高中物理二輪復(fù)習(xí)-4-動力學(xué)圖像問題

4.動力學(xué)圖像問題1.(2021·河北石家莊市一模)一輛汽車在平直公路上保持恒定功率P0以速度v0勻速行駛，t1時刻駕駛員立即將功率增大到2P0行駛一段時間，t2時刻遇到險情，駕駛員立即將功率減小到P0繼續(xù)向前行駛。整個過程汽車所受阻力f恒定，則該過程中汽車的速度v隨時間t變化的關(guān)系圖像可能正確的是()答案B解析原來以功率P0、速度v0勻速行駛時，牽引力等于阻力，即F＝f，t1時刻，功率增大到2P0，由P＝Fv可知，牽引力變?yōu)樵瓉淼?倍，即2F，由牛頓第二定律可得2F－f＝ma，汽車開始做加速運動，之后隨著速度逐漸增大，牽引力逐漸減小，則加速度減小，當(dāng)速度增大到2v0時，牽引力減小到與阻力相等；t2時刻，功率減小到P0，牽引力變?yōu)樵瓉淼囊话耄磂q\f(1,2)F，由牛頓第二定律可得f－eq\f(1,2)F＝ma，汽車開始做減速運動，之后隨著速度逐漸減小，牽引力逐漸增大，則加速度減小，當(dāng)速度減小到v0時，牽引力增大到與阻力相等，之后維持勻速運動，綜上所述，只有B選項符合題意，故B正確。2.(多選)[2021·廣東省選擇考模擬(一)]潛艇從海水高密度區(qū)域駛?cè)氲兔芏葏^(qū)域，浮力頓減，稱之為“掉深”。我國南海艦隊的某常規(guī)型潛艇，是目前世界上唯一的一艘遭遇到海底“掉深”后，還能自救脫險的潛艇，創(chuàng)造了世界潛艇發(fā)展史上的奇跡。如圖1甲，某總質(zhì)量為3.0×106kg的潛艇，在高密度海水區(qū)域沿水平方向緩慢航行。t＝0s時，該潛艇“掉深”，之后在0～30s時間內(nèi)潛艇豎直方向的v－t圖像如圖乙所示(設(shè)豎直向下為正方向)。取重力加速度為10m/s2，不計水的粘滯阻力，則()圖1A.潛艇在“掉深”前的速度為20m/sB.潛艇在高密度海水區(qū)域受到的浮力為3.0×107NC.潛艇“掉深”后豎直向下的最大位移為100mD.潛艇“掉深”后在10～30s時間內(nèi)處于超重狀態(tài)答案BD解析v－t圖像表示潛艇“掉深”后的速度變化情況，“掉深”前在高密度海水區(qū)域沿水平方向緩慢航行，所以不知道“掉深”前的速度，故A錯誤；因潛艇在高密度海水區(qū)域沿水平方向緩慢航行，潛艇在高密度海水區(qū)域受到的浮力為F?。絤g＝3.0×107N，故B正確；根據(jù)v－t圖像，潛艇“掉深”后豎直向下的最大位移為xmax＝eq\f(30×20,2)m＝300m，故C錯誤；潛艇“掉深”后在10～30s時間內(nèi)，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，故D正確。3.(2021·山東省等級考試名校仿真模擬)縱跳是體育運動的基本動作之一，可分為原地縱跳和助跑縱跳。如圖2甲所示，人光腳在原地縱跳時，快速下蹲后立即蹬伸，在起跳過程中，人受到地面的支持力隨時間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說法正確的是()圖2A.人對地面的壓力是由于地面發(fā)生微小形變引起的B.人能原地縱跳是由于地面對人的支持力大于人對地面的壓力C.在C點時人達(dá)到最大速度D.曲線上的A點表示人下蹲至最低點答案C解析人對地面的壓力是由于腳發(fā)生形變引起的，選項A錯誤；根據(jù)牛頓第三定律知，地面對人的支持力大小等于人對地面的壓力大小，選項B錯誤；人處于C點時，加速起立結(jié)束，加速度為零，速度最大，選項C正確；人處于A點時，仍處于加速下蹲階段，沒有下蹲到最低點，選項D錯誤。4.(2021·廣東佛山市教學(xué)質(zhì)檢)隨著運營路線的拓展，高鐵逐漸成為人們出行的重要方式。如圖3是某列列車從減速進站到以一定的速度離開車站的這段時間內(nèi)的速度—時間圖像，由此圖可知，該列車()圖3A.進站時列車的加速度大小為3.75m/s2B.列車在加速與減速兩階段運動的位移相同C.若列車總質(zhì)量不變，則加速時列車所受的合外力更大D.若列車以80m/s的速度勻速駛過該站，則少耗費575s的運行時間答案D解析由加速度的定義知列車進站時的加速度大小為a1＝eq\f(Δv1,Δt1)≈0.27m/s2，故A錯誤；由圖線與t軸圍成的面積表示位移，得x減＝eq\f(1,2)×300×80m＝12000m，x加＝eq\f(1,2)×(900－550)×80m＝14000m，可知列車在加速與減速兩階段運動的位移不相同，故B錯誤；由加速度的定義可知，列車加速時的加速度的大小為a2＝eq\f(Δv2,Δt2)≈0.23m/s2，根據(jù)牛頓第二定律可知，若列車總質(zhì)量不變，則減速時列車所受的合外力更大，故C錯誤；若列車以80m/s的速度勻速駛過該站所用時間為t＝eq\f(x減＋x加,v)＝325s，則少耗費的運行時間為Δt＝900s－325s＝575s，故D正確。5.(2021·河南鄭州市第一次質(zhì)檢)一質(zhì)量為m的乘客乘坐豎直電梯上樓，其位移x與時間t的關(guān)系圖像如圖4所示。乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示。重力加速度大小為g。以下判斷正確的是()圖4A.0～t1時間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N>mgB.t1～t2時間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N>mgC.t2～t3時間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N<mgD.t2～t3時間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N>mg答案A解析由于x－t圖像斜率表示速度，由圖可知在0～t1時間內(nèi)速度v增大，該時間內(nèi)乘客加速上升，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，乘客所受支持力大于重力，即FN>mg，故A正確；在t1～t2時間內(nèi)，x－t圖像的斜率不變，乘客的速度v不變，乘客向上做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)N＝mg，故B錯誤；在t2～t3時間內(nèi)，x－t圖像的斜率在變小，乘客的速度v在減小，乘客向上做減速運動，乘客處于失重狀態(tài)，乘客所受支持力小于重力，即FN<mg，故C、D錯誤。6.(2021·天津市等級性考試模擬)如圖5甲所示，兩物體A、B疊放在光滑水平面上，對物體B施加一水平變力F，F(xiàn)－t關(guān)系圖像如圖乙所示。兩物體在變力F作用下由靜止開始運動，且始終相對靜止。則()圖5A.t時刻，兩物體之間的摩擦力最大B.t時刻，兩物體的速度方向開始改變C.t～2t時間內(nèi)，兩物體之間的摩擦力逐漸減小D.0～2t時間內(nèi)，物體A所受的摩擦力方向始終與變力F的方向相同答案D解析以整體為研究對象，由圖看出，t時刻，F(xiàn)＝0，加速度為零，則以A為研究對象可知，A、B間的靜摩擦力為零，故A錯誤；根據(jù)牛頓第二定律知，兩物體先做加速度減小的加速運動，后做加速度增大的減速運動，