第四章運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系專(zhuān)題強(qiáng)化動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題1.綜合應(yīng)用牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律，結(jié)合F－t圖像、v

－t圖像、a－F圖像等信息解決動(dòng)力學(xué)問(wèn)題.2.能夠?qū)D像與實(shí)際受力情況和運(yùn)動(dòng)情景相結(jié)合，應(yīng)用牛

頓運(yùn)動(dòng)定律解決實(shí)際問(wèn)題.【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【內(nèi)容索引】探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)專(zhuān)題強(qiáng)化練TANJIUZHONGDIAN

TISHENGSUYANG探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)11.常見(jiàn)的圖像形式在動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中，常見(jiàn)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(yùn)動(dòng)規(guī)律、受力規(guī)律，而不是代表物體的運(yùn)動(dòng)軌跡.2.圖像問(wèn)題的分析方法(1)把圖像與具體的題意、情景結(jié)合起來(lái)，明確圖像的物理意義，明確圖像所反映的物理過(guò)程.(2)特別注意圖像中的一些特殊點(diǎn)，如圖線(xiàn)與橫、縱軸的交點(diǎn)，圖線(xiàn)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，兩圖線(xiàn)的交點(diǎn)等所表示的物理意義.注意圖線(xiàn)的斜率、圖線(xiàn)與坐標(biāo)軸所圍圖形面積的物理意義.例1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(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖1甲、乙所示.取重力加速度g＝10m/s2，由此兩圖線(xiàn)可以求得物塊的質(zhì)量m和物塊與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ分別為A.m＝0.5kg，μ＝0.4 B.m＝1.5kg，μ＝C.m＝0.5kg，μ＝0.2 D.m＝1kg，μ＝0.2圖1√解析在4～6s內(nèi)物塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可知Ff＝2N在2～4s內(nèi)物塊做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度a＝2m/s2，根據(jù)牛頓第二定律有：F－Ff＝ma解得：m＝0.5kg又Ff＝μmg解得：μ＝0.4，故A項(xiàng)正確.針對(duì)訓(xùn)練1

(2020·陜西省西安中學(xué)高三月考)質(zhì)量為1kg的物體只在力F的作用下運(yùn)動(dòng)，力F隨時(shí)間變化的圖像如圖2所示，在t＝1s時(shí)，物體的速度為零，則物體運(yùn)動(dòng)的v－t圖像、a－t圖像正確的是圖2√例2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10m/s2，sin37°＝0.6)A.斜面傾角為30° B.斜面傾角為53°C.動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5 D.動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2圖3√解析v－t圖像的斜率表示加速度，則由題圖可知，沿斜面上滑時(shí)物塊的加速度大小為a1＝10m/s2；沿斜面下滑時(shí)物塊的加速度大小為a2＝

2m/s2；根據(jù)牛頓第二定律得：上滑時(shí)，有mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1；下滑時(shí)，有mgsinθ－μmgcosθ＝ma2，聯(lián)立解得θ＝37°，μ＝0.5.針對(duì)訓(xùn)練2

(2020·濟(jì)寧市期末)如圖4甲所示，一質(zhì)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(dòng)摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)給滑塊一水平向右的初速度v0＝6m/s，同時(shí)給滑塊一水平向左的恒力F＝4N，若以滑塊的出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn)，取向右的方向?yàn)檎较?，在電腦上描繪出滑塊速度隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，取g＝10m/s2.下列說(shuō)法正確的是A.滑塊的質(zhì)量為4kgB.滑塊與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2C.3s末滑塊返回到出發(fā)點(diǎn)D.4s末滑塊加速度大小為1m/s2圖4√例3物體A、B、C均靜止在同一水平面上，它們的質(zhì)量分別為mA、mB、mC，與水平面間的動(dòng)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(guān)系圖線(xiàn)如圖5中甲、乙、丙所示，則以下說(shuō)法不正確的是A.μA＝μB，mA＜mBB.μB＜μC，mB＝mCC.μB＝μC，mB＞mCD.μA＜μC，mA＜mC圖5√返回ZHUANTIQIANGHUALIAN專(zhuān)題強(qiáng)化練21.在光滑水平面上以速度v運(yùn)動(dòng)的物體，從某一時(shí)刻開(kāi)始受到一個(gè)跟運(yùn)動(dòng)方向共線(xiàn)的力F的作用，其速度－時(shí)間圖像如圖1所示.那么它受到的力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像是下列圖中的基礎(chǔ)強(qiáng)化練1234567891011圖1√解析由v－t圖像可知物體先做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，后做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，再反向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，所以物體最初一段時(shí)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(xiàng)A正確.12345678910112.(2020·江蘇省海安高級(jí)中學(xué)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(diǎn).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(yùn)動(dòng)過(guò)程的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系的是1234567891011√解析根據(jù)牛頓第二定律，沿斜面上滑時(shí)木塊的加速度大小為：1234567891011知a1＞a2，則上滑過(guò)程v－t圖像的斜率大小大于下滑過(guò)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(fù)，下滑速度為正，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤.3.質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后撤去F，其運(yùn)動(dòng)的v－t圖像如圖2所示.則物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和水平推力F的大小分別為(g取10m/s2)A.0.2

