速度最大为5 m/s2 D.当系统沿水平方向向右匀加速时，为保证轻线不被拉断，加速度最大为10 m/s2 9.（2025·湖南娄底二模）如图，光滑水平面上放置有紧靠在一起但并不黏合的A、B两个物体，A、B的质量分别为mA＝6 kg，mB＝4 kg，从t＝0开始，推力FA和拉力FB分别作用于A、B上，FA，FB大小随时间变化的规律分别如图甲、乙所示，则（　　） A.t＝0时，A物体的加速度为2 m/s2 B.t＝1 s时，A、B开始分离 C.t＝0时，A、B之间的相互作用力为3 N D.A、B开始分离时的速度为3 m/s 10.（2025·山东烟台模拟）如图所示，一儿童玩具静止在水平地面上，一幼儿用与水平面成30°角的恒力拉着它沿水平面运动，已知拉力F＝6.5 N，玩具的质量m＝1 kg。经过时间t＝2.0 s，玩具移动的距离x＝2 m，这时幼儿松开手，玩具又滑行了一段距离后停下（取g＝10 m/s2）。求： （1）玩具与地面间的动摩擦因数； （2）松开手后，玩具还能滑行多远？ （3）幼儿要拉动玩具，拉力F与水平面间的夹角为多大时最省力？ 11.（2025·江苏扬州市期中）如图所示，用足够长的轻质细绳绕过两个光滑轻质滑轮将木箱与重物连接，木箱质量M＝8 kg，重物质量m＝2 kg，木箱与地面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g＝10 m/s2。 （1）要使装置能静止，木箱与地面间的动摩擦因数需满足什么条件？ （2）若木箱与地面间的动摩擦因数μ＝0.4，用F＝80 N的水平拉力将木箱由静止向左拉动位移x＝0.5 m时，求重物的速度大小v。 重难突破3　动力学中的三类典型问题 1.BC　根据牛顿第二定律得F－μmg＝ma，整理得F＝ma＋μmg，则F-a图像的斜率为m，纵截距为μmg。由题图可知m甲＞m乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g，则μ甲＜μ乙，故选B、C。 2.AD　设物块与斜面间的动摩擦因数为μ，对A、B整体受力分析，有F－（mA＋mB）gsin θ－μ（mA＋mB）gcos θ＝（mA＋mB）a，对B受力分析，有FAB－mBgsin θ－μmBgcos θ＝mBa，由以上两式可得FAB＝F＝，为了增大A、B间的压力，即FAB增大，可以仅增大推力F、仅减小A的质量或仅增大B的质量，故A、D正确，B、C错误。 3.A　0～1 s内，根据牛顿第二定律可得F1－μmg＝ma，1～2 s内，有F2＝μmg，联立可得m＝1 kg，μ＝0.2，故选A。 4.D　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，对砝码和轻盘组成的整体：mg－T＝ma，对物块P：T－μMg＝Ma，解得：a＝g－，D正确。 5.BD　当外力F作用到A上，两者相对静止一起运动，A对B的摩擦力达到最大静摩擦力时，F达到最大值，此时，对B，根据牛顿第二定律，有μ1mAg－μ2（mA＋mB）g＝mBa1，代入数据解得a1＝1 m/s2，对整体，F1－μ2（mA＋mB）g＝（mA＋mB）a1，代入数据解得F1＝10 N，故B正确；当外力F作用到B上，两者相对静止一起运动，A对B的摩擦力达到最大静摩擦力时，F达到最大值，对A，根据牛顿第二定律，有μ1mAg＝mAa2，解得a2＝μ1g＝4 m/s2，对A、B整体F2－μ2（mA＋mB）g＝（mA＋mB）a2，代入数据解得F2＝25 N，故D正确；无论F作用于A上还是B上，A、B刚开始相对地面滑动时，其值最小，即最小值Fmin＝μ2（mA＋mB）g＝5 N，故A、C错误。 