2021高考物理一轮复习第三章牛顿运动定律高考热点强化训练3动力学图象问题（含解析）新人教版

高考热点强化训练3　动力学图象问题

1．静止物体受到的合外力随时间变化的图象如图1所示，则它的速度随时间变化的图象是下列选项图中的(　　)

图1

答案　A

解析　由合外力随时间变化的图象，可知物体从静止开始运动，在前两段时间内都是做匀加速运动，且第二次加速度大于第一次加速度，之后合外力为零，做匀速运动，故A正确．

2．一次演习中，一空降特战兵实施空降，飞机悬停在高空某处后，空降特战兵从机舱中跳下，设空降特战兵沿直线运动，其速度—时间图象如图2a所示，当速度减为零时特战兵恰好落到地面．已知空降特战兵的质量为60kg.设降落伞用8根对称的绳悬挂空降特战兵，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图b所示．不计空降特战兵所受的阻力．则空降特战兵(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2)(　　)

图2

A．前2s处于超重状态

B．从200m高处开始跳下

C．落地前瞬间降落伞的每根绳对特战兵的拉力大小为125N

D．整个运动过程中的平均速度大小为10m/s

答案　C

解析　由题v－t图象可知，降落伞在前2s内加速下降，中间5s匀速下降，最后6s减速下降，故前2s失重，选项A错误；由v－t图线与t轴所围的面积等于物体位移的大小知，x＝×(5＋13)×20m＝180m，选项B错误；落地前瞬间a＝＝m/s2＝－m/s2，对特战兵，由牛顿第二定律有mg－8FT·cos37°＝ma，解得FT＝125N，选项C正确；全程平均速度v＝＝m/s>10m/s，选项D错误．

3．图3甲是某人站在力传感器上做下蹲、起跳动作的示意图，中间的O表示人的重心．图乙是根据传感器采集到的数据画出的F－t图线，两图中a～g各点均对应，其中有几个点在图甲中没有画出．取重力加速度g＝10m/s2，根据图象分析可知(　　)

图3

A．人的重力为1500N

B．c点位置人处于失重状态

C．e点位置人处于超重状态

D．d点的加速度小于f点的加速度

答案　C

解析　开始时人处于平衡状态，人对传感器的压力是500N，根据牛顿第三定律与平衡条件可知，人的重力也是500N，故A错误；c点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态，故B错误；e点时人对传感器的压力大于其重力，处于超重状态，故C正确；人在d点时：a1＝＝m/s2＝20m/s2，人在f点时：a2＝＝m/s2＝10m/s2，可知d点的加速度大于f点的加速度，故D错误．

4．广州塔，昵称“小蛮腰”，总高度达600米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台．若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t图象如图4所示．则下列相关说法正确的是(　　)

图4

A．t＝4.5s时，电梯处于失重状态

B．5～55s时间内，绳索拉力最小

C．t＝59.5s时，电梯处于超重状态

D．t＝60s时，电梯速度恰好为零

答案　D

解析　利用a－t图象可判断：t＝4.5s时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，A错误；0～5s时间内，电梯处于超重状态，拉力大于重力，5～55s时间内，电梯处于匀速上升过程，拉力等于重力，55～60s时间内，电梯处于失重状态，拉力小于重力，综上所述，B、C错误；因a－t图线与t轴所围的“面积”代表速度改变量，而图中横轴上方的“面积”与横轴下方的“面积”相等，则电梯的速度在t＝60s时为零，D正确．

5.用外力F拉一物体使其做竖直上升运动，不计空气阻力，加速度a随外力F的变化关系如图5所示，下列说法正确的是(　　)

图5

A．物体的质量为

B．地球表面的重力加速度为2a0

C．当a>0时，物体处于失重状态

D．当a＝a1时，拉力F＝a1

答案　A

解析　当F＝0时a＝－a0，此时的加速度为重力加速度，故g＝a0，所以B错误；当a＝0时，拉力F＝F0，拉力大小等于重力，故物体的质量为，所以A正确；当a>0时，加速度方向竖直向上，物体处于超重状态，所以C错误；当a＝a1时，由牛顿第二定律得F－mg＝ma1，又m＝、g＝a0，故拉力F＝(a1＋a0)，所以D错误．

6.(多选)(2019·山东淄博市3月模拟)如图6所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上．一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动．小球从开始下落到小球第一次运动到最低点的过程中，下列关于小球的速度v、加速度a随时间t变化的图象中符合实际情况的是(　　)

图6

答案　AD

解析　在小球下落的开始阶段，小球做自由落体运动，加速度为g；接触弹簧后，开始时重力大于弹力，加速度方向向下，随着小球的不断下降，弹力逐渐变大，故小球做加速度减小的加速运动，某时刻加速度可减小到零，此时速度最大；小球继续下落时，弹力大于重力，加速度方向变为向上，且加速度逐渐变大，直到速度减小到零，到达最低点，由对称知识可知，到达最低点的加速度大于g，故A、D正确．

7．(多选)(2019·山东日照市3月模拟)长木板上表面的一端放有一个木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器，如图7甲所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大)，另一端不动，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力Ff随角度θ的变化图象如图乙所示．下列判断正确的是(　　)

图7

A．木块与木板间的动摩擦因数μ＝tanθ1

B．木块与木板间的动摩擦因数μ＝

C．木板与地面的夹角为θ2时，木块做自由落体运动

D．木板由θ1转到的θ2的过程中，木块的速度变化越来越快

答案　AD

解析　由题图可知，当夹角为θ1时木块刚刚开始滑动，则mgsinθ1＝μmgcosθ1，可得μ＝tanθ1，故选项A正确，B错误；木板与地面的夹角为θ2时，摩擦力为零，则木块只受重力作用，但此时速度不是零，木块不做自由落体运动，做初速度不为零、加速度为g的匀加速运动，故选项C错误；对木块，根据牛顿第二定律有：mgsinθ－μmgcosθ＝ma，则a＝gsinθ－μgcosθ，则木板由θ1转到的θ2的过程中，随着θ的增大，加速度a增大，即速度变化越来越快，故选项D正确．