6N B.0.1

6NC.0.2

8N D.0.1

8N1234567891011圖2√解析由v－t圖像知a1＝1m/s2，a2＝2m/s2，由F－μmg＝ma1，μmg＝ma2，解得μ＝0.2，F(xiàn)＝6N，選項(xiàng)A正確.4.(2020·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(guò)程中的v－t圖像(取豎直向上為正方向)，則以下說(shuō)法正確的是A.0～10s內(nèi)，熱氣球的平均速度為5m/sB.30～40s內(nèi)，熱氣球豎直向下運(yùn)動(dòng)C.30～40s內(nèi)，吊籃中的人處于失重狀態(tài)D.0～40s內(nèi)，熱氣球的總位移為125m1234567891011圖3√由題圖可知30～40s內(nèi)，熱氣球速度為正，豎直向上運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；30～40s內(nèi)，熱氣球向上減速時(shí)，吊籃中的人處于失重狀態(tài)，故C正確；12345678910115.(2021·泰州一中高一上第二次質(zhì)檢)如圖4所示，E為斜面的中點(diǎn)，斜面上半段光滑，下半段粗糙，一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物體由頂端靜止釋放，沿斜面下滑到底端時(shí)速度為零.以沿斜面向下為正方向，則物體下滑過(guò)程中的位移x、速度v、合力F、加速度a與時(shí)間t的關(guān)系圖像可能正確的是1234567891011圖4√6.某馬戲團(tuán)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200N，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(dòng)作開(kāi)始計(jì)時(shí)，演員先在桿上靜止了0.5s，然后沿桿下滑，3.5s末剛好滑到桿底端，并且速度恰好為零，整個(gè)過(guò)程演員的v—t圖像和傳感器顯示的拉力隨時(shí)間的變化情況分別如圖5甲、乙所示，g＝10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是A.演員的體重為800NB.演員在最后2s內(nèi)一直處于超重狀態(tài)C.傳感器顯示的最小拉力為600ND.滑桿長(zhǎng)7.5m√1234567891011圖5解析演員在滑桿上靜止時(shí)傳感器顯示的800N等于演員和滑桿的重力之和，所以演員體重為600N，A錯(cuò)誤；由v—t圖像可知，1.5～3.5s內(nèi)演員向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度方向向上，演員處于超重狀態(tài)，B正確；1234567891011演員加速下滑時(shí)處于失重狀態(tài)，滑桿所受拉力最小，此時(shí)a1＝3m/s2，對(duì)演員由牛頓第二定律知mg－Ff1＝ma1，解得Ff1＝420N，對(duì)滑桿由平衡條件得F1＝420N＋200N＝620N，傳感器顯示的最小拉力為620N，C錯(cuò)誤；由v—t圖像中圖線(xiàn)與時(shí)間軸圍成的面積可得滑桿長(zhǎng)為4.5m，D錯(cuò)誤.12345678910117.(2020·臨川一中月考)如圖6甲所示，水平地面上有一質(zhì)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(guān)系如圖乙所示，重力加速度為g，則下列說(shuō)法不正確的是A.當(dāng)F小于圖乙中A點(diǎn)橫坐標(biāo)表示的值時(shí)，物體的重力Mg>F，物體不動(dòng)B.圖乙中A點(diǎn)的橫坐標(biāo)等于物體的重力

