第4章 微专题8 运动学、动力学图像问题-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理必修第一册同步辅导与测试(人教版)

物理必修第一册 素养演练·提升技能 达标训练素养提高 1.(多选)如图所示，一水平传 A 动摩擦因数为，则下图中能客观地反映小木 送带沿顺时针方向以匀 块在传送带上的速度随时间变化关系的是 速转动，在传送带左端A处无初速度地轻放一 小物块，则关于小物块从A端运动到B端过程 中的速度)随时间t的变化图像，下列选项中 可能正确的是 ( 4 ↑u/(ms) ↑/ms) %上----- 4.如图所示，有一块木板A静置在光滑且足够大 的水平地面上，木板质量M=4kg,长L= 1.2m,木板右端放一小滑块B并处于静止状 t/s t/s A B 态，小滑块质量m=1kg,其尺寸远小于L。小 滑块与木板之间的动摩擦因数为u=0.4。(设 u/(m-s-1) ↑/ms) 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2) ® A E 7777777777777777777777777 t/s t/s (1)现用恒力F始终作用在木板A上，为了让 C D 小滑块B不从木板A上滑落，求恒力F大小的 2.(多选)如图所示，质量为 m2→F 范围； 1的足够长木板静止在 (2)其他条件不变，若恒力F大小为20.8N,且 光滑水平地面上，其上放一质量为2的木块。 始终作用在木板A上，求小滑块B滑离木板A t=0时刻起，给木块施加一水平恒力F。分别 时的速度大小。 用a1、a2和o1、2表示木板、木块的加速度和 速度大小。下列图中可能符合运动情况的是 3.(多选)如图所示，传送带与水 平面间夹角为0，以速度o逆 时针匀速转动。在传送带的 上端轻轻放置一个质量为m的 小木块，小木块与传送带间的 温馨提示 请做课时分层检测（二十四） 微专题8运动学、动力学图像问题 关键能力·合作探究 讲练设计探究重点 类型1v-t图像问题 (o-t图像)和力一时间图像(F-t图像)等，这些 图像反映的是物体的运动规律、受力规律，而不 探究归纳 是代表物体的运动轨迹。 1.常见的图像形式 2.图像问题的分析方法 在运动学与动力学问题中，常见、常用的图像是： (1)把图像与具体的题意、情景结合起来，明确 位移一时间图像(.x-t图像)、速度一时间图像： 图像的物理意义，明确图像所反映的物理过程。 120 第四章 运动和力的关系 (2)特别注意图像中的一些特殊点，如图线与： 外力F变化的图像如图乙所示。若重力加速度 横、纵坐标轴的交点，图线的转折点，两图线的： g取10m/s2,根据图乙中所提供的信息可以计 交点等所表示的物理意义。注意图线的斜率、 算出 图线与坐标轴所围图形面积的物理意义。 a/(m-s-2) 6 [典例1]（多选）给一物块 ◆v/(ms) 10 42 一定的速度使其沿粗糙斜 2 10/2030FN 面上滑，上升到斜面某一 位置后，又自行滑下，该滑 0 1234567/s 10 块的v-t图像如图所示， 甲 乙 -5 则由此可知(g取10m/s2, A.物体的质量 sin37°=0.6)( B.斜面的倾角 A.斜面倾角为30° C.加速度由2m/s2增加到6m/s2的过程中， B.斜面倾角为379 物体通过的位移 C.动摩擦因数=0.5 D.加速度为6m/s2时物体的速度 D.动摩擦因数以=0.2 [听课记录] [听课记录] 针对训练 针对训练 3.（多选)物体A、B、C ↑a/(ms-2) 均静止在同一水平面 1.质量为2kg的物体在水平推力 ↑v/(msl) 上，它们的质量分别 丙 F的作用下沿水平面做直线运 8 6 为mA、mB、mc,与水 0 1020304050Fm 动，一段时间后撤去F,其运动 平面间的动摩擦因数 的v-1图像如图所示，则物体 0246810ils 分别为ABC,用 -2 与水平面间的动摩擦因数：和 平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,所 水平推力F的大小分别为(g取10m/s2)( 得加速度a与拉力F的关系图线如图中甲、乙、 A.0.2,6N B.0.1,6N 丙所示，则以下说法正确的是 ( C.0.2,8N D.0.1,8N A.uA=UB,mA<mB 2.