2025届高考物理二轮专题突破：F-x图象问题（解析版）.docx

F-x图象

图象问题的基本思路

（1）．由图象坐标轴的物理意义、图线的截距、斜率、特殊点、面积等充分挖掘出解题所需的信息，同时，结合图线描述的运动情况，画出运动过程示意图，弄清物理情景。

（2）．根据题目提供的情况，结合牛顿第二定律，写出图象中两个物理量的函数，然后再由图象的截距、斜率等信息，找关系列方程。

【方法归纳】

1.处理方法

看清坐标轴所表示的物理量及单位并注意坐标原点是否从0开始，明确因变量与自变量间的制约关系，明确物理量的变化趋势，分析图线进而弄懂物理过程，写出相应的函数关系式，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。

2.v－t图象的斜率表示加速度；a－t图象面积表示速度变化；F－t图象的面积表示冲量，F－x图象面积表示做功，

1．（2024·贵州·高考真题）质量为1kg的物块静置于光滑水平地面上，设物块静止时的位置为x轴零点。现给物块施加一沿x轴正方向的水平力F，其大小随位置x变化的关系如图所示，则物块运动到x=3m处，F

??

A．8W B．16W C．24W D．36W

【答案】A

【详解】根据图像可知物块运动到x=3m处，F

W

该过程根据动能定理得

W

解得物块运动到x=3m

v=4

故此时F做功的瞬时功率为

P=Fv=8

故选A。

2．质量为3.5kg的物体由静止开始所受合力F随位移l发生如图所示的变化，这一过程中，力F对物体做的功为J，物体的最大速度为m/s。

【答案】62

【详解】[1]F-l图像中图线与坐标轴围成的面积表示做功，如图可知力F对物体做的功为

W=

[2]根据动能定理可知，合外力做功越大，动能越大，速度越大，所以有

W

W

解得

v

3．一物体在水平力F作用下沿力F的方向运动了2m的距离，力F随运动距离x变化的规律如图所示，则该力F在这2m的距离内对物体做的功为（????）

A．4J B．7J C．-7J D．

【答案】B

【详解】图像与坐标轴所围的面积表示力F对物体做的功

W=

故选B。

4．如图所示，一质量为0.4kg的小物体静止在水平台面上，在水平推力F的作用下从坐标原点O开始沿x轴运动，F与物体坐标x的关系如图2所示。在x=4m时撤去力F，同时物体从平台飞出。物体与水平台面间的动摩擦因数为34，重力加速度g取10m/s

（1）x=1m时，物体的加速度大小a

（2）从坐标原点到x=4m处，水平推力所做的功W

（3）物体即将离开平台时力F的功率P。

【答案】（1）12.5m/s2；（2）44J

【详解】（1）由图2，F—x图像知，在0~2m，F与x函数

F=

当x=1m

F

在0~2m运动过程中，滑动摩擦力为

f=μmg=

物体受到的合外力为

F

由牛顿第二定律知，物体的加速度为

a=

（2）由题知，力F在作用过程中变化，所以图线与横轴所围成的面积即为力F做的功，则由数学关系

W

（3）设物体离开平台时瞬时速度为v

根据能量守恒定律有

W

代入得

v=4

离开平台时F2=16N，则功率为

P=

代入得

P=64

5．如图1所示，固定斜面的倾角θ＝37°，一物体（可视为质点）在沿斜面向上的恒定拉力F作用下，从斜面底端由静止开始沿斜面向上滑动，经过距斜面底端x0处的A点时撤去拉力F。该物体的动能Ek与它到斜面底端的距离x的部分关系图像如图2所示。已知该物体的质量m＝1kg，该物体两次经过A点时的动能之比为4：1，该物体与斜面间动摩擦因数处处相同，sin37°＝0.6，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。则拉力F的大小为（）

A．8N B．9.6N C．16N D．19.2N

【解答】解：依题意，设物体在运动过程中受到的滑动摩擦力大小为f，

当物体沿斜面向上运动到x0处时，根据动能定理有

（F﹣Gsinθ﹣f）x0＝E0

运动到2x0处时，根据动能定理有

Fx0﹣（Gsinθ+f）?2x0＝0

当物体沿斜面向下运动到x0处时，根据动能定理有

(Gsinθ-

联立方程，代入数据解得：F＝19.2N，故ABC错误，D正确。

故选：D。

6．质量为1kg的物体，在一水平拉力作用下由静止开始在水平面上运动，运动过程中受到地面的摩擦力大小为1N，拉力随位移的变化如图所示，运动1m后撤去拉力，则下列说法正确的是（）

A．物体的最大位移为8m B．物体的最大速度为2

C．运动过程中合力的最大功率为82W D

【答案】D

【详解】A．设物体位移为x，拉力F为变力，变力做功为图像围成的面积，则拉力F做功为

W

由能量守恒知

W

代入得

x=

A错误；

B．由动能定理知，物体的最大速度为vm

W

代入得

v

B错误；

CD．当运动过程中合力最大时