2026高考物理一轮复习-第三章-第12课时-动力学两类基本问题　动力学图像问题-专项训练【含答案】

这是一份2026高考物理一轮复习-第三章-第12课时-动力学两类基本问题　动力学图像问题-专项训练【含答案】，共11页。试卷主要包含了分析动力学两类基本问题的关键，0 s，建立图像与公式间的关系，要注意一些特殊点等内容，欢迎下载使用。
考点一 动力学两类基本问题
1.解决动力学两类基本问题的思路
2.分析动力学两类基本问题的关键
(1)做好两类分析：物体的受力分析和物体的运动过程分析；
(2)搭建两个桥梁：加速度是联系运动和力的桥梁；连接点的速度是联系各物理过程的桥梁。
例1 在发射火箭过程中，首先由火箭助推器提供推力，使火箭上升到30 km高空时速度达到1.2 km/s，助推器脱落，经过一段时间落回地面。已知助推器脱落后的运动过程中，受到的阻力大小恒为助推器重力的15，g取10 m/s2。求：
(1)助推器能上升到距离地面的最大高度；
(2)助推器落回地面的速度大小和助推器从脱离到落地经历的时间。
答案 (1)90 km (2)1 200 m/s 250 s
解析 (1)助推器脱落后，受到阻力Ff＝15mg
上升过程，由牛顿第二定律有mg＋Ff＝ma1
解得a1＝12 m/s2，方向竖直向下，
则助推器向上做匀减速直线运动，继续上升的高度
h2＝v022a1＝6×104 m＝60 km
所以助推器能上升到距离地面的最大高度为
h＝h1＋h2＝90 km。
(2)助推器从最高点开始下落过程中，由牛顿第二定律可知mg－Ff＝ma2
解得a2＝8 m/s2
落回地面的速度大小为v＝2a2h＝1 200 m/s
助推器从脱离到最高点所用时间t1＝v0a1＝100 s
从最高点到落地点所用时间t2＝va2＝150 s
所以助推器从脱离到落地经历的时间
t＝t1＋t2＝250 s。
例2 (2022·浙江1月选考·19)第24届冬奥会在我国举办。钢架雪车比赛的一段赛道如图甲所示，长12 m水平直道AB与长20 m的倾斜直道BC在B点平滑连接，斜道与水平面的夹角为15°。运动员从A点由静止出发，推着雪车匀加速到B点时速度大小为8 m/s，紧接着快速俯卧到车上沿BC匀加速下滑(图乙所示)，到C点共用时5.0 s。若雪车(包括运动员)可视为质点，始终在冰面上运动，其总质量为110 kg，重力加速度g取10 m/s2，sin 15°＝0.26，求雪车(包括运动员)
(1)在直道AB上的加速度大小；
(2)过C点的速度大小；
(3)在斜道BC上运动时受到的阻力大小。
答案 (1)83 m/s2 (2)12 m/s (3)66 N
解析 (1)雪车(包括运动员)在直道AB上做匀加速运动，则有v12＝2a1x1
解得a1＝83 m/s2
(2)由v1＝a1t1
解得t1＝3 s
雪车(包括运动员)在斜道BC上匀加速下滑，则有
x2＝v1t2＋12a2t22
t2＝t－t1＝2 s
解得a2＝2 m/s2
过C点的速度大小v＝v1＋a2t2＝12 m/s
(3)在斜道BC上由牛顿第二定律，有
mgsin θ－Ff＝ma2
解得Ff＝66 N。
动力学问题的解题思路
例3 如图所示，OA、OB、OC是竖直平面内三根固定的光滑细杆，O、A、B、C位于同一圆周上，O为圆周的最高点，A为圆周的最低点，O'为圆心，每根杆上都套着一个小滑环(未画出)，三个滑环从O点无初速度释放，它们到达A、B、C三点的时间分别为t1、t2、t3，则下列关系正确的是( )
A.t1>t2>t3B.t1m乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g，则μ甲m1＋m2m2μ1
D.在0~t2时间段物块与木板加速度相等
答案 BCD
解析 由题图(c)可知，t1时刻物块、木板一起刚要在水平地面上滑动，物块与木板相对静止，此时以整体为研究对象有F1＝μ1(m1＋m2)g，故A错误；
由题图(c)可知，t2时刻物块与木板刚要发生相对滑动，以整体为研究对象， 根据牛顿第二定律，有F2－μ1(m1＋m2)g＝(m1＋m2)a，
以木板为研究对象，根据牛顿第二定律，
有μ2m2g－μ1(m1＋m2)g＝m1a>0，
解得F2＝m2(m1＋m2)m1(μ2－μ1)g，
可知μ2>m1＋m2m2μ1，故B、C正确；
由题图(c)可知，0~t2时间段物块与木板相对静止，所以有相同的加速度，故D正确。
分析动力学图像问题的方法技巧
