2021届高考物理二轮复习力与直线运动专项练习（5）动力学的图像问题

2021届高考物理二轮复习力与直线运动专项练习（5）

动力学的图像问题

1.如图甲所示，某人通过动滑轮将质量为m的货物提升到一定高处，动滑轮的质量和摩擦均不计，货物获得的加速度a与竖直向上的拉力之间的函数关系如图乙所示。重力加速度大小为g。则下列判断正确的是(   )

A.图线与纵轴的交点M的绝对值为g 

B.图线的斜率在数值上等于物体的质量m

C.图线与横轴的交点N的值 

D.图线的斜率在数值上等于物体质量的倒数

2.如图所示，水平地面上有质量的物块，受到如图甲所示随时间变化的水平拉力F的作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力的大小如图乙所示。重力加速度g取。下列判断正确的是(   )

A.5 s内物块的位移为0 

B.4 s末物块所受合力大小为4.0 N

C.物块与地面之间的动摩擦因数为0.4 

D.6~9 s内物块的加速度大小为

3.质量为1 kg的木板B静止在水平面上，可视为质点的物块A从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板，如图甲所示。A和B经过1 s达到同一速度，之后共同减速直至静止，A和B运动的图像如图乙所示，g取，则物块A的质量为(   )

A.1 kg B.2 kg C.3 kg D.6 kg

4.如图甲所示，一个质量为3 kg的物体放在粗糙水平地面上，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

5.某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图甲所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为α，如图乙所示。已知人的质量为M，不计人所受的阻力，打开伞后伞所受阻力F与速度v成正比，重力加速度为g。则每根悬绳能够承受的拉力至少为(   )

A. B. 

C. D.

6.如图甲所示，可视为质点的质量的小物块放在质量的木板正中央位置，木板静止在水平地面上，连接物块的轻质细绳伸直且与水平方向的夹角为37°.现对木板施加水平向左的拉力，木板运动的图像如图乙所示，，g取，则(   )

A.木板的长度为2 m  

B.木板的长度为1 m

C.木板与地面间的动摩擦因数为0.5 

D.物块与木板间的动摩擦因数为

7.质量、初速度的物体沿着粗糙水平地面向右运动，物体与地面之间的动摩擦因数，同时物体还受到一个如图所示的随时间变化的水平拉力F的作用，设水平向右为拉力的正方向，且物体在时刻开始运动，g取，则以下结论正确的是(   )

A.0~1 s内，物体的加速度大小为 

B.1~2 s内，物体的加速度大小为

C.0~1 s内，物体的位移为7 m 

D.0~2 s内，物体的总位移为11 m

8.如图甲所示，一物块在时刻滑上一固定斜面，其运动的速度v随时间t变化的关系图线如图乙所示，g取，则下列说法正确的是(   )

A.物块的质量一定是1 kg 

B.斜面的倾角为30°

C.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 

D.物块沿斜面向上运动的最大距离为1 m

9.如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。时，木板开始受到水平外力F的作用，在时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取。由题给数据可以得出(   )

A.木板的质量为1 kg  

B.2 s～4 s内，力F的大小为0.4 N

C.0~2 s内，力F的大小保持不变 

D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.2

10.如图甲所示，物块的质量，初速度，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图象如图乙所示，.下列说法正确的是(   )

A.0~5 s内物块做匀减速运动 

B.在时恒力F反向

C.恒力F大小为10 N  

D.物块与水平面间的动摩擦因数为0.3

11.如图甲所示，用黏性材料粘在一起的两物块静止于光滑水平面上，两物块的质量分别为，当之间产生拉力且大于0.3 N时，将会分离.时刻开始对物块A施加一水平推力，同时对物块B施加同一方向的拉力，使从静止开始运动，运动过程中、方向保持不变，、的大小随时间变化的规律如图乙所示.则下列关于两物块受力及运动情况的分析，正确的是(   )

A.时刻之间作用力大小为0.6 N

B.时刻之间作用力为零

C.时刻A对B的作用力方向向左

D.从时刻到分离，它们运动的位移为5.4 m

12.如图甲所示，一轻质弹簧下端固定在水平面上，上端放置一小物体，小物体处于静止状态.现对小物体施一竖直向上的拉力F，使小物体始终向上做匀加速直线运动，直到物体与弹簧分离，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示，均为已知量，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内.则下列结论正确的是(   )

