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

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1、動(dòng)力學(xué)圖像問題 [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)刻開始對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

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)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，小球運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖乙所示，下列說法中正確的是(　　) 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)南外國語學(xué)校段考)如圖7甲所示，一物塊的質(zhì)量m＝1kg，開始計(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)過的位移 D.加速度為6m/s2時(shí)物體對斜面的壓力 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)對稱的點(diǎn)為D，由A點(diǎn)到B點(diǎn)的形變量為，由對稱性得由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，因此無法求解物體運(yùn)動(dòng)6s時(shí)經(jīng)過的位移，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，則物體對斜面的壓力FN′＝N，故D正確.] 8