专题07 牛顿运动定律的应用之动力学中的图象问题-2018-2019学年高一物理上学期同步重难讲练之牛顿运动定律

专题07 牛顿运动定律的应用之动力学中的图象问题 重难讲练 牛顿运动定律和图像结合起来是牛顿运动定律解决动力学的常见题型。图像是形象、直观的反映物体规律的数学手段。利用图像同时结合物理规律求解相应的未知量时，对于物理图像一般要注意四看：坐标轴、截距、斜率、面积。一般来说，图线上某点切线斜率表示一物理量随另一量的瞬时变化率、两点连线的斜率表示一物理量对另一物理量的平均变化率、该点与原点连线的斜率表示两量的比值；面积表示两量乘积所表示的物理量（或无意义），如a-t图中面积表示速度的变化量、F-x图中面积表示功等，x-t图中面积无意义。 1. 常见的动力学图象 v－t图象、a－t图象、F－t图象、F－a图象等。 2.图象问题的类型 (1)已知物体受到的力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况。 (2)已知物体的速度、加速度随时间变化的图线。要求分析物体的受力情况。 (3)由已知条件确定某物理量的变化图象。 3.解题策略[来源:学§科§网Z§X§X§K][来源:学科网ZXXK] 【典例1】将一个质量为1 kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，运动过程中所受阻力大小恒定，方向与运动方向相反。该过程的v－t图象如图所示，g取10 m/s2。下列说法正确的是(　　) A.小球所受重力和阻力之比为6∶1 B.小球上升与下落所用时间之比为2∶3 C.小球回落到抛出点的速度大小为8 m/s D.小球下落过程，受到向上的空气阻力，处于超重状态 【典例2】广州塔，昵称小蛮腰，总高度达600米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t 图象如图所示。则下列相关说法正确的是(　　) A.t＝4.5 s时，电梯处于失重状态 B.5～55 s时间内，绳索拉力最小[来源:学科网ZXXK] C.t＝59.5 s时，电梯处于超重状态 D.t＝60 s时，电梯速度恰好为零 【典例3】物体最初静止在倾角θ＝30°的足够长斜面上，如图甲所示受到平行斜面向下的力F的作用，力F随时间变化的图象如图乙所示，开始运动2 s后物体以2 m/s的速度匀速运动，下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　) A.物体的质量m＝1 kg B.物体的质量m＝2 kg C.物体与斜面间的动摩擦因数μ＝ D.物体与斜面间的动摩擦因数μ＝ 【典例4】用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从零开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图象如图所示，取g=10m/s2，水平面各处粗糙程度相同，则由此可以计算出 A． 物体的质量 B． 物体与水平面间的动摩擦因数 C． 外力F为12 N时物体的速度 D． 外力F从6N增大到12N过程中物体运动的位移大小 【跟踪训练】 1. 若货物随升降机运动的v－t图象如图所示(竖直向上为正)，则货物受到升降机的支持力F与时间t关系的图象可能是(　　) [来源:学科网ZXXK] 2. 质量m＝2 kg、初速度v0＝8 m/s的物体沿着粗糙水平面向右运动，物体与地面之间的动摩擦因数μ＝0.1，同时物体还要受一个如图5所示的随时间变化的水平拉力F的作用，水平向右为拉力的正方向，则以下结论正确的是(取g＝10 m/s2)(　　) A.0～1 s内，物体的加速度大小为2 m/s2 B.1～2 s内，物体的加速度大小为2 m/s2 C.0～1 s内，物体的位移为7 m D.0～2 s内，物体的总位移为11 m 3. 如图甲所示，质量为m＝2 kg的小物块静止放置在粗糙水平地面O处，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，在水平拉力F作用下物块由静止开始沿水平地面向右运动。已知水平拉力F随时间变化的图象如图乙所示，重力加速度g取10 m/s2，取水平向右为正方向，由此可知(　　) A.在0～3 s时间内物块的加速度大小为6 m/s2 B.在3～5 s时间内物块的加速度大小为3 m/s2，方向水平向右 C.5 s末，物块速度大小为3 m/s，方向水平向右 D.在5 s末，克服水平拉力F做功的功率为0 4. 如图甲所示，一质量m＝2.0 kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37°的足够长的斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机作出了小物块上滑过程中的速度—时间图线，如图4乙所示，则(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)(　　) A.小物块冲上斜面过程中加速度的大小为8.0 m/s2 B.小物块与斜面间的动摩擦因数为0.25 C.小物块在斜面上滑行的最大位移为8 m[来源:Zxxk.Com] D.小物块在上滑过程中所受摩擦力大小为5 N 5. 足够长光滑斜面BC的倾角α＝53°，小物块与