大小C.物體向上運(yùn)動(dòng)的加速度與力F成正比D.圖線(xiàn)延長(zhǎng)線(xiàn)和縱軸的交點(diǎn)B的縱坐標(biāo)

為－g圖6√能力綜合練1234567891011解析物體未離開(kāi)地面時(shí)，根據(jù)平衡條件有FN＋F＝Mg，故重力大于拉力，物體靜止，A正確；12345678910118.(2020·葛洲壩中學(xué)高一第一學(xué)期期末)放置于足夠長(zhǎng)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(xiàn)運(yùn)動(dòng).拉力F和物塊速度v隨時(shí)間t變化的圖像如圖7，g取10m/s2，則A.第1s內(nèi)物塊受到的合外力為5.5NB.物塊的質(zhì)量為0.5kgC.斜面傾角為30°D.若第3s末撤去拉力F，物塊停止運(yùn)

動(dòng)前加速度大小為6m/s21234567891011圖7√解析由題圖可知，在0～1s時(shí)間內(nèi)物塊做加速運(yùn)動(dòng)，1234567891011設(shè)斜面傾角為θ，物塊質(zhì)量為m，分析物塊的受力情況，由牛頓第二定律得F合＝F1－mgsinθ＝ma②其中F1＝5.5N在1～3s時(shí)間內(nèi)物塊做勻速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)2＝mgsinθ＝5N③由①②③得：m＝1kg，θ＝30°撤去拉力F后，物塊停止運(yùn)動(dòng)前加速度大小為a′＝gsinθ＝5m/s2故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確.9.為了探究物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，某同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：取一質(zhì)量為m的物體，使其在沿斜面方向的推力F作用下向上運(yùn)動(dòng)，如圖8甲所示，通過(guò)力傳感器得到推力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，通過(guò)頻閃照相處理后得出速度隨時(shí)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10m/s2.求：(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；圖81234567891011解析0～2s時(shí)間內(nèi)，對(duì)物體受力分析，由牛頓第二定律有F1－mgsinα－μmgcosα＝ma1，2s后，有F2－mgsinα－μmgcosα＝ma2，a2＝0，1234567891011(2)撤去推力F后，物體沿斜面運(yùn)動(dòng)的最大距離(斜面足夠長(zhǎng)).1234567891011答案0.075m解析撤去推力F后，對(duì)物體由牛頓第二定律有－μmgcosα－mgsinα＝ma3，10.(2020·福建漳州高一期末)如圖9甲所示，一個(gè)質(zhì)量為3kg的物體放在粗糙水平地面上，從零時(shí)刻起，物體在水平力F作用下由靜止開(kāi)始做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).在0～3s時(shí)間內(nèi)物體的加速度a隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，則A.F的最大值為12NB.0～1s和2～3s內(nèi)物體加速度的

方向相反C.3s末物體的速度最大，最大速

度為8m/sD.在0～1s內(nèi)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，2～3s內(nèi)物體做勻減速運(yùn)動(dòng)√圖9尖子生選練1234567891011解析1～2s內(nèi)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12N，由于物體在水平方向受摩擦力作用，故作用力F大于12N，故A錯(cuò)誤；物體在力F作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，加速度方向始終為正，與速度方向相同，故物體在前3s內(nèi)始終做加速運(yùn)動(dòng)，第3s內(nèi)加速度減小說(shuō)明物體速度增加得慢了，但仍是加速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；1234567891011因?yàn)槲矬w速度始終增加，故3s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(shí)間的乘積，在a－t圖像上即為圖像與時(shí)間軸所圍圖形的面積，Δv＝

×(1＋3)×4m/s＝8m/s，物體由靜止開(kāi)始做加速運(yùn)動(dòng)，故最大速度為8m/s，所以C正確；第2s內(nèi)物體的加速度恒定，物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在0～1s內(nèi)物體做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，2～3s內(nèi)物體做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤.123456789101111.如圖10甲所示，質(zhì)量m＝1kg的物體置于傾角為θ＝37°的固定斜面上(斜面足夠長(zhǎng))，t＝0時(shí)刻對(duì)物體施加平行于斜面向上的恒力F，作用時(shí)間t1＝1s時(shí)撤去力F，物體運(yùn)動(dòng)時(shí)部分v－t圖像如圖乙所示，設(shè)物體受到的圖1012