（高中物理）专题10力学图象

1、年高考物理专项冲击波讲练测系列 专题10 力学图象3. 加速度图像反映物体加速度随时间变化的关系图像。加速度图像与横轴所围面积等于速度的变化。根据物体加速度随时间变化的关系。可以得出所受合外力随时间变化的关系。二力图象是指与力相关的图象，主要包括f-t图象、f-x图象、f-v图象和f-1/v图象。f-t图象和f-x图象中的力f可能是物体所受的合力、也可能是所受力中的某一个力，还可能是合力与某个力的比值。f-t图象和f-x图象与牛顿运动定律密切相关，解答相关图象问题要善于从图象中找出解题信息，把图象与物理图景相联系，应用牛顿运动定律及其相关知识解答。f-v图象是指牵引力f随速度v变化的图象、f-

2、1/v图象指牵引力随速度的倒数变化的图象。假设牵引力不随速度增大恒定不变，阻力恒定，由牛顿第二定律可知，物体加速度恒定，物体做匀加速运动；由p=fv可知，假设牵引力f与速度v成反比，f-v图象为双曲线，那么牵引力的功率不变。由p=fv可知，当功率不变时，牵引力与速度的倒数成正比，所以f-1/v图象假设为过原点的倾斜直线，那么牵引力的功率不变；f-1/v图象假设为平行横轴的直线，牵引力不变，汽车做匀加速直线运动。三功率图象是指与功率相关的图象，主要有p-t图象和px图象。所谓p-t图象是指功率随时间变化图象。p-t图象一般与v-t图象相联系，可根据v-t图象分析p-t图象。所谓px图象是指回路中

3、产生的电功率或消耗的电功率p与导体棒水平移动的距离x变化的图象。四能量图象是指与能量相关的图象，主要包括e-h图象，ek-h图象，ek-x图象等。3. ek-x图象是指动能随位移变化的图象。此类题主要考查机械能、动能定理及其相关知识。ek-x图象为倾斜直线均表示物体做匀变速直线运动。ek-x图象为向上倾斜直线，表示物体做匀加速直线运动；ek-x图象为向下倾斜直线，表示物体做匀减速直线运动。图象是描述物理规律和物理情景的重要方法，也是分析解答物理问题的重要方法。高考对图象的考查主要有：以图象给出解题信息，解答相关问题；给出物理情景，选择与其符合的图象；利用物理规律，画出相关图象等。【最新模拟题专

4、项训练】。1江南十校摸底以下关于机车以恒定加速度启动后各物理量随时间变化关系的图象中错误的选项是 答案：d解析：机车以恒定加速度启动后，在到达额定功率前做匀加速直线运动。小球做功的平均功率。不能确定小球抛出时的高度。3(摸底)一小球自由下落，与地面发生碰撞，原速率反弹假设从释放小球开始计时，不计小球与地面发生碰撞的时间及空气阻力那么以下列图中能正确描述小球位移s、速度v、动能ek、机械能e与时间t关系的是 ( )答案：bd解析：小球自由下落，做初速度为零的匀加速运动；与地面发生碰撞，原速率反弹，做竖直上抛运动，速度图象b正确，位移图象a错误；小球下落时，速度与时间成正比，动能与时间的二次方成正

5、比，动能图象c错误；机械能保持不变，机械能图象d正确。4.如图a所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体物体与弹簧不连接，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力f作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力f与物体位移x的关系如图b所示g=10m/s2，那么正确的结论是a物体与弹簧别离时，弹簧处于压缩状态b弹簧的劲度系数为75n/cmc物体的质量为3kgd物体的加速度大小为5m/s230mg=ma，联立方程可得：m=2kg，a=5m/s2，所以c项错误，d项正确。t1v/ms-10t/sv图8甲点评：此题以拉力f与物体位移x的关系图象给出解题信息，意在考查对物理过程和对应图象

