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2024 年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升
专题15 动力学图像、超重失重、等时圆、临界极值问题
特训目标
特训内容
目标1
动力学图像问题（1T—4T）
目标2
超重失重问题（5T—8T）
目标3
等时圆问题（9T—12T）
目标4
临界极值问题（13T—16T）
【特训典例】
一、动力学图像问题
1．一物体放在水平地面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力F 随时间t 变化的关系图像如图所示，物
体相应的速度v 随时间t 变化的关系图像如图丙所示，重力加速度取g=10m/s2，则（ ）
A．滑动摩擦力为3N
B．全过程物体发生的位移为15m
C．动摩擦因数为0.2
D．物体的质量为1.5 kg
2．如图甲所示，一质量为
的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为
小滑块．木板受到随时
间变化的水平拉力
作用时，用传感器测出长木板的加速度
与水平拉力
的关系如图乙所示，取
，则（ ）
A．当
时，滑块与木板之间的摩擦力随
变化的函数关系
B．当
时，长木板的加速度为
C．滑块与木板之间的滑动摩擦因数为0.2
1
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D．小滑块的加速度随水平拉力的增大一直变大
3．如图甲所示，水平地面上静止一质量为1kg 足够长的长木板A，木板中央的正上方有一可看作质点的物
块B。现在物块上施加一个从零开始均匀增加的水平向右的外力F，物块B 受到的摩擦力Ff随外力F 的大
小变化图像如图乙所示，设木板与地面间的动摩擦因数为μ1，物块与木板间的动摩擦因数为μ2，最大静摩
擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g=10m/s2，则下列选项正确的是（ ）
A．μ1＝0.4
B．μ2＝0.1
C．物块B 的质量为2kg
D．若外力F 作用在A 上，当F＝12N 时A、B 一定发生相对滑动
4．物块
、
中间用一根轻质弹簧相接，放在光滑水平面上，
，如图甲所示。开始时两物块均静
止，弹簧处于原长，
时对物块
施加水平向右的恒力
。
时撤去，在
内两物体的加速度随
时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内，整个运动过程中以下分析正确的是（ ）
A．
内物块
与物块
的距离一直在减小
B．物块
的质量为
C．撤去
瞬间，
的加速度大小为
D．若
不撤去，则
后两物块将一起做匀加速运动
二、超重失重问题
2
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5．智能手机上安装一款加速度传感器软件，能通过图像显示加速度情况。某同学在一次实验中用手掌托
着手机从静止开始迅速上下运动，在该软件上得到竖直方向上加速度随时间变化的部分图像如图所示，该
图像以竖直向上为正方向。依据图中信息可判断（ ）
A．在t1时刻，手机运动方向改变
B．在t2~t3时间内，手机处于失重状态
C．在t2时刻，手机对手掌的压力最大
D．在t2时刻，手机运动到最高点
6．某同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究观光电梯升降过程中的情况，如图所示的v-t 图
像是计算机显示的观光电梯在某一段时间内速度变化的情况（取向上为正方向）。根据图像提供的信息，
可以判断下列说法中正确的是（ ）
A．在0~5s 内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态
B．在5~10s 内，观光电梯在加速上升，该同学处于失重状态
C．在10~20s 内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态
D．在20~25s 内，观光电梯在加速下降，该同学处于失重状态
7．最近科学家对微重力环境下了一个比较科学的定义：微重力环境是指在重力的作用下，系统的表观重
量远小于其实际重量的环境。产生微重力环境最常用的方法有4 种：落塔、飞机、火箭和航天器。如图所
示为中国科学院微重力落塔与落仓，在落仓开始下落到停止运动的过程中，能够产生3.26s 时长的微重力
环境，根据提供的信息，以下说法正确的是（ ）
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A．在微重力环境中，落仓中的体验者几乎不会受到重力的作用
B．要形成微重力环境，落仓要以非常接近重力加速度g 的加速度下落
C．落仓下落过程，落仓内的体验者一直处于失重状态
D．落仓速度最大时，落仓内体验者的加速度也最大
8．气嘴灯安装在自行车的气嘴上，骑行速度在一定范围内会发光。一种气嘴灯的感应装置结构如图所示，
