高考物理計(jì)算題復(fù)習(xí)《動(dòng)力學(xué)中的圖像信息題》(解析版)_第1頁(yè)
高考物理計(jì)算題復(fù)習(xí)《動(dòng)力學(xué)中的圖像信息題》(解析版)_第2頁(yè)
高考物理計(jì)算題復(fù)習(xí)《動(dòng)力學(xué)中的圖像信息題》(解析版)_第3頁(yè)
高考物理計(jì)算題復(fù)習(xí)《動(dòng)力學(xué)中的圖像信息題》(解析版)_第4頁(yè)
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第=page11頁(yè),共=sectionpages11頁(yè)第=page22頁(yè),共=sectionpages22頁(yè)《動(dòng)力學(xué)中的圖像信息題》一、計(jì)算題質(zhì)量為0.1kg的彈性球從空中某高度由靜止開始下落,該下落過程對(duì)應(yīng)的v?t圖線如圖所示;球與水平地面相碰后反彈,離開地面時(shí)的速度大小為碰撞前的23.該球受到的空氣阻力大小恒為f,取(1)彈性球受到的空氣阻力f的大??;(2)彈性球第一次碰撞后反彈的最大高度h.

如圖甲所示,有一足夠長(zhǎng)的粗糙斜面,傾角θ=37°,一質(zhì)量為m=2kg的滑塊以初速度v?0=16m/s從底端A點(diǎn)滑上斜面,滑至B點(diǎn)后又返回到A點(diǎn).滑塊運(yùn)動(dòng)的圖象如圖乙所示,求:(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s?2)

(1)AB之間的距離;

(2)上滑過程滑塊受到斜面摩擦阻力的大小

(3)滑塊再次回到A點(diǎn)時(shí)的速度的大?。?/p>

一輛汽車質(zhì)量為m=1×103kg,在水平路面上由靜止開始先作勻加速直線運(yùn)動(dòng),達(dá)到汽車的額定功率后,保持額定功率作變加速直線運(yùn)動(dòng),共經(jīng)過t=20s達(dá)到最大速度v2=20m/s,之后勻速行駛.運(yùn)動(dòng)中汽車所受阻力恒定.汽車行駛過程中牽引力(1)求汽車的額定功率P;(2)求汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a;(3)求汽車前20s內(nèi)行駛的距離d.

質(zhì)量為1kg的木板B靜止在水平面上,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A從木板的左側(cè)沿木板表面水平?jīng)_上木板,如圖甲所示.A和B運(yùn)動(dòng)的v?t圖象如圖乙所示,g=10m/s2。求:(1)A與B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1,B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ(2)A的質(zhì)量m.(3)木板至少多長(zhǎng),物塊才不從木板上掉下來。

如圖所示,質(zhì)量為1?kg的物體靜止于水平面上,物體在方向與水平方向成37°角斜向上的拉力F作用下向右運(yùn)動(dòng),t?1=1s時(shí)撤去拉力,物體運(yùn)動(dòng)0~2s內(nèi)的v?t圖象如圖乙所示,若取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g(1)物體與水平面的動(dòng)摩擦因素μ;(2)拉力F的大?。?/p>

如圖甲,質(zhì)量為m=2kg的物體置于傾角為θ=37°的固定且足夠長(zhǎng)的斜面上,對(duì)物體施以平行于斜面向上的拉力F,在t1=1s時(shí)撤去拉力,物體運(yùn)動(dòng)的部分v?t圖象如圖乙所示.重力加速度g取10m/s2,試求:拉力F

如圖(a)所示,質(zhì)量為m=2kg的物塊以初速度v0=20m/s從圖中所示位置開始沿粗糙水平面向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)物塊受到一水平向左的恒力F作用,在運(yùn)動(dòng)過程中物塊速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖(b)所示,g取10m/s2試求:

(1)物塊在0?4s內(nèi)的加速度a1的大小和4?8s內(nèi)的加速度a2的大??;

(2)恒力F的大小及物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

(3)8s內(nèi)恒力F所做的功.

如圖甲所示,一質(zhì)量為m=1?kg的物體置于水平面上,在水平外力的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng),水平外力隨時(shí)間的變化情況如圖乙所示,物體運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的情況如圖丙所示,4?s后圖線沒有畫出。g取10?m/s2。求:

(1)物體在第3?s末的加速度大??;(2)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù);(3)物體在前6?s內(nèi)的位移。

一物體放在水平地面上,如圖甲所示,已知物體所受水平拉力F隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,物體相應(yīng)的速度v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖丙所示。求:(1)0~6?s時(shí)間內(nèi)物體的位移;(2)0~10?s時(shí)間內(nèi)物體克服摩擦力所做的功。