6、的理解、牛顿第二定律的综合应用及其相关知识。5一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用，在一段时间内的速度随时间变化情况如图8甲所示假设g取10m/s2，那么拉力的功率随时间变化的图象可能是以下列图中的能是图中的b，选项b正确。点评：此题以速度图象给出解题信息，意在考查功率、功率图象、牛顿第二定律及其相关知识。6. 八校联考如图13所示，质量为的滑块以一定初速度滑上倾角为的固定斜面，同时施加一沿斜面向上的恒力；滑块与斜面间的动摩擦因数，取出发点为参考点，能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量，滑块动能、势能、机械能随时间、位移关系的是 图13 a b c d 答案：cd解析：根据滑块与斜面间

7、的动摩擦因数可知，滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力。施加一沿斜面向上的恒力，物体机械能保持不变，重力势能随位移s均匀增大，选项cd正确。产生的热量=fs，随位移均匀增大，滑块动能随位移s均匀减小，选项ab错误。图107一物体静止在地面上，在竖直方向的拉力作用下开始运动(不计空气阻力)在向上运动的过程中，物体的机械能e与上升高度h的关系图象如图10所示，其中o-h1过程的图线是过原点的直线，h1h2过程的图线为平行于横轴的直线那么a在oh2上升过程中，物体先做加速运动，后做匀速运动b在oh1上升过程中，物体的加速度不断增大c在ohl上升过程中，拉力的功率保持不变d在h1h2上升过程中，物体只受

8、重力作用答案：d意在考查机械能、功率及其相关知识。图11甲a b c d8如图11甲所示，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为h。斜面倾角为，斜面与滑块间的动摩擦因数为，且<tan，取斜面底端为零势能面，那么能表示滑块在斜面上运动的机械能e、动能ek与高度h之间关系的图象是 答案：bd【解析】：根据功能关系，滑块沿斜面向上运动时，滑块在斜面上运动的机械能点评：此题以物体沿粗糙斜面上滑的情景切入，意在考查机械能、动能随高度变化及其相关图象。9邯郸摸底质量分别为m1和m2的两个物体a、b，并排静止在水平地面上，如图甲所示，用同方向水平拉力f1、

9、f2分别作用于物体a和b上，作用一段时间后撤去，物体a、b各自滑行一段距离后停止。物体a、b运动的速度时间图像分别如图乙中图线a、b所示，相关数据已在图中标出，m1< m2,以下判断中正确的有 a 物体a、b与地面的动摩擦因数一定相同b 力f1一定大于力f2c 力f1对物体a所做的功一定小于力f2对物体b所做的功d 力f1的最大瞬时功率一定小于力f2的最大瞬时功率答案：ac解析：由图线可知，在撤去外力后，两图线平行，说明加速度相同，而只受摩擦力，其加速度a=g，所以，相同，选项a对；由牛顿第二定律，f-mg=ma,得a1=-g，a2=-g，由图线可以看出，a1>a2,，即>，

10、由于m1< m2,，所以，f1和f2关系不一定，选项b错；从图线中可以看出，a图象与横轴所围的面积小于b图象与横轴所围的面积，即a的位移x1小于b的位移x2，而m1g<m2g,所以，m1g x1<m2g x2；根据动能定理，fx-mgx=0，所以，力f1对物体a所做的功f1x1一定小于力f2对物体b所做的功f2x2，选项c对；根据功率p=fv，而f1与f2的关系不确定，所以，选项d错。误。【点评】此题以牵引力f随速度v变化的图象给出解题信息，考查对牵引力随速度变化的图象的理解及其相关分析与计算。解答此题时，主要思维障碍是不能把f-v图象与加速度、最大功率、阻力联系起来，陷入思

