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20-21版:专题强化 运动学、动力学图像问题(步步高).pdf

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20-21版:专题强化 运动学、动力学图像问题(步步高).pdf

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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。:..20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第1页[学习目标]、加速度、,常见、常用的图像是位移-时间图像(x-t图像)、速度-时间图像(v-t图像)和力-时间图像(F-t图像)等,这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律,(1)把图像与具体的题意、情景结合起来,明确图像的物理意义,明确图像所反映的物理过程.(2)特别注意图像中的一些特殊点,如图线与横、纵坐标轴的交点,图线的转折点,、图线与坐标轴所围图形面积的物理意义.(多选)物体A、B、C均静止在同一水平面上,它们的质量分别为m、m、m,与水ABC平面间的动摩擦因数分别为μ、μ、μ,用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C,所ABC得加速度a与拉力F的关系图线如图1中甲、乙、丙所示,则以下说法正确的是()=μ,m<<μ,m==μ,m><μ,m<mACAC答案ABDF1解析根据牛顿第二定律有F-μmg=ma,得a=-μg,则a-F图像的斜率k=,由图像mm可看出,乙、丙的斜率相等,小于甲的斜率,则m<m==0时,a=-μg,根据图ABC像可看出,μ=μ<μ,故选A、B、-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第1页:..20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第2页(多选)给一物块一定的速度使其沿粗糙斜面上滑,上升到斜面某一位置后,又自行滑下,该滑块的v-t图像如图2所示,则由此可知(g取10m/s2,sin37°=)()°°==-时间图像的斜率表示加速度,则由题图可知,沿斜面上升时的加速度大小为a1=10m/s2;沿斜面下滑时的加速度大小为a=2m/s2;根据牛顿第二定律得:上升时,有2ma=mgsinθ+μmgcosθ;下滑时,有ma=mgsinθ-μmgcosθ,由上述两式解得θ=37°,μ12=,从一根竖直的长直轻绳上由静止滑下,,它记录的轻绳受到的拉力变化情况如图3甲所示,g取10m/s2,则:图3(1)消防队员下滑过程中最大速度和落地速度大小各是多少?(2)在图乙中画出消防队员下滑过程中的v-(1)4m/s1m/s(2)见解析图解析(1)消防队员在t=1s内以加速度a匀加速下滑(mg>F),然后在t=-1s=(mg<F).22第一个过程,mg-F=ma,v=at,得v=4m/s11max11max第二个过程,mg-F=ma,v=v+at,得v=1m/(2)v--21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第2页:..20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第3页(2019·张家口市上学期期末)质量为2kg的木板B静止在水平面上,可视为质点的物块A从木板的左侧以某一初速度沿木板上表面水平冲上木板,,之后共同减速直至静止,A和B的v-t图像如图乙所示,重力加速度g=10m/s2,求:图4(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ;1(2)B与水平面间的动摩擦因数μ;2(3)A的质量;(4)(1)(2)(3)6kg(4)2mv-v102解析(1)由题图乙可知,A在0~1s内的加速度a==-2m/s,对A由牛顿第二定1t1律得,-μmg=ma,解得μ=(2)由题图乙知,AB在1~3s内的加速度v-v312a==-1m/s,3t2对AB由牛顿第二定律得,-μ(M+m)g=(M+m)a23解得μ=(3)由题图乙可知B在0~1s内的加速度va=1=2m/,μmg-μ(M+m)g=Ma,122代入数据解得m=6kg.(4)由题图乙可以看出,物块相对于木板滑行的距离Δx对应图中(0,4),(0,0),(1,2)点所围三1角形面积,故Δx=×4×1m=-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第3页:..20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第4页1.(图像问题)(多选)(2020·济宁市期末)如图5甲所示,一质量为m的滑块放在粗糙的水平面上,=6m/s,同时给滑0块一水平向左的恒力F=4N,若以滑块的出发点为原点,取向右的方向为正方向,在电脑上描绘出滑块速度随时间的变化规律如图乙所示,取g=10m/().(图像问题)(多选)如图6甲所示,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),使物体开始向上做匀加速运动,,下列判断正确的是(),.