動力學圖像問題 [學習目標]　1.綜合應用牛頓第二定律、運動學規(guī)律，結合F－t圖像、v－t圖像、a－F圖像等信息解決動力學問題.2.能夠將圖像與實際受力情況和運動情景相結合，應用牛頓運動定律解決實際問題．1．常見的圖像形式在動力學問題中，常見的圖像是v－t圖像、F－t圖像、a－F圖像等，這些圖像反映的是物體的運動規(guī)律、受力規(guī)律，而不是代表物體的運動軌跡．2．圖像問題的分析方法(1)把圖像與具體的題意、情景結合起來，明確圖像的物理意義，明確圖像所反映的物理過程．(2)特別注意圖像中的一些特殊點，如圖線與橫、縱軸的交點，圖線的轉折點，兩圖線的交點等所表示的物理意義．注意圖線的斜率、圖線與坐標軸所圍圖形面積的物理意義．放在水平地面上的一物塊，受到方向不變的水平推力F的作用，F的大小與時間t的關系和物塊速度v與時間t的關系如圖1甲、乙所示．取重力加速度g＝10 m/s2，由此兩圖線可以求得物塊的質量m和物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)μ分別為(　　)圖1A．m＝0.5 kg，μ＝0.4   B．m＝1.5 kg，μ＝C．m＝0.5 kg，μ＝0.2   D．m＝1 kg，μ＝0.2答案　A解析　在4～6 s內物塊做勻速直線運動，可知Ff＝2 N在2～4 s內物塊做勻加速直線運動，加速度a＝2 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律有：F－Ff＝ma解得：m＝0.5 kg又Ff＝μmg解得：μ＝0.4，故A項正確．針對訓練1　(2020·陜西省西安中學高三月考)質量為1 kg的物體只在力F的作用下運動，力F隨時間變化的圖像如圖2所示，在t＝1 s時，物體的速度為零，則物體運動的v－t圖像、a－t圖像正確的是(　　)圖2答案　B(多選)給一物塊一定的速度使其沿粗糙斜面上滑，上滑到斜面某一位置后，又自行滑下，該物塊的v－t圖像如圖3所示，則由此可知(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6)(　　)圖3A．斜面傾角為30°B．斜面傾角為37°C．動摩擦因數(shù)μ＝0.5D．動摩擦因數(shù)μ＝0.2答案　BC解析　速度－時間圖像的斜率表示加速度，則由題圖可知，沿斜面上滑時的加速度大小為a1＝10 m/s2；沿斜面下滑時的加速度大小為a2＝2 m/s2；根據(jù)牛頓第二定律得：上滑時，有mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1；下滑時，有mgsin θ－μmgcos θ＝ma2，由上述兩式解得θ＝37°，μ＝0.5.針對訓練2　(多選)(2020·濟寧市期末)如圖4甲所示，一質量為m的滑塊放在粗糙的水平面上，滑塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)給滑塊一水平向右的初速度v0＝6 m/s，同時給滑塊一水平向左的恒力F＝4 N，若以滑塊的出發(fā)點為原點，取向右的方向為正方向，在電腦上描繪出滑塊速度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，取g＝10 m/s2.下列說法正確的是(　　)圖4A．滑塊的質量為2 kgB．滑塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)為0.2C．3 s末滑塊返回到出發(fā)點D．4 s末滑塊加速度大小為1 m/s2答案　AD(多選)物體A、B、C均靜止在同一水平面上，它們的質量分別為mA、mB、mC，與水平面間的動摩擦因數(shù)分別為μA、μB、μC，用平行于水平面的拉力F分別拉物體A、B、C，所得加速度a與拉力F的關系圖線如圖5中甲、乙、丙所示，則以下說法正確的是(　　)圖5A．μA＝μB，mA＜mBB．μB＜μC，mB＝mCC．μB＝μC，mB＞mCD．μA＜μC，mA＜mC答案　ABD解析　根據(jù)牛頓第二定律有F－μmg＝ma，得a＝－μg，則a－F圖像的斜率k＝，由題圖可看出，乙、丙的斜率相等，小于甲的斜率，則mA＜mB＝mC.當F＝0時，a＝－μg，根據(jù)題圖可看出，μA＝μB＜μC，故選A、B、D.1．在光滑水平面上以速度v運動的物體，從某一時刻開始受到一個跟運動方向共線的力F的作用，其速度－時間圖像如圖1所示．那么它受到的力F隨時間t變化的關系圖像是下列圖中的(　　)圖1答案　A解析　由v－t圖像可知物體先做勻加速直線運動，后做勻減速直線運動，再反向做勻加速直線運動，所以物體最初一段時間受到與速度方向相同的恒力作用，然后受到與速度方向相反的恒力作用，選項A正確．2．