11、维盲区。11.十校联考质量为10 kg的物体，在变力f作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如下列图物体在x0处，速度为1 m/s，一切摩擦不计，那么物体运动到x16 m处时，速度大小为a2 m/s b3 m/s c4 m/s d. m/s答案：b解析：根据力f随x变化关系图象与横轴所夹面积表示功，力f做功w=40j+20j-20j=40j。由动能定理，w=mv2-mv02，解得v=3 m/s。选项b正确。12.调研为减少二氧化碳排放，我国城市公交推出新型节能环保电动车，在检测某款电动车性能的实验中，质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，到达的最大速度为15m/

12、s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力f与对应的速度v，并描绘出图象图中ab、bo均为直线，假设电动车行驶中所受的阻力恒定，那么 a在全过程中，电动车在b点时速度最大 bba过程电动车做匀加速运动ccb过程电动车做减速运动 dcb过程电动车的牵引力的功率恒定答案：bd 解析：因为刚开始启动时，v较小，较大，所以f-图象时，应正比，所以fv=p，恒定不变，选项d正确。此题答案为bd。图1213. 测试如下列图，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为h。斜面倾角为，斜面与滑块间的摩擦因数为，且<tan，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取斜面

13、底端为零势能面，那么能表示滑块在斜面上运动的机械能e、动能ek、势能ep与上升高度h之间关系的图象是 ( )【答案】dep =mgh，图象应该都是a图所示的“上行段，a错误。14年一模质量为m、初速度为零的物体，在大小变化不同的合外力作用下都通过位移xo。以下各种情况中物体速度最大的是ofx(a)x0(b)ofxx0(c)ofxx0(d)ofxx0f0f0f0f0答案：c解析：f-x图象与横轴所夹的面积表示功，由动能定理可知，合外力做功越多，物体获得的动能越大，速度越大，所以物体速度最大的是图c。15.一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和

14、速度的图象如下列图假设汽车的质量m，牵引力f1和速度v1及该车所能到达的最大速度v3。那么根据图象所给的信息，能求出的物理量是( )f0vv1v2v3f1a汽车运动中的最大功率为f1 v1b速度为v2时的加速度大小为f1v1/mv2c汽车行驶中所受的阻力为f1v1 / v3d恒定加速时，加速度为f1/m【点评】此题以牵引力f随速度v变化的图象给出解题信息，考查对牵引力随速度变化的图象的理解及其相关分析与计算。解答此题时，主要思维障碍是不能把f-v图象与加速度、最大功率、阻力联系起来，陷入思维盲区。16.普陀质检在检测某款电动车性能的实验中，质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直

15、公路行驶，到达的最大速度为15m/s。利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力f与对应的速度v，并描绘出f1/v图像图中ab、bo均为直线，假设电动车行驶中所受的阻力恒定，那么a在全过程中，电动车在b点时速度最大 b电动车做匀加速运动时的加速度为2m/s2c电动车的额定功率为6kwd电动车做答案：bcd解析：在全过程中，电动车在c点时对应的1/v值最小，速度最大为vm=15m/s，对应的牵引力等于阻力，f=400n，电动车的额定功率为p=fvm=400n×15m/s=6000w=6kw，选项a错误c正确；由图中ab段，对应的牵引力为f=n，恒定不变，电动车做匀加速运动，由牛顿第二

16、定律，f-f=ma解得电动车做匀加速运动时的加速度为a=2m/s2，选项b正确；由p=fv可得匀加速直线运动的末速度v=3m/s；由v=at解得电动车做，选项d正确。17市检测物体在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止以、ek、和分别表示物体运动的加速度大小、动能、1810分. (年五校联考)如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道ab和圆轨道bcd组成，ab和bcd相切于b点，cd连线是圆轨道竖直方向的直径c、d为圆轨道的最低点和最高点，boc =30。可视为质点的小滑块从轨道ab上高h处的某点由静止滑下，用力传感器测出滑块经过圆轨道最高点d时对轨道的压力为f，并得到如

