（高中物理）專題10力學(xué)圖象

1、年高考物理專項(xiàng)沖擊波講練測系列 專題10 力學(xué)圖象3. 加速度圖像反映物體加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像。加速度圖像與橫軸所圍面積等于速度的變化。根據(jù)物體加速度隨時(shí)間變化的關(guān)系。可以得出所受合外力隨時(shí)間變化的關(guān)系。二力圖象是指與力相關(guān)的圖象，主要包括f-t圖象、f-x圖象、f-v圖象和f-1/v圖象。f-t圖象和f-x圖象中的力f可能是物體所受的合力、也可能是所受力中的某一個(gè)力，還可能是合力與某個(gè)力的比值。f-t圖象和f-x圖象與牛頓運(yùn)動(dòng)定律密切相關(guān)，解答相關(guān)圖象問題要善于從圖象中找出解題信息，把圖象與物理圖景相聯(lián)系，應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其相關(guān)知識(shí)解答。f-v圖象是指牽引力f隨速度v變化的圖象、f-

2、1/v圖象指牽引力隨速度的倒數(shù)變化的圖象。假設(shè)牽引力不隨速度增大恒定不變，阻力恒定，由牛頓第二定律可知，物體加速度恒定，物體做勻加速運(yùn)動(dòng)；由p=fv可知，假設(shè)牽引力f與速度v成反比，f-v圖象為雙曲線，那么牽引力的功率不變。由p=fv可知，當(dāng)功率不變時(shí)，牽引力與速度的倒數(shù)成正比，所以f-1/v圖象假設(shè)為過原點(diǎn)的傾斜直線，那么牽引力的功率不變；f-1/v圖象假設(shè)為平行橫軸的直線，牽引力不變，汽車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。三功率圖象是指與功率相關(guān)的圖象，主要有p-t圖象和px圖象。所謂p-t圖象是指功率隨時(shí)間變化圖象。p-t圖象一般與v-t圖象相聯(lián)系，可根據(jù)v-t圖象分析p-t圖象。所謂px圖象是指回路中

3、產(chǎn)生的電功率或消耗的電功率p與導(dǎo)體棒水平移動(dòng)的距離x變化的圖象。四能量圖象是指與能量相關(guān)的圖象，主要包括e-h圖象，ek-h圖象，ek-x圖象等。3. ek-x圖象是指動(dòng)能隨位移變化的圖象。此類題主要考查機(jī)械能、動(dòng)能定理及其相關(guān)知識(shí)。ek-x圖象為傾斜直線均表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。ek-x圖象為向上傾斜直線，表示物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；ek-x圖象為向下傾斜直線，表示物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。圖象是描述物理規(guī)律和物理情景的重要方法，也是分析解答物理問題的重要方法。高考對(duì)圖象的考查主要有：以圖象給出解題信息，解答相關(guān)問題；給出物理情景，選擇與其符合的圖象；利用物理規(guī)律，畫出相關(guān)圖象等?！咀钚履M題專

4、項(xiàng)訓(xùn)練】。1江南十校摸底以下關(guān)于機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)后各物理量隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 答案：d解析：機(jī)車以恒定加速度啟動(dòng)后，在到達(dá)額定功率前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。小球做功的平均功率。不能確定小球拋出時(shí)的高度。3(摸底)一小球自由下落，與地面發(fā)生碰撞，原速率反彈假設(shè)從釋放小球開始計(jì)時(shí)，不計(jì)小球與地面發(fā)生碰撞的時(shí)間及空氣阻力那么以下列圖中能正確描述小球位移s、速度v、動(dòng)能ek、機(jī)械能e與時(shí)間t關(guān)系的是 ( )答案：bd解析：小球自由下落，做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)；與地面發(fā)生碰撞，原速率反彈，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，速度圖象b正確，位移圖象a錯(cuò)誤；小球下落時(shí)，速度與時(shí)間成正比，動(dòng)能與時(shí)間的二次方成正

