高考物理一輪復(fù)習(xí)3.3牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用-過(guò)程問(wèn)題(原卷版+解析)

考點(diǎn)10牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用-過(guò)程問(wèn)題新課程標(biāo)準(zhǔn)1．理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律，能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解釋生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象、解決有關(guān)問(wèn)題。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)超重和失重現(xiàn)象。命題趨勢(shì)考查頻率高，題目綜合性強(qiáng)，會(huì)綜合牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律，注重與生產(chǎn)、生活、當(dāng)今熱點(diǎn)、現(xiàn)代科技的聯(lián)系。題型涉及的解題方法有整體隔離法分析受力、數(shù)圖轉(zhuǎn)換法、等。通過(guò)本專(zhuān)題的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)審題能力、建模能力、分析推理能力。高考對(duì)本專(zhuān)題的考查以選擇題為主，命題有通過(guò)運(yùn)動(dòng)圖像提供信息，分析物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)；也有以生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象為背景的計(jì)算題．試題情境生活實(shí)踐類(lèi)交通安全、體育運(yùn)動(dòng)、娛樂(lè)活動(dòng)，如汽車(chē)剎車(chē)、飛機(jī)起飛、滑雪、滑草跳傘運(yùn)動(dòng)、電梯內(nèi)的超重及失重等．學(xué)習(xí)探究類(lèi)探究連接體問(wèn)題、等時(shí)圓模型問(wèn)題考向一、動(dòng)力學(xué)受力分析---狀態(tài)變化考向二、動(dòng)力學(xué)等時(shí)性問(wèn)題考向三、動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題圖像問(wèn)題考向四、超失重問(wèn)題考向一、動(dòng)力學(xué)受力分析---狀態(tài)變化一、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系1、F合、a、v關(guān)系由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即：力→加速度→速度變化（運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變），從而可以更加深刻地理解加速度與速度無(wú)關(guān)的說(shuō)法，即物體受到的合外力決定了物體的加速度的大小，而加速度的大小決定了單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量，而與物體當(dāng)時(shí)的速度無(wú)關(guān)。2、運(yùn)動(dòng)由力F合與v共同決定物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡由所受合力F合和它的初速度v0共同決定。a(F合)與v0方向在同一條直線上a(F合)與v0方向不在同一條直線上a恒定勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)a變化非勻變速直線運(yùn)動(dòng)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)a=0勻速直線運(yùn)動(dòng)3、典型問(wèn)題（1）物體落到彈簧問(wèn)題---下落的“三段四點(diǎn)”：（2）考慮阻力的變加速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題1.注意阻力的三種可能情況：①阻力不計(jì)；②阻力大小恒定；③阻力跟速度（或速度的二次方）大小成正比即f=kv或f=kv2。2.上升加速度a=g+f/m=g+kv/m隨速度減小而減??；下降加速度a=g-f/m=g-kv/m隨速度增大而減小。0t【典例1】(2014·天津卷，5)以不同初速度將兩個(gè)物體同時(shí)豎直向上拋出并開(kāi)始計(jì)時(shí)，一個(gè)物體所受空氣阻力可忽略，另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比，下列用虛線和實(shí)線描述兩物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象可能正確的是()【答案】D【解析】空氣阻力可忽略的物體只受重力，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，v-t圖象是向下傾斜的直線，如虛線所示。受空氣阻力的物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有：mg＋f＝ma上，故a上＝g＋eq\f(f,m)，由于阻力隨著速度的減小而減小，故加速度逐漸減小，上升至最高點(diǎn)時(shí)，其速度為零，加速度有最小值g；下降階段，根據(jù)牛頓第二定律，有：mg－f＝ma下，故a下＝g－eq\f(f,m)，由于阻力隨著速度的增大而增大，故加速度減??；v-t圖象的斜率表示加速度，故圖線與t軸的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的加速度為g，此時(shí)刻實(shí)線的切線與虛線平行。故D可能正確?！镜淅?】(2022·南昌市調(diào)研)如圖所示，一個(gè)箱子中放有一個(gè)物體，已知靜止時(shí)物體對(duì)下底面的壓力等于物體的重力，且物體與箱子上表面剛好接觸．現(xiàn)將箱子以初速度v0豎直向上拋出，已知箱子所受空氣阻力與箱子運(yùn)動(dòng)的速率成正比，且箱子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持圖示姿態(tài)．則下列說(shuō)法正確的是()．A．上升過(guò)程中，物體對(duì)箱子的下底面有壓力，且壓力越來(lái)越小B．上升過(guò)程中，物體對(duì)箱子的上底面有壓力，且壓力越來(lái)越大C．下降過(guò)程中，物體對(duì)箱子的下底面有壓力，且壓力越來(lái)越大D．下降過(guò)程中，物體對(duì)箱子的上底面有壓力，且壓力越來(lái)越小【答案】C【解析】對(duì)箱子和物體整體受力分析，當(dāng)物體與箱子上升時(shí)，如圖甲所示，由牛頓第二定律可知，Mg＋kv＝Ma，則a＝g＋eq\f(kv,M)，又整體向上做減速運(yùn)動(dòng)，v減小，所以a減??；再對(duì)物體單獨(dú)受力分析，如圖乙所示，因a>g，所以物體受到箱子上底面向下的彈力FN，由牛頓第二定律可知mg＋FN＝ma，則FN＝ma－mg，而a減小，則FN減小，所以上升過(guò)程中物體對(duì)箱子上底面有壓力且壓力越來(lái)越小．同理，當(dāng)箱子和物體下降時(shí)，物體對(duì)箱子下底面有壓力且壓力越來(lái)越大．練習(xí)1.(2022·大同質(zhì)檢)一皮帶傳送裝置如圖9所示，皮帶的速度v足夠大，輕彈簧一端固定，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊，已知滑塊與皮帶之間存在摩擦，當(dāng)滑塊放在皮帶上時(shí)，彈簧的軸線恰好水平，若滑塊放到皮帶的瞬間，滑塊的速度為零，且彈簧正好處于自然長(zhǎng)度，則當(dāng)彈簧從自然長(zhǎng)度到第一次達(dá)最長(zhǎng)這一過(guò)程中，滑塊的速度和加速度變化的情況是()A．速度增大，加速度增大B．速度增大，加速度減小C．速度先增大后減小，加速度先增大后減小D．速度先增大后減小，加速度先減小后增大【答案】D【解析】滑塊在水平方向受向左的滑動(dòng)摩擦力Ff和彈簧向右的拉力F拉＝kx，合力F合＝Ff－F拉＝ma，當(dāng)彈簧從自然長(zhǎng)度到第一次達(dá)最長(zhǎng)這一過(guò)程中，x逐漸增大，拉力F拉逐漸增大，因?yàn)槠У乃俣葀足夠大，所以合力F合先減小后反向增大，從而加速度a先減小后反向增大；滑動(dòng)摩擦力與彈簧彈力相等之前，加速度與速度同向，滑動(dòng)摩擦力與彈簧拉力相等之后，加速度便與速度方向相反，故滑塊的速度先增大，后減小。練習(xí)2.(2022·太原市測(cè)評(píng))如圖所示，彈簧左端固定，右端自由伸長(zhǎng)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(dòng)到B點(diǎn)，如果物體受到的阻力恒定，則()．A．物體從A到O先加速后減速B．物體從A到O加速運(yùn)動(dòng)，從O到B減速運(yùn)動(dòng)C．物體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)所受合力為0D．物體從A到O的過(guò)程加速度逐漸減小【答案】A【解析】首先有兩個(gè)問(wèn)題應(yīng)搞清楚，①物體在A點(diǎn)所受彈簧的彈力大于物體與地面之間的摩擦力(因?yàn)槲矬w能運(yùn)動(dòng))．②物體在O點(diǎn)所受彈簧的彈力為0.所以在A、O之間有彈簧的彈力與摩擦力大小相等的位置，故物體在A、O之間的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是先加速后減速，A選項(xiàng)正確、B選項(xiàng)不正確；O點(diǎn)所受彈簧的彈力為0，但摩擦力不是0，所以C選項(xiàng)不正確；從A到O的過(guò)程加速度先減小、后增大，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力→加速度→速度變化→（運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化）(1)分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，要從受力分析入手，先求合力，然后根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化。力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力→加速度→速度變化→（運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化）(1)分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，要從受力分析入手，先求合力，然后根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化。(2)速度增大或減小取決于加速度和速度方向間的關(guān)系，和加速度的大小沒(méi)有關(guān)系。(3)加速度如何變化取決于物體的質(zhì)量和合外力，與物體的速度沒(méi)有關(guān)系?？枷蚨?、動(dòng)力學(xué)等時(shí)性問(wèn)題第一類(lèi)：等高斜面(如圖1所示)由L＝eq\f(1,2)at2，a＝gsinθ，L＝eq\f(h,sinθ)可得t＝eq\f(1,sinθ)eq\r(\f(2h,g))，可知傾角越小，時(shí)間越長(zhǎng)，圖1中t1＞t2＞t3。(2)物體滑到斜面底端時(shí)的速度大小只由斜面的高度h決定，與斜面的傾角θ、斜面的長(zhǎng)度、物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。關(guān)系式為v＝eq\r(2gh)。第二類(lèi)：同底斜面(如圖2所示)由L＝eq\f(1,2)at2，a＝gsinθ，L＝eq\f(d,cosθ)可得t＝eq\r(\f(4d,gsin2θ))，可見(jiàn)θ＝45°時(shí)時(shí)間最短，圖2中t1＝t3＞t2。