1.分清图像的类别：即分清横、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。
2.建立图像与物体运动间的关系：把图像与具体的题意、情景结合起来，明确图像反映的是怎样的物理过程。
3.建立图像与公式间的关系：对于a－F图像、F－x图像、v－t图像、v2－x图像等，都应先建立函数关系，然后根据函数关系读取信息或描点作图，特别要明确图像斜率、面积、截距等对应的物理意义。
4.要注意一些特殊点：比如起点、截距、转折点、两图线的交点，特别注意临界点(在临界点物体运动状态往往发生变化)。
课时精练
(分值：60分)
1~5题每小题5分，共25分
1.(2024·贵州卷·1)某研究人员将一铁质小圆盘放入聚苯乙烯颗粒介质中，在下落的某段时间内，小圆盘仅受重力G和颗粒介质对其向上的作用力f。用高速相机记录小圆盘在不同时刻的位置，相邻位置的时间间隔相等，如图所示，则该段时间内下列说法可能正确的是( )
A.f一直大于GB.f一直小于G
C.f先小于G，后大于GD.f先大于G，后小于G
答案 C
解析 由题图可知相等时间内铁质小圆盘的位移先增大后减小，可知铁质小圆盘的速度先增大后减小，以向下为正方向，即铁质小圆盘的加速度先正后负，根据牛顿第二定律G－f＝ma可知f先小于G，后大于G。故选C。
2.(2021·全国甲卷·14)如图，将光滑长平板的下端置于铁架台水平底座上的挡板P处，上部架在横杆上。横杆的位置可在竖直杆上调节，使得平板与底座之间的夹角θ可变。将小物块由平板与竖直杆交点Q处静止释放，物块沿平板从Q点滑至P点所用的时间t与夹角θ的大小有关。若由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将( )
A.逐渐增大B.逐渐减小
C.先增大后减小D.先减小后增大
答案 D
解析 设PQ的水平距离为L，由运动学公式可知Lcsθ＝12gsin θ·t2，可得t2＝4Lgsin2θ，可知θ＝45°时，t 有最小值，故当θ从由30°逐渐增大至60°时，物块的下滑时间t先减小后增大，故选D。
3.(2024·江苏淮安市开学考)如图所示，球壳内有三条弦OA、OB、OC，O为球内的最低点，它们与水平面间的夹角分别为60°、45°、30°。三个光滑的小环分别从A、B、C处由静止沿所在弦下滑，运动到最低点所用的时间分别为tA、tB、tC，则三者之间大小关系为( )
A.tA＝tB＝tCB.tAtCD.tA＝tC>tB
答案 A
解析 设弦与竖直方向夹角为θ，球的半径为R，小环沿弦做匀加速直线运动，2Rcs θ＝12gcs θ·t2，解得运动时间为t＝2Rg，与夹角θ无关，故tA＝tB＝tC，A正确。
4.(2024·广东茂名市联考)如图甲所示，小明同学用水平恒力推静止在水平地面上的箱子，1 s后撤去恒力，箱子的速度—时间图像如图乙所示。重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是( )
A.整个过程中箱子一直做匀变速直线运动
B.箱子所受推力与摩擦力之比为3∶2
C.第1 s末箱子的速度方向发生改变
D.箱子与地面间的动摩擦因数为0.2
答案 B
解析 根据v－t图像的斜率表示加速度可知，箱子在整个过程中先做匀加速运动再做匀减速运动，加速度的大小和方向都变化，所以整个过程不是匀变速直线运动，故A错误；撤去恒力后，箱子所受合力为摩擦力，则有Ff＝μmg＝ma2，由题图乙可知，撤去恒力后箱子的加速度大小为a2＝|ΔvΔt|＝4 m/s2，解得μ＝0.4，故D错误；在0~1 s时间内，由牛顿第二定律有F－μmg＝ma1，由题图乙可知在0~1 s时间内箱子加速度大小为a1＝Δv'Δt'＝2 m/s2，解得F＝6m，结合上述可知，箱子所受恒力与摩擦力之比为6m∶4m＝3∶2，故B正确；题图乙中速度v的正负表示速度方向，可知第1 s末箱子的速度方向没有变化，故C错误。
5.(2022·辽宁卷·7)如图所示，一小物块从长1 m的水平桌面一端以初速度v0沿中线滑向另一端，经过1 s从另一端滑落。物块与桌面间动摩擦因数为μ，g取10 m/s2。下列v0、μ值可能正确的是( )
A.v0＝2.5 m/sB.v0＝1.5 m/s
C.μ＝0.28D.μ＝0.25
答案 B
解析 物块沿中线做匀减速直线运动，则v＝xt＝v0＋v2，由题知x＝1 m，t＝1 s，v>0，代入数据有v00，则μ