5、比，動(dòng)能圖象c錯(cuò)誤；機(jī)械能保持不變，機(jī)械能圖象d正確。4.如圖a所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端放置一物體物體與彈簧不連接，初始時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用豎直向上的拉力f作用在物體上，使物體開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，拉力f與物體位移x的關(guān)系如圖b所示g=10m/s2，那么正確的結(jié)論是a物體與彈簧別離時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)b彈簧的勁度系數(shù)為75n/cmc物體的質(zhì)量為3kgd物體的加速度大小為5m/s230mg=ma，聯(lián)立方程可得：m=2kg，a=5m/s2，所以c項(xiàng)錯(cuò)誤，d項(xiàng)正確。t1v/ms-10t/sv圖8甲點(diǎn)評(píng)：此題以拉力f與物體位移x的關(guān)系圖象給出解題信息，意在考查對(duì)物理過程和對(duì)應(yīng)圖象

6、的理解、牛頓第二定律的綜合應(yīng)用及其相關(guān)知識(shí)。5一物體在粗糙的水平面上受到水平拉力作用，在一段時(shí)間內(nèi)的速度隨時(shí)間變化情況如圖8甲所示假設(shè)g取10m/s2，那么拉力的功率隨時(shí)間變化的圖象可能是以下列圖中的能是圖中的b，選項(xiàng)b正確。點(diǎn)評(píng)：此題以速度圖象給出解題信息，意在考查功率、功率圖象、牛頓第二定律及其相關(guān)知識(shí)。6. 八校聯(lián)考如圖13所示，質(zhì)量為的滑塊以一定初速度滑上傾角為的固定斜面，同時(shí)施加一沿斜面向上的恒力；滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，取出發(fā)點(diǎn)為參考點(diǎn)，能正確描述滑塊運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)過程中產(chǎn)生的熱量，滑塊動(dòng)能、勢能、機(jī)械能隨時(shí)間、位移關(guān)系的是 圖13 a b c d 答案：cd解析：根據(jù)滑塊與斜面間

7、的動(dòng)摩擦因數(shù)可知，滑動(dòng)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，物體機(jī)械能保持不變，重力勢能隨位移s均勻增大，選項(xiàng)cd正確。產(chǎn)生的熱量=fs，隨位移均勻增大，滑塊動(dòng)能隨位移s均勻減小，選項(xiàng)ab錯(cuò)誤。圖107一物體靜止在地面上，在豎直方向的拉力作用下開始運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力)在向上運(yùn)動(dòng)的過程中，物體的機(jī)械能e與上升高度h的關(guān)系圖象如圖10所示，其中o-h1過程的圖線是過原點(diǎn)的直線，h1h2過程的圖線為平行于橫軸的直線那么a在oh2上升過程中，物體先做加速運(yùn)動(dòng)，后做勻速運(yùn)動(dòng)b在oh1上升過程中，物體的加速度不斷增大c在ohl上升過程中，拉力的功率保持不變d在h1h2上升過程中，物體只受

8、重力作用答案：d意在考查機(jī)械能、功率及其相關(guān)知識(shí)。圖11甲a b c d8如圖11甲所示，質(zhì)量為m的滑塊從斜面底端以平行于斜面的初速度v0沖上固定斜面，沿斜面上升的最大高度為h。斜面傾角為，斜面與滑塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，且<tan，取斜面底端為零勢能面，那么能表示滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能e、動(dòng)能ek與高度h之間關(guān)系的圖象是 答案：bd【解析】：根據(jù)功能關(guān)系，滑塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能點(diǎn)評(píng)：此題以物體沿粗糙斜面上滑的情景切入，意在考查機(jī)械能、動(dòng)能隨高度變化及其相關(guān)圖象。9邯鄲摸底質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)物體a、b，并排靜止在水平地面上，如圖甲所示，用同方向水平拉力f1、

9、f2分別作用于物體a和b上，作用一段時(shí)間后撤去，物體a、b各自滑行一段距離后停止。物體a、b運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像分別如圖乙中圖線a、b所示，相關(guān)數(shù)據(jù)已在圖中標(biāo)出，m1< m2,以下判斷中正確的有 a 物體a、b與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)一定相同b 力f1一定大于力f2c 力f1對(duì)物體a所做的功一定小于力f2對(duì)物體b所做的功d 力f1的最大瞬時(shí)功率一定小于力f2的最大瞬時(shí)功率答案：ac解析：由圖線可知，在撤去外力后，兩圖線平行，說明加速度相同，而只受摩擦力，其加速度a=g，所以，相同，選項(xiàng)a對(duì)；由牛頓第二定律，f-mg=ma,得a1=-g，a2=-g，由圖線可以看出，a1>a2,，即>，

