高考物理一轮复习【专题练习】 专题16 动力学的两类基本问题、连接体模型

高考物理一轮复习策略

首先，要学会听课：

1、有准备的去听，也就是说听课前要先预习，找出不懂的知识、发现问题，带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐，也更听得进去，容易掌握;

2、参与交流和互动，不要只是把自己摆在“听”的旁观者，而是“听”的参与者。

3、听要结合写和思考。

4、如果你因为种种原因，出现了那些似懂非懂、不懂的知识，课上或者课后一定要花时间去弄懂。

其次，要学会记忆：

1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类，做成思维导图或知识点卡片，会让你的大脑、思维条理清醒，方便记忆、温习、掌握。

2、合理用脑。

3、借助高效工具。学习思维导图，思维导图是一种将放射性思考具体化的方法，也是高效整理，促进理解和记忆的方法。最后，要学会总结：

一是要总结考试成绩，通过总结学会正确地看待分数。

1.摸透主干知识       2.能力驾驭高考      3.科技领跑生活

2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训

专题16 动力学的两类基本问题、连接体模型

【特训典例】

一、已知受力情况求运动情况

1．如图所示，一小球塞在一个竖直圆管中，让圆管由距地面为处静止自由下落，与地面发生多次弹性碰撞，运动过程中，圆管始终保持竖直。已知圆管的质量为，小球的质量为，小球与圆管之间的滑动摩擦力大小为，，不计空气阻力。下列说法中正确的是（　　）

A．圆管第一次与地面碰撞后，与球在空中相对静止之前，圆管的加速度大小为

B．圆管第一次与地面碰撞后，与球在空中相对静止之前，小球的加速度大小为

C．圆管与地面第一次碰撞后到第二次碰撞前，圆管与小球获得的共同速度为

D．圆管从释放到第二次触地的过程中，小球相对圆管下降的高度为

【答案】D

【详解】AB．圆管第一次与地面碰撞后，圆管与球在空中相对静止之前，对圆管和球受力分析，以向下为正方向，由牛顿第二定律；可得；故AB错误；

C．圆管和球一起下落h，设第一次与地相撞前瞬间速度为v0：第一次反弹后至第二次相撞前，设经过t两者共速，速度为v，以向下为正方向，则解得，C错误；

D．设管在t内的位移为x1：设小球在t内的位移为x2：

小球相对管道下降的高度；h=4m，D正确。故选D。

2．质量为的木板静止在粗糙水平地面上，木板上放置质量为的物块，与木板左端相距，如图所示。已知物块与木板间的动摩擦因数，木板与地面间的动摩擦因数。现用水平恒力施加在木板左端，方向如图所示，取，物块可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A．木板的加速度大小为 B．木板的加速度大小为

C．2s末物块刚好从木板左端脱落 D．2s末木板的位移为1.6m

【答案】B

【详解】AB．假如物块与木板刚好发生相对运动，根据牛顿第二定律，对物块有

物块获得的最大加速度为对木板有

代入数据解得因此施加的力时，物块与木板之间发生相对滑动，根据牛顿第二定律，对木板有代入数据解得，A错误，B正确；

CD．2s末物块的位移为木板的位移为两者相对位移为因此2s末物块没有从模板左端脱落，CD错误。故选B。

3．某物体以一定初速度沿足够长斜面向上运动的最大位移为x，且x随斜面倾角的变化关系如图所示，重力加速度，则（　　）

A．物体初速度大小为4m/s B．物体和斜面之间动摩擦因数为

C．时，有最小值为 D．时，物体运动至最大位移处能够维持静止

【答案】C

【详解】A．由图可知，当倾角为90°时，最大上升高度为，此时为竖直上抛运动，则有

解得故A不符合题意；

B．由图可知，当倾角为零时，此时物体水平滑行距离最大为，根据动能定理有

解得故B不符合题意；

C．由牛顿第二定律有最大位移x与倾角满足带入得要使x最小，则应最大，由数学知识可知当时有最大阻值，此时位移最小，即此时，即此时则

故C符合题意；

D．当时，物体运动至最大位移处有则物体将下滑，不能够维持静止，故D不符合题意。故选C。

4．某兴趣小组对老师演示惯性的一个实验进行了深入的研究，如图甲所示，长方形硬纸板放在水平桌面上，纸板一端稍稍伸出桌外，将一块橡皮擦置于纸板的中间，用手指将纸板水平弹出，如果弹的力度合适，橡皮擦将脱离纸板，已知橡皮擦可视为质点，质量为，硬纸板的质量为，长度为l＝5cm，橡皮擦与纸板、桌面间的动摩擦因数均为，纸板与桌面间的动摩擦因数为，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。

