高考物理大一轮复习单元综合专题(三)动力学与图像综合课件

例 2 如图所示，长为 L＝6 m、质 量为 m＝10 kg 的木板放在水平地面 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)( )
大小 a＝Ffm－F＝1 m/s2，B 项错误；t＝3 s 时物体静止，由 a＝
Ff－F，物体在 m
1
s～3
s
内，做变加速直线运动，C
项正确，D
项
错误．
例 4 (2016·河南中原名校联考)如图甲所示，光滑水平面上 的 O 处有一质量 m＝2 kg 物体．物体同时受到两个水平力的作 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：
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．
(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
例 1 (201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＋ kmv，随着物体速度的减小，物体的加速度不断减小，故 A 项错误； 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．
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
【答案】 ABC 【解析】 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．
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
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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．
【解析】 (1)当 x＝0.5 m 时，F2＝(2＋2×0.5)N＝3 N F1－F2＝ma a＝F1－m F2＝4－2 3 m/s2＝0.5 m/s2 (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 a0＝Fm0＝22 m/s2＝1 m/s2 当 x＝2 m 时，物体也有最大加速度 a2. F2＝ma2 a2＝Fm2＝－22 m/s2＝－1 m/s2 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
W＝12F 合 x＝12×2×1 J＝1 J
根据动能定理，有 W＝12mv2
所以最大速度 v＝
2mW＝
2×1 2
m/s＝1 m/s.
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)应用牛顿第二定律，建立加速度与力的关系． (3)确定物体受力及相关物理量．
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 的物体在水平拉力 F 的作用下沿水平面做匀速直线运动，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( )
例 5 (2016·海南)沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向 上的拉力 F 的作用，其下滑的速度－时间图线如图所示．已知物 体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在 0～5 s、5～10 s、10～15 s 内 F 的大小分别为 F1、F2 和 F3，则( )