动力学中的三类典型问题--2026高考物理（解析版）.pdfVIP

动力学中的三类典型问题

真题演练

1.(2025·甘肃·高考真题)如图1所示，细杆两端固定，质量为m的物块穿在细杆上。初始时刻。物块刚好

能静止在细杆上。现以水平向左的力F作用在物块上，F随时间t的变化如图2所示。开始滑动瞬间的

滑动摩擦力等于最大静摩擦力。细杆足够长，重力加速度为g，θ=30°。

求：

(1)t=6s时F的大小，以及t在0~6s内F的冲量大小。

(2)t在0~6s内，摩擦力f随时间t变化的关系式，并作出相应的f-t图像。

(3)t=6s时，物块的速度大小。

33mg93mg

【答案】(1)F=，

22

(2)见解析

17

(3)v=g

2

3mg

【详解】(1)由图2可知F随时间线性变化，根据数学知识可知F=t

4

33mg

所以当t=6s时，F=

2

13393

0~6s内F的冲量为F-t图围成的面积，即I=×mg×6=mg

222

(2)由于初始时刻。物块刚好能静止在细杆上，则有mgsin30°=μmgcos30°

°3

即μ=tan30=

3

在垂直杆方向，当Fsinθ=mgcosθ时，t=4s

则0-4s，垂直杆方向Fsinθ+N=mgcosθ

33311

摩擦力f=μN=mg-mgt=-tmg0≤t≤4



32828

在4-6s内，垂直杆方向Fsinθ=mgcosθ+N

33311

摩擦力f=μN=mgt-mg=t-mg4≤t≤6



38282

相应的f-t图像如图

1

(3)在0~6s内沿杆方向根据动量定理有Icosθ-I+mgsinθ×t=mv

Ff

11115

在0~6s内摩擦力的冲量为f-t图围成的面积，则I=×mg×4+×mg×2=mg

f22244