（1）手指对纸板的作用力与时间的关系如图乙所示，要使橡皮擦相对纸板滑动，F0至少多大？

（2）若要求橡皮擦移动的时间最长，求纸板被弹出的最小速度？

【答案】（1）；（2）

【详解】（1）当橡皮擦在纸板上滑动时，橡皮擦的加速度解得

硬纸板的加速度：要使橡皮擦在纸板上滑动，需使

解得

（2）纸板获得初速后做减速运动，令加速度为a2′，则解得

假设橡皮擦一直在纸板上运动，令纸板被弹出后经时间t橡皮擦与纸板速度相同，则

解得此过程橡皮擦的位移x1：纸板的位移要使橡皮擦离开纸板，则需

解得

二、已知运动情况求受力情况

5．我国自主研发的“直8”消防灭火直升机，已多次在火场大显“神威”。在某次消防灭火行动中，“直8”通过一根长绳子吊起质量为的水桶（包括水），起飞时，在内将水桶（包括水）由静止开始竖直向上匀加速提升了，重力加速度g取，不计空气阻力，则该段时间内绳子拉力大小为（　　）

A． B． C． D．

【答案】B

【详解】由匀变速直线运动规律水桶（包括水）的加速度以水桶（包括水）为研究对象得绳子拉力故选项B正确。

6．随着科技的发展，我国的航空母舰上将安装电磁弹射器以缩短飞机的起飞距离。如图所示，某航空母舰的水平跑道总长，电磁弹射区的长度，一架质量的飞机，其喷气式发动机可为飞机提供恒定的推力，假设飞机在航母上受到的阻力恒为飞机重力的。若飞机可看成质量恒定的质点，从右边沿离舰的起飞速度，航空母舰始终处于静止状态（电磁弹射器提供的牵引力恒定，取）。下列说法正确的是（       ）

A．飞机在电磁弹射区运动的加速度大小

B．飞机在电磁弹射区的末速度大小

C．电磁弹射器对飞机的牵引力的大小为

D．电磁弹射器在弹射过程中的功率是不变的

【答案】AC

【详解】ABC．根据牛顿第二定律，飞机离开电磁弹射区后有解得由解得飞机在电磁弹射区的末速度由解得飞机在电磁弹射区运动的加速度根据牛顿第二定律有代入数据解得故B错误，AC项正确；

D．根据可知电磁弹射器在弹射过程中的功率不断增加，故D错误。故选AC。

7．如图甲所示，物块的质量m=1kg，初速度v0=10m/s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系如图乙所示，g=10m/s2，下列选项中正确的是（　　）

A．0~5s内物块做匀减速运动 B．在t=1s时刻，恒力F反向

C．物块与水平面间的动摩擦因数为0.3 D．恒力F大小为10N

【答案】BC

【详解】AB．在0～5 m内，由得由题图乙知则a1＝－10 m/s2

则物块做匀减速运动，减速到0的时间为即物体在0~1s内物块做匀减速运动，在t=1s时刻，恒力F反向，向正方向加速，故A错误，B正确；

CD．在5～13 m内，由得物块的加速度由牛顿第二定律得

；联立两式解得；故C正确，D错误。故选BC。

8．如图甲所示是一跳台滑雪运动员比赛的画面，运动员（可视为质点）从高台飞出，落到倾斜的着陆坡后调整姿势，在A点以初速度沿直线匀加速下滑，到达坡底B点再匀减速滑行一段距离后停下，如图乙所示。已知运动员及装备的总质量，倾斜滑道的倾角，运动员沿斜面下滑到达坡底时的速度，运动员从倾斜滑道进入减速区顺间的速度大小不变，进入减速区后，运动员受到阻力变为，两个过程滑行的总时间为，不计空气阻力（，）求：

（1）运动员沿水平轨道的位移大小；

（2）运动员在倾斜滑道上受到的阻力大小；

（3）运动员在这两个过程中运动的总路程。

【答案】（1）55m；（2）；（3）

【详解】（1）由牛顿第二定律得得根据解得根据运动学公式

得

（2）由；得则得

（3）根据运动学公式则

三、加速度相同的连接体问题

9．如图所示，水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一条轻绳连接，两木块的材料相同，现用力F向右拉木块2，当两木块一起向右做匀加速直线运动时，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（       ）

