壓軸題01有關牛頓第二定律的動力學問題動力學問題是高中物理中的一個核心專題，它涉及到了動力學兩類基本問題以及利用動力學方法解決復雜的多運動過程問題。在2024年高考中，無論是選擇題還是計算題，動力學問題都將是重點考查的對象，其重要性不言而喻。通過深入復習動力學這一專題，學生們不僅可以提升審題能力、分析和推理能力，還能夠強化自身的物理素養。這種素養的提升不僅僅局限于動力學本身，而是對整個物理學科的理解和掌握都有極大的幫助。動力學問題的解答離不開對勻變速直線運動規律、受力分析以及牛頓運動定律等關鍵知識點的掌握。牛頓第二定律作為連接這些知識點的橋梁，其在整個高中物理中的串聯作用至關重要。正因為如此，動力學問題在近年來的高考命題中常常以壓軸題的形式出現，考查學生對于不同運動形式的理解和圖像問題的處理能力。因此，學生們需要充分了解各種題型的知識點及要領，對常見的物理模型有深入的認知和掌握?？枷蛞唬河嘘P牛頓第二定律的連接體問題1.處理連接體問題的方法：①當只涉及系統的受力和運動情況而不涉及系統內某些物體的受力和運動情況時，一般采用整體法。②當涉及系統(連接體)內某個物體的受力和運動情況時，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，對隔離對象分別做受力分析、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，系統內力不能計算在內；②a1x、a2x、a3x、……和a1y、a2y、a3y、……指的是系統內每個物體在x軸和y軸上相對地面的加速度。考向二：有關牛頓第二定律的動力學圖像問題常見圖像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間變化的圖線，求解物體的運動情況。(2)已知物體的速度、加速度隨時間變化的圖線，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)問題實質是力與運動的關系，要注意區分是哪一種動力學圖像。(2)應用物理規律列出與圖像對應的函數方程式，進而明確“圖像與公式”“圖像與物體”間的關系，以便對有關物理問題作出準確判斷。破題關鍵(1)分清圖像的類別：即分清橫、縱坐標所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖像所反映的物理過程，會分析臨界點。(2)注意圖線中的一些特殊點所表示的物理意義：圖線與橫、縱坐標的交點，圖線的轉折點，兩圖線的交點等。(3)明確能從圖像中獲得哪些信息：把圖像與具體的題意、情境結合起來，再結合斜率、特殊點、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鍵點。考向三：有關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)相對滑動的臨界條件：兩物體相接觸且處于相對靜止時，常存在著靜摩擦力，則相對滑動的臨界條件是靜摩擦力達到最大值。(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，直接從臨界狀態和相應的臨界條件入手，求出臨界值。解析法明確題目中的變量，求解變量間的數學表達式，根據數學表達式分析臨界值?？枷蛩模簞恿W兩類基本問題1.解決動力學兩類問題的兩個關鍵點(1)把握“兩個分析”“一個橋梁”找到不同過程之間的“聯系”,如第一個過程的末速度就是下一個過程的初速度,若過程較為復雜,可畫位置示意圖確定位移之間的聯系。2．兩類動力學問題的解題步驟01有關牛頓第二定律的連接體問題1．如圖所示為某種電梯結構的簡化示意圖。某次在做電梯性能測試實驗時，電梯轎廂內無乘客，電動機不工作，測得轎廂A從靜止開始下降25m用時5s。已知轎廂A質量為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B．配重B的質量為480kgC．配重B的質量為500kgD．轎廂A以2m/s的速度勻速上升時，電動機輸出的機械功率為4kW02有關牛頓第二定律的動力學圖像問題2．如圖1所示，一質量為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動，其a-t圖像如圖2所示，t=0時其速度大小為2m/s。物塊與水平面間的動摩擦因數。μ=0.1，g=10m/s2。下列說法錯誤的是（）A．在t=2s時刻，物塊的速度為5m/sB．在0~2s時間內，物塊的位移大于7mC．在t=1s時刻，物塊的加速度為D．在t=1s時刻，拉力F的大小為5N03有關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動，車廂內有一個傾角θ=37°的光滑斜面，斜面上有一個質量為m的小球，用輕繩系于斜面的頂端，小球的重力大小為mg，繩對球的拉力大小為FT、斜面對小球的彈力大小為FN，當汽車以大小為a的加速度向左做勻加速直線運動時（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三個力作用B．若a=14m/s2，小球受mg、FT兩個力作用C．若a=13m/s2，小球受mg、FT兩個力作用D．不論a多大，小球均受mg、FT、FN三個力作用04動力學兩類基本問題16．如圖所示，工人師傅自房檐向水平地面運送瓦片，他將兩根完全一樣的直桿平行固定在房檐和地面之間當成軌道，瓦片沿軌道滑動時，其垂直于直桿的截面外側為半徑為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，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。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摩擦因數小于μ0（未知）時，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與瓦片間的動摩擦因數為，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刻軌道上瓦片的個數。1．（2024·北京西城·模擬預測）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的質量大于物體B的質量，重力加速度大小為g，不計滑輪、繩子質量和一切摩擦?，F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運動的加速度大小不變D．