動力學瞬態(tài)、連接體、超失重、圖像問題-(解析版)-2025年高考物理專項復(fù)習(新高考)_第1頁
動力學瞬態(tài)、連接體、超失重、圖像問題-(解析版)-2025年高考物理專項復(fù)習(新高考)_第2頁
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文檔簡介

考情概覽:解讀近年命題思路和內(nèi)容要求,統(tǒng)計真題考查情況。

2024年真題研析:分析命題特點,探尋常考要點,真題分類精講。

近年真題精選:分類精選近年真題,把握命題趨勢。

必備知識速記:歸納串聯(lián)解題必備知識,總結(jié)易錯易混點。

名校模擬探源:精選適量名校模擬題,發(fā)掘高考命題之源。

考情概覽

命題解讀考向考查統(tǒng)計

2024?浙江1月,1

考向一,單位制

2022?浙江6月,1

2024?湖南卷,3

考向二瞬態(tài)問題

2022?全國甲卷,6

2024?全國甲卷,2

2023?全國甲卷,6

考向三圖像問題2022?湖南卷,14

本類試題主要考查單位制、瞬態(tài)問題(1)

圖像問題、連接體問題以及超失重問2021?全國乙卷,21

題。要求認識到統(tǒng)一單位的重要性和必2024?新課標卷,12

要性。要求了解超重和失重現(xiàn)象在各個(1)

領(lǐng)域中的應(yīng)用。2023?湖南卷,10

考向四連接體問題2023?福建卷,5

2023?北京卷,6

2022?全國乙卷,2

2021?湖南卷,7

2024?全國甲卷,9

考向五超失重問題2022?浙江6月,3

2019?浙江4月,12

2024^M^WW

命題分析

2024年高考各卷區(qū)物理試題均考查了牛頓運動定律。預(yù)測2025年高考牛頓運動定律依然是必考內(nèi)容。

試題精講

考向一單位制

1.(2024年1月浙江卷第1題)下列屬于國際單位制基本單位符號的是()

A.SB.NC.FD.T

【答案】A

【解析】國際單位制中的基本單位分別是:長度的單位是米,符號m;質(zhì)量的單位是千克,符號kg;時間

的單位是秒,符號s;電流的單位是安培,符號是A;熱力學溫度的單位是開爾文,符號K;物質(zhì)的量單位

是摩爾,符號mol;發(fā)光強度的單位是坎德拉,符號cd。

故選Ao

考向二瞬態(tài)問題

2.(2024年湖南卷第3題)如圖,質(zhì)量分別為4加、3m、2加、加的四個小球/、B、C、D,通過細線

或輕彈簧互相連接,懸掛于。點,處于靜止狀態(tài),重力加速度為g。若將3、。間的細線剪斷,則剪斷瞬間

8和。的加速度大小分別為()

【答案】A

【解析】剪斷前,對BCD分析

FAB=(3m+2m+m)g

對D

FCD=mg

剪斷后,對B

F

AB-3mg=3maB

解得

aB=g

方向豎直向上;對C

F+

DC2mg=2mac

解得

1.5g

方向豎直向下。

故選Ao

考向三圖像問題

3.(2024年全國甲卷第2題)如圖,一輕繩跨過光滑定滑輪,繩的一端系物塊P,P置于水平桌面上,與

桌面間存在摩擦;繩的另一端懸掛一輕盤(質(zhì)量可忽略),盤中放置祛碼。改變盤中祛碼總質(zhì)量加,并測

量p的加速度大小。,得到。一冽圖像。重力加速度大小為g。在下列冽圖像中,可能正確的是()

【答案】D

【解析】設(shè)P的質(zhì)量為P與桌面的動摩擦力為/;以P為對象,根據(jù)牛頓第二定律可得

T-f=Ma

以盤和祛碼為對象,根據(jù)牛頓第二定律可得

mg-T=ma

聯(lián)立可得

■m

M+mM+m

可知當祛碼的重力大于/時,才有一定的加速度,當機趨于無窮大時,加速度趨近等于g。

故選Do

考向四連接體問題

4.(2024年新課標卷第12題第(1)問)如圖,一長度/=1.0m的均勻薄板初始時靜止在一光滑平臺上,

薄板的右端與平臺的邊緣。對齊。薄板上的一小物塊從薄板的左端以某一初速度向右滑動,當薄板運動的

距離A/=—時,物塊從薄板右端水平飛出;當物塊落到地面時,薄板中心恰好運動到。點。已知物塊與薄

6

板的質(zhì)量相等。它們之間的動摩擦因數(shù)〃=0.3,重力加速度大小g=10m/s2。求

(1)物塊初速度大小及其在薄板上運動的時間;