第三類(lèi)：圓周內(nèi)同底端的斜面(如圖甲所示)在豎直面內(nèi)的同一個(gè)圓周上，各斜面的底端都在豎直圓周的最低點(diǎn)，頂端都源自該圓周上的不同點(diǎn)。同理可推得t1＝t2＝t3。第四類(lèi)圓周內(nèi)同頂端的斜面(如圖乙所示)在豎直面內(nèi)的同一個(gè)圓周上，各斜面的頂端都在豎直圓周的最高點(diǎn)，底端都落在該圓周上。由2R·sinθ＝eq\f(1,2)·gsinθ·t2，可推得t1＝t2＝t3。第五類(lèi)：第五類(lèi)：雙圓周內(nèi)斜面(如圖丙所示)在豎直面內(nèi)兩個(gè)圓，兩圓心在同一豎直線上且兩圓相切。各斜面過(guò)兩圓的公共切點(diǎn)且頂端源自上方圓周上某點(diǎn)，底端落在下方圓周上的相應(yīng)位置?？赏频胻1＝t2＝t3?！镜淅?】(2022·上海八校聯(lián)考)豎直正方形框內(nèi)有三條光滑軌道OB、OC和OD.三軌道交于O點(diǎn)，且與水平方向的夾角分別為30°、45°和60°.現(xiàn)將甲、乙、丙三個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球同時(shí)從O點(diǎn)由靜止釋放，分別沿OB、OC和OD運(yùn)動(dòng)到達(dá)斜面底端．則三小球到達(dá)斜面底端的先后次序是()A．甲、乙、丙B．丙、乙、甲C．甲、丙同時(shí)到達(dá)，乙后到達(dá)D．不能確定三者到達(dá)的順序【答案】B【解析】對(duì)乙、丙：設(shè)斜面的傾角為θ，則下滑的加速度a＝gsinθ，下滑的位移x＝eq\f(l,sinθ)，根據(jù)x＝eq\f(1,2)at2得t＝eq\r(\f(2x,a))＝eq\r(\f(2l,gsin2θ))，故傾角越大的下落時(shí)間越短，故乙和丙兩小球，丙先到達(dá)底端；對(duì)甲、乙：運(yùn)動(dòng)到底端的時(shí)間t＝eq\r(\f(2x,a))＝eq\r(\f(2l,gsinθcosθ))＝eq\r(\f(4l,gsin2θ))，則甲、乙兩小球中，乙時(shí)間短，先到達(dá)底端；三小球到達(dá)斜面底端的先后次序是丙、乙、甲，故B項(xiàng)正確．【典例4】(2022·西安一模)如圖所示，光滑直桿一端固定在地面上的A點(diǎn)，另一端靠在豎直墻上，桿上套有一個(gè)小球，球可以在桿上自由滑動(dòng)，球從桿的上端沿桿下滑到A點(diǎn)所用的時(shí)間為t，若逐漸減小桿的長(zhǎng)度，使桿與水平方向的夾角從60°逐漸減小到30°，則下列說(shuō)法正確的是()A.小球從桿的上端運(yùn)動(dòng)到下端的時(shí)間不斷減小B.小球從桿的上端運(yùn)動(dòng)到下端的時(shí)間不斷增大C.小球從桿的上端運(yùn)動(dòng)到下端的時(shí)間先減小后增大D.小球從桿的上端運(yùn)動(dòng)到下端的時(shí)間先增大后減小【答案】C【解析】設(shè)A點(diǎn)到墻的距離為L(zhǎng)，桿與水平方向的夾角為θ，則eq\f(L,cosθ)＝eq\f(1,2)gt2sinθ，t＝eq\r(\f(4L,gsin2θ))，當(dāng)θ＝45°時(shí)，t最小，因此選項(xiàng)C正確。練習(xí)3.(2022·江蘇無(wú)錫期中調(diào)研)如圖所示，在與坡底B點(diǎn)的距離為L(zhǎng)的山坡上，豎直固定一長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直桿AO，O為山坡的中點(diǎn)，A端與坡底B之間連接一根光滑的細(xì)鋼繩?，F(xiàn)讓一穿在鋼繩上的小環(huán)從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿鋼繩無(wú)摩擦地滑下，則小環(huán)在鋼繩上滑行的時(shí)間為()A.eq\f(1,2)eq\r(\f(L,g)) B.eq\r(\f(L,g))C.eq\r(\f(2L,g)) D．2eq\r(\f(L,g))【答案】D【解析】如圖所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心、A為圓周的最高點(diǎn)、AB為弦作圓。小環(huán)沿AB運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就是沿直徑AC做自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，有2L＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝2eq\r(\f(L,g))。故選項(xiàng)D正確。練習(xí)4.(2022·德陽(yáng)一診)如圖所示，在傾角為θ的斜面上方的A點(diǎn)處旋轉(zhuǎn)一光滑的木板AB，B端剛好在斜面上，木板與豎直方向AC所成角度為α，一小物塊由A端沿木板由靜止滑下，要使物塊滑到斜面的時(shí)間最短，則α與θ的角的大小關(guān)系()A．α＝θB．α＝eq\f(θ,2)C．α＝2θD．α＝eq\f(θ,3)【答案】B【解析】如圖所示，在豎直線AC上選取一點(diǎn)O，以適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度為半徑畫(huà)圓，使該圓過(guò)A點(diǎn)，且與斜面相切于D點(diǎn)。由等時(shí)圓模型的特點(diǎn)知，由A點(diǎn)沿斜面滑到D點(diǎn)所用時(shí)間比由A點(diǎn)到達(dá)斜面上其他各點(diǎn)所用時(shí)間都短。將木板下端與D點(diǎn)重合即可，而∠COD＝θ，則α＝eq\f(θ,2)?？枷蛉?dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題1．?dāng)?shù)形結(jié)合解決動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題(1)在圖象問(wèn)題中，無(wú)論是讀圖還是作圖，都應(yīng)盡量先建立函數(shù)關(guān)系，進(jìn)而明確“圖象與公式”“圖象與物體”間的關(guān)系；然后根據(jù)函數(shù)關(guān)系讀取圖象信息或者描點(diǎn)作圖．(2)讀圖時(shí)，要注意圖線的起點(diǎn)、斜率、截距、折點(diǎn)以及圖線與橫坐標(biāo)包圍的“面積”等所對(duì)應(yīng)的物理意義，盡可能多地提取解題信息．(3)常見(jiàn)的動(dòng)力學(xué)圖象v－t圖象、a－t圖象、F－t圖象、F－a圖象等．2．動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題的類(lèi)型：圖象類(lèi)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題，以牛頓第二定律F＝ma為紐帶，理解圖象的種類(lèi)，圖象的軸、點(diǎn)、線、截距、斜率、面積所表示的意義．一般包括下列幾種類(lèi)型：3．解題策略【典例5】(2022湖北八校聯(lián)考)從地面上以初速度v0豎直上拋一質(zhì)量為m的小球，若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力與其速率成正比，小球運(yùn)動(dòng)的速率隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，小球在t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn)后再落回地面，落地速率為v1，且落地前小球已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是()A．t1時(shí)刻小球的加速度為gB．在速度達(dá)到v1之前小球的加速度一直在減小C．小球拋出瞬間的加速度大小為(1＋eq\f(v0,v1))gD．小球加速下降過(guò)程中的平均速度小于eq\f(v1,2)【答案】ABC【解析】t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn)，則該時(shí)刻速度為零，則阻力為零，此時(shí)只受到重力作用，故此時(shí)刻加速度為重力加速度g，故選項(xiàng)A正確．速度—時(shí)間圖象的斜率表示加速度，根據(jù)圖象可知，速度達(dá)到v1之前，圖象的斜率減小，故小球的加速度一直在減小，故選項(xiàng)B正確．由圖可知，速度為v1時(shí)球勻速，說(shuō)明重力等于阻力，故有kv1＝mg，得k＝eq\f(mg,v1)，故拋出瞬間的加速度為a＝eq\f(mg＋\f(mgv0,v1),m)＝(1＋eq\f(v0,v1))g，故C正確．下降過(guò)程若小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其平均速度為eq\f(v1,2)，而從圖中可以看出圖線與時(shí)間軸所圍面積大于勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的面積，即圖中位移大于做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移，而平均速度等于位移除以時(shí)間，故其平均速度大于勻加速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度，即大于eq\f(v1,2)，故D錯(cuò)誤．【典例6】如圖所示，物塊a放在豎直放置的輕彈簧上，物塊b放在物塊a上靜止不動(dòng)。當(dāng)用力F使物塊b豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在下面所給的四個(gè)圖象中，能反映物塊b脫離物塊a前的過(guò)程中力F隨時(shí)間t變化規(guī)律的是()【答案】C【解析】將a、b兩物體作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行分析，設(shè)兩物體的總質(zhì)量為m，物體向上的位移為Δx＝eq\f(1,2)at2，受到向上的拉力F、彈簧的支持力FN和豎直向下的重力G，由胡克定律得FN＝mg－kΔx，由牛頓第二定律得F＋FN－mg＝ma，即F＝mg＋ma－(mg－kΔx)＝ma＋k×eq\f(1,2)at2。練習(xí)5.(2022·陜西咸陽(yáng)二模)如圖甲所示，地面上有一質(zhì)量為M的重物，用力F向上提它，力F變化而引起物體加速度變化的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示，則以下說(shuō)法中正確的是()A．當(dāng)F小于圖中A點(diǎn)值時(shí)，物體的重力Mg>F，物體不動(dòng)B．圖中A點(diǎn)值即為物體的重力值C．物體向上運(yùn)動(dòng)的加速度和力F成正比D．圖線延長(zhǎng)線和縱軸的交點(diǎn)B的數(shù)值的絕對(duì)值等于該地的重力加速度【答案】ABD【解析】當(dāng)0≤F≤Mg時(shí)，物體靜止，選項(xiàng)A正確；當(dāng)F＞Mg時(shí)，即能將物體提離地面，此時(shí)，F(xiàn)－Mg＝Ma，a＝eq\f(F,M)－g，A點(diǎn)表示的意義即為F＝Mg，所以選項(xiàng)B正確；直線的斜率為eq\f(1,M)，故B點(diǎn)數(shù)值的絕對(duì)值為g，故選項(xiàng)D正確。練習(xí)6．(2022·湖南長(zhǎng)沙模擬)以相同初速度將兩個(gè)物體同時(shí)豎直向上拋出并開(kāi)始計(jì)時(shí)，一個(gè)物體所受空氣阻力可以忽略，另一個(gè)物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比，下列用虛線和實(shí)線描述兩物體運(yùn)動(dòng)的速率-時(shí)間圖象可能正確的是()【答案】D【解析】在速率—時(shí)間圖象中，斜率的絕對(duì)值表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度大?。芸諝庾枇珊雎缘奈矬w，其只受重力作用，加速度不變，圖線為圖中虛線；不可忽略空氣阻力的物體，其所受空氣阻力大小與速率成正比，為變力，圖線為圖中實(shí)線，對(duì)受空氣阻力作用的物體分析知，其上升過(guò)程中速率越來(lái)越小，則其所受阻力越來(lái)越小，合力越來(lái)越小，加速度越來(lái)越小，當(dāng)其到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速率為零，加速度等于重力加速度，其從最高點(diǎn)下落過(guò)程中，速率越來(lái)越大，阻力越來(lái)越大，合力越來(lái)越小，加速度越來(lái)越小，若其在落地前阻力已經(jīng)等于重力，則其最后階段做勻速運(yùn)動(dòng)，故選D.