第3章 专题3 高考中涉及运动和力的“三类”热点问题（PPT课件）-【精讲精练】2027年高考物理一轮复习

该高中物理高考复习课件聚焦牛顿运动定律，覆盖动力学中的图像问题、连接体问题、临界极值问题三大高考核心考点，依据高考评价体系分析各考点权重，如图像问题占比突出，归纳v-t/a-t/F-t图像分析、整体隔离法应用等常考题型，体现备考的针对性和实用性。 课件亮点在于“真题引领+方法建模+素养提升”，以2024全国甲卷a-m图像题为例，通过科学推理推导加速度公式培养科学思维，结合连接体问题的整体法与隔离法训练强化运动和相互作用观念。设“易错点警示”和“变式训练”，帮助学生掌握解题技巧，教师可据此精准教学，助力学生高效冲刺高考。

专题三　高考中涉及运动和 力的“三类”热点问题 第三章　牛顿运动定律 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 图(a)　　　　　　图(b) 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 第三章　牛顿运动定律 1 知能达标•训练 栏目导航 第三章　牛顿运动定律 1 谢谢观看 第三章　牛顿运动定律 1 考点一　动力学中的图像问题 物理公式与物理图像的结合是一种重要题型，也是高考的重点及热点。 1．“两大类型” (1)已知物体在某一过程所受的合力(或某个力)随时间变化的图像，要求分析物体的运动情况。 (2)已知物体在某一过程中速度、加速度随时间变化的图像，要求分析物体的受力情况。 2．常见的图像有：v-t图像，a-t图像，F-t图像，a-F图像等。 3．图像间的联系：加速度是联系v-t图像与F-t图像的桥梁。 　(2024·全国甲卷)如图所示，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系有物块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。改变盘中砝码的总质量m，并测量P的加速度大小a，得到a-m图像。重力加速度的大小为g。在下列a-m图像中，可能正确的是(　　) 　　　 　　 　A　　　 　B　　 　　C　　 　　D [解析]　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。 [答案]　D 　(多选)如图所示，一根轻绳跨过定滑轮，两端分别系着质量分别为m1、m2的小物块A和B，A放在地面上，所受B离地面有一定高度。当B的质量发生变化时，A上升的加速度a和所受的拉力F也将随之变化(全过程A始终未碰到滑轮，B始终未触地)。已知重力加速度为g，不计轻绳和滑轮之间的摩擦，则下列关于a与m2及F与m2关系的图像，描述正确的是(　　) 　　　A　　 　　B　 　　　C　　 　　D 解析　当m2≤m1时，物块A仍处于静止状态，可知物块A的加速度为零，根据受力平衡可知F＝m2g，当m2>m1时，物块A向上加速运动，物块B向下加速运动，两者有相同大小的加速度，对物块A根据牛顿第二定律可得F－m1g＝m1a，对物块B根据牛顿第二定律可得m2g－F＝m2a，联立可得a＝g＝g－g＝g－g，F＝＝；当m2≫m1时，加速度a→g，绳子拉力F→2m1g，故选AC。 答案　AC 1．(2025·陕晋青宁卷)某智能物流系统中，质量为20 kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动，受到的合力沿轨道方向，合力F随时间t的变化如图所示，则下列图像可能正确的是(　　) 　A 　　 B　　 　　C　　　 　D 解析　由牛顿第二定律结合题图可知，0～1 s时间内和2～3 s时间内机器人的加速度大小相等、方向相反，又v-t图像的斜率表示加速度可知，0～1 s时间内和2～3 s时间内机器人v-t图像斜率互为相反数，A可能正确。 答案　A 2．(多选)如图(a)所示是著名的阿特伍德装置，不考虑绳和滑轮的质量，不计轴承、绳与滑轮间的摩擦。初始时，甲、乙两人均站在水平地面上，质量分别为M和m。当乙加速向上攀爬时，甲始终用力抓住绳子。结合如图(b)所示的两人加速度的关系图像，下列说法正确的是(　　) A．甲对绳子拉力比乙对绳子的拉力大 B．