2024年高中物理新教材同步 必修第一册第4章　专题强化　动力学图像问题

专题强化　动力学图像问题

[学习目标]　1.会分析物体受到的力随时间的变化图像和速度随时间的变化图像，会结合图像解答动力学问题。2.熟练应用牛顿运动定律解决实际问题(重点)。

常见的图像形式：在动力学问题中，常见的图像是v－t图像、F－t图像、a－F图像等，这些图像反映的是物体的运动规律、受力规律，而不是物体的运动轨迹。

一、由运动学图像分析物体的受力情况

例1　(多选)给一物块一定的速度使其沿粗糙固定斜面上滑，上滑到斜面某一位置后，又自行滑下，该物块的v－t图像如图所示，则由此可知(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(　　)

A．斜面倾角为30°

B．斜面倾角为37°

C．动摩擦因数μ＝0.5

D．动摩擦因数μ＝0.2

例2　(2022·长沙市第一中学高一期末)建设房屋的起重机通过钢索将质量为m的建筑材料从地面竖直向上吊起，材料运动过程中的位移x随时间t的变化关系如图所示。材料受到的拉力大小为FT、速度大小为v。重力加速度为g，则(　　)

A．0～t1内，v减小，FT<mg

B．t1～t2内，v增大，FT>mg

C．t2～t3内，v减小，FT>mg

D．t2～t3内，v减小，FT<mg

二、由F－t(a－t)图像、F－x图像分析物体的运动情况

例3　(2023·西安中学月考)质量为1 kg的物体只在力F的作用下运动，力F随时间t变化的图像如图所示，在t＝1 s时，物体的速度为零，则物体运动的v－t图像、a－t图像正确的是(　　)

例4　(多选)如图甲所示，轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置的物体(物体与弹簧不连接)处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x之间的关系如图乙所示。不计空气阻力，g取10 m/s2，下列判断正确的是(　　)

A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态

B．弹簧的劲度系数为7.5 N/cm

C．物体的质量为2 kg

D．物体的加速度大小为5 m/s2

三、由a－F图像分析物体的受力或运动情况

例5　(多选)如图甲所示，水平地面上有一质量为M的物体，用竖直向上的力F向上提它，力F变化引起物体加速度变化的函数关系如图乙所示，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是(　　)

A．当F小于图乙中A点横坐标表示的值时，物体的重力Mg>F，物体不动

B．图乙中A点的横坐标等于物体的重力大小

C．物体向上运动的加速度与力F成正比

D．图线延长线和纵轴的交点B的纵坐标为－g

图像问题的解题策略

1．把图像与具体的题意、情景结合起来，明确图像的物理意义，明确图像所反映的物理过程。

2．特别注意图像中的一些特殊点，如图线与横、纵坐标轴的交点，图线的转折点，两图线的交点等所表示的物理意义。注意图线的斜率、图线与坐标轴所围图形面积的物理意义。

3．应用物理规律列出与图像对应的函数关系式，进而明确“图像与公式”“图像与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断。