解決圖象問(wèn)題的方法和關(guān)鍵(1)分清圖象的類(lèi)別：分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖象所反映的物理過(guò)程，會(huì)分析臨界點(diǎn)．解決圖象問(wèn)題的方法和關(guān)鍵(1)分清圖象的類(lèi)別：分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖象所反映的物理過(guò)程，會(huì)分析臨界點(diǎn)．(2)注意圖象中的一些特殊點(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)等表示的物理意義．(3)明確能從圖象中獲得哪些信息：把圖象與物體的運(yùn)動(dòng)情況相結(jié)合，再結(jié)合斜率、特殊點(diǎn)、面積等的物理意義，確定從圖象中得出的有用信息．這些信息往往是解題的突破口或關(guān)鍵點(diǎn)．分析圖象問(wèn)題時(shí)常見(jiàn)的誤區(qū)(1)沒(méi)有看清橫、縱坐標(biāo)所表示的物理量及單位．(2)沒(méi)有注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從零開(kāi)始．(3)不清楚圖線的點(diǎn)、斜率、面積等的物理意義．(4)忽視對(duì)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的分析．考向四、超失重問(wèn)題超重和失重1．超重(1)定義：物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?大于物體所受重力的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度．2．失重(1)定義：物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?小于物體所受重力的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度．3．完全失重(1)定義：物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?等于零的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體豎直向下的加速度等于g.（三）超重、失重的定量分析1．超重：由F－mg＝ma可得F＝mg＋ma，即拉力大于重力．超重“ma”，加速度a越大，超重越多．2．失重：由mg－F＝ma可得F＝mg－ma，即拉力小于重力．失重“ma”，加速度a越大，失重越多．3．完全失重：由mg－F＝ma和a＝g聯(lián)立解得F＝0，即拉力為0，失重“mg”．【典例1】(2022·江西一模)如圖所示，小球B放在真空容器A內(nèi)，球B的直徑恰好等于正方體A的棱長(zhǎng)，將它們以初速度v0豎直向上拋出，下列說(shuō)法中正確的是()A．若不計(jì)空氣阻力，上升過(guò)程中，A對(duì)B有向上的支持力B．若考慮空氣阻力，上升過(guò)程中，A對(duì)B的壓力向下C．若考慮空氣阻力，下落過(guò)程中，B對(duì)A的壓力向上D．若不計(jì)空氣阻力，下落過(guò)程中，B對(duì)A的壓力向上【答案】B【解析】將容器以初速度v0豎直向上拋出后，若不計(jì)空氣阻力，以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得到加速度為g，再以容器A為研究對(duì)象，上升和下落過(guò)程其合力等于其重力，則B對(duì)A沒(méi)有壓力，A對(duì)B也沒(méi)有支持力，A、D錯(cuò)誤；若考慮空氣阻力，以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得，上升過(guò)程加速度大于g，再以球B為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律分析，B受到的合力大于重力，B除受到重力外，還應(yīng)受到向下的壓力，A對(duì)B的壓力向下，B正確；若考慮空氣阻力，以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得，下落過(guò)程加速度小于g，再以B為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律分析，B受到的合力小于重力，B除受到重力外，還應(yīng)受到向上的力，即A對(duì)B的支持力向上，B對(duì)A的壓力向下，C錯(cuò)誤。【典例2】(多選)(2022·蚌埠模擬)如圖甲所示，在升降機(jī)的頂部安裝了一個(gè)能夠顯示拉力大小的傳感器，傳感器下方掛上一輕質(zhì)彈簧，彈簧下端掛一質(zhì)量為m的小球，若升降機(jī)在勻速運(yùn)行過(guò)程中突然停止，并以此時(shí)為零時(shí)刻，在后面一段時(shí)間內(nèi)傳感器顯示彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，g為重力加速度，則()A．升降機(jī)停止前在向上運(yùn)動(dòng)B．0～t1時(shí)間內(nèi)小球處于失重狀態(tài)，t1～t2時(shí)間內(nèi)小球處于超重狀態(tài)C．t1～t3時(shí)間內(nèi)小球向下運(yùn)動(dòng)，速度先增大后減小D．t3～t4時(shí)間內(nèi)小球向下運(yùn)動(dòng)，速度一直增大【答案】A【解析】由圖象看出，升降機(jī)停止后彈簧的拉力變小，小球向上運(yùn)動(dòng)，而小球的運(yùn)動(dòng)方向與升降機(jī)原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向相同，則知升降機(jī)停止前在向上運(yùn)動(dòng)，故A正確；0～t1時(shí)間內(nèi)拉力小于重力，小球處于失重狀態(tài)，t1～t2時(shí)間內(nèi)拉力也小于重力，小球也處于失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；t1時(shí)刻彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，t1～t3時(shí)間內(nèi)小球向上運(yùn)動(dòng)，t3時(shí)刻小球到達(dá)最高點(diǎn)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，小球所受的合力方向向下，與速度方向相反，速度減小，C錯(cuò)誤；t3～t4時(shí)間內(nèi)小球向下運(yùn)動(dòng)，重力做正功，彈簧的彈力也做正功，小球動(dòng)能增大，速度增大，D正確。判斷超重和失重的方法從受力的角度判斷判斷超重和失重的方法從受力的角度判斷當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時(shí)，物體處于失重狀態(tài)；等于零時(shí)，物體處于完全失重狀態(tài)從加速度的角度判斷當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；具有向下的加速度時(shí)，物體處于失重狀態(tài)；向下的加速度等于重力加速度時(shí)，物體處于完全失重狀態(tài)從速度變化的角度判斷①物體向上加速或向下減速時(shí)，超重②物體向下加速或向上減速時(shí)，失重1.(2022·江西五市八校聯(lián)考)如圖所示，在一足夠長(zhǎng)的粗糙水平桿上套一小圓環(huán)，在小圓環(huán)上施加一水平向右的恒力F，使小圓環(huán)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在小圓環(huán)上施加一豎直向上的力F′，且F′滿足的關(guān)系為F′＝kv。已知小圓環(huán)的質(zhì)量為m，小圓環(huán)與水平桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。則小圓環(huán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度隨時(shí)間變化的圖象為()2.（2022·浙江模擬）如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的圓與水平面相切于M點(diǎn)，與豎直墻相切于A點(diǎn)，C為圓的最高點(diǎn)，豎直墻上點(diǎn)B、D與M的連線和水平面的夾角分別為53°和37°。已知在t＝0時(shí)，a、b、d三個(gè)球分別由A、B、D三點(diǎn)從靜止開(kāi)始沿光滑傾斜直軌道運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)；c球由C自由下落到M點(diǎn)，則()A．a(chǎn)、b和d球同時(shí)到達(dá)M點(diǎn)B．b球和d球同時(shí)到達(dá)M點(diǎn)C．c球位移最大，最后到達(dá)M點(diǎn)D．沿墻壁上任意一點(diǎn)到M點(diǎn)的光滑斜直軌道由靜止下滑的物體，下落高度越低，用時(shí)越短3.(多選)(2022·江西五市八校聯(lián)考)為了讓乘客乘車(chē)更為舒適，某探究小組設(shè)計(jì)了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動(dòng)調(diào)整，使座椅始終保持水平，如圖所示。當(dāng)此車(chē)減速上坡時(shí)，乘客()A．座椅的支持力小于乘客的重力B．受到水平向右的摩擦力作用C．受到水平向左的摩擦力作用D．所受力的合力沿斜坡向上4.如圖所示，在托盤(pán)測(cè)力計(jì)的托盤(pán)內(nèi)固定一個(gè)傾角為30°的斜面，現(xiàn)將一個(gè)重為4N的物體放在斜面上，讓它自由下滑，那么測(cè)力計(jì)因4N物體的存在而增加的讀數(shù)不可能是()．A．4N B．2eq\r(3)NC．2N D．3N1.(多選)(2022河南六市4月第一次聯(lián)合調(diào)研)如圖所示，AO、AB、AC是豎直平面內(nèi)的三根固定的細(xì)桿，A、O位于同一圓周上，A點(diǎn)位于圓周的最高點(diǎn)，O點(diǎn)位于圓周的最低點(diǎn)，每一根細(xì)桿上都套有一個(gè)光滑的小環(huán)(圖中未畫(huà)出)，三個(gè)環(huán)都從A點(diǎn)無(wú)初速地釋放，用T1、T2、T3表示各環(huán)到O、B、C時(shí)所用的時(shí)間，則()A．T1＞T2＞T3 B．T3＜T1＜T2C．T1＜T2＜T3 D．T3＞T1＞T22.(2022·鄭州質(zhì)量預(yù)測(cè))如圖所示，幾條足夠長(zhǎng)的光滑直軌道與水平面成不同角度，從P點(diǎn)以大小不同的初速度沿各軌道發(fā)射小球，若各小球恰好在相同的時(shí)間內(nèi)到達(dá)各自的最高點(diǎn)，則各小球最高點(diǎn)的位置()A.在同一水平線上 B.在同一豎直線上C.在同一拋物線上 D.在同一圓周上3.(2022·湖北仙桃、天門(mén)、潛江聯(lián)考)如圖甲所示，水平面上質(zhì)量相等的兩木塊A、B用一輕彈簧相連，這個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)用一豎直向上的力F拉動(dòng)木塊A，使木塊A向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(如圖乙)，研究從力F剛作用在木塊A瞬間到木塊B剛離開(kāi)地面瞬間的這一過(guò)程，并選定該過(guò)程中木塊A的起點(diǎn)位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，則下面圖中能正確表示力F和木塊A的位移x之間關(guān)系的是()4.（多選）（2022廣州市高三6月月考）如圖甲所示，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)?