17、图乙所示的压力f与高度h的关系图象，取g=10m/s2。求：1滑块的质量和圆轨道的半径；2是否存在某个h值，使得滑块经过最高点d后能直接落到直轨道ab上与圆心等高的点。假设存在，请求出h值；假设不存在，请说明理由。f/nh/mo乙第18题图甲cdaahoaba18.解析：1mg(h2r)=mvd2 1分fmg= 1分得：f=mg取点，0和，5.0n代入上式得：19随着国际油价持续走高，能源危机困扰着整个世界构建和谐型、节约型社会深得民心，遍布于生活的方方面面自动充电式电动车就是很好的一例电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接当骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，翻开自动充电装置，自行车就

18、可以连通发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来现有某人骑车以1250j的初动能在粗糙的水平路面上滑行，人车总质量为100kg.。第一次关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图12中图线所示；第二次启动自动充电装置，其动能随位移变化关系如图12中图线所示，设阻力恒定，求：1第一次滑行的时间；2第二次滑行过程中向蓄电池所充的电能。解析：1设电动车滑行时所受阻力为f，由动能定理点评：此题以自动充电式电动车切入，意在考查对动能随位移变化关系图象的理解、动能定理及其相关知识的应用。20.如图甲所示，力传感器a与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律。将力传感器固定在光滑水平

19、桌面上，测力端通过轻质细绳与一滑块相连，调节传感器高度使细绳水平，滑块放在较长的小车上，滑块的质量m=，小车的质量为m=。一根轻质细绳跨过光滑的定滑轮，其一端连接小车，另一端系一只空沙桶，调节滑轮可使桌面上部细绳水平，整个装置先处于静止状态。现翻开传感器的同时缓慢向沙桶里倒入沙子，当小车刚好开始运动时，立即停止倒沙子。假设力传感器采集的f-t图象如乙图所示，请结合该图象，求：重力加速度g=10m/s21小车刚开始运动时沙桶及所装沙子的总质量m0和滑块与小车间的动摩擦因数；2小车运动稳定后的加速度大小。摩擦力、图象、牛顿第二定律及其相关知识。【最新高考题专项检测】10的小物块沿斜面ab向上运动，

20、经时间t0后到达顶点b时，速度刚好为零；然后让小物块立即从静止开始沿斜面bc下滑。在小物块从a运动到c的过程中，可能正确描述其速度大小v与时间t的关系的图像是【解析】：由于楔形木块粗糙且两侧斜面倾角不同，小物块上滑的加速度一定大小与速度的大小成正比。以下描绘皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的选项是【解析】：皮球竖直向上抛出，速度逐渐减小，受到空气阻逐渐减小，加速度逐渐减小，皮球在上升过程中加速度大小a与时间t关系的图象，可能正确的选项是c。点评：此题以皮球上抛切入，意在考查实际运动的分析、牛顿第二定律和加速度图象。图乙图乙3. (·理综)如图甲所示，静止在水平

21、地面的物块a，受到水平向右的拉力f作用，f与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，那么a0t1时间内f的功率最大bt2时刻物块a的加速度最大ct2时刻后物块a做反向运动dt3时刻物块a的动能最大t图象提取信息，综合运用知识的能力。4. 理综卷第18题“蹦极就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受绳子拉力f的上部随时间t变化的情况如下列图，将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速度为g。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速度约为b.2gc.3gd.4g0000-0.6f00/g·a，解得最大加速度a=2g，选项b正确。【答案】：b【点评】此题考查牛顿第二定律、f-t图象等知识点。5. 新课标卷如图4，在光滑水平面上有一质量为m1的足够长的木板，其上叠放一质量为m2的木块。现假定木块和木板之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。现给木块施加一随时间t增大的水平力f=ktk是常数，木板和木块加速度大小分别为a1和a2。以下反映a1和a2变化【答案】：a【点评】此题考查叠加体、整体法隔离法受力方向、加速度图象等知识点。6·理综将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，vt图像如下列图。以下判断正确的选项是a前3s内货物处于超