(全國(guó)通用)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 微專題21 動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題加練半小時(shí)(含解析)

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(全國(guó)通用)2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第三章 微專題21 動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題加練半小時(shí)(含解析)_第1頁(yè)
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1、動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題 [方法點(diǎn)撥] (1)理解圖象坐標(biāo)軸、斜率和截距的物理意義.(2)要把圖象和運(yùn)動(dòng)情景相結(jié)合. 1.如圖1甲所示,一質(zhì)量m=1kg的物塊靜置在傾角θ=37°的斜面上,從t=0時(shí)刻開(kāi)始對(duì)物塊施加一沿斜面方向的拉力F,取沿斜面向上為正方向,F(xiàn)隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示,已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.8,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2,物塊與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則下列圖象中正確反映物塊的速率v隨時(shí)間t變化的規(guī)律的是(  ) 圖1 2.(多選)(2018·河南省商丘市模擬)如圖2甲所示,質(zhì)量為2m的足夠長(zhǎng)

2、的木板B放在粗糙水平面上,質(zhì)量為m的物塊A放在木板B的右端且A與B、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,現(xiàn)對(duì)木板B施加一水平變力F,F(xiàn)隨t變化的關(guān)系如圖乙所示,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,下列說(shuō)法正確的是(  ) 圖2 A.前3s內(nèi),A受到的摩擦力方向水平向右 B.t=4s時(shí),A的加速度大小為μg C.t=5s時(shí),A受到的摩擦力大小為0.5μmg D.第6s以后,A受到的摩擦力大小為μmg 3.(多選)如圖3甲所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直放置,下端固定在水平地面上,一質(zhì)量為m的小球,從離彈簧上端高h(yuǎn)處自由下落,接觸彈簧后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),若以小球開(kāi)始下落的位置為原點(diǎn),沿豎直向下建立一

3、坐標(biāo)軸Ox,小球的速度v隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示,其中OA段為直線,AB段是與OA相切于A點(diǎn)的曲線,BC是平滑的曲線,則關(guān)于A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的x坐標(biāo)及加速度大小,以下關(guān)系式正確的是(  ) 圖3 A.xA=h,aA=0 B.xA=h,aA=g C.xB=h+,aB=0 D.xC=h+,aC=0 4.(多選)如圖4甲所示,質(zhì)量分別為m、M的物體A、B靜止在勁度系數(shù)為k的彈簧上,A與B不粘連,現(xiàn)對(duì)物體A施加豎直向上的力F,使A、B一起上升,若以兩物體靜止時(shí)的位置為坐標(biāo)原點(diǎn),兩物體的加速度隨位移的變化關(guān)系如圖乙所示,重力加速度大小為g,則(  ) 圖4 A.在圖乙中PQ段表

4、示拉力F逐漸增大 B.在圖乙中QS段表示B物體減速上升 C.位移為x1時(shí),A、B之間彈力為mg-kx1-Ma0 D.位移為x3時(shí),A、B一起運(yùn)動(dòng)的速度大小為 5.(2018·河南省南陽(yáng)一中模擬)如圖5甲所示,質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))放在光滑水平面上,在豎直線MN的左側(cè)受到水平恒力F1作用,在MN的右側(cè)除受F1外還受到與F1在同一直線上的水平恒力F2作用,現(xiàn)小球從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),小球運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示,下列說(shuō)法中正確的是(  ) 圖5 A.F2的大小為 B.小球在MN右側(cè)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 C.小球在MN右側(cè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t4-t2 D.小球在0~t4時(shí)間內(nèi)運(yùn)

5、動(dòng)的最大位移為v1t2 6.質(zhì)量為m的小球(視為質(zhì)點(diǎn))從某液面上方一定高度處由靜止釋放,進(jìn)入液體后受到的阻力與其速率成正比,小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速率隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖6所示,取重力加速度為g,則下列分析中正確的是(  ) 圖6 A.小球在液體中先做勻減速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng) B.小球在液體中受到的阻力與其速率的比值為 C.小球進(jìn)入液體瞬間的加速度大小為g D.小球在t1~t2時(shí)間內(nèi)的平均速度大于 7.(多選)(2019·山東省濟(jì)南外國(guó)語(yǔ)學(xué)校段考)如圖7甲所示,一物塊的質(zhì)量m=1kg,開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)物塊的速度v0=10m/s.在一水平向左的恒力F作用下,物塊從O點(diǎn)沿粗糙的水平面向右