，F(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，拉力F與物體位移x之間的關(guān)系如圖乙所示（g=10m/s2），則下列結(jié)論正確的是A．物體的質(zhì)量為2kgB．彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/cmC．物體的加速度大小為5m/s2D．物體與彈簧分離時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)5.（多選）（2022黑龍江省哈爾濱市高三第一次調(diào)研）如圖（甲）所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上，一質(zhì)量為m的小球，從離彈簧上端高h(yuǎn)處自由下落．若以小球開(kāi)始下落的位置為原點(diǎn)，沿豎直向下建立一坐標(biāo)軸Ox，小球的速度v隨時(shí)間t變化的圖象如圖（乙）所示．其中OA段為直線，切于A點(diǎn)的曲線AB和BC都是平滑的曲線，則關(guān)于A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的x坐標(biāo)及加速度大小，下列說(shuō)法正確的是（）A．xA＝h，aA＝0 B．xA＝h，aA＝g C．xB＝h+mgk，aB＝0 D．xC＝h+2mg6.(2022·湖北聯(lián)考)質(zhì)量m＝1.0kg的物塊在一豎直向上的恒力F作用下以初速度v0＝10m/s開(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程中物塊速度的二次方隨路程x變化的關(guān)系圖像如圖所示。已知g取10m/s2，物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到與運(yùn)動(dòng)方向相反且大小恒定的阻力。下列說(shuō)法中正確的是()A．恒力F大小為6NB．在t＝1s時(shí)，物塊運(yùn)動(dòng)開(kāi)始反向C．2s末～3s末物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)D．在物塊運(yùn)動(dòng)路程為13m的過(guò)程中，重力勢(shì)能增加130J7．(2022·湖州質(zhì)檢)如圖甲所示，一物體沿傾角為θ＝37°的固定粗糙斜面由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向右的風(fēng)力作用，水平風(fēng)力的大小與風(fēng)速成正比。物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度a與風(fēng)速v的關(guān)系如圖乙所示，則(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)()A．當(dāng)風(fēng)速為3m/s時(shí)，物體沿斜面向下運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)風(fēng)速為5m/s時(shí)，物體與斜面間無(wú)摩擦力作用C．當(dāng)風(fēng)速為5m/s時(shí)，物體開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)D．物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.0258．(2022·江西省臨川市第五次訓(xùn)練)如圖9甲所示，用一水平外力F推物體，使其靜止在傾角為θ的光滑斜面上．逐漸增大F，物體開(kāi)始做變加速運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨F變化的圖象如圖乙所示．取g＝10m/s2.根據(jù)圖中所提供的信息不能計(jì)算出的是()A．物體的質(zhì)量B．斜面的傾角C．使物體靜止在斜面上時(shí)水平外力F的大小D．加速度為6m/s2時(shí)物體的速度9.(多選)(2022·太原二模)如圖甲所示，水平地面上固定一足夠長(zhǎng)的光滑斜面，斜面頂端有一理想定滑輪，一輕繩跨過(guò)滑輪，繩兩端分別連接小物塊A和B.保持A的質(zhì)量不變，改變B的質(zhì)量m，當(dāng)B的質(zhì)量連續(xù)改變時(shí)，得到A的加速度a隨B的質(zhì)量m變化的圖線，如圖乙所示．設(shè)加速度沿斜面向上的方向?yàn)檎较?，空氣阻力不?jì)，重力加速度g取9.8m/s2，斜面的傾角為θ，下列說(shuō)法正確的是()A．若θ已知，可求出A的質(zhì)量B．若θ未知，可求出圖乙中a1的值C．若θ已知，可求出圖乙中a2的值D．若θ已知，可求出圖乙中m0的值10．(2022·安徽淮北市模擬)如圖甲所示，水平地面上固定一帶擋板的長(zhǎng)木板，一輕彈簧左端固定在擋板上，右端接觸滑塊，彈簧被壓縮0.4m后鎖定，t＝0時(shí)解除鎖定，釋放滑塊．計(jì)算機(jī)通過(guò)滑塊上的速度傳感器描繪出滑塊的v－t圖象如圖乙所示，其中Oab段為曲線，bc段為直線，傾斜直線Od是t＝0時(shí)的速度圖線的切線，已知滑塊質(zhì)量m＝2.0kg，取g＝10m/s2，則下列說(shuō)法正確的是()A．滑塊被釋放后，先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)B．彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，滑塊速度最大C．彈簧的勁度系數(shù)k＝175N/mD．該過(guò)程中滑塊的最大加速度為35m/s211.(2022湖州質(zhì)檢)如圖甲所示，一物體沿傾角為θ＝37°的固定粗糙斜面由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向右的風(fēng)力作用，水平風(fēng)力的大小與風(fēng)速成正比．物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度a與風(fēng)速v的關(guān)系如圖乙所示，則(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)()A．當(dāng)風(fēng)速為3m/s時(shí)，物體沿斜面向下運(yùn)動(dòng)B．當(dāng)風(fēng)速為5m/s時(shí)，物體與斜面間無(wú)摩擦力作用C．當(dāng)風(fēng)速為5m/s時(shí)，物體開(kāi)始沿斜面向上運(yùn)動(dòng)D．物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.02512.【2022·河南省十所名校高三第一次階段測(cè)試題】如圖所示是滑梯簡(jiǎn)化圖，一小孩從滑梯上A點(diǎn)開(kāi)始無(wú)初速度下滑，在AB段勻加速下滑，在BC段勻減速下滑，滑到C點(diǎn)恰好靜止，整個(gè)過(guò)程中滑梯保持靜止?fàn)顟B(tài)。假設(shè)小孩在AB段和BC段滑動(dòng)時(shí)的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1和μ2，AB與BC長(zhǎng)度相等，則A．整個(gè)過(guò)程中地面對(duì)滑梯始終無(wú)摩擦力作用B．動(dòng)摩擦因數(shù)μ1+μ2=2tanθC．小孩從滑梯上A點(diǎn)滑到C點(diǎn)先超重后失重D．整個(gè)過(guò)程中地面對(duì)滑梯的支持力始終等于小孩和滑梯的總重力13.(2022·太原一模)如圖所示，某賓館大樓中的電梯下方固定有4根相同的豎直彈簧，其勁度系數(shù)均為k。這是為了防止電梯在空中因纜繩斷裂而造成生命危險(xiǎn)。若纜繩斷裂后，總質(zhì)量為m的電梯下墜，4根彈簧同時(shí)著地而開(kāi)始緩沖，電梯墜到最低點(diǎn)時(shí)加速度大小為5g(g為重力加速度大小)，下列說(shuō)法正確的是()A．電梯墜到最低點(diǎn)時(shí)，每根彈簧的壓縮長(zhǎng)度為eq\f(mg,2k)B．電梯墜到最低點(diǎn)時(shí)，每根彈簧的壓縮長(zhǎng)度為eq\f(6mg,k)C．從彈簧著地開(kāi)始至電梯下落到最低點(diǎn)的過(guò)程中，電梯先處于失重狀態(tài)后處于超重狀態(tài)D．從彈簧著地開(kāi)始至電梯下落到最低點(diǎn)的過(guò)程中，電梯始終處于失重狀態(tài)14.(2022·濟(jì)南模擬)在粗糙的水平面上，物體在水平推力F作用下由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一段時(shí)間后，將F逐漸減小，在F逐漸減小到零的過(guò)程中，速度v和加速度a的變化情況是()A．v減小，a減小B．v增大，a減小C．v先減小后增大，a先增大后減小D．v先增大后減小，a先減小后增大15.(多選)[2022·內(nèi)蒙古包頭模擬]如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的剛性圓環(huán)套在粗糙的豎直固定細(xì)桿上，圓環(huán)的直徑略大于細(xì)桿的直徑，圓環(huán)的兩邊與兩個(gè)完全相同的輕質(zhì)彈簧相連，輕質(zhì)彈簧的另一端分別相連在和圓環(huán)同一高度的墻壁上的P、Q兩點(diǎn)處，彈簧的勁度系數(shù)為k，起初圓環(huán)處于O點(diǎn)，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)且原長(zhǎng)為l，細(xì)桿上面的A、B兩點(diǎn)到O點(diǎn)的距離都為l。將圓環(huán)拉至A點(diǎn)由靜止釋放，對(duì)于圓環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．圓環(huán)通過(guò)O點(diǎn)的加速度小于gB．圓環(huán)在O點(diǎn)的速度最大C．圓環(huán)在A點(diǎn)的加速度大小為g＋eq\f(2－\r(2)kl,m)D．圓環(huán)在B點(diǎn)的速度為2eq\r(gl)1.（2022·全國(guó)甲卷·T19）如圖，質(zhì)量相等的兩滑塊P、Q置于水平桌面上，二者用一輕彈簧水平連接，兩滑塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為。重力加速度大小為g。用水平向右的拉力F拉動(dòng)P，使兩滑塊均做勻速運(yùn)動(dòng)；某時(shí)刻突然撤去該拉力，則從此刻開(kāi)始到彈簧第一次恢復(fù)原長(zhǎng)之前（）A.P的加速度大小的最大值為B.Q加速度大小的最大值為C.P的位移大小一定大于Q的位移大小D.P的速度大小均不大于同一時(shí)刻Q的速度大小2．(2018·11月浙江選考)如圖5所示為某一游戲的局部簡(jiǎn)化示意圖。D為彈射裝置，AB是長(zhǎng)為21m的水平軌道，傾斜直軌道BC固定在豎直放置的半徑為R＝10m的圓形支架上，B為圓形的最低點(diǎn)，軌道AB與BC平滑連接，且在同一豎直平面內(nèi)。某次游戲中，無(wú)動(dòng)力小車(chē)在彈射裝置D的作用下，以v0＝10m/s的速度滑上軌道AB，并恰好能沖到軌道BC的最高點(diǎn)。已知小車(chē)在軌道AB上受到的摩擦力為其重量的0.2倍，軌道BC光滑，則小車(chē)從A到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是(取g＝10m/s2)()A.5s B．4.8s C．4.4s D．3s3.（多選）（2021·全國(guó)卷）水平桌面上，一質(zhì)量為m的物體在水平恒力F拉動(dòng)下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，物體通過(guò)的路程等于時(shí)，速度的大小為，此時(shí)撤去F，物體繼續(xù)滑行的路程后停止運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g，則（）A．在此過(guò)程中F所做的功為B．在此過(guò)中F的沖量大小等于C．物體與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)等于D．F的大小等于物體所受滑動(dòng)摩擦力大小的2倍4.（多選）（2022·湖南卷·T9）球形飛行器安裝了可提供任意方向推力的矢量發(fā)動(dòng)機(jī)，總質(zhì)量為。飛行器飛行時(shí)受到的空氣阻力大小與其速率平方成正比（即，為常量）。