《专题05 与牛顿定律有关的图象（二）-2019年高考物理必考8类重要图象讲练 Word版含解析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题05 与牛顿定律有关的图象（二）-2019年高考物理必考8类重要图象讲练 Word版含解析.doc（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考资源网（） 您身边的高考专家 考查方向4根据速度时间图象或速率时间图象分析受力【例4】空间探测器从某一星球表面竖直升空。已知探测器质量为1 500 kg，发动机推动力为恒力。探测器升空后发动机因故障突然关闭，如图所示是探测器从升空到落回星球表面的速度随时间变化的图线，则由图线可判断该探测器在星球表面达到的最大高度Hm为多少？发动机的推动力F为多少？ 【答案】480 m 11250 N 【针对训练1】如图甲所示，在风洞实验室里，一根足够长的固定的均匀直细杆与水平方向成37角，质量m1 kg的小球穿在细杆上且静止于细杆底端O处，开启送风装置，有水平向右的恒定风力F作用于小球上，在t12 s时刻
2、风停止小球沿细杆运动的部分vt图像如图乙所示，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，忽略浮力求：(1)小球在02 s内的加速度a1和25 s内的加速度a2；(2)小球与细杆间的动摩擦因数和水平风力F的大小 【答案】(1)15 m/s2，方向沿杆向上 10 m/s2，方向沿杆向下 (2)0.5 50 N【针对训练2】某物体做直线运动的vt图象如图所示，据此判断下图(F表示物体所受合力，x表示物体的位移)四个选项中正确的是( ) 【答案】B【针对训练3】从地面上以初速度v0竖直上抛一个质量为m的小球若小球在运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比，小球运动的速率随时间变化的规律
3、如图所示，t1时刻到达最高点，落地速率为v1，且落地前小球已经做匀速运动，则下列说法正确的是( )图A小球的加速度在上升过程中逐渐减小，在下降过程也逐渐减小B小球抛出瞬间的加速度大小为gC小球被抛出时的加速度值最大，到达最高点时的加速度值最小D小球上升过程的平均速度小于【解析】由牛顿第二定律可知，上升过程小球的加速度大小a1随速度的减小而减小，下降过程小球的加速度大小a2随速度的增大而减小，抛出瞬间加速度最大，在最高点时加速度等于重力加速度，匀速下落时加速度最小(大小为0)，选项A正确，选项C错误；做匀速运动时，有mgkv1，刚抛出时的加速度a0g，选项B正确；由图像知小球上升过程的位移小于相
4、同初速度、相同时间情况下匀减速运动的位移，则其平均速度小于，选项D正确 【答案】ABD 【针对训练4】如图a所示，在木箱内粗糙斜面上静止质量为m的物体，木箱竖直向上运动的速度v与时间t的变化规律如图b所示，物体始终相对斜面静止斜面对物体的支持力和摩擦力分别为N和f，则下列说法正确的是A在0t1时间内，N增大，f减小B在0t1时间内，N减小，f增大C在t1t2时间内，N增大，f增大D在t1t2时间内，N减小，f减小 【答案】D【小结】给出速度时间图象或速率时间图象的目的是提供加速度的大小，由这个桥梁联系牛顿第二定律或运动学规律，所以求加速度是解决此类问题的突破口。考查方向5.与传送带有关的图象【
5、例5】如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为，以速度v0逆时针匀速转动在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数tan，则下图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是（ ） ABCD 【答案】D【点拨】本题中传送带足够长这一信息，暗示运动过程中存在着两个不同的加速过程，若无此条件，可能的运动情况则为BD。【针对训练1】如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v t图象(以地面为参考系)如图乙所示已知v2v1，则( )At2时刻，小
6、物块离A处的距离达到最大Bt2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C0t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D0t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用【解析】相对地面而言，小物块在0t1时间内，向左做匀减速运动，t1t2时间内，又反向向右做匀加速运动，当其速度与传送带速度相同时(即t2时刻)，小物块向右做匀速运动故小物块在t1时刻离A处距离最大，A错误相对传送带而言，在0t2时间内，小物块一直相对传送带向左运动，故一直受向右的滑动摩擦力，在t2t3时间内，小物块相对于传送带静止，小物块不受摩擦力作用，因此t2时刻小物块相对传送带滑动的距离达到最大值，B正确，C、D均错误【答
7、案】B【针对训练2】如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度v2,P与定滑轮间的绳水平,t=t0时刻P离开传送带。不计定滑轮质量和摩擦,绳足够长。正确描述小物体P速度随时间变化的图像可能是( ) 【答案】BC 【小结】传送带问题的难点是摩擦力的方向的判断，尤其是物体与传送带达到共同速度后摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力以及摩擦力的方向。若难以做出判断时，可以先假设，然后结合牛顿第二定律验证判断。考查方向6 力和运动的图象结合分析运动或受力【例6】固定光滑斜面与地面成一定倾角，一物体在平行斜面向上的拉力作用下向上运动，拉
