2025年物理新高考备考2025年（版）物理《三维设计》一轮总复习（提升版）素养提升5⇒动力学中的三类典型问题

素养提升5⇒动力学中的三类典型问题CONTENTS题型一01题型二0203题型三04跟踪训练·巩固提升01题型一动力学中的连接体问题1.连接体的运动特点轻绳——轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度总

是相等。轻杆——轻杆平动时，连接体具有相同的平动速度；轻杆转动时，

连接体具有相同的角速度，而线速度与转动半径成正比。轻弹簧——在弹簧发生形变的过程中，两端连接体的速度不一定相

等；在弹簧形变量最大时，两端连接体的速率相等。2.解决方法（1）分析方法：整体法和隔离法。（2）选用整体法和隔离法的策略①当各物体的运动状态相同时，宜选用整体法；当各物体的

运动状态不同时，宜选用隔离法。②对较复杂的问题，通常需要多次选取研究对象，交替应用

整体法与隔离法才能求解。共速连接体——力的“分配”情境描述两物块在力F作用下一起运动，系统的加速度与每个物块

的加速度相同情境图

结论

A.由右向左，两块木块之间的摩擦力依次变小B.木块加速度为0.2m/s2C.第2块木块与第3块木块之间的弹力大小为0.90FD.第3块木块与第4块木块之间的弹力大小为0.38F

关联速度连接体【例2】

（2024·四省联考）如图（a），足够高的水平长桌面上，P

点左边光滑，右边粗糙，物块A在砝码B的拉动下从桌面左端开始运

动，其v－t图像如图（b）所示，已知砝码质量为0.10kg，重力加速度

大小g取10m/s2，求：（1）物块A的质量；答案：0.4kg

（2）物块A与P点右边桌面间的动摩擦因数。答案：0.125

02题型二动力学中的临界和极值问题1.“四种”典型临界条件接触与

脱离两物体相接触或脱离，临界条件是弹力FN＝0相对滑

动两物体相接触且处于相对静止时，常存在着静摩擦力，则

相对滑动的临界条件是静摩擦力达到最大值绳子断

裂与松弛绳子所能承受的张力是有限度的，绳子断与不断的临界条

件是绳中张力等于它所能承受的最大张力，绳子松弛与拉

紧的临界条件是FT＝0速度达

到最值加速度为02.“两种”典型分析方法临

界

法分析题目中的物理过程，明确临界状态，直接从临界状态和相

应的临界条件入手，求出临界值解

析

法明确题目中的变量，求解变量间的数学表达式，根据数学表达

式分析临界值相对滑动的临界问题【例3】

（多选）（2024·内蒙古赤峰模拟）如图所示，质量分别为

2m和m的A、B两物块，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为0.5μ。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对B施加一水平拉力F，则下列说法中正确的是（

）A.当F＝2μmg时，A、B都相对地面静止B.当F＞3μmg时，A、B间相对滑动C.当F＝3μmg时，B的加速度等于0.5μgD.无论F为何值，A的加速度不会超过μg

