高三物理二輪高頻考點突破專題24 有關(guān)速度、加速度、力和位移的動力學(xué)圖像

高考物理二輪高頻考點專題突破專題24有關(guān)速度、加速度、力和位移的動力學(xué)圖像專練目標(biāo)專練內(nèi)容目標(biāo)1有關(guān)速度的動力學(xué)圖像（1T—5T）目標(biāo)2有關(guān)加速度的動力學(xué)圖像（6T—10T）目標(biāo)3有關(guān)力的動力學(xué)圖像（11T—14T）目標(biāo)4有關(guān)位移的動力學(xué)圖像（15T—16T）【典例專練】一、有關(guān)速度的動力學(xué)圖像1．如圖1所示，光滑水平面上靜置一個薄長木板，長木板上表面粗糙，其質(zhì)量為M，時刻質(zhì)量為m的物塊以水平速度v滑上長木板，此后木板與物塊運動的圖像如圖2所示，重力加速度g取，則下列說法正確的是（）A． B．內(nèi)物塊的位移為10mC．木板與物塊間的動摩擦因數(shù)為0.1 D．木板的長度為8m【答案】ABD【詳解】AC．木塊在木板上運動過程中，在水平方向上只受到木板給的滑動摩擦力，故而v-t圖像的斜率表示加速度，故解得對木板受力分析可知；由上可知，A正確，C錯誤；B．由題可知，有初速度得圖像為小物塊，v-t圖像的面積代表位移，則，B正確；D．圖中可知物塊和木板最終分離，兩者v-t圖像與坐標(biāo)軸圍成的面積之差等于木板的長度，則，D正確。故選ABD。2．如圖甲所示，固定斜面的傾角為30°，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以初速度v0沿斜面向上做勻減速運動，經(jīng)過一段時間后又沿斜面下滑回到底端，整個過程小物塊的圖象如圖乙所示，下列判斷正確的是（）A．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)B．上滑過程的加速度大小是下滑過程的2倍C．滑塊沿斜面上滑的過程中機械能減少D．滑塊沿斜面下滑的過程中動能增加【答案】BD【詳解】A．根據(jù)題意可知，上滑階段，根據(jù)牛頓第二定律同理下滑過程聯(lián)立解得故A錯誤；B．上滑加速度下滑加速度所以上滑過程的加速度大小是下滑過程的2倍，故B正確；C．聯(lián)立與兩式，可得上滑過程中，機械能減小等于摩擦力做功故C錯誤；D．根據(jù)動能定理得解得故D正確。故選BD。3．如圖甲所示，一足夠長的傳送帶傾斜放置，傾角為θ，以恒定速率v=4m/s順時針轉(zhuǎn)動。一煤塊以初速度v0=12m/s從A端沖上傳送帶，煤塊的速度隨時間變化的圖像如圖乙所示，取g=10m/s2，則下列說法正確的是（）A．傾斜傳送帶與水平方向夾角的正切值tan=0.75B．煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5C．煤塊從沖上傳送帶到返回A端所用的時間為4sD．煤塊在傳送帶上留下的痕跡長為m【答案】AD【詳解】AB．由v-t圖像得0~1s內(nèi)煤塊的加速度大小方向沿傳送帶向下；1~2s內(nèi)煤塊的加速度大小方向沿傳送帶向下。0~1s，對煤塊由牛頓第二定律得，1~2s，對煤塊由牛頓第二定律得解得tanθ=0.75μ=0.25故A正確，B錯誤；C．v-t圖像圖線與時間軸所圍面積表示位移大小，所以煤塊上滑總位移大小為x=10m，由運動學(xué)公式得下滑時間為所以煤塊從沖上傳送帶到返回A端所用的時間為，故C錯誤；D．0~1s內(nèi)煤塊比傳送帶多走4m，劃痕長4m，1~2s內(nèi)傳送帶比煤塊多走2m，劃痕還是4m。內(nèi)傳送帶向上運動，煤塊向下運動，劃痕總長為故D正確。故選AD。4．如圖甲所示，物塊的質(zhì)量m=1kg，初速度v0=5m/s，在一水平向左的恒力F作用下從O點沿粗糙的水平面向右運動，某時刻后恒力F突然反向，整個過程中物塊速度的平方隨位置坐標(biāo)變化的關(guān)系圖象如圖乙所示，重力加速度g取10m/s2。下列選項中正確的是（）A．0～10m內(nèi)物塊的加速度大小為1.25m/s2B．在5s末恒力F開始反向物塊做勻加速運動C．恒力F的大小為0.875ND．物塊與水平面的動摩擦因數(shù)為0.0375【答案】ACD【詳解】A．由圖乙可知，物塊在0~10m內(nèi)速度減小，做勻減速直線運動，可得物塊勻減速直線運動的加速度大小為故A正確；B．