8、力F和物体速度v随时间的变化规律如图所示，取重力加速度g=10m/s2求物体的质量及斜面与地面间的夹角 【答案】解得：m=1.0kg，=30【点拨】由运动学的速度时间图象，根据图线的斜率求加速度，根据力的图象由牛顿第二定律列出关于加速度的方程，联立即可解决此类问题。【针对训练1】某马戏团演员做滑杆表演，已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为200 N，在杆的顶部装有一拉力传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小已知演员在滑杆上端做完动作时开始计时，演员先在杆上静止了0.5 s，然后沿杆下滑，3.5 s末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零，整个过程中演员的vt图象和传感器显示的拉力随时间的变化情
9、况如图8甲、乙所示，g10 m/s2，则下述说法正确的是( ) A演员的体重为800 NB演员在最后2 s内一直处于超重状态C传感器显示的最小拉力为620 ND滑杆长7.5 m【解析】演员在滑杆上静止时显示的800 N等于演员和滑杆的重力之和，所以演员体重为600 N，A错；由vt图象可知，1.53.5 s内演员向下做匀减速运动，演员处于超重状态，B对；演员加速下滑时滑杆所受拉力最小，加速下滑时a13 m/s2，对演员由牛顿第二定律知mgf1ma1，解得f1420 N，对滑杆由平衡条件得传感器显示的最小拉力为F1420 N200 N620 N，C对；由vt图象中图线围成的面积可得滑杆长为4.5
10、 m，D错【答案】BC【针对训练2】一个物块放置在粗糙的水平地面上，受到的水平拉力F随时间t变化的关系如图甲所示，速度v随时间t变化的关系如图乙所示，g10 m/s2，则由图中信息可判定( ) A02 s内物块所受摩擦力Ff8 NB物块的质量为4 kgC物块在前6 s内的平均速度为3 m/sD物块与水平地面间的动摩擦因数0.4 【答案】D【小结】此类题目均为一个速度时间图象和一个力随时间变化的图象，一般先由速度时间图象求出匀变速运动阶段的加速度，或根据匀速阶段求出某个恒力，如何结合牛顿第二定律进一步求解。 考查方向7.一类特殊的图象【例7】如图甲所示，物块的质量m1 kg，初速度v010 m/
11、s，在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动，某时刻后恒力F突然反向，整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示，g10 m/s2。下列选项中正确的是( ) A2 3 s内物块做匀减速运动B在t1 s时刻，恒力F反向C恒力F大小为10 ND物块与水平面间的动摩擦因数为0.3 【答案】【点拨】常见的运动学图象是速度时间图象，根据图线的斜率求加速度，若出现其他的运动学图象，应该确定其作用也是用来求加速度的，所以需要研究图象的纵横坐标间的关系，这些关系不外乎是匀变速直线运动的公式之一。【针对训练1】研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中“反应过程”所用时间)t0=0.
12、4s,但饮酒会导致反应时间延长。在某次试验中,志愿者少量饮酒后驾车以v0=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L=39m。减速过程中汽车位移s与速度v的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小g=10m/s2。求: (1)减速过程汽车加速度的大小及所用时间;(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少;(3)减速过程汽车对志愿者作用力的大小与志愿者重力大小的比值。【解析】(1)设减速过程中汽车加速度的大小为a,所用时间为t,由题图可得v0=72km/h=20m/s,末速度v=0,位移s=25m,由运动学公式得，联立以上两式,
13、代入数据得：a=8m/s2，t=2.5s(2)设志愿者反应时间为t,反应时间的增加量为t,由运动学公式得:L=v0t+s，t=t-t0联立以上两式,代入数据得t=0.3s 【答案】(1)8m/s2 2.5s (2)0.3s (3)【点拨】(1)本题学生分析图乙时,不能正确地读出刹车初速度和刹车位移,其原因是在图像中刹车速度应从右向左逐渐减小,而刹车位移则从下到上逐渐增大。 (2)本题易将汽车对志愿者的作用力误当作志愿者受到的水平作用力ma,原因是没有对志愿者进行正确的受力分析。【小结】此类题目中给出的图象虽然不是速度或加速度随时间变化的图象，但仍然可以根据运动学公式求得加速度，如上述两题均用了
14、位移速度公式。 考查方向8. 滑块问题【例8】如图a所示，在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体现对甲施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F变化的关系如图b所示已知重力加速度g10 m/s2，由图线可知( ) A甲的质量是2 kgB甲的质量是6 kgC甲、乙之间的动摩擦因数是0.2D甲、乙之间的动摩擦因数是0.6【解析】由甲物体的aF图象可知，当拉力F小于48 N时，甲、乙两物体一起加速运动，有共同的加速度；当拉力F大于48 N时，甲、乙两物体开始相对滑动对甲物体：Fm甲gm甲a，整理得ag，将(48,6)和(60,8)两组数据代入解得m甲6 kg，0.2，选项B、C正确答案 BC【点拨】速度时间图象的转折点是解决滑块的速度图象的关键点，这个点之前两物体共同加速，应用整体法列方程，发生相对滑动后，应用隔离法分析某一物体的运动情况。本题中的乙物体第二阶段在水平方向只受滑动摩擦力，加速度不变，仍然为。【针对训练1】如图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对物体丑施加一水平变力F，Ft关系如图乙所示，两物体在变力，作用下由静止开始运动且始终保持相对静止，则（ ） At时刻，两物体之间的摩擦力最大Bt时刻，两物体之间的速度方向开始改变Ct2t时间内，两物体之间的摩擦力逐渐增大Dt一2t时间内，物
