第3讲 动力学图像问题及动力学方法的综合应用（讲）（原卷版）2022年高考一轮复习讲练测（新高考·江苏)

这是一份第3讲 动力学图像问题及动力学方法的综合应用（讲）（原卷版）2022年高考一轮复习讲练测（新高考·江苏)，共8页。试卷主要包含了动力学中的图象问题，动力学中的连接体问题，动力学中的临界和极值问题等内容，欢迎下载使用。
第3讲 动力学图像问题及动力学方法的综合应用（讲）命题分析：动力学图像问题及动力学方法问题，高考命题中选择题多与图像相结合，计算题与运动学规律结合考查多对象多过程问题，试题难度中等。趋势分析：重点考查对牛顿运动定律的理解及灵活应用。涉及临界、极值并与图像相结合等的综合应用、对学生的理解能力、分析综合能力及应用数学方法解题的能力等要求较高。物理观念：理解和掌握牛顿运动定律科学思维：整体法与隔离法、数形结合解决动力学问题、控制变量法科学态度与责任：通过牛顿运动定律的学习，进一步认识物理学是对自然现象的描述与理解，激发学生学习物理的兴趣，形成正确的世界观、人生观和价值观。一、动力学中的图象问题1.常见的动力学图象及问题类型2.解题策略——数形结合解决动力学图象问题(1)在图象问题中，无论是读图还是作图，都应尽量先建立函数关系，进而明确“图象与公式”“图象与规律”间的关系；然后根据函数关系读取图象信息或描点作图。(2)读图时，要注意图线的起点、斜率、截距、折点以及图线与横坐标轴包围的“面积”等所表示的物理意义，尽可能多地提取有效信息。二、动力学中的连接体问题1.两个或多个物体相连组成的物体系统叫做连接体，连接体问题是高考中的常考点。命题特点如下：(1)通过轻绳、轻杆、轻弹簧关联：一般考查两物体或多物体的平衡或共同运动，要结合绳、杆、弹簧特点分析。(2)两物块叠放：叠放问题一般通过摩擦力的相互作用关联，考查共点力平衡或牛顿运动定律的应用。(3)通过滑轮关联：通过滑轮关联的两个或多个物体组成的系统，一般是物体加速度大小相同、方向不同，可分别根据牛顿第二定律建立方程，联立求解。2.解决连接体问题的两种方法三、动力学中的临界和极值问题1.临界或极值问题的关键词(1)“刚好”“恰好”“正好”“取值范围”等，表明题述的过程存在临界点。(2)“最大”“最小”“至多”“至少”等，表明题述的过程存在极值。2.产生临界值和极值的条件(1)两物体脱离的临界条件：相互作用的弹力为零，加速度相等。(2)绳子松弛(断裂)的临界条件：绳中张力为零(最大)。(3)两物体发生相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值。(4)加速度最大的条件：合外力最大。(5)速度最大的条件：应通过运动过程分析，很多情况下当加速度为零时速度最大。3.临界或极值问题的分析方法(1)假设分析法。(2)数学极值法。命题点1 动力学中的图象问题考法1 动力学中的v－t图象【例1】（2021·江苏南通市·高三期末）某兴趣小组的同学做家用汽车刹车性能测试，估测汽车刹车时的速度。某次测得汽车从刹车到停下来所用的时间为t，在平直路面上通过的距离为s。已知汽车的速度越大，所受的阻力越大，则该汽车刹车时的速度v（　　）A． B． C． D．【变式1】（2020·江苏淮安市·淮海中学高三月考）如图（a）所示，质量相等的a、b两物体，分别从斜面上的同一位置A由静止下滑，经B点的水平面上滑行一段距离后停下．不计经过B点时的能量损失，用传感器采集到它们的速度—时间图象如图（b）所示，下列说法正确的是( )A．a在斜面上滑行的加速度比b的大B．a在水平面上滑行的距离比b的短C．a与斜面间的动摩擦因数比b的小D．a与水平面间的动摩擦因数比b的大考法2 动力学中的F－t图象【例2】（2020·江苏省响水中学高三月考）如图甲所示，倾角为30°的足够长的光滑斜面上，有一质量m=0.8kg的物体受到平行斜面向上的力F作用，其大小F随时间t变化的规律如图乙所示，t = 0时刻物体速度为零，重力加速度， 下列说法中正确的是（ ）A．0～1s时间内物体的加速度最大B．第2s末物体的速度不为零C．2～3s时间内物体做向下匀加速直线运动D．第3s末物体回到了原来的出发点【变式2】某位同学在电梯中用弹簧测力计测量一物体的重力，在0至t3时间段内，弹簧测力计的示数F随时间t变化如图所示，以竖直向上为正方向，则下列关于物体运动的a－t图、v－t图及P－t图（P为物体重力的功率大小）可能正确的是（　　）