如圖甲所示,質(zhì)量為m=1?kg的物體置于傾角為37°的固定斜面上(斜面足夠長(zhǎng)),對(duì)物體施加平行于斜面向上的恒力F,作用時(shí)間t1=1?s時(shí)撤去力F,物體運(yùn)動(dòng)的部分v?t圖象如圖乙所示,設(shè)物體受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,sin370=0.6,cos370=0.8,取g=10?m/s2。求:

(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(2)拉力F的大??;

(3)t=4?s時(shí)物體的速度。質(zhì)量為2kg的物體在水平推力F的作用下沿水平面作直線運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后撤去F,其運(yùn)動(dòng)的v?t圖象如圖所示.g取10m/s2,求:

(1)0?10s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大?。?/p>

(2)物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

(3)水平推力F的大?。?/p>

質(zhì)量為3?kg的物體,在0?~?4?s內(nèi)受水平力F的作用,在4?~?10?s內(nèi)因受摩擦力作用而停止,其v?t圖象如圖所示。求:(1)物體所受的摩擦力;(2)在0?~?4?s內(nèi)物體所受的拉力;(3)在0?~?10?s內(nèi)物體的位移。

如圖甲所示,一物塊以一定的初速度沿固定斜面向上滑動(dòng),利用速度傳感器可以在計(jì)算機(jī)屏幕上得到其速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象如圖乙所示.求斜面的傾角θ及物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.

如圖甲所示,質(zhì)量m=2?kg的物體在水平面上向右做直線運(yùn)動(dòng),過a點(diǎn)時(shí)給物體施加一個(gè)水平向左的恒力F并開始計(jì)時(shí),取水平向右為速度的正方向,通過速度傳感器測(cè)出物體的瞬時(shí)速度,所得v?t圖像如圖乙所示.重力加速度g取10?m/s2.求:

(1)力F的大小和物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

(2)10?s末物體的位置.

如圖甲所示,傾角為θ的傳送帶以恒定速率逆時(shí)針運(yùn)行?,F(xiàn)將一質(zhì)量m=2kg的小物體輕輕放在傳送帶的A端,物體相對(duì)地面的速度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖乙所示,2s末物體到達(dá)B端,取沿傳送帶向下為正方向,g=10m/s2,求:

(1)小物體在傳送帶A、B兩端間運(yùn)動(dòng)的平均速度v;

(2)物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。

兩物體A、B并排放在水平地面上,且兩物體接觸面為豎直面,現(xiàn)用一水平推力F作用在物體A上,使A、B由靜止開始一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng),如圖(a)所示,在A、B的速度達(dá)到6?m/s時(shí),撤去推力F。已知A、B質(zhì)量分別為mA=1?kg、mB=3?kg,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,(1)推力F的大??;(2)A物體剛停止運(yùn)動(dòng)時(shí),物體A、B之間的距離。

如圖甲所示,將一質(zhì)量m=3kg的小球豎直向上拋出,小球在運(yùn)動(dòng)過程中的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,設(shè)空氣阻力大小恒定不變,g=10m/s2,求小球在4s末的速度v及此時(shí)離拋出點(diǎn)的高度h。

某興趣小組讓一輛自制小遙控車在水平的直軌道上由靜止開始運(yùn)動(dòng),小車先做勻加速運(yùn)動(dòng)而后以恒定的功率運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)的v?t圖象如圖所示(除4s?8s時(shí)間段內(nèi)的圖象為曲線外,其余時(shí)間段圖象均為直線)。小車的質(zhì)量為m=2kg,小車在整個(gè)過程中所受的阻力大小不變恒為f=6N.求:

(1)小車勻速行駛階段的功率;

(2)小車的速度為v1=8m/s時(shí)的加速度a1大??;

(3)小車在加速運(yùn)動(dòng)過程中總位移s的大小。

兩物體A、B并排放在水平地面上,且兩物體接觸面為豎直面,現(xiàn)用一水平推力F作用在物體A上,使A、B由靜止開始一起向右做勻加速運(yùn)動(dòng),如圖(a)所示,在A、B的速度達(dá)到6m/s時(shí),撤去推力F.已知A、B質(zhì)量分別為mA=1kg、mB=3kg,A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,B與地面間沒有摩擦,B物體運(yùn)動(dòng)的v?t圖象如圖(b)所示.g取10m/(1)推力F的大小.

(2)A物體剛停止運(yùn)動(dòng)時(shí),物體A、B之間的距離.

如圖甲所示,質(zhì)量為m=2?kg的物體在水平面上向右做直線運(yùn)動(dòng).過a點(diǎn)時(shí)給物體作用一個(gè)水平向左的恒力F并開始計(jì)時(shí),選水平向右為速度的正方向,通過速度傳感器測(cè)出物體的瞬時(shí)速度,所得vt圖象如圖乙所示.取重力加速度g=10?m/s2.(1)力F的大小和物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(2)10?s末物體離a點(diǎn)的距離.

