2019年高考物理大一轮复习微专题02牛顿运动定律与图象综合问题学案新人教版.doc

1、【 精品教育资源文库 】 微专题 02 牛顿运动定律与图象综合问题 已知物体的速度、加速度图象分析受力情况 1 v t 图象 根据图象的斜率判断加速度的大小和方向，进而根据牛顿第二定律求解合外力 2 at 图象 要注意加速度的正负，正确分析每一段的运动情况，然后结合物体受力情况根据牛顿第二定律列方程 (2015 全国新课标 )(多选 )如图 (a)，一物块在 t 0 时刻滑上一固定斜面，其运动的 v t 图线如图 (b)所示若重力加速度及图中的 v0、 v1、 t1均为已知量，则可求出( ) A斜面的倾角 B物块的质量 C物块 与斜面间的动摩擦因数 D物块沿斜面向上滑行的最大高度 解析： 选

2、 ACD 小球滑上斜面的初速度 v0已知，向上滑行过程为匀变速直线运动，末速度 0，那么平均速度即 v02，所以沿斜面向上滑行的最远距离 s v02t1，根据牛顿第二定律，向上滑行过程 v0t1 gsin g cos ，向下滑行 v1t1 gsin g cos ，整理可得 gsin v0 v12t1，从而可计算出斜面的倾斜角度 以及动摩擦因数，选 项 AC 对根据斜面的倾斜角度可计算出向上滑行的最大高度 ssin v02t1 v0 v12gt1 v0v0 v14g ，选项 D 对仅根据速度时间图象，无法找到物块质量，选项 B 错 (1)弄清图象斜率、截距、交点、拐点的物理意义 (2)应用物理规

3、律列出与图象对应的函数方程式，进而明确 “ 图象与公式 ” 、 “ 图象与物体 ” 间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断 (2018 漳州八校联考 )如图甲所示，一个质量为 3 kg 的物体放在粗糙水平地【 精品教育资源文库 】 面上，从零 时刻起，物体在水平力 F 作用下由静止开始做直线运动在 0 3 s 时间内物体的加速度 a 随时间 t 的变化规律如图乙所示则 ( ) A F 的最大值为 12 N B 0 1 s 和 2 3 s 内物体加速度的方向相反 C 3 s 末物体的速度最大，最大速度为 8 m/s D在 0 1 s 内物体做匀加速运动， 2 3 s 内物体做匀减速运动 解析

4、： 选 C 第 1 2 s 内物体加速度恒定，故所受作用力恒定，根据牛顿第二定律 F 合 ma 知合外力为 12 N，由于物体在水平方向受摩擦力作用，故作用力 F 大于 12 N，故 A 错误；物体在力 F 作用下由静 止开始运动，加速度方向始终为正，与速度方向相同，故物体在前 3 s 内始终做加速运动，第 3 s 内加速度减小说明物体速度增加得慢了，但仍是加速运动，故 B 错误；因为物体速度始终增加，故 3 s 末物体的速度最大，再根据 v a t 知速度的增加量等于加速度与时间的乘积，在 at 图象上即为图象与时间轴所围图形的面积， v 12(1 3)4 m/s 8 m/s，物体由静止开始

5、做加速运动，故最大速度为 8 m/s，所以 C正确；第 2 s 内物体的加速度恒定，物体做匀加速直线运动，在 0 1 s 内物体做加速度增大的加速运动， 2 3 s 内物体做加速度减小的加速运动，故 D 错误 1 (2015 重庆理综 )若货物随升降机运动的 v t 图象如图所示 (竖直向上为正 )，则货物受到升降机的支持力 F 与时间 t 关系的图象可能是 ( ) 解析： 选 B v t 图线斜率表示加速度，所以加速度图象如图所示由牛顿第二定律可知 F mg ma，所以支持力 F ma mg，重力保持不变，所以 Ft 图象相当于 at 图象向上平移， B 正确 【 精品教育资源文库 】 2

6、 (2016 海南卷 )沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力 F 的作用，其下滑的速度 时间图线 如图所示已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在 0 5 s、 510 s、 10 15 s 内 F 的大小分别为 F1、 F2和 F3，则 ( ) A F1 F2 B F2 F3 C F1 F3 D F1 F3 解析： 选 A 由 v t 图象可知， 0 5 s 内加速度 a1 0.2 m/s2，沿斜面向下，根据牛顿第二定律有 mgsin f F1 ma1， F1 mgsin f 0.2m； 5 10 s 内加速度 a2 0，根据牛顿第二定律有 mgsin f F2 ma2， F2 mg

