第四章 专题强化练16　动力学图像问题 同步练（含答案）--2023-2024学年高中物理人教版（2019） 必修 第一册

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专题强化练16　动力学图像问题1．(2023·肇庆市第一中学高一阶段练习)排球是人们最喜爱的运动之一。运动员在原地向上做抛接球训练，排球在空中受到空气的阻力大小可视为不变，下列能反映排球上升和下落运动过程的图像是(　　)2.(2022·如皋高一期末)某物体由静止开始运动，它所受到的合外力F随时间t变化的规律如图所示，则在0～t0这段时间的速度v随时间t变化的规律可能是(　　)3.质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v－t图像如图所示，则物体与水平面间的动摩擦因数μ和水平推力F的大小分别为(g取10 m/s2)(　　)A．0.2　6 N B．0.1　6 NC．0.2　8 N D．0.1　8 N4．如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体加速度a随力F变化的图像如图乙所示，g取10 m/s2。则(　　)A．加速度a与力F成正比B．物体在力F作用下做匀加速直线运动C．物体的质量为1 kgD．物体与水平面间的动摩擦因数为0.35．(2022·皖西中学高一期末)粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动，水平拉力F及运动速度v随时间变化的图像如图甲和图乙所示。重力加速度g＝10 m/s2。以下说法正确的是(　　)A．第2 s内物体位移大小是4 mB．0～4 s过程中物体做匀变速直线运动C．物体的质量m＝5 kgD．物体与地面间的动摩擦因数为0.26．物体A、B、C均静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB、mC，与水平面间的动摩擦因数分别为μA、μB、μC，用平行于水平面的拉力F分别拉物体A、B、C，所得加速度a与拉力F的关系图线如图中甲、乙、丙所示，则以下说法不正确的是(　　)A．μA＝μB，mA＜mB B．μB＜μC，mB＝mCC．μB＝μC，mB＞mC D．μA＜μC，mA＜mC7．某马戏团演员做滑杆表演，已知竖直滑杆上端固定，下端悬空，滑杆的重力为200 N，在杆的顶部装有一拉力传感器，可以显示杆顶端所受拉力的大小。从演员在滑杆上端做完动作开始计时，演员先在杆上静止了0.5 s，然后沿杆下滑，3.5 s末刚好滑到杆底端，并且速度恰好为零，整个过程演员的v－t图像和传感器显示的拉力随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，g＝10 m/s2，则下列说法正确的是(　　)A．演员的体重为800 NB．演员在最后2 s内一直处于超重状态C．传感器显示的最小拉力为600 ND．滑杆长7.5 m8.(2022·烟台市高二期末)如图甲所示，一个质量为2 kg的物体在水平力F作用下由静止开始沿粗糙水平面做直线运动，t＝1 s时撤去外力。物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示。则下列说法错误的是(　　)A．F的大小为8 NB．0～1 s和1～3 s内物体加速度的方向相反C．t＝3 s时，物体离出发位置最远D．3 s末物体的速度为09．如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上表面放置小滑块A。木板B在水平拉力F作用下，其加速度a随拉力F变化的关系图像如图乙所示，则小滑块A的质量为(　　)A．4 kg B．3 kg C．2 kg D．1 kg10.(2022·天水市甘谷县高一期末)在粗糙水平地面上，有一质量为2 kg的物体做直线运动，从t＝0时刻起受水平恒力F的作用，经一段时间后撤去力F，物体运动的v－t图像如图所示，取重力加速度大小g＝10 m/s2，下列说法不正确的是(　　)A．物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2B．物体在第4 s末回到起始位置C．F的大小为6 ND．F在物体上的作用时间为3 s11．(2022·宁波市高一期末)如图甲所示，物块a、b之间用一根轻质弹簧相连，放在光滑水平面上，物块a的质量为1.2 kg。开始时两物块均静止，弹簧处于原长，t＝0时对物块a施加水平向右的恒力F，t＝1 s时撤去力F，在0～1 s内两物块的加速度随时间变化的情况如图乙所示。弹簧始终处于弹性限度内，整个运动过程中以下分析正确的是(　　)A．b物块的质量为0.8 kgB．t＝1 s时物块a、b的速度大小相同C．t＝1 s时a的速度小于0.8 m/sD．0～1 s内弹簧弹力先增大后减小专题强化练16　动力学图像问题1．