如圖甲所示,質(zhì)量m=1kg的物塊在平行斜面向上的拉力F作用下從靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng),t=0.5s時(shí)撤去拉力,利用速度傳感器得到其速度隨時(shí)間的變化關(guān)系圖象(v?t圖象)如圖乙所示,g取10m/s2,求:

(1)2s內(nèi)物塊的位移大小x和通過的路程L;沿斜面向上運(yùn)動(dòng)兩個(gè)階段加速度大小a1、a2和拉力大小F。

粗糙的水平地面上一物體在水平拉力作用下做直線運(yùn)動(dòng),水平拉力F及運(yùn)動(dòng)速度v隨時(shí)間變化的圖象如圖甲和圖乙所示.重力加速度g取10?m/s2.求:

(1)前2?s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的加速度和位移.(2)物體的質(zhì)量m和物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.

如圖甲所示,質(zhì)量M=2kg、長(zhǎng)L=1m的木板靜止在粗糙的水平地面上,在木板的左端放置一質(zhì)量m=1kg、大小可以忽略的鐵塊.假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力:(取g=10m/s2)

(1)若在鐵塊上施加一隨時(shí)間增大的水平力F=kt(k是常數(shù)),通過摩擦力傳感器描繪出鐵塊受到木板的摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示.求木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1和木板與鐵塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2;

(2)若在鐵塊上施加恒力已知人和雪橇的總質(zhì)量m=75kg,沿傾角θ=37°且足夠長(zhǎng)的斜坡向下滑動(dòng),滑動(dòng)時(shí)雪橇所受的空氣阻力f1與速度v成正比,比例系數(shù)k未知。從某時(shí)刻開始測(cè)得雪橇運(yùn)動(dòng)的v—t圖線如圖,AD是AC的切線,A點(diǎn)坐標(biāo)(0,5),D點(diǎn)坐標(biāo)(4,15)(1)試說明雪橇的運(yùn)動(dòng)情況。(先做什么運(yùn)動(dòng)?加速度的大小怎樣變化?速度的大小怎樣變化?后來做什么運(yùn)動(dòng))(2)當(dāng)雪橇的速度v=5m/s時(shí),它的加速度為多大?(3)求空氣阻力系數(shù)k和雪橇與斜坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。

質(zhì)量為2?kg的木板B靜止在水平面上,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A從木板的左側(cè)沿木板上表面水平?jīng)_上木板,如圖甲所示.A和B經(jīng)過1?s達(dá)到同一速度,之后共同減速直至靜止,A和B的v?t圖象如圖乙所示,重力加速度g=10?m/s2,求:

(1)A與B上表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1(2)B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2(3)A的質(zhì)量.

如圖甲所示,軌道ABC由一個(gè)傾角為θ=30°的斜軌道AB和一個(gè)水平軌道BC組成,一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的滑塊從A點(diǎn)由靜止開始下滑,滑塊在軌道ABC上運(yùn)動(dòng)的過程中,受到水平向左的拉力F的作用,力的大小和時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示,經(jīng)過時(shí)間t0滑塊經(jīng)過B點(diǎn),經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)無機(jī)械能損失,最后停在水平軌道BC上,滑塊與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,已知重力加速度為g。求:

(1)整個(gè)過程中滑塊的運(yùn)動(dòng)時(shí)間;(2)整個(gè)過程中水平拉力F做的功;(3)整個(gè)過程中摩擦力做的功。

如圖甲所示,質(zhì)量為m=1kg的物體置于傾角為θ=37°的固定斜面上(斜面足夠長(zhǎng)),對(duì)物體施加平行于斜面向上的恒力F,作用時(shí)間t1=1s時(shí)撤去拉力,物體運(yùn)動(dòng)的部分v?t圖象如圖乙所示,(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)試求:

(1)前2s內(nèi)物體的位移

(2)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)和拉力F大?。?/p>

一質(zhì)量m=40kg的小孩站在豎直電梯內(nèi)的體重計(jì)上。電梯從t=0時(shí)刻由靜止開始啟動(dòng),在0到7s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化如圖所示。試問:

(1)小孩乘電梯是上樓還是下樓?簡(jiǎn)述理由.(2)在這段時(shí)間內(nèi)電梯運(yùn)動(dòng)的距離是多少?(g=10m/s2)

答案和解析1.【答案】解:(1)設(shè)彈性球第一球下落過程中的加速度大小為a1?,由圖知a1?=△v△t=30.5m/s?2=6m/s?2

根據(jù)牛頓第二定律,得mg?f=ma1?

