第3章 专题提升4 动力学图像 连接体和临界极值问题(课件PPT)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

该高中物理高考复习课件聚焦动力学图像、连接体及临界极值三大核心专题，依据高考评价体系明确考查要求，梳理v-t/a-t图像分析、整体隔离法应用、临界条件判断等高频考点，通过近三年高考真题归纳图像类、连接体类、极值类常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题深度解析与科学思维培养，如2024安徽卷传送带v-t图像题运用运动和相互作用观念构建模型，2025陕晋青宁卷机器人F-t图像题通过科学推理推导加速度，提供“图像关键点提取-受力分析-方程联立”解题模板，帮助学生掌握得分技巧，教师可据此系统开展专题突破，提升复习效率。

专题提升四　动力学图像　 连接体和临界极值问题 [复习目标] 1．掌握动力学图像的物理意义及其解题思路和策略。　2.知道连接体的类型以及运动特点，会用整体法、隔离法解决连接体问题。　3.理解几种常见的临界极值条件，会用极限法、假设法、数学方法解决临界极值问题。 返回导航 内 容 索 引 题型一 1 题型二 1 2 题型三 1 3 第一部分 题型一　动力学图像问题 4 1．常见图像 v－t图像、a－t图像、F－t图像、F－a图像等。 2．题型分类 (1)已知物体受到的力随时间变化的图像，要求分析物体的运动情况。 (2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图像，要求分析物体的受力情况。 (3)由已知条件确定某物理量的变化图像。 返回导航 3．解题策略 返回导航 C 例1 (2024·安徽卷，T4)倾角为θ的传送带以恒定速率v0顺时针转动。t＝0时在传送带底端无初速度轻放一小物块，如图所示。t0时刻物块运动到传送带中间某位置，速度达到v0。不计空气阻力，则物块从传送带底端运动到顶端的过程中，加速度a、速度v随时间t变化的关系图线可能正确的是(　　) 返回导航 [解析]　0到t0时间内，物块轻放在传送带上，做加速运动，受力分析可知，物块受重力、支持力、滑动摩擦力，滑动摩擦力大于重力的下滑分力，合力不变，故物块做匀加速运动；t0之后，当物块速度与传送带相同时，静摩擦力与重力的下滑分力相等，加速度突变为零，物块做匀速直线运动，C正确，A、B、D错误。 返回导航 A 例2 (2025·陕晋青宁卷，T3)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(　　) 返回导航 返回导航 例3 (2026·辽宁锦州市期末)如图甲所示，倾角θ＝37°的粗糙斜面固定在水平地面上，质量m＝1 kg的物块置于斜面底端。t＝0时对物块施加一个平行于斜面向上的拉力F，t＝2 s时撤去拉力，斜面足够长，物块运动的部分v－t图像如图乙所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。 返回导航 (1)求前2 s过程中加速度a1的大小。 [答案]　8 m/s2　 返回导航 (2)求前3 s内物块平均速度。(结果保留2位有效数字) [答案]　9.3 m/s　 返回导航 (3)求斜面与物块间的动摩擦因数μ和拉力F的大小。 [答案]　0.25　16 N 返回导航 第二部分 题型二　连接体问题 15 1．常见的连接体 (1)物物叠放连接体：两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同的速度和加速度。 速度、加速度相同 返回导航 (2)弹簧连接体：在弹簧长度发生变化的过程中，两端连接体的速度、加速度不一定相等；稳定时，两端连接体的速度、加速度相等。 返回导航 (3)轻杆连接体：轻杆平动时，连接体具有相同的速度和加速度。 速度、加速度相同 返回导航 (4)轻绳连接体：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。 速度、加速度相同 速度、加速度大小相等，方向不同 返回导航 2．求解方法 返回导航 C 返回导航 返回导航 例5 如图所示，质量为4 kg的物体A放在光滑的水平地面上，质量为2 kg的物体B在手的作用下静止靠在A的竖直左表面上，A、B间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取10 m/s2。对B松手的同时给A右表面施加F＝48 N的水平向左的推力，则此后瞬间A对地面的压力大小为(　　) A．60 N B．48 N C．36 N D．