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（　　） A．若A匀速向右运动，细线拉力一直增大 B．若A缓慢向右运动，细杆对A的摩擦力一直增大 C．若A缓慢向右运动，拉力的最大值接近 D．若A缓慢向右运动，当时，拉力大小为 3．如图所示，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g取，则在乙下落的过程中（　　） A．甲对木箱的摩擦力方向向左 B．地面对木箱的支持力逐渐减小 C．甲运动的加速度大小为 D．乙受到绳子的拉力大小为 4．如图所示，A、B两物块静止叠放在水平地面上，A、B的质量分别为mA=3kg，mB=2kg，A、B之间的动摩擦因数为μ1=0.5，B与地面间的动摩擦因数为μ2=0.2。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2 。现对A施加一水平拉力F（　　） A．当F=12N时，A，B都相对地面静止 B．当F＞15N时，A相对B滑动 C．当F=20N时，A，B间的摩擦力为14N D．无论F为何值，B的加速度不会超过2m/s2 二、多选题 5．如图所示，轻质定滑轮固定在天花板上，可视为质点的物体P、Q用不可伸长的轻绳通过轻质定滑轮后相连，物体位于倾角为的固定斜面上且与定滑轮之间的细线平行于斜面，物体与定滑轮之间的细线竖直。时将两物体由静止释放，物体的加速度大小为。某时刻轻绳突然断开，之后物体能够到达的最高点恰好与物体释放时所在的高度相同。已知重力加速度为，物体的质量为，释放时高度差为，离地面足够高，不计一切摩擦和空气阻力。下列说法中正确的是（　　） A．物体、的质量之比为4：5 B．整个下落过程中，物体速度最大时物体的速度也最大 C．上升过程中的最大速度为 D．系统竖直方向动量守恒 6．如图所示，大小相同但质量不同的两物块A、B紧靠在一起，先将A、B放到光滑水平地面上，对A施加水平向右的恒力F；再将A、B放到粗糙水平地面上，也对A施加水平向右的恒力F。已知A、B与地面间的动摩擦因数相等，则下列说法正确的是（　　） A．在光滑地面上时，A、B两物块一定做匀加速直线运动 B．在粗糙地面上时，A、B两物块一定做匀加速直线运动 C．在粗糙地面上时，A对B的推力比在光滑地面上时A对B的推力大 D．若F大于A、B整体与地面间的最大静摩擦力，则两种情形下，A对B的推力一样大 7．如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块。木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出长木板的加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示，取g＝10，则（　　） A．滑块的质量m＝2kg，木板的质量M＝4kg B．当F＝8N时，滑块的加速度为1 C．滑块与木板之间的动摩擦因数为0.2 D．当0＜F＜6N时，滑块与木板之间的摩擦力随F变化的函数关系 8．滑板运动现在已经成为风靡全球的青少年时尚运动，代表着自由、创意与挑战极限的精神。如图甲，一名滑手以水平速度从左侧滑上静止的滑板，一段时间后速度变为，滑手的图像如图乙所示。已知滑板质量为m，重力加速度为g，忽略滑板与地面间的摩擦，利用以上信息可求出的物理量是（   ） A．滑手的质量 B．滑手鞋底与滑板的相对位移 C．滑手鞋底与滑板的动摩擦因数 D．滑手鞋底与滑板因摩擦而产生的热量 9．如图1所示，和叠放在一起置于光滑的水平地面上，现用水平外力作用在上，运动的图像如图2所示。已知内外力的大小为2.5N，7s时滑离，和之间的动摩擦因数为，重力加速度取，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．的质量为2kg B．的质量为5kg C．4s后只需要大于2N即可 D．内的位移大小为13m 10．一劲度系数的轻质弹簧一端固定在倾角为足够长的光滑固定斜面的底端。另一端拴住质量为的物块P，Q为一质量为的重物，系统处于静止状态，如图所示。现给Q施加一个方向沿斜面向上的力，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，在前时间内为变力，以后为恒力，，，，下列说法正确的是（　　） A．系统处于静止状态时，弹簧的压缩量为0.12m B．物块Q沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小为 C．两物块P、Q分离时，弹簧的压缩量为0.06m D．力的最大值与最小值的差值为36N 11．如图所示，一质量为的木块紧靠质量为的长方体形空铁箱后壁（未粘连），在水平拉力的作用下保持相对静止一起在光滑水平地面上向右做直线运动。现逐渐减小拉力，木块始终没有与后壁分离，铁箱与木块之间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从拉力开始逐渐减小（未减至0）到木块落到箱底前，下列说法正确的是（　　） A．铁箱对木块的摩擦力先不变再减小 B．铁箱对木块的支持力先减小后不变 C．铁箱和木块在水平方向上一直做加速运动 D．当时，木块与铁箱将发生相对滑动 12．如图，两个质量均为m的相同物块A、B叠放在轻弹簧上，处于静止状态。轻弹簧下端固定在地面上，劲度系数为k。现对A物块施加竖直向上的恒力F＝1.6mg（g为重力加速度），下列说法正确的是（　　） A．力F作用瞬间，A、B间的弹力大小为0.2mg B．A、B刚分离时，A的加速度大小为g C．A、B刚分离时，弹簧的弹力大小为1.6mg D．从F开始作用到A、B刚分离，弹簧的形变量减小了 试卷第1页，共3页 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C D C AC AD BD AD AD ACD 题号 11 12 答案 AC AC 1．C 【详解】当小车水平向左匀速运动时，物块匀速上升，由平衡可得 对滑轮分析，受到水平向左的拉力T和竖直向下的拉力T，根据勾股定理求得细绳对滑轮作用力，与竖直方向夹角为45°斜向左下方，该力的方向与轻杆的夹角没有关系。 故选C。 2．C 【详解】CD．若A缓慢向右运动，则可认为AB处于动态平衡，开始时对滑块B有受力分析，根据平衡条件可得轻绳的拉力 对滑块A进行受力分析如图所示 当时，滑块A从图示（最初是竖直的）位置开始缓慢向右移动至过程，轻绳在竖直方向的分力为 根据正交分解，在竖直方向上有 在水平方向上有 又 联立解得 变形可得 令， 可得 联立可得 滑块A从图示位置开始缓慢向右移动过程中，减小，因，可知F逐渐增大，当时F最大，其最大值为 滑块A继续向右缓慢移动，当时轻绳在竖直方向的分力为 根据正交分解，在竖直方向上有 在水平方向上有 又 联立解得 变形可得 令， 可得 联立可得 因从开始继续减小，则增大，可知F逐渐增大，当时F最大，其最大值为 综上分析，可知当时 拉力F的最大值接近，故C正确，D错误； B．当滑块A缓慢向右移动时，刚开始轻绳在竖直方向的分力为 根据正交分解，在竖直方向上有 减小，减小，减小；当时 之后，则有 减小，减小，增大；根据滑动摩擦力公式 可知摩擦力先减小后增大，故B错误； A．开始时 设A向右滑行一段距离，此时轻绳与水平细杆的夹角为，对AB两滑块速度关系分析如图所示 根据几何关系有 若A向右做匀速运动，逐渐减小，则逐渐增大，所以逐渐增大，故B加速上升，故 当等于0时，AB速度相等，后一起向右匀速，故 故拉力先增大后减小，故A错误。 故选C。 3．D 【详解】A．甲相对木箱向右运动，木箱对甲的摩擦力向左，则甲对木箱的摩擦力方向向右，A错误； B．由于甲乙做匀变速运动，则细绳的拉力是不变的，对木箱和甲的整体分析，竖直方向，可知地面对木箱的支持力不变，B错误； CD．根据牛顿第二定律，对甲 对乙 可得a=2.5m/s2，T=7.5N，则C错误，D正确。 故选D。 4．C 【详解】BD．当A、B间的摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B间刚好不发生相对滑动，此时B物体有最大的加速度，对B物体，根据牛顿第二定律可得 解得 对整体，根据牛顿第二定律可得 解得 即无论F为何值，B的加速度不会超过；当F＞22.5N时，A相对B滑动，故BD错误； A．当时，由B选项分析可知，A，B未发生相对滑动，但 所以A，B都相对地面运动，故A错误； C．当时，由B选项分析可知，A，B未发生相对滑动，对整体，根据牛顿第二定律可得 解得 对B物体，根据牛顿第二定律可得 解得，故C正确。 故选C。 5．AC 【详解】A．刚释放时，对物体Q由牛顿第二定律 对物体P由牛顿第二定律 解得，，故A正确； B．