P--------------10

【答案】(1)4m/s;-S

3

【解析】(1)物塊在薄板上做勻減速運動的加速度大小為

%==3mzs

薄板做加速運動的加速度

4=9=3介

m

對物塊

I+A/—VQI—5a/之

對薄板

12

AA/;=—drl

22

解得

v0=4m/s

1

,二一s

3

考向五超失重問題

5.(2024年全國甲卷第9題)學生小組為了探究超重和失重現(xiàn)象,將彈簧測力計掛在電梯內(nèi),測力計下端

掛一物體。已知當?shù)刂亓铀俣却笮?.8m/s2。

(1)電梯靜止時測力計示數(shù)如圖所示,讀數(shù)為N(結(jié)果保留1位小數(shù));

(2)電梯上行時,一段時間內(nèi)測力計的示數(shù)為4.5N,則此段時間內(nèi)物體處于(填“超重”或“失重”)

狀態(tài),電梯加速度大小為m/s2(結(jié)果保留1位小數(shù))。

【答案】(1)5.0(2)①.失重②.1.0

【解析】【小問1詳解】

由圖可知彈簧測力計的分度值為0.5N,則讀數(shù)為5.0N。

【小問2詳解】

[1]電梯上行時,一段時間內(nèi)測力計的示數(shù)為4.5N,小于物體的重力可知此段時間內(nèi)物體處于失重狀態(tài);

⑵根據(jù)

G=mg=5.ON

根據(jù)牛頓第二定律

mg-T=ma

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得電梯加速度大小

a?1.0m/s2

近年真題精選

考向一單位制

1.(2022年浙江6月卷第1題)下列屬于力的單位是()

A.kg-m/s2B.kg-m/sC.kg-m2sD.kg?s/m2

【答案】A

【解析】根據(jù)牛頓第二定律有

F=ma

則力的單位為

kg?m/s2

故選Ao

考向二瞬態(tài)問題

2.(2022年全國甲卷第6題)(多選)如圖,質(zhì)量相等的兩滑塊P、Q置于水平桌面上,二者用一輕彈簧

水平連接,兩滑塊與桌面間的動摩擦因數(shù)均為〃。重力加速度大小為g。用水平向右的拉力/拉動P,使兩

滑塊均做勻速運動;某時刻突然撤去該拉力,則從此刻開始到彈簧第一次恢復(fù)原長之前()

QrwwrpA尸

/////////////////////////////////////

A.P的加速度大小的最大值為2〃g

B.Q的加速度大小的最大值為2〃g

C.P的位移大小一定大于Q的位移大小

D.P的速度大小均不大于同一時刻Q的速度大小

【答案】AD

【解析】設(shè)兩物塊的質(zhì)量均為加,撤去拉力前,兩滑塊均做勻速直線運動,則拉力大小為

F=2/j.mg

撤去拉力前對Q受力分析可知,彈簧的彈力為

4=〃加g

AB.以向右為正方向,撤去拉力瞬間彈簧彈力不變?yōu)椤觛,兩滑塊與地面間仍然保持相對滑動,此時滑

塊P的加速度為

-To-jumg=man

解得

%=

此刻滑塊Q所受的外力不變,加速度仍為零,滑塊P做減速運動,故PQ間距離減小,彈簧的伸長量變小,

彈簧彈力變小。根據(jù)牛頓第二定律可知P減速的加速度減小,滑塊Q的合外力增大,合力向左,做加速度

增大的減速運動。

故P加速度大小的最大值是剛撤去拉力瞬間的加速度為2〃g。

Q加速度大小最大值為彈簧恢復(fù)原長時

"mg=ma0m

解得

=一〃叫

故滑塊Q加速度大小最大值為〃掰g,A正確,B錯誤;

C.滑塊PQ水平向右運動,PQ間的距離在減小,故P的位移一定小于Q的位移,C錯誤;