甲比乙的质量大 C．乙比甲先到最高点 D．图像的斜率表示 解析　甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力与反作用力，同理，乙对绳的拉力与绳对乙的拉力是作用力与反作用力，又因为是同一根绳子，拉力大小处处相等，故甲对绳子拉力等于乙对绳子的拉力，故A错误；设绳子的拉力为F，根据牛顿第二定律，对甲有F－Mg＝Ma甲，解得a甲＝－g，对乙有F－mg＝ma乙，解得a乙＝－g，a甲＝g＋a乙，可知a甲-a乙图像的斜率为k＝，且图像的纵截距小于0，即g<0，即m－M<0，解得m<M。因m<M，根据甲、乙的加速度 表达式a甲＝－g，a乙＝－g，可知甲的加速度小于乙的加速度，甲、乙都做初速度为零的匀加速直线运动，且位移大小相等，则有x＝at2，可得t＝，甲的加速度小于乙的加速度，所以甲上升的时间大于乙上升的时间，故乙比甲先到最高点，故B、C、D正确。 答案　BCD 考点二　动力学中的连接体问题 1．连接体的分类 根据两物体之间相互连接的媒介不同，常见的连接体可以分为三大类： (1)绳(杆)连接：两个物体通过轻绳或轻杆的作用连接在一起； (2)弹簧连接：两个物体通过弹簧的作用连接在一起； (3)接触连接：两个物体通过接触面的弹力或摩擦力的作用连接在一起。 2．连接体问题的分析方法 (1)分析方法：整体法和隔离法。 (2)整体法和隔离法的选用策略： ①当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的运动状态不同时，宜选用隔离法； ②对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用整体法与隔离法才能求解。 　(2025·黑龙江佳木斯模拟)如图所示，在水平面地面上固定一个斜面，一长为L、质量分布均匀的矩形物块放在斜面上，如果在垂直于斜面方向把物块分成两部分A和B，分割线到矩形物块的下端的距离为x，用一个平行斜面的推力F推物块，使物块沿斜面向上加速运动，A、B两部分之间的弹力大小为F1，如果分割位置变化，则-x的图像为(　　) A　　　　　　　　 　 　B C　　　　　　　　　　D [解析]　设物块单位长度的质量为m0，则A的质量为(L－x)m0，B的质量为xm0，假设斜面光滑，对物块的整体由牛顿第二定律有F－Lm0g sin θ＝Lm0a，对A由牛顿第二定律有F1－(L－x)m0g sin θ＝(L－x)m0a，联立可得＝＝1－x；若斜面粗糙，同理可得相同的-x函数，其为一次减函数，纵截距为1，故符合要求的图像选A。 [答案]　A 1．如图所示，一不可伸长轻绳两端各连接一质量为m的小球，初始时整个系统静止于光滑水平桌面上，两球间的距离等于绳长L。一大小为F的水平恒力作用在轻绳的中点，方向与两球的连线垂直。当两球运动至二者相距L时，它们加速度的大小均为(　　) A．　 B．　 C．　 D． 解析　当两球运动至二者相距L时，受力分析如图所示，由几何关系可知sin θ＝＝，θ＝37°，设绳子拉力为FT，水平方向有2FTcos θ＝F，解得FT＝F 对任意小球由牛顿第二定律可得FT＝ma， 解得a＝，故选项A正确，B、C、D错误。 答案　A 2．如图所示，在光滑的水平面上并排放置两小滑块P和Q，质量分别为m和M。某时刻同时对P和Q施加水平向右的作用力F1＝3＋4t、F2＝2＋t(各物理量单位均为国际单位)，欲使P、Q能一起运动一段时间后分离，下列关系可能正确的是(　　) A．＝ B．＝ C．＝ D．＝ 解析　对PQ整体F1＋F2＝5＋5t＝(M＋m)a，对P有F1＝3＋4t＝ma，联立可得＝，所以＝，则<<，故选C。 答案　C 考点三　动力学中的临界极值问题 “四种”典型临界条件 1．接触与脱离的临界条件：接触面上弹力FN＝0。 2．相对滑动的临界条件：接触面上静摩擦力达到最大值。 3．绳子断裂与松弛的临界条件：绳子所能承受的张力是有限度的，绳子断与不断的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛与拉紧的临界条件是FT＝0。 4．加速度变化时，速度达到最值的临界条件：加速度变为0。 　