放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水： B.uB<uc,mB=mc 平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如： C.uB=uc,mBmc 图甲所示，物块速度？与时间t的关系如图乙 D.uA<uc,mA<mc 所示，重力加速度g取10/s2。由这两个图像4.如图甲所示，物体原来静止在水平面上，现用一 可以求得物块的质量m和物块与地面之间的 水平拉力F拉物体，F从0开始逐渐增大的过 动摩擦因数4分别为 ( ) 程中，物体先保持静止，后做变加速运动，其加 FIN 米/(ms-1) 速度α随拉力F变化的图像如图乙所示。若物 体与水平面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g 取10m/s2,下列结论正确的是 ( 0 6 8 t/s 0 ◆a/(ms2) 2468t/s 4.0--------- 甲 U →F A.0.5kg,0.4 B.1.5kg15 777777777 0.5 0 C.0.5kg,0.2 D.1kg,0.2 7 14F/N 类型2aF图像问题 A.物体的质量为3.5kg [典例2]（多选）如图甲所示，一物体在一水平 B.物体与水平面之间的滑动摩擦力为7.0N 外力F作用下静止在倾角为0的光滑斜面上， C.物体与水平面之间的动摩擦因数为0.30 逐渐增大F,物体做变加速运动，其加速度α随 D.物体与水平面之间的摩擦力大小始终是6.0N 121 物理必修第一册 素养演练·提升技能 达标训练素养提高 1.雨点从高空由静止下落，在下落过程中，受到的： (1)质量m=50kg的人竖直站立在电梯中，求 阻力与雨点下落的速度成正比。图中能正确反 t=2s时，人对电梯的压力大小。 映雨点下落运动情景的是 》 (2)类比是一种常用的研究方法，对于直线运 动，教科书中讲解了由v1图像求位移的方法。 求： ①电梯竖直下降的最大速度； ② ②电梯匀减速下降的位移大小。 A.①② B.②③ C.①③ D.①④ 2.摩天大楼中一部客运电梯，行程超过 拉力 百米，电梯的简化模型如图所示，考 虑安全舒适、省时等因素，电梯的加 速度a随时间t是变化的。已知电梯 电梯 在t=0时由静止开始竖直下降，al 图像如图所示，忽略一切阻力，取重力加速度 g=10m/s2。 a/(m83) 10 -- 3031 4041 12 1011 t/s 温馨提示 请做课时分层检测（二十五） -1.0 章未综合提升 【知识网络构建】 内容：一切物体，总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非作用在它上面的 力迫使它改变这种状态 牛顿第一定律 力是改变物体运动状态的原因 理解 切物体在任何情况下都具有惯性，质量是惯性大小的唯一量度 内容：物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加 速度的方向跟作用力的方向相同 运 表达式：F=ma 牛顿第二定律 矢量性：a的方向与F的方向一致 和 理解瞬时性：a随F的变化而变化 的 独立性：每个力都能使物体产生一个加速度 系 力学单位制：基本量与基本单位、导出单位、单位制的应用 已知受力确定运动情况 牛顿运动定律的应用 已知运动情况确定受力 失重：加速度a方向向下，FN<G 超重与失重{超重：加速度a方向向上，FN>G 完全失重：a=g,FN=0 实验：探究加速度与力、质量的关系 -122由以上三式可得：a元a甲>a丙； 对Q由牛顿第二定律可得： 题图甲：Fp一nog sin0=maap moF 解得：F np十no 题图乙：Fz=ma4z moF np十na 题图丙：F而一nQg一nQ4丙 解得：F丙= 故Fm=F,=F 综上所述，D正确。 2.BD[木块和小车无相对滑动，加速度a相同，以整体为研究对 象，根据牛顿第二定律得F=(M十m)a,则加速度a=M干m:以 木块为研究对象，根据牛顿第二定律得，木块受到的摩擦力F, mF ma=M干m,选项B,D正确。] 3.