D.滑塊P在彈簧恢復(fù)到原長時的加速度為

_/ling=map2

解得

aP2=—"g

撤去拉力時,PQ的初速度相等,滑塊P由開始的加速度大小為2〃g做加速度減小的減速運動,最后彈簧

原長時加速度大小為〃g;滑塊Q由開始的加速度為0做加速度增大的減速運動,最后彈簧原長時加速度

大小也為〃g。分析可知P的速度大小均不大于同一時刻Q的速度大小,D正確。

故選AD。

考向三圖像問題

3.(2023年全國甲卷第6題)(多選)用水平拉力使質(zhì)量分別為加甲、加乙的甲、乙兩物體在水平桌面上

由靜止開始沿直線運動,兩物體與桌面間的動摩擦因數(shù)分別為〃甲和〃乙。甲、乙兩物體運動后,所受拉力

廠與其加速度。的關(guān)系圖線如圖所示。由圖可知()

A.加甲<m乙B,加甲〉加乙C.〃甲<〃乙D.〃甲〉〃乙

【答案】BC

【解析】根據(jù)牛頓第二定律有

F—jumg=ma

整理后有

F=ma-\-/img

則可知一。圖像的斜率為〃z,縱截距為卬〃g,則由題圖可看出

mv>mz.,nvmvg=fi^m乙g

故選BCo

4.(2022年湖南卷第14題第(1)問)如圖(a),質(zhì)量為加的籃球從離地〃高度處由靜止下落,與地面

發(fā)生一次非彈性碰撞后反彈至離地力的最高處。設(shè)籃球在運動過程中所受空氣阻力的大小是籃球所受重力

H—h

的丸倍(X為常數(shù)且0<2<-----),且籃球每次與地面碰撞的碰后速率與碰前速率之比相同,重力加速

H+h

度大小為g。

(1)求籃球與地面碰撞的碰后速率與碰前速率之比;

【答案】(1)

【解析】(1)籃球下降過程中根據(jù)牛頓第二定律有

mg-Amg=加a下

再根據(jù)勻變速直線運動的公式,下落的過程中有

埠=2。下笈

籃球反彈后上升過程中根據(jù)牛頓第二定律有

mg+Amg=mah

再根據(jù)勻變速直線運動的公式,上升的過程中有

vj=2a上h

則籃球與地面碰撞的碰后速率與碰前速率之比

/=(l+2)/z

V下(1-2)//

5.(2021?全國乙卷?21)(多選)水平地面上有一質(zhì)量為機1的長木板,木板的左邊上有一質(zhì)量為加2的物塊,

如圖(a)所示.用水平向右的拉力廠作用在物塊上,尸隨時間,的變化關(guān)系如圖(b)所示,其中尸1、凡分別為

小時刻尸的大小.木板的加速度隨時間f的變化關(guān)系如圖(c)所示.已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為

山,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為〃2,假設(shè)最大靜摩擦力均與相應(yīng)的滑動摩擦力相等,重力加速度大小為g.

則()

A.Fi—/bi\mig

B.仍=力的上啜3—仗)g

C.〃2>---------1i\

mi

D.在0?亥時間段物塊與木板加速度相等

答案BCD

解析由題圖(c)可知,加時刻物塊、木板一起剛要在水平地面滑動,物塊與木板相對靜止,此時以整體為研

究對象有Fi=//i(mi+m2)g,故A錯誤;

由題圖(c)可知,,2時刻物塊與木板剛要發(fā)生相對滑動,以整體為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律,

有Fz—//1(m1+m2)g=(m1+mi)a,

以木板為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律,

有N2m2g-〃1(m1+加2)g=冽14>0,

mmi+m2)

解得F2=^(U2-^)g,由F2>FI知

mi

〃2>'”葉與1,故B、C正確;

m2

由題圖(c)可知,0?攵時間段物塊與木板相對靜止,所以有相同的加速度,故D正確.

考向四連接體問題

6.(2023年湖南卷第10題)(多選)如圖,光滑水平地面上有一質(zhì)量為2加的小車在水平推力E的作用

下加速運動。車廂內(nèi)有質(zhì)量均為m的A、B兩小球,兩球用輕桿相連,A球靠在光滑左壁上,B球處在車

廂水平底面上,且與底面的動摩擦因數(shù)為〃,桿與豎直方向的夾角為。,桿與車廂始終保持相對靜止假設(shè)

最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。下列說法正確的是()

A.若B球受到的摩擦力為零,則尸=2加gtand

B.若推力/向左,且tanOW”,則尸的最大值為2加gtan,

C.若推力E向左,且〃<tan。<2〃,則/的最大值為4刃g(shù)(2〃-tan6)

D.若推力R向右,且tan,〉2〃,則少的范圍為4加g(tan,-2〃)V/7W4/ng(tane+2〃)

