专题04 力时间图像问题-2020年高考物理核心探秘

专题四、力时间图像问题 图像显示的是力与时间之间的关系，而力与物体的加速度相联系，因此可以通过分析图像来研究物体的运动规律．图像不仅涉及直线运动的有关知识，还涉及超重、失重、功率、冲量和电磁感应等有关知识，是高考考查的重点，同时也是考生复习的难点． 1．图像的特点 (l)如图所示，图线1表示力不随时间的变化而变化，即物体受到的力为恒力；图线2表示力随时间的变化而均匀变化，即物体受到的力为变力，加速度也是变化的． (2)在时间轴上方，力为正，表示物体所受到的力的方向为正方向；在时间轴下方，力为负．表示物体受到的力的方向为负方向． (3)两条图线的交点表示两物体所受到的力相同，图线的斜率大小表示力随时间变化的快慢． (4) 图线与时间坐标轴所围的面积大小等于一段时间内力的冲量大小，即.如果力是恒力，那么图线所围的面积为；如果力是变力，用微元法可以得到．因此，无论物体受到的力是恒力还是变力，都可以利用图像来求冲量． (5)从图像得出冲量后，可以利用冲量的定义式求出这一段肘间内的平均力，即． 2．关于图像的命题规律 有关图像的题目，一般是以选择题和计算题为主，涉及的知识比较广泛，综合性比较强．分析问题时，要能够从力随时间变化的规律去分析，判断物体的运动规律，这对处理多过程问题尤为重要． 透视1 通过图像考查直线运动规律 物体的受力与物体的运动有密切的关系，既可以通过物体的受力确定物体的运动情况，也可以通过物体的运动情况确定物体的受力．如果知道了物体的图像，也就知道了物体的受力情况，可以通过“加速度”这一桥梁将物体的受力和运动联系起来．对于直线运动，一旦知道了加速度，那就清楚了物体的运动规律． 【题1】质量为2 kg的物体静止在足够大的水平面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力和滑动摩擦力大小视为相等，从=0时刻开始，物体受到方向不变、大小呈周期性变化的水平拉力的作用，随时间的变化规律如图所示．重力加速度取10，则物体在=0到=12 s这段时间内的位移大小为 ( ) A. 18 m B．54 m C．72 m D. 198 m 【解析】根据题意可知，拉力只有大于最大静摩擦力时，物体才会由静止开始运动，而=4 N.根据题图分析如下：在0～3 s内，，即水平拉力与最大静摩擦力相等，所以物体保持静止，则=0;在3～6