10、由于m1< m2,，所以，f1和f2關(guān)系不一定，選項(xiàng)b錯(cuò)；從圖線中可以看出，a圖象與橫軸所圍的面積小于b圖象與橫軸所圍的面積，即a的位移x1小于b的位移x2，而m1g<m2g,所以，m1g x1<m2g x2；根據(jù)動(dòng)能定理，fx-mgx=0，所以，力f1對(duì)物體a所做的功f1x1一定小于力f2對(duì)物體b所做的功f2x2，選項(xiàng)c對(duì)；根據(jù)功率p=fv，而f1與f2的關(guān)系不確定，所以，選項(xiàng)d錯(cuò)。誤?！军c(diǎn)評(píng)】此題以牽引力f隨速度v變化的圖象給出解題信息，考查對(duì)牽引力隨速度變化的圖象的理解及其相關(guān)分析與計(jì)算。解答此題時(shí)，主要思維障礙是不能把f-v圖象與加速度、最大功率、阻力聯(lián)系起來，陷入思

11、維盲區(qū)。11.十校聯(lián)考質(zhì)量為10 kg的物體，在變力f作用下沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)，力隨坐標(biāo)x的變化情況如下列圖物體在x0處，速度為1 m/s，一切摩擦不計(jì)，那么物體運(yùn)動(dòng)到x16 m處時(shí)，速度大小為a2 m/s b3 m/s c4 m/s d. m/s答案：b解析：根據(jù)力f隨x變化關(guān)系圖象與橫軸所夾面積表示功，力f做功w=40j+20j-20j=40j。由動(dòng)能定理，w=mv2-mv02，解得v=3 m/s。選項(xiàng)b正確。12.調(diào)研為減少二氧化碳排放，我國城市公交推出新型節(jié)能環(huán)保電動(dòng)車，在檢測某款電動(dòng)車性能的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為8×102kg的電動(dòng)車由靜止開始沿平直公路行駛，到達(dá)的最大速度為15m/

12、s，利用傳感器測得此過程中不同時(shí)刻電動(dòng)車的牽引力f與對(duì)應(yīng)的速度v，并描繪出圖象圖中ab、bo均為直線，假設(shè)電動(dòng)車行駛中所受的阻力恒定，那么 a在全過程中，電動(dòng)車在b點(diǎn)時(shí)速度最大 bba過程電動(dòng)車做勻加速運(yùn)動(dòng)ccb過程電動(dòng)車做減速運(yùn)動(dòng) dcb過程電動(dòng)車的牽引力的功率恒定答案：bd 解析：因?yàn)閯傞_始啟動(dòng)時(shí)，v較小，較大，所以f-圖象時(shí)，應(yīng)正比，所以fv=p，恒定不變，選項(xiàng)d正確。此題答案為bd。圖1213. 測試如下列圖，質(zhì)量為m的滑塊從斜面底端以平行于斜面的初速度v0沖上固定斜面，沿斜面上升的最大高度為h。斜面傾角為，斜面與滑塊間的摩擦因數(shù)為，且<tan，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取斜面

13、底端為零勢能面，那么能表示滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能e、動(dòng)能ek、勢能ep與上升高度h之間關(guān)系的圖象是 ( )【答案】dep =mgh，圖象應(yīng)該都是a圖所示的“上行段，a錯(cuò)誤。14年一模質(zhì)量為m、初速度為零的物體，在大小變化不同的合外力作用下都通過位移xo。以下各種情況中物體速度最大的是ofx(a)x0(b)ofxx0(c)ofxx0(d)ofxx0f0f0f0f0答案：c解析：f-x圖象與橫軸所夾的面積表示功，由動(dòng)能定理可知，合外力做功越多，物體獲得的動(dòng)能越大，速度越大，所以物體速度最大的是圖c。15.一輛汽車在平直的公路上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牽引功率，其牽引力和

