第4章 关键能力提升4：动力学图像问题分析（正文）（Word版）-【未来密码】2026-2027学年高中物理必修第一册关键能力提升同步学案（人教版）

该高中物理导学案聚焦动力学中的图像问题，通过知识导航（a-t、加速度、牛顿第二定律）衔接运动学与牛顿定律，以探究1（运动学图像分析受力）、探究2（力的图像分析运动）、探究3（综合问题）为学习支架，引导学生掌握图像分析方法。 资料以典例与对标训练结合为特色，强调x-t、v-t、a-t图像转换及受力分析，通过解题思路和易错提醒培养科学思维（科学推理、模型建构），助力学生提升分析解决问题能力，符合新课标核心素养要求。

关键能力提升4: 动力学中的图像问题 【本课时主要内容】 图像问题的分析方法 知识导航　a-t　加速度　牛顿第二定律 探究1　由运动学图像分析物体的受力情况 典例1 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变化的关系图像如图所示.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 (　　) 　典例1 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 必备知识　x-t图像,牛顿第二定律. 关键能力　 【答案】D 【解题思路】 　　注意运动图像之间的转换;x-t、v-t和a-t之间的关联,x-t图像的切线斜率表示速度,v-t图像的切线斜率表示加速度;能通过a-t图像知晓物体的受力情况. 对标训练1 如图甲所示,一个质量m=2 kg的物块以初速度v0=10 m/s从斜面底端冲上一足够长斜面,经t1=1.0 s开始沿斜面返回,t2时刻回到斜面底端.物块运动的v-t图像如图乙所示,斜面倾角为θ(sin θ=0.6,cos θ=0.8),重力加速度g取10 m/s2.则可确定 (　　) 对标训练1 A. 物块上滑时的加速度大小为1 m/s2 B. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.45 C. 物块沿斜面向上滑行的最大距离为5.0 m D. 物块回到斜面底端的时刻为2.0 s 【答案】C 【解题思路】 易错提醒 v-t图像的斜率为加速度;斜面上摩擦力的突变. 探究2　由力的图像分析物体的运动情况 典例2 如图甲所示,质量为0.4 kg的物块在水平力F的作用下由静止释放,物块与足够高的竖直墙面间的动摩擦因数为0.4,力F随时间t变化的关系图像如图乙所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是 (　　) 　典例2 A. t=2 s前物块一直做加速运动 B. t=2 s后物块受静摩擦力 C. t=2 s时物块离出发点最远 D. 物块受到的摩擦力的最大值等于4 N 必备知识　匀变速直线运动的基本规律,牛顿第二定律,a-t图像. 关键能力　 【答案】A 【解题思路】 　　注意速度减为0前、后摩擦力的变化. 对标训练2 如图甲所示,竖直轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置的物体(物体与弹簧不连接)处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移x之间的关系图像如图乙所示.不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是 (　　) 　对标训练2 A. 物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态 B. 弹簧的劲度系数为7.5 N/cm C. 物体的质量为1 kg D. 物体的加速度大小为5 m/s2 【答案】D 【解题思路】 易错提醒 根据加速度确定受力情况;根据图像信息获取物体运动规律. 探究3　动力学图像综合问题 典例3 如图甲所示,一质量m=2 kg的物体置于水平面上,在水平外力的作用下由静止开始运动,水平外力随时间的变化情况如图乙所示,物体运动的速度随时间变化的情况如图丙所示,4 s后图线没有画出.g取10 m/s2.求: 典例3 (1) 物体与水平面间的动摩擦因数; (2) 物体在前6 s内的位移. 必备知识　匀变速直线运动的基本规律,v-t图像,牛顿第二定律. 关键能力　 【答案】(1) 0.15　(2) 15 m　 【解题思路】 　　注意:检查6 s时物体速度是否减为0,速度减为0后物体不会再运动. 对标训练3 如图甲所示,A、B两个物体相互接触,但并不黏合,放置在光滑水平面上,A、B的质量分别为2 kg和3 kg.从t=0时刻开始,水平推力FA和水平拉力FB分别作用于A、B上,FA、FB随时间变化的关系如图乙所示.下列说法正确的是 (　　) 对标训练3 A. 分离前物体A一直做变加速直线运动 B. t=1.5 s时刻,A、B所受的合力相同 C. t=2 s时刻,A、B恰好分离 D. t=2.5 s时刻,B的加速度大小为2m/s2 【答案】C 【解题思路】 易错提醒 明确物体运动状态变化;根据加速度图像进行受力分析. 学科网（北京）股份有限公司 $