物塊做勻減速直線運動的時間為即在4s末恒力F反向物塊做勻加速運動，故B錯誤；CD．物塊勻加速運動的加速度大小根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立兩式解得；則動摩擦因數(shù)為故CD正確。故選ACD。5．一物塊沿光滑水平面做直線運動，運動過程中受到一水平拉力F作用，如圖所示是其速度-位移圖像，則物塊運動到位移為x1的過程中，下列關(guān)于力F的說法正確的是（）A．力F是恒力B．相等位移內(nèi)力F沖量相等C．力F逐漸減小D．相等時間內(nèi)力F做功相等【答案】BC【詳解】AC．根據(jù)v-x圖像可知，在相等的位移中，速度的變化量相等，由速度與位移的關(guān)系可得即因x相同時相同，而逐漸減小，可知物體的加速度逐漸減小，由牛頓第二定律可知所以力F逐漸減小，故A錯誤、C正確；B．由題圖可知，在相等的位移中，速度的變化量相等，則動量的變化量相等，由動量定理可知，力F的沖量相等，故B正確；D．物體在相等時間內(nèi)的位移逐漸減小，F(xiàn)逐漸減小，則相等時間內(nèi)力F做功逐漸減小，故D錯誤。故選BC。二、有關(guān)加速度的動力學(xué)圖像6．如圖（a），質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物體用輕彈簧連接構(gòu)成一個系統(tǒng)，外力F作用在A上，系統(tǒng)靜止在光滑水平面上（B靠墻面），此時彈簧形變量為x。撤去外力并開始計時，A、B兩物體運動的a-t圖像如圖（b）所示，S1表示0到t1時間內(nèi)A的a-t圖線與坐標(biāo)軸所圍面積大小，S2、S3分別表示t1到t2時間內(nèi)A、B的a-t圖線與坐標(biāo)軸所圍面積大小。下列說法正確的是（）A．0到時間內(nèi)，墻對B的沖量等于mAS1B．mA∶mB＝S3∶S2C．B運動后，彈簧的最大形變量等于D．S1－S2=S3【答案】ABD【詳解】設(shè)物體A在t1時刻的速度為，在t2時刻物體A、物體B的速度分別為、，A．0到時間內(nèi)，根據(jù)動量定理，對物塊A：設(shè)墻對B的沖量為I，對物塊B：由a-t圖線面積表示物體速度變化量解得故A正確；B．到時間內(nèi)，由圖像可知a-t圖線面積表示物體速度變化量，則，根據(jù)動量定理，對物塊A：對物塊B：解得故B正確；C．由圖可知，當(dāng)物體B運動后，物體A的加速度小于0時刻的加速度，則彈簧的型變量小于x，故C錯誤；D．由圖可知，物體A和物體B在的加速度為0，此時物體A和物體B速度相等可得則故D正確。故選ABD。7．如圖甲所示，質(zhì)量分別為、的物體、B靜止在勁度系數(shù)為的彈簧上，與B不粘連，現(xiàn)對物體施加豎直向上的力，使、B一起上升，若以兩物體靜止時的位置為坐標(biāo)原點，兩物體的加速度隨位移的變化關(guān)系如圖乙所示，重力加速度大小為，則（）A．在圖乙中段表示拉力逐漸增大B．在圖乙中段表示B物體減速上升C．位移為時，、B之間彈力為D．位移為時，、B一起運動的速度大小為【答案】AC【詳解】A．開始時，物體、B靜止在勁度系數(shù)為的彈簧上，彈簧彈力向上，大小為F彈=（+）g隨物體向上運動，彈簧彈力減小，而PQ段加速度大小與方向都不變，由牛頓第二定律有F－（+）g+F彈=（+）a，F(xiàn)彈減小，F(xiàn)逐漸增大，A正確；B．在圖乙中段，物體的加速度方向沒變，仍為正，所以物體仍做加速運動，是加速度逐漸減小的加速運動，B錯誤；C．開始時，彈簧的彈力F彈=（+）g當(dāng)彈簧伸長了x1后，彈簧彈力F彈1=F彈－△F彈=F彈－kx1=（+）g－kx1以B為研究對象，則有F彈1－Mg－Fx1=Ma0解得Fx1=F彈1－Mg－Ma0=mg－kx1－Ma0，C正確；D．P到Q的運動中，物體的加速度不變，可有，Q到S運動中，物體的加速度隨位移均勻減小，則有；聯(lián)立解得，D錯誤。故選AC。8．如圖1所示，在傾角為的斜面上分別靜止著兩個小物體、，質(zhì)量分別為、，與斜面間的動摩擦因數(shù)分別為、，和受到的摩擦力大小分別為和，受到斜面的支持力大小分別為和。現(xiàn)在用沿斜面向上的拉力分別作用在、上，它們的加速度和的關(guān)系圖像如圖2所示，下列說法正確的是（）A． B． C． D．【答案】BD【詳解】AC．對P、Q分別根據(jù)牛頓第二定律有

