【高考物理】2018-2019学年物理高考大一轮复*课件:第三单元牛顿运动定律单元综合3(精品复*课件)

发布时间:2021-10-14 10:46:47

单元综合专题(三) 动力学与图像综合 要 点 综 述 一、常见图像 v-t 图像,a-t 图像,F-t 图像,F-a 图像等. 二、主要类型 根据运动过程,确定运动图像. 已知力的变化图线,分析物体运动情况. 已知运动图像,分析物体受力情况. 三、解题策略 弄清图像坐标轴、斜率、截距、交点、拐点、面积的物 理意义. 应用物理规律列出与图像对应的函数关系式. 解题的关键是通过图像求解加速度. 四、题型鸟瞰 题型鸟瞰 题型一:根据运动过程确定运动图像 题型二:根据 F-t 图像分析物体的运动情况 题型三:根据 v-t 图像分析物体的受力情况 高考热度 ★★★★★ ★★★★★ ★★★★★ 题 型 透 析 根据运动过程确定运动图像 解题思路: (1)分析运动过程中物体的受力; (2)根据牛顿第二定律推出加速度表达式; (3)根据加速度的变化确定运动图像. 例1 (2014· 重庆)以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛 出并开始计时,一个物体所受空气阻力可忽略,另一物体所受空 气阻力大小与物体速率成正比, 下列用虚线和实线描述两物体运 动的 v-t 图像可能正确的是( ) 【答案】 D 【解析】 不受空气阻力的物体,整个上抛过程中加速度恒 为 g,方向竖直向下,题图中的虚线表示该物体的速度—时间图 像;受空气阻力的物体在上升过程中,mg+kv=ma,即 a=g+ kv , 随着物体速度的减小, 物体的加速度不断减小, 故 A 项错误; m 物体上升到最高点时,速度为零,此时物体的加速度也是 g,方 向竖直向下,故图中实线与 t 轴交点处的切线的斜率应与虚线的 斜率相同,故 D 项正确,B、C 项错误. 例2 如图所示, 长为 L=6 m、 质 量为 m= 10 kg 的木板放在水*地面 上,木板与地面间的动摩擦因数为 μ= 0.2, 一个质量为 M=50 kg 的人从木板的左端开始向右加速跑动, 从人开始跑到人离开木板的过程中,以下 v-t 图像可能正确的 是(g 取 10 m/s2, a 为人的 v-t 图像, b 为木板的 v-t 图像)( ) 【答案】 【解析】 ABC 人在木板上加速,受到木板向右的摩擦力,f= Ma1,木板与地面之间的最大静摩擦力 fm=μ(M+m)g=120 N; A 中人的加速度 a1=1 m/s2,f=Ma1=50 N<120 N,木板静止不 动,t=2 3 s 内人的位移 x=6 m,A 项正确;同理 B 项正确; C 中人的加速度 a1=3 m/s2,f=Ma1=150 N>120 N,木板向左加 速,f-μ(M+m)g=ma2,a2=3 m/s2,t= 2 s 内人的位移大小 x1=3 m,木板的位移大小 x2=3 m,C 项正确;D 中木板的位移 为负,应在时间轴的下方,因此 D 项错误. 根据 F-t 图像分析物体的运动情况 解题思路: (1)根据 F-t 图像,确定加速度的变化. (2)根据加速度的方向,判断是加速运动还是减速运动. (3)由加速度结合初始运动状态,分析物体的运动情况. 例3 如图甲所示,一质量为 m=1 kg 的物体在水*拉力 F 的作用下沿水*面做匀速直线运动,从某时刻开始,拉力 F 随时 间均匀减小,物体受到的摩擦力随时间变化的规律如图乙所 示.则下列关于物体运动的说法正确的是( ) A.t=1 s 时物体开始做加速运动 B.t=2 s 时物体做减速运动的加速度大小为 2 m/s2 C.t=3 s 时物体刚好停止运动 D.物体在 1 s~3 s 内做匀减速直线运动 【答案】 C 【解析】 由题图乙知,F 在 t=1 s 时开始均匀减小,物体 开始做减速运动,A 项错误;t=2 s 时,F=3 N,则物体加速度 Ff-F 大小 a= =1 m/s2,B 项错误;t=3 s 时物体静止,由 a= m Ff-F ,物体在 1 s~3 s 内,做变加速直线运动,C 项正确,D 项 m 错误. 例 4 (2016· 河南中原名校联考)如图甲所示,光滑水*面上 的 O 处有一质量 m=2 kg 物体.物体同时受到两个水*力的作 用,F1=4 N,方向向右,F2 的方向向左大小如图乙所示,x 为物 体相对 O 点的位移.物体从静止开始运动.求: (1)当位移为 x=0.5 m 时物体的加速度多大? (2)物体在 x=0 至 x=2 m 内何位置, 物体的加速度最大?最 大值为多少? (3)物体在 x=0 至 x=2 m 内何位置, 物体的速度最大?最大 值为多少? 【答案】 (1)0.5 m/s2 (2)x=0 或 x=2 m 时加速度最大,大小为 1 m/s2 (3)x=1 m 时速度最大,大小为 1 m/s 【解析】 (1)当 x=0.5 m 时,F2=(2+2×0.5)N=3 N F1-F2=ma F1-F2 4-3 a= = m/s2=0.5 m/s2 m 2 (2)物体所受的合外力为 F 合=F1-F2=4-(2+2x)=2-2x(N) 作出 F 合-x 图如图所示: 从图中可以看出,在 0 至 2 m 范围内 当 x=0 时,物体有最大加速度 a0. F0=ma0 F0 2 a0= = m/s2=1 m/s2 m 2 当 x=2 m 时,物体也有最大加速度 a2. F2=ma2 F2 -2 a2= = m/s2=-1 m/s2 m 2 负号表示加速度方向向左. (3)当 x=1 m 时,F 合=0,加速度为零,速度最大,从 x=0 到 x=1 m 合外力所做的功 1 1 W= F 合 x= ×2×1 J=1 J 2 2 1 2 根据动能定理,有 W= mv 2 所以最大速度 v= 2W = m 2×1 m/s=1 m/s. 2 根据 v-t 图像分析物体的受力情况 解题思路: (1)根据 v-t 图像,求解加速度. (2)应用牛顿第二

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