第4章 第5节 课时2 动力学中的图像问题-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中物理必修1同步课件 (人教版 江苏专版)

物理 必修第一册 RJ 江苏专版 1 2 课时2 动力学中的图像问题 刷基础 2 1.[山东青岛2024高一上期末] 游泳运动员蛙泳时的动作可分为蹬腿加速 和惯性前冲两个过程，将这两个过程简化为水平方向的直线运动， 图像如图.已知运动员的质量为，重力加速度 ，下列说 法正确的是( ) C A. 内运动员做匀加速直线运动 B.内运动员加速度大小为 C.内运动员平均速度大小为 D.惯性前冲过程中，水对运动员作用力大小为 题型1 图像 3 解析 内运动员做匀加速直线运动, 内运动员做匀减速直线运动,故A错误； 内运动员加速度大小,故B错误；图线与 轴围成 的面积等于位移,则 内运动员平均速度的大小为 ,故C正确；设水平方向运动员受水的作用力大小为 ,则水平方向有 ,运动员做水平方向的直线运动,可知竖直方向上水对运动员的作用 力与重力平衡,有,则水对运动员的作用力 ,故D错误. 题型1 图像 4 2.[新疆乌鲁木齐101中学2024月考] 如图（a）所示，一物块在时刻，以初速度 从足够长 的粗糙斜面底端向上滑行，物块速度随时间变化的图像如图（b），时刻物块到达最高点， 时刻物块又返回底端.、均为已知量，重力加速度大小为 ，则( ) B 图（a） 图（b） A.物块上滑和下滑过程的加速度大小之比为 B.物块返回底端时的速度大小为 C.利用所给条件可以求出物块所受摩擦力的大小 D.利用所给条件不可以求出斜面的倾角 题型1 图像 5 解析 根据题意可知,两部分图线与坐标轴所围图形的面积相等,设物块返回底端时的速度大小为 , 则有,解得 ,B正确；物块上滑和下滑过程的加速度大小分别为 ,,则,A错误；根据牛顿第二定律有 , ,解得, ,因为物块的质量未知,所以利用所给条件无法求出 物块所受摩擦力的大小,但可以求出斜面的倾角,C、D错误. 题型1 图像 6 3.[江苏苏州昆山2024高一上月考] 观光电梯的示意图如图甲所示，小明乘坐观光电梯时，通过手 机上的加速度传感器，记录了电梯从静止开始运动的加速度随时间 的变化情况，近似处理后得 到如图乙所示图像（以向上为正方向）.电梯总质量 ，忽略一切阻力，重力加速 度取 ，下列说法中正确的是( ) C 甲 乙 A.电梯在第末的速率为 B.电梯在第 末达到最大速度 C.电梯在内向上做匀速运动且速率为 D.电梯在上升过程中受到的最小拉力大小为 题型2 图像 7 解析 图线与横轴围成图形的面积表示速度变化量,则电梯在第 末的速率 ,由题图乙可知,电梯在第 末速度达到最大,为 ,电梯在内加速度为零,故以 向上做匀速运动,A、B错误, C正确；电梯以最大加速度减速上升时拉力最小,即在 内受到的拉力最小,此时加速度 ,根据牛顿第二定律有,解得 ,故电梯在上升过程中受 到的最小拉力大小为 ,D错误. 题型2 图像 8 4.[湖南长沙2024高一上检测] 如图甲所示，倾角 的光滑斜面体固定在水平面上，一质量 为的滑块放在斜面上， 时刻在滑块上施加一平行斜面的拉力使其由静止开始运动， 滑块的加速度随时间的变化规律如图乙所示，取沿斜面向上的方向为正方向，已知重力加速度 取，， ，则下列说法正确的是( ) D 甲 乙 A.滑块在 末运动到最高点 B.末滑块速度的大小为 C.末与 末滑块的速度等大反向 D.内拉力与内拉力大小之比为 题型2 图像 9 解析 由题图乙可知，内滑块向上加速, 内滑块的加速度方向沿斜面向下,且加速与减 速阶段加速度是对称的,由运动的对称性可知,滑块在加速至最大速度,减速,直至 末速度减为0,即滑块在末运动到最高点,故A错误；图像与 轴所围成图形的面积表示速度 变化量,则末滑块的速度大小 ,故B错误；由运动的对称性 可知,末的速度与末速度大小相等,方向相同,速度大小均为 ,且方向沿斜面向上,故C错 误；内,对滑块受力分析,由牛顿第二定律有,解得, 内,对 滑块受力分析,由牛顿第二定律有,解得,可知 ,故D正确. 题型2 图像 10 5.[河南部分重点中学2024高一上质量检测] 一质量为 的物块静止在 粗糙水平面上，时刻起受到一个水平向右的拉力的作用，拉力 和摩擦力 的大小随时间变化的规律如图所示，重力加速度 ，最大静摩擦力 等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是( ) B A. 