解析(1)系统在竖直方向上匀加速运动时， 小球受力如图所示，当a线拉力为15N时，由 牛顿第二定律， y轴方向有Fm sin53°一ng=d x轴方向有Fmcos53°=F6 解得F,=9N,此时加速度最大值a=2m/s2。 mg (2)系统水平向右匀加速运动时，由牛顿第三 定律， 竖直方向有F,'sin53°=ng 水平方向有Fb’一F.'cos53°=ma 解得F'=12.5N 当F%=15N时，加速度最大，此时a'=7.5m/s2。 答案(1)2m/s(2)7.5m/s 微专题7传送带模型和滑块一木板模型 关键能力·合作探究 探究归纳 [典例1][解析](1)滑块在传送带上滑行时的加速度 a= F_ung-ug=2 m/s 3月 2 设滑块在释放后经时间〔1达到和传送带相同的速度 == 2 a s=1s 22 位移x1-2a=2X2m=1m<2m 滑块与传送带向右匀速运动的时间 4-1-5-21 2 =0.5s 总时间t=t1+t,=1s十0.5s=1.5s (2)滑块和传送带在t1时间内有相对运动，传送带的位移x。一 =2×1m-2m 滑块相对传送带的位移 △.x=x2-x1=2m-1m=1m。 答案7(1)1.5s(2)1m 针对训练 1.解析(1)传送带顺时针转动时，物体相对传送带向下运动，则物 体所受滑动摩擦力方向沿传送带向上，物体沿传送带向下做匀加 速运动，裉据牛顿第二定律有： mg(sin 37-ucos 37)=ma, 得a=2m/s, 根据1=2a得1=4s。 (2)传送带逆时针转动，当物体下滑速度小于传送带转动速度时 物体相对传送带向上运动，则物体所受滑动摩擦力方向沿传送带 向下，设物体的加速度为a1,由牛顿第二定律得， ngsin37°+umgcos37°-na1 则有a1=10m/s 设当物体运动速度等于传送带速度时经历的时间为1，位移为 x1,则有 41-2=1 I 10s=1s x=2a42=5m<1=16m 当物体运动速度等于传送带速度的瞬间，因为ngsin37°> umngcos 37 则此后物体相对传送带向下运动，受到沿传送带向上的滑动摩 擦力。 设当物体下滑速度大于传送带转动速度时物体的加速度为a2,则 d:-mgsin 37pamgcos 372 m/s x2=l-x1=11m 21 由=，十2°， 解得：2=1s(t2=一11s舍去) 所以1格=十t2=2s。 答案(1)4s(2)2s 探究归纳 「典例2]「解析](1)设物块与木块间的静摩擦力为F,由牛顿第 二定律，对整体有F=(M十m)a 对物块有F,=na 可得F=Mm)品.当R最大为m时，F装大 故Fmax=(M十m)g,代入数据得Fx=l6N。 (2)F=10N16N,物块与木板保持相对静止。 对娄休aM千m26m/g=号m/g F 10 对物块F,=m=6X于N=7.5N, 答案] (1)16N(2)7.5N 针对训练 2.解析(1)分别对物块A、木板B进行受力分析可知，A在B上向 右做匀减速运动， 设其加速度大小为a1,则有 amg-3 m/s 木板B向右做匀加速运动， 设其加速度大小为a2,则有 4,-mg·2mg-1m/s。 (2)由题意可知，A刚好没有从B上滑下来，则A滑到B最右端时 的速度和B的速度相同，设为，则有： 时间关系：=二卫=” a2 位移关系：山=6十巴 2t 2 解得w=2√6m/s。 答案(1)3m/s21m/s2(2)2√6m/s 素养演练·提升技能 1.BD,[物块先做匀加速运动，在到B端前可能已经和传送带共 速，也可能一直加速运动到B端，B、D正确。 2.AC 工木块和木板可能保持相对静止，一起做匀加速直线运动，加 速度大小相等，故A正确：木块可能相对于木板向前滑动，即木块 的加速度a2大于木板的加速度a1,都做匀加速直线运动，故B、D 错误，C正确。] 3.BCD[当木块刚放在传送带上时 mgsin 0-umgcos 0=ma v2=2ax 当传送带长度Lx时，木块一直匀加速运动，B正确。 当L>x时，木块与传送带速度相同后，若ngcos0≥ngsin0,即 4≥tan0,木块匀速运动；若mngsin0>mgcos0,即<tan0,木块 继续以更小的加速度加速，C、D正确。] 4.解析 (1)为了使小滑块B不从木板A上滑落，设A、B相对静止 时的加速度为a,对B有ma≤ng 对A、B整体有F=(M十m)a 解得F20N。 (2)当F=20.8N时，A、B发生相对滑动。 此时，对B有umg二naB 对A有F-4ng=MaA 设B在A上滑行的时间为t,有 L= 2anl-2am B滑离木板A时的速度v=aBd 联立解得u=8√3m/s。 答案(1)F20N(2)8√5m/s 微专题8运动学、动力学图像问题 关键能力·合作探究 探究归纳 「典例1][解析]速度一时间图像的斜率表示加速度，则由题图 可知，沿斜面上升时的加速度大小为a1=10m/s,沿斜面下滑时 的加速度大小为a2=2m/s。根据牛顿第二定律，上升时，有 ma1=ngsin0十mngcos0,下滑时，有a2=mngsin0-ngcos0, 由上述两式解得0=37°，=0.5。 T答案]BC 针对训练 1.AL由u-t图像知a1=1m/s,a2=2m/s”,由F-ng=ma1, ung一mag,解得u=0.2,F=6N。 2.A [由Ft图像和v-t图像可得，物块在2s到4s内所受外力F 4 =3N,物块做匀加速运动，a= u=2 m/s =2 m/s',F-F △ 8 na,F;=:ng,物块在4s到6s所受外力F=2N,物块做匀速直 线运动，则F=F,F=ng,由以上各式解得n=0.5kg4=0.4, 故远项A正确。] [典例2][解析]由题图乙可知，当水平外力F=0时，物体的加 速度大小a=一6m/s,此时ngsin0=na,可求出斜面的倾角0= 37°，远项B正确：当水平外力F=15N时，物体的加速度a=0,此 时Fcos0=ngsin0,可得n一2kg,远项A正确：由于不知道加速 度与时间的关系，所以无法求出物体在各个时刻的速度，也无法 求出物体加速度由2m/s增加到6m/s过程中的位移，选项C、 D错误 答案] AB 针对训练 F 3.ABDL根据牛顿第二定律有F-/ng=na,得a= 一g,则 F图像的斜率=，由图像可看出，乙，丙的斜率相等，小于甲 的斜率，则mA<g=。当F一0时，a一一以g,根据图像可看 出，=≤，故选A、B、D] 4.C[由牛顿第二定律可得 F-umg=ma 可知a= 1F一g 将F=7N,a=0.5m/s2,F=14N,a=4m/s 代入解得m=2kg,g=3m/s 即g=0.30,F1=1mg=6.0N 故A、B错误，C正确： 当拉力小于6N时，物体静止，物体受到的摩擦力小于6N,故D 错误。 素养演练·提升技能 1.C「对雨点受力分析，受重力和空气的阻力，雨点由静止下落，故 阻力由零开始逐渐增大，合力向下且逐渐减小，故加速度向下并 逐渐减小，故①图正确；雨点做变速直线运动，x图像不可能是 直线，②图错误：由于加速度与速度同向，故物体的速度逐渐加 大，加速度逐渐减小，由于v-t图像上某，点的切线的斜率表示加 速度，故图线逐渐向下倾斜，故③图正确，④图错误。] 2.解析(1)由题图可知t=2s时，a-1/s2,对人由牛顿第二定律 有mg一FN=na 解得F一mg -ma=50×10N-50×1N=450N 由牛顿第三定律可知人对电梯的压力 F '=Fx=450N. (2)①因为：t图像中图线与t轴固成的面积代表速度变化量，所 以由题图可知11s时速度变化童最大，即△=(9十1)X1m/s 2 =10m/s 所以有w=0十△v=10m/s。 ②根据图像可知电梯31一40$内匀减速下降，有 31=m一2 ×1×1m/s=9.5m/s 所以电梯匀减速下降的位移为 x=1△-2a△12=9.5X9m-2X1×9m=45m 答案(1)450N(2)①10m/s②45m 课时分层检测 课时分层检测（一） 1.D「“质点”是为了研究问题简单而引入的理想化的模型，所以从 科学方法上来说属于建立理想摸型的方法，所以D正确，A、B、C 错误。 2B[三足鼎立、滴水穿石以及立竿见影均不涉及物体的位置变 化，故均与参考系无关，而刻舟求剑是以船为参考系来研究剑的 运动，故涉及参考系。门 3.ACD[研究踢出去的足球的运动轨迹时，可以不考虑足球的形 状和大小，选项A正确；如采将乒乓球视为质点，就无法研究弧图 球的技术问题了，选项B错误；研究跳高动作时，不可将运动员小 明视为质，点，选项C正确：“复兴号”列车的长度与北京到上海的 距离相比小得多，可以将列车视为质，点，远项D正确。] 