物体的加速度大小为5m/s2答案CD解析物体与弹簧分离时,弹簧恢复原长,故A错误;刚开始时物体处于静止状态,重力和弹力二力平衡,有mg=kx;拉力F为10N时,根据牛顿第二定律有F+kx-mg=ma;物11体与弹簧分离后,拉力F为30N,根据牛顿第二定律有F-mg=ma;代入数据解得m=2kg,22k=500N/m=5N/cm,a=5m/s2,故A、B错误,C、-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第4页:..20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第5页3.(图像问题),,-时间图像如图7所示(g取310m/s2).求:图7(1)物体所受到的水平拉力F的大小;(2)该物体与水平地面间的动摩擦因数;(3)(1)9N(2)(3)150m解析(1)物体的运动分为两个过程,由题图可知两个过程的加速度分别为a=1m/s2,a=12-,如图甲、乙所示对于两个过程,由牛顿第二定律得F-F=maf1F-F=ma3f2联立以上两式解得F=9N,F=5Nf(2)由滑动摩擦力公式得F=μF=μmgfN解得μ=(3)由v-t图像知,物体运动的位移等于图线与t轴所围的面积x=×30×10m=.(多选)将物体竖直向上抛出,假设运动过程中空气阻力大小不变,其速度-时间图像如图1所示,则()20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第5页:..20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--、下降过程中加速度大小之比为11∶、下降过程中加速度大小之比为10∶∶∶1答案AD解析由题图可知,上升、下降过程中加速度大小分别为:a=11m/s2,a=9m/s2,由牛上下顿第二定律得:mg+F=ma,mg-F=ma,联立解得mg∶F=10∶1,A、.(多选)(2019·临川一中期末)如图2甲所示,地面上有一质量为M的物体,用竖直向上的力F向上提它,力F变化而引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示,重力加速度为g,则下列说法正确的是(),物体的重力Mg>F,-g答案ABD解析当0≤F≤Mg时,物体静止,A正确;当F>Mg时,能将物体提离地面,此时,F-FMg=Ma,a=-g,A点表示的意义为F=Mg,B正确,C错误;图线的纵轴截距为-g,,滑块以初速度v沿表面粗糙且足够长的固定斜面,从顶端下滑,,若用h、x、v、a分别表示滑块的下降高度、位移、速度和加速度的大小,t表示时间,则下列图像最能正确描述这一运动规律的是()图3答案B20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第6页:..20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第7页解析滑块沿斜面向下做匀减速运动,故滑块下滑过程中,速度随时间均匀变化,加速度ah1不变,选项C、D错误;设斜面倾角为θ,则x==vt-at2,故h—t、x—t图像都应是sinθ02开口向下的抛物线,选项A错误,.(多选)(2019·葛洲坝中学高一第一学期期末)放置于固定光滑斜面上的物块,在平行于斜面向上的拉力F作用下,,g取10m/s2,则()°,物块停止运动前加速度大小为5m/s2答案BCD解析由题图可知,在0~1s时间内物块做加速运动,=m/s2=①1设斜面倾角为θ,物块质量为m,分析物块的受力情况,由牛顿第二定律得F=F-mgsinθ合1=ma②其中F=~3s时间内物块做匀速运动,F=mgsinθ=5N③2由①②③得:m=1kg,θ=30°撤去拉力F后,物块停止运动前加速度大小为a′=gsinθ=5m/s2故选项B、C、D正确,,如果仅使其中某个力的大小逐渐减小到零,然后又从零逐渐恢复到原来大小(在上述过程中,此力的方向一直保持不变),那么如图所示的v-t图像中,符合此过程中物体运动情况的可能是()答案D20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第7页:..20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第8页解析其中的一个力逐渐减小到零的过程中,物体受到的合力逐渐增大,则其加速度逐渐增大,速度—时间图像中的斜率表示加速度,所以在力逐渐减小到零的过程中,图像的斜率逐渐增大,当这个力又从零逐渐恢复到原来大小时,合力逐渐减小,加速度逐渐减小,图像的斜率逐渐减小,.(多选)(2019·重庆市高一期末)如图5甲所示,长木板B固定在光滑水平面上,=6N的水平力向右拉A,经过5sA运动到B的最右端,且其v-、B的质量分别为1kg、4kg,A、B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/()、,B的加速度大小为1m/,A运动到B的最右端所用的时间为52s答案BCD解析根据v-t图像可知,物体A的加速度为:Δv10a==m/s2=2m/s2,故A错误;AΔt5以A为研究对象,根据牛顿第二定律可得:F-μmg=maAAA代入数据得:μ=,故B正确;若B不固定,B的加速度为:×1×10a=A=m/s2=1m/s2Bm4B故C正确;由图像知,木板B的长度为:1l=×5×10m=25m;2设A运动到B的最右端所用的时间为t,根据题意可得:11at2-at2=l2A2B代入数据解得:t=52s20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第8页:..20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--.