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)，飛行器豎直下落，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，其勻速下落的速率為；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)以最大推力推動(dòng)飛行器豎直向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，飛行器勻速向上的速率為。重力加速度大小為，不考慮空氣相對(duì)于地面的流動(dòng)及飛行器質(zhì)量的變化，下列說(shuō)法正確的是（）A.發(fā)動(dòng)機(jī)的最大推力為B.當(dāng)飛行器以勻速水平飛行時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)推力的大小為C.發(fā)動(dòng)機(jī)以最大推力推動(dòng)飛行器勻速水平飛行時(shí)，飛行器速率為D.當(dāng)飛行器以的速率飛行時(shí)，其加速度大小可以達(dá)到5.（2022·浙江1月卷·T19）第24屆冬奧會(huì)將在我國(guó)舉辦。鋼架雪車(chē)比賽的一段賽道如圖1所示，長(zhǎng)12m水平直道AB與長(zhǎng)20m的傾斜直道BC在B點(diǎn)平滑連接，斜道與水平面的夾角為15°。運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止出發(fā)，推著雪車(chē)勻加速到B點(diǎn)時(shí)速度大小為8m/s，緊接著快速俯臥到車(chē)上沿BC勻加速下滑（圖2所示），到C點(diǎn)共用時(shí)5.0s。若雪車(chē)（包括運(yùn)動(dòng)員）可視為質(zhì)點(diǎn)，始終在冰面上運(yùn)動(dòng)，其總質(zhì)量為110kg，sin15°=0.26，求雪車(chē)（包括運(yùn)動(dòng)員）（1）在直道AB上的加速度大?。唬?）過(guò)C點(diǎn)的速度大??；（3）在斜道BC上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力大小?？键c(diǎn)10牛頓運(yùn)動(dòng)定律應(yīng)用-過(guò)程問(wèn)題新課程標(biāo)準(zhǔn)1．理解牛頓運(yùn)動(dòng)定律，能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解釋生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象、解決有關(guān)問(wèn)題。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)超重和失重現(xiàn)象。命題趨勢(shì)考查頻率高，題目綜合性強(qiáng)，會(huì)綜合牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律，注重與生產(chǎn)、生活、當(dāng)今熱點(diǎn)、現(xiàn)代科技的聯(lián)系。題型涉及的解題方法有整體隔離法分析受力、數(shù)圖轉(zhuǎn)換法、等。通過(guò)本專(zhuān)題的學(xué)習(xí)，可以培養(yǎng)審題能力、建模能力、分析推理能力。高考對(duì)本專(zhuān)題的考查以選擇題為主，命題有通過(guò)運(yùn)動(dòng)圖像提供信息，分析物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)；也有以生活中的常見(jiàn)現(xiàn)象為背景的計(jì)算題．試題情境生活實(shí)踐類(lèi)交通安全、體育運(yùn)動(dòng)、娛樂(lè)活動(dòng)，如汽車(chē)剎車(chē)、飛機(jī)起飛、滑雪、滑草跳傘運(yùn)動(dòng)、電梯內(nèi)的超重及失重等．學(xué)習(xí)探究類(lèi)探究連接體問(wèn)題、等時(shí)圓模型問(wèn)題考向一、動(dòng)力學(xué)受力分析---狀態(tài)變化考向二、動(dòng)力學(xué)等時(shí)性問(wèn)題考向三、動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題考向四、超失重問(wèn)題考向一、動(dòng)力學(xué)受力分析---狀態(tài)變化一、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系1、F合、a、v關(guān)系由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知，力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即：力→加速度→速度變化（運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變），從而可以更加深刻地理解加速度與速度無(wú)關(guān)的說(shuō)法，即物體受到的合外力決定了物體的加速度的大小，而加速度的大小決定了單位時(shí)間內(nèi)速度的變化量，而與物體當(dāng)時(shí)的速度無(wú)關(guān)。2、運(yùn)動(dòng)由力F合與v共同決定物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡由所受合力F合和它的初速度v0共同決定。a(F合)與v0方向在同一條直線上a(F合)與v0方向不在同一條直線上a恒定勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)a變化非勻變速直線運(yùn)動(dòng)非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)a=0勻速直線運(yùn)動(dòng)3、典型問(wèn)題（1）物體落到彈簧問(wèn)題---下落的“三段四點(diǎn)”：（2）考慮阻力的變加速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題1.注意阻力的三種可能情況：①阻力不計(jì)；②阻力大小恒定；③阻力跟速度（或速度的二次方）大小成正比即f=kv或f=kv2。2.上升加速度a=g+f/m=g+kv/m隨速度減小而減??；下降加速度a=g-f/m=g-kv/m隨速度增大而減小。0t【典例1】(2014·天津卷，5)以不同初速度將兩個(gè)物體同時(shí)豎直向上拋出并開(kāi)始計(jì)時(shí)，一個(gè)物體所受空氣阻力可忽略，另一物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比，下列用虛線和實(shí)線描述兩物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象可能正確的是()【答案】D【解析】空氣阻力可忽略的物體只受重力，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，v-t圖象是向下傾斜的直線，如虛線所示。受空氣阻力的物體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有：mg＋f＝ma上，故a上＝g＋eq\f(f,m)，由于阻力隨著速度的減小而減小，故加速度逐漸減小，上升至最高點(diǎn)時(shí)，其速度為零，加速度有最小值g；下降階段，根據(jù)牛頓第二定律，有：mg－f＝ma下，故a下＝g－eq\f(f,m)，由于阻力隨著速度的增大而增大，故加速度減?。籿-t圖象的斜率表示加速度，故圖線與t軸的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)時(shí)刻的加速度為g，此時(shí)刻實(shí)線的切線與虛線平行。故D可能正確?！镜淅?】(2022·南昌市調(diào)研)如圖所示，一個(gè)箱子中放有一個(gè)物體，已知靜止時(shí)物體對(duì)下底面的壓力等于物體的重力，且物體與箱子上表面剛好接觸．現(xiàn)將箱子以初速度v0豎直向上拋出，已知箱子所受空氣阻力與箱子運(yùn)動(dòng)的速率成正比，且箱子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終保持圖示姿態(tài)．則下列說(shuō)法正確的是()．A．上升過(guò)程中，物體對(duì)箱子的下底面有壓力，且壓力越來(lái)越小B．上升過(guò)程中，物體對(duì)箱子的上底面有壓力，且壓力越來(lái)越大C．下降過(guò)程中，物體對(duì)箱子的下底面有壓力，且壓力越來(lái)越大D．下降過(guò)程中，物體對(duì)箱子的上底面有壓力，且壓力越來(lái)越小【答案】C【解析】對(duì)箱子和物體整體受力分析，當(dāng)物體與箱子上升時(shí)，如圖甲所示，由牛頓第二定律可知，Mg＋kv＝Ma，則a＝g＋eq\f(kv,M)，又整體向上做減速運(yùn)動(dòng)，v減小，所以a減??；再對(duì)物體單獨(dú)受力分析，如圖乙所示，因a>g，所以物體受到箱子上底面向下的彈力FN，由牛頓第二定律可知mg＋FN＝ma，則FN＝ma－mg，而a減小，則FN減小，所以上升過(guò)程中物體對(duì)箱子上底面有壓力且壓力越來(lái)越小．同理，當(dāng)箱子和物體下降時(shí)，物體對(duì)箱子下底面有壓力且壓力越來(lái)越大．練習(xí)1.(2022·大同質(zhì)檢)一皮帶傳送裝置如圖9所示，皮帶的速度v足夠大，輕彈簧一端固定，另一端連接一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊，已知滑塊與皮帶之間存在摩擦，當(dāng)滑塊放在皮帶上時(shí)，彈簧的軸線恰好水平，若滑塊放到皮帶的瞬間，滑塊的速度為零，且彈簧正好處于自然長(zhǎng)度，則當(dāng)彈簧從自然長(zhǎng)度到第一次達(dá)最長(zhǎng)這一過(guò)程中，滑塊的速度和加速度變化的情況是()A．速度增大，加速度增大B．速度增大，加速度減小C．速度先增大后減小，加速度先增大后減小D．速度先增大后減小，加速度先減小后增大【答案】D【解析】滑塊在水平方向受向左的滑動(dòng)摩擦力Ff和彈簧向右的拉力F拉＝kx，合力F合＝Ff－F拉＝ma，當(dāng)彈簧從自然長(zhǎng)度到第一次達(dá)最長(zhǎng)這一過(guò)程中，x逐漸增大，拉力F拉逐漸增大，因?yàn)槠У乃俣葀足夠大，所以合力F合先減小后反向增大，從而加速度a先減小后反向增大；滑動(dòng)摩擦力與彈簧彈力相等之前，加速度與速度同向，滑動(dòng)摩擦力與彈簧拉力相等之后，加速度便與速度方向相反，故滑塊的速度先增大，后減小。練習(xí)2.(2022·太原市測(cè)評(píng))如圖所示，彈簧左端固定，右端自由伸長(zhǎng)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(dòng)到B點(diǎn)，如果物體受到的阻力恒定，則()．A．物體從A到O先加速后減速B．物體從A到O加速運(yùn)動(dòng)，從O到B減速運(yùn)動(dòng)C．物體運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)所受合力為0D．物體從A到O的過(guò)程加速度逐漸減小【答案】A【解析】首先有兩個(gè)問(wèn)題應(yīng)搞清楚，①物體在A點(diǎn)所受彈簧的彈力大于物體與地面之間的摩擦力(因?yàn)槲矬w能運(yùn)動(dòng))．②物體在O點(diǎn)所受彈簧的彈力為0.所以在A、O之間有彈簧的彈力與摩擦力大小相等的位置，故物體在A、O之間的運(yùn)動(dòng)應(yīng)該是先加速后減速，A選項(xiàng)正確、B選項(xiàng)不正確；O點(diǎn)所受彈簧的彈力為0，但摩擦力不是0，所以C選項(xiàng)不正確；從A到O的過(guò)程加速度先減小、后增大，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力→加速度→速度變化→（運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化）(1)分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，要從受力分析入手，先求合力，然后根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化。