重难突破3 牛顿运动定律的综合应用-【优学精研】2027年高考物理一轮总复习教用Word（提升版）

重难突破3　牛顿运动定律的综合应用

突破点一　动力学中的图像问题

　　

常见动力学图像及应用技巧

（2025·陕西汉中三模）如图甲所示，物体原来静止在水平地面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取10 m/s2。根据题目提供的信息，下列判断正确的是（　　）

A.物体的质量m＝2 kg

B.物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.3

C.物体与水平面的最大静摩擦力fmax＝6 N

D.在F为10 N时，物体的加速度a＝2.5 m/s2

答案：ABC

解析：根据牛顿第二定律可知F－μmg＝ma，整理可得a＝F－μg，结合图像可得＝ kg－1，解得m＝2 kg，故A正确；由图乙和a与F的关系式分析可知μg＝3 m/s2，解得μ＝0.3，故B正确；结合上述结论可得最大静摩擦力为fmax＝μmg＝6 N，故C正确；将F＝10 N代入a＝0.5F－3（m/s2），解得a＝2 m/s2，故D错误。

〔多选〕（2025·湖南永州二模）水平地面上有一质量为m1＝3 kg的长木板，木板的左端上有一质量为m2＝2 kg的物块，如图a所示，用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图b所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度a1随时间t的变化关系如图c所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为μ1＝0.2，物块与木板间的动摩擦因数为μ2＝0.8。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小取10 m/s2。则下列说法正确的是（　　）

A.F1＝10 N

B.F2＝25 N

C.木板加速度所能达到的最大值为2 m/s2

D.在t1～t2时间段物块做匀加速直线运动

答案：AC

解析：木板与地面间的最大静摩擦力f1＝μ1（m1＋m2）g＝10 N，木板与物块间的最大静摩擦力f2＝μ2m2g＝16 N，当拉力逐渐增大到F1时，木板首先相对地面发生相对滑动，此时拉力大小为F1＝10 N，A正确；当拉力达到F2时，木板相对物块发生相对滑动，根据牛顿第二定律，对木板有f2－f1＝m1a，对物块有F2－f2＝m2a，解得F2＝20 N，a＝2 m/s2，此时拉力大小为20 N，木板加速度达到最大值为2 m/s2，B错误，C正确；在t1～t2时间段，物块所受拉力逐渐增大，加速度变大，物块不做匀加速直线运动，D错误。

突破点二　动力学中的连接体问题

　　

1.连接体的常见类型

 

 

2.连接体问题的分析方法

（1）整体法：若连接体内的物体具有共同加速度，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度。

（2）隔离法：求系统内两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，且要求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再用隔离法选取合适的研究对象，应用牛顿第二定律求出作用力。即“先整体求加速度，后隔离求内力”。

（2026·浙江温州期末）如图所示，光滑水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一条轻杆连接，两木块的材料相同，现用力F向右拉木块2，当两木块一起向右做匀加速直线运动时，已知重力加速度为g，此时轻杆的作用力为F1；现在用力F沿倾角为θ的斜面向上推木块1，使两木块一起沿斜面向上做匀加速直线运动，此时轻杆的作用力为F2，斜面与两木块的动摩擦因数为μ，则F1∶F2等于（　　）