14、速度的圖象如下列圖假設(shè)汽車的質(zhì)量m，牽引力f1和速度v1及該車所能到達(dá)的最大速度v3。那么根據(jù)圖象所給的信息，能求出的物理量是( )f0vv1v2v3f1a汽車運(yùn)動(dòng)中的最大功率為f1 v1b速度為v2時(shí)的加速度大小為f1v1/mv2c汽車行駛中所受的阻力為f1v1 / v3d恒定加速時(shí)，加速度為f1/m【點(diǎn)評(píng)】此題以牽引力f隨速度v變化的圖象給出解題信息，考查對(duì)牽引力隨速度變化的圖象的理解及其相關(guān)分析與計(jì)算。解答此題時(shí)，主要思維障礙是不能把f-v圖象與加速度、最大功率、阻力聯(lián)系起來，陷入思維盲區(qū)。16.普陀質(zhì)檢在檢測某款電動(dòng)車性能的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為8×102kg的電動(dòng)車由靜止開始沿平直

15、公路行駛，到達(dá)的最大速度為15m/s。利用傳感器測得此過程中不同時(shí)刻電動(dòng)車的牽引力f與對(duì)應(yīng)的速度v，并描繪出f1/v圖像圖中ab、bo均為直線，假設(shè)電動(dòng)車行駛中所受的阻力恒定，那么a在全過程中，電動(dòng)車在b點(diǎn)時(shí)速度最大 b電動(dòng)車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為2m/s2c電動(dòng)車的額定功率為6kwd電動(dòng)車做答案：bcd解析：在全過程中，電動(dòng)車在c點(diǎn)時(shí)對(duì)應(yīng)的1/v值最小，速度最大為vm=15m/s，對(duì)應(yīng)的牽引力等于阻力，f=400n，電動(dòng)車的額定功率為p=fvm=400n×15m/s=6000w=6kw，選項(xiàng)a錯(cuò)誤c正確；由圖中ab段，對(duì)應(yīng)的牽引力為f=n，恒定不變，電動(dòng)車做勻加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二

16、定律，f-f=ma解得電動(dòng)車做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a=2m/s2，選項(xiàng)b正確；由p=fv可得勻加速直線運(yùn)動(dòng)的末速度v=3m/s；由v=at解得電動(dòng)車做，選項(xiàng)d正確。17市檢測物體在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直線滑行直到停止以、ek、和分別表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度大小、動(dòng)能、1810分. (年五校聯(lián)考)如圖甲所示，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由傾斜直軌道ab和圓軌道bcd組成，ab和bcd相切于b點(diǎn)，cd連線是圓軌道豎直方向的直徑c、d為圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，boc =30?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的小滑塊從軌道ab上高h(yuǎn)處的某點(diǎn)由靜止滑下，用力傳感器測出滑塊經(jīng)過圓軌道最高點(diǎn)d時(shí)對(duì)軌道的壓力為f，并得到如

17、圖乙所示的壓力f與高度h的關(guān)系圖象，取g=10m/s2。求：1滑塊的質(zhì)量和圓軌道的半徑；2是否存在某個(gè)h值，使得滑塊經(jīng)過最高點(diǎn)d后能直接落到直軌道ab上與圓心等高的點(diǎn)。假設(shè)存在，請(qǐng)求出h值；假設(shè)不存在，請(qǐng)說明理由。f/nh/mo乙第18題圖甲cdaahoaba18.解析：1mg(h2r)=mvd2 1分fmg= 1分得：f=mg取點(diǎn)，0和，5.0n代入上式得：19隨著國際油價(jià)持續(xù)走高，能源危機(jī)困擾著整個(gè)世界構(gòu)建和諧型、節(jié)約型社會(huì)深得民心，遍布于生活的方方面面自動(dòng)充電式電動(dòng)車就是很好的一例電動(dòng)車的前輪裝有發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與蓄電池連接當(dāng)騎車者用力蹬車或電動(dòng)自行車自動(dòng)滑行時(shí)，翻開自動(dòng)充電裝置，自行車就