力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系：力→加速度→速度變化→（運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化）(1)分析物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，要從受力分析入手，先求合力，然后根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化。(2)速度增大或減小取決于加速度和速度方向間的關(guān)系，和加速度的大小沒(méi)有關(guān)系。(3)加速度如何變化取決于物體的質(zhì)量和合外力，與物體的速度沒(méi)有關(guān)系?？枷蚨?dòng)力學(xué)等時(shí)性問(wèn)題第一類(lèi)：等高斜面(如圖1所示)由L＝eq\f(1,2)at2，a＝gsinθ，L＝eq\f(h,sinθ)可得t＝eq\f(1,sinθ)eq\r(\f(2h,g))，可知傾角越小，時(shí)間越長(zhǎng)，圖1中t1＞t2＞t3。(2)物體滑到斜面底端時(shí)的速度大小只由斜面的高度h決定，與斜面的傾角θ、斜面的長(zhǎng)度、物體的質(zhì)量無(wú)關(guān)。關(guān)系式為v＝eq\r(2gh)。第二類(lèi)：同底斜面(如圖2所示)由L＝eq\f(1,2)at2，a＝gsinθ，L＝eq\f(d,cosθ)可得t＝eq\r(\f(4d,gsin2θ))，可見(jiàn)θ＝45°時(shí)時(shí)間最短，圖2中t1＝t3＞t2。第三類(lèi)：圓周內(nèi)同底端的斜面(如圖甲所示)在豎直面內(nèi)的同一個(gè)圓周上，各斜面的底端都在豎直圓周的最低點(diǎn)，頂端都源自該圓周上的不同點(diǎn)。同理可推得t1＝t2＝t3。第四類(lèi)圓周內(nèi)同頂端的斜面(如圖乙所示)在豎直面內(nèi)的同一個(gè)圓周上，各斜面的頂端都在豎直圓周的最高點(diǎn)，底端都落在該圓周上。由2R·sinθ＝eq\f(1,2)·gsinθ·t2，可推得t1＝t2＝t3。第五類(lèi)：第五類(lèi)：雙圓周內(nèi)斜面(如圖丙所示)在豎直面內(nèi)兩個(gè)圓，兩圓心在同一豎直線上且兩圓相切。各斜面過(guò)兩圓的公共切點(diǎn)且頂端源自上方圓周上某點(diǎn)，底端落在下方圓周上的相應(yīng)位置?？赏频胻1＝t2＝t3。【典例3】(2022·上海八校聯(lián)考)豎直正方形框內(nèi)有三條光滑軌道OB、OC和OD.三軌道交于O點(diǎn)，且與水平方向的夾角分別為30°、45°和60°.現(xiàn)將甲、乙、丙三個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球同時(shí)從O點(diǎn)由靜止釋放，分別沿OB、OC和OD運(yùn)動(dòng)到達(dá)斜面底端．則三小球到達(dá)斜面底端的先后次序是()A．甲、乙、丙B．丙、乙、甲C．甲、丙同時(shí)到達(dá)，乙后到達(dá)D．不能確定三者到達(dá)的順序【答案】B【解析】對(duì)乙、丙：設(shè)斜面的傾角為θ，則下滑的加速度a＝gsinθ，下滑的位移x＝eq\f(l,sinθ)，根據(jù)x＝eq\f(1,2)at2得t＝eq\r(\f(2x,a))＝eq\r(\f(2l,gsin2θ))，故傾角越大的下落時(shí)間越短，故乙和丙兩小球，丙先到達(dá)底端；對(duì)甲、乙：運(yùn)動(dòng)到底端的時(shí)間t＝eq\r(\f(2x,a))＝eq\r(\f(2l,gsinθcosθ))＝eq\r(\f(4l,gsin2θ))，則甲、乙兩小球中，乙時(shí)間短，先到達(dá)底端；三小球到達(dá)斜面底端的先后次序是丙、乙、甲，故B項(xiàng)正確．【典例4】(2022·西安一模)如圖所示，光滑直桿一端固定在地面上的A點(diǎn)，另一端靠在豎直墻上，桿上套有一個(gè)小球，球可以在桿上自由滑動(dòng)，球從桿的上端沿桿下滑到A點(diǎn)所用的時(shí)間為t，若逐漸減小桿的長(zhǎng)度，使桿與水平方向的夾角從60°逐漸減小到30°，則下列說(shuō)法正確的是()A.小球從桿的上端運(yùn)動(dòng)到下端的時(shí)間不斷減小B.小球從桿的上端運(yùn)動(dòng)到下端的時(shí)間不斷增大C.小球從桿的上端運(yùn)動(dòng)到下端的時(shí)間先減小后增大D.小球從桿的上端運(yùn)動(dòng)到下端的時(shí)間先增大后減小【答案】C【解析】設(shè)A點(diǎn)到墻的距離為L(zhǎng)，桿與水平方向的夾角為θ，則eq\f(L,cosθ)＝eq\f(1,2)gt2sinθ，t＝eq\r(\f(4L,gsin2θ))，當(dāng)θ＝45°時(shí)，t最小，因此選項(xiàng)C正確。練習(xí)3.(2022·江蘇無(wú)錫期中調(diào)研)如圖所示，在與坡底B點(diǎn)的距離為L(zhǎng)的山坡上，豎直固定一長(zhǎng)度為L(zhǎng)的直桿AO，O為山坡的中點(diǎn)，A端與坡底B之間連接一根光滑的細(xì)鋼繩?，F(xiàn)讓一穿在鋼繩上的小環(huán)從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿鋼繩無(wú)摩擦地滑下，則小環(huán)在鋼繩上滑行的時(shí)間為()A.eq\f(1,2)eq\r(\f(L,g)) B.eq\r(\f(L,g))C.eq\r(\f(2L,g)) D．2eq\r(\f(L,g))【答案】D【解析】如圖所示，以O(shè)點(diǎn)為圓心、A為圓周的最高點(diǎn)、AB為弦作圓。小環(huán)沿AB運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就是沿直徑AC做自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，有2L＝eq\f(1,2)gt2，解得t＝2eq\r(\f(L,g))。故選項(xiàng)D正確。練習(xí)4.(2022·德陽(yáng)一診)如圖所示，在傾角為θ的斜面上方的A點(diǎn)處旋轉(zhuǎn)一光滑的木板AB，B端剛好在斜面上，木板與豎直方向AC所成角度為α，一小物塊由A端沿木板由靜止滑下，要使物塊滑到斜面的時(shí)間最短，則α與θ的角的大小關(guān)系()A．α＝θB．α＝eq\f(θ,2)C．α＝2θD．α＝eq\f(θ,3)【答案】B【解析】如圖所示，在豎直線AC上選取一點(diǎn)O，以適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度為半徑畫(huà)圓，使該圓過(guò)A點(diǎn)，且與斜面相切于D點(diǎn)。由等時(shí)圓模型的特點(diǎn)知，由A點(diǎn)沿斜面滑到D點(diǎn)所用時(shí)間比由A點(diǎn)到達(dá)斜面上其他各點(diǎn)所用時(shí)間都短。將木板下端與D點(diǎn)重合即可，而∠COD＝θ，則α＝eq\f(θ,2)?？枷蛉?、動(dòng)力學(xué)圖像問(wèn)題1．?dāng)?shù)形結(jié)合解決動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題(1)在圖象問(wèn)題中，無(wú)論是讀圖還是作圖，都應(yīng)盡量先建立函數(shù)關(guān)系，進(jìn)而明確“圖象與公式”“圖象與物體”間的關(guān)系；然后根據(jù)函數(shù)關(guān)系讀取圖象信息或者描點(diǎn)作圖．(2)讀圖時(shí)，要注意圖線的起點(diǎn)、斜率、截距、折點(diǎn)以及圖線與橫坐標(biāo)包圍的“面積”等所對(duì)應(yīng)的物理意義，盡可能多地提取解題信息．(3)常見(jiàn)的動(dòng)力學(xué)圖象v－t圖象、a－t圖象、F－t圖象、F－a圖象等．2．動(dòng)力學(xué)圖象問(wèn)題的類(lèi)型：圖象類(lèi)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系問(wèn)題，以牛頓第二定律F＝ma為紐帶，理解圖象的種類(lèi)，圖象的軸、點(diǎn)、線、截距、斜率、面積所表示的意義．一般包括下列幾種類(lèi)型：3．解題策略【典例5】(2022湖北八校聯(lián)考)從地面上以初速度v0豎直上拋一質(zhì)量為m的小球，若運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力與其速率成正比，小球運(yùn)動(dòng)的速率隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，小球在t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn)后再落回地面，落地速率為v1，且落地前小球已經(jīng)做勻速運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是()A．t1時(shí)刻小球的加速度為gB．在速度達(dá)到v1之前小球的加速度一直在減小C．小球拋出瞬間的加速度大小為(1＋eq\f(v0,v1))gD．小球加速下降過(guò)程中的平均速度小于eq\f(v1,2)【答案】ABC【解析】t1時(shí)刻到達(dá)最高點(diǎn)，則該時(shí)刻速度為零，則阻力為零，此時(shí)只受到重力作用，故此時(shí)刻加速度為重力加速度g，故選項(xiàng)A正確．速度—時(shí)間圖象的斜率表示加速度，根據(jù)圖象可知，速度達(dá)到v1之前，圖象的斜率減小，故小球的加速度一直在減小，故選項(xiàng)B正確．由圖可知，速度為v1時(shí)球勻速，說(shuō)明重力等于阻力，故有kv1＝mg，得k＝eq\f(mg,v1)，故拋出瞬間的加速度為a＝eq\f(mg＋\f(mgv0,v1),m)＝(1＋eq\f(v0,v1))g，故C正確．下降過(guò)程若小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其平均速度為eq\f(v1,2)，而從圖中可以看出圖線與時(shí)間軸所圍面積大于勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的面積，即圖中位移大于做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的位移，而平均速度等于位移除以時(shí)間，故其平均速度大于勻加速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度，即大于eq\f(v1,2)，故D錯(cuò)誤．【典例6】如圖所示，物塊a放在豎直放置的輕彈簧上，物塊b放在物塊a上靜止不動(dòng)。當(dāng)用力F使物塊b豎直向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在下面所給的四個(gè)圖象中，能反映物塊b脫離物塊a前的過(guò)程中力F隨時(shí)間t變化規(guī)律的是()【答案】C【解析】將a、b兩物體作為一個(gè)整體來(lái)進(jìn)行分析，設(shè)兩物體的總質(zhì)量為m，物體向上的位移為Δx＝eq\f(1,2)at2，受到向上的拉力F、彈簧的支持力FN和豎直向下的重力G，由胡克定律得FN＝mg－kΔx，由牛頓第二定律得F＋FN－mg＝ma，即F＝mg＋ma－(mg－kΔx)＝ma＋k×eq\f(1,2)at2。練習(xí)5.(2022·陜西咸陽(yáng)二模)如圖甲所示，地面上有一質(zhì)量為M的重物，用力F向上提它，力F變化而引起物體加速度變化的函數(shù)關(guān)系如圖乙所示，則以下說(shuō)法中正確的是()A．當(dāng)F小于圖中A點(diǎn)值時(shí)，物體的重力Mg>F，物體不動(dòng)B．圖中A點(diǎn)值即為物體的重力值C．物體向上運(yùn)動(dòng)的加速度和力F成正比D．圖線延長(zhǎng)線和縱軸的交點(diǎn)B的數(shù)值的絕對(duì)值等于該地的重力加速度【答案】ABD【解析】當(dāng)0≤F≤Mg時(shí)，物體靜止，選項(xiàng)A正確；當(dāng)F＞Mg時(shí)，即能將物體提離地面，此時(shí)，F(xiàn)－Mg＝Ma，a＝eq\f(F,M)－g，A點(diǎn)表示的意義即為F＝Mg，所以選項(xiàng)B正確；直線的斜率為eq\f(1,M)，故B點(diǎn)數(shù)值的絕對(duì)值為g，故選項(xiàng)D正確。