届高三二轮复习专题(图像力学部分)

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高三物理二轮复习力学

01力与运动第1讲力与物体的平衡高考命题突出受力分析、力的合成与分解方法的考查，也有将受力分析与牛顿运动定律、电磁场、功能关系进行综合考查．题型一般为选择题和计算题．高考对本专题内容的考查主要有：①对各种性质力特点的理解；②共点力作用下平衡条件的应用．考查的主要物理思想和方法有：①整体法和隔离法；②假设法；③合成法；④正交分解法；⑤矢量三角形法；⑥相似三角形法；⑦正弦定理；高考试题的考查形式主要有两种，一种是以生活中的静力学材料为背景，考查力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用；一种是以现实中可能出现的各种情况，考查力的概念的理解和计算．题型仍延续选择题的形式．1．熟悉各个力的特点，会判断弹力的方向，会判断和计算摩擦力．(1)两物体间弹力的方向一定与接触面或接触点的切面垂直，且指向受力物体．(2)两物体接触处有无静摩擦力，要根据物体间有无相对运动趋势或根据平衡条件进行判断．(3)物体间恰好不相对滑动时，其静摩擦力恰好等于最大静摩擦力．2．共点力的平衡：共点力的平衡条件是F合＝0，平衡状态是指物体处于匀速直线运动状态或静止状态．3．多个共点力平衡：任意方向上合力为零，建立直角坐标系后，两个坐标轴上的合力均为零，即F x＝0，F y ＝0.4．动态平衡：物体在缓慢移动过程中，可以认为物体处于平衡状态，其所受合力为零．5．带电物体在复合场中除了受到重力、弹力和摩擦力外，还涉及电磁学中的电场力、安培力或洛伦兹力．电磁场中的平衡问题也遵循合力为零这一规律．考点1 受力分析【例1】质量为M的半球形物体A和质量为m的光滑球形物体B紧靠着放在倾角为α的固定斜面上，并处于静止状态，如图所示．下列关于物体受力情况的判断正确的是()A．物体A对物体B的弹力方向沿斜面向上B．物体A受到的静摩擦力大小为Mg sinαC．物体B对物体A的压力大于mg sinαD．物体B对斜面的压力等于mg cosα【解析】隔离物体B进行受力分析如图所示，可知物体B受到重力mg、斜面的支持力F N1和物体A对其的弹力F N2作用，由于物体A对物体B的弹力方向与两者的接触面垂直，即沿两圆心向上，故物体A对物体B的弹力方向不沿斜面向上，选项A错误；将物体A和B看成一个整体，由受力分析可知，物体A受到的静摩擦力大小为F ＝(M＋m)g sinα，选项B错误；对物体B，根据平衡条件可得mg sinα＝F N2cosθ，F N1＋F N2sinθ＝mg cosα，可解得F N2＝mg sinαcosθ>mg sinα，F N1＝mg(cosα－sinαtanθ)<mg cosα，再结合牛顿第三定律可知选项C正确，D错误．【答案】C【例2】如图所示，一个L形木板(上表面光滑)放在斜面体上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的木块相连．斜面体放在平板小车上，整体一起沿水平向右的方向做匀速直线运动，不计空气阻力，则关于各物体的受力情况，下列说法正确的是()A．L形木板受4个力的作用B．斜面体可能只受2个力作用C．木块受2个力作用D．斜面体不可能受平板小车对它的摩擦力作用【解析】先把L形木板、木块、斜面体看成一个整体进行分析，受重力、小车的支持力，选项D正确；隔离木块进行分析，其受重力、L形木板的支持力、弹簧的弹力(沿斜面向上)3个力作用处于平衡状态，选项C错误；隔离L形木板进行分析，其受重力、斜面体的支持力、弹簧的弹力(沿斜面向下)、木块的压力、斜面体对它的摩擦力5个力作用，选项A错误；隔离斜面体进行分析，其受4个力作用，选项B错误．【答案】D☞归纳总结(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时，一般采用整体法或隔离法进行分析．(2)采用整体法进行受力分析时，要注意系统内各个物体的状态应该相同.(3)当直接分析一个物体的受力不方便时，可转移研究对象，先分析另一个物体的受力，再根据牛顿第三定律分析该物体的受力，此法叫“转移研究对象法”．[变式训练]1．(多选)如图所示，截面为三角形的木块a上放置一铁块b，木块a的竖直边靠在竖直且粗糙的墙面上，现用竖直向上的推力F推动a、b一起向上匀速运动，运动过程中a、b始终保持相对静止，则下列说法正确的是()A．a受到6个力的作用B．a受到4个力的作用C．b受到3个力的作用D．b受到2个力的作用解析：先对a、b整体受力分析，受到重力和推力，二力平衡，整体不受墙面的弹力和摩擦力，再对b受力分析，受到重力、支持力和静摩擦力，三力平衡，即b受到3个力的作用，故C正确，D错误；再对a受力分析，受到重力、推力、b对a的压力和静摩擦力，故a受到4个力的作用，故A错误，B正确．答案：BC2．(多选)如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物体B置于斜面体C上，通过细绳跨过光滑的轻质定滑轮与物体A相连接，连接物体B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C均处于静止状态，定滑轮通过细杆固定在天花板上，则下列说法中正确的是()A．