專題16 動力學(xué)動態(tài)分析、動力學(xué)圖像問題（學(xué)生版）新高一物理多維度導(dǎo)學(xué)與分層專練

高一物理多維度導(dǎo)學(xué)與分層專練專題16動力學(xué)動態(tài)分析、動力學(xué)圖像問題導(dǎo)練目標(biāo)導(dǎo)練內(nèi)容目標(biāo)1動力學(xué)動態(tài)分析目標(biāo)2動力學(xué)v-t圖像目標(biāo)3動力學(xué)F-t、F-a圖像目標(biāo)4動力學(xué)a-t圖像【知識導(dǎo)學(xué)與典例導(dǎo)練】一、動力學(xué)動態(tài)分析模型球+豎置彈簧模型球+水平彈簧模型球+斜彈簧模型蹦極跳模型實(shí)例規(guī)律①A點(diǎn)接觸彈簧，彈簧處于原長狀態(tài)，球的加速度a=g，方向豎直向下；②B點(diǎn)mg=F=kx，球受合外力為零，速度最大；③C點(diǎn)為A點(diǎn)對稱位置，球的加速度a=g，方向豎直向上；④D點(diǎn)為最低點(diǎn)，速度為零，加速度a>g，方向豎直向上。①設(shè)定條件：水平面粗糙，物塊與彈簧拴在一起；向左壓縮彈簧最大松手；②當(dāng)kx=μmg時，速度最大，所在位置為O點(diǎn)的左側(cè)。①設(shè)定條件：斜面光滑；②B點(diǎn)接觸彈簧，彈簧處于原長狀態(tài)，球的加速度a=gsinθ，方向沿斜面向下；③當(dāng)mg=F=mgsinθ時，球受合外力為零，速度最大；④壓縮至最低點(diǎn)，速度為零，加速度a>gsinθ，方向斜面向上。規(guī)律類似于“球+豎置彈簧模型”【例1】如圖，小球自a點(diǎn)由靜止自由下落，到b點(diǎn)時與彈簧接觸，到c點(diǎn)時彈簧被壓縮到最短，若不計(jì)彈簧質(zhì)量和空氣阻力，在小球由c→b的運(yùn)動過程中，下列說法正確的是（）A．小球的機(jī)械能守恒B．小球的動能一直增加C．小球的加速度隨時間減少D．小球動能的增加量小于彈簧彈性勢能的減少量【例2】如圖所示，彈簧左端固定，右端自由伸長到O點(diǎn)并系住物體m，現(xiàn)將彈簧壓縮到A點(diǎn)，然后釋放，物體一直可以運(yùn)動到B點(diǎn)，如果物體受到的摩擦力恒定，則（）A．物體從A到O加速，從O到B減速B．物體從A到O速度越來越小，從O到B加速度不變C．物體從A到O間先加速后減速，從O到B一直減速運(yùn)動D．物體運(yùn)動到O點(diǎn)時所受合力為零【例3】如圖所示，輕質(zhì)彈簧的下端固定在光滑斜面的底部，一個質(zhì)量為m的物塊以平行斜面的初速度v向彈簧運(yùn)動。已知彈簧始終處于彈性限度范圍內(nèi)，則下列判斷正確的是（）A．物塊從出發(fā)點(diǎn)到最低點(diǎn)過程中，物塊減少的重力勢能等于彈簧增加的彈性勢能B．物塊碰到彈簧后立刻開始做減速運(yùn)動C．物塊的動能最大時，物塊的重力勢能與彈簧勢能之和最小D．物塊從接觸彈簧到最低點(diǎn)的過程中，加速度不斷減小【例4】為了研究蹦極運(yùn)動過程，做以下簡化：將游客視為質(zhì)點(diǎn)，他的運(yùn)動始終沿豎直方向。彈性繩的一端固定在O點(diǎn)，另一端和游客相連。游客從O點(diǎn)自由下落，至B點(diǎn)彈性繩自然伸直，經(jīng)過合力為零的C點(diǎn)到達(dá)最低點(diǎn)D，然后彈起，整個過程中彈性繩始終在彈性限度內(nèi)。游客從的過程中，下列說法正確的是（）A．從B到C過程中，游客的速度先增大后減小B．從B到C過程中，游客的機(jī)械能保持不變C．從O到C過程中，游客的重力勢能減少，動能增大D．從B到D過程中，游客的加速度一直減小動力學(xué)圖像常見圖像v-t圖像、a-t圖像、F-t圖像、F-a圖像三種類型(1)已知物體受到的力隨時間變化的圖線，求解物體的運(yùn)動情況。(2)已知物體的速度、加速度隨時間變化的圖線，求解物體的受力情況。(3)由已知條件確定某物理量的變化圖像。