2025年物理新高考備考2025年（版）物理《三維設(shè)計》一輪總復(fù)習(xí)（提升版）素養(yǎng)提升5⇒動力學(xué)中的三類典型問題

素養(yǎng)提升5?動力學(xué)中的三類典型問題CONTENTS題型一01題型二0203題型三04跟蹤訓(xùn)練·鞏固提升01題型一動力學(xué)中的連接體問題1.連接體的運(yùn)動特點(diǎn)輕繩——輕繩在伸直狀態(tài)下，兩端的連接體沿繩方向的速度總

是相等。輕桿——輕桿平動時，連接體具有相同的平動速度；輕桿轉(zhuǎn)動時，

連接體具有相同的角速度，而線速度與轉(zhuǎn)動半徑成正比。輕彈簧——在彈簧發(fā)生形變的過程中，兩端連接體的速度不一定相

等；在彈簧形變量最大時，兩端連接體的速率相等。2.解決方法（1）分析方法：整體法和隔離法。（2）選用整體法和隔離法的策略①當(dāng)各物體的運(yùn)動狀態(tài)相同時，宜選用整體法；當(dāng)各物體的

運(yùn)動狀態(tài)不同時，宜選用隔離法。②對較復(fù)雜的問題，通常需要多次選取研究對象，交替應(yīng)用

整體法與隔離法才能求解。共速連接體——力的“分配”情境描述兩物塊在力F作用下一起運(yùn)動，系統(tǒng)的加速度與每個物塊

的加速度相同情境圖

結(jié)論

A.由右向左，兩塊木塊之間的摩擦力依次變小B.木塊加速度為0.2m/s2C.第2塊木塊與第3塊木塊之間的彈力大小為0.90FD.第3塊木塊與第4塊木塊之間的彈力大小為0.38F

關(guān)聯(lián)速度連接體【例2】

（2024·四省聯(lián)考）如圖（a），足夠高的水平長桌面上，P

點(diǎn)左邊光滑，右邊粗糙，物塊A在砝碼B的拉動下從桌面左端開始運(yùn)

動，其v－t圖像如圖（b）所示，已知砝碼質(zhì)量為0.10kg，重力加速度

大小g取10m/s2，求：（1）物塊A的質(zhì)量；答案：0.4kg

（2）物塊A與P點(diǎn)右邊桌面間的動摩擦因數(shù)。答案：0.125

02題型二動力學(xué)中的臨界和極值問題1.“四種”典型臨界條件接觸與

脫離兩物體相接觸或脫離，臨界條件是彈力FN＝0相對滑

動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(dá)到最大值繩子斷

裂與松弛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速度達(dá)

到最值加速度為02.“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)

式分析臨界值相對滑動的臨界問題【例3】

（多選）（2024·內(nèi)蒙古赤峰模擬）如圖所示，質(zhì)量分別為

2m和m的A、B兩物塊，靜止疊放在水平地面上。A、B間的動摩擦因數(shù)為μ，B與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5μ。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g?，F(xiàn)對B施加一水平拉力F，則下列說法中正確的是（

）A.當(dāng)F＝2μmg時，A、B都相對地面靜止B.當(dāng)F＞3μmg時，A、B間相對滑動C.當(dāng)F＝3μmg時，B的加速度等于0.5μgD.無論F為何值，A的加速度不會超過μg

恰好脫離的動力學(xué)臨界問題【例4】

（多選）（2024·遼寧撫順模擬）如圖所示，在水平地面上

有一傾角為θ，表面光滑的斜面體。在斜面體頂端固定一與斜面垂直

的擋板，用質(zhì)量不計的細(xì)線系著一個質(zhì)量為m的小球。現(xiàn)對斜面體施

加一水平方向的外力F，使斜面體做加速度大小為a的勻加速直線運(yùn)

動。已知θ＝30°，重力加速度大小為g，則（

）A.若斜面體以加速度a＝g向右加速運(yùn)動時，小球?qū)瑝K壓力為零D.當(dāng)斜面體以加速度a＝2g向左加速運(yùn)動時，線中拉力為零

若斜面體以加速度a＝g向右加速運(yùn)動時，此時向右的加速度小于臨界

加速度a0，則小球?qū)π泵骟w仍然有壓力，故A錯誤；若斜面體以加速

度a＝g向右加速運(yùn)動時，對小球由牛頓第二定律得水平方向的合力大

小為F合＝ma＝mgFT'cosθ－FNsinθ＝mgFT'sinθ＋FNcosθ＝mg

對小球受力分析如圖所示，可知水平和豎直方向分別滿足如下關(guān)系

動力學(xué)中的極值問題【例5】

（多選）（2024·湖南懷化模擬）如圖甲所示，將某一物塊

每次以不變的初速率沿足夠長的斜面向上推出，調(diào)節(jié)斜面與水平方向

的夾角θ，實(shí)驗(yàn)測得物塊運(yùn)動的最遠(yuǎn)位移x與斜面傾角θ的關(guān)系如圖乙

所示，g取10m/s2，則（

）A.物塊的初速度為2m/sB.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.4C.物塊沿斜面上滑的最大加速度為g