恰好脱离的动力学临界问题【例4】

（多选）（2024·辽宁抚顺模拟）如图所示，在水平地面上

有一倾角为θ，表面光滑的斜面体。在斜面体顶端固定一与斜面垂直

的挡板，用质量不计的细线系着一个质量为m的小球。现对斜面体施

加一水平方向的外力F，使斜面体做加速度大小为a的匀加速直线运

动。已知θ＝30°，重力加速度大小为g，则（

）A.若斜面体以加速度a＝g向右加速运动时，小球对滑块压力为零D.当斜面体以加速度a＝2g向左加速运动时，线中拉力为零

若斜面体以加速度a＝g向右加速运动时，此时向右的加速度小于临界

加速度a0，则小球对斜面体仍然有压力，故A错误；若斜面体以加速

度a＝g向右加速运动时，对小球由牛顿第二定律得水平方向的合力大

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

对小球受力分析如图所示，可知水平和竖直方向分别满足如下关系

动力学中的极值问题【例5】

（多选）（2024·湖南怀化模拟）如图甲所示，将某一物块

每次以不变的初速率沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向

的夹角θ，实验测得物块运动的最远位移x与斜面倾角θ的关系如图乙

所示，g取10m/s2，则（

）A.物块的初速度为2m/sB.物块与斜面间的动摩擦因数为0.4C.物块沿斜面上滑的最大加速度为g

03题型三动力学中的图像问题1.“两大类型”（1）已知物体在某一过程中所受的合力（或某个力）随时间的变

化图线，要求分析物体的运动情况。（2）已知物体在某一过程中速度、加速度随时间的变化图线，要

求分析物体的受力情况。2.“一个桥梁”：加速度是联系v－t图像与F－t图像的桥梁。3.解决图像问题的方法和关键（1）分清图像的类别：分清横、纵坐标所代表的物理量，明确

其物理意义，掌握物理图像所反映的物理过程，会分析临

界点。（2）注意图像中的一些特殊点所表示的物理意义：图线与横、

纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等表示的物

理意义。（3）明确能从图像中获得哪些信息：把图像与物体的运动情况

相结合，再结合斜率、特殊点、面积等的物理意义，确定

从图像中得出的有用信息。这些信息往往是解题的突破口

或关键点。通过F－t、F－x图像分析运动情况【例6】

（多选）如图甲所示，轻质弹簧的下端固定在水平面上，

上端放置的物体（物体与弹簧不连接）处于静止状态。现用竖直向上

的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体

位移x之间的关系如图乙所示。g取10m/s2，下列判断正确的是（

）A.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B.弹簧的劲度系数为7.5N/cmC.物体的质量为2kgD.物体的加速度大小为5m/s2解析：物体与弹簧分离时，弹簧恢复原长，故A错误；刚开始时物体

处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有mg＝kx；拉力F1为10N时，

根据牛顿第二定律有F1＋kx－mg＝ma；物体与弹簧分离后，拉力F2为

30N，根据牛顿第二定律有F2－mg＝ma；代入数据解得m＝2kg，k＝

500N/m＝5N/cm，a＝5m/s2，故A、B错误，C、D正确。通过v－t、a－t图像分析受力情况【例7】

（多选）（2024·山东聊城期末）如图甲所示，一质量m＝

2.0kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37°的足够长的斜面，某

同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，

并用计算机作出了小物块上滑过程中的v－t图线，如图乙所示。（sin

37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）则下列说法正确的是（

）A.小物块冲上斜面过程中加速度的大小为8.0m/s2B.小物块在斜面上滑行的最大位移为8mC.小物块与斜面间的动摩擦因数为0.25D.小物块在上滑过程中所受摩擦力大小为5N

通过a－F图像分析力与运动的关系【例8】

（多选）（2024·山东济宁模拟）如图（a），一水平外力F

作用在物体上，使物体静止在倾角为θ的光滑斜面上，逐渐增大F，物

体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图（b）所示。重

力加速度g取10m/s2。根据图（b）判断，下列说法正确的是（

）A.物体的质量m＝2kgB.斜面的倾角θ＝53°C.加速度为5m/s2时力F的大小为25ND.物体静止在斜面上时，水平外力的大小为F＝15N

04跟踪训练·巩固提升1.（多选）（2023·全国甲卷19题）用水平拉力使质量分别为m甲、m乙

的甲、乙两物体在水平桌面上由静止开始沿直线运动，两物体与桌

面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙。甲、乙两物体运动后，所受拉

力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知（

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

根据牛顿第二定律得F－μmg＝ma，整理得F＝ma＋

μmg，则F－a图像的斜率为m，纵截距为μmg。由题图可知m甲＞m

乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g，则μ甲＜μ乙，故选B、C。123456789102.（2024·宁夏银川模拟）将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，最