【答案】CD

【解析】A.設(shè)桿的彈力為N,對小球A:豎直方向受力平衡,則桿水平方向的分力與豎直方向的分力滿

--=tan0

Ny

豎直方向

Ny=mg

Nx=mgtan0

若B球受到的摩擦力為零,對B根據(jù)牛頓第二定律可得

Nx=ma

可得

a=gtan,

對小球A、B和小車整體根據(jù)牛頓第二定律

F=Ama=4mgtan0

A錯誤;

B.若推力下向左,根據(jù)牛頓第二定律可知加速度向左,小球A所受向左的合力的最大值為

Nx=mgtan0

對小球B,由于tan。V〃,小球B受到向左的合力

F=〃(Ny+mg)-Nx>mgtan0

則對小球A,根據(jù)牛頓第二定律可得

Nx=zn(zmax

對系統(tǒng)整體根據(jù)牛頓第二定律

F=4加^max

解得

F=4mgtan0

B錯誤;

C.若推力下向左,根據(jù)牛頓第二定律可知加速度向左,小球A向左方向的加速度由桿對小球A的水平分

力提供,小球A所受向左的合力的最大值為

Nx=mgtan0

小球B所受向左的合力的最大值

^nax=(N、,+mg)-Nx=2/2mg-mgtan6

由于〃<tan。W2〃可知

Fmm<mgtan0

則對小球B,根據(jù)牛頓第二定律

4nax=2〃加g-mgtan6=mamax

對系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律

F=4ma^

聯(lián)立可得/的最大值為

F=4加g(2〃-tanff)

C正確;

D.若推力/向右,根據(jù)牛頓第二定律可知系統(tǒng)整體加速度向右,由于小球A可以受到左壁向右的支持力,

理論上向右的合力可以無限大,因此只需要討論小球B即可,當小球B所受的摩擦力向左時,小球B向右

的合力最小,此時

=N*-(N了+mg)/Li=mgtan0-2jumgtan3

當小球所受摩擦力向右時,小球B向右的合力最大,此時

Fmax=NX+(Ny+mg)〃=mgtan6+2/amgtan0

對小球B根據(jù)牛頓第二定律

ma

qin=mia

41ax=加"max

對系統(tǒng)根據(jù)牛頓第二定律

F=4ma

代入小球B所受合力分范圍可得尸的范圍為

4mg(tan0-2ju)<F<4加g(tan,+2〃)

D正確。

故選CD?

7.(2023年福建卷第5題)(多選)如圖所示,一廣場小火車是由車頭和車廂編組而成。假設(shè)各車廂質(zhì)量

均相等(含乘客),在水平地面上運行過程中阻力與車重成正比。一廣場小火車共有3節(jié)車廂,車頭對第

一節(jié)車廂的拉力為工,第一節(jié)車廂對第二節(jié)車廂的拉力為《,第二節(jié)車廂對第三節(jié)車廂的拉力為“,則

()

A.當火車勻速直線運動時,7;=T2=T3

B.當火車勻速直線運動時,7;:T2:T3=3:2:1

c.當火車勻加速直線運動時,4=%=4

D.當火車勻加速直線運動時,Tx:T2:T3=3:2:1

【答案】BD

【解析】AB.設(shè)每節(jié)車廂重G,當火車勻速直線運動時

=fi=kx3G

T2=f2=kx2G

T3=f3=kxG

7]:T2:T3=3:2:1

故A錯誤,B正確;

CD.當火車勻加速直線運動時

-fi=£-kx3G=3ma

T2-f2=T2-kx2G=2ma

T3-f3=T3-kxG=ma

△:72:73=3:2:1

故C錯誤,D正確。

故選BD。

8.(2023年北京卷第6題)如圖所示,在光滑水平地面上,兩相同物塊用細線相連,兩物塊質(zhì)量均為1kg,

細線能承受的最大拉力為2N。若在水平拉力歹作用下,兩物塊一起向右做勻加速直線運動。則b的最大值

為()

~II~F

------------->

///////Z//////Z

A.INB.2NC.4ND.5N

【答案】C

【解析】對兩物塊整體做受力分析有

F=2ma

再對于后面的物塊有

戶Tmax=ma

產(chǎn)Tmax=2N

聯(lián)立解得

F=4N

故選Co

9.(2022年全國乙卷第2題)如圖,一不可伸長輕繩兩端各連接一質(zhì)量為優(yōu)的小球,初始時整個系統(tǒng)靜置

于光滑水平桌面上,兩球間的距離等于繩長工一大小為產(chǎn)的水平恒力作用在輕繩的中點,方向與兩球連線

垂直。當兩球運動至二者相距時,它們加速度的大小均為()

mQ

mO

5FIF_3F3F

A.——B.——C.D.