 A． B．C． D．考法3 动力学中的F－x图象【例3】（2021·全国高三一模）如图，轻弹簧的下端与连接，上端与连接。已知质量相等，静止时弹簧压缩量为，现用一竖直向上的力作用在上，使其向上做匀加速直线运动，以表示离开静止位置的位移，至恰好离开地面。下列表示和之间关系的图像，可能正确的是（　　）A． B．C． D．【变式3】如图所示，光滑斜面固定在水平地面上，物块与物块并排放在斜面上，斜面底端固定着与斜面垂直的挡板，轻弹簧的一端固定在挡板上，另一端与连接，开始时、处于静止状态，现对物块施加一平行于斜面向上的力，使沿斜面向上做匀加速直线运动，经过一段时间后、分离，、间的弹力大小记为，、可看成质点，则从施加力到、分离时，能正确表示力、随时间或随、沿斜面向上运动的位移的变化图线的是（　　）A．B．C．D．考法4 动力学中的F－a图象【例4】（2021·全国高三专题练习）如图甲所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为的光滑斜面上的物体，F逐渐增大，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示，若重力加速度g取10m/s2。根据图乙中所提供的信息可以计算出（　　）A．物体的重力为2NB．斜面的倾角为37°C．加速度为6m/s2时物体的速度D．物体能静止在斜面上所施加的最小外力为12N【变式4】物体A、B都静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB，与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB，用水平拉力F拉物体A、B，所得加速度a与拉力F关系图线如图，则（　　）A．μA>μB mA>mB B．μA>μB mA<mB C．μA=μB mA=mB D．μA<μB mA >mB命题点2 动力学中的连接体问题考法1 相对静止类【例5】（2021·江苏高三专题练习）如图所示，材料相同的物体m1、m2由轻绳连接，在恒定拉力F的作用下沿斜面向上加速运动，轻绳拉力的大小（　　）A．与斜面的倾角θ有关B．与物体和斜面之间的动摩擦因数μ有关C．只与物体的质量m1有关D．若改用F沿斜面向下拉连接体，轻绳拉力的大小与θ，μ无关【变式5】（2020·江苏镇江市·高三期中）如图所示，光滑水平面上放置着质量分别为和的A、B两个物体，A、B间的最大静摩擦力为，现用水平力F拉B物体，使A、B以同一加速度运动，则F的最大值为（　　）A． B． C． D．考法2 相对运动类【例6】（2020·江苏徐州市·高三期中）如图所示，长木板A放在光滑水平地面上，物块B放在A上，A、B静止。A、B质量均为1kg，它们间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用6N的水平力F拉B，g取10m/s2，A的加速度大小为（　　）A．2m/s2 B．3m/s2 C．4m/s2 D．6m/s2【变式6】（2020·江苏高三专题练习）如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上。若砝码和纸板的质量分别为3m和m，砝码与纸板、纸板与桌面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g。要使纸板相对砝码运动，纸板所需的水平向右拉力至少应为（　　）A．5μmg B．6μmg C．7μmg D．8μmg命题点3 动力学中的临界和极值问题【例7】（2020·江苏泰州市·泰州中学）如图所示，质量都为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，现用大小等于mg的恒力F向上拉B，当运动距离h时B与A分离。已知重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　）A．B和A刚分离时，弹簧处于原长B．B和A刚分离时，它们的加速度大小为gC．弹簧的劲度系数等于D．在B与A分离之前，它们做匀加速运动【变式7】倾角为θ＝45°、外表面光滑的楔形滑块M放在水平面AB上，在滑块M的顶端O处固定一细线，细线的另一端拴一小球，已知小球的质量为m＝ kg，当滑块M以a＝2g的加速度向右运动时，细线拉力的大小为(g取10 m/s2)(　　)图10A.10 N   B.5 N    C. N     D. N【变式8】如图11所示，一质量m＝0.40 kg、可视为质点的小物块，在与斜面成某一夹角的拉力F作用下，沿斜面向上做匀加速运动，经t＝2 s的时间物块由A点运动到B点，物块在A点的速度为v0＝2 m/s，A、B之间的距离L＝10 m。已知斜面倾角θ＝30°，物块与斜面之间的动摩擦因数μ＝。重力加速度g取10 m/s2。图11(1)求物块加速度的大小及到达B点时速度的大小；(2)拉力F与斜面夹角为多大时，拉力F最小？拉力F的最小值是多少？