终落回抛出点，运动过程中所受阻力大小恒定，方向与运动方向相

反。该过程的v－t图像如图所示，g取10m/s2。下列说法正确的是

（

）A.小球所受重力和阻力之比为6∶1B.小球上升与下落所用时间之比为2∶3D.小球下落过程，受到向上的空气阻力，处于超重状态12345678910

123456789103.如图甲所示，当A、B两物块放在光滑的水平面上时，用水平恒力F

作用于A的左端，使A、B一起向右做匀加速直线运动时的加速度大

小为a1，A、B间的相互作用力的大小为N1。如图乙所示，当A、B两

物块放在固定光滑斜面上时，在恒力F作用下，使A、B一起沿斜面

向上做匀加速直线运动时的加速度大小为a2，A、B间的相互作用力

大小为N2，则有关a1、a2和N1、N2的关系正确的是（

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

123456789104.（多选）如图所示，A、B两物块叠放在一起静止在水平地面上，A

物块的质量mA＝2kg，B物块的质量mB＝3kg，A与B接触面间的动

摩擦因数μ1＝0.4，B与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1，现对A或对B施

加一水平外力F，使A、B相对静止一起沿水平地面运动，重力加速

度g取10m/s2，物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说

法正确的是（

）A.若外力F作用到物块A时，则其最小值为8NB.若外力F作用到物块A时，则其最大值为10NC.若外力F作用到物块B时，则其最小值为13ND.若外力F作用到物块B时，则其最大值为25N12345678910解析：

A物块与B物块之间的最大静摩擦力为μ1mAg＝8N，

B物块与地面之间的最大静摩擦力为μ2（mA＋mB）g＝5N，所

以无论外力F作用到物块A上或物块B上，当F取最小值5N时，

满足题述情况，故A、C错误；当外力F作用到A上，二者相对静

止，A对B的摩擦力达到最大静摩擦力时，F的值最大，对B根据

牛顿第二定律，有μ1mAg－μ2（mA＋mB）g＝mBa，代入数据解

得a＝1m/s2。对整体有F－μ2（mA＋mB）g＝（mA＋mB）a，代

入数据解得F＝10N，故B正确；12345678910当外力F作用到B上，二者相对静止，A对B的摩擦力达到最大静摩擦力时，F的值最大，对A根据牛顿第二定律有μ1mAg＝mAa'，代入数据解得a'＝μ1g＝4m/s2，对A、B整体根据牛顿第二定律有F'－μ2（mA＋mB）g＝（mA＋mB）a'，代入数据解得F'＝25N，故D正确。12345678910

5.（多选）（2024·甘肃天水期末）如图所示的装置叫作阿特伍德机，是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律。绳子两端的物体下落（或上升）的加速度总是小于自由落体的加速度g。已知物体A、B的质量相等，均为4m，物体C的质量为2m，一切摩擦不计，轻绳不可伸长且足够长，现将装置从静止释放。下列说法正确的是（

）1234567891012345678910

123456789106.（多选）如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直轻质弹簧

上并保持静止，现用大小等于0.8mg的恒力F向上拉B，当运动距离

为h时B与A恰好分离（

）B.B和A刚分离时，弹簧为原长C.B和A刚分离时，B和A的加速度相同D.从开始运动到B和A刚分离的过程中，两物体的动能先增大后减小12345678910

123456789107.（多选）如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，其

一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接。A、B质量

均为m，且初始时均处于静止状态。现用平行于斜面向上的力拉物

块B，使B沿斜面向上做加速度为a的匀加速运动，A、B两物块在开

始一段时间内的v－t关系分别对应图乙中A、B图线（t1时刻A、B的

图线相切，t2时刻对应A图线的最高点），重力加速度为g。则（

）12345678910A.从0到t2时刻，拉力F逐渐增大12345678910

123456789108.（多选）如图所示，光滑的水平地面上，可视为质点的两滑块A、B

在水平外力作用下紧靠在一起压紧弹簧，弹簧左端固定在墙壁上，

此时弹簧的压缩量为x0，以两滑块此时的位置为坐标原点建立如图

所示的坐标系，某时刻仅将外力突然反向并使B向右做匀加速运

动，已知A、B质量关系为mA＜mB，则下列关于外力F、两滑块间弹

力大小FN与滑块B的位移变化的关系图像可能正确的是（

）1234567891012345678910

12345678910

答案：20m/s

12345678910解析：F作用时，对圆环受力分析，如

图甲所示。沿杆方向，有Fcos30°－mgsin30°－Ff＝ma1垂直杆方向，有mgcos30°＝FN＋Fsin30°又Ff＝μFN联立解得a1＝10m/s2由运动学公式得2s时圆环的速度大小v＝a1t代入数据解得v＝20m/s。12345678910（