物體A和B運動的加速度大小變小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上端連接一輕質細線，細線繞過光滑的定滑輪與物體B相連且始終與斜面平行。開始時托住B，A處于靜止狀態且細線恰好伸直，然后由靜止釋放B。已知A、B的質量均為m，彈簧的勁度系數為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的過程中，下列說法中正確的是（）A．剛釋放B時，A受到細線的拉力大小為mgB．A的最大速度為C．B下落至最低點時，彈簧的彈性勢能最小D．B下落至最低點時，A所受合力大小為mg3．（2024·湖南益陽·三模）如圖所示，一輕質光滑定滑輪固定在傾角為的斜面上，質量分別為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與斜面間動摩擦因數均為，則細線的拉力為（）

A． B． C． D．4．（2024·安徽淮南·二模）足夠長的光滑斜面上的三個相同的物塊通過與斜面平行的細線相連，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的右側固定有不計質量的力傳感器。改變拉力的大小，使三個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動，測得多組傳感器的示數和物塊通過的位移與時間的平方的比值，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．每個物塊的質量C．當時，D．當時，物塊的加速度大小為5．（2024高三下·云南昆明·模擬預測）如圖所示，一根不可伸長的輕繩跨過光滑輕質定滑輪，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物塊上升至高時速度恰為零，重力加速度大小取。下列說法中正確的是（）A．對A、B兩物塊及地球組成的系統，整個過程中機械能守恒B．C．B剛落地時，速度大小為D．B落地前，繩中張力大小為30N6．（2024高三上·河北·模擬預測）如圖所示，A、B兩個木塊靜止疊放在豎直輕彈簧上，已知，輕彈簧的勁度系數為。若在木塊上作用一個豎直向上的力，使木塊由靜止開始以的加速度豎直向上做勻加速直線運動，從木塊向上做勻加速運動開始到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動的過程中，力的最大值是B．木塊向上做勻加速運動的過程中，力的最大值是C．從向上做勻加速運動到A、B分離的過程中，對木塊做功D．從向上做勻加速運動到A、B分離的過程中，對木塊做功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兩個物體，A、B的質量分別為，，從開始，推力和拉力分別作用于A、B上，大小隨時間變化的規律分別如圖甲、乙所示，則（）A．時，A物體的加速度為B．時，A、B開始分離C．時，A、B之間的相互作用力為3ND．A、B開始分離時的速度為8．（2024·陜西商洛·模擬預測）水平地面上有一質量的長木板，木板的左端上有一質量的小物塊，如圖甲所示，水平向右的拉力F作用在物塊上，F隨時間t的變化關系如圖乙所示，其中、分別為、時刻F的大小，木板的加速度隨時間t的變化關系如圖丙所示．已知木板與地面間的動摩擦因數為，物塊與木板間的動摩擦因數為。假設最大靜摩擦力均與相應的滑動摩擦力相等，重力加速度，物塊始終未從木板上滑落，不計空氣阻力。則下列說法正確的是（）A．B．C．木板加速度所能達到的最大值為D．在時間段內物塊做勻加速直線運動9．（2024·內蒙古包頭·一模）如圖甲所示，物塊A、B中間用一根輕質彈簧相連，靜止在光滑水平面上，彈簧處于原長，物塊A的質量為3kg。時，對物塊A施加水平向右的恒力F，時撤去，在0~1s內兩物塊的加速度隨時間變化的情況如圖乙所示。彈簧始終處于彈性限度內，下列說法正確的是（）A．時物塊A的速度小于0.8m/sB．時彈簧彈力為0.6NC．物塊B的質量為2kgD．F大小為1.5N10．（2024·山東淄博·二模）如圖所示，質量分別為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面上，質量為的物塊C掛在輕質動滑輪下端，手托C使輕繩處于拉直狀態。時刻由靜止釋放C，經時間C下落h高度。運動過程中A、B始終不會與定滑輪碰撞，摩擦阻力和空氣阻力均忽略不計，重力加速度大小為g，則（）A．A、C運動的加速度大小之比為B．A、C運動的加速度大小之比為C．時刻，C下落的速度為D．時刻，C下落的速度為11．（2024高三·福建·開學考試）如圖所示，水平地面上靜止放置著三個完全相同的磚塊A、B、C，質量均為m，A、B之間和B、C之間的動摩擦因數均為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，現將一個豎直向上的力F作用于O點，不考慮磚塊的轉動，最大靜摩擦力約等于滑動摩擦力，則下列說法正確的是（

）A．若在F作用下三個磚塊保持相對靜止的一起向上運動，則三個磚塊的加速度為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的豎直硬桿，一輕質細線上端系在硬桿上，下端懸掛一質量為m的小球，質量為m的物塊放置在斜面上?，F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動，各物體保持相對靜止時，細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．當時，水平推力大小一定為B．當時，水平推力大小一定為C．當時，物塊與斜面間的摩擦力不一定為0D．當斜面光滑時，細線與斜面一定垂直13．（2024·遼寧·二模）在溝谷深壑、地形險峻的山區，由于暴雨暴雪極易引發山體滑坡，并攜帶大量泥沙石塊形成泥石流，發生泥石流常常會沖毀公路鐵路等交通設施，甚至村鎮等，造成巨大損失?，F將泥石流運動過程進行簡化，如圖所示，假設一段泥石流（視為質量不變的滑塊）從A點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摩擦因數，A點距離坡體底端B點的長度為108m，泥石流經過B點時沒有能量的損失，然后在水平面上做勻減速直線運動，加速度大小為。一輛汽車停在距離B點右側80m的C處，當泥石流到達B點時，司機發現險情，立即啟動車輛并以加速度向右做勻加速直線運動，以求逃生。重力加速度g取