03題型三動力學(xué)中的圖像問題1.“兩大類型”（1）已知物體在某一過程中所受的合力（或某個力）隨時間的變

化圖線，要求分析物體的運(yùn)動情況。（2）已知物體在某一過程中速度、加速度隨時間的變化圖線，要

求分析物體的受力情況。2.“一個橋梁”：加速度是聯(lián)系v－t圖像與F－t圖像的橋梁。3.解決圖像問題的方法和關(guān)鍵（1）分清圖像的類別：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，會分析臨

界點(diǎn)。（2）注意圖像中的一些特殊點(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)等表示的物

理意義。（3）明確能從圖像中獲得哪些信息：把圖像與物體的運(yùn)動情況

相結(jié)合，再結(jié)合斜率、特殊點(diǎn)、面積等的物理意義，確定

從圖像中得出的有用信息。這些信息往往是解題的突破口

或關(guān)鍵點(diǎn)。通過F－t、F－x圖像分析運(yùn)動情況【例6】

（多選）如圖甲所示，輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，

上端放置的物體（物體與彈簧不連接）處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用豎直向上

的拉力F作用在物體上，使物體開始向上做勻加速運(yùn)動，拉力F與物體

位移x之間的關(guān)系如圖乙所示。g取10m/s2，下列判斷正確的是（

）A.物體與彈簧分離時，彈簧處于壓縮狀態(tài)B.彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/cmC.物體的質(zhì)量為2kgD.物體的加速度大小為5m/s2解析：物體與彈簧分離時，彈簧恢復(fù)原長，故A錯誤；剛開始時物體

處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力和彈力二力平衡，有mg＝kx；拉力F1為10N時，

根據(jù)牛頓第二定律有F1＋kx－mg＝ma；物體與彈簧分離后，拉力F2為

30N，根據(jù)牛頓第二定律有F2－mg＝ma；代入數(shù)據(jù)解得m＝2kg，k＝

500N/m＝5N/cm，a＝5m/s2，故A、B錯誤，C、D正確。通過v－t、a－t圖像分析受力情況【例7】

（多選）（2024·山東聊城期末）如圖甲所示，一質(zhì)量m＝

2.0kg的小物塊以一定的初速度沖上一傾角為37°的足夠長的斜面，某

同學(xué)利用傳感器測出了小物塊沖上斜面過程中多個時刻的瞬時速度，

并用計算機(jī)作出了小物塊上滑過程中的v－t圖線，如圖乙所示。（sin

37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）則下列說法正確的是（

）A.小物塊沖上斜面過程中加速度的大小為8.0m/s2B.小物塊在斜面上滑行的最大位移為8mC.小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25D.小物塊在上滑過程中所受摩擦力大小為5N

通過a－F圖像分析力與運(yùn)動的關(guān)系【例8】

（多選）（2024·山東濟(jì)寧模擬）如圖（a），一水平外力F

作用在物體上，使物體靜止在傾角為θ的光滑斜面上，逐漸增大F，物

體做變加速運(yùn)動，其加速度a隨外力F變化的圖像如圖（b）所示。重

力加速度g取10m/s2。根據(jù)圖（b）判斷，下列說法正確的是（

）A.物體的質(zhì)量m＝2kgB.斜面的傾角θ＝53°C.加速度為5m/s2時力F的大小為25ND.物體靜止在斜面上時，水平外力的大小為F＝15N

04跟蹤訓(xùn)練·鞏固提升1.（多選）（2023·全國甲卷19題）用水平拉力使質(zhì)量分別為m甲、m乙

的甲、乙兩物體在水平桌面上由靜止開始沿直線運(yùn)動，兩物體與桌

面間的動摩擦因數(shù)分別為μ甲和μ乙。甲、乙兩物體運(yùn)動后，所受拉

力F與其加速度a的關(guān)系圖線如圖所示。由圖可知（

）A.m甲＜m乙B.m甲＞m乙C.μ甲＜μ乙D.μ甲＞μ乙12345678910解析：

根據(jù)牛頓第二定律得F－μmg＝ma，整理得F＝ma＋

μmg，則F－a圖像的斜率為m，縱截距為μmg。由題圖可知m甲＞m

乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g，則μ甲＜μ乙，故選B、C。123456789102.（2024·寧夏銀川模擬）將一個質(zhì)量為1kg的小球豎直向上拋出，最

終落回拋出點(diǎn)，運(yùn)動過程中所受阻力大小恒定，方向與運(yùn)動方向相

反。該過程的v－t圖像如圖所示，g取10m/s2。下列說法正確的是

（

）A.小球所受重力和阻力之比為6∶1B.小球上升與下落所用時間之比為2∶3D.小球下落過程，受到向上的空氣阻力，處于超重狀態(tài)12345678910

123456789103.如圖甲所示，當(dāng)A、B兩物塊放在光滑的水平面上時，用水平恒力F

作用于A的左端，使A、B一起向右做勻加速直線運(yùn)動時的加速度大

小為a1，A、B間的相互作用力的大小為N1。如圖乙所示，當(dāng)A、B兩

物塊放在固定光滑斜面上時，在恒力F作用下，使A、B一起沿斜面

向上做勻加速直線運(yùn)動時的加速度大小為a2，A、B間的相互作用力

大小為N2，則有關(guān)a1、a2和N1、N2的關(guān)系正確的是（

）A.a1＞a2，N1＞N2B.a1＞a2，N1＜N2C.a1＝a2，N1＝N2D.a1＞a2，N1＝N212345678910

123456789104.（多選）如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起靜止在水平地面上，A