两个质量均为m的物块叠放压在一个轻弹簧上面，处于静止状态，弹簧的劲度系数为k，t＝0时刻，给物块A一个竖直向上的作用力F，使得物块以0.5g的加速度匀加速上升，下列说法正确的是(　　) A．物块A、B分离前A、B组成的系统所受合外力的大小与时间的平方成线性关系 B．分离时弹簧处于原长状态 C．在t＝时刻，A、B分离 D．分离时B的速度为 g [解析]　A、B分离前两物块做匀加速运动，合外力不变，选项A错误；开始时弹簧被压缩x1，则2mg＝kx1；当两物块分离时，加速度相同且两物块之间的弹力为零，则对物块B有kx2－mg＝ma，且x1－x2＝at2，解得t＝，此时弹簧仍处于压缩状态，选项B错误，C正确；分离时B的速度为v＝at＝g·＝g，选项D错误。 [答案]　C 　(多选)在例题中，若A、B的质量均为M(B与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为k，初始时物块处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在A上，使A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物块的v-t图像如图所示，已知重力加速度的大小为g，则(　　) A．施加拉力F前，弹簧的形变量为 B．物块B的速度达到最大值时，弹簧恢复到原长 C．在t1时刻，弹簧弹力大小为M(g＋a) D．施加拉力F的瞬间，A、B间的弹力大小为M(g－a) 解析　施加拉力F前，A、B整体受力平衡，根据力的平衡条件有2Mg＝kx0，可得弹簧形变量x0＝，故选项A正确；当B的速度最大时，B的加速度为0，由题图可知，此时A、B已经分离，弹簧弹力与B的重力大小相等，此时弹簧未恢复到原长，故选项B错误；在t1时刻A、B分离瞬间，A、B间的弹力FAB＝0。对B根据牛顿第二定律有F弹－Mg＝Ma，可得弹簧弹力大小为F弹＝M(g＋a)，故选项C正确；施加拉力F的瞬间，B的加速度为a，根据牛顿第二定律有F弹′－Mg－FAB′＝Ma，其中F弹′＝2Mg，解得FAB′＝M(g－a)，故选项D正确。 答案　ACD 1．(人教必修第一册P108练习与应用第4题变式)一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶C，自由地摆放在A、B之间，没有用绳索固定，桶C受到桶A和B的支持力，和汽车一起保持静止，如图所示，下列说法正确的是(重力加速度为g)(　　) A．当汽车向左做加速运动时，A对C的支持力变大 B．当汽车向左做加速运动时，加速度达到g时，C将脱离A C．汽车向左匀速运动时，速度越大，B对C的支持力越大 D．当汽车向右做加速运动时，加速度达到g时，C将脱离B 解析　对桶C受力分析如图所示，当车向左做匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律有FBsin θ－FAsin θ＝ma，B对C的支持力增大，竖直方向根据平衡条件可得FBcos θ＋FAcos θ＝mg，则A对C的支持力减小，故A错误；当汽车向左做加速运动，C将要脱离A时，A对C的支持力为零，此时有mg tan θ＝ma，其中θ＝30°，解得加速度a＝g，故B错误； 汽车向左匀速运动时，C受力平衡，无论速度多大，都有FB＝FA，且满足FBcos θ＋FAcos θ＝mg，支持力不变，故C错误；当汽车向右做加速运动，C将要脱离B时，B对C的支持力为零，此时有mg tan θ＝ma，其中θ＝30°，解得加速度a＝g，故D正确。 答案　D 2．(2026·山东青岛模拟)如图所示，一光滑的正三角形斜面体OAB放在光滑的水平地面上，不可伸长的轻绳两端分别拴接质量为m1、m2的两物体，轻绳跨过固定在O点的光滑滑轮，m1、m2分别放在OA、OB面上，两部分轻绳与斜面均平行。作用在斜面体上的恒力使斜面体向右做匀加速运动，m1、m2与斜面体保持相对静止，且m1恰好没有离开斜面，则m1、m2的比值为(　　) A．1∶2 B．1∶1 C．3∶4 D．2∶1 解析　对m1、m2受力分析，因为m1恰好没有离开斜面，故其和斜面无弹力，可知绳上的弹力FT＝m1g，整体的加速度a＝g；对m2有FN－FT＝m2a，FN＋FT＝m2g，两式联立解得m1∶m2＝1∶2，故选A。 答案　A $