2021届新高考物理扫描考点3.5 动力学的图像问题（解析版）.docx

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1、2021届新高考物理扫描考点专题3.5动力学的图像问题【考点扫描】1．数形结合解决动力学图象问题(1)在图象问题中，无论是读图还是作图，都应尽量先建立函数关系，进而明确“图象与公式”“图象与物体”间的关系；然后根据函数关系读取图象信息或者描点作图．(2)读图时，要注意图线的起点、斜率、截距、折点以及图线与横坐标包围的“面积”等所对应的物理意义，尽可能多地提取解题信息．(3)常见的动力学图象v－t图象、a－t图象、F－t图象、F－a图象等．2．动力学图象问题的类型：图象类问题的实质是力与运动的关系问题，以牛顿第二定律F＝ma为纽带，理解图象的种类，图象的轴、点、线、截距、斜率、面积所表示的意

2、义．一般包括下列几种类型：3．解题策略【典例分析】类型1　根据图象分析物体的运动情况【例1】．(2020·湖州质检)如图甲所示，质量m＝1kg的物块在平行斜面向上的拉力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，t＝0.5s时撤去拉力，利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象(v－t图象)如图乙所示，g取10m/s2，求：(1)2s内物块的位移大小x和通过的路程L；(2)沿斜面向上运动两个阶段加速度大小a1、a2和拉力大小F.【答案】：(1)0.5m　1.5m(2)4m/s2　4m/s2　8N【解析】：(1)物块上升的位移：x1＝×2×1m＝1m物块下滑的距离：x2＝×1×1m＝0.5m位移x＝

3、x1－x2＝1m－0.5m＝0.5m路程L＝x1＋x2＝1m＋0.5m＝1.5m.(2)由题图乙知，各阶段加速度的大小a1＝m/s2＝4m/s2a2＝m/s2＝－4m/s2设斜面倾角为θ，斜面对物块的摩擦力为Ff，根据牛顿第二定律0～0.5s内F－Ff－mgsinθ＝ma10．5～1s内－Ff－mgsinθ＝ma2联立解得：F＝8N.【规律总结】v－t图象(属于已知运动求受力)(1)根据图象确定物体各段的加速度大小和方向(2)弄清每段与物体运动的对应关系(3)对各段进行受力分析(4)用牛顿第二定律求解类型2　根据图象分析物体的受力情况【例2】(多选)物体最初静止在倾角θ＝30°的足够长斜面

4、上，如图甲所示受到平行斜面向下的力F的作用，力F随时间t变化的图象如图乙所示，开始运动2s后物体以2m/s的速度匀速运动，下列说法正确的是(g取10m/s2)(　　)A．物体的质量m＝1kgB．物体的质量m＝2kgC．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝D．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝【答案】AD.【解析】：由开始运动2s后物体以2m/s的速度匀速运动，可知0～2s内物体的加速度大小为a＝1m/s2；在0～2s内对物体应用牛顿第二定律得，F1＋mgsin30°－μmgcos30°＝ma，2s后由平衡条件可得，F2＋mgsin30°－μmgcos30°＝0，联立解得m＝1kg，μ＝，选项A、D正确．

5、【规律总结】．F－t图象(属于已知受力求运动)(1)根据图象结合物体运动情况明确物体在各时间段的受力情况(2)利用牛顿第二定律求出加速度(3)利用运动学公式求其他运动量类型三通过a—F图像分析力与运动的关系【例3】(多选)如图甲所示，一质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块．木板受到随时间t变化的水平拉力F作用时，用传感器测出其加速度a，得到如图乙所示的aF图象．g取10m/s2.则下列说法正确的是(　　)A．滑块的质量m＝4kgB．木板的质量M＝4kgC．滑块与木板间动摩擦因数为0.1D．当F＝8N时滑块加速度为2m/s2【答案】　AC【解析】由题图乙，当F等于6

6、N时，加速度a＝1m/s2，对整体：F＝(M＋m)a，解得：M＋m＝6kg，当F大于6N时，根据牛顿第二定律得a＝，知图线的斜率k＝＝，解得M＝2kg，故滑块的质量m＝4kg，故A正确，B错误；根据F大于6N的图线延长线知，F＝4N时，a＝0，又a＝，解得μ＝0.1，故C正确；根据μmg＝ma′，得F＝8N时滑块的加速度为a′＝1m/s2，故D错误．【规律总结】图象的力F是物体受到的某一个力的变化对物体加速度的影响，(1)对物体进行全面受力分析(2)根据牛顿第二定律求其他未知力类型四动力学图像的综合应用【例4】(2020·舟山质检)一物体放在水平地面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力F随

7、时间t的变化情况如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示：则(　　)A．滑动摩擦力为3NB．全过程克服摩擦力做功30JC．动摩擦因数为0.2D．物体的质量为1.5kg【答案】　B【解析】由图象可知：6～8s内物体匀速，则滑动摩擦力Ff＝2N，A错误；物体全过程位移为v－t图象与t轴围成面积x＝×3m＝15m，全过程摩擦力做功Wf＝Ffx＝－30J，B正确；根据8～10s内物体匀减速加速度a＝1.5m/s2