2026届高考物理二轮专题练:动力学中的三类典型问题
动力学中的三类典型问题
突破点一 动力学中的连接体问题
1.连接体问题
(1)连接体
多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由弹簧、绳子、细杆联系)在一起构成的物体系统称为连接体。
(2)外力与内力
①外力:系统之外的物体对系统的作用力。
②内力:系统内各物体间的相互作用力。
2.连接体的类型
类型1 共速连接体
两物体通过弹力、摩擦力作用,具有相同的速度和相同的加速度。
(1)绳的拉力(或物体间的弹力)相关类连接体
(2)叠加类连接体(一般与摩擦力相关)
类型2 关联速度连接体
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。下面三图中A、B两物体速度和加速度大小相等,方向不同。
总结提升:处理连接体问题的方法
(1)共速连接体:一般采用先整体,后隔离的方法。
如图所示,先用整体法得出合力F与a的关系F=(mA+mB)a,再隔离单个物体(部分物体)研究F内力与a的关系,例如隔离B,F内力=mBa=F。
(2)关联速度连接体:分别对两物体受力分析,分别应用牛顿第二定律列出方程,联立方程求解。
突破点二 动力学图像问题
1.常见动力学图像及意义
v-t图像 | 根据图像的斜率判断加速度的大小和方向,进而根据牛顿第二定律求解合外力 |
F-a图像 | 首先要根据具体的物理情境,对物体进行受力分析,然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式,根据函数关系式结合图像,明确图像的斜率、截距或面积的意义,从而由图像给出的信息求出未知量 |
a-t图像 | 要注意加速度的正负,正确分析每一段的运动情况,然后结合物体受力情况根据牛顿第二定律列方程 |
F-t图像 | 要结合物体受到的力,根据牛顿第二定律求出加速度,分析每一时间段的运动性质 |
2.运用图像解决问题的两个角度
(1)用给定图像解答问题。
(2)根据题意作图,用图像解答问题。在实际的应用中要建立物理情境与函数、图像的相互转换关系。
突破点三 动力学中的临界和极值问题
1.常见的动力学临界极值问题及其条件
(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:静摩擦力达到最大值。
(3)绳子断裂与松弛的临界条件:绳子断裂的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力;绳子松弛的临界条件是FT=0。
(4)最终速度(收尾速度)的临界条件:物体所受合外力为零。
2.动力学临界极值问题的三种解法
极限法 | 把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,以达到正 |
| 确解决问题的目的 |
假设法 | 临界问题存在多种可能,特别是非此即彼两种可能时,或变化过程中可能出现临界条件,也可能不出现临界条件时,往往用假设法解决问题 |
函数法 | 将物理过程转化为数学表达式,根据数学表达式解出临界条件 |
强化训练:
一、单选题
1.如图所示,一端带有滑轮的轻杆固定在竖直平面上,轻杆与竖直面成60°角,用不可伸长的轻质细绳一端连接小车,另一端跨过轻质定滑轮连接质量为m的物块,不计细绳与滑轮间的摩擦,重力加速度为g。当小车水平向左匀速运动时,细绳对滑轮作用力的大小和方向分别为( )
A.2mg,与竖直方向夹角为30°斜向左下方
B.,与竖直方向夹角为60°斜向左下方
C.,与竖直方向夹角为45°斜向左下方
D.,与竖直方向夹角为60°斜向左下方
2.如图所示,一足够长的轻质细线一端连接穿过固定水平细杆的滑块A,另一端跨过光滑轻滑轮连接滑块B,初始时两边细线竖直且两滑块静止。某时刻,将水平拉力作用在滑块A上,使A向右运动,运动过程中细线与水平杆的夹角记为
。已知A、B的质量分别为
和
,滑块A与细杆间的动摩擦因数为
,重力加速度为
。下列说法正确的是( )