《2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题3.12与力图象加速度图象相关的动力学问题含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练专题3.12与力图象加速度图象相关的动力学问题含解析.pdf（14页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、专题 3.12 与力图象（加速度图象）相关的动力学问题专题 3.12 与力图象（加速度图象）相关的动力学问题 一选择题一选择题 1 （2019 湖南师大附中二模）1 （2019 湖南师大附中二模）如图甲所示，用粘性材料粘在一起的 A、B 两物块静止于光滑水平面上，两物 块的质量分别为 mA1 kg、mB2 kg，当 A、B 之间产生拉力且大于 0.3 N 时 A、B 将会分离。t0 时刻开始 对物块A施加一水平推力F1， 同时对物块B施加同一方向的拉力F2， 使A、 B从静止开始运动， 运动过程中F1、 F2 方向保持不变， F1、 F2的大小随时间变化的规律如图乙所示。 则下列关于 A、 B
2、 两物块受力及运动情况的分析， 正确的是( ) At2.0 s 时刻 A、B 之间作用力为零 Bt2.5 s 时刻 A 对 B 的作用力方向向左 Ct2.5 s 时刻 A、B 分离 D从 t0 时刻到 A、B 分离，它们运动的位移为 5.4 m 【参考答案】D 【名师解析】 由图可知 ： F13.60.9t， F20.9t； 分析可知一开始 AB 一起运动， 对 AB 整体有 ： F1(t g，选项 D 正确 ABC 错误。 二计算题二计算题 1.(2016 上海四区二模)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 “”
3、 表示人的重心。图乙是由力传感器画出的F-t图线。图乙中 14 各点对应着图甲中 14 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图像如图。 a/ms-2 0 0.5 1.0
4、t/s 20 （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 （10 分） （2016 北京海淀联考）2 （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： 图 15 甲 500 0 2500 F/N t/s3.64.24.85.46.0 6.66.88.49.41112 乙 （1
5、）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。 【参照答案】 （1）50kg （2）40 m/s2 （2）3.2m 【名师解析】 由图象给出的信息得到运动员的质量和所受最大力，应用牛顿运动定律得到运动员在运动过程中的最大加 速度；应用竖直上抛规律和相关知识得到运动员重心离开蹦床上升的最大高度。 （1）由图象可知运动员所受重力为 500N，设运动员质量为m，则 m=G/g=50kg3 分 （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=mam2 分 am=m/s2=40
6、 m/s2 1 分 m mgF 50 5002500 （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 2 2 1 gt 3 （10 分）(2016 北京朝阳联考)3 （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 =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
7、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。 a/(ms-2) t/s 0 468 10 4.0 2 6.0 2.0 .0 8.0 F/N t/s 0 468 10 2 图（a） 图（b） （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vt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at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Ft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。 【参照答案】 （1）32m/s （2）如图 （3）72Ns 【名师解析】
8、 （10 分） F/N t/s 0 46 图 3 810 4.0 2 6.0 2.0. 0 8.0 （1）由类比可知，010s 内速度的变化量v等于 010s 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，010s 内力F的冲量I为 010s 内F-t图线与t轴的所围的面积， 所以I=72Ns（3 分） 4 （14 分） （2016 安徽省皖南八校第三次联考）4 （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
9、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 =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. 【名师解析】 （1）4s6s：F=mg 4 分 解得 m=1kg 2 分 （2）2s4s：F-mg=ma 2 分 解得a=1m/s2 2 分 故 4s 末物块速度v=at=2m/s 2 分 则 06s：平均速度2 分 5. 5. (15 分）（2016 四川省自贡市联考）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.
10、某天乘电梯上楼时他携带 了一 个质量为 5 kg 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=1O m/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。 【参照答案】 （1）0.8 m/s2 （2）H=69.6 m 【名师解析】 解析： (15 分)（1） 由图象知： 重物在加速的t1=
11、3 s 内受到的拉力F1=58 N 在减速的t2=6 s 内受到的拉力F2=46 N 由牛顿第二定律有： F1-mg=ma1 （2 分） F2-mg=ma2 （2 分） 代入数据解得： a1=1.6 m/s2 a2 = - 0.8 m/s2（大小为 0.8 m/s2） （2 分） （2）v1=a1t1=4.8 m/s 在 3.0 13.0 s 时段的t=10 s 内作匀速运动，由运动规律有： H = 2 11 2 1 ta+v1t +v1t2+ 2 22 2 1 ta 代入数据解之得： H=69.6 m 6.6.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
12、的图象如 图 7 甲和图乙所示。取重力加速度g10 m/s2。求： (1)前 2 s 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。 【参照答案】(1)2 m/s2 4 m (2)5 kg 0.1 【名师解析】 (1)由vt图象可知，物体在前 2 s 内做匀加速直线运动，前 2 s 内物体运动的加速度为 a m/s22 m/s2 v t 4 2 前 2 s 内物体运动的位移为xat24 m 1 2 (2)对物体进行受力分析，如图所示。对于前 2 s，由牛顿第二定律得 FFfma，Ffmg 2 s 之后物体做匀速直线运动，由平衡条件得FFf 由Ft图象知F15 N，F5 N 代入数据解得m5 kg，0.1。