高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 微專題19 動力學(xué)圖像問題

動力學(xué)圖像問題1考點(diǎn)及要求：(1)圖像()；(2)牛頓運(yùn)動定律()；(3)力的合成與分解().2.方法與技巧：(1)要理解圖像斜率和截距的物理意義；(2)要把圖像和運(yùn)動情景結(jié)合起來分析問題1(已知運(yùn)動圖像分析受力)如圖1甲所示，質(zhì)量m1 kg的物塊在平行斜面向上的拉力F作用下從靜止開始沿斜面向上運(yùn)動，t0.5 s時撤去拉力，利用速度傳感器得到其速度隨時間的變化關(guān)系圖像(vt圖像)如圖乙所示，g取10 m/s2，求：圖1(1)2 s內(nèi)物塊的位移大小x和通過的路程L；(2)物塊沿斜面向上運(yùn)動的兩個階段加速度大小a1、a2和拉力大小F.2(已知Ft圖像分析物體運(yùn)動情況)如圖2甲所示，一質(zhì)量為m1.0 kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在水平地面上的A點(diǎn)，某時刻開始，滑塊受到一個水平向右的拉力F的作用，拉力F隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，若滑塊和地面之間的動摩擦因數(shù)為0.5，g取10 m/s2，試計(jì)算滑塊從開始運(yùn)動到最終停止在水平地面上滑行的距離3(多選)質(zhì)量m2 kg、初速度v08 m/s的物體沿著粗糙的水平面向右運(yùn)動，物體與水平面之間的動摩擦因數(shù)0.1，同時物體還要受一個如圖3所示的隨時間變化的水平拉力F的作用，水平向右為拉力的正方向則以下結(jié)論正確的是(取g10 m/s2)()圖3A01 s內(nèi)，物體的加速度大小為2 m/s2B12 s內(nèi)，物體的加速度大小為2 m/s2C01 s內(nèi)，物體的位移為7 mD02 s內(nèi)，物體的總位移為11 m4一質(zhì)量m0.5 kg的滑塊以一定的初速度沖上一傾角37足夠長的斜面，某同學(xué)利用傳感器測出了滑塊沖上斜面過程中多個時刻的瞬時速度，并用計(jì)算機(jī)作出了小物塊上滑過程的vt圖像，如圖4所示(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2)求：圖4(1)滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)判斷滑塊最后能否返回斜面底端？若能返回，求出返回斜面底端時的速度大??；若不能返回，求出滑塊停在什么位置答案解析1(1)0.5 m1.5 m(2)4 m/s24 m/s28 N解析(1)在2 s內(nèi)，由題圖乙知：物塊上升的最大距離：x121 m1 m物塊下滑的距離：x211 m0.5 m所以位移大小xx1x20.5 m路程Lx1x21.5 m(2)由題圖乙知，所求兩個階段加速度的大小a14 m/s2a24 m/s2設(shè)斜面傾角為，斜面對物塊的摩擦力為f，根據(jù)牛頓第二定律有00.5 s內(nèi)：Ffmgsin ma1051 s內(nèi)：fmgsin ma2由式得F8 N210 m解析滑塊受到的滑動摩擦力的大小為fmg，代入數(shù)據(jù)可得，f5 N，結(jié)合題圖乙可知，該滑塊先做勻加速直線運(yùn)動，再做勻速直線運(yùn)動，最后做勻減速直線運(yùn)動設(shè)滑塊做勻加速直線運(yùn)動的時間為t1，加速度為a1，獲得的速度大小為v，位移為x1；勻速運(yùn)動的時間為t2，位移為x2；勻減速運(yùn)動的時間為t3，加速度大小為a2，位移為x3.在勻加速階段：Ffma1va1t1x1a1t代入數(shù)據(jù)可解得：x12.5 m在勻速直線運(yùn)動階段：x2vt2代入數(shù)據(jù)可解得：x25 m在勻減速階段：fma2va2t3x3t3代入數(shù)據(jù)可得：x32.5 m所以整個過程中的位移大小為xx1x2x310 m3BD由題圖可知，在01 s內(nèi)力F為6 N，方向向左，由牛頓第二定律可得Fmgma，解得加速度大小a4 m/s2.在12 s內(nèi)力F為6 N，方向向右，由牛頓第二定律可得Fmgma1，解得加速度大小a12 m/s2，所以選項(xiàng)A錯誤，B正確；由運(yùn)動學(xué)規(guī)律可知01 s內(nèi)位移為6 m，選項(xiàng)C錯誤；同理可計(jì)算02 s內(nèi)的位移為11 m，選項(xiàng)D正確4(1)0.5(2)能2 m/s解析(1)由題圖可知，滑塊的加速度a m/s210 m/s2滑塊沖上斜面過程中根據(jù)牛頓第二定律，有mgsin mgcos ma代入數(shù)據(jù)解得0.5(2)滑塊速度減小到零時，重力的下滑分力大于最大靜摩擦力，能再下滑由勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，滑塊向上運(yùn)動的位移x5 m滑塊下滑過程中根據(jù)牛頓第二定律，有mgsin mgcos ma2，a22 m/s2由勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，滑塊返回底端的速度v2 m/s