2025版高考物理一轮总复习第3章运动和力的关系专题强化3动力学中的三类典型问题提能训练.docVIP

第三章专题强化三

基础过关练

题组一连接体问题

1．(2023·北京卷)如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为1kg，细线能承受的最大拉力为2N。若在水平拉力F作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为(C)

A．1N B．2N

C．4N D．5N

[解析]对两物块整体做受力分析有F＝2ma，再对于后面的物块有FTmax＝ma，FTmax＝2N，联立解得F＝4N，故选C。

2．(多选)质量分别为M和m的物块A和B形状、大小均相同，将它们通过轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，A恰好静止在斜面上，不考虑A、B与斜面之间的摩擦，若互换两物块位置，按图乙放置，然后释放A，斜面仍保持静止，则下列说法正确的是(ACD)

A．轻绳的拉力等于mg

B．轻绳的拉力等于Mg

C．A运动的加速度大小为(1－sinα)g

D．A运动的加速度大小为eq\f(M－m,M)g

[解析]第一次放置时A静止，则由平衡条件可得Mgsinα＝mg；第二次按图乙放置时，对A，Mg－FT＝Ma；对B，FT－mgsinα＝ma，联立解得a＝(1－sinα)g＝eq\f(M－m,M)g，FT＝mg，故A、C、D正确，B错误。

题组二临界问题和极值问题

3．(多选)如图所示，在光滑水平面上有一静止的质量M＝2kg的木板，木板上静止放置一质量m＝1kg的物体，物体与木板之间的动摩擦因数μ＝0.2，重力加速度g取10m/s2。现用水平恒力F拉物体m，下列关于拉力F的大小及物体加速度a可能的是(BD)

A．F＝1N时a＝1m/s2

B．F＝2N时a＝eq\f(2,3)m/s2

C．F＝3N时a＝1.5m/s2

D．F＝4N时a＝2m/s2

[解析]当物体和木板刚要相对滑动时，M的加速度最大aMm＝eq\f(μmg,M)＝eq\f(0.2×10,2)m/s2＝1.0m/s2，此时二者加速度可认为相等，对整体F＝(m＋M)a＝3N，故C错误；当F小于3N时，物体和木板相对静止一起向右加速，对二者组成的整体，当F＝1N时，a1＝eq\f(F1,M＋m)＝eq\f(1,3)m/s2，当F＝2N时a2＝eq\f(F2,M＋m)＝eq\f(2,3)m/s2，故A错误，B正确；当F超过3N时，物体和木板相对滑动，当F＝4N时，对物体a3＝eq\f(F3－μmg,m)＝eq\f(4－2,1)m/s2＝2m/s2，故D正确。

4．(2021·全国甲卷)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θ由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将(D)

A．逐渐增大 B．逐渐减小

C．先增大后减小 D．先减小后增大

[解析]对小物块受力分析，小物块受到重力和长平板的支持力作用，根据牛顿第二定律有mgsinθ＝ma，小物块的加速度大小为a＝gsinθ；设铁架台底边的长度为d，根据几何关系，可知小物块的位移大小为eq\f(d,cosθ)；根据运动学公式eq\f(d,cosθ)＝eq\f(1,2)at2，联立可得t＝eq\r(\f(4d,gsin2θ))，θ由30°逐渐增大至60°，物块的下滑时间t将先减小后增大，D项正确。

5．(多选)(2024·四川高三模拟)卡车沿平直公路运输质量为m的匀质圆筒状工件，将工件置于两光滑斜面之间，如图所示。两斜面Ⅰ、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°，重力加速度为g，圆筒对斜面Ⅰ、Ⅱ压力的大小分别为F1、F2。则(AD)

A．当卡车匀速行驶时F1＝eq\f(\r(3),2)mg

B．当卡车匀速行驶时F2＝eq\f(\r(3),2)mg

C．卡车安全启动的最大加速度为eq\r(3)g

D．卡车安全刹车的最大加速度为eq\r(3)g

[解析]当卡车匀速行驶时，圆筒处于平衡状态，将重力进行分解如图所示

根据几何关系可得F1＝mgcos30°＝eq\f(\r(3),2)mg，F2＝mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，故A正确，B错误；当匀质圆筒状工件对斜面Ⅱ压力为0时，启动加速度最大，根据牛顿第二定律则有mgtan30°＝ma，得a＝eq\f(\r(3),3)g，故C错误；当匀质圆筒状工件对斜面Ⅰ压力为0时，刹车加速度最大，根据牛顿第二定律则有mgtan60°＝ma′，得a′＝eq\r(3)g，故D正确。

题组三图像问题

6．橡皮筋弹弓夜光飞箭是一