壓軸題01有關(guān)牛頓第二定律的動(dòng)力學(xué)問題動(dòng)力學(xué)問題是高中物理中的一個(gè)核心專題，它涉及到了動(dòng)力學(xué)兩類基本問題以及利用動(dòng)力學(xué)方法解決復(fù)雜的多運(yùn)動(dòng)過程問題。在2024年高考中，無論是選擇題還是計(jì)算題，動(dòng)力學(xué)問題都將是重點(diǎn)考查的對(duì)象，其重要性不言而喻。通過深入復(fù)習(xí)動(dòng)力學(xué)這一專題，學(xué)生們不僅可以提升審題能力、分析和推理能力，還能夠強(qiáng)化自身的物理素養(yǎng)。這種素養(yǎng)的提升不僅僅局限于動(dòng)力學(xué)本身，而是對(duì)整個(gè)物理學(xué)科的理解和掌握都有極大的幫助。動(dòng)力學(xué)問題的解答離不開對(duì)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、受力分析以及牛頓運(yùn)動(dòng)定律等關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的掌握。牛頓第二定律作為連接這些知識(shí)點(diǎn)的橋梁，其在整個(gè)高中物理中的串聯(lián)作用至關(guān)重要。正因?yàn)槿绱?，?dòng)力學(xué)問題在近年來的高考命題中常常以壓軸題的形式出現(xiàn)，考查學(xué)生對(duì)于不同運(yùn)動(dòng)形式的理解和圖像問題的處理能力。因此，學(xué)生們需要充分了解各種題型的知識(shí)點(diǎn)及要領(lǐng)，對(duì)常見的物理模型有深入的認(rèn)知和掌握?？枷蛞唬河嘘P(guān)牛頓第二定律的連接體問題1.處理連接體問題的方法：①當(dāng)只涉及系統(tǒng)的受力和運(yùn)動(dòng)情況而不涉及系統(tǒng)內(nèi)某些物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，一般采用整體法。②當(dāng)涉及系統(tǒng)(連接體)內(nèi)某個(gè)物體的受力和運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，一般采用隔離法。2.處理連接體問題的步驟：3.特例：加速度不同的連接體的處理方法：①方法一（常用方法）：可以采用隔離法，對(duì)隔離對(duì)象分別做受力分析、列方程。②方法二（少用方法）：可以采用整體法，具體做法如下：此時(shí)牛頓第二定律的形式：；說明：①F合x、F合y指的是整體在x軸、y軸所受的合外力，系統(tǒng)內(nèi)力不能計(jì)算在內(nèi)；②a1x、a2x、a3x、……和a1y、a2y、a3y、……指的是系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)物體在x軸和y軸上相對(duì)地面的加速度。考向二：有關(guān)牛頓第二定律的動(dòng)力學(xué)圖像問題常見圖像v-t圖像、a-t圖像、F-t圖像、F-a圖像三種類型(1)已知物體受到的力隨時(shí)間變化的圖線，求解物體的運(yùn)動(dòng)情況。(2)已知物體的速度、加速度隨時(shí)間變化的圖線，求解物體的受力情況。(3)由已知條件確定某物理量的變化圖像。解題策略(1)問題實(shí)質(zhì)是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，要注意區(qū)分是哪一種動(dòng)力學(xué)圖像。(2)應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖像對(duì)應(yīng)的函數(shù)方程式，進(jìn)而明確“圖像與公式”“圖像與物體”間的關(guān)系，以便對(duì)有關(guān)物理問題作出準(zhǔn)確判斷。破題關(guān)鍵(1)分清圖像的類別：即分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖像所反映的物理過程，會(huì)分析臨界點(diǎn)。(2)注意圖線中的一些特殊點(diǎn)所表示的物理意義：圖線與橫、縱坐標(biāo)的交點(diǎn)，圖線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，兩圖線的交點(diǎn)等。(3)明確能從圖像中獲得哪些信息：把圖像與具體的題意、情境結(jié)合起來，再結(jié)合斜率、特殊點(diǎn)、面積等的物理意義，確定從圖像中反饋出來的有用信息，這些信息往往是解題的突破口或關(guān)鍵點(diǎn)?？枷蛉河嘘P(guān)牛頓第二定律的臨界極值問題1．“四種”典型臨界條件(1)接觸與脫離的臨界條件：兩物體相接觸或脫離，臨界條件是彈力FN＝0。(2)相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對(duì)靜止時(shí)，常存在著靜摩擦力，則相對(duì)滑動(dòng)的臨界條件是靜摩擦力達(dá)到最大值。