6.D　物体m1与车厢具有相同的加速度，对物体m1分析，受重力和拉力，根据力的合成法则可知F合＝m1gtan θ，拉力为T＝，物体m1的加速度为a＝＝gtan θ，所以车厢的加速度为gtan θ，故A、B错误；物体m2加速度为gtan θ，对物体m2受力分析，受重力、支持力、拉力和摩擦力，支持力为N＝m2g－，摩擦力为f＝m2a＝m2gtan θ，故C错误，D正确。 7.B　根据v-t图像可知两图线对应的加速度大小分别为a1＝＝ m/s2，a2＝＝ m/s2，若水平拉力与运动方向相反，则有a1＝，a2＝，解得F＝2 N，f＝2 N，若水平拉力与运动方向相同，则有a1＝，a2＝，解得F＝2 N，f＝4 N，故选B。 8.BC　小球受力分析如图所示。系统静止时，竖直方向有Fa·sin 37°＝mg，水平方向有Fa·cos 37°＝Fb，解得Fa＝10 N，Fb＝8 N，故A错误，B正确；当系统沿竖直方向向上匀加速运动时，当a线拉力为15 N时，由牛顿第二定律得，竖直方向有Fm·sin 37°－mg＝ma，水平方向有Fm·cos 37°＝Fb，解得Fb＝12 N＜15 N，此时加速度有最大值a＝5 m/s2，故C正确；系统沿水平方向向右匀加速运动时，由牛顿第二定律得，竖直方向有Fa·sin 37°＝mg，水平方向有Fb－Fa·cos 37°＝ma，解得Fa＝10 N，当Fb＝15 N时，加速度最大为a≈11.67 m/s2，故D错误。 9.B　由FA-t与FB-t图像可得FA＝（8－2t）N，FB＝（2＋2t）N，则t＝0时，可知FA0＝8 N，FB0＝2 N，由于mA＞mB，所以二者不会分开，A、B两物体共同的加速度为a＝＝1 m/s2，设此时A、B之间的相互作用力为F，对B，根据牛顿第二定律可得F＋FB0＝mBa，解得F＝2 N，故A、C错误；当二者之间的相互作用力恰好为零时开始分离，此时的加速度相同，则有＝，即 m/s2＝ m/s2，解得t＝1 s，开始分离时的速度为v＝at＝1 m/s，故B正确，D错误。 10.（1）　（2）1.04 m　（3）30° 解析：（1）玩具沿水平地面做初速度为0的匀加速直线运动，由位移公式有x＝at2 解得a＝ m/s2 对玩具受力分析，如图所示，则FN＝mg－Fsin 30° 由牛顿第二定律得Fcos 30°－μ（mg－Fsin 30°）＝ma 解得μ＝。 （2）松开手时，玩具的速度v＝at＝2 m/s 松开手后，由牛顿第二定律得μmg＝ma' 解得a'＝ m/s2 由匀变速直线运动的速度与位移公式可得 玩具的位移x'＝＝ m≈1.04 m。 （3）设拉力F与水平方向间的夹角为θ，玩具要在水平面上运动，则Fcos θ－Ff＞0 Ff＝μFN 在竖直方向上，由平衡条件得FN＋Fsin θ＝mg 联立解得F＞ cos θ＋μsin θ＝sin（60°＋θ） 则当θ＝30°时，拉力最小，最省力。 11.（1）μ≥0.5　（2） m/s 解析：（1）对重物受力分析，根据平衡条件可得FT＝mg＝20 N 对木箱受力分析，可得Ff＝2FT，又Ff＝μ'Mg 联立解得μ'＝0.5，要使装置能静止，木箱与地面间的动摩擦因数需满足μ≥0.5。 （2）设木箱的加速度大小为a，则重物加速度大小为2a，对重物受力分析，根据牛顿第二定律可得FT－mg＝2ma 对木箱受力分析，有F－μMg－2FT＝Ma 联立解得a＝0.5 m/s2 当拉动木箱向左匀加速运动的位移为x＝0.5 m时，重物向上的位移为 h＝2x＝1 m，由v2＝2×2a·h可得此时重物的速度大小为v＝ m/s。 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $