第3章 专题强化3 动力学中的三类典型问题 课件 -2026届高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦“动力学中的三类典型问题”，覆盖连接体、临界极值、图像问题三大核心考点，依据高考评价体系梳理整体法与隔离法、临界条件分析、图像斜率截距应用等考查要求，通过例题解析与真题训练明确高频考点分布，归纳叠放连接体、弹簧连接体等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于“考点深度研析+高考真题实战+科学思维培养”，如连接体问题中“先整体求加速度，后隔离求内力”的解题模型，临界极值问题中极限法与假设法的科学推理应用，2023年全国甲卷图像题的深度剖析，帮助学生构建运动和相互作用观念，掌握答题技巧。教师可据此实施精准复习，助力学生高效冲刺高考。

专题强化三　动力学中的三类典型问题 1 动力学中的连接体问题 (能力考点·深度研析) 1．外力与内力 (1)外力：系统________的物体对系统的作用力。 (2)内力：系统______各物体间的相互作用力。 之外 内 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 2．连接体的类型 (1)物体叠放连接体 (2)弹簧连接体 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 (3)轻绳(杆)连接体 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 如图所示，两相同物体A、B放在粗糙水平面上，通过一根倾斜的轻绳连接。若用恒力向左拉物体A，两物体运动的加速度大小为a1、绳中的张力为F1；若用大小相等的恒力向右拉物体B，两物体运动的加速度大小为a2、绳中的张力为F2。则( ) A．a1＝a2，F1>F2 B．a1＝a2，F1<F2 C．a1<a2，F1<F2 D．a1>a2，F1>F2 A 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 [解析]　对整体分析，根据牛顿第二定律F－2μmg＝2ma1，F－2μmg＝2ma2，故a1＝a2。设细线与水平方向夹角为θ，向左拉物体A，对B分析F1cos θ－μ(mg＋F1sin θ)＝ma1，向右拉物体B，对A分析F2cos θ－μ(mg－F2sin θ)＝ma2，因为a1＝a2，则F1(cos θ－μsin θ)＝F2(cos θ＋μsin θ)，故F1>F2。故选A。 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 整体法与隔离法的选取原则 (1)整体法的选取原则：若连接体内各物体具有相同的加速度，且不需要求物体之间的作用力，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的合外力，应用牛顿第二定律求出加速度(或其他未知量)。 (2)隔离法的选取原则：若连接体内各物体的加速度不相同，或者要求出系统内各物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解。 (3)整体法、隔离法的交替运用：若连接体内各物体具有相同的加速度，且要求出物体之间的作用力时，一般采用“先整体求加速度，后隔离求内力”。 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 【跟踪训练】 (加速度相同的连接体问题)(多选)我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，每节动车提供的动力均为F，动车组在水平直轨道上运行过程中每节车厢受到的阻力均为f。某列动车组由8节车厢组成，其中第1、3、6节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组( ) CD 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B．做匀加速运动时，第5、6节车厢间的作用力为1.125F C．做匀加速运动时，第5、6节车厢间的作用力为0.125F D．做匀加速运动时，第6、7节车厢间的作用力为0.75F 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 (加速度相同的连接体问题)如图所示，足够长的倾角θ＝37°的光滑斜面体固定在水平地面上，一根轻绳跨过定滑轮，一端与质量m1＝1 kg的物块A连接，另一端与质量m2＝3 kg的物块B连接，绳与斜面保持平行。开始时，用手按住A，使B悬于空中，释放后，在B落地之前，下列说法正确的是(所有摩擦均忽略不计，不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2)( ) A．绳的拉力大小为30 N B．绳的拉力大小为6 N C．物块B的加速度大小为6 m/s2 D．如果将物块B换成一个竖直向下大小为30 N的力，对物块A的运动没有影响 C 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 [解析]　对B隔离分析，由牛顿第二定律得m2g－FT＝m2a，对A、B整体分析，由牛顿第二定律得m2g－m1gsin θ＝(m1＋m2)a，联立解得a＝6 m/s2，FT＝12 N，故A、B错误，C正确；如果将物块B换成一个竖直向下大小为30 N的力，对A由牛顿第二定律得F－m1gsin θ＝m1a′，解得a′＝24 m/s2，前后加速度不一样，对物块A的运动有影响，故D错误。 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 2 动力学中的临界极值问题 (能力考点·深度研析) 1．临界或极值条件的标志 (1)有些题目中有“刚好”“恰好”“正好”等字眼，即表明题述的过程存在着________点。 (2)若题目中有“取值范围”“多长时间”“多大距离”等词语，表明题述的过程存在着“起止点”，而这些起止点往往对应________状态。 临界 临界 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 (3)若题目中有“最大”“最小”“至多”“至少”等字眼，表明题述的过程存在着极值，这个极值点往往是临界点。 (4)若题目要求“最终加速度”“稳定速度”等，即是求收尾加速度或收尾速度。 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 2．四种典型的临界条件 (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：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。 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 3．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 数学法 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 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 ►考向1　接触与脱离的临界问题 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 ►考向2　摩擦力作用下的临界问题 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 (1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小。 (2)拉力F与斜面夹角多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？ 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 代入数值解得a＝3 m/s2，vB＝8 m/s。 (2)对物块受力分析，如图所示， 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 设拉力F与斜面成α角，在垂直斜面方向， 根据平衡条件可得Fsin α＋FN＝mgcos 30° 沿斜面方向，由牛顿第二定律可得 Fcos α－mgsin 30°－Ff＝ma 又Ff＝μFN 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 3 动力学中的图像问题 (能力考点·深度研析) 1．常见图像 (1)v－t图像：根据图像的斜率判断加速度的大小和方向，再根据牛顿第二定律求解。 (2)a－t图像：注意加速度的正负，正确分析每一段的运动情况，然后结合物体的受力情况应用牛顿第二定律列方程求解。 (3)F－t图像：结合物体受到的力，由牛顿第二定律求出加速度，分析每一段的运动情况。 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 (4)F－a图像：首先要根据具体的物理情景，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。 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 (多选)如图(a)，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t＝0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t＝4 s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示，木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取10 m/s2。由题给数据可以得出( ) AB 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 A．木板的质量为1 kg B．2～4 s内，力F的大小为0.4 N C．0～2 s内，力F的大小保持不变 D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 解决图像综合问题的关键 (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：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、情景结合起来，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。 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 【跟踪训练】 (根据物理过程确定运动学图像)如图所示，一轻弹簧竖直固定在水平地面上，弹簧正上方有一个小球自由下落。从小球接触弹簧上端O点到将弹簧压缩至最短的过程中，如图所示的关于小球的加速度a随时间t或者随与O点的距离x变化的关系图线正确的是( ) B 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 (根据图像分析物理过程，求未知量)(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 BC 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 [解析]　根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma，整理后有F＝ma＋μmg，则可知F－a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，故选BC。 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 (根据v－t图像求未知量)(多选)如图甲所示，直角三角形斜劈abc固定在水平面上。t＝0时，一物块(可视为质点)从底端a以初速度v1沿斜面ab向上运动，到达顶点b时速率恰好为零，之后沿斜面bc下滑至底端c。若物块与斜面ab、bc间的动摩擦因数相等，物块在两斜面上运动的速率v随时间变化的规律如图乙所示，已知v1、v2、t1、t2、g，则下列物理量可求的是( ) A．斜面ab的倾角θ B．物块与斜面间的动摩擦因数μ C．物块的质量m D．斜面bc的长度L ABD 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 连接体间力的传递规律 如图甲所示，光滑水平地面上有A、B两物块，质量分别为mA和mB，中间用轻绳水平相连。