練習(xí)6．(2022·湖南長(zhǎng)沙模擬)以相同初速度將兩個(gè)物體同時(shí)豎直向上拋出并開(kāi)始計(jì)時(shí)，一個(gè)物體所受空氣阻力可以忽略，另一個(gè)物體所受空氣阻力大小與物體速率成正比，下列用虛線和實(shí)線描述兩物體運(yùn)動(dòng)的速率-時(shí)間圖象可能正確的是()【答案】D【解析】在速率—時(shí)間圖象中，斜率的絕對(duì)值表示物體運(yùn)動(dòng)的加速度大?。芸諝庾枇珊雎缘奈矬w，其只受重力作用，加速度不變，圖線為圖中虛線；不可忽略空氣阻力的物體，其所受空氣阻力大小與速率成正比，為變力，圖線為圖中實(shí)線，對(duì)受空氣阻力作用的物體分析知，其上升過(guò)程中速率越來(lái)越小，則其所受阻力越來(lái)越小，合力越來(lái)越小，加速度越來(lái)越小，當(dāng)其到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)速率為零，加速度等于重力加速度，其從最高點(diǎn)下落過(guò)程中，速率越來(lái)越大，阻力越來(lái)越大，合力越來(lái)越小，加速度越來(lái)越小，若其在落地前阻力已經(jīng)等于重力，則其最后階段做勻速運(yùn)動(dòng)，故選D.解決圖象問(wèn)題的方法和關(guān)鍵(1)分清圖象的類(lèi)別：分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖象所反映的物理過(guò)程，會(huì)分析臨界點(diǎn)．解決圖象問(wèn)題的方法和關(guān)鍵(1)分清圖象的類(lèi)別：分清橫、縱坐標(biāo)所代表的物理量，明確其物理意義，掌握物理圖象所反映的物理過(guò)程，會(huì)分析臨界點(diǎn)．(2)注意圖象中的一些特殊點(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)等表示的物理意義．(3)明確能從圖象中獲得哪些信息：把圖象與物體的運(yùn)動(dòng)情況相結(jié)合，再結(jié)合斜率、特殊點(diǎn)、面積等的物理意義，確定從圖象中得出的有用信息．這些信息往往是解題的突破口或關(guān)鍵點(diǎn)．分析圖象問(wèn)題時(shí)常見(jiàn)的誤區(qū)(1)沒(méi)有看清橫、縱坐標(biāo)所表示的物理量及單位．(2)沒(méi)有注意坐標(biāo)原點(diǎn)是否從零開(kāi)始．(3)不清楚圖線的點(diǎn)、斜率、面積等的物理意義．(4)忽視對(duì)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的分析．考向四、超失重問(wèn)題超重和失重1．超重(1)定義：物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?大于物體所受重力的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度．2．失重(1)定義：物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?小于物體所受重力的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度．3．完全失重(1)定義：物體對(duì)懸掛物的拉力(或?qū)χС治锏膲毫?等于零的現(xiàn)象．(2)產(chǎn)生條件：物體豎直向下的加速度等于g.（三）超重、失重的定量分析1．超重：由F－mg＝ma可得F＝mg＋ma，即拉力大于重力．超重“ma”，加速度a越大，超重越多．2．失重：由mg－F＝ma可得F＝mg－ma，即拉力小于重力．失重“ma”，加速度a越大，失重越多．3．完全失重：由mg－F＝ma和a＝g聯(lián)立解得F＝0，即拉力為0，失重“mg”．【典例1】(2022·江西一模)如圖所示，小球B放在真空容器A內(nèi)，球B的直徑恰好等于正方體A的棱長(zhǎng)，將它們以初速度v0豎直向上拋出，下列說(shuō)法中正確的是()A．若不計(jì)空氣阻力，上升過(guò)程中，A對(duì)B有向上的支持力B．若考慮空氣阻力，上升過(guò)程中，A對(duì)B的壓力向下C．若考慮空氣阻力，下落過(guò)程中，B對(duì)A的壓力向上D．若不計(jì)空氣阻力，下落過(guò)程中，B對(duì)A的壓力向上【答案】B【解析】將容器以初速度v0豎直向上拋出后，若不計(jì)空氣阻力，以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得到加速度為g，再以容器A為研究對(duì)象，上升和下落過(guò)程其合力等于其重力，則B對(duì)A沒(méi)有壓力，A對(duì)B也沒(méi)有支持力，A、D錯(cuò)誤；若考慮空氣阻力，以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得，上升過(guò)程加速度大于g，再以球B為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律分析，B受到的合力大于重力，B除受到重力外，還應(yīng)受到向下的壓力，A對(duì)B的壓力向下，B正確；若考慮空氣阻力，以整體為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得，下落過(guò)程加速度小于g，再以B為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律分析，B受到的合力小于重力，B除受到重力外，還應(yīng)受到向上的力，即A對(duì)B的支持力向上，B對(duì)A的壓力向下，C錯(cuò)誤。【典例2】(多選)(2022·蚌埠模擬)如圖甲所示，在升降機(jī)的頂部安裝了一個(gè)能夠顯示拉力大小的傳感器，傳感器下方掛上一輕質(zhì)彈簧，彈簧下端掛一質(zhì)量為m的小球，若升降機(jī)在勻速運(yùn)行過(guò)程中突然停止，并以此時(shí)為零時(shí)刻，在后面一段時(shí)間內(nèi)傳感器顯示彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，g為重力加速度，則()A．升降機(jī)停止前在向上運(yùn)動(dòng)B．0～t1時(shí)間內(nèi)小球處于失重狀態(tài)，t1～t2時(shí)間內(nèi)小球處于超重狀態(tài)C．t1～t3時(shí)間內(nèi)小球向下運(yùn)動(dòng)，速度先增大后減小D．t3～t4時(shí)間內(nèi)小球向下運(yùn)動(dòng)，速度一直增大【答案】A【解析】由圖象看出，升降機(jī)停止后彈簧的拉力變小，小球向上運(yùn)動(dòng)，而小球的運(yùn)動(dòng)方向與升降機(jī)原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向相同，則知升降機(jī)停止前在向上運(yùn)動(dòng)，故A正確；0～t1時(shí)間內(nèi)拉力小于重力，小球處于失重狀態(tài)，t1～t2時(shí)間內(nèi)拉力也小于重力，小球也處于失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；t1時(shí)刻彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，t1～t3時(shí)間內(nèi)小球向上運(yùn)動(dòng)，t3時(shí)刻小球到達(dá)最高點(diǎn)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，小球所受的合力方向向下，與速度方向相反，速度減小，C錯(cuò)誤；t3～t4時(shí)間內(nèi)小球向下運(yùn)動(dòng)，重力做正功，彈簧的彈力也做正功，小球動(dòng)能增大，速度增大，D正確。判斷超重和失重的方法從受力的角度判斷判斷超重和失重的方法從受力的角度判斷當(dāng)物體所受向上的拉力(或支持力)大于重力時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；小于重力時(shí)，物體處于失重狀態(tài)；等于零時(shí)，物體處于完全失重狀態(tài)從加速度的角度判斷當(dāng)物體具有向上的加速度時(shí)，物體處于超重狀態(tài)；具有向下的加速度時(shí)，物體處于失重狀態(tài)；向下的加速度等于重力加速度時(shí)，物體處于完全失重狀態(tài)從速度變化的角度判斷①物體向上加速或向下減速時(shí)，超重②物體向下加速或向上減速時(shí)，失重1.(2022·江西五市八校聯(lián)考)如圖所示，在一足夠長(zhǎng)的粗糙水平桿上套一小圓環(huán)，在小圓環(huán)上施加一水平向右的恒力F，使小圓環(huán)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在小圓環(huán)上施加一豎直向上的力F′，且F′滿足的關(guān)系為F′＝kv。已知小圓環(huán)的質(zhì)量為m，小圓環(huán)與水平桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。則小圓環(huán)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度隨時(shí)間變化的圖象為()【答案】C【解析】剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度a1＝eq\f(F－μmg－kv,m)，隨著速度v增大，a1增大，當(dāng)速度v增大到kv＞mg時(shí)，加速度a2＝eq\f(F－μkv－mg,m)，隨著速度v增大，a2減小，當(dāng)a2減小到0時(shí)，做勻速運(yùn)動(dòng)，則C正確。2.（2022·浙江模擬）如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的圓與水平面相切于M點(diǎn)，與豎直墻相切于A點(diǎn)，C為圓的最高點(diǎn)，豎直墻上點(diǎn)B、D與M的連線和水平面的夾角分別為53°和37°。已知在t＝0時(shí)，a、b、d三個(gè)球分別由A、B、D三點(diǎn)從靜止開(kāi)始沿光滑傾斜直軌道運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)；c球由C自由下落到M點(diǎn)，則()A．a(chǎn)、b和d球同時(shí)到達(dá)M點(diǎn)B．b球和d球同時(shí)到達(dá)M點(diǎn)C．c球位移最大，最后到達(dá)M點(diǎn)D．沿墻壁上任意一點(diǎn)到M點(diǎn)的光滑斜直軌道由靜止下滑的物體，下落高度越低，用時(shí)越短【答案】B【解析】設(shè)圓的半徑為r，對(duì)于AM段，位移：x1＝eq\f(r,sin45°)＝eq\r(2)r，加速度為：a1＝gsin45°＝eq\f(\r(2),2)g，由位移時(shí)間公式得，所用時(shí)間：t1＝eq\r(\f(2x1,a1))＝eq\r(\f(2\r(2)r,\f(\r(2),2)g))＝2eq\r(\f(r,g))＝eq\r(\f(4r,g))對(duì)于BM段，位移：x2＝eq\f(r,cos53°)＝eq\f(5,3)r，加速度為：a2＝gsin53°＝eq\f(4,5)g，由位移時(shí)間公式得，所用時(shí)間為：t2＝eq\r(\f(2x2,a2))＝eq\r(\f(\f(10,3)r,\f(4,5)g))＝eq\r(\f(25r,6g))對(duì)于CM段，位移：x3＝2r，加速度為：a3＝g，由位移時(shí)間公式得，所用時(shí)間為：t3＝eq\r(\f(2x3,a3))＝eq\r(\f(4r,g))對(duì)于DM段，位移：x4＝eq\f(r,cos37°)＝eq\f(5,4)r，加速度為：a4＝gsin37°＝eq\f(3,5)g，由位移時(shí)間公式得，所用時(shí)間為：t4＝eq\r(\f(2x4,a4))＝eq\r(\f(\f(5,2)r,\f(3,5)g))＝eq\r(\f(25r,6g))故：t1＝t3<t2＝t4故a、c同時(shí)到達(dá)M點(diǎn)，b、d同時(shí)到達(dá)M點(diǎn)，且ac用時(shí)短于bd用時(shí)，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。3.