6、運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻后恒力F突然反向,以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)、水平向右為正方向建立x軸,整個(gè)過(guò)程中物塊速度的平方隨物塊位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示,g取10m/s2,下列說(shuō)法中正確的是(  ) 圖7 A.0~5m內(nèi)物塊運(yùn)動(dòng)的加速度的大小為10m/s2 B.在t=1s時(shí)物塊的速度為0 C.恒力F的大小為10N D.物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3 8.(多選)(2018·廣東省佛山市一模)如圖8甲所示,物體置于一固定的斜面上,與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,對(duì)物體施加水平向右、大小變化的外力F,保持物體沿斜面向下做加速運(yùn)動(dòng),加速度a隨外力F變化的關(guān)系如圖乙所示.物體不脫離斜面的條件是F≤20N,若

7、重力加速度g取10m/s2,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,根據(jù)圖乙中所提供的信息,經(jīng)過(guò)分析計(jì)算可以求出(  ) 圖8 A.物體的質(zhì)量 B.斜面傾角的正弦值 C.物體運(yùn)動(dòng)6s時(shí)經(jīng)過(guò)的位移 D.加速度為6m/s2時(shí)物體對(duì)斜面的壓力 答案精析 1.C [由mgsinθ=6N,F(xiàn)f=μmgcosθ=6.4N,初始時(shí)物塊靜止在斜面上,此時(shí)靜摩擦力方向沿斜面向上;0~1s時(shí)間內(nèi)物塊靜止;1~2s時(shí)間內(nèi)物塊開(kāi)始沿斜面向上做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),摩擦力方向沿斜面向下,t=2s時(shí)物塊加速度大小為12.4m/s2;t=2s后F=-0.4N,物塊的加速度大小為12.8m/s2,物塊沿斜面向上做勻

8、減速直線運(yùn)動(dòng),直到靜止,由于物塊減速時(shí)的加速度大小大于加速時(shí)的加速度大小,故物塊減速到零的時(shí)間小于1s,C正確.] 2.BD [A相對(duì)B滑動(dòng)時(shí),A的加速度為aA=μg,B的加速度aB=,且aA=aB,解得F=6μmg,所以F=6μmg時(shí),A相對(duì)B即將滑動(dòng),第6s以后,A受到的摩擦力大小為μmg,故D正確;A和B一起滑動(dòng)時(shí),aAB=≥0,解得F≥3μmg,所以在前3s內(nèi),A、B靜止不動(dòng),A受到的摩擦力為0,故A錯(cuò)誤;當(dāng)t=4s時(shí),A和B一起滑動(dòng),A的加速度大小為aAB===μg,故B正確;當(dāng)t=5s時(shí),A和B一起滑動(dòng),A受到的摩擦力大小Ff=maAB=m×=μmg,故C錯(cuò)誤.] 3.BC [

9、OA過(guò)程是自由落體運(yùn)動(dòng),A的坐標(biāo)就是h,加速度為g,所以B正確,A錯(cuò)誤;B點(diǎn)是速度最大的地方,此時(shí)重力和彈力大小相等,合力為0,加速度也就為0,由mg=kx,可得x=,所以B的坐標(biāo)為xB=h+,C正確;取一個(gè)與A點(diǎn)關(guān)于B點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)為D,由A點(diǎn)到B點(diǎn)的形變量為,由對(duì)稱性得由B點(diǎn)到D點(diǎn)的形變量也為,故到達(dá)C點(diǎn)時(shí)形變量要大于2,即C點(diǎn)的坐標(biāo)xC>h+,加速度aC>g,D錯(cuò)誤.] 4.AC [靜止時(shí)彈簧對(duì)B物體的彈力方向一定向上,彈簧一定被壓縮,則PQ段彈簧彈力一定減小,由于加速度恒定,根據(jù)牛頓第二定律,研究A、B整體,F(xiàn)逐漸增大,選項(xiàng)A正確;QS段加速度仍為正,與速度方向相同,B物體加速上升,選項(xiàng)