(多选)如图6(a),一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的v-t图线如图(b)、v、t均为已知量,则可求出(),向上滑行过程为匀变速直线运动,末速度为0,那么0vvv000平均速度为,所以沿斜面向上滑行的最远距离x=t,根据牛顿第二定律,向上滑行过程221t1vv+v=gsinθ+μgcosθ,向下滑行过程1=gsinθ-μgcosθ,整理可得gsinθ=01,从而可计算t2t11出斜面的倾斜角度θ以及动摩擦因数,选项A、C正确;根据斜面的倾斜角度可计算出向上vv+vv+v00101滑行的最大高度为h=xsinθ=t×=v,选项D正确;仅根据速度—时间图像,212gt04g1无法求出物块质量,,在光滑水平面上有一质量为m且足够长的木板,=kt(k是常量),()图720-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第9页:..20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第10页解析=kt=(m+m)a,则木12k块与木板的a-t关系图线的斜率均为,当木块与木板相对滑动后,对木板有F=gm+mf1212μmgkt=ma,得a=2,为一定值,对木块有F-μmg=ma,得a=-μg,对应图线的斜111m2222m12kk率为>,选项A正确,B、C、+m2129.(多选)如图8甲所示,一物体沿倾角为θ=37°的足够长的固定粗糙斜面由静止开始运动,同时受到水平向右的逐渐增大的风力作用,,则(已知sin37°=,cos37°=,g取10m/s2)(),,,,当风速为零时,物体的加速度为a0=4m2,对物体,沿斜面方向有sinθ-μmgcosθ=ma,解得μ=,D正确;物体0由静止开始沿斜面加速下滑,随着风速的增大,物体的加速度逐渐减小,但加速度的方向不变,物体仍然做加速运动,直到风速为5m/s时,物体的加速度减小为零,但物体具有沿斜面向下的速度,故物体仍沿斜面向下运动,受到沿斜面向上的摩擦力,A正确,B、,一个质量为3kg的物体放在粗糙水平地面上,从零时刻起,物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动,在0~()-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第10页:..20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第11页0~1s和2~,最大速度为8m/~1s内物体做匀加速运动,2~3s内物体做匀减速运动C解析1~2s内做匀加速直线运动,=4m2,由牛顿第二定律得-mg=ma,故F=ma+μmg>12N,故A错误;由a-t图像的特点知加速度一直为正,故B错误;a-t图像与时间轴围成图形的面积为v,而初速度为零,故3s末速度最大为8m/s,故C正确;整个过程中,物体一直做加速运动,,某同学进行了如下实验:取一质量为m的物体,使其在沿斜面方向的推力F作用下向上运动,如图10甲所示,通过力传感器得到推力随时间变化的规律如图乙所示,通过频闪照相处理后得出速度随时间变化的规律如图丙所示,若已知斜面固定且倾角α=30°,重力加速度g取10m/:图10(1)物体与斜面间的动摩擦因数;(2)撤去推力F后,物体还能上升的距离(斜面足够长).3答案(1)(2)(1)0~2s时间内,F-mgsinα-μmgcosα=ma,11Δa==,1Δt2s后,F-mgsinα-μmgcosα=ma,a=0,2223代入数据解得m=3kg,μ=.9(2)撤去推力F后,有-μmgcosα-mgsinα=ma,3200-v2解得a=-m/s2,x==,质量m=1kg的物体置于倾角为θ=37°的固定斜面上(斜面足够长),t=0时刻对物体施加平行于斜面向上的恒力F,作用时间t=1s时撤去力F,物体运动时部1分v-t图像如图乙所示,设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,sin37°=,cos37°=:20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第11页:..20-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第12页11(1)物体与斜面间的动摩擦因数及拉力的大小;(2)t=4s时物体的速度.(1)(2)2m/s,方向沿斜面向下解析(1)-t图像知,物体做匀加速直线运动的加速度a=20m/s2,1根据牛顿第二定律得F-cosθ-mgsinθ=ma,1物体做匀减速直线运动的加速度a=-10m/s2,2根据牛顿第二定律得-mgsinθ-μmgcosθ=ma,2解得F=30N,μ=.(2)在物体运动过程中,设撤去力F后物体运动到最高点所用的时间为t,2由0-v=at,解得t==t-t-t=1s,312设物体下滑的加速度大小为a,由牛顿第二定律得,3mgsinθ-μmgcosθ=ma,3解得a=2m/=4s时物体的速度v=at=2×1m=2m/s,-21版:专题强化运动学、动力学图像问题(步步高)--第12页