2027届高三物理一轮复习课件：第三章　第十三课时　专题强化：动力学中的连接体和临界、极值问题_含解析

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专题强化：动力学中的连接体和临界、极值问题
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，会用极限法、假设法、数学方法解决临界极值问题。
考点一　动力学中的连接体问题
考点二　动力学中的临界问题
考点三　动力学中的极值问题
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。系统稳定时连接体一般具有相同的速度、加速度(或速度、加速度大小相等)。1.共速连接体两物体通过弹力、摩擦力作用，具有相同的速度和相同的加速度。(1)绳的拉力(或物体间的弹力)相关类连接体
(2)叠加类连接体(一般与摩擦力相关)
　 　(2025·北京市海淀区一模)如图所示，两相同物块用水平细线相连接，放在粗糙水平面上(粗糙程度相同)，在水平恒力F作用下，一起做匀加速直线运动，物块间细线的拉力大小为FT。保持力F不变，当两物块全部运动到光滑水平面上时，则A.两物块的加速度变大，细线的拉力 仍为FTB.两物块的加速度不变，细线的拉力仍为FTC.两物块的加速度变大，细线的拉力小于FTD.两物块的加速度不变，细线的拉力小于FT
拓展1　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。
①如图甲所示，用力F竖直向上拉木块时，绳的拉力大小FT=　　　　　； ②如图乙所示，用力F沿光滑固定斜面向上拉木块时，绳的拉力大小为　　　　；斜面不光滑(粗糙程度相同)时绳的拉力大小FT=　　　　。
拓展2　若质量为m1和m2的木块A和B叠放在一起，放在光滑水平面上，B在拉力F的作用下，A、B一起(相对静止)做匀加速直线运动，则A受到的摩擦力大小为　　　　。
1.整体法与隔离法在分析共速连接体问题中的应用(1)整体法：若连接体内的物体具有共同加速度，可以把它们看成一个整体，分析整体受到的外力，应用牛顿第二定律求出加速度；(2)隔离法：求系统内两物体之间的作用力时，就需要把物体从系统中隔离出来，应用牛顿第二定律列方程求解；(3)整体法和隔离法交替使用：一般情况下，若连接体内各物体具有相同的加速度，且求物体之间的作用力时，可以先用整体法求出加速度，然后再隔离某一物体，应用牛顿第二定律求相互作用力；若求某一外力，可以先隔离某一物体求出加速度，再用整体法求合外力或某一个力。
2.关联速度连接体轻绳在伸直状态下，两端的连接体沿绳方向的速度大小总是相等。下面三图中A、B两物体速度和加速度大小 ，方向 。
(2025·安徽卷·5)如图，装有轻质光滑定滑轮的长方体木箱静置在水平地面上，木箱上的物块甲通过不可伸长的水平轻绳绕过定滑轮与物块乙相连。乙拉着甲从静止开始运动，木箱始终保持静止。已知甲、乙质量均为1.0 kg，甲与木箱之间的动摩擦因数为0.5，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，则在乙下落的过程中A.甲对木箱的摩擦力方向向左B.地面对木箱的支持力逐渐增大C.甲运动的加速度大小为2.5 m/s2D.乙受到绳子的拉力大小为5.0 N
关联速度连接体做加速运动时，由于加速度的方向不同，一般采用隔离法求解加速度及相互作用力，即分别选取研究对象，对两物体分别列牛顿第二定律方程。
1.常见的临界条件(1)两物体脱离的临界条件：FN=0。(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.处理临界问题的三种方法
(2025·河南信阳市检测)如图甲所示，物块A、B静止叠放在水平地面上，B受到从零开始逐渐增大的水平拉力F的作用，A、B间的摩擦力Ff1、B与地面间的摩擦力Ff2随水平拉力F变化的情况如图乙所示。已知物块A的质量m=3 kg，g取10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
(1)分析图乙可知，A、B间最大静摩擦力为　　 N，B与地面间最大静摩擦力为　　 N，F=　 N时，B开始滑动，F=　　 N时，A、B间发生相对滑动； 
(2)下列说法正确的是　　　。 A.两物块间的动摩擦因数为0.2B.当0