物体B可能不受静摩擦力作用B．斜面体C与地面之间可能不存在静摩擦力作用C．细杆对定滑轮的作用力沿杆竖直向上D．将细绳剪断，若物体B仍静止在斜面体C上，则此时斜面体C与地面之间一定不存在静摩擦力作用解析：对物体B进行受力分析，由共点力的平衡条件可得，如果m A g＝m B g sinθ，则物体B一定不受静摩擦力作用，反之，则一定会受到斜面体C对其作用的静摩擦力，选项A正确；将物体B和斜面体C看成一个整体，则该整体受到一个大小为m A g、方向沿斜面向上的细绳的拉力，该拉力在水平向左方向上的分量为m A g cosθ，故地面一定会给斜面体一个方向水平向右、大小为m A g cosθ的静摩擦力，选项B错误；由于连接物体A和物体B的细绳对定滑轮的合力方向不是竖直向下，故细杆对定滑轮的作用力方向不是竖直向上，选项C错误；若将细绳剪断，将物体B和斜面体C看成一个整体，则该整体受竖直向下的重力和地面对其竖直向上的支持力，故斜面体C与地面之间一定不存在静摩擦力作用，选项D正确．答案：AD考点2“程序法”破解“静态平衡”问题【例3】(2019年名校联盟Ⅰ)如图所示，竖直放置的光滑圆环O，顶端D点固定一光滑滑轮(大小忽略)，圆环两侧套着m1、m2两小球，两小球用轻绳绕过定滑轮相连，并处于静止状态，已知两小球连线过圆心O点，且与右侧绳的夹角为θ.则m1、m2两小球的质量之比为()A．tanθB.1tanθC.1cos θD．sin2θ【解析】对两球受力分析，如图所示，由三角形相似得，m1：⎭⎪⎬⎪⎫T1L1＝m1gR，T2L2＝m2gR，T1＝T2.⇒m1m2＝L2L1＝1tanθ，故选B.【答案】B【例4】(2019年唐山六校联考)如图所示，物块A和滑环B用绕过光滑定滑轮的不可伸长的轻绳连接，滑环B套在与竖直方向夹角为θ＝37°的粗细均匀的固定杆上，连接滑环B的绳与杆垂直并在同一竖直平面内，B恰好不能下滑，B和杆间的动摩擦因数为μ＝0.4，设B和杆间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则A和B的质量之比为(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)()A.75 B.57 C.135 D.513【解析】设A和B的质量分别为m1、m2，若杆对B的弹力垂直于杆向下，B恰好不能下滑如图1—1—9，则由平衡条件有⎩⎪⎨⎪⎧T＝m1gm2g cosθ＝μ（T－m2g sinθ），解得m1m2＝135；若杆对B的弹力垂直于杆向上，B恰好不能下滑如图1—1—10，则由平衡条件有⎩⎪⎨⎪⎧T＝m1gm2g cosθ＝μ（m2g sinθ－T），解得m1m2＝－75(舍去)．综上分析可知，C正确．【答案】C☞归纳总结(1)破解“静态平衡”问题的一般程序(2)处理平衡问题的常用方法方法特点合成法物体受三个共点力的作用而平衡，则任意两个力的合力一定与第三个力等大、反向分解法三力平衡时，还可以将某一个力按力的效果分解，则其分力和其他两个力分别平衡正交分解法物体受三个或三个以上力的作用时，将所有力分解为相互垂直的两组，每组力分别平衡[变式训练]3．如图所示，某工地上起重机将重为G 的正方形工件缓缓吊起．四根等长的钢绳(质量不计)，一端分别固定在正方形工件的四个角上，另一端汇聚于一处挂在挂钩上，钢绳端汇聚处到每个角的距离均与正方形的对角线长度相等．则每根钢绳的受力大小为( )A.14GB.24G C.12GkD.36G 解析：设每根钢绳的受力大小为F ，由平衡条件有4F cos θ＝G (θ为钢绳与竖直方向的夹角)，由数学知识知sin θ＝12，θ＝30°，则F ＝36G ，选项D 正确．答案：D4．(2019年山东省日照市高三联考)如图所示，倾角为θ＝30°的斜面体静止在水平地面上，一个重为G 的球在水平力的作用下，静止于光滑斜面上，此时水平力的大小为F ；若将力F 从水平方向逆时针转过某一角度α后，仍保持F 的大小不变，且小球和斜面依然保持静止，此时水平地面对斜面体的摩擦力为f .那么F 和f 的大小分别是( )A ．F ＝33G ，f ＝36G B ．F ＝36G ，f ＝12G C ．F ＝33G ，f ＝12GD ．F ＝36G ，f ＝36G解析：先研究第一种情况：对物体受力分析如图1—1—13所示．由平衡条件得：N 与F 的合力F ′与重力G 大小相等，由三角函数关系得：F ＝G tan θ＝33G ；转过一角度后，由F大小不变，小球静止，支持力与F的合力不变，故此时转动后F转方向如图1—1—14：根据几何知识可得F转过的角度是2θ.对整体受力分析并正交分解如图：水平方向：f＝F cos2θ＝33G×12＝36G，故A正确；故选A.答案：A考点3 多法并用破解“动态平衡”问题方法1图解法破解“动态平衡”问题【例5】质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上．用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示．用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中()A．F逐渐变大，T逐渐变大B．F逐渐变大，T逐渐变小C．F逐渐变小，T逐渐变大D．F逐渐变小，T逐渐