(2020·江蘇省海安高級中學高一期中)木塊以一定的初速度沿粗糙斜面上滑，后又返回到出發(fā)點．若規(guī)定沿斜面向下為速度的正方向，下列各圖像中能夠正確反映該木塊運動過程的速度隨時間變化的關系的是(　　)答案　A解析　根據(jù)牛頓第二定律，上滑時木塊的加速度大小為：a1＝＝gsin θ＋μgcos θ，下滑時木塊的加速度大小為：a2＝＝gsin θ－μgcos θ，知a1＞a2，則上滑過程v－t圖像的斜率大小大于下滑過程圖像的斜率大小．規(guī)定沿斜面向下為速度的正方向，則上滑速度為負，下滑速度為正，故A正確，B、C、D錯誤．3.質量為2 kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線運動，一段時間后撤去F，其運動的v－t圖像如圖2所示．則物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ和水平推力F的大小分別為(g取10 m/s2)(　　)圖2A．0.2　6 N   B．0.1　6 NC．0.2　8 N   D．0.1　8 N答案　A解析　由v－t圖像知a1＝1 m/s2，a2＝2 m/s2，由F－μmg＝ma1，μmg＝ma2，解得μ＝0.2，F＝6 N，選項A正確．4．(2021·浙江省高一期末)如圖3甲為某熱氣球示意圖，圖乙是它某次升空過程中的v－t圖像(取豎直向上為正方向)，則以下說法正確的是(　　)圖3A．0～10 s內，熱氣球的平均速度為5 m/sB．30～40 s內，熱氣球豎直向下運動C．30～40 s內，吊籃中的人處于失重狀態(tài)D．0～40 s內，熱氣球的總位移為125 m答案　C解析　0～10 s內，熱氣球向上做勻加速直線運動，所以熱氣球的平均速度為＝ m/s＝2.5 m/s，故A錯誤；由題圖可知30～40 s內，熱氣球速度為正，豎直向上運動，故B錯誤；30～40 s內，熱氣球向上減速時，吊籃中的人處于失重狀態(tài)，故C正確；由v－t圖線與時間軸圍成的面積表示位移，得熱氣球的總位移為x＝×5 m＝150 m，故D錯誤．5. (多選)將物體豎直向上拋出，假設運動過程中空氣阻力大小不變，其速度－時間圖像如圖4所示，則(　　)圖4A．上升、下降過程中加速度大小之比為11∶9B．上升、下降過程中加速度大小之比為10∶1C．物體所受的重力和空氣阻力大小之比為9∶1D．物體所受的重力和空氣阻力大小之比為10∶1答案　AD解析　由題圖可知，上升、下降過程中加速度大小分別為：a上＝11 m/s2，a下＝9 m/s2，由牛頓第二定律得：mg＋F阻＝ma上，mg－F阻＝ma下，聯(lián)立解得mg∶F阻＝10∶1，A、D正確．6．(多選)某馬戲團演員做滑桿表演，已知豎直滑桿上端固定，下端懸空，滑桿的重力為200 N，在桿的頂部裝有一拉力傳感器，可以顯示桿頂端所受拉力的大小．從演員在滑桿上端做完動作開始計時，演員先在桿上靜止了0.5 s，然后沿桿下滑，3.5 s末剛好滑到桿底端，并且速度恰好為零，整個過程演員的v－t圖像和傳感器顯示的拉力隨時間的變化情況分別如圖5甲、乙所示，g＝10 m/s2，則下列說法正確的是(　　)圖5A．演員的體重為800 NB．演員在最后2 s內一直處于超重狀態(tài)C．傳感器顯示的最小拉力為620 ND．滑桿長7.5 m答案　BC解析　演員在滑桿上靜止時傳感器顯示的800 N等于演員和滑桿的重力之和，所以演員體重為600 N，A錯誤；由vt圖像可知，1.5～3.5 s內演員向下做勻減速運動，加速度方向向上，演員處于超重狀態(tài)，B正確；演員加速下滑時滑桿所受拉力最小，此時a1＝3 m/s2，對演員由牛頓第二定律知mg－Ff1＝ma1，解得Ff1＝420 N，對滑桿由平衡條件得傳感器顯示的最小拉力為F1＝420 N＋200 N＝620 N，C正確；由v－t圖像中圖線與時間軸圍成的面積可得滑桿長為4.5 m，D錯誤．7．(多選)(2020·臨川一中月考)如圖6甲所示，水平地面上有一質量為M的物體，用豎直向上的力F向上提它，力F變化而引起物體加速度變化的函數(shù)關系如圖乙所示，重力加速度為g，則下列說法正確的是(　　)圖6A．當F小于圖乙中A點橫坐標表示的值時，物體的重力Mg>F，物體不動B．圖乙中A點的橫坐標等于物體的重力大小C．物體向上運動的加速度與力F成正比D．圖線延長線和縱軸的交點B的縱坐標為－g答案　ABD解析　當0≤F≤Mg時，物體靜止，A正確；當F>Mg時，能將物體提離地面，此時，F－Mg＝Ma，a＝－g，A點表示的意義為F＝Mg，B正確，C錯誤；圖線的縱軸截距為－g，D正確．8．(多選)放置于足夠長的固定光滑斜面上的物塊，在平行于斜面向上的拉力F作用下，沿斜面向上做直線運動．拉力F和物塊速度v隨時間t變化的圖像如圖7，g取10 m/s2，則(　　)圖7A．