高考物理一轮复习第三章微专题19动力学图像问题.doc

动力学图像问题1．考点及要求：(1)图像(Ⅱ)；(2)牛顿运动定律(Ⅱ)；(3)力的合成与分解(Ⅱ).2.方法与技巧：(1)要理解图像斜率和截距的物理意义；(2)要把图像和运动情景结合起来分析问题．1．(已知运动图像分析受力)如图1甲所示，质量m＝1 kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，t＝0.5 s时撤去拉力，利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图像(v－t图像)如图乙所示，g取10 m/s2，求：图1(1)2 s内物块的位移大小x和通过的路程L；(2)物块沿斜面向上运动的两个阶段加速度大小a1、a2和拉力大小F.2．(已知F－t图像分析物体运动情况)如图2甲所示，一质量为m＝1.0 kg的滑块(可视为质点)静止在水平地面上的A点，某时刻开始，滑块受到一个水平向右的拉力F的作用，拉力F随时间t的变化规律如图乙所示，若滑块和地面之间的动摩擦因数为μ＝0.5，g取10 m/s2，试计算滑块从开始运动到最终停止在水平地面上滑行的距离．3．(多选)质量m＝2 kg、初速度v0＝8 m/s的物体沿着粗糙的水平面向右运动，物体与水平面之间的动摩擦因数μ＝0.1，同时物体还要受一个如图3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)(　　)图3A．0～1 s内，物体的加速度大小为2 m/s2B．1～2 s内，物体的加速度大小为2 m/s2C．0～1 s内，物体的位移为7 mD．0～2 s内，物体的总位移为11 m4．一质量m＝0.5 kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角θ＝37足够长的斜面，某同学利用传感器测出了滑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的v－t图像，如图4所示．(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取sin 37＝0.6，cos 37＝0.8，g＝10 m/s2)求：图4(1)滑块与斜面间的动摩擦因数；(2)判断滑块最后能否返回斜面底端？若能返回，求出返回斜面底端时的速度大小；若不能返回，求出滑块停在什么位置．答案解析1．(1)0.5 m　1.5 m　(2)4 m/s2　4 m/s2　8 N解析　(1)在2 s内，由题图乙知：物块上升的最大距离：x1＝21 m＝1 m①物块下滑的距离：x2＝11 m＝0.5 m②所以位移大小x＝x1－x2＝0.5 m③路程L＝x1＋x2＝1.5 m④(2)由题图乙知，所求两个阶段加速度的大小a1＝4 m/s2⑤a2＝4 m/s2⑥设斜面倾角为θ，斜面对物块的摩擦力为f，根据牛顿第二定律有0～0.5 s内：F－f－mgsin θ＝ma1⑦0．5～1 s内：f＋mgsin θ＝ma2⑧由⑤⑥⑦⑧式得F＝8 N2．10 m解析　滑块受到的滑动摩擦力的大小为f＝μmg，代入数据可得，f＝5 N，结合题图乙可知，该滑块先做匀加速直线运动，再做匀速直线运动，最后做匀减速直线运动．设滑块做匀加速直线运动的时间为t1，加速度为a1，获得的速度大小为v，位移为x1；匀速运动的时间为t2，位移为x2；匀减速运动的时间为t3，加速度大小为a2，位移为x3.在匀加速阶段：F－f＝ma1v＝a1t1x1＝a1t代入数据可解得：x1＝2.5 m在匀速直线运动阶段：x2＝vt2代入数据可解得：x2＝5 m在匀减速阶段：f＝ma2v＝a2t3x3＝t3代入数据可得：x3＝2.5 m所以整个过程中的位移大小为x＝x1＋x2＋x3＝10 m3．BD　[由题图可知，在0～1 s内力F为6 N，方向向左，由牛顿第二定律可得F＋μmg＝ma，解得加速度大小a＝4 m/s2.在1～2 s内力F为6 N，方向向右，由牛顿第二定律可得F－μmg＝ma1，解得加速度大小a1＝2 m/s2，所以选项A错误，B正确；由运动学规律可知0～1 s内位移为6 m，选项C错误；同理可计算0～2 s内的位移为11 m，选项D正确．]4．(1)0.5　(2)能　2 m/s解析　(1)由题图可知，滑块的加速度a＝＝ m/s2＝10 m/s2滑块冲上斜面过程中根据牛顿第二定律，有mgsin θ＋μmgcos θ＝ma代入数据解得μ＝0.5(2)滑块速度减小到零时，重力的下滑分力大于最大静摩擦力，能再下滑．由匀变速直线运动的规律，滑块向上运动的位移x＝＝5 m滑块下滑过程中根据牛顿第二定律，有mgsin θ－μmgcos θ＝ma2，a2＝2 m/s2由匀变速直线运动的规律，滑块返回底端的速度v＝＝2 m/s4。