解題策略(1)問題實(shí)質(zhì)是力與運(yùn)動的關(guān)系，要注意區(qū)分是哪一種動力學(xué)圖像。(2)應(yīng)用物理規(guī)律列出與圖像對應(yīng)的函數(shù)方程式，進(jìn)而明確“圖像與公式”“圖像與物體”間的關(guān)系，以便對有關(guān)物理問題作出準(zhǔn)確判斷。破題關(guān)鍵(1)分清圖像的類別：即分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖像所反映的物理過程，會分析臨界點(diǎn)。(2)注意圖線中的一些特殊點(diǎn)所表示的物理意義：圖線與橫、縱坐標(biāo)的交點(diǎn)，圖線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，兩圖線的交點(diǎn)等。(3)明確能從圖像中獲得哪些信息：把圖像與具體的題意、情境結(jié)合起來，再結(jié)合斜率、特殊點(diǎn)、面積等的物理意義，確定從圖像中反饋出來的有用信息，這些信息往往是解題的突破口或關(guān)鍵點(diǎn)。動力學(xué)v-t圖像【例5】質(zhì)量完全相同的兩個物體A和B與水平面之間的動摩擦因數(shù)完全相同，在水平拉力的作用下從同一位置同時開始沿同一方向運(yùn)動，運(yùn)動的圖像如圖所示，其中物體A的圖線與橫軸之間的夾角為45°，以下對兩個物體運(yùn)動的判斷中正確的是（）A．物體A的加速度是B．物體B所受的水平拉力一定是逐漸增大的C．時刻兩物體相遇D．0—時間內(nèi)，物體A受到的水平拉力始終比物體B所受的水平拉力大動力學(xué)F-t、F-a圖像【例6】一物塊質(zhì)量為，在水平力F的作用下由靜止開始在水平地面上做直線運(yùn)動，F(xiàn)與時間t的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度大小取。則（）A．時物塊回到初始位置 B．時物塊改變運(yùn)動方向C．時物塊的速度為零 D．時間內(nèi)物塊運(yùn)動的總路程為【例7】某實(shí)驗(yàn)小組在探究接觸面間的動摩擦因數(shù)實(shí)驗(yàn)中，如圖甲所示，將一質(zhì)量為M的長木板放置在水平地面上，其上表面有另一質(zhì)量為m的物塊，剛開始均處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)使物塊受到水平力F的作用，用傳感器測出水平拉力F，畫出F與物塊的加速度a的關(guān)系如圖乙所示。已知重力加速度g=10m/s2，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，整個運(yùn)動過程中物塊從未脫離長木板。則（）A．長木板的質(zhì)量為2kgB．長木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.4C．長木板與物塊之間的動摩擦因數(shù)為0.1D．當(dāng)拉力F增大時，長木板的加速度可能不變動力學(xué)a-t圖像【例8】如圖甲所示，一個質(zhì)量為的物體在水平力作用下由靜止開始沿粗糙水平面做直線運(yùn)動，時撤去外力。物體的加速度隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示。則下列說法錯誤的是（）。A．的大小為B．和內(nèi)物體加速度的方向相反C．時，物體離出發(fā)位置最遠(yuǎn)D．末物體的速度為0【多維度分層專練】1．如圖甲所示，原長為的輕彈簧豎直固定在水平面上，一質(zhì)量為m=0.2kg的小球從彈簧上端某高度（對應(yīng)圖像P點(diǎn)）自由下落，其速度v和離地高度h之間的關(guān)系圖像如圖乙所示，其中A為曲線的最高點(diǎn)，B是曲線和直線的連接點(diǎn)，空氣阻力忽略不計(jì)，小球和彈簧接觸瞬間機(jī)械能損失不計(jì)，g取，則下列說法正確的是（）A．