B　[上升阶段，排球在空中受到空气的阻力与重力方向相同，合力较大，下落阶段，排球在空中受到空气的阻力与重力方向相反，合力较小，故上升阶段的加速度比下落阶段的要大，方向相同，故A错误，B正确；由h＝eq \f(1,2)at2可知，上升所需的时间稍短，下落所需的时间稍长，且上升和下落运动方向相反，落回抛球点时，速度比抛出时稍小，且由上述分析可知，上升和下降的加速度均恒定，故C、D错误。]2．D　[由题图知，合外力F减小，则加速度a减小，而物体由静止开始运动，则加速度与速度同向，物体做加速度逐渐减小的变加速直线运动，在t0时刻加速度为零，速度最大，故选D。]3．A　[由v－t图像知a1＝1 m/s2，a2＝－2 m/s2，由牛顿第二定律得F－μmg＝ma1，－μmg＝ma2，解得μ＝0.2，F＝6 N，选项A正确。]4．D　[a－F图像是不过原点的直线，所以a与F成线性关系，但不成正比，故A错误；物体在力F作用下做加速度增大的变加速直线运动，故B错误；设物体的质量为m，物体与水平面间的动摩擦因数为μ，根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma，取图中数据代入后解得m＝2 kg，μ＝0.3，故C错误，D正确。]5．C　[v－t图线与横轴围成的面积表示位移，由题图乙可知第2 s内物体位移为x＝eq \f(1,2)×(2＋4)×1 m＝3 m，故A错误；由题图乙可知，物体在前2 s做匀加速直线运动，后2 s做匀速直线运动，故B错误；由牛顿第二定律可知前2 s内F1－μmg＝ma，后2 s内F2＝μmg，由题图甲可知F1＝15 N，F2＝5 N，解得m＝5 kg，μ＝0.1，故C正确。]6．C　[根据牛顿第二定律有F－μmg＝ma，得a＝eq \f(F,m)－μg，则a－F图像的斜率k＝eq \f(1,m)，由题图可看出，乙、丙的斜率相等且小于甲的斜率，则mA＜mB＝mC。当F＝0时，a＝－μg，根据题图可看出，μA＝μB＜μC，故选C。]7．B　[演员在滑杆上静止时传感器显示的800 N等于演员和滑杆的重力之和，所以演员体重为600 N，A错误；由v－t图像可知，1.5～3.5 s内演员向下做匀减速运动，加速度方向向上，演员处于超重状态，B正确；演员加速下滑时处于失重状态，滑杆所受拉力最小，此时a1＝3 m/s2，对演员由牛顿第二定律知mg－Ff1＝ma1，解得Ff1＝420 N，对滑杆由平衡条件得F1＝420 N＋200 N＝620 N，传感器显示的最小拉力为620 N，C错误；由v－t图像中图线与时间轴围成的面积可得滑杆长为4.5 m，D错误。]8．A　[由题图乙可知t＝1 s时撤去外力，物体在摩擦力作用下，加速度大小为2 m/s2，由牛顿第二定律可得摩擦力大小为Ff＝ma2＝2×2 N＝4 N，在0～1 s时间内，物体的加速度为4 m/s2，由牛顿第二定律可得F－Ff＝ma1，F＝Ff＋ma1＝4 N＋2×4 N＝12 N，A错误，符合题意；由题图乙可知，0～1 s物体加速度为正方向，1～3 s内物体加速度为负方向，所以0～1 s和1～3 s内物体加速度的方向相反，B正确，不符合题意；t＝1 s时，物体的速度v＝a1t＝4×1 m/s＝4 m/s，物体做减速运动的时间t′＝eq \f(v,a2)＝eq \f(4,2) s＝2 s，即物体在t＝3 s时速度是零，物体离出发位置最远，C、D正确，不符合题意。]9．C　[刚开始时A、B一起做加速运动，根据牛顿第二定律可知：F＝(mA＋mB)a，结合题图乙斜率分析可知mA＋mB＝3 kg，当拉力F大于3 N时，A、B分开各自做加速运动，设B受到的摩擦力大小为Ff，根据牛顿第二定律可知：F－Ff＝mBa′，代入题图乙数据可得：mB＝1 kg，则mA＝2 kg，故选C。]10．B　[由题图知，力F在第3 s末撤去，撤去力F后，物体做匀减速运动，根据牛顿第二定律得μmg＝ma3，根据图像得a3＝2 m/s2，解得μ＝0.2，A、D正确；图线与横轴所围面积表示位移大小，0～4 s内位移不等于零，所以物体不是第4 s末回到起始位置，B错误；1～3 s时间内物体做匀加速运动，根据牛顿第二定律得F－μmg＝ma2，根据图像得a2＝1 m/s2，解得F＝6 N，C正确。]11．A　[t＝0时，对物块a根据牛顿第二定律得F＝maa0＝1.2×1.0 N＝1.2 Nt＝1 s时，对整体分析F＝(ma＋mb)a1解得mb＝0.8 kg，A正确；根据a－t图像与t轴所围图形的面积为速度变化量，物块a、b初速度都为0，由图像可知0～1 s内a的速度变化量大于b的速度变化量，故a的速度大于b的速度，B错误；根据a－t图像所围图形的面积，0～1 s内a的图像面积Δva>eq \f(1,2)×(1.0＋0.6)×1 m/s＝0.8 m/s，即t＝1 s时a的速度大于0.8 m/s，C错误；对b分析，根据牛顿第二定律，弹簧弹力提供b的加速度，则有FT＝mbab，根据题图乙可知，物块b的加速度一直在增大，故0～1 s内弹簧弹力一直增大，D错误。]