8m5m8m10m

【答案】A

3

【解析】當兩球運動至二者相距一上時,,如圖所示

5

3L/5—----->尸

由幾何關(guān)系可知

3L

sin6=*=-

L5

2

設(shè)繩子拉力為T,水平方向有

2Tcos6"

解得

T=-F

8

對任意小球由牛頓第二定律可得

T=ma

解得

5F

a二—

8m

故A正確,BCD錯誤。

故選Ao

10.(2021年湖南卷第7題)如圖,兩物塊P、Q用跨過光滑輕質(zhì)定滑輪的輕繩相連,開始時P靜止在水平

桌面上。將一個水平向右的推力/作用在P上后,輕繩的張力變?yōu)樵瓉淼囊话搿<褐狿、Q兩物塊的質(zhì)量

分別為加p=0.5kg、mQ=0.2kg,P與桌面間的動摩擦因數(shù)〃=0.5,重力加速度g=lOm/s?。則推力下

的大小為()

A.4.0NB.3.ONC.2.5ND.1.5N

【答案】A

【解析】P靜止在水平桌面上時,由平衡條件有

工=mQg=2N

于=T、=2N<〃加pg=2.5N

推力廠作用在P上后,輕繩的張力變?yōu)樵瓉淼囊话耄?/p>

%=4=1N

22

故Q物體加速下降,有

mQg-T2=mQa

可得

a=5m/s~

而P物體將有相同的加速度向右加速而受滑動摩擦力,對P由牛頓第二定律

T2+F-"inpg=mpa

解得

F=4N

故選Ao

考向五超失重問題

11.(2022年浙江6月卷第3題)如圖所示,魚兒擺尾擊水躍出水面,吞食荷花花瓣的過程中,下列說法

正確的是()

A.魚兒吞食花瓣時魚兒受力平衡

B.魚兒擺尾出水時浮力大于重力

C.魚兒擺尾擊水時受到水的作用力

D.研究魚兒擺尾擊水躍出水面的動作可把魚兒視為質(zhì)點

【答案】C

【解析】A.魚兒吞食花瓣時處于失重狀態(tài),A錯誤;

BC.魚兒擺尾出水時排開水的體積變小,浮力變小,魚兒能夠出水的主要原因是魚兒擺尾時水對魚向上的

作用力大于重力,B錯誤、C正確;

D.研究魚兒擺尾擊水躍出水面的動作不可以把魚兒視為質(zhì)點,否則就無動作可言,D錯誤。

故選C。

12.(2019?浙江4月選考?12)如圖所示,A、B、。為三個實心小球,/為鐵球,B、C為木球./、5兩球分

別連接在兩根彈簧上,C球連接在細線一端,彈簧和細線的下端固定在裝水的杯子底部,該水杯置于用繩子

懸掛的靜止吊籃內(nèi).若將掛吊籃的繩子剪斷,則剪斷的瞬間相對于杯底(不計空氣阻力,"木少水夕鐵)()

A./球?qū)⑾蛏线\動,B、C球?qū)⑾蛳逻\動

B.4、8球?qū)⑾蛏线\動,C球不動

C./球?qū)⑾蛳逻\動,3球?qū)⑾蛏线\動,C球不動

D./球?qū)⑾蛏线\動,2球?qū)⑾蛳逻\動,C球不動

答案D

解析開始時/球下的彈簧被壓縮,彈力向上;2球下的彈簧被拉長,彈力向下;將掛吊籃的繩子剪斷的

瞬間,系統(tǒng)的加速度為g,為完全失重狀態(tài),此時水對球的浮力為零,則/球?qū)⒃趶椓ψ饔孟孪鄬τ诒紫?/p>

上運動,8球?qū)⒃趶椓ψ饔孟孪鄬τ诒紫蛳逻\動,由于細線的拉力可以突變?yōu)榱悖訡球相對于杯底

不動,故選D.

必備知識速記

一、牛頓第一定律

1.牛頓第一定律是通過理想斜面實驗得出的,它不能由實際的實驗來驗證.

2.物理意義

(1)揭示了物體在不受外力或所受合外力為零時的運動規(guī)律.

