2019高考物理一輪復習 微專題系列之熱點專題突破 專題7 牛頓運動定律與圖象綜合問題學案.doc
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突破7 牛頓運動定律與圖象綜合問題牛頓運動定律和圖像結合起來是牛頓運動定律解決動力學的常見題型。圖像是形象、直觀的反映物體規(guī)律的數學手段。利用圖像同時結合物理規(guī)律求解相應的未知量時,對于物理圖像一般要注意四看:坐標軸、截距、斜率、面積。一般來說,圖線上某點切線斜率表示一物理量隨另一量的瞬時變化率、兩點連線的斜率表示一物理量對另一物理量的平均變化率、該點與原點連線的斜率表示兩量的比值;面積表示兩量乘積所表示的物理量(或無意義),如a-t圖中面積表示速度的變化量、F-x圖中面積表示功等,x-t圖中面積無意義。1常見的圖象有:vt圖象,at圖象,Ft圖象,Fa圖象等2圖象間的聯系:加速度是聯系vt圖象與Ft圖象的橋梁3圖象的應用(1)已知物體在一過程中所受的某個力隨時間變化的圖線,要求分析物體的運動情況(2)已知物體在一運動過程中速度、加速度隨時間變化的圖線,要求分析物體的受力情況(3)通過圖象對物體的受力與運動情況進行分析4解題策略(1)弄清圖象斜率、截距、交點、拐點的物理意義(2)應用物理規(guī)律列出與圖象對應的函數方程式,進而明確“圖象與公式”、“圖象與物體”間的關系,以便對有關物理問題作出準確判斷5分析圖象問題時常見的誤區(qū)(1)沒有看清縱、橫坐標所表示的物理量及單位(2)不注意坐標原點是否從零開始(3)不清楚圖線的點、斜率、面積等的物理意義(4)忽視對物體的受力情況和運動情況的分析 【典例1】 如圖(a),一物塊在t0時刻滑上一固定斜面,其運動的vt圖線如圖(b)所示。若重力加速度及圖中的v0、v1、t1均為已知量,則可求出( ) A.斜面的傾角B.物塊的質量C.物塊與斜面間的動摩擦因數D.物塊沿斜面向上滑行的最大高度【答案】 ACD 【典例2】 一個物塊置于粗糙的水平地面上,受到的水平拉力F隨時間t變化的關系如圖(a)所示,速度v隨時間t變化的關系如圖(b)所示取g10 m/s2,求: (1)1 s末物塊所受摩擦力的大小Ff1;(2)物塊在前6 s內的位移大小x;(3)物塊與水平地面間的動摩擦因數.【答案】 (1)4 N (2)12 m (3)0.4【解析】 (1)從題圖(a)中可以讀出,當t1 s時,Ff1F14 N(2)由題圖(b)知物塊在前6 s內的位移大小x m12 m(3)從題圖(b)中可以看出,在t2 s至t4 s的過程中,物塊做勻加速運動,加速度大小為a m/s22 m/s2由牛頓第二定律得F2mgma,F3Ff3mg所以m kg2 kg,0.4【典例3】若貨物隨升降機運動的vt圖象如圖所示(豎直向上為正),則貨物受到升降機的支持力F與時間t關系的圖象可能是( ) 【答案】 B【解析】 由vt圖象可知:過程為向下勻加速直線運動(加速度向下,失重,Fmg);過程為向上勻加速直線運動(加速度向上,超重,Fmg);過程為向上勻速直線運動(處于平衡狀態(tài),Fmg);過程為向上勻減速直線運動(加速度向下,失重,Fmg)。綜合選項分析可知選項B正確?!镜淅?】用一水平力F拉靜止在水平面上的物體,在F從0開始逐漸增大的過程中,加速度a隨外力F變化的圖象如圖所示,g10 m/s2,則可以計算出( ) A物體與水平面間的最大靜摩擦力BF為14 N時物體的速度C物體與水平面間的動摩擦因數D物體的質量【答案】 ACD 【跟蹤短訓】1. 某物體質量為1 kg,在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直線運動,其速度時間圖象如圖所示,根據圖象可知 ( ) A.物體所受的拉力總是大于它所受的摩擦力B.物體在第3 s內所受的拉力大于1 NC.在03 s內,物體所受的拉力方向始終與摩擦力方向相反D.物體在第2 s內所受的拉力為零【答案】 BC【解析】 由題圖可知,第2 s內物體做勻速直線運動,即拉力與摩擦力平衡,所以選項A、D錯誤;第3 s內物體的加速度大小為1 m/s2,根據牛頓第二定律可知物體所受合外力大小為1 N,所受拉力大于1 N,選項B正確;物體運動過程中,拉力方向始終和速度方向相同,摩擦力方向始終和運動方向相反,選項C正確2. 受水平外力F作用的物體,在粗糙水平面上做直線運動,其v t圖線如圖2所示,則下列說法正確的是( ) A在0t1時間內,外力F大小不斷增大B在t1時刻,外力F為零C在t1t2時間內,外力F大小可能不斷減小D在t1t2時間內,外力F大小可能先減小后增大【答案】 CD 3. 以不同初速度將兩個物體同時豎直向上拋出并開始計時,一個物體所受空氣阻力可忽略,另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比,下列用虛線和實線描述兩物體運動的vt圖象可能正確的是( ) 【答案】 D 4. (多選)如圖甲所示,物體原來靜止在水平面上,用一水平力F拉物體,在F從0開始逐漸增大的過程中,物體先靜止后做變加速運動,其加速度a隨外力F變化的圖象如圖乙所示。根據圖乙中所標出的數據可計算出(g取10 m/s2)( ) A.物體的質量為1 kgB.物體的質量為2 kg C.物體與水平面間的動摩擦因數為0.3D.物體與水平面間的動摩擦因數為0.5【答案】 BC【解析】 物體的受力如圖所示, 在力F從0增大到7 N之前物體靜止,在7 N時運動狀態(tài)發(fā)生變化,由牛頓第二定律得FFfma,代入圖乙中F17 N和F214 N及對應的加速度a10.5 m/s2和a24 m/s2,解得m2 kg,Ff6 N,A錯誤,B正確;FfFNmg,則0.3,C正確,D錯誤。 5. 將一質量不計的光滑桿傾斜地固定在水平面上,如圖甲所示,現在桿上套一光滑的小球,小球在一沿桿向上的拉力F的作用下沿桿向上運動。該過程中小球所受的拉力以及小球的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙、丙所示。g10 m/s2。則下列說法正確的是( ) A.在24 s內小球的加速度大小為0.5 m/s2B.小球質量為2 kgC.桿的傾角為30D.小球在04 s內的位移為8 m【答案】 AC- 配套講稿:
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