时物块开始沿水平面运动 B.物块与水平面间的动摩擦因数为0.2 C. 内物块做匀速直线运动 D.若将拉力增大为，则此时物块受到的摩擦力大小为 题型3 图像 11 解析 由题图可知,内,物块受到静摩擦力作用,处于静止状态, 后,物块受到滑动摩擦力作 用,处于运动状态,故A错误；根据题图可知,滑动摩擦力大小为 ,解得物块与水平面 间的动摩擦因数为,故B正确； 内,物块的加速度为 ,可知物块做匀加速直线运动,故C错误；若将水平向右的拉力 增大 为,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小仍为 ,故D错误. 题型3 图像 12 6.[浙江金华一中2024高一上月考] 如图（a）所示，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可 伸长的轻细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平.时，木板开始受到水平外力 的 作用，在时撤去外力.细绳对物块的拉力随时间 变化的关系如图（b）所示，木板的速度 与时间的关系如图（c）所示.木板与实验台之间的摩擦可以忽略，重力加速度取 .由题 给数据可以得出( ) B 图（a） 图（b） 图（c） A.木板的质量为 B.内，力的大小为 C.内，力 的大小保持不变 D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.02 题型3 图像 13 解析 由图像可知,内,木板做匀加速运动的加速度大小为 , 设木板的质量为,物块的质量为,物块与木板之间的动摩擦因数为 ,根据牛顿第二定律可得 ,又因为,在 时撤去外力后,木板做匀减速运动的加速度大小 为,根据牛顿第二定律可得,联立解得, , A错误，B正确；由图像可知,内,木板处于静止状态,根据受力平衡可得,可知力 的大小逐渐增大,C错误；由于不知道物块的质量,故无法算出物块与木板之间的动摩擦因数,D错误. 题型3 图像 14 7.[山东枣庄八中2023高一上月考改编] 、、 三个物体均静止在同一水平面上，质量分别为 、、，它们与水平面间的动摩擦因数分别为、、 .在水平拉力的作用下，三个物 体的加速度与水平拉力的关系如图所示，图中的图线与的 图线平行，已知最大 静摩擦力等于滑动摩擦力，由图可知，下列关系错误的是( ) C A. B. C. D. 题型4 图像 15 解析 根据牛顿第二定律可得,得,则 图像的斜率表示质量的倒数, 则,C错误,D正确；图像纵截距等于,结合题图可知 ,B正确； 由以上分析可知,,联立可得 ,A正确.故C符合题意. 题型4 图像 16 8.[湖南常德2024月考] 如图（a）所示，一物体沿倾角为 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 与风速的关系如图 （b）所示，则 ( ) D 图（a） 图 （b） A.当风速为 时，物体沿斜面向上运动 B.当风速为 时，物体与斜面间无摩擦力作用 C.当风速为 时，物体开始沿斜面向上运动 D.物体与斜面间的动摩擦因数为0.25 题型5 其他图像 17 解析 由题图（b）知时, ,此时风力为零,物体沿斜面向下运动,根据牛顿第二定律 得,代入数据解得 ,D正确；随着速度增大,风力增大,对物体 受力分析有 ,可知物体做加速度减小的加速运动,当 风速为时,加速度为零,物体受力平衡,做匀速运动,所受摩擦力不为零,风速为 时,物体仍 然沿斜面向下运动,A、B、C错误. 题型5 其他图像 18 2 课时2 动力学中的图像问题 刷提升 19 1.[湖北武汉十一中2023高一上期中] 将一质量不计的光滑杆倾斜地固定在水平面上，如图甲所示， 现在杆上套一光滑的小球，小球在一沿杆向上的拉力 的作用下沿杆向上运动.该过程中小球所受 的拉力以及小球的速度随时间变化的规律分别如图乙、丙所示.取 ，则下列说法正确 的是( ) C 甲 乙 丙 A.在内小球的加速度大小为 B.小球质量为 C.杆的倾角为 D.小球在内的位移大小为 20 解析 图像的斜率表示加速度,可知在内小球的加速度大小为 ,A错 误；设杆的倾角为 ,由题图乙、丙可知,在内小球做匀速直线运动,满足 ,在 内小球做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得,联立解得 , ,B错误,C正确；图像中图线与轴围成图形的面积表示位移,可得小球在 内的 位移大小为 ,D错误. 21 2.