(完整版)动力学中的图像问题VIP免费

(小专题)动力学中的图像问题物理公式与物理图像的结合是一种重要题型，也是高考的重点及热点。1.常见的图像有：v-t图像，a-t图像，F—t图像，F_s图像，F-a图像等。2.图像间的联系：加速度是联系v-1图像与F-t图像的桥梁。3.图像的应用(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况。(2)已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况。(3)通过图像对物体的受力与运动情况进行分析。4.解题策略(1)弄清图像斜率、截距、交点、拐点的物理意义。(2)应用物理规律列出与图像对应的函数方程式，进而明确“图像与公式”、“图像与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断。5.分析图像问题时常见的误区(1)没有看清纵、横坐标所表示的物理量及单位。(2)不注意坐标原点是否从零开始。(3)不清楚图线的点、斜率、面积等的物理意义。(4)忽视对物体的受力情况和运动情况的分析。题型一与牛顿运动定律相关的v~t图像【典例1】(2014・天津卷，5)以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时，一个物体所受空气阻力可忽略，另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用虚线和实线描述两物体运动的v-t图像可能正确的是()解析不受空气阻力的物体，运动过程中加速度不变,v-t图像为图中虚线所示。受空气阻力大小与速率成正比关系的物体，上升过程中：mg+kv=ma,a=g+kv,m开始时加速度最大,上升过程中a始终大于g,v-t图像斜率均大于虚线斜率,只有选项D符合题意。答案D「］反思总第|1动力学中图像的实质是力与运动的关系问题,求解这类问题的关键是理解图像的物理意义,理解图像的轴、点、线、截、斜、面六大功能。【变式训练】1.如图1所示，在一足够长的粗糙水平杆上套一小圆环，在小圆环上施加一水平向右的恒力F，使小圆环由静止开始运动，同时在小圆环上施加一竖直向上的力F,且F满足的关系为F=kv。已知小圆环的质量为m,小圆环与水平杆之间的动摩擦因数为“。则小圆环运动过程中速度随时间变化的图像为（）-IBCD解刚开始运动时，加速a1F-^(mg-kv)m随着速度v增大，ai增大，当速度v增大到kv>mg时，加速度a二匚上匕mg）随着速度v增大，a2减小，当a2减小到0时，做匀速运动，则C正确。答案C题型二与牛顿运动定律相关的F-s图像问题【典例2】如图2甲所示，水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连,这个系统处于平衡状态，现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动（如图乙），研究从力F刚作用在木块A瞬间到木块B刚离开地面瞬间的这一过程，并选定该过程中木块A的起点位置为坐标原点，则下面图中能确表示力F和木块A的位移s之间关系的是（）解析初始状态弹簧被压缩，弹簧对A的弹力平衡着A所受的重力，设弹簧压缩长度为xo，末状态弹簧被拉长，由于B刚离开地面，弹簧对B的弹力平衡着B所受的重力，由于A、B所受重力相等，故弹簧伸长量也为x。。初始状态A处于平衡状态，则化二mg,当木块A的位移为s时，弹簧向上的弹力的减少量为ks,夕卜力F减去弹力的减少量为系统的合外力，故F-ks=ma,则得到F二ks+ma,可见F与s是线性关系，当s二0时，ma>0。答案Af一反患总结｝根据胡克定律F=kx得k=F=^F即弹簧弹力的变化量和形变量的变化量成正比。xAx弹簧弹力随位移的变化而做线性变化，A做匀加速直线运动，因此作用力F也随位移的变化而做线性变化。【变式训练】2.如图3所示，水平地面上有一轻质弹簧，下端固定，上端与物体A相连接，整个甲系统处于平衡状态。现用一竖直向下的力压物体A，使A竖直向下做匀加速直线运动一段距离，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。下列关于所加力F的大小和运动距离s之间关系图像正确的是（）解析由于弹簧弹力与弹簧压缩量成正比,由牛顿第二定律得F-ks=ma,解得F=ks+ma,所加力F的大小和运动距离s之间关系图像正确的是图D。答案D题型三与牛顿运动定律相关的F—t、F-a图像【典例3】（多选）如图4甲所示，用粘性材料粘在一起的A、B两物块静止于光滑水平面上，两物块的质量分别为mA=1kg、mB=2kg，当A、B之间产生拉力且大于0.3N时A、B将会分离。t=0时刻开始对物块A施加一水平推力F］,同时对物块B施加同一方向的...