解得:f=m(g?a1?)=0.1×(10?6)=0.4N

(2)由圖知彈性球第一次到達(dá)地面時(shí)的速度大小為v1?=3m/s,

設(shè)球第一次離開地面時(shí)的速度為v2?【解析】(1)根據(jù)圖象求得小球下落時(shí)的加速度,再根據(jù)牛頓第二定律求得空氣阻力的大??;

(2)由題意求得反彈時(shí)的初速度和加速度,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求反彈的高度h.

掌握牛頓第二定律由加速度的大小,讀懂v?t圖象是正確解題的關(guān)鍵,不難屬于基礎(chǔ)題.

2.【答案】解(1)由v?t圖象知AB之間的距離為:SAB=12×2×16m=16m

(2)設(shè)滑塊從A滑到B過程的加速度大小為a1,滑塊與斜面之間的滑動(dòng)摩擦力為f,上滑過程有:

mgsin37°+f=ma1

a1=v0t=8m/s2

代入數(shù)據(jù)解得:f=4N

(3)設(shè)從B返回到A過程的加速度大小為a【解析】(1)速度圖象與坐標(biāo)軸所圍“面積”等于位移,由數(shù)學(xué)知識(shí)求出位移;

(2)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解出上滑過程的加速度,然后受力分析并根據(jù)牛頓第二定律列式即可求出摩擦力的大??;

(3)下滑時(shí)同樣受力分析并根據(jù)牛頓第二定律列式求解加速度,然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解。

本題關(guān)鍵根據(jù)速度時(shí)間圖象得到上滑時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況,求解出加速度后根據(jù)牛頓第二定律確定受力情況;下滑過程是已知受力情況,求解出加速度后確定運(yùn)動(dòng)情況。

3.【答案】解:(1)由圖象可得,當(dāng)最大速度v2=20m/s故恒定阻力f=F額定功率

P=F(2)勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度

v1=代入數(shù)據(jù)解得v1勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度

a=(3)汽車在速度達(dá)到10m/s之前,一直做勻加速直線運(yùn)動(dòng)故勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

t1勻加速運(yùn)動(dòng)的距離d1之后做變加速直線運(yùn)動(dòng),故變加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t2變加速運(yùn)動(dòng)的距離為d2,由動(dòng)能定理:代入得d故汽車在前20s內(nèi)行駛的距離s=d

【解析】(1)由牽引力F與車速v的倒數(shù)的關(guān)系圖像得到阻力,由P=Fv得到汽車的額定功率;(2)由牛頓第二定律得到汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a;(3)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移,利用動(dòng)能定理得到后面變加速運(yùn)動(dòng)的位移,最終得到汽車前20s內(nèi)行駛的距離d。本題的運(yùn)動(dòng)模型為汽車的兩種啟動(dòng)方式,注意運(yùn)動(dòng)過程的分析以及物理規(guī)律的選取。

4.【答案】解:(1)由題圖乙可知,A在0~1?s內(nèi)的加速度a1=v?μ1由題圖乙知,AB在1~3?s內(nèi)的加速度a對(duì)AB由牛頓第二定律得,?解得μ(2)由題圖乙可知B在0~1?s內(nèi)的加速度a對(duì)B由牛頓第二定律得,μ1代入數(shù)據(jù)解得m=3kg(3)兩物塊在1s內(nèi)v?t圖像圍成的面積Δx=所以木板至少長(zhǎng)2m,物塊才不從木板上掉下來。

【解析】(1)A滑上B做勻減速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度時(shí)間圖線得出勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小,根據(jù)牛頓第二定律求出A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù);A、B速度相同后,一起做勻減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度時(shí)間圖線求出勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小,結(jié)合牛頓第二定律求出與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。

(2)隔離對(duì)B分析,根據(jù)速度時(shí)間圖線得出B的加速度,根據(jù)牛頓第二定律求出A的質(zhì)量。

(3)根據(jù)v?t圖像求出物塊在木板上滑動(dòng)的距離即兩物體位移之差。

本題考查了牛頓第二定律和速度時(shí)間圖線的綜合運(yùn)用,關(guān)鍵理清A、B的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合圖線的斜率求出加速度,根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解。

5.【答案】解:(1)撤去F后,μmg=m根據(jù)速度?時(shí)間圖像得出加速度大?。篴2故μ=0.8

(2)第一階段對(duì)物體受力分析列出牛頓第二定律方程為:Fcos

根據(jù)速度?時(shí)間圖像得出:

a兩式聯(lián)立得出:F=18.75N

答:(1)物體與水平面的動(dòng)摩擦因素μ=0.8;

(2)拉力F=18.75N。

【解析】(1)撤去F后,受力分析根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,再結(jié)合速度?時(shí)間圖像求出加速度,從而求解動(dòng)摩擦因數(shù);(2)根據(jù)第一階段速度時(shí)間圖像求出加速度,再結(jié)合牛頓第二定律求解加速度,聯(lián)立求解拉力F。本題是牛頓第二定律的兩類題目,中間的橋梁是加速度。