(2)提出了一切物體都具有慣性,即物體維持其原有運動狀態(tài)的特性.

(3)揭示了力與運動的關(guān)系,說明力不是維持物體運動狀態(tài)的原因,而是改變物體運動狀態(tài)的原因.

強調(diào):運動狀態(tài)的改變指速度的改變,速度改變則必有加速度,故力是物體產(chǎn)生加速度的原因.

3.慣性大小的量度

質(zhì)量是物體慣性大小的唯一量度.物體的質(zhì)量越大,慣性越大;物體的質(zhì)量越小,慣性越小.

4.慣性的表現(xiàn)形式

(1)物體不受外力或所受的合外力為零時,慣性表現(xiàn)為物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài).

(2)物體受到外力且合外力不為零時,慣性表現(xiàn)為物體運動狀態(tài)改變的難易程度.慣性越大,物體的運動狀

態(tài)越難改變.

二、牛頓第二定律

1.對牛頓第二定律的理解

矢量性)---」a與F方向相同]

[瞬時性)——,。與F對應(yīng)同一時刻]

T因果性)~仃是產(chǎn)生。的原因)

尸、m對應(yīng)同一物體]

日■[同一性卜---------------------------------

六一1a、F、加統(tǒng)一使用國際單位制單位]

笆[獨立性I包一個力都可以產(chǎn)生各自的加冠畫

只適用于宏觀、低速運動的物體,

不適用于微觀、高速運動的粒子

U局限性卜

物體的加速度必須是相對慣性系

而言的

2.力和運動之間的關(guān)系

(1)不管速度是大是小,或是零,只要合力不為零,物體就有加速度.

(2)a="是加速度的定義式,a與Av、At無必然聯(lián)系;a=F是加速度的決定式,a°=F,a°--.

Atmm

(3)合力與速度同向時,物體做加速直線運動;合力與速度反向時,物體做減速直線運動.

三、單位制

國際單位制的基本單位

物理量名稱物理量符號單位名稱單位符號

長度1米m

質(zhì)量m千克(公斤)kg

時間t秒S

電流I安[培]A

熱力學溫度T開[爾文]K

物質(zhì)的量n,(v)摩[爾]mol

發(fā)光強度I,(Iv)坎[德拉]cd

四、瞬時問題

1.兩種模型

合外力與加速度具有因果關(guān)系,二者總是同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失,當物體所受合外力發(fā)生變化時,

加速度也隨著發(fā)生變化,而物體運動的速度不能發(fā)生突變.

不發(fā)生明顯形變就能產(chǎn)生彈力,

剪斷或脫離后,不需要時間恢復(fù)

形變,彈力立即消失或改變,一

輕繩、輕桿

般題目中所給的輕繩、輕桿和接

和接觸面

觸面在不加特殊說明時,均可按

此模型處理

兩種

模型

當彈簧的兩端與物體相連(即兩

端為固定端)時,由于物體有慣

彈簧、蹦床

性,彈簧的長度不會發(fā)生突變,

和橡皮筋

所以在瞬時問題中,其彈力的大

小認為是不變的,即此時彈簧的

彈力不突變

2.解題思路

分析瞬時變化前分析瞬時變化后求出變化后物體所受合力

求瞬時加速度

物體的受力情況—哪些力變化或消失一根據(jù)牛頓第二定律列方程

五、超重和失重問題

1.實重和視重

(1)實重:物體實際所受的重力,與物體的運動狀態(tài)無關(guān)(選填“無關(guān)”或“相關(guān)”).

(2)視重:當物體掛在彈簧測力計下或放在水平臺秤上時,彈簧測力計或臺秤的示數(shù)稱為視重.

2.超重、失重和完全失重的對比

名稱超重失重完全失重

現(xiàn)象視重大于實重視重小于實重視重等于0

產(chǎn)生物體豎直向下的加速度

物體的加速度向上物體的加速度向下

條件等于g

對應(yīng)

自由落體運動、豎直上

運動加速上升或減速下降加速下降或減速上升

拋運動、宇宙航行等

情境

F—mg=mamg—F=mamg—F=mg

原理

F=mg+maF=mg—maF=0

3.判斷超重和失重的方法

(1)從受力的角度判斷

當物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時,物體處于超重狀態(tài);小于重力時,物體處于失重狀態(tài);等于

零時,物體處于完全失重狀態(tài).