40 N B 返回导航 [解析]　假设B相对于A恰好静止时，对B在竖直方向上，由平衡条件得mBg＝μFAB，在水平方向上，由牛顿第二定律得FAB＝mBa0，代入数据解得a0＝20 m/s2，对A、B组成的系统有F0＝(mA＋mB)a0＝120 N>F＝48 N，则在推力F作用下A、B相对滑动，在水平方向上，对A、B组成的系统有F＝(mA＋mB)a，对B有FAB′＝mBa，联立可得A、B间的滑动摩擦力f＝μFAB′＝8 N，在竖直方向上，对A由平衡条件得FN＝mAg＋f＝48 N，由牛顿第三定律可知，A对地面的压力大小为48 N。 返回导航 类型2　弹簧连接体问题 例6 (多选)如图所示，置于光滑水平面上的物块A和B用轻质弹簧连接，mA>mB。在水平恒力F的作用下，A、B以相同的加速度向右运动。为使再次稳定后弹簧的伸长量增大，下列操作可行的是(　　) A．仅增大A的质量 B．仅增大B的质量 C．仅将A、B的位置对调 D．仅减小水平恒力F BC 返回导航 返回导航 类型3　轻绳、轻杆连接体问题 例7 (2025·安徽卷，T5)如图，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1.0 kg，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10 m/s2，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增大 C．甲运动的加速度大小为2.5 m/s2 D．乙受到绳子的拉力大小为5.0 N C 返回导航 [解析]　甲相对木箱向右运动，所以物块甲受到木箱水平向左的摩擦力，根据牛顿第三定律可知，甲对木箱的摩擦力方向水平向右，A错误； 对甲、乙受力分析如图1所示，根据牛顿第二定律有T－f＝m甲a，m乙g－T＝m乙a，其中f＝μm甲g，联立解得a＝2.5 m/s2，T＝7.5 N，C正确，D错误； 对木箱和甲整体，在竖直方向上受力分析如图2所示，有N＝(m甲＋M箱)g＋T，由上述分析可知m乙g－T＝m乙a，联立可得N＝(m甲＋M箱)g＋m乙g－m乙a，因为甲、乙运动过程中加速度不变，所以地面对木箱的支持力不变，B错误。 返回导航 例8 如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，一质量为2m的小车在沿斜面向下的力F作用下沿斜面下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球(质量为3m)的轻绳恰好水平，则外力F的大小为(已知重力加速度为g)(　　) A．5mg B．7.5mg C．4.5mg D．3.5mg B 返回导航 深度探究 连接体模型链接优生自研篇P131 返回导航 第三部分 题型三　临界极值问题 1．问题特点 当物体的运动从一种状态转变为另一种状态时必然有一个转折点，这个转折点所对应的状态叫作临界状态；在临界状态时必须满足的条件叫作临界条件。用变化的观点正确分析物体的受力情况、运动状态变化情况，同时抓住满足临界值的条件是求解此类问题的关键。 返回导航 2．临界条件 (1)两物体相接触或脱离，临界条件是弹力FN＝0。 (2)两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值。 (3)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；绳子松弛的临界条件是FT＝0。 (4)加速度变化时，速度达到最大的临界条件是加速度变为0。 返回导航 3．判断方法 极限法 假设法 数学法 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 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 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 返回导航 4.常用数学方法 (1)三角函数法。 (2)根据临界条件列不等式法。 (3)利用二次函数的判别式法。 返回导航 AC 返回导航 小车与货物之间的滑动摩擦力大小f′＝μFN＝μmg，小车与货物之间相对静止为静摩擦，货物受到的摩擦力不一定等于最大静摩擦力，故B错误； 返回导航 货物即将发生相对滑动时，小车与货物之间的摩擦力为最大静摩擦力，则f′＝μmg，对货物，根据牛顿第二定律可得f′＝ma，对整体，根据牛顿第二定律可得F＝(m＋M)a＝μ(m＋M)g，则至少需要μ(m＋M)g的推力才会相对滑动，故D错误。 返回导航 C 返回导航 [解析]　对质量为2m的木块受力分析可知，受重力、地面对它的支持力、质量为m的木块对它的压力和摩擦力，轻绳对它的拉力共5个力，A错误； 返回导航 $