A.开始时弹簧的压缩量为d

B.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态

C.物体的加速度大小为

D.物体从开始运动到离开弹簧的过程经过的时间为

答案以及解析

1.答案：A

解析：由牛顿第二定律可得：，则有，由图像可判断，纵轴截距的绝对值为g，图线的斜率在数值上等于，则A正确，B、D错误；横轴截距代表时，，C错误。

2.答案：D

解析：由题图可得物块所受的最大静摩擦力为4 N，滑动摩擦力为3 N，物块在4 s末开始运动，故5 s内物块发生了位移，选项A错误；4 s末物块所受拉力为4 N，所受最大静摩擦力也为4 N，合力大小为0，选项B错误；物块与地面之间的滑动摩擦力为3 N，物块对地面的压力为10 N，根据可知物块与地面之间的动摩擦因数为0.3，选项C错误；6~9 s内拉力大小为5 N，物块所受的滑动摩擦力为3 N，合力为2 N，由牛顿第二定律可得，物块的加速度大小为，选项D正确。

3.答案：C

解析：由图像可知，物块A在0~1 s内的加速度大小为，以物块A为研究对象，由牛顿第二定律得：，解得：。由图像知木板B在0~1 s内的加速度大小为，在1~3 s内物块与木板相对静止，一起做匀减速运动，加速度大小为，一直到共同减速到零。同速后以整体为研究对象，由牛顿第二定律得：，解得：。再以B为研究对象，在0~1 s内水平方向受到两个滑动摩擦力，由牛顿第二定律得：，代入数据解得物块A的质量，故选C。

4.答案：C

解析：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，再根据知速度的增加量等于加速度与时间的乘积，在图像上即图像与时间轴所围图形的面积，，物体由静止开始做加速运动，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。

5.答案：C

解析：设降落伞的质量为m，匀速下降时有：

打开降落伞的瞬间对整体有：

打开降落伞的瞬间对运动员有：

联立解得：，故C正确。

6.答案：ACD

解析：从题图乙可知，木板运动2 s离开小物块，在0~2 s内，由图像可知，所以木板的长度，A正确，B错误；设物块与木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，在2~3 s内，由图像知长木板的加速度，由牛顿第二定律得，解得，C正确；在0~2 s内，对小物块进行受力分析，竖直方向，水平方向，又知，长木板的加速度，对木板进行受力分析，由牛顿第二定律得，由牛顿第三定律得，联立解得，D正确.

7.答案：BD

解析：0~1 s内，物体的加速度大小，A项错误；1~2 s内物体的加速度大小，B项正确；物体运动的图像如图所示，

故0~1 s内物体的位移为，C项错误；

0~2 s内物体的总位移，D项正确。

8.答案：BD

解析：图像的斜率表示加速度，由图乙可知上滑时的加速度大小为，下滑时的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得：，，解得：，由上可知物块的质量无法求出，故A、C错误，B正确；物块上滑最大距离等于0~0.5 s内图线与时间轴所围的“面积”的大小，为，故D正确。

9.答案：AB

解析：分析知木板受到的摩擦力。0~2 s，木板静止，，F逐渐增大，所以C错误。4 s~5 s，木板加速度大小，对木板受力分析，，得，所以A正确。2 s~4 s，对木板有，，所以B正确。由于无法确定物块的质量，则尽管知道滑动摩擦力大小，仍无法确定物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。

10.答案：BD

解析：题图乙为物块运动的图象，由可知，图线的斜率，得0~5 m内，5~13 m内，可知恒力F反向时物块恰好位于处，物块做匀减速运动的时间，选项A错误，B正确.设水平向右为正方向，对物块分段受力分析可知，0~5 m内有，5~13 m内有，解得，选项C错误，D正确.

11.答案：AD

解析：由题图乙可知、的合力保持不变，根据牛顿第二定律，可知两个物块一起运动的加速度.时刻，，对B应用牛顿第二定律有，，解得，选项A正确.若间的作用力恰为零，由牛顿第二定律得，由题图乙知，解得时间的作用力为零，选项B错误.，此时两物块紧靠着，A对B的作用力方向向右，选项C错误.当之间产生拉力且大于0.3 N时将会分离，对B分析，，代入得时两物块分开，则，选项D正确.

12.答案：AD

解析：对小物体进行受力分析，有，当时，，此时弹簧恢复原长且与物体分离，物体的位移d等于弹簧的压缩量，故选项A正确，选项B错误；开始时，物体重力和弹簧弹力二力平衡，由平衡条件得，拉力为b时，弹簧弹力和物体重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律有，物体与弹簧分离后，拉力为c，根据牛顿第二定律有，联立解得物体的质量，弹簧的劲度系数，加速度，故选项C错误；从物体开始运动到离开弹簧的过程，物体的位移为d，根据匀变速直线运动的位移公式得，解得运动时间，故选项D正确.