(2)從加速度的角度判斷

當物體具有向上的(分)加速度時,物體處于超重狀態(tài);具有向下的(分)加速度時,物體處于失重狀態(tài);向下

的加速度等于重力加速度時,物體處于完全失重狀態(tài).

六、動力學中的連接體問題

1.連接體

多個相互關(guān)聯(lián)的物體連接(疊放、并排或由繩子、細桿、彈簧等聯(lián)系)在一起構(gòu)成的物體系統(tǒng)稱為連接體.連

接體一般(含彈簧的系統(tǒng),系統(tǒng)穩(wěn)定時)具有相同的運動情況(速度、加速度).

2.整體法與隔離法在連接體中的應(yīng)用

若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且不需要求物體之間

整體法的選取原則的作用力,可以把它們看成一個整體,分析整體受到的外力,

應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度

若連接體內(nèi)各物體的加速度不相同,或者要求出系統(tǒng)內(nèi)兩物

隔離法的選取原則體之間的作用力時,就需要把物體從系統(tǒng)中隔離出來,應(yīng)用

牛頓第二定律列方程求解

若連接體內(nèi)各物體具有相同的加速度,且要求物體之間的作

整體法、隔離法的交替用力時,可以先用整體法求出加速度,然后再用隔離法選取

運用合適的研究對象,應(yīng)用牛頓第二定律求作用力,即“先整體求

加速度,后隔離求內(nèi)力

七、動力學圖像問題

1.常見圖像

(l)v—t圖像:根據(jù)圖像的斜率判斷加速度的大小和方向,再根據(jù)牛頓第二定律求解.

(2)a-t圖像:注意加速度的正負,正確分析每一段的運動情況,然后結(jié)合物體的受力情況應(yīng)用牛頓第二定

律列方程求解.

(3)F-t圖像:結(jié)合物體受到的力,由牛頓第二定律求出加速度,分析每一段的運動情況.

(4)F-a圖像:首先要根據(jù)具體的物理情景,對物體進行受力分析,然后根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出兩個量間

的函數(shù)關(guān)系式,根據(jù)函數(shù)關(guān)系式結(jié)合圖像,明確圖像的斜率、截距或面積的意義,從而由圖像給出的信息

求出未知量.

2.解題策略

(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:圖線與橫、縱坐標的交點,圖線的轉(zhuǎn)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、情景結(jié)合起來,應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖像對應(yīng)的

函數(shù)方程式,進而明確“圖像與公式”“圖像與物體”間的關(guān)系,以便對有關(guān)物理問題作出準確判斷.

名校模擬探源

1.(2024?北京市海淀區(qū)?一模)如圖所示,某人站上向右上行的智能電動扶梯,他隨扶梯先加速,再勻

速運動。在此過程中人與扶梯保持相對靜止,下列說法正確的是()

A扶梯加速運動階段,人處于超重狀態(tài)

B.扶梯加速運動階段,人受到的摩擦力水平向左

C.扶梯勻速運動階段,人受到重力、支持力和摩擦力

D.扶梯勻速運動階段,人受到的支持力大于重力

【答案】A

【解析】AB.依題意可知在加速運動過程中,人的加速度向右上方,加速度在豎直向上的方向上有分量和

在水平向右方向有分量,可知人處于超重狀態(tài),人受到的摩擦力水平向右,故A正確,B錯誤;

CD.扶梯勻速運動階段,由平衡條件可知人受到自身重力,扶梯對它豎直向上的支持力,共計兩個力的作

用,且扶梯對人的支持力大小等于重力大小,故C、D錯誤。

故A。

2.(2024?河北?三模)某游泳運動員在°?6s時間內(nèi)運動的V--圖像如圖所示。關(guān)于該運動員,下列說

法正確的是()

A.在0?6s內(nèi)所受的合力一直不為0

B.在0?6s內(nèi)的位移大小為24m

C.在2s?4s內(nèi)一定處于超重狀態(tài)

D.在4s?6s內(nèi)的位移大小為8m

【答案】D

【解析】A.V-/圖像的斜率代表加速度,由圖像可知,在2?4s該運動員的有加速度,由牛頓第二定律

可知

F合=ma

在0?2s與4?6s運動員并無加速度,即此時合力為零,綜上所述,運動員在0?2s與4?6s所受合力為

零,在2~4s,所受合力不為零,故A項錯誤;

B.由于v-Z圖像與坐標軸圍成的面積表示位移,所以在0?6s內(nèi)的位移為

x=;(2+4)x4m=12m

故B項錯誤;

