微练17 动力学中的图像问题-【高考领航】2025年高考物理一轮复习微专题速练

微练17　动力学中的图像问题 1.2023年4月8日上午，以“全民健身迎亚运 信心满怀奔共富”为主题的2023年浙江省气排球锦标赛在桐庐开赛，某同学描绘出了气排球“从空中下落，与水平地面相碰后反弹到空中某一高度”的速度随时间变化的图像，若忽略空气阻力的大小变化，取g＝10 m/s2，以下分析计算正确的是(　　) A．小球弹起的最大高度为1.0 m B．小球弹起的最大高度为0.45 m C．空气阻力大小与重力大小的比值为1∶5 D．小球弹起到最大高度的时刻t2＝0.8 s 2.一质量为2 kg的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速运动，当运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出拉力随位移变化的关系图像，则根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有(取g＝10 m/s2)(　　) A．物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.25 B．物体在8 m处的加速度为a＝4 m/s2 C．整个过程中拉力做功96 J D．合力做的功为－32 J 3．某同学用如图甲所示的装置测定物块与木板之间的动摩擦因数。给位于斜面底端的物块一个初速度v0＝4 m/s，物块沿倾角θ＝37°的斜面上滑到达最高点后紧接着下滑至出发点。实验中用测速仪采集物块滑动过程中的速度，用电脑软件绘制v-t图像，由于设备故障电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v-t图线如图乙所示。g＝10 m/s2。则下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　乙 A．物块上滑过程中的加速度的大小4 m/s2 B．木块与斜面间的动摩擦因数为0.5 C．物块下滑过程中的加速度的大小4 m/s2 D．木块回到出发点时的速度大小2 m/s 4．如图甲所示，质量为m的物块在水平力F的作用下可沿竖直墙面滑动，水平力F随时间t变化的关系图像如图乙所示，物块与竖直墙面间的动摩擦因数为μ，物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，竖直墙面足够高，重力加速度大小为g。下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　乙　　　　 A．物块一直做匀加速直线运动 B．物块先做加速度减小的加速运动，后做匀速直线运动 C．物块的最大速度为gt0 D．t＝t0时，物块停止下滑 5．如图甲所示，钢架雪车比赛运动员先在水平赛道上推着雪车由静止出发，匀加速到水平轨道的末端时，运动员快速俯卧到雪车上沿倾角为θ＝15°的倾斜轨道匀加速下滑到P点，运动员在轨道上运动时，从开始运动到运动至P点的速率的平方随运动距离x的变化图像如图乙所示，雪车(含运动员)总质量为120 kg，sin 15°＝0.26，重力加速度g＝10 m/s2，则： 甲　　　　　　　　　乙 (1)雪车在倾斜轨道上受到的阻力为多大； (2)运动员从开始运动到下滑到P点的时间为多长。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 微练17　动力学中的图像问题 1．C　下落过程的加速度a1＝ m/s2＝8 m/s2，根据牛顿第二定律有mg－f＝ma1，解得f＝0.2mg，空气阻力大小与重力大小的比值为1∶5，选项C正确；上升过程中有mg＋f＝ma2，解得a2＝1.2 m/s2，小球弹起的最大高度为h2＝＝m＝0.375 m，选项A、B错误；小球弹起到最大高度的时间t′＝＝ s＝0.25 s，则小球弹起到最大高度的时刻t2＝0.75 s，选项D错误。 2．D　物体做匀速运动时，受力平衡，则f＝F＝8 N，所以μ＝＝，解得μ＝0.4，故A错误；由图可知，在8 m处拉力大小为4 N，根据牛顿第二定律有F－f＝ma，解得a＝－2 m/s2，故B错误；F-s图像与坐标轴围成的面积表示拉力做的功WF＝(8×4＋×8×8)J＝64 J，滑动摩擦力做的功Wf＝－μmgx，解得Wf＝－96 J，所以合外力做的功为W合＝WF＋Wf＝64 J＋(－96 J)＝－32 J，故C错误，D正确。 3．C　由题图乙可知，木块经0.5 s滑至最高点，由加速度定义式可知，上滑过程中加速度的大小为a1＝＝ m/s2＝8 m/s2，故A错误；上滑过程中木块沿斜面向下受重力的分力、摩擦力作用，由牛顿第二定律可知，上滑过程中有mg sin θ＋μmg cos θ＝ma1，解得μ＝0.25，故B错误；下滑的距离等于上滑的距离为x＝＝ m＝1 m，下滑过程中摩擦力方向变为沿斜面向上，由牛顿第二定律可知，下滑过程中有mg sin θ－μmg cos θ＝ma2，解得a2＝4 m/s2，故C正确；下滑至出发点时的速度大小为v＝，解得v＝2 m/s，故D错误。 4.C　根据物块的受力，由牛顿第二定律有mg－f＝ma，由图像可知F＝t，而f＝μF，解得a＝g－，故随时间的增大，物块先做加速度逐渐减小的加速运动，后做加速逐渐增大的减速运动，最后停止下滑，静止后物块的加速度为零，处于平衡状态；当t＝t0时，物块的加速度为零，此时物块的速度最大，做出a-t图像如图所示。根据其面积求出最大速度为vm＝gt0，故选C。 5．解析：(1)倾斜轨道上，运动的位移x＝303.05 m－12.8 m＝290.25 m 到达底端的速度vt＝35 m/s ，水平轨道的末端的速度v＝8 m/s ，根据v－v2＝2ax 解得a＝2 m/s2 根据牛顿第二定律有mg sin 15°－f＝ma 解得f＝72 N。 (2)在倾斜轨道上运动的时间t2＝＝s＝13.5 s 在水平轨道，直轨道的位移x1＝12.8 m ，根据v2＝2a1x1 解得a1＝2.5 m/s2 则水平轨道运动的时间t1＝＝s＝3.2 s 运动员从开始运动到下滑到P点的时间t＝t2＋t1＝16.7 s。 答案：(1)72 N　(2)16.7 s 学科网（北京）股份有限公司 $$