10、B錯(cuò)誤;設(shè)開(kāi)始狀態(tài)彈簧的壓縮量為x0,則有kx0=(M+m)g,位移為x1時(shí),設(shè)A、B間的彈力為FN,對(duì)B有k(x0-x1)-Mg-FN=Ma0,解得FN=mg-kx1-Ma0,選項(xiàng)C正確;根據(jù)2ax=v2-v02知,a-x圖線與橫軸所圍的面積的2倍表示速度平方的變化量,故位移為x3時(shí),A、B一起運(yùn)動(dòng)的速度大小v==,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.] 5.B [小球在MN右側(cè)運(yùn)動(dòng)的加速度大小等于t1~t3時(shí)間內(nèi)圖象的斜率大小,為a2=或,故B正確;在MN左側(cè),即0~t1時(shí)間內(nèi),小球受F1作用,所以F1=ma1=m,在MN右側(cè),小球受到F1和F2作用,根據(jù)牛頓第二定律得F2-F1=ma2,解得F2=F1+ma2

11、=m+,故A錯(cuò)誤;由題圖可知,小球在t1~t3時(shí)間內(nèi)在MN右側(cè)運(yùn)動(dòng),所以小球在MN右側(cè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t3-t1,故C錯(cuò)誤;v-t圖線與時(shí)間軸所圍圖形的面積表示小球的位移,故小球在0~t4時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的最大位移為v1t2,故D錯(cuò)誤.] 6.C [由題圖可得,小球在液體中先做減速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng),但不是勻減速運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;當(dāng)速度為v2時(shí),勻速下降,故小球在液體中受到的阻力與其速率的比值為,故B錯(cuò)誤;小球進(jìn)入液體瞬間有kv1-mg=ma1,阻力與其速率的比值為,聯(lián)立解得加速度大小為g,故C正確;v-t圖象與時(shí)間軸包圍的面積表示位移,由圖象可知?jiǎng)驕p速直線運(yùn)動(dòng)的位移大于變減速直線運(yùn)動(dòng)的位移,勻減速直線運(yùn)

12、動(dòng)的平均速度等于,故小球在t1~t2時(shí)間內(nèi)的平均速度小于,故D錯(cuò)誤.] 7.ABD [由題可知,開(kāi)始時(shí)物塊在恒力作用下運(yùn)動(dòng),在0~5m內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向相同,由題圖乙可知,0~5m內(nèi)物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為a1==m/s2=10m/s2,選項(xiàng)A正確;v0=10m/s,則t=1s時(shí)物塊的速度v1=v0-a1t=0,選項(xiàng)B正確;物塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2==m/s2=4m/s2,根據(jù)牛頓第二定律得F+Ff=ma1,F(xiàn)-Ff=ma2,聯(lián)立兩式解得F=7N,F(xiàn)f=3N,動(dòng)摩擦因數(shù)為μ===0.3,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確.] 8.ABD [對(duì)物體受力分析如圖所示,設(shè)斜面的傾角為θ,當(dāng)F=0時(shí),可知a1=2m/s2,則mgsinθ-μmgcosθ=ma1;當(dāng)F=20N時(shí),F(xiàn)cosθ+mgsinθ=ma2,a2=m/s2, 此時(shí)Ff=0,F(xiàn)sinθ=mgcosθ,sin2θ+cos2θ=1,聯(lián)立可得μ=,m=kg,sinθ=,故A、B正確;由于物體的初速度及F隨時(shí)間的變化情況未知,因此無(wú)法求解物體運(yùn)動(dòng)6s時(shí)經(jīng)過(guò)的位移,故C錯(cuò)誤;當(dāng)a=6m/s2時(shí),可求得F=N,由FN+Fsinθ=mgcosθ,物體所受的支持力FN=N,則物體對(duì)斜面的壓力FN′=N,故D正確.] 8

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