①

②整理得

③

④結(jié)合圖2可知

⑤

⑥解得

⑦

⑧故AC錯誤；B．因為

⑨

⑩根據(jù)⑦⑨⑩可得

?故B正確；D．因為

?

?根據(jù)⑥??可得

?故D正確。故選BD。9．如圖甲所示，足夠長的木板B靜置于光滑水平面上，其上放置小滑塊A，A受到隨時間t變化的水平拉力F作用，用傳感器測出A的加速度，得到如圖乙所示的圖像，，則（）A．滑塊A的質(zhì)量為B．木板B的質(zhì)量為C．當(dāng)時，木板B的加速度為D．滑塊A與木板B間的動摩擦因數(shù)為0.4【答案】AD【詳解】ABD．當(dāng)F≤10N時，AB一起向右勻加，對AB整體得得所以當(dāng)F=10N，a=1m/s2，可得當(dāng)F＞10N時，AB發(fā)生相對滑動，對A受力分析可得可得根據(jù)圖像可知；解得故AD正確，B錯誤；C．當(dāng)F=12N時，A、B相對滑動，對B受力分析可知故C錯誤。故選AD。10．如圖所示，坐標(biāo)系中的曲線反映的是滑塊在斜面上自由下滑時，加速度a與斜面傾角之間的關(guān)系圖象，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計空氣阻力，重力加速度g取，，則（）A．的大小為 B．的大小為C．滑塊與斜面間動摩擦因數(shù)為0.75 D．【答案】AC【詳解】AB．當(dāng)時，滑塊做自由落體運動，則有故A正確，B錯誤；C．當(dāng)時，加速度大小為7.5m/s2，根據(jù)牛頓第二定律有解得故C正確；D．當(dāng)加速度為零時，有聯(lián)立解得故D錯誤。故選AC。有關(guān)力的動力學(xué)圖像11．如圖甲所示，一滑塊置于足夠長的長木板左端，木板放置在水平地面上。已知滑塊和木板的質(zhì)量均為2kg，現(xiàn)在滑塊上施加一個F=0.5t（N）的變力作用，從t=0時刻開始計時，滑塊所受摩擦力隨時間變化的關(guān)系如圖乙所示。設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，重力加速度g取10m/s2，則下列說法正確的是（）A．滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為0.4 B．木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.2C．圖乙中t2=24s D．木板的最大加速度為2.5m/s2【答案】AC【詳解】A．根據(jù)圖乙可知，在以后滑塊受到的摩擦力不變，為根據(jù)摩擦力的計算公式可得解得滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)為故A正確；B．在過程中木板與水平地面間的摩擦力為靜摩擦力，過程中滑塊和木板開始相對于地面開始運動，設(shè)木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)為，則解得故B錯誤；C．時刻二者發(fā)生相對運動時，加速度大小為a，對木板根據(jù)牛頓第二定律可得解得對滑塊有解得根據(jù)可知圖乙中故C正確；D．以后木板受力不變，加速度不變，則木板的最大加速度為2m/s，故D錯誤。故選AC。12．