现给B物块水平向右的力F， 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 (1)求轻绳传递给A的力T。 (2)如果地面粗糙且物块与地面间的动摩擦因数为μ，轻绳传递给A的力T是多少？ (3)如图乙所示，将整个系统竖直向上拉动，轻绳传递给A的力T是多少？ (4)如图丙所示，将整个系统置于固定光滑的斜面上，求轻绳传递给A的力T是多少？如果斜面粗糙且物块与斜面间的动摩擦因数为μ，轻绳传递给A的力T是多少？ 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 (3)以A、B整体为研究对象， 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 若斜面不光滑，以A、B整体为研究对象有 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 【跟踪训练】 如图所示，光滑水平地面上有一个由小车A和小球B构成的系统，小车(包括固定支架)的质量为mA，小球的质量为mB。现对小车A施加一水平向左的力F，则A通过细线传递给B的弹力T的水平分力Tx为多大？ 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 高考一轮总复习 • 物理 返回导航 [解析]　启动时乘客的加速度方向与车厢的运动方向相同，乘客受重力和车厢的作用力，由平行四边形定则可知，车厢对乘客的作用力方向与车运动的方向不是相反关系，故A错误；做匀加速运动时，加速度为a＝，对后三节车厢，有F56＋F－3f＝3ma，解得第5、6节车厢间的作用力为F56＝0.125F，故B错误，C正确；对最后两节车厢，有F67－2f＝2ma，解得第6、7节车厢间的作用力为F67＝0.75F，故D正确。 [解析]　 2 s后F为恒力，说明此刻为分离瞬间，此后人仅受自重以及恒力F的作用就可以做加速度不变的运动，设初始状态弹簧压缩量为x1，分离瞬间压缩量为x2，那么在静止时对人和地台整体分析有kx1＝(M＋m)g　①，绳子提供拉力后二者开始一起做匀加速直线运动，对整体有kx1＋F－(m＋M)g＝(m＋M)a　②，分离瞬间对地台有kx2－mg＝ma　③，从弹簧压缩量为x1到压缩量为x2的过程满足运动学方程x1－x2＝at2　④，解得a＝2 m/s2，故A错误，B正确；从②中分析可知，在分离前等号右边为定值，随着kx的变小，F必须增大，所以对应的最大压缩量为x1对应的即为F的最小值，解得F＝120 N，故C错误，D正确。故选BD。 [解析]　根据题图乙可知，发生相对滑动时，A、B间的滑动摩擦力为6 N，所以A、B之间的动摩擦因数μ＝＝0.2，选项A正确；当0<F<4 N时，根据题图乙可知，Ff2还未达到B与地面间的最大静摩擦力，此时A、B保持静止，选项B正确；当4 N<F<12 N时，根据题图乙可知，此时A、B间的摩擦力还未达到最大静摩擦力，所以没有发生相对滑动，选项C错误；当F>12 N时，根据题图乙可知，此时A、B发生相对滑动，对A物块有a＝＝2 m/s2，加速度不变，选项D错误。 ►考向3　动力学中的极值问题 如图所示，一质量m＝0.4 kg的小物块，以v0＝2 m/s的初速度，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t＝2 s的时间物块由A点运动到B点，A、B之间的距离L＝10 m。已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝，重力加速度g取10 m/s2。 [解析]　(1)由运动学方程得 L＝v0t＋at2 2aL＝v－v 代入数值解得Fcos α＋Fsin α＝5.2 N 则F＝ N ＝ N ＝ N 当a＝30°时，拉力F有最小值，且Fmin＝ N。 [答案]　(1)3 m/s2　8 m/s　(2)30°　 N [解析]　木板和实验台间的摩擦忽略不计，由题图(b)知，2 s后物块和木板间的滑动摩擦力大小F摩＝0.2 N。由题图(c)知，2～4 s内，木板的加速度大小a1＝ m/s2＝0.2 m/s2，撤去外力F后的加速度大小a2＝ m/s2＝0.2 m/s2。设木板质量为m，对木板进行受力分析，根据牛顿第二定律可得F－F摩＝ma1，F摩＝ma2，且知F摩＝μm块g＝0.2 N，解得m＝1 kg，F＝0.4 N，由于不知道物块的质量，故无法求出物块与木板间的动摩擦因数，选项A、B正确，D错误。0～2 s内，由题图(b)知，F是均匀增加的，选项C错误。 [解析]　从小球接触弹簧上端O点到将弹簧压缩至最短的过程中，弹簧弹力F＝kx，由牛顿第二定律可得mg－kx＝ma，解得a＝g－x，选项B正确，选项D错误；加速度随时间的变化是先减小再反向增大，但不是按线性关系变化，选项A、C错误。 [解析]　设物块上滑与下滑的加速度大小分别为a1和a2。由v－t图像的斜率等于加速度，得a1＝，a2＝；物块上滑时根据牛顿第二定律有mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1，物块下滑时根据牛顿第二定律有mgsin(90°－θ)－μmgcos(90°－θ)＝ma2，联立以上四式，由数学知识可求得斜面ab的倾角θ、物块与斜面间的动摩擦因数μ，不能求出物块的质量m，故选项A、B正确，C错误；斜面bc的长度L＝，则可以求出L，选项D正确。 [解析]　(1)以A、B整体为研究对象，有a＝， 以A为研究对象，有T＝mAa， 联立解得T＝F。 (2)以A、B整体为研究对象， 有a＝， 以A为研究对象，有T－μmAg＝mAa， 得T＝F。 有a＝ 以A为研究对象，有T－mAg＝mAa 联立得T＝F (4)若斜面光滑，以A、B整体为研究对象， 有a＝ 以A为研究对象，有T－mAgsin θ＝mAa 联立得T＝F a＝ 以A为研究对象，有 T－mAgsin θ－μmAgcos θ＝mAa 联立得T＝F。 [答案]　(1)F　(2)F (3)F　(4)F　F 在上面的连接体问题中，当系统的拉力F不变时，只要作用在物体上的阻力与质量成正比，物体间的作用力均为T＝F，不论有无摩擦、水平面、斜面、竖直面都一样。 [答案]　F [解析]　对系统整体进行受力分析并应用牛顿第二定律，有a＝， 以B为研究对象，有Tx＝mBa， 得Tx＝F。 $