7、sin f； 10 15 s 内加速度 a30.2 m/s2，沿斜面向上，根据牛顿第二定律有 mgsin f F3 ma3， F3 mgsin f 0.2m.故可得： F3 F2 F1，选项 A 正确 已知物体的受力图象分析运动情况 1 Ft 图象 要结合物体受到的力，根据牛顿第二定律求出加速度，分析每一时间段的运动性质 2 Fa 图象 首先要根据具体的物理情景，对物体进行受力分析，然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式，根据函数关系式结合图象，明确图象的斜率、截距或面积的意义，从而由图象给出的信息求出未知量 (多选 )静止在水平地面上的物块，受到水平向右的拉力 F 作用， F 随时间

8、 t的变化情况如图所示设物块与地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，都是 1 N，则 ( ) A在 0 1 s 时间内物块的加速度逐渐增大 B在 3 s 时，物块的加速度最大 C在 3 s 时，物块的速度最大 【 精品教育资源文库 】 D在 8 s 时，物块的速度最大 解析： 选 BD 在 0 1 s 时间内， F 小于或等于最大静摩擦力，可知物块处于静止状态，故 A 错误； t 3 s 时，拉力最大，且大于最大静摩擦力，故物块所受合力最大，物块的加速度最大，故 B 正确； t 3 s 后，拉力仍然 大于最大静摩擦力，物块仍然做加速运动，速度仍增大， t 8 s 后，拉力小于最大静摩擦力

9、，物块做减速运动，所以 t 8 s 时，物块的速度最大，故 C 错误， D 正确 (多选 )如图 (a)所示，用一水平外力 F 拉着一个静止在倾角为 的光滑斜面上的物体，逐渐增大 F，物体做变加速运动，其加速度 a 随外力 F 变化的图象如图 (b)所示，若重力加速度 g 取 10 m/s2，根据图 (b)中所提供的信息可以计算出 ( ) A物体的质量 B斜面倾角的正弦值 C加速度增大到 6 m/s2时物体的位移 D物体静止在斜面上时的外力 F 解析 ： 选 ABD 对物体受力分析，受水平外力、重力、支持力，如图所示 x 方向： Fcos mgsin ma， y 方向： N Fsin mgco

10、s 0， 从图象中取两个点 (20 N,2 m/s2)， (30 N,6 m/s2)代入解得 m 2 kg， 37 ，故 A、B 正确当 a 0 时，可解得 F 15 N，即最小拉力为 15 N题中并未说明力 F 随时间变化的情况，故无法求出加速度为 6 m/s2时物体的速度大小，无法求出位移，故 C 错误， D 正确 3 (2018 黑龙江哈师大附中月考 )“ 蹦极 ” 是一项刺激 的极限运动，运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下在某次蹦极中，弹性绳弹力 F 的大小随时间 t 的变化图象如图所示，其中 t2、 t4时刻图线的斜率最大将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，弹性绳

11、中弹力与伸长量的关系遵循胡克定律，空气阻力不计下列说法中正确的是( ) 【 精品教育资源文库 】 A t1 t2时间内运动员处于超重状态 B t2 t4时间内运动员的机械能先减小后增大 C t3时刻运动员的加速度为零 D t4时刻运动员具有向下的最大速度 解析： 选 B 在 t1 t2时间内，合力向下，运动员加速下降，处于失重状态 ，故 A 错误；在 t2、 t4时刻图线的斜率最大，说明弹力变化最快，由于弹力与弹性绳的伸长量成正比，说明伸长量变化最快，即速度最大，而速度最大时弹力与重力平衡；由于整个过程重力势能、弹性势能和动能的总和保持不变，而 t2 t4时间内弹性势能先变大后变小，故运动员

12、的机械能先减小后增大，故 B 正确； t3时刻弹力最大，运动员运动到最低点，合力向上，故加速度向上，不为零，故 C 错误； t4时刻运动员受到的重力和弹力平衡，加速度为零，具有向上的最大速度，故 D 错误 4 (多选 )如图 (甲 )所示，物体原来静止在水平地面上，用一水平力 F 拉物体，在 F 从0 开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度 a 随外力 F 变化的图象如图 (乙 )所示，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等 . 重力加速度 g 取 10 m/s2.根据题目提供的信息，下列判断正确的是 ( ) A物体的质量 m 2 kg B物体与水平面间的动摩擦因数 0.6 C物体与水平面的最大静摩擦力 fmax 3 N D在 F 为 10 N 时，物体的加速度 a 2 m/s2 解析： 选 AD 根据牛顿第二定律 F mg ma， F1 7 N， a1 0.5 m/s2； F2 14 N， a2 4 m/s2，联立解得 m 2 kg， 0.3， A 正确， B 错误最大静摩擦力 f mg 6 N， C错误当 F 10 N 时，代入得 a 2 m/s2， D 正确