6.【答案】解:由圖像可知,有力F時(shí)加速度的大小為a撤力F后加速度大小為a由牛頓第二定律:F?mgsinθ?μmgcosθ=mmgsinθ+μmgcosθ=m解得:F=60N,μ=0.5;即所求的拉力為60N,動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5。

【解析】根據(jù)圖乙得出兩個(gè)階段的加速度,再結(jié)合牛頓第二定律方程求解拉力和動(dòng)摩擦因數(shù)。本題是已知運(yùn)動(dòng)情況求解受力的基礎(chǔ)題目。

7.【答案】解:(1)由圖可知,0?4s內(nèi),物體向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),4?8s內(nèi),物體向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng);

0?4s內(nèi),a1=ΔvΔt=204m/s2=5m/s2,方向水平向左;

4?8s內(nèi),,方向水平向左;

(2)由牛頓第二定律,得到:

F+μmg=ma1

F?μmg=ma2

【解析】(1)物體先向右減速在向左加速,根據(jù)v?t圖象得到兩段的加速度;

(2)然后根據(jù)牛頓第二定律列式求解拉力及動(dòng)摩擦力因數(shù);

(3)8s內(nèi)恒力F所做的功;

本題是已知物體的受力情況確定物體的運(yùn)動(dòng)情況的問題,關(guān)鍵求解確物體的加速度,根據(jù)功的公式計(jì)算做功的多少。

8.【答案】解:(1)根據(jù)v?t圖象和加速度定義式有a1(2)在0~4s內(nèi),在水平方向F1?μmg=ma(3)設(shè)前4s的位移為x1,根據(jù)位移公式4s后的加速度為a2,則所以a物體4~6s內(nèi),根據(jù)位移公式x物體在前6s內(nèi)的位移x=

【解析】本題主要考查了牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式的直接應(yīng)用,難度適中。(1)根據(jù)v?t圖象和加速度定義式即可求解加速度;

(2)在0?4s內(nèi),運(yùn)用牛頓第二定律即可求解;

(3)分別求出勻加速和勻減速運(yùn)動(dòng)的位移,兩端位移之和即為總位移。

9.【答案】解:(1)由圖(丙)知物體的位移為圖線與t軸所圍的面積,

則x=6?22×3

m=6

m

(2)由圖(乙)、(丙)知,在6~8

s時(shí)間內(nèi),物體做勻速運(yùn)動(dòng),摩擦力f=F=2

N

由圖(丙)知,在0~10

s時(shí)間內(nèi)物體的總位移為

x′=(8?6)+(10?2)2×3

m=15

m,

所以W=fx′=2×15

J=30

J

答:(1)0~6s時(shí)間內(nèi)物體的位移為6m;【解析】(1)根據(jù)v?t圖象求出物體運(yùn)動(dòng)特征,根據(jù)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求位移;

(2)滑動(dòng)摩擦力為恒力,根據(jù)W=Fs求摩擦力做功。

此題考查了學(xué)生對(duì)圖象問題的分析能力,能從圖象中得出相關(guān)的信息,然后結(jié)合功和功率的計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算求解,是高考的熱點(diǎn)考題。

10.【答案】解:(1)撤去外力物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng),由圖像可知加速度大?。篴2=10m/s2;

根據(jù)牛頓第二定律得:mgsinθ+μmgcosθ=ma2;

解得:μ=0.5;

(2)物體開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),由圖像可知加速度大?。篴1=20m/s2;

根據(jù)牛頓第二定律得:F?μmgcosθ?mgsinθ=ma1;

F=30N;

(3)設(shè)撤去力后物體運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)間為t2,v1=a2t2

解得t2=2s;

則物體在第3s時(shí)到達(dá)最高點(diǎn),然后又下滑;

設(shè)下滑加速度為a3,由牛頓第二定律得:

mgsinθ?μmgcosθ=ma3;

解得:a3=2m/s2;【解析】由圖象得出加速上升過程和減速上升過程的加速度,根據(jù)牛頓第二定律求出物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)和拉力F的大??;

先通過圖象得到3s末速度為零,然后求出3s到4s物體的加速度,再根據(jù)速度時(shí)間關(guān)系公式求解4s末速度。

本題關(guān)鍵受力分析后,根據(jù)牛頓第二定律,運(yùn)用正交分解法求解出各個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的加速度,然后結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式求解。

11.【答案】解:(1)物體在0?6s的加速度為:a1=△v△t=8?26=1m/s2

物體在6?10s的加速度為:a2=△v△t=0?84=?2m/s2

0?10s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)位移的大小等于圖線與時(shí)間軸包圍的面積,故位移為:

x=12×(2+8)×6+12×4×8=46m

(2)勻減速過程,根據(jù)牛頓第二定律,有

?μmg=ma2

解得:μ=a2?g=?2m/s【解析】根據(jù)速度?時(shí)間圖象可知:0?6s內(nèi)有水平推力F的作用,物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng);6s?10s內(nèi),撤去F后只在摩擦力作用下做勻減速直線運(yùn)動(dòng),可根據(jù)圖象分別求出加速度,再根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本公式及牛頓第二定律求解力.