P點(diǎn)的離地高度為2.15m，彈簧的原長B．小球運(yùn)動的過程中，加速度的最大值為C．從小球開始運(yùn)動到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球的機(jī)械能守恒D．從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量2．彈簧的一端固定在墻上，另一端系一質(zhì)量為m的木塊，彈簧為自然長度時木塊位于水平地面上的O點(diǎn)，如圖所示。現(xiàn)將木塊從O點(diǎn)向右拉開一段距離L后由靜止釋放，木塊在粗糙水平面上先向左運(yùn)動，然后又向右運(yùn)動，往復(fù)運(yùn)動直至靜止。已知彈簧始終在彈性限度內(nèi)，且彈簧第一次恢復(fù)原長時木塊的速率為，則（

）A．木塊第一次向左運(yùn)動經(jīng)過O點(diǎn)時速率最大B．木塊最終停在O點(diǎn)C．整個運(yùn)動過程中木塊速率為的時刻只有一個D．整個運(yùn)動過程中木塊速率為的時刻只有兩個3．如圖所示是玩家玩“蹦極”游戲的真實(shí)照片，玩家將一根長為OA的彈性繩子的一端系在身上，另一端固定在高處，然后從高處跳下，其中OA為彈性繩子的原長，B點(diǎn)是繩子彈力等于重力的位置，C點(diǎn)是玩家所到達(dá)的最低點(diǎn)，下列說法正確的是（）A．從O到B，玩家先做加速運(yùn)動后做減速運(yùn)動B．從O到C，重力對人一直做正功，人的重力勢能一直減小C．從A到C，玩家的加速度先向下后向上D．從O到C，彈性繩子的彈性勢能一直增加4．如圖所示，傾角為θ的固定斜面AB段粗糙，BP段光滑，一輕彈簧下端固定于斜面底端P點(diǎn)，彈簧處于原長時上端位于B點(diǎn)，質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止釋放，第一次將彈簧壓縮后恰好能回到AB的中點(diǎn)Q。已知A、B間的距離為x，重力加速度為g，則（）A．物體最終停止于Q點(diǎn)B．物體由A點(diǎn)運(yùn)動至最低點(diǎn)的過程中加速度先不變后減小為零，再反向增大直至速度減為零C．物體與AB段的動摩擦因數(shù)D．物體在從開始到最終停止的整個運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功為mgxsinθ5．如圖甲所示，地面上有一物體，物體上端連接一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，用力F向上提彈簧，物體加速度a與力F的關(guān)系如圖乙所示，則下列說法正確的是（）A．如果彈簧形變量，物體保持靜止B．當(dāng)力后，物體做勻加速直線運(yùn)動C．物體的質(zhì)量D．當(dāng)?shù)刂亓铀俣?．質(zhì)量為的雪橇在傾角的斜坡向下滑動過程中，所受的空氣阻力與速度成正比，比例系數(shù)k未知。雪橇運(yùn)動的某段過程圖像如圖中實(shí)線所示，且是曲線最左端那一點(diǎn)的切線，B點(diǎn)的坐標(biāo)為，線是曲線的漸近線，已知。下列說法中正確的是（）A．當(dāng)時，雪橇的加速度為 B．在過程中雪橇的平均速度為C．雪橇與斜坡間的動摩擦因數(shù)是0.75 D．空氣阻力系數(shù)k為7．如圖1所示，在光滑水平面上有一質(zhì)量為的長木板，其上疊放一質(zhì)量為的小木塊?，F(xiàn)給木板施加一隨時間增大的水平力（是常數(shù)），木板的加速度隨時間的變化關(guān)系如圖2所示，已知木塊與木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等，取，則（）A．在0～2s時間內(nèi)，小木塊與長木板間的摩擦力逐漸增大B．小木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為0.1C．質(zhì)量與之比為D．當(dāng)小木塊從長木板上脫離時