(3)繩子斷裂與松弛的臨界條件：繩子所能承受的張力是有限度的，繩子斷與不斷的臨界條件是繩中張力等于它所能承受的最大張力，繩子松弛與拉緊的臨界條件是FT＝0。(4)速度達(dá)到最值的臨界條件：加速度為0。2．“兩種”典型分析方法臨界法分析題目中的物理過程，明確臨界狀態(tài)，直接從臨界狀態(tài)和相應(yīng)的臨界條件入手，求出臨界值。解析法明確題目中的變量，求解變量間的數(shù)學(xué)表達(dá)式，根據(jù)數(shù)學(xué)表達(dá)式分析臨界值?？枷蛩模簞?dòng)力學(xué)兩類基本問題1.解決動(dòng)力學(xué)兩類問題的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)把握“兩個(gè)分析”“一個(gè)橋梁”找到不同過程之間的“聯(lián)系”,如第一個(gè)過程的末速度就是下一個(gè)過程的初速度,若過程較為復(fù)雜,可畫位置示意圖確定位移之間的聯(lián)系。2．兩類動(dòng)力學(xué)問題的解題步驟01有關(guān)牛頓第二定律的連接體問題1．如圖所示為某種電梯結(jié)構(gòu)的簡化示意圖。某次在做電梯性能測試實(shí)驗(yàn)時(shí)，電梯轎廂內(nèi)無乘客，電動(dòng)機(jī)不工作，測得轎廂A從靜止開始下降25m用時(shí)5s。已知轎廂A質(zhì)量為600kg，忽略滑輪摩擦和空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。下列說法正確的是（）A．轎廂A下降過程中處于完全失重狀態(tài)B．配重B的質(zhì)量為480kgC．配重B的質(zhì)量為500kgD．轎廂A以2m/s的速度勻速上升時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為4kW02有關(guān)牛頓第二定律的動(dòng)力學(xué)圖像問題2．如圖1所示，一質(zhì)量為2kg的物塊受到水平拉力F作用，在粗糙水平面上作加速直線運(yùn)動(dòng)，其a-t圖像如圖2所示，t=0時(shí)其速度大小為2m/s。物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。μ=0.1，g=10m/s2。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．在t=2s時(shí)刻，物塊的速度為5m/sB．在0~2s時(shí)間內(nèi)，物塊的位移大于7mC．在t=1s時(shí)刻，物塊的加速度為D．在t=1s時(shí)刻，拉力F的大小為5N03有關(guān)牛頓第二定律的臨界極值問題3．如圖，水平地面上有一汽車做加速運(yùn)動(dòng)，車廂內(nèi)有一個(gè)傾角θ=37°的光滑斜面，斜面上有一個(gè)質(zhì)量為m的小球，用輕繩系于斜面的頂端，小球的重力大小為mg，繩對(duì)球的拉力大小為FT、斜面對(duì)小球的彈力大小為FN，當(dāng)汽車以大小為a的加速度向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2）（）A．若a=14m/s2，小球受mg、FT、FN三個(gè)力作用B．若a=14m/s2，小球受mg、FT兩個(gè)力作用C．若a=13m/s2，小球受mg、FT兩個(gè)力作用D．不論a多大，小球均受mg、FT、FN三個(gè)力作用04動(dòng)力學(xué)兩類基本問題16．如圖所示，工人師傅自房檐向水平地面運(yùn)送瓦片，他將兩根完全一樣的直桿平行固定在房檐和地面之間當(dāng)成軌道，瓦片沿軌道滑動(dòng)時(shí)，其垂直于直桿的截面外側(cè)為半徑為0.1m的圓弧。已知兩直桿之間的距離為，房檐距地面的高度為4m，兩直桿在房檐和地面之間的長度，忽略直桿的粗細(xì)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。工人師傅將瓦片無初速度地放置在軌道頂端，只有瓦片與直桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)小于μ0（未知）時(shí)，瓦片才能開始沿軌道下滑，取。（1）求μ0；（2）若直桿自上端開始在長度的范圍內(nèi)與瓦片間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，其余部分為μ0，忽略瓦片沿著軌道方向的長度，工人師傅每隔0.5s將一瓦片無初速度地放置在軌道頂端，求第一片瓦片落地后的某一時(shí)刻軌道上瓦片的個(gè)數(shù)。1．（2024·北京西城·模擬預(yù)測）如圖，繞過定滑輪的繩子將物體A和B相連，繩子與水平桌面平行。已知物體A的質(zhì)量大于物體B的質(zhì)量，重力加速度大小為g，不計(jì)滑輪、繩子質(zhì)量和一切摩擦?，F(xiàn)將A和B互換位置，繩子仍保持與桌面平行，則（）A．繩子的拉力大小不變B．繩子的拉力大小變大C．