第1 s內物塊受到的合外力為5.5 NB．物塊的質量為1 kgC．斜面傾角為30°D．若第3 s末撤去拉力F，物塊停止運動前加速度大小為5 m/s2答案　BCD解析　由題圖可知，在0～1 s時間內物塊做加速運動，a＝ m/s2＝0.5 m/s2①設斜面傾角為θ，物塊質量為m，分析物塊的受力情況，由牛頓第二定律得F合＝F1－mgsin θ＝ma②其中F1＝5.5 N在1～3 s時間內物塊做勻速運動，F2＝mgsin θ＝5 N③由①②③得：m＝1 kg，θ＝30°撤去拉力F后，物塊停止運動前加速度大小為a′＝gsin θ＝5 m/s2故選項B、C、D正確，A錯誤．9．為了探究物體與斜面間的動摩擦因數(shù)，某同學進行了如下實驗：取一質量為m的物體，使其在沿斜面方向的推力F作用下向上運動，如圖8甲所示，通過力傳感器得到推力隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，通過頻閃照相處理后得出速度隨時間變化的規(guī)律如圖丙所示，若已知斜面固定且傾角α＝30°，重力加速度g取10 m/s2.求：圖8(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)撤去推力F后，物體沿斜面運動的最大距離(斜面足夠長)．答案　(1)　(2)0.075 m解析　(1)0～2 s時間內，有F1－mgsin α－μmgcos α＝ma1，由題圖丙可知，a1＝＝0.5 m/s2，2 s后，有F2－mgsin α－μmgcos α＝ma2，a2＝0，代入數(shù)據(jù)解得m＝3 kg，μ＝.(2)撤去推力F后，有－μmgcos α－mgsin α＝ma3，解得a3＝－ m/s2，則s＝＝0.075 m.10．(2020·福建漳州高一期末)如圖9甲所示，一個質量為3 kg的物體放在粗糙水平地面上，從零時刻起，物體在水平力F作用下由靜止開始做直線運動．在0～3 s時間內物體的加速度a隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，則(　　)圖9A．F的最大值為12 NB．0～1 s和2～3 s內物體加速度的方向相反C．3 s末物體的速度最大，最大速度為8 m/sD．在0～1 s內物體做勻加速運動，2～3 s內物體做勻減速運動答案　C解析　1～2 s內物體加速度恒定，故所受作用力恒定，根據(jù)牛頓第二定律F合＝ma知合外力為12 N，由于物體在水平方向受摩擦力作用，故作用力F大于12 N，故A錯誤；物體在力F作用下由靜止開始運動，加速度方向始終為正，與速度方向相同，故物體在前3 s內始終做加速運動，第3 s內加速度減小說明物體速度增加得慢了，但仍是加速運動，故B錯誤；因為物體速度始終增加，故3 s末物體的速度最大，再根據(jù)Δv＝a·Δt知速度的增加量等于加速度與時間的乘積，在a－t圖像上即為圖像與時間軸所圍圖形的面積，Δv＝×(1＋3)×4 m/s＝8 m/s，物體由靜止開始做加速運動，故最大速度為8 m/s，所以C正確；第2 s內物體的加速度恒定，物體做勻加速直線運動，在0～1 s內物體做加速度增大的加速運動，2～3 s內物體做加速度減小的加速運動，故D錯誤．11．如圖10甲所示，質量m＝1 kg的物體置于傾角為θ＝37°的固定斜面上(斜面足夠長)，t＝0時刻對物體施加平行于斜面向上的恒力F，作用時間t1＝1 s時撤去力F，物體運動時部分v－t圖像如圖乙所示，設物體受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.求：圖10(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)及拉力F的大小；(2)t＝4 s時物體的速度．答案　(1)0.5　30 N　(2)2 m/s，方向沿斜面向下解析　(1)根據(jù)v－t圖像知，物體做勻加速直線運動的加速度a1＝20 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得F－μmgcos θ－mgsin θ＝ma1，物體做勻減速直線運動的加速度a2＝－10 m/s2，根據(jù)牛頓第二定律得－mgsin θ－μmgcos θ＝ma2，解得F＝30 N，μ＝0.5.(2)在物體運動過程中，設撤去力F后物體運動到最高點所用的時間為t2，由0－v1＝a2t2，解得t2＝2 s.則物體從最高點開始沿斜面下滑的時間t3＝t－t1－t2＝1 s，設物體下滑的加速度大小為a3，由牛頓第二定律得，mgsin θ－μmgcos θ＝ma3，解得a3＝2 m/s2.所以t＝4 s時物體的速度v＝a3t3＝2×1 m/s＝2 m/s，方向沿斜面向下．