4.C [台球虽小，但在研究台球的击球部位时，需考虑台球的大小 和形状，不能把台球看作质点，故A、B错误：在分析进球路线时， 台球的大小和形状可以忽略不计，此时可以把台球看作质点，故C 正确，D错误。 5.AD [“太阳东升西落”是相对于我们居住的地球而言的，是以地 球为参考系的，选项A正确：“地球围绕太阳转”是以太阳为参考 系的，远项B错误；“同步卫星在高空静止不动”是相对于地球而 言的，是以地球为参考系的，远项C错误；火车上的乘客看到铁路 旁的树木、电线杆迎面向他飞奔而来，是以火车或他自己为参考 系的，选项D正确。] 6.D[以自己为参考系，看到缆车静止不动，同一缆车里的人静止 不动，故A、C错误：以对面的山为参考系，游客向山靠近，故B错 误；以所乘坐的缆车为参考系，看到两边的青山绿树向身后运动 故D正确。 21 章末综合提升 归纳提能 「典例1]「解析]如图所示，过D,点作OD的垂线与竖直虚线交 于G,以(G为直径作圆，可以看出F,点在铺助圆内，而B,点在辅 助圆外，由“等时圆”模型可知，tAB>tn>,B项正确。 C [答案]B 「典例2][解析]如图所示，在竖直线AC 上远取一，点()，以适当的长度为半径画圆， 使该圆过A点，且与斜面相切于D点。由 等时圆模型的特点知，由A点沿木板滑到D 点所用时间比由A点到达斜面上其他各点 所用时间都短。将木板下端B,点与D点重 合即可，而∠COD=0,则a= 2。只有选项B正确」 [答案]B T典例3][解析]0~1s内，物体的加速度 4v/(m-s-1) 大小a1=F+8-6+0.1X2X10 2 m/s2 6 =4m/s,A错误；1~2s内物体的加速度 大小a2= F-m8=6-0.1X2X10 m/s20 2t/8 2 一2/s2,B正确：由题图可得物体运动的v-t图像如图所示，故 01s内物体的位移为x1=6m,C错误：0一2s内物体的总位移 x=1+=(84X1+64X1)m=11m,D正确 2 2 答案】BD [典例4][解析]由题图得：在2~4s内小球的加速度α= 2一1 -0.5m/s2,则A正确；在0一2s内小球做匀速直线运动 tg-t1 时，重力沿杆向下的分力等于5N,在2一4S内由牛顿第二定律 有：F2一F1一ma,解得n一1kg,则B错误：设杆与水平面的夹角 为a,则F,一ngsin a=na,解得a=30°，则C正确；由速度一时间 图像可知，图线与坐标轴固成的面积表示位移，即04s内小球 的位移为5m,则D错误。 答案]AC 考答案与解析 7.D 「旗帜向左偏，说明有向左吹的风，由甲的火焰向左偏，无法确 定甲的运动状态，由于乙的火焰向右偏，所以乙一定向左运动，且 速度大于风速。 8.B 「研究六雏电机的螺旋桨转动时，螺旋桨的大小和形状不能忽 略，不能将其看成质点，故A错误：研究“圆梦号”绕地球飞行一周 所用时间时，“圆梦号”可看成质点，故B正确，C错误：“圆梦号” 绕地球飞行，以地球为参考系，“圆梦号”是运动的，故D错误。 9.CD “神舟十三号”飞船与“天和”核心舱对接时需要考虑“神舟 十三号”的形状和大小，不可以将飞船看成质点，故A错误；完成 对接后，“神舟十三号”相对于“天和”核心舱是静止的，但相对于 地球仍然是运动的，故B错误；发射升空过程中，王亚平、叶光富 两名航天员相对翟志刚位置没变化，所以是静止不动，故C正确： 通过北斗导航定位“神舟十三号”载人飞船的位置时，可以忽略 “神舟十三号”的形状和大小将飞船看成质点故D正确。 10.BD 在物体的大小和形状对所研究问题的影响可以忽略不计 的情况下，可以把物体看成质点，所以在观测日全食时不能将月 球看成质点，选项A错误，B正确；月球绕地球转动，是以地球为 参考系来描述的，选项C错误，D正确。】 11.ABC 由于甲看到楼房匀速上升，故甲一定在匀速下降；又由 于乙看到甲匀速上升，故乙一定也匀速下降，且其下降的速度比 甲要大，即>:丙看到乙匀速下降，说明丙可能静止，可能 下降，且其速度小于乙的速度，也可能上升，因为甲又看到丙匀 速上升，说明丙可能静止，可能下降，且其速度小于甲的速度，也 可能上升，故A、B、C都是正确的，D错误。] 12.CD[金星通过太阳和地球之间时，我们才会看到“金星凌日”天 象，选项A错误：因为太阳的大小对所研究问题的影响起着至关 9