高考物理一轮复习 专题312 与力图像相关问题千题精练文档格式.docx
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设加速度沿斜面向上的方向为正方向,空气阻力不计,重力加速度g取9.8m/s2,斜面的倾角为θ,下列说法正确的是
A.若θ已知,可求出A的质量
B.若θ未知,可求出乙图中a1的值
C.若θ已知,可求出乙图中a2的值
D.若θ已知,可求出乙图中m0的值
【参考答案】AB
【名师解析】设A的质量为M,当B的质量m=m0时,A的加速度为零,则有m0g=Mgsin,若已知,可求出A的质量,不可求出乙图中a2的值,不可求出乙图中m0的值,选项A正确CD错误。
当B的质量m趋近于无限大时,A的加速度a的加速度趋近于g,即a1=g,选项B正确。
4.(2018成都一诊)一个静止的质点在t=0到t=4s这段时间内,仅受到力F的作用,F的方向始终在同一直线上,F随时间t变化的变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A.在t=0到t=4s这段时间内,质点做往复直线运动
B.在t=1s时,质点的动量大小为1.0kg·
m/s
C.在t=2s时,质点的动能最大
D.在t=1s到t=3s这段时间内,力F的冲量为零
【参考答案】CD
5.(2018广东湛江调研)一位50kg的乘客乘坐电梯在t=0时从地面由静止开始升到顶层用了10s时间,电梯的加速度随时间的关系图象如图所示,其中加速度的正值表示方向向上,g取10m/s2,由图可知
A.电梯地板给乘客的最大力大小为500N
B.乘客给地板的最小力大小为350N
C.电梯加速到速度最大用时2s
D.在7~8s乘客对电梯的压力越来越大
【参考答案】B
6.(2018开封质检)静止在水平地面的物块,受到水平方向的拉力F作用,此拉力方向不变,其大小F与时间t的关系如图所示,设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等,则
A.在0~t1时间内F的功率逐渐增大
B.t2时刻物块的加速度最大
C.t2时刻后物块做反向运动
D.t3时刻物块的动能最大
【参考答案】BD
【名师解析】在0~t1时间内,水平方向的拉力逐渐增大到等于最大静摩擦力,物块静止不动,水平拉力做功为零,功率为零,选项A错误;
t2时刻水平拉力最大,根据牛顿第二定律,物块加速度最大,选项B正确;
t2时刻后水平拉力逐渐减小,物块加速度逐渐减小,速度方向不变,速度仍然继续增大,选项C错误;
t3时刻水平拉力减小到等于滑动摩擦力,速度增大到最大,t3时刻物块的动能最大,选项D正确。
7.(2016衡水模拟)如图甲所示,质量为m的物块放在竖直升降机的地板上,升降机从静止开始匀加速运动一段距离s后,速度为v,测得物块对地板的压力大小大小为F。
改变升降机的加速度,匀加速上升相同距离,可以得到多组对应的v和F,作出F——v2的关系图象,如图乙所示。
A.当地的重力加速度为c/2s
B.当v2=c时,物块一定处于完全失重状态
C.物块的质量m=2b/cs
D.d=2b
【参考答案】AD
8.(2016洛阳联考)如图所示,一根轻弹簧竖直立在水平地面上,下端固定。
小球从高处自由落下,落到弹簧上端,将弹簧压缩至最低点。
能正确反映上述过程中小球的加速度的大小随下降位移x变化关系的图象是下列图中的( )
【参考答案】A
9.(201天津市河北区名校联考)如图甲所示,一根轻弹簧竖直直立在水平地面上,下端固定。
在弹簧的正上方有一个物块,物块从高处自由下落到弹簧上端O处,将弹簧压缩了
时,物块的速度变为零。
在如图乙所示的图象中,能正确反映物块从与弹簧接触开始,至运动到最低点加速度的大小随下降的位移
(弹簧原长为位移的零点)变化的图象是:
()
【参考答案】D
【名师解析】物体下降到O点时,物体所受弹力为零,此时物体只受重力,加速度为g;
继续下降,所受合力F=mg-kx,加速度a=F/m=g-kx/m。
物块从与弹簧接触开始,至运动到最低点加速度的大小一定是先减小后增大。
当弹力增大到等于重力时,合力为零,加速度为零。
此后合外力向上,加速度可表示为a=F/m=kx/m–g,当弹力增大到是重力的2倍时,加速度大小为g。
由对称性可知,此时物体向下运动速度不为零,继续向下运动,故当物体速度减小到零时,加速度a>
g,选项D正确ABC错误。
10.(2016山东淄博模拟)如图甲所示,静止在水平地面上的物块A,受到水平向右的拉力F作用,F与时间t的关系如图乙所示,设物块与地面的最大静摩擦力fm与滑动摩擦力大小相等,则
A.0~tl时间内物块A的加速度逐渐增大
B.t2时刻物块A的加速度最大
C.t3时刻物块A的速度最大
D.t2~t4时间内物块A一直做减速运动
11.(2018金考卷)—个物块放在粗糙的水平面上,现用一个很大的水平力推物块,并且推力不断减小,结果物块运动中的加速度a随推力F变化的图象如图所示。
重力加速
。
A.物块的质量为0.5kg
B.物块与水平面间的动摩擦因数为0.2
C.当推力F减小为2N时,物块的速度最大
D.当推力F减小为0时,物块的速度为零
【名师解析】由物块运动中的加速度a随推力F变化的图象可知,当推力F=2N时,加速度为零,运用牛顿第二定律,F-μmg=0;
当F=0时,加速度a=-2m/s2,运用牛顿第二定律,-μmg=-ma,联立解得:
μ=0.2,m=1.0kg。
即物块与水平面间的动摩擦因数为0.2,物块的质量为1.0kg,选项A错误B正确。
用一个很大的水平力推物块,并且推力不断减小,物块做加速度逐渐减小的加速运动,当推力F减小为2N时,物块的速度最大,选项C正确;
当推力F减小为0时,物块做减速运动,物块的速度不为零,选项D错误。
二.计算题
1...(2016上海四区二模)如图甲所示,某人站在力传感器上,从直立静止起,做“下蹲-起跳”动作,图中的“●”表示人的重心。
图乙是由力传感器画出的F-t图线。
图乙中1~4各点对应着图甲中1~4四个状态和时刻。
取重力加速度g=10m/s2。
请根据这两个图所给出的信息,求:
(1)此人的质量。
(2)此人1s内的最大加速度,并以向上为正,画出此人在1s内的大致a-t图像。
(3)在F-t图像上找出此人在下蹲阶段什么时刻达到最大速度?