相關學案

2020-2021學年第四章 運動和力的關系綜合與測試學案：

這是一份2020-2021學年第四章 運動和力的關系綜合與測試學案，共12頁。

人教版 (2019)必修 第一冊第四章 運動和力的關系綜合與測試學案：

這是一份人教版 (2019)必修 第一冊第四章 運動和力的關系綜合與測試學案，共9頁。

人教版 (2019)必修 第一冊第四章 運動和力的關系綜合與測試學案：

這是一份人教版 (2019)必修 第一冊第四章 運動和力的關系綜合與測試學案，共7頁。

英語朗讀寶

相關學案 更多

高中物理教科版 (2019)必修 第一冊第四章 牛頓運動定律本章綜合與測試導學案

高中物理教科版 (2019)必修 第一冊第四章 牛頓運動定律本章綜合與測試導學案
滬科版 (2019)第4章 牛頓運動定律本章綜合與測試學案

滬科版 (2019)第4章 牛頓運動定律本章綜合與測試學案
高中物理滬科版 (2019)必修 第一冊第4章 牛頓運動定律本章綜合與測試學案

高中物理滬科版 (2019)必修 第一冊第4章 牛頓運動定律本章綜合與測試學案
高中物理粵教版 (2019)必修 第一冊第五節(jié) 牛頓運動定律的應用學案設計

高中物理粵教版 (2019)必修 第一冊第五節(jié) 牛頓運動定律的應用學案設計
資料下載及使用幫助
版權申訴
版權申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認為該資料內容侵犯了您的知識產(chǎn)權，請掃碼添加我們的相關工作人員，我們盡可能的保護您的合法權益。
入駐教習網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權申訴二維碼
高中物理人教版 (2019)必修 第一冊電子課本

章節(jié)綜合與測試

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修 第一冊

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內有效

設置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部