2025版高考物理一轮总复习考点突破第3章运动和力的关系专题强化3动力学中的三类典型问题考点3动力学中的图像问题

考点3动力学中的图像问题(实力考点·深度研析)1．常见图像(1)v－t图像：依据图像的斜率推断加速度的大小和方向，再依据牛顿其次定律求解。(2)a－t图像：留意加速度的正负，正确分析每一段的运动状况，然后结合物体的受力状况应用牛顿其次定律列方程求解。(3)F－t图像：结合物体受到的力，由牛顿其次定律求出加速度，分析每一段的运动状况。(4)F－a图像：首先要依据具体的物理情景，对物体进行受力分析，然后依据牛顿其次定律推导出两个量间的函数关系式，依据函数关系式结合图像，明确图像的斜率、截距或面积的意义，从而由图像给出的信息求出未知量。(多选)如图(a)，物块和木板叠放在试验台上，物块用一不行伸长的细绳与固定在试验台上的力传感器相连，细绳水平。t＝0时，木板起先受到水平外力F的作用，在t＝4s时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变更的关系如图(b)所示，木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与试验台之间的摩擦可以忽视。重力加速度取10m/s2。由题给数据可以得出(AB)A．木板的质量为1kgB．2～4s内，力F的大小为0.4NC．0～2s内，力F的大小保持不变D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.2[解析]木板和试验台间的摩擦忽视不计，由题图(b)知，2s后物块和木板间的滑动摩擦力大小F摩＝0.2N。由题图(c)知，2～4s内，木板的加速度大小a1＝eq\f(0.4,2)m/s2＝0.2m/s2，撤去外力F后的加速度大小a2＝eq\f(0.4－0.2,1)m/s2＝0.2m/s2。设木板质量为m，对木板进行受力分析，依据牛顿其次定律可得F－F摩＝ma1，F摩＝ma2，且知F摩＝μm块g＝0.2N，解得m＝1kg，F＝0.4N，由于不知道物块的质量，故无法求出物块与木板间的动摩擦因数，选项A、B正确，D错误。0～2s内，由题图(b)知，F是匀整增加的，选项C错误。解决图像综合问题的关键(1)分清图像的类别：即分清横、纵坐标所代表的物理量，明确其物理意义，驾驭物理图像所反映的物理过程，会分析临界点。(2)留意图线中的一些特殊点：图线与横、纵坐标的交点，图线的转折点，两图线的交点等。(3)明确能从图像中获得哪些信息：把图像与具体的题意、情景结合起来，应用物理规律列出与图像对应的函数方程式，进而明确“图像与公式”“图像与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出精确推断。【跟踪训练】(依据物理过程确定运动学图像)如图所示，一轻弹簧竖直固定在水平地面上，弹簧正上方有一个小球自由下落。从小球接触弹簧上端O点到将弹簧压缩至最短的过程中，如图所示的关于小球的加速度a随时间t或者随与O点的距离x变更的关系图线正确的是(B)[解析]从小球接触弹簧上端O点到将弹簧压缩至最短的过程中，弹簧弹力F＝kx，由牛顿其次定律可得mg－kx＝ma，解得a＝g－eq\f(k,m)x，选项B正确，选项D错误；加速度随时间的变更是先减小再反向增大，但不是按线性关系变更，选项A、C错误。(依据图像分析物理过程，求未知量)(多选)(2024·全国甲卷)用水平拉力使质量分别为m甲、m乙的甲、乙两物体在水平桌面上由静止起先沿直线运动，两物体与桌面间的动摩擦因数分别为μ甲和μ乙。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度a的关系图线如图所示。由图可知(BC)A．m甲<m乙 B．m甲>m乙C．μ甲<μ乙 D．μ甲>μ乙[解析]依据牛顿其次定律有F－μmg＝ma，整理后有F＝ma＋μmg，则可知F－a图像的斜率为m，纵截距为μmg，则由题图可看出m甲>m乙，μ甲m甲g＝μ乙m乙g，则μ甲<μ乙，故选BC。(依据v－t图像求未知量)(多选)如图甲所示，直角三角形斜劈abc固定在水平面上。t＝0时，一物块(可视为质点)从底端a以初速度v1沿斜面ab向上运动，到达顶点b时速率恰好为零，之后沿斜面bc下滑至底端c。若物块与斜面ab、bc间的动摩擦因数相等，物块在两斜面上运动的速率v随时间变更的规律如图乙所示，已知v1、v2、t1、t2、g，则下列物理量可求的是(ABD)A．斜面ab的倾角θB．物块与斜面间的动摩擦因数μC．物块的质量mD．斜面bc的长度L[解析]设物块上滑与下滑的加速度大小分别为a1和a2。由v－t图像的斜率等于加速度，得a1＝eq\f(v1,t1)，a2＝eq\f(v2,t2－t1)；物块上滑时依据牛顿其次定律有mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1，物块下滑时依据牛顿其次定律有mgsin(90°－θ)－μmgcos(90°－θ)＝ma2，