简单说明必要理由。
【名师解析】
(1)此人状态1处于静止状态,对应图乙中1点F1=600N可知此人m=60kg。
(2)由图可知:
图乙中2点F2=1800N最大,
由
,有
m/s2。
1s内的a-t图像如右图。
(3)下蹲阶段先加速后减速,支持力与重力平衡时速度最大,由a-t图像可读出速度最大时刻约为0.45。
2.(14分)(2016安徽省皖南八校第三次联考)放在水平地面上的一个物块,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系及物块速度V与时间t的关系如图所示,已知物块与地面间动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2,试求:
(1)物块的质量m多大?
(2)0-6s时间内物块的平均速度多大?
【参照答案】
(1)1kg
(2)1m/s.
(1)4s~6s:
F=μmg……………………4分
解得m=1kg……………………2分
(2)2s~4s:
F-μmg=ma…………………………2分
解得a=1m/s2…………………………2分
故4s末物块速度v=at=2m/s……………………2分
则0~6s:
平均速度
……………………2分
3.(10分)(2016北京海淀联考)图15甲是2012年我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛中的一个情景。
设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动,运动员的脚在接触蹦床过程中,蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来,如图15乙所示。
取g=10m/s2,根据F-t图象求:
(1)运动员的质量;
(2)运动员在运动过程中的最大加速度;
(3)在不计空气阻力情况下,运动员重心离开蹦床上升的最大高度。
(1)50kg
(2)40m/s2
(2)3.2m
(2)由图象可知蹦床对运动员的最大弹力为Fm=2500N,设运动员的最大加速度为am,则
Fm-mg=mam……………………………………………2分
am=
=
m/s2=40m/s2……………………1分
(3)由图像可知远动员离开蹦床后做竖直上抛运动,离开蹦床的时刻为6.8s或9.4s,再下落到蹦床上的时刻为8.4s或11s,它们的时间间隔均为1.6s。
根据竖直上抛运动的对称性,可知其自由下落的时间为0.8s。
………………………………………2分
设运动员上升的最大高度为H,则
H=
m=3.2m………………………………………2分
4.(15分)(2016四川省自贡市联考)一同学想研究电梯上升过程的运动规律.某天乘电梯上楼时他携带了一个质量为5kg的重物和一套便携式DIS实验系统,重物悬挂在力传感器上.电梯从第一层开始启动,中间不间断一直到最高层停止.在这个过程中,显示器上显示出的力随时间变化的关系如图所示.取重力加速度g=1Om/s2根据图象中的数据,求:
(1)电梯在最初加速阶段的加速度a1与最后减速阶段的加速度a2的大小;
(2)电梯在3.0-13.0s时段内的速度v1的大小与电梯在19.0s内上升的髙度H。
(1)0.8m/s2
(2)H=69.6m
代入数据解得:
a1=1.6m/s2
a2=-0.8m/s2(大小为0.8m/s2)(2分)
(2)v1=a1t1=4.8m/s
在3.0
~13.0s时段的t=10s内作匀速运动,由运动规律有:
H=
+v1t+v1t2+
代入数据解之得:
H=69.6m
5.(10分)(2016北京朝阳联考)质量m=1.0kg的物块静置于粗糙水平面上,水平面与物块的动摩擦因数μ=0.4。
现给物块施加一水平向右的推力F,推力作用于物块的时间为10s,物块在推力作用下运动,其加速度a随时间的变化如图(a)所示。
g取10m/s2。
(1)类比是一种常用的研究方法。
对于直线运动,教科书中讲解了由v─t图像求位移的方法.请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图所示a─t图像,求物块10s末的速度大小;
(2)在图(b)中画出10s内推力随时间变化的F-t图线,并标出纵坐标的值;
(3)求推力F在10s内作用于物块的冲量。
(1)32m/s
(2)如图(3)72Ns
(10分)
(1)由类比可知,0~10s内速度的变化量△v等于0~10s内a-t图线与t轴所围的面积,则
△v=32m/s
所以10s末的速度v=v0+△v=32m/s(3分)
(2)如图3所示。
(4分)
(3)同样的类比,0~10s内力F的冲量I为0~10s内F-t图线与t轴的所围的面积,所以
I=72N·
s(3分)
6.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随时间变化的图象如图7甲和图乙所示。
取重力加速度g=10m/s2。
求:
(1)前2s内物体运动的加速度和位移;
(2)物体的质量m和物体与地面间的动摩擦因数μ。
(2)对物体进行受力分析,如图所示。
对于前2s,由牛顿第二定律得
F-Ff=ma,Ff=μmg
2s之后物体做匀速直线运动,由平衡条件得F′=Ff
由F-t图象知F=15N,F′=5N
代入数据解得m=5kg,μ=0.1。
答案
(1)2m/s2 4m
(2)5kg 0.1
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