当细绳断裂后物体P斜向上做减速运动，物体Q向下做加速运动，可知当细绳断裂时物体P速度最大，但此时物体Q的速度不是最大，故当物体Q速度最大时，物体P的速度已经减小不是最大。故B错误； C．当细绳断裂后物体P斜向上做减速运动，可知当细绳断裂时物体P速度最大。设轻绳断开前的瞬间，物体P和物体Q的速度为，物体P从开始加速上升至绳断时位移 物体P从绳断时到运动到停下来时，加速度，由运动学公式可知，物体P从绳断时到运动到停下来时位移 而物体P能够到达的最高点恰好与物体Q释放时所在的高度相同，故 联立解得，故C正确； D．物块P和物块Q组成的系统在竖直方向受到各自的重力，以及斜面给物体P支持力的分力，外力的矢量和不为零，故P、Q系统在竖直方向动量不守恒。故D错误。 故选AC。 6．AD 【详解】A．光滑水平面上，对A、B整体有 可知AB做匀加速直线运动，故A正确； B．在粗糙地面上时，若F小于A、B整体与地面间的最大静摩擦力，加速度a为0，AB均静止不动，故B错误； C．若时，A、B之间可能不存在作用力，故C错误； D．若地面光滑，A对B的作用力 若F大于A、B整体与地面间的最大静摩擦力，粗糙水平面上，若时，对A、B整体有 对B有 解得 故D正确。 故选AD。 7．BD 【详解】AC．当，滑块木板一起加速，对整体由牛顿第二定律 由图乙，时，代入得 当，滑块木板相对滑动，对长木板受力分析， 即 由图乙，该段直线过点和，解得，故AC错误； B．相对滑动后，滑块加速度仅由滑动摩擦力提供，已相对滑动，滑块加速度仍为，故B正确； D．当0＜F＜6N时，滑块与木板之间的摩擦力随F变化的函数关系，故D正确。 故选BD。 8．AD 【详解】A．设滑手质量为，由动量守恒 整理得 已知因此可以求出滑手质量，故A正确； B．相对位移，， 得 题目未给出共速的时间，因此无法求出相对位移，故B错误； C．对滑手，摩擦力 整理得 时间未知，因此无法求出动摩擦因数，故C错误； D．摩擦生热等于系统动能的损失，即 代入 化简，最终得 所有量已知，因此可以求出摩擦生热，故D正确。 故选AD。 9．AD 【详解】AB．从图像得加速度。内，的加速度 此时、一起加速，地面光滑，整体由牛顿第二定律 代入 得 内，、相对滑动，的加速度 对，合力为对的滑动摩擦力，由牛顿第二定律 代入、 得 联立 解得， 故A正确，B错误； C．4s后，要让、发生相对滑动，需要的加速度大于的加速度。对由牛顿第二定律 要求 代入数据得 故C错误； D．v−t图像的面积表示位移，内的位移 故D正确。 故选AD。 10．ACD 【详解】A．设系统处于静止状态时弹簧的压缩量为，根据平衡条件有 解得，故A正确； BC．由题知，在前0.2s内F为变力，0.2s以后F为恒力，表明0.2s时物块P、Q之间的弹力恰好为0，两物块恰好分离，由于加速度向上，弹簧仍然处于压缩状态，设压缩量为，向上做匀加速直线的加速度为，对P，根据牛顿第二定律有 根据位移公式有 其中 联立解得，，故B错误，C正确； D ．刚刚施加拉力时，拉力最小值，对整体，根据牛顿第二定律有 P、Q分离时及之后，拉力最大，对Q，根据牛顿第二定律有 解得 故力的最大值与最小值的差值为，故D正确。 故选ACD。 11．AC 【详解】C．水平地面光滑，铁箱和木块整体受到合力为拉力，拉力减小（未减至0），根据牛顿第二定律可知加速度减小（未减至0），则铁箱和木块在水平方向上一直做加速运动，故C正确； B．木块始终没有与后壁分离，则木块和空铁箱水平方向的加速度相同，水平拉力F逐渐减小，则整体加速度a逐渐减小，铁箱对木块的支持力为 可知铁箱对木块的支持力逐渐减小，故B错误； A．木块与空铁箱相对静止时，摩擦力等于重力，则摩擦力不变；当木块与空铁箱相对滑动时，铁箱对木块的摩擦力为 可知摩擦力逐渐减小；故铁箱对木块的摩擦力先不变再减小，故A正确； D．木块与铁箱将发生相对滑动时，有，， 解得 故当时，木块与铁箱未发生相对滑动，故D错误。 故选AC。 12．AC 【详解】A．力F作用瞬间，A、B一起向上加速，根据牛顿第二定律可得A、B整体加速度大小为 隔离A，利用牛顿第二定律有 可求得A、B间的弹力大小为，故A正确； BC．A、B刚分离时，A、B间的弹力大小为0，对A利用牛顿第二定律可得A的加速度大小为 B的加速度大小也为0.6g，则有 可得弹簧的弹力为，故B错误，C正确； D．依题意，可得从F开始作用到A、B刚分离，弹簧弹力的改变量为 根据胡克定律可得弹簧形变量减小了，故D错误。 故选AC。 学科网（北京）股份有限公司 $