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高考物理二轮高频考点专题突破
专题24有关速度、加速度、力和位移的动力学图像
专练目标
专练内容
目标1
有关速度的动力学图像(1T—5T)
目标2
有关加速度的动力学图像(6T—10T)
目标3
有关力的动力学图像(11T—14T)
目标4
有关位移的动力学图像(15T—16T)
【典例专练】
一、有关速度的动力学图像
1.如图1所示,光滑水平面上静置一个薄长木板,长木板上表面粗糙,其质量为M,时刻质量为m的物块以水平速度v滑上长木板,此后木板与物块运动的图像如图2所示,重力加速度g取,则下列说法正确的是()
A. B.内物块的位移为10m
C.木板与物块间的动摩擦因数为0.1 D.木板的长度为8m
【答案】ABD
【详解】AC.木块在木板上运动过程中,在水平方向上只受到木板给的滑动摩擦力,故
而v-t图像的斜率表示加速度,故解得对木板受力分析可知;由上可知,A正确,C错误;
B.由题可知,有初速度得图像为小物块,v-t图像的面积代表位移,则,B正确;
D.图中可知物块和木板最终分离,两者v-t图像与坐标轴围成的面积之差等于木板的长度,则
,D正确。故选ABD。
2.如图甲所示,固定斜面的倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以初速度v0沿斜面向上做匀减速运动,经过一段时间后又沿斜面下滑回到底端,整个过程小物块的图象如图乙所示,下列判断正确的是()
A.物体与斜面间的动摩擦因数
B.上滑过程的加速度大小是下滑过程的2倍
C.滑块沿斜面上滑的过程中机械能减少
D.滑块沿斜面下滑的过程中动能增加
【答案】BD
【详解】A.根据题意可知,上滑阶段,根据牛顿第二定律同理下滑过程联立解得故A错误;
B.上滑加速度下滑加速度所以上滑过程的加速度大小是下滑过程的2倍,故B正确;
C.联立与两式,可得
上滑过程中,机械能减小等于摩擦力做功故C错误;
D.根据动能定理得解得故D正确。故选BD。
3.如图甲所示,一足够长的传送带倾斜放置,倾角为θ,以恒定速率v=4m/s顺时针转动。一煤块以初速度v0=12m/s从A端冲上传送带,煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示,取g=10m/s2,则下列说法正确的是()
A.倾斜传送带与水平方向夹角的正切值tan=0.75
B.煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5
C.煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为4s
D.煤块在传送带上留下的痕迹长为m
【答案】AD
【详解】AB.由v-t图像得0~1s内煤块的加速度大小方向沿传送带向下;1~2s内煤块的加速度大小方向沿传送带向下。0~1s,对煤块由牛顿第二定律得,1~2s,对煤块由牛顿第二定律得解得tanθ=0.75
μ=0.25故A正确,B错误;
C.v-t图像图线与时间轴所围面积表示位移大小,所以煤块上滑总位移大小为x=10m,由运动学公式得下滑时间为所以煤块从冲上传送带到返回A端所用的时间为,故C错误;
D.0~1s内煤块比传送带多走4m,划痕长4m,1~2s内传送带比煤块多走2m,划痕还是4m。内传送带向上运动,煤块向下运动,划痕总长为故D正确。故选AD。
4.如图甲所示,物块的质量m=1kg,初速度v0=5m/s,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻后恒力F突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的关系图象如图乙所示,重力加速度g取10m/s2。下列选项中正确的是()
A.0~10m内物块的加速度大小为1.25m/s2
B.在5s末恒力F开始反向物块做匀加速运动
C.恒力F的大小为0.875N
D.物块与水平面的动摩擦因数为0.0375
【答案】ACD
【详解】A.由图乙可知,物块在0~10m内速度减小,做匀减速直线运动,可得物块匀减速直线运动的加速度大小为故A正确;
B.物块做匀减速直线运动的时间为即在4s末恒力F反向物块做匀加速运动,故B错误;
CD.物块匀加速运动的加速度大小根据牛顿第二定律有
联立两式解得;则动摩擦因数为故CD正确。
故选ACD。
5.一物块沿光滑水平面做直线运动,运动过程中受到一水平拉力F作用,如图所示是其速度-位移图像,则物块运动到位移为x1的过程中,下列关于力F的说法正确的是()
A.力F是恒力
B.相等位移内力F冲量相等
C.力F逐渐减小
D.相等时间内力F做功相等
【答案】BC
【详解】AC.根据v-x图像可知,在相等的位移中,速度的变化量相等,由速度与位移的关系可得
即因x相同时相同,而逐渐减小,可知物体的加速度逐渐减小,由牛顿第二定律可知所以力F逐渐减小,故A错误、C正确;
B.由题图可知,在相等的位移中,速度的变化量相等,则动量的变化量相等,由动量定理可知,力F的冲量相等,故B正确;
D.物体在相等时间内的位移逐渐减小,F逐渐减小,则相等时间内力F做
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