物塊的質(zhì)量mA＝2kg，B物塊的質(zhì)量mB＝3kg，A與B接觸面間的動

摩擦因數(shù)μ1＝0.4，B與地面間的動摩擦因數(shù)μ2＝0.1，現(xiàn)對A或?qū)施

加一水平外力F，使A、B相對靜止一起沿水平地面運(yùn)動，重力加速

度g取10m/s2，物塊受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。下列說

法正確的是（

）A.若外力F作用到物塊A時，則其最小值為8NB.若外力F作用到物塊A時，則其最大值為10NC.若外力F作用到物塊B時，則其最小值為13ND.若外力F作用到物塊B時，則其最大值為25N12345678910解析：

A物塊與B物塊之間的最大靜摩擦力為μ1mAg＝8N，

B物塊與地面之間的最大靜摩擦力為μ2（mA＋mB）g＝5N，所

以無論外力F作用到物塊A上或物塊B上，當(dāng)F取最小值5N時，

滿足題述情況，故A、C錯誤；當(dāng)外力F作用到A上，二者相對靜

止，A對B的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時，F(xiàn)的值最大，對B根據(jù)

牛頓第二定律，有μ1mAg－μ2（mA＋mB）g＝mBa，代入數(shù)據(jù)解

得a＝1m/s2。對整體有F－μ2（mA＋mB）g＝（mA＋mB）a，代

入數(shù)據(jù)解得F＝10N，故B正確；12345678910當(dāng)外力F作用到B上，二者相對靜止，A對B的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時，F(xiàn)的值最大，對A根據(jù)牛頓第二定律有μ1mAg＝mAa'，代入數(shù)據(jù)解得a'＝μ1g＝4m/s2，對A、B整體根據(jù)牛頓第二定律有F'－μ2（mA＋mB）g＝（mA＋mB）a'，代入數(shù)據(jù)解得F'＝25N，故D正確。12345678910

5.（多選）（2024·甘肅天水期末）如圖所示的裝置叫作阿特伍德機(jī)，是阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律。繩子兩端的物體下落（或上升）的加速度總是小于自由落體的加速度g。已知物體A、B的質(zhì)量相等，均為4m，物體C的質(zhì)量為2m，一切摩擦不計，輕繩不可伸長且足夠長，現(xiàn)將裝置從靜止釋放。下列說法正確的是（

）1234567891012345678910

123456789106.（多選）如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩物體疊放在豎直輕質(zhì)彈簧

上并保持靜止，現(xiàn)用大小等于0.8mg的恒力F向上拉B，當(dāng)運(yùn)動距離

為h時B與A恰好分離（

）B.B和A剛分離時，彈簧為原長C.B和A剛分離時，B和A的加速度相同D.從開始運(yùn)動到B和A剛分離的過程中，兩物體的動能先增大后減小12345678910

123456789107.（多選）如圖甲所示，平行于光滑斜面的輕彈簧勁度系數(shù)為k，其

一端固定在傾角為θ的斜面底端，另一端與物塊A連接。A、B質(zhì)量

均為m，且初始時均處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用平行于斜面向上的力拉物

塊B，使B沿斜面向上做加速度為a的勻加速運(yùn)動，A、B兩物塊在開

始一段時間內(nèi)的v－t關(guān)系分別對應(yīng)圖乙中A、B圖線（t1時刻A、B的

圖線相切，t2時刻對應(yīng)A圖線的最高點(diǎn)），重力加速度為g。則（

）12345678910A.從0到t2時刻，拉力F逐漸增大12345678910

123456789108.（多選）如圖所示，光滑的水平地面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的兩滑塊A、B

在水平外力作用下緊靠在一起壓緊彈簧，彈簧左端固定在墻壁上，

此時彈簧的壓縮量為x0，以兩滑塊此時的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)建立如圖

所示的坐標(biāo)系，某時刻僅將外力突然反向并使B向右做勻加速運(yùn)

動，已知A、B質(zhì)量關(guān)系為mA＜mB，則下列關(guān)于外力F、兩滑塊間彈

力大小FN與滑塊B的位移變化的關(guān)系圖像可能正確的是（

）1234567891012345678910

12345678910

答案：20m/s

12345678910解析：F作用時，對圓環(huán)受力分析，如

圖甲所示。沿桿方向，有Fcos30°－mgsin30°－Ff＝ma1垂直桿方向，有mgcos30°＝FN＋Fsin30°又Ff＝μFN聯(lián)立解得a1＝10m/s2由運(yùn)動學(xué)公式得2s時圓環(huán)的速度大小v＝a1t代入數(shù)據(jù)解得v＝20m/s。12345678910（