专题3.5 动力学的图像问题-2021年高考物理一轮复习考点扫描

2021年一轮考点扫描微专题 专题3.5 动力学的图像问题 【考点扫描】 1．数形结合解决动力学图象问题 (1)在图象问题中，无论是读图还是作图，都应尽量先建立函数关系，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系；然后根据函数关系读取图象信息或者描点作图． (2)读图时，要注意图线的起点、斜率、截距、折点以及图线与横坐标包围的“面积”等所对应的物理意义，尽可能多地提取解题信息． (3)常见的动力学图象 v－t图象、a－t图象、F－t图象、F－a图象等． 2．动力学图象问题的类型：图象类问题的实质是力与运动的关系问题，以牛顿第二定律F＝ma为纽带，理解图象的种类，图象的轴、点、线、截距、斜率、面积所表示的意义．一般包括下列几种类型： 3．解题策略 【典例分析】 类型1　根据图象分析物体的运动情况 【例1】．(2020·湖州质检)如图甲所示，质量m＝1 kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，t＝0.5 s时撤去拉力，利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象(v－t图象)如图乙所示，g取10 m/s2，求： (1)2 s内物块的位移大小x和通过的路程L； (2)沿斜面向上运动两个阶段加速度大小a1、a2和拉力大小F. 【规律总结】v－t图象(属于已知运动求受力) (1)根据图象确定物体各段的加速度大小和方向 (2)弄清每段与物体运动的对应关系 (3)对各段进行受力分析 (4)用牛顿第二定律求解 类型2　根据图象分析物体的受力情况 【例2】(多选)物体最初静止在倾角θ＝30°的足够长斜面上，如图甲所示受到平行斜面向下的力F的作用，力F随时间t变化的图象如图乙所示，开始运动2 s后物体以2 m/s的速度匀速运动，下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　) A．物体的质量m＝1 kg B．物体的质量m＝2 kg C．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝ D．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝ 【规律总结】．F－t图象(属于已知受力求运动) (1)根据图象结合物体运动情况明确物体在各时间段的受力情况 (2)利用牛顿第二定律求出加速度 (3)利用运动学公式求其他运动量 类型三 通过a—F图像分析力与运动的关系 【例3】(多选)如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块．木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出其加速度a，得到如图乙所示的a­F图象．g取10 m/s2.则下列说法正确的是 (　　) A．滑块的质量m＝4 kg B．木板的质量M＝4 kg C．滑块与木板间动摩擦因数为0.1 D．当F＝8 N时滑块加速度为2 m/s2 【规律总结】图象的力F是物体受到的某一个力的变化对物体加速度的影响， (1)对物体进行全面受力分析 (2)根据牛顿第二定律求其他未知力 类型四 动力学图像的综合应用 【例4】(2020·舟山质检)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的变化情况如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示：则(　　) A．滑动摩擦力为3 N B．全过程克服摩擦力做功30 J C．动摩擦因数为0.2 D．物体的质量为1.5 kg 【规律总结】解决图象综合问题的关键 图象反映了两个变量之间的函数关系，必要时需要根据物理规律进行推导，得到函数关系后结合图线的斜率、截距、面积、交点坐标、拐点的物理意义对图象及运动过程进行分析． 【专题精练】 1.(2020安徽淮北一中模拟)如图甲所示，水平地面上固定一带挡板的长木板，一轻弹簧左端固定在挡板上，右端接触滑块，弹簧被压缩0.4 m后锁定，t＝0时解除锁定，释放滑块．计算机通过滑块上的速度传感器描绘出滑块的v－t图象如图乙所示，其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是t＝0时的速度图线的切线，已知滑块质量m＝2.0 kg，取g＝10 m/s2，则下列说法正确的是(　　) A．滑块被释放后，先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动 B．弹簧恢复原长时，滑块速度最大 C．弹簧的劲度系数k＝175 N/m D．该过程中滑块的最大加速度为35 m/s2 2.(2020·湖州质检)如图甲所示，一物体沿倾角为θ＝37°的固定粗糙斜面由静止开始运动，同时受到水平向右的风力作用，水平风力的大小与风速成正比．物体在斜面上运动的加速度a与风速v的关系如图乙所示，则(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)(　　) A．当风速为3 m/s时，物体沿