物體A和B運(yùn)動(dòng)的加速度大小不變D．物體A和B運(yùn)動(dòng)的加速度大小變小2．（2024·江蘇南通·二模）如圖所示，傾角的光滑固定斜面上，輕質(zhì)彈簧下端與固定板C相連，另一端與物體A相連.A上端連接一輕質(zhì)細(xì)線，細(xì)線繞過光滑的定滑輪與物體B相連且始終與斜面平行。開始時(shí)托住B，A處于靜止?fàn)顟B(tài)且細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B。已知A、B的質(zhì)量均為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，重力加速度為g，B始終未與地面接觸。從釋放B到B第一次下落至最低點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是（）A．剛釋放B時(shí)，A受到細(xì)線的拉力大小為mgB．A的最大速度為C．B下落至最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢能最小D．B下落至最低點(diǎn)時(shí)，A所受合力大小為mg3．（2024·湖南益陽·三模）如圖所示，一輕質(zhì)光滑定滑輪固定在傾角為的斜面上，質(zhì)量分別為m和4m的物塊A、B通過不可伸長的輕繩跨過滑輪連接，A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行，A和B，B與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)均為，則細(xì)線的拉力為（）

A． B． C． D．4．（2024·安徽淮南·二模）足夠長的光滑斜面上的三個(gè)相同的物塊通過與斜面平行的細(xì)線相連，在沿斜面方向的拉力的作用下保持靜止，如圖甲所示，物塊2的右側(cè)固定有不計(jì)質(zhì)量的力傳感器。改變拉力的大小，使三個(gè)物塊沿斜面以不同加速度向上做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，測得多組傳感器的示數(shù)和物塊通過的位移與時(shí)間的平方的比值，畫出圖像如圖乙所示，重力加速度。下列說法正確的是（

）A．斜面的傾角B．每個(gè)物塊的質(zhì)量C．當(dāng)時(shí)，D．當(dāng)時(shí)，物塊的加速度大小為5．（2024高三下·云南昆明·模擬預(yù)測）如圖所示，一根不可伸長的輕繩跨過光滑輕質(zhì)定滑輪，繩兩端各系一小物塊A和B。其中，未知，滑輪下緣距地面。開始B物塊離地面高，用手托住B物塊使繩子剛好拉直，然后由靜止釋放B物塊，A物塊上升至高時(shí)速度恰為零，重力加速度大小取。下列說法中正確的是（）A．對(duì)A、B兩物塊及地球組成的系統(tǒng)，整個(gè)過程中機(jī)械能守恒B．C．B剛落地時(shí)，速度大小為D．B落地前，繩中張力大小為30N6．（2024高三上·河北·模擬預(yù)測）如圖所示，A、B兩個(gè)木塊靜止疊放在豎直輕彈簧上，已知，輕彈簧的勁度系數(shù)為。若在木塊上作用一個(gè)豎直向上的力，使木塊由靜止開始以的加速度豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，從木塊向上做勻加速運(yùn)動(dòng)開始到A、B分離的過程中，彈簧的彈性勢能減小了，取，下列判斷正確的是（

）A．木塊向上做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程中，力的最大值是B．木塊向上做勻加速運(yùn)動(dòng)的過程中，力的最大值是C．從向上做勻加速運(yùn)動(dòng)到A、B分離的過程中，對(duì)木塊做功D．從向上做勻加速運(yùn)動(dòng)到A、B分離的過程中，對(duì)木塊做功7．（2024·湖北·一模）如圖，光滑水平面上放置有緊靠在一起但并不黏合的A、B兩個(gè)物體，A、B的質(zhì)量分別為，，從開始，推力和拉力分別作用于A、B上，大小隨時(shí)間變化的規(guī)律分別如圖甲、乙所示，則（）A．時(shí)，A物體的加速度為B．時(shí)，A、B開始分離C．時(shí)，A、B之間的相互作用力為3ND．A、B開始分離時(shí)的速度為8．（2024·陜西商洛·模擬預(yù)測）水平地面上有一質(zhì)量的長木板，木板的左端上有一質(zhì)量的小物塊，如圖甲所示，水平向右的拉力F作用在物塊上，F(xiàn)隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中、分別為、時(shí)刻F的大小，木板的加速度隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖丙所示．已知木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。假設(shè)最大靜摩擦力均與相應(yīng)的滑動(dòng)摩擦力相等，重力加速度，物塊始終未從木板上滑落，不計(jì)空氣阻力。