A．若水平面是光滑的，则m2越大绳的拉力越大

B．若木块和地面间的动摩擦因数为μ，则绳的拉力为＋μm1g

C．绳的拉力大小与水平面是否粗糙无关

D．绳的拉力大小与水平面是否粗糙有关

【答案】C

【详解】木块和地面间的动摩擦因数为μ，以两木块整体为研究对象，根据牛顿第二定律

得以木块1为研究对象，根据牛顿第二定律得系统加速度与木块1加速度相同，解得可见绳子拉力大小与动摩擦因数μ无关，与两木块质量大小有关，即与水平面是否粗糙无关，无论水平面是光滑的还是粗糙的，绳的拉力大小均为且m2越大绳的拉力越小，C正确。故选C。

10．如图所示，质量分别为m1和m2的甲、乙两本书叠放在水平桌面上。已知甲、乙间动摩擦因数为μ1，乙与桌面间动摩擦因数为μ2，且μ1＜μ2水平推力F（F≠0）作用在甲书上，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A．若甲、乙均静止不动，甲、乙之间摩擦力大小为0

B．若F>μ1m1g，甲书能相对乙书滑动

C．若F>μ2(m1＋m2)g，乙书能相对桌面滑动

D．若将F作用在乙书上，无论F多大，甲、乙之间都不会相对滑动

【答案】B

【详解】A．若甲、乙均静止不动，甲、乙之间摩擦力大小为F，不等于0，选项A错误；

B．若F>μ1m1g，即力F大于甲乙之间的最大静摩擦力，则此时甲书能相对乙书滑动，选项B正确；

C．对乙来说，因为μ1m1g <μ2(m1＋m2)g，则无论F多大，乙书都不能相对桌面滑动，选项C错误；

D．若将F作用在乙书上，因乙对甲的最大静摩擦力为fm=μ1m1g，则甲的最大加速度

则对甲乙的整体当甲恰能产生相对滑动时解得

即当时，甲、乙之间会相对滑动，选项D错误。故选B。

11．如图所示，质量为m的两个相同物块A、B叠放在轻弹簧上，并处于静止状态，轻弹簧下端固定在地面上，重力加速度为g。现对物块A施加竖直向上的力F，则下列说法正确的是（　　）

A．若且为恒力，则力F作用的瞬间，A、B间的弹力大小为0.2mg

B．若且为恒力，则A、B分离的瞬间，弹簧的弹力大小为1.9mg

C．若在F作用下，物体A以匀加速向上运动，则A、B分离时，弹簧处于原长状态

D．若在F作用下，物体A以匀加速向上运动，则A、B分离前，两者组成的系统合外力大小始终不变

【答案】D

【详解】AB．开始时，弹簧弹力与A、B整体的重力平衡，力F作用的瞬间，A、B整体所受合外力即为F，根据牛顿第二定律可得A、B整体加速度大小为设此时A、B间的弹力大小为FN，对A同理可得解得

在A、B刚分离的瞬间，两者加速度相同，且之间的弹力为零，对A根据牛顿第二定律可得设此时弹簧的弹力大小为T1，对B同理可得

解得故AB错误；

CD．若在F作用下，物体A以匀加速向上运动，则A、B分离前，二者加速度均为0.5g，两者组成的系统所受合外力大小为在A、B分离时，两者之间弹力为零，设此时弹簧的弹力大小为T2，对B根据牛顿第二定律有解得所以此时弹簧处于压缩状态，故C错误，D正确。故选D。

12．普通火车动力都在火车头上，车厢（头）与车厢之间通过挂钩连接在一起。火车在启动时，会先往后退，再启动，这样会使挂钩松弛，车厢（头）与车厢之间无作用力，再向前启动时，车厢会一节一节的依次启动，减少所需要的动力。一列火车共有n节车厢，火车头与每节车厢的质量相等，车头及每节车厢与轨道间的摩擦力均为，假设启动时每节车厢的加速度均为，若火车不后退所有车厢同时启动，火车头提供的动力F。若火车车厢依次启动，当第k（k≤n）节车厢启动时，则（　　）