本題是速度--時(shí)間圖象的應(yīng)用,要明確斜率的含義,知道在速度--時(shí)間圖象中圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積的含義,能根據(jù)圖象讀取有用信息,并結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)基本公式及牛頓第二定律求解.屬于中檔題.

12.【答案】(1)?6N?(2)?15N?(3)?60m

【解析】略

13.【答案】解:設(shè)物塊沿斜面上滑和下滑的加速度分別為a1、a2,由v?t圖象可得:

a1=0?4.00.5

m/s2=?8?m/s2

a2=2.0?01.5?0.5

【解析】本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合運(yùn)用,知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁,知道圖線的斜率表示加速度是解題的關(guān)鍵。

對(duì)上滑過程和下滑過程分別運(yùn)用牛頓第二定律求出斜面的傾角和動(dòng)摩擦因數(shù)。

14.【答案】解:(1)設(shè)物體向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a1,則由v?t圖得:

a1=2

m/s2…①

根據(jù)牛頓第二定律,有:F+μmg=ma1…②

設(shè)物體向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a2,則由v?t圖得:

a2=1m/s2…③

根據(jù)牛頓第二定律,有:F?μmg=ma2…④

解①②③④得:F=3N,μ=0.05

(2)設(shè)10s末物體離a點(diǎn)的距離為d,d應(yīng)為v?t圖與橫軸所圍的面積,則有:d=12×4×8m?12×6×6m=?2m,負(fù)號(hào)表示物體在a點(diǎn)左側(cè)

【解析】(1)由v?t圖分別求得由力F和沒有力F作用時(shí)的加速度,再根據(jù)牛頓第二定律即可求解;

(2)設(shè)10s末物體離a點(diǎn)的距離為d,d應(yīng)為v?t圖與橫軸所圍的面積.

本題主要考查了速度?時(shí)間圖象及牛頓第二定律的直接應(yīng)用,知道速度?時(shí)間圖象的斜率表示加速度,面積表示位移,難度適中.

15.【答案】解:(1)由v?t圖象的面積規(guī)律可知傳送帶A、B間的距離L,即為v?t圖線與t軸所圍的面積,

所以:L=12×1×10+12×(10+12)×1m=16m

由平均速度的定義得:v?=Lt=8m/s;

(2)由v?t圖象可知傳送帶運(yùn)行速度為v1=10m/s,

0~1s內(nèi)物體的加速度為:a1=△v△t=10m/s2

1~2

s內(nèi)的加速度為:a2=2m/s2;

【解析】(1)物塊輕放上傳送帶,開始所受的滑動(dòng)摩擦力沿斜面向下,當(dāng)速度相等后,滑動(dòng)摩擦力沿傳送帶向上,從A到B做加速度不同的勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)速度時(shí)間圖線與時(shí)間軸之間的面積求出位移,然后由:v=Lt求出平均速度;

(2)求出0?1s內(nèi)的加速度,從而得出合力的大小,求出速度相等后的加速度,對(duì)兩個(gè)過程分別運(yùn)用牛頓第二定律列式,即可求出動(dòng)摩擦因數(shù)的大小。

本題考查傳送帶問題,解決本題的關(guān)鍵要理清物體在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合牛頓第二定律、功能關(guān)系和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行研究。

16.【答案】解:(1)在水平推力F作用下,物體AB一起做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度為a,由B物體的v?t圖象得,

a=ΔvΔt=62m/s2=3m/s2

對(duì)于AB整體,由牛頓第二定律得F?μmAg=(mA+mB)a

代入數(shù)據(jù)解得F=15N

(2)物體A勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,撤去推力F后,AB兩物體分離,A在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng),B做勻速運(yùn)動(dòng)

對(duì)A由?μmAg=mAaA,

解得aA=μg=3m/s2

t=0?v0a【解析】(1)根據(jù)乙圖求得勻加速階段的加速度,對(duì)AB整體由牛頓第二定律求得推力;

(2)根據(jù)牛頓第二定律求得撤去外力后物體A的加速度,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得減速到零所需時(shí)間,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可判斷出AB間相距的距離。