則下列說法正確的是（）A．B．C．木板加速度所能達(dá)到的最大值為D．在時(shí)間段內(nèi)物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)9．（2024·內(nèi)蒙古包頭·一模）如圖甲所示，物塊A、B中間用一根輕質(zhì)彈簧相連，靜止在光滑水平面上，彈簧處于原長，物塊A的質(zhì)量為3kg。時(shí)，對(duì)物塊A施加水平向右的恒力F，時(shí)撤去，在0~1s內(nèi)兩物塊的加速度隨時(shí)間變化的情況如圖乙所示。彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，下列說法正確的是（）A．時(shí)物塊A的速度小于0.8m/sB．時(shí)彈簧彈力為0.6NC．物塊B的質(zhì)量為2kgD．F大小為1.5N10．（2024·山東淄博·二模）如圖所示，質(zhì)量分別為m和的A、B兩滑塊用足夠長輕繩相連，將其分別置于等高的光滑水平臺(tái)面上，質(zhì)量為的物塊C掛在輕質(zhì)動(dòng)滑輪下端，手托C使輕繩處于拉直狀態(tài)。時(shí)刻由靜止釋放C，經(jīng)時(shí)間C下落h高度。運(yùn)動(dòng)過程中A、B始終不會(huì)與定滑輪碰撞，摩擦阻力和空氣阻力均忽略不計(jì)，重力加速度大小為g，則（）A．A、C運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為B．A、C運(yùn)動(dòng)的加速度大小之比為C．時(shí)刻，C下落的速度為D．時(shí)刻，C下落的速度為11．（2024高三·福建·開學(xué)考試）如圖所示，水平地面上靜止放置著三個(gè)完全相同的磚塊A、B、C，質(zhì)量均為m，A、B之間和B、C之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，用兩根長度相同的輕繩分別連接磚塊A與磚塊C，并將兩根輕繩系于O點(diǎn)，現(xiàn)將一個(gè)豎直向上的力F作用于O點(diǎn)，不考慮磚塊的轉(zhuǎn)動(dòng)，最大靜摩擦力約等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說法正確的是（

）A．若在F作用下三個(gè)磚塊保持相對(duì)靜止的一起向上運(yùn)動(dòng)，則三個(gè)磚塊的加速度為B．若，則無論F多大，磚塊A、B、C都將保持相對(duì)靜止C．若，且，則磚塊A、B之間的摩擦力為D．若，且，則磚塊A、B之間的摩擦力為12．（2024·山西·二模）質(zhì)量為m的斜面體放置在光滑的水平面上，斜面體上固定一根輕質(zhì)的豎直硬桿，一輕質(zhì)細(xì)線上端系在硬桿上，下端懸掛一質(zhì)量為m的小球，質(zhì)量為m的物塊放置在斜面上?，F(xiàn)用水平向左的推力F（為未知量）作用在斜面體上，使整體一起向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，各物體保持相對(duì)靜止時(shí)，細(xì)線與豎直桿之間的夾角為，已知斜面的傾角為，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（

）A．當(dāng)時(shí)，水平推力大小一定為B．當(dāng)時(shí)，水平推力大小一定為C．當(dāng)時(shí)，物塊與斜面間的摩擦力不一定為0D．當(dāng)斜面光滑時(shí)，細(xì)線與斜面一定垂直13．（2024·遼寧·二模）在溝谷深壑、地形險(xiǎn)峻的山區(qū)，由于暴雨暴雪極易引發(fā)山體滑坡，并攜帶大量泥沙石塊形成泥石流，發(fā)生泥石流常常會(huì)沖毀公路鐵路等交通設(shè)施，甚至村鎮(zhèn)等，造成巨大損失?，F(xiàn)將泥石流運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行簡化，如圖所示，假設(shè)一段泥石流（視為質(zhì)量不變的滑塊）從A點(diǎn)由靜止開始沿坡體勻加速直線下滑，坡體傾角，泥石流與坡體間的動(dòng)摩擦因數(shù)，A點(diǎn)距離坡體底端B點(diǎn)的長度為108m，泥石流經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)沒有能量的損失，然后在水平面上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為。一輛汽車停在距離B點(diǎn)右側(cè)80m的C處，當(dāng)泥石流到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，司機(jī)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，立即啟動(dòng)車輛并以加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，以求逃生。重力加速度g取