[江苏南京师大附中2023高一上期末] 如图1所示，一滑块置于长木板左端，木板放置在水平地 面上.已知滑块和木板的质量均为，现在滑块上施加一个的变力，从 时刻开 始计时，滑块所受摩擦力随时间变化的关系如图2所示.设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力 加速度取 ，下列说法不正确的是( ) B 图1 图2 A.滑块与木板间的动摩擦因数为0.4 B.木板与水平地面间的动摩擦因数为0.2 C.图2中 D.木板的最大加速度大小为 22 解析 根据题图2可知,滑块在以后受到的摩擦力不变,为,根据 可得,滑块与木 板间的动摩擦因数为,A正确； 时刻木板相对水平地面开始运动,此时滑块与木板相对静 止,则木板与水平地面间的动摩擦因数为,B错误；在 时刻,滑块与木板将要发生相 对滑动,此时滑块与木板间的静摩擦力达到最大,且此时二者加速度相同,木板的加速度达到最大,对 滑块有,对木板有,联立解得, ,则木板的 最大加速度大小为,根据可得, ,C、D正确.本题选不正确的,故选B. 23 3.[黑龙江哈尔滨师范大学附属中学2024高二上期中] 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，时撤去恒力，在 内两物块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( ) B 甲 乙 A.内物块与物块 间的距离一直在减小 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 24 解析 图线与横轴所围图形的面积表示速度的变化量,由题图乙可看出,时刻除外 内 的速度一直大于的速度,所以内物块与物块间的距离一直在增大,故A错误； 时,弹 簧弹力为零,对,根据牛顿第二定律可得,时,、 整体加速度相同,对整体, 根据牛顿第二定律可得,解得,故B正确；时,对 ,根据牛顿 第二定律可得,弹簧弹力大小为,撤去瞬间,弹簧弹力不会突变,此时 的加速度 大小为,故C错误； 图线与横轴所围图形的面积表示速度的变化量,由题图 乙可看出,时的速度大于的速度,所以若此时不撤去 ,弹簧在之后的一段时间内会继续伸 长,的加速度减小, 的加速度增大,并不能一起做匀加速运动,故D错误. 25 4.如图所示，下端固定的一根轻弹簧竖直立在水平地面上，弹簧正上方有一物块，从高处自由下 落到弹簧上端的点，开始将弹簧压缩.弹簧被压缩了时，物块的速度变为零.物块落到 点开始 与弹簧接触，物块加速度的大小随弹簧点下降高度 的变化图像是下列图中的( ) D A. B. C. D. 26 解析 物块压缩弹簧至受力平衡之前,重力大于弹力,有 ,物块压缩弹簧至受力平 衡位置之后,重力小于弹力,有,可知与成线性关系.若物块从 点开始释放,根 据对称性,物块压缩弹簧至受力平衡的位置在最大压缩量的中点,最低点的加速度大小等于 ,当物 块从某一高度释放,要下降得更低,最低点的弹力会更大,根据牛顿第二定律可知,加速度大小大于 . 故D正确. 27 5.[重庆南开中学2024高一上期末] 如图所示，甲图中一段长为 、质量均匀分布的粗绳放置于粗 糙水平面上，绳子与水平面间的动摩擦因数处处相等.某时刻起绳子在水平向右的恒力 作用下向 右做匀加速直线运动，绳中的张力大小随距离绳右端的距离 的变化情况如乙图所示，图线斜率 的绝对值为 ，则( ) A A.图像斜率的绝对值为 B.图像的横轴截距为 C.图线的斜率和绳与水平面间的动摩擦因数有关 D.若减小，一段时间后绳子静止于水平面上，绳子静止时 图线仍是一倾斜的直线 28 解析 设绳子与水平面间的动摩擦因数为 ,绳子的质量为 ,对绳子进行受力分析,根据牛顿第二 定律有,解得,绳子单位长度的质量为 ,对绳子左端部分进行受力 分析,根据牛顿第二定律有,联立解得,所以 图 像的斜率绝对值为 ,图线的斜率和绳与水平面间的动摩擦因数无关,故A正确，C错误；图像 的横轴截距为 ,故B错误；绳子静止时,若处于绷紧状态时受静摩擦力,故对整条绳子,根据共点力平 衡得,对左侧绳子,根据共点力平衡得,此时 图线仍然是一条倾斜的 直线,若绳子没有绷紧,绳中的张力为零,故D错误. 29 $$