本題考查綜合運(yùn)用牛頓第二定律和動(dòng)能定理處理動(dòng)力學(xué)問題的能力,能夠從乙圖中判斷出B不受摩擦力是解題的關(guān)鍵。

17.【答案】解:由圖可知,在0~2s內(nèi),小球做勻減速直線運(yùn)動(dòng),加速度大小為:

a1=24?02=12m/s2,

由牛頓第二定律,有:f+mg=ma1

代入數(shù)據(jù),解得:f=6N。

2s~4s內(nèi),小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng),其所受阻力方向與重力方向相反,設(shè)加速度的大小為a2,有:

mg?f=ma2

即a2=8m/s2,

4s末小球的速度為:

v=a2t2【解析】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式求出小球上升的加速度,再根據(jù)牛頓第二定律求出小球上升過程中受到空氣的平均阻力;利用牛頓第二定律求出下落加速度,利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求的速度和位移。

對(duì)于牛頓第二定律的綜合應(yīng)用問題,關(guān)鍵是弄清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程和受力情況,利用牛頓第二定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)的計(jì)算公式求解加速度,再根據(jù)題目要求進(jìn)行解答;知道加速度是聯(lián)系靜力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁。

18.【答案】解:(1)由圖可知:機(jī)車的最大速度vm=9m/s

由P=fvm

解得:P=54W

(2)當(dāng)機(jī)車的速度為v1時(shí),其牽引力F1=Pv1

根據(jù)牛頓第二定律:F1?f=ma1

解得:a1=0.375m/s2

(3)由圖可知:t1時(shí)機(jī)車勻加速結(jié)束速度v=6m/s

由s1=v2t1

機(jī)車變加速時(shí),由動(dòng)能定理:

P(t2?t1)?fs【解析】本題考查了牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)的圖象等知識(shí)點(diǎn)。要掌握好機(jī)動(dòng)車啟動(dòng)的兩種方式,并且能夠利用牛頓第二定律及動(dòng)能定理來求解。

19.【答案】解:(1)在水平推力F作用下,物體AB一起做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度為a,由B物體的v?t圖象得,

a=ΔvΔt=62m/s2=3m/s2

對(duì)于AB整體,由牛頓第二定律得F?μmAg=(mA+mB)a

代入數(shù)據(jù)解得F=15N

(2)物體A勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,撤去推力F后,AB兩物體分離,A在摩擦力作用下做勻減速運(yùn)動(dòng),B做勻速運(yùn)動(dòng)

對(duì)A由?μmAg=mAaA,解得aA=μg=3m/s2

t=0?v0aA【解析】(1)根據(jù)乙圖求得勻加速階段的加速度,對(duì)AB整體由牛頓第二定律求得推力;

(2)根據(jù)牛頓第二定律求得撤去外力后物體A的加速度,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得減速到零所需時(shí)間,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可判斷出AB間相距的距離

本題考查綜合運(yùn)用牛頓第二定律和動(dòng)能定理處理動(dòng)力學(xué)問題的能力,能夠從乙圖中判斷出B不受摩擦力是解題的關(guān)鍵。

20.【答案】解:(1)設(shè)物體向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a1,則由v?t圖象可得加速度大?。?,方向與初速度方向相反,

設(shè)物體向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a2,則由v?t圖象可得加速度大?。?,方向與初速度方向相反,

在0~4s內(nèi),根據(jù)牛頓第二定律有:F+μmg=ma1

在4~10s內(nèi),根據(jù)牛頓第二定律有:F?μmg=ma2

聯(lián)立解得:F=3N,μ=0.05;

(2)設(shè)10s末物體的位移為d,d應(yīng)為v?t圖象與橫軸所圍的面積,

則有:,負(fù)號(hào)表示物體在a點(diǎn)左邊。

即物體在a點(diǎn)左側(cè)2【解析】本題關(guān)鍵是根據(jù)運(yùn)動(dòng)的v?t圖象求解加速度,確定受力情況后由牛頓第二定律列式,求解出動(dòng)摩擦因數(shù),由v?t圖象的面積求解位移。

(1)由v?t圖象的斜率分別求得物體的加速度,對(duì)兩段時(shí)間分別運(yùn)動(dòng)牛頓第二定律列式,聯(lián)立求解;

(2)根據(jù)v?t象與橫軸圍成的面積求得位移,從而判斷10s末物體離a點(diǎn)的距離。

21.【答案】解:(1)由圖乙知物塊沿斜面上升的位移:

路程

(2)速度圖象的斜率等于加速度,由圖乙知,沿斜面向上運(yùn)動(dòng)兩個(gè)階段加速度的大小分別為:

向上加速階段,則加速速為

減速向上階段加速度大小

設(shè)斜面傾角為θ,斜面對(duì)物塊的摩擦力為f,

根據(jù)牛頓第二定律

0?~?0.5?s內(nèi);F?Ff?mgsinθ=ma1

0.5?~?1.0?s內(nèi);Ff+mgsinθ=ma2

【解析】本題考查了牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合運(yùn)用,知道速度時(shí)間圖線的斜率表示加速度,圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示位移。