一重物套在光滑杆上，并与弹簧连接，重物上的触点M 与固定在B 端的触点N 接触后，LED 灯就会发光。
则下列说法正确的是（ ）
A．气嘴灯运动至最低点时处于失重状态
B．当车速较小时，重物的重力大于弹簧的弹力，使得触点MN 接触，LED 灯发光
C．当车速较大时，重物受到的合力不足以提供所需向心力，重物做离心运动，使得触点MN 接触，LED
灯发光
D．气嘴灯做圆周运动时，重物受到重力、弹力和向心力的作用
三、等时圆问题
9．如图所示，AB 是一个倾角为
的输送带，P 处为原料输入口，为避免粉尘飞扬，在P 与AB 输送带间建
立一管道（假设其光滑），使原料从P 处以最短的时间到达输送带上，则管道与竖直方向的夹角应为（
）
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A．0
B．
C．
D．
10．如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系xOy，该平面内有AM、BM、CM 三条光滑固定轨道，其中
A、C、M 三点处于同一个圆上，C 是圆上任意一点，A、M 分别为此圆与y 轴、x 轴的切点，B 点在y 轴上
且在A 点上方，O′为圆心。现将a、b、c 三个小球分别从A、B、C 点同时由静止释放，它们将沿轨道运动
到M 点。如所用时间分别为tA、tB、tC，则tA、tB、tC的大小关系是（ ）
A．tA<tC<tB
B．tA=tC<tB
C．tA=tC=tB
D．由于C 点的位置不确定，无法比较时间大小关系
11．如图所示，
、
、
是竖直面内三根固定的光滑细杆，
、
、
、位于同一圆周上，点
为
圆周的最高点，点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环（图中未画出），三个滑环分别从
处释放
（初速为），用
、
、
依次表示各滑环到达
、
、所用的时间，则（ ）
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A．
B．
C．
D．
12．如图所示，
、
和
是竖直平面内三根固定的光滑细杆，
、
、
、、
位于同一圆周上，
为圆周的最高点，
为最低点，
为圆心。每根杆上都套着一个小滑环（未画出），两个滑环从
点无
初速度释放，一个滑环从
点无初速度释放，用、
、
分别表示滑环沿
、
、
到达
、
所用的
时间。下列关系正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
四、临界极值问题
13．如图所示，水平地面上有两个完全相同且质量为2m 的足够长长木板A 和C，长木板的上方各放另一个
完全相同且质量为m 的物块B 和D，用水平向右的拉力F 分别作用在物块B 上和长木板C 上。已知木板
A、C 与地面间的动摩擦因数均为
，物块B、D 与木板间的动摩擦因数均为
，设最大的静摩擦力均与相
应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小为g。则下列说法正确的是（ ）
A．当
时，A 和B、C 和D 均相对地面静止
B．当
时，A 和B 一起加速
C．当
时，D 所受摩擦力为
D．无论F 为何值，A 的加速度大小不会超过
，D 的加速度大小不会超过
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14．如图所示，
内，一物块在倾角为
的固定斜面上向下做匀减速直线运动。
时对物块施加
一与水平方向夹角为
的作用力F，使其沿斜面向下做匀速直线运动。已知物块与斜面之间的动摩擦因数
为
，取
，
，
。下列说法正确的是（ ）
A．
时，物块加速度的大小为
B．
时，斜面受到的物块所施加作用力的方向斜向右下方
C．
且力F 指向右上方时，F 有最小值
D．
且力F 指向右下方时，F 有最小值
15．如图所示，质量m=1kg 物体以初速度
滑上足够长的斜面。已知物体与斜面之间的动摩擦因数
。调节斜面与水平方向的夹角
从零开始增大到90°，发现物体沿斜面向上的最大位移x 先减小后
增大，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．当
时，物体的最大位移为2.4m
B．当
时，物体达到最大位移后，将保持静止
C．当
时，物体的最大位移具有最小值
D．当
时，物体克服摩擦力做功18J
16．某人在地面上最多能提起质量为m 的物体，如图所示，现在他在机场要把某个行李箱通过倾角为
α=30°斜面AB 拉上水平平台BC，行李箱与ABC 路面的动摩擦因数均为
，下列说法正确的是
（ ）
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A．在斜面AB 上，他最多能匀速拉动质量为
的物体
B．在斜面AB 上，他最多能匀速拉动质量为2m 的物体
C．拉力F 与斜面的夹角为60°时最省力
D．拉力F 与斜面的夹角为30°时最省力
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