A．火车头提供的动力为

B．火车头提供的动力为

C．第节车厢对第节车厢的作用力为

D．第节车厢对第节车厢的作用力为

【答案】AD

【详解】AB．若火车不后退所有车厢同时启动，则由牛顿第二定律可知

若火车车厢依次启动，当第k（k≤n）节车厢启动时，则解得

选项A正确，B错误；

CD．以（k-1）节车厢和车头为研究对象，则解得选项C错误，D正确。故选AD。

四、加速度不同的连接体问题

13．如图所示，质量为2m和m的滑块A和B置于光滑水平桌面上，连接两滑块的细线通过桌子边缘拉着一个动滑轮，动滑轮下面挂质量为4m的物块C。已知左右两侧细线互相平行，重力加速度g取，不计一切摩擦和动滑轮的质量。现将A、B、C三者同时由静止释放，在A、B滑出桌面之前，下列说法正确的是（　　）

A．滑块A和B的速度始终相等 B．物块C的机械能在不断增大

C．滑块A的加速度大小为 D．物块C的加速度大小为

【答案】D

【详解】A．动滑轮两侧绳中拉力大小相等，所以A的加速度小于B的加速度，开始运动后在A、B滑出桌面之前，A的速度始终小于B的速度，故A错误；

B．动滑轮对C的拉力做负功，物块C的机械能在不断减小，故B错误；

CD．设绳中的拉力大小为T，对A、B根据牛顿第二定律有对C根据牛顿第二定律有如图所示，根据动滑轮绳端与滑轮端的位移关系有根据运动学公式可知；；联立以上各式解得；故C错误，D正确。

故选D。

14．如图所示，质量相同，但表面粗糙程度不同的三个物块a、b、c放在三个完全相同的斜面体上，斜面体静置于同一粗糙水平面上。物块a、b、c以相同初速度下滑，其图像如图所示。物块下滑过程中斜面体始终保持静止，a、b、c与斜面之间的动摩擦因数分别为，斜面体对地面的压力分别为，斜面体对地面的摩擦力分别为。下列判断错误的是（　　）

A．

B．

C．，向右，向左

D．，向左，向右

【答案】D

【详解】由v-t图像可知，物块a匀加速下滑，物块b匀速下滑，物块c匀减速下滑。

A．对物块a有则有对物块b有则有

对物块c有则有故有故A正确，不符合题意；

BCD．对物块和斜面体整体进行分析。物块a和斜面体有沿斜面向下的加速度，对加速度进行分解，竖直方向有向下的加速度，处于失重状态，则有

水平方向有向左的加速度，则地面对斜面体的摩擦力水平向左，根据牛顿第三定律可知，斜面体对地面的摩擦力fa水平向右；物块b和斜面体处于平衡状态，则有斜面体与地面之间无摩擦力，即fb=0物块c和斜面体有沿斜面向上的加速度，对加速度进行分解，竖直方向有向上的加速度，处于超重状态，则有水平方向有向右的加速度，则地面对斜面体的摩擦力水平向右，根据牛顿第三定律可知，斜面体对地面的摩擦力fc水平向左。则可得

故BC正确，不符合题意，D错误，符合题意。故选D。

15．如图所示，M为定滑轮，一根细绳跨过M，一端系着物体C，另一端系着一动滑轮N，动滑轮N两侧分别悬挂着A、B两物体，已知B物体的质量为3kg，不计滑轮和绳的质量以及一切摩擦，若C物体的质量为9kg，现要保持C物体处于静止状态，则A物体质量应取多少（   ）

A．3kg B．6kg C．9kg D．12kg

【答案】C

【详解】对物体分析可得这边绳的拉力为：对动滑轮分析可得物体之间绳的拉力为：

对物体分析，用牛顿第二律可得：对物体分析，用牛顿第二律可得：解得物体质量：

A. 3kg与分析不符，故A错误；

B. 6kg与分析不符，故B错误；

C. 9kg与分析相符，故C正确；

D. 12kg与分析不符，故D错误；

16．如图所示，质量为的物块静置在光滑水平桌面上，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为的物块

，由静止释放物块、后（重力加速度大小为）（　　）

A．相同时间内，运动的路程之比为      B．物块的加速度之比为

C．细绳的拉力      D．当下落高度时，速度为

【答案】ACD

【详解】A．由动滑轮的绳子位移运动特点可知，在相同时间内，运动的路程之比为，A正确；

B．两物块都做初速度为0的匀加速直线运动，由可知，相同时间内，物体的位移与加速度成正比，所以物块的加速度之比为，B错误；

C．设绳子的拉力为T，对A有对B有；解得 ，

C正确；

D．当下落高度时，速度为解得，D正确。故选ACD。