内容正文:
第四章
DONGLIXUETUXIANGWENTI
专题强化 动力学图像问题
探究重点 提升素养 / 专题强化练
1.综合应用牛顿第二定律、运动学规律,结合F-t图像、v-t图
像、a-F图像等信息解决动力学问题.
2.能够将图像与实际受力情况和运动情景相结合,应用牛顿运动
定律解决实际问题.
学习目标
内容索引
Part 1
专题
强化练
Part 2
探究重点 提升素养
探究重点 提升素养
Part 1
1.常见的图像形式
在动力学问题中,常见的图像是v-t图像、F-t图像、a-F图像等,这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律,而不是物体的运动轨迹.
2.图像问题的分析方法
(1)把图像与具体的题意、情景结合起来,明确图像的物理意义,明确图像所反映的物理过程.
(2)特别注意图像中的一些特殊点,如图线与横、纵轴的交点,图线的转折点,两图线的交点等所表示的物理意义.注意图线的斜率、图线与坐标轴所围图形面积的物理意义.
放在水平地面上的一物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系图像和物块的速度v与时间t的关系图像如图甲、乙所示.取重力加速度g=10 m/s2,由此两图像可以求得物块的质量m和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为
A.0.5 kg,0.4 B.1.5 kg,
C.0.5 kg,0.2 D.1 kg,0.2
例1
√
在4~6 s内物块做匀速直线运动,可知Ff=2 N,在2~4 s内物块做匀加速直线运动,加速度a=2 m/s2,根据牛顿第二定律有:F-Ff=ma,解得:m=0.5 kg,又Ff=μmg,解得:μ=0.4,故A项正确.
(2022·西安中学月考)质量为1 kg的物体只在力F的作用下运动,力F随时间t变化的图像如图所示,在t=1 s时,物体的速度为零,则物体运动的v-t图像、a-t图像正确的是
针对训练
√
(多选)给一物块一定的速度使其沿粗糙斜面上滑,上滑到斜面某一位置后,又自行滑下,该物块的v-t图像如图所示,则由此可知(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
A.斜面倾角为30°
B.斜面倾角为37°
C.动摩擦因数μ=0.5
D.动摩擦因数μ=0.2
例2
√
√
v-t图像的斜率表示加速度,则由题图可知,沿斜面上滑时的加速度大小为a1=10 m/s2;沿斜面下滑时的加速度大小为a2=2 m/s2;根据牛顿第二定律得:上滑时,有mgsin θ+μmgcos θ=ma1;下滑时,有mgsin θ-μmgcos θ=ma2,由上述两式解得θ=37°,μ=0.5,故选B、C.
(多选)物体A、B、C均静止在同一水平面上,它们的质量分别为mA、mB、mC,与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB、μC,用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,所得加速度a与拉力F的关系图线如图中甲、乙、丙所示,则以下说法正确的是
A.μA=μB,mA<mB
B.μB<μC,mB=mC
C.μB=μC,mB>mC
D.μA<μC,mA<mC
例3
√
√
√
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专题强化练
Part 2
1.(2021·北京市朝阳区高一期末)物块以一定的初速度竖直上抛,到达某一高度后又落回出发点.已知物块在运动过程中受到大小恒定的阻力作用.以下关于速度v随时间t变化的图像中,能正确描述物块整个运动过程的是
基础强化练
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√
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2.(2022·长沙市第一中学高一期末)建设房屋的起重机通过钢索将质量为m的建筑材料从地面竖直向上吊起,材料运动过程中的位移x随时间t的变化关系如图所示.材料受到的拉力大小为FT,速度大小为v.重力加速度为g,则
A.0~t1内,v减小,FT<mg
B.t1~t2内,v增大,FT>mg
C.t2~t3内,v减小,FT>mg
D.t2~t3内,v减小,FT<mg
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√
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位移-时间图像的斜率表示速度,根据图像可知0~t1内,斜率增大,速度增大,向上加速,根据牛顿第二定律可知,FT-mg=ma,则FT>mg,故A错误;
t1~t2内,斜率先增大后减小,速度先向上增大后向上减小,则拉力先大于重力后小于重力,故B错误;
t2~t3内,斜率减小,速度减小,向上减速,加速度向下,根据牛顿第二定律可知拉力小于重力,故C错误,D正确.
3.在光滑水平面上以速度v运动的物体,从某一时刻开始受到一个跟运动方向共线的力F的作用,其速度-时间图像如图所示.那么它受到的力F随时间t变化的关系图像是下列图中的
1
2