(多選)(2022·江西五市八校聯(lián)考)為了讓乘客乘車(chē)更為舒適，某探究小組設(shè)計(jì)了一種新的交通工具，乘客的座椅能隨著坡度的變化而自動(dòng)調(diào)整，使座椅始終保持水平，如圖所示。當(dāng)此車(chē)減速上坡時(shí)，乘客()A．座椅的支持力小于乘客的重力B．受到水平向右的摩擦力作用C．受到水平向左的摩擦力作用D．所受力的合力沿斜坡向上【答案】AC【解析】當(dāng)車(chē)減速上升時(shí)，人、車(chē)具有相同的加速度，方向沿斜面向下，由于座椅的上表面是水平的，分解加速度，人受到重力、支持力、水平向左的靜摩擦力，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確。在豎直方向，由牛頓第二定律有mg－FN＝may，得FN＝mg－may，故選項(xiàng)A正確；乘客受到合力方向沿斜面向下，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.如圖所示，在托盤(pán)測(cè)力計(jì)的托盤(pán)內(nèi)固定一個(gè)傾角為30°的斜面，現(xiàn)將一個(gè)重為4N的物體放在斜面上，讓它自由下滑，那么測(cè)力計(jì)因4N物體的存在而增加的讀數(shù)不可能是()．A．4N B．2eq\r(3)NC．2N D．3N【答案】C【解析】當(dāng)斜面光滑時(shí)，物體沿斜面下滑時(shí)有豎直向下的分加速度ay，處于失重狀態(tài)，托盤(pán)測(cè)力計(jì)增加的示數(shù)為ΔF＝mg－may，而ay＝asinθ，又因mgsinθ＝ma，所以ΔF＝mg－mgsin2θ＝3N；當(dāng)斜面粗糙時(shí)，物體有可能勻速下滑，此時(shí)托盤(pán)測(cè)力計(jì)增加的示數(shù)為ΔF＝mg＝4N，而當(dāng)物體沿斜面加速下滑時(shí)，托盤(pán)測(cè)力計(jì)增加的示數(shù)應(yīng)滿足3N≤ΔF≤4N，所以選C.1.(多選)(2022河南六市4月第一次聯(lián)合調(diào)研)如圖所示，AO、AB、AC是豎直平面內(nèi)的三根固定的細(xì)桿，A、O位于同一圓周上，A點(diǎn)位于圓周的最高點(diǎn)，O點(diǎn)位于圓周的最低點(diǎn)，每一根細(xì)桿上都套有一個(gè)光滑的小環(huán)(圖中未畫(huà)出)，三個(gè)環(huán)都從A點(diǎn)無(wú)初速地釋放，用T1、T2、T3表示各環(huán)到O、B、C時(shí)所用的時(shí)間，則()A．T1＞T2＞T3 B．T3＜T1＜T2C．T1＜T2＜T3 D．T3＞T1＞T2【答案】D【解析】如圖，小環(huán)沿桿下滑做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)∠OAB為θ，∠OAC為α，圓的半徑為r，則小環(huán)沿AO下滑時(shí)，做自由落體運(yùn)動(dòng)，時(shí)間為：T1＝eq\r(\f(2×2r,g))由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律得，滑環(huán)滑到B1點(diǎn)的時(shí)間T2′＝eq\r(\f(2×2rcosθ,gcosθ))＝T1而由圖可知，滑到B點(diǎn)的時(shí)間T2＜T2′＝T1同樣根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得滑到C1的時(shí)間T3′＝eq\r(\f(2×2rcosα,gcosα))＝T1而由圖可知，滑到C點(diǎn)的時(shí)間T3＞T3′＝T1故有T3＞T1＞T2.2.(2022·鄭州質(zhì)量預(yù)測(cè))如圖所示，幾條足夠長(zhǎng)的光滑直軌道與水平面成不同角度，從P點(diǎn)以大小不同的初速度沿各軌道發(fā)射小球，若各小球恰好在相同的時(shí)間內(nèi)到達(dá)各自的最高點(diǎn)，則各小球最高點(diǎn)的位置()A.在同一水平線上 B.在同一豎直線上C.在同一拋物線上 D.在同一圓周上【答案】D【解析】設(shè)某一直軌道與水平面成θ角，末速度為零的勻減速直線運(yùn)動(dòng)可逆向看成初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則小球在直軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度a＝eq\f(mgsinθ,m)＝gsinθ，由位移公式得l＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)gsinθ·t2，即eq\f(l,sinθ)＝eq\f(1,2)gt2，不同的傾角θ對(duì)應(yīng)不同的位移l，但eq\f(l,sinθ)相同，即各小球最高點(diǎn)的位置在直徑為eq\f(1,2)gt2的圓周上，選項(xiàng)D正確。3.(2022·湖北仙桃、天門(mén)、潛江聯(lián)考)如圖甲所示，水平面上質(zhì)量相等的兩木塊A、B用一輕彈簧相連，這個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)用一豎直向上的力F拉動(dòng)木塊A，使木塊A向上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(如圖乙)，研究從力F剛作用在木塊A瞬間到木塊B剛離開(kāi)地面瞬間的這一過(guò)程，并選定該過(guò)程中木塊A的起點(diǎn)位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，則下面圖中能正確表示力F和木塊A的位移x之間關(guān)系的是()【答案】A【解析】初始狀態(tài)彈簧被壓縮，彈簧對(duì)A的彈力平衡著A所受的重力，設(shè)彈簧壓縮長(zhǎng)度為x0，末狀態(tài)彈簧被拉長(zhǎng)，由于B剛離開(kāi)地面，彈簧對(duì)B的彈力平衡著B(niǎo)所受的重力，由于A、B所受重力相等，故彈簧伸長(zhǎng)量也為x0。初始狀態(tài)A處于平衡狀態(tài)，則kx0＝mg，當(dāng)木塊A的位移為x時(shí)，彈簧向上的彈力的減少量為kx，外力F減去彈力的減少量為系統(tǒng)的合外力，故F－kx＝ma，則得到F＝kx＋ma，可見(jiàn)F與x是線性關(guān)系，當(dāng)x＝0時(shí)，ma＞0。4.（多選）（2022廣州市高三6月月考）如圖甲所示，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)?，F(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，拉力F與物體位移x之間的關(guān)系如圖乙所示（g=10m/s2），則下列結(jié)論正確的是A．物體的質(zhì)量為2kgB．彈簧的勁度系數(shù)為7.5N/cmC．物體的加速度大小為5m/s2D．物體與彈簧分離時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)【答案】AC【解析】開(kāi)始，物體靜止在彈簧上面，彈簧彈力與重力平衡，施加F后即為合力，所以有10=ma①，此后物體勻加速上升，彈力逐漸變小，當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)后，物塊和彈簧分離，合力為式30-mg=ma②，聯(lián)立①②兩式，整理得物體重力：mg=20N，質(zhì)量m=2kg，A正確.由圖可知，從初始彈簧彈力等于重力到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，位移為4cm，即彈力等于重力時(shí)，彈簧形變量為△x=4cm，勁度系數(shù)，B錯(cuò)誤；當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)后，物塊和彈簧分離，合力為30-mg=ma，又已求得m=2kg，則，C正確；因?yàn)榱隨彈簧形變量在不斷變化，位移為4cm時(shí)彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)，此后拉力不變表示與彈簧無(wú)關(guān)，則可知物體與彈簧分離時(shí)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，D錯(cuò)誤。5.（多選）（2022黑龍江省哈爾濱市高三第一次調(diào)研）如圖（甲）所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧豎直放置，下端固定在水平地面上，一質(zhì)量為m的小球，從離彈簧上端高h(yuǎn)處自由下落．若以小球開(kāi)始下落的位置為原點(diǎn)，沿豎直向下建立一坐標(biāo)軸Ox，小球的速度v隨時(shí)間t變化的圖象如圖（乙）所示．其中OA段為直線，切于A點(diǎn)的曲線AB和BC都是平滑的曲線，則關(guān)于A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的x坐標(biāo)及加速度大小，下列說(shuō)法正確的是（）A．xA＝h，aA＝0 B．xA＝h，aA＝g C．xB＝h+mgk，aB＝0 D．xC＝h+2mg【答案】BC【解答】B點(diǎn)是速度最大的地方，此時(shí)重力和彈力相等，合力為0，加速度也就為0，由mg＝kx，可知x=mgk，所以B得坐標(biāo)為h取一個(gè)與A點(diǎn)對(duì)稱(chēng)的點(diǎn)為D，由A點(diǎn)到B點(diǎn)的形變量為mgk，由對(duì)稱(chēng)性得由B到D的形變量也為mgk，故到達(dá)C點(diǎn)時(shí)形變量要大于h+2mgk6.(2022·湖北聯(lián)考)質(zhì)量m＝1.0kg的物塊在一豎直向上的恒力F作用下以初速度v0＝10m/s開(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程中物塊速度的二次方隨路程x變化的關(guān)系圖像如圖所示。已知g取10m/s2，物塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到與運(yùn)動(dòng)方向相反且大小恒定的阻力。下列說(shuō)法中正確的是()A．恒力F大小為6NB．在t＝1s時(shí)，物塊運(yùn)動(dòng)開(kāi)始反向C．2s末～3s末物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)D．在物塊運(yùn)動(dòng)路程為13m的過(guò)程中，重力勢(shì)能增加130J【答案】B【解析】根據(jù)公式v2－v02＝2ax可得v2＝2ax＋v02，v2x圖像的斜率的絕對(duì)值表示2倍加速度的大小，在運(yùn)動(dòng)0～5m過(guò)程中，由牛頓第二定律可得mg＋f－F＝ma1，其中a1＝eq\f(1,2)×eq\f(100,5)m/s2＝10m/s2,即f－F＝0，在運(yùn)動(dòng)5～13m過(guò)程中，根據(jù)牛頓第二定律可得mg－f－F＝ma2，其中a2＝eq\f(1,2)×eq\f(64－0,13－5)m/s2＝4m/s2，解得F＝f＝3N，A錯(cuò)誤；初速度v0＝10m/s，故t＝eq\f(v0,a1)＝eq\f(10,10)s＝1s時(shí)，速度減小到零，即在t＝1s時(shí)，物塊運(yùn)動(dòng)開(kāi)始反向，之后向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，B正確，C錯(cuò)誤；在物塊運(yùn)動(dòng)路程為13m的過(guò)程中，先上升5m，然后從最高點(diǎn)下降8m，即位移為3m，在拋出點(diǎn)下方，所以重力做正功，重力勢(shì)能減小，ΔEp＝mgh＝1.0×10×3J＝30J,D錯(cuò)誤。7．(2022·湖州質(zhì)檢)如圖甲所示，一物體沿傾角為θ＝37°的固定粗糙斜面由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到水平向右的風(fēng)力作用，水平風(fēng)力的大小與風(fēng)速成正比。物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度a與風(fēng)速v的關(guān)系如圖乙所示，則(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)()A．當(dāng)風(fēng)速