C.由之前的分析,在2s?4s結(jié)合圖像可知,其加速度為

4-020/2

a=------m/s=2m/s

4-2

由于不知道運動員運動方向,只知道該時間內(nèi)運動員加速度方向與運動員的運動方向相同,而超重則加速

度方向為豎直向上,所以其不一定是超重狀態(tài),故C項錯誤;

D.結(jié)合之前的分析,在4s?6s的位移為

%=4x2m=8m

故D項正確。

故選D。

3.(2024?河南省信陽市?二模)在光滑水平面上,一質(zhì)量為加的物塊在水平拉力廠作用下由靜止開始運

動,拉力廠隨時間t變化的圖像如圖所示,則物塊的圖像正確的是()。

【解析】AB.根據(jù)R/圖像可以看出,0?Is時間內(nèi),F(xiàn)=0,物體原來靜止,這段時間繼續(xù)保持靜止;1?2s

時間內(nèi),歹逐漸增大,由牛頓第二定律

F

a=—

m

物體加速度也逐漸增大,做加速度增大的加速運動,v-f圖像的斜率(表示加速度)逐漸增大,2?3s時間內(nèi),

尸恒定,物體做勻加速運動;3?5s時間內(nèi),尸逐漸減小,加速度也減小,但方向和速度仍然同向,物體做加

速度減小的加速運動,所以A正確,B錯誤;

CD.1?2s時間內(nèi),做加速度增大的加速運動,v-f圖像的斜率(表示加速度)應(yīng)逐漸增大,故C、D錯誤。

故選Ao

4.(2024?黑龍江名校聯(lián)考?二模)某物體在豎直方向做直線運動的v-f圖像如圖所示。若選向上為正方

向,則下列說法正確的是()

B.0~2s內(nèi),物體的平均速度大小為3m/s

c./=2s時,物體的速度、加速度均等于零

D.f=4s時,物體離出發(fā)點最遠

【答案】A

【解析】A.由圖可知,0?Is內(nèi),物體向上做加速運動,則物體的加速度方向向上,則物體處于超重狀態(tài),

故A正確;

B.0?2s內(nèi),如果物體沿正方向先做勻加速直線運動后做勻減速直線運動,最大速度為6m/s,丫-力圖像如

圖所示

則0~2s內(nèi),物體的平均速度大小為

-v

v=—=3m/s

2

但物體先做加速度減小的加速運動后做加速度增大的減速運動,可知0?2s內(nèi),物體的平均速度大于3m/s,

故B錯誤;

C.由圖可知,f=2s時,物體的速度為零,但速度時間圖像的斜率表示加速度,而此時圖線的斜率最大,

即加速度最大,故C錯誤;

D.速度時間圖像與時間軸圍成的面積表示位移,圖像在時間軸上方表示位移為正,在時間軸下方表示位移

為負,0?2s內(nèi),物體沿正方向運動,圖像在時間軸上方,2?4s內(nèi),物體沿負方向運動,圖像在時間軸下方,

根據(jù)對稱性可知,4s時,物體回到出發(fā)點,故D錯誤。

故選Ao

5.(2024?湖北省十一校聯(lián)考?二模)物塊P、Q中間用一根輕質(zhì)彈簧相連,放在光滑水平面上,物塊P

的質(zhì)量為2kg,如圖甲所示。開始時兩物塊均靜止,彈簧處于原長,/=0時對物塊P施加水平向右的恒力R

/=1S時撤去,在0?1s內(nèi)兩物體的加速度隨時間變化的情況如圖乙所示。整個運動過程中以下說法正確的

是()

A./=ls時,物塊Q的速度大小為0.4m/s

B.恒力下大小為1.6N

C.物塊Q的質(zhì)量為0.5kg

D.f=ls后,物塊P、Q一起做勻加速直線運動

【答案】C

【解析】A.圖象與坐標軸圍成的面積表示速度變化量,若0?1s內(nèi)Q的加速度均勻增大,則Z=ls時Q的速

度大小等于

=—Xlx0.8m/s=0.4m/s

2

由圖可得實際Q的圖象與坐標軸圍成的面積大于Q的加速度均勻增大時圖象與坐標軸圍成的面積,故z=ls

時Q的速度大小大于0.4m/s,故A錯誤;

B.?=0時,對物塊P有

F—Tz/pt/g=2x1N=2N

故恒力大小為2N,故B錯誤;

CD./=ls時,對物塊P、Q整體有

F=(加p+加Q)q

解得

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