18、可以連通發(fā)電機(jī)向蓄電池充電，將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存起來現(xiàn)有某人騎車以1250j的初動(dòng)能在粗糙的水平路面上滑行，人車總質(zhì)量為100kg.。第一次關(guān)閉自動(dòng)充電裝置，讓車自由滑行，其動(dòng)能隨位移變化關(guān)系如圖12中圖線所示；第二次啟動(dòng)自動(dòng)充電裝置，其動(dòng)能隨位移變化關(guān)系如圖12中圖線所示，設(shè)阻力恒定，求：1第一次滑行的時(shí)間；2第二次滑行過程中向蓄電池所充的電能。解析：1設(shè)電動(dòng)車滑行時(shí)所受阻力為f，由動(dòng)能定理點(diǎn)評(píng)：此題以自動(dòng)充電式電動(dòng)車切入，意在考查對(duì)動(dòng)能隨位移變化關(guān)系圖象的理解、動(dòng)能定理及其相關(guān)知識(shí)的應(yīng)用。20.如圖甲所示，力傳感器a與計(jì)算機(jī)相連接，可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律。將力傳感器固定在光滑水平

19、桌面上，測力端通過輕質(zhì)細(xì)繩與一滑塊相連，調(diào)節(jié)傳感器高度使細(xì)繩水平，滑塊放在較長的小車上，滑塊的質(zhì)量m=，小車的質(zhì)量為m=。一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過光滑的定滑輪，其一端連接小車，另一端系一只空沙桶，調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部細(xì)繩水平，整個(gè)裝置先處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)翻開傳感器的同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子，當(dāng)小車剛好開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，立即停止倒沙子。假設(shè)力傳感器采集的f-t圖象如乙圖所示，請(qǐng)結(jié)合該圖象，求：重力加速度g=10m/s21小車剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)沙桶及所裝沙子的總質(zhì)量m0和滑塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)；2小車運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后的加速度大小。摩擦力、圖象、牛頓第二定律及其相關(guān)知識(shí)。【最新高考題專項(xiàng)檢測】10的小物塊沿斜面ab向上運(yùn)動(dòng)，

20、經(jīng)時(shí)間t0后到達(dá)頂點(diǎn)b時(shí)，速度剛好為零；然后讓小物塊立即從靜止開始沿斜面bc下滑。在小物塊從a運(yùn)動(dòng)到c的過程中，可能正確描述其速度大小v與時(shí)間t的關(guān)系的圖像是【解析】：由于楔形木塊粗糙且兩側(cè)斜面傾角不同，小物塊上滑的加速度一定大小與速度的大小成正比。以下描繪皮球在上升過程中加速度大小a與時(shí)間t關(guān)系的圖象，可能正確的選項(xiàng)是【解析】：皮球豎直向上拋出，速度逐漸減小，受到空氣阻逐漸減小，加速度逐漸減小，皮球在上升過程中加速度大小a與時(shí)間t關(guān)系的圖象，可能正確的選項(xiàng)是c。點(diǎn)評(píng)：此題以皮球上拋切入，意在考查實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分析、牛頓第二定律和加速度圖象。圖乙圖乙3. (·理綜)如圖甲所示，靜止在水平

21、地面的物塊a，受到水平向右的拉力f作用，f與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動(dòng)摩擦力大小相等，那么a0t1時(shí)間內(nèi)f的功率最大bt2時(shí)刻物塊a的加速度最大ct2時(shí)刻后物塊a做反向運(yùn)動(dòng)dt3時(shí)刻物塊a的動(dòng)能最大t圖象提取信息，綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。4. 理綜卷第18題“蹦極就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)處，從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動(dòng)。某人做蹦極運(yùn)動(dòng)，所受繩子拉力f的上部隨時(shí)間t變化的情況如下列圖，將蹦極過程近似為在豎直方向的運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。據(jù)圖可知，此人在蹦極過程中最大加速度約為b.2gc.3gd.4g0000-0.6f00/g·a，解得最大加速度a=2g，選項(xiàng)b正確?！敬鸢浮浚篵【點(diǎn)評(píng)】此題考查牛頓第二定律、f-t圖象等知識(shí)點(diǎn)。5. 新課標(biāo)卷如圖4，在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊。現(xiàn)假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力相等?，F(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力f=ktk是常數(shù)，木板和木塊加速度大小分別為a1和a2。以下反映a1和a2變化【答案】：a【點(diǎn)評(píng)】此題考查疊加體、整體法隔離法受力方向、加速度圖象等知識(shí)點(diǎn)。6·理綜將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中，vt圖像如下列圖。以下判斷正確的選項(xiàng)是a前3s內(nèi)貨物處于超