(1)根據(jù)速度時(shí)間圖線與時(shí)間軸圍成的面積求出2s內(nèi)物塊的位移大小和路程大??;

(2)根據(jù)圖線的斜率求出沿斜面向上運(yùn)動(dòng)兩個(gè)階段的加速度大小,根據(jù)牛頓第二定律對(duì)上升的兩個(gè)階段列出表達(dá)式,求出拉力的大小。

22.【答案】解:(1)根據(jù)速度圖象的斜率等于加速度,知前2s內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)加速度:a=ΔvΔt=2m/s2

前2s內(nèi)物體的位移為:x=12at2=4m

(2)根據(jù)牛頓第二定律得:

前2s內(nèi):F1?μmg=ma

后2s【解析】本題是一平衡條件及牛頓第二定律與圖象的綜合問題。正確理解圖象并確定下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),是解題的關(guān)鍵。(1)根據(jù)速度圖象的斜率等于加速度,求出前2s內(nèi)物體運(yùn)動(dòng)的加速度,由x=12at2求出位移;

(2)分析物體的運(yùn)動(dòng)情況:前2s內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng),后2s

23.【答案】解:(1)由圖乙可以看出,0?1s時(shí)間內(nèi),M、m均沒有滑動(dòng),由平衡條件有:Ff12?3s內(nèi),M、N相對(duì)靜止,但整體相對(duì)地面一起向右運(yùn)動(dòng),故t=1s時(shí),恰好有:Ff2=μ1(m+M)g=3N;

可得木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1;

3s后,M、N相對(duì)滑動(dòng),m受到滑動(dòng)摩擦力,有:μ2mg=5N;

可得木板與鐵塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.5;

(2)要使鐵塊從木板上滑落,必須使鐵塊的加速度大于木板的加速度,設(shè)鐵塊的加速度為a1,木板的加速度為a2若在鐵塊上施加恒力F,使鐵塊從木板上滑落,F(xiàn)的大小范圍是F>6N;

(3)當(dāng)F=8N時(shí),對(duì)鐵塊,由牛頓第二定律得:F?μ2mg=ma1

解得:a1=3m/s2。

對(duì)木板有:1?解得:t=1s。

若在鐵塊上施加向右的恒力F=8N,鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板右端所用的時(shí)間是1s;

【解析】(1)由圖乙分析兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況,知道0?1s內(nèi),M、m均靜止,F(xiàn)f=F=kt。2?3s內(nèi),M、N相對(duì)靜止,相對(duì)地面一起向右運(yùn)動(dòng);3s后,M、N相對(duì)滑動(dòng),分段研究物體的運(yùn)動(dòng)情況,由摩擦力公式求解。

(2)要使鐵塊從木板上滑落,必須使鐵塊的加速度大于木板的加速度,采用隔離法對(duì)兩個(gè)物體分別運(yùn)用牛頓第二定律列式,即可求解。

分析清楚兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是解決本題的關(guān)鍵,要把握臨界條件:兩個(gè)間恰好相對(duì)滑動(dòng)時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大。同時(shí)要明確兩者的位移關(guān)系、時(shí)間關(guān)系等等。還要靈活選擇研究對(duì)象,加速度不同時(shí),應(yīng)采用隔離法求各自的加速度。

24.【答案】解:(1)如圖線可知,圖線的斜率先變小后變?yōu)榱?,雪橇開始以5m/s的初速度作加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng),最后以10m/s作勻速運(yùn)動(dòng)

(2)雪撬速度v=5m/s時(shí),AB的斜率等于加速度的大小a=ΔvΔt=2.5m/s2

(3)空氣阻力為f1=kv0

取人和雪撬為研究對(duì)象,由牛頓第二定律,得

mgsinθ?f1?f2=ma

即mgsinθ?kv?μmgcosθ=ma

由v?t圖象知t0=0時(shí),v0=5m/s,a=2.5m/s2

當(dāng)速度達(dá)到最大值時(shí),vm=10m/s,a=0

【解析】(1)根據(jù)v?t圖象的斜率讀出加速度的變化,分析雪橇的運(yùn)動(dòng)情況;

(2)當(dāng)雪橇的速度v=5m/s時(shí),由數(shù)學(xué)知識(shí)求出斜率,得到加速度;

(3)以人和雪撬整體為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律得到加速度的表達(dá)式,將t0=0時(shí)速度和加速度、速度最大時(shí)的速度和加速度,代入求出空氣阻力系數(shù)k和雪橇與斜坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。

本題要抓住速度圖象的斜率等于物體的加速度,首先考查讀圖能力.其次考查運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問題的能力。

25.【答案】解:(1)由圖象可知,A在0?1s對(duì)A由牛頓第二定律得,

?μ1mg=ma1

解得μ1=0.2。

(2)由圖象知,AB在1?3s內(nèi)的加速度a3=?v3?v1?t2?

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