如圖a所示，質(zhì)量為的斜面體置于粗糙的水平面上，質(zhì)量為的小物塊在其上以勻速下滑，在時刻對物塊施加一平行于斜面向下的推力F，推力F的大小隨時間t變化的圖像如圖b所示，時物塊到達斜面底端。重力加速度g取，在物塊沿斜面下滑過程中，下列說法正確的是（）A．小物塊到達斜面底端時的動能為B．小物塊在內(nèi)的位移為C．斜面體對水平面的壓力大小始終為D．水平面對斜面體的摩擦力水平向左【答案】AC【詳解】A．對物塊進行分析，原來物塊以勻速下滑，受到重力、支持力和摩擦力，合力為零，施加F后，合力即為F，力F為變力，根據(jù)動量定理有在F-t圖象中面積代表沖量，即聯(lián)立解得則小物塊到達斜面底端時的動能為故A正確；B．若把小物塊下滑看作勻加速直線運動，則位移為但實際上不是勻加速直線運動，故位移不等于14m，故B錯誤；C．對斜面體受力分析，如圖根據(jù)牛頓第三定律，可知其中壓力FN與摩擦力f的合力大小等于小物塊的重力mg，而變力F并不會影響斜面體受力，則有由牛頓第三定律知，斜面體對水平面的壓力大小始終為60N，故C正確；D．由上面受力分析可知，水平面對斜面體沒有摩擦力，故D錯誤。故選AC。13．一個靜止在水平地面上的物體，質(zhì)量為，受到豎直向上的拉力作用，隨時間的變化情況如圖所示。若取，則下列說法正確的是（）A．內(nèi)，物體的速度逐漸增大 B．第末物體的速率為C．第末物體的加速度大小為 D．第末和第末物體的速度相等【答案】BD【詳解】A．物體的重力為所以0~2s內(nèi)，拉力小于重力，物體受到拉力、地面的彈力和重力共同作用，物體保持靜止，故A錯誤；B．2s末物體開始運動，由圖像可得5s末的拉力為所以在2s~5s內(nèi)物體加速上升，并且圖形面積表示力的沖量，可得合力的沖量為則有動量定理可得；故B正確；C．第末物體的加速度大小為故C錯誤；D．由圖可得第末拉力為2.5N，第6s末拉力為1.5N，有動量定理可得即所以第末和第末物體的速度相等，故D正確。故選BD。14．水平地面上有一質(zhì)量為的長木板，木板的左端上有一質(zhì)量為的物塊，如圖（a）所示。用水平向右的拉力F作用在物塊上，F(xiàn)隨時間t的變化關(guān)系如圖（b）所示，其中、分別為、時刻F的大小。木板的加速度隨時間t的變化關(guān)系如圖（c）所示。已知木板與地面間的動摩擦因數(shù)為，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，假設(shè)最大靜摩擦力均與相應(yīng)的滑動摩擦力相等，重力加速度大小為g。則（）A． B．C． D．在時間段物塊與木板加速度相等【答案】BCD【詳解】A．圖（c）可知，t1時滑塊木板一起剛在從水平滑動，此時滑塊與木板相對靜止，木板剛要滑動，此時以整體為對象有，A錯誤；BC．圖（c）可知，t2滑塊與木板剛要發(fā)生相對滑動，以整體為對象，根據(jù)牛頓第二定律，有以木板為對象，根據(jù)牛頓第二定律，有解得；，BC正確；D．圖（c）可知，0~t2這段時間滑塊與木板相對靜止，所以有相同的加速度，D正確。故選BCD。有關(guān)位移的動力學(xué)圖像15．2022年北京冬奧會進入倒計時，場地壯觀無比！之前在調(diào)試過程中一個工作人員拿一物體每次以不變的初速率沿足夠長的斜面向上推出，調(diào)節(jié)斜面與水平方向的夾角，實驗測得與斜面傾角的關(guān)系如圖乙所示，取，最大靜摩擦力可視為等于滑