2025年高中物理试卷(带答案)专题强化四　牛顿第二定律的综合应用.docx

专题强化四牛顿第二定律的综合应用

素养目标

1.知道连接体的类型以及运动特点，会用整体法、隔离法解决连接体问题．

2．理解几种常见的临界极值条件．

3．会用极限法、假设法、数学方法解决临界极值问题．

4．掌握运动学图像，并能分析图像特殊点、斜率、截距、面积的物理意义．

考点一动力学中的连接体问题

1．连接体

多个相互关联的物体连接(叠放、并排或由绳子、细杆、弹簧等联系)在一起构成的物体系统称为连接体．连接体一般(含弹簧的系统，系统稳定时)具有相同的运动情况(速度、加速度)．

2．处理连接体问题的方法

(1)整体法的选取原则及解题步骤

①当只涉及系统的受力和运动情况而不涉及系统内某些物体的受力和运动情况时，一般采用整体法．

②运用整体法解题的基本步骤：

(2)隔离法的选取原则及解题步骤

①当涉及系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时，一般采用隔离法．

②运用隔离法解题的基本步骤：

第一步：明确研究对象或过程、状态．

第二步：将某个研究对象或某段运动过程、某个状态从系统或全过程中隔离出来．

第三步：画出某状态下的受力图或运动过程示意图．

第四步：选用适当的物理规律列方程求解．

考向1加速度相同的连接体问题

例1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m1Fm1

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

例2(多选)如图，P、Q两物体叠放在水平面上，已知两物体质量均为m＝2kg，P与Q间的动摩擦因数为μ1＝0.3，Q与水平面间的动摩擦因数为μ2＝0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取g＝10m/s2.当水平向右的外力F＝12N作用在Q物体上时，下列说法正确的是()

A．Q对P的摩擦力方向水平向右

B．水平面对Q的摩擦力大小为2N

C．P与Q之间的摩擦力大小为4N

D．P与Q发生相对滑动

考向2加速度不同的连接体问题

(1)常见情形

速度、加速度大小相等，方向不同

(2)常用方法：可以采用隔离法，对隔离对象分别做受力分析、列方程．

例3如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上．将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半．已知P、Q两物块的质量分别为mP＝0.5kg、mQ＝0.2kg，P与桌面间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度取g＝10m/s2，则推力F的大小为()

A．4.0NB．3.0N

C．2.5ND．1.5N

考点二动力学中的临界和极值问题

1．常见的临界条件

(1)两物体脱离的临界条件：FN＝0.

脱离瞬间两物体的加速度仍相等

(2)相对滑动的临界条件：静摩擦力达到最大值．

(3)绳子断裂或松弛的临界条件：绳子断裂的临界条件是绳中张力等于它所能承受的最大张力；绳子松弛的临界条件是FT＝0.

2．求解临界极值问题的三种方法

极限法

把物理问题(或过程)推向极端，从而使临界现象(或状态)暴露出来，以达到正确解决问题的目的

假设法

临界问题存在多种可能，特别是非此即彼两种可能时，或变化过程中可能出现临界条件，也可能不出现临界条件时，往往用假设法解决问题

数学法

将物理过程转化为数学表达式，根据数学表达式解出临界条件

考向1相对滑动的临界问题

例4(多选)如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为m，物块与木板间的动摩擦因数为μ，木板与水平面间的动摩擦因数为μ4，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g.现对物块施加一水平向右的拉力F，则木板加速度a大小可能是(

A．a＝0B．a＝μg4C．a＝μg3D．a

[教你解决问题]

[解题心得]

考向2恰好脱离的动力学临界问题

例5(多选)如图所示，倾角为α的光滑斜面体固定在水平面上，质量不计的轻弹簧一端固定在斜面体底端的挡板上，另一端与质量为m的滑块乙相连接，另一质量为2m的滑块甲与滑块乙并排放在斜面体上(两滑块不粘连)．开始时弹簧的压缩量为x0，某时刻在滑块甲上施加一沿斜面体向上的外力F，使滑块甲沿斜面体向上做匀加速直线运动，经过一段时间两滑块分离，此时外力F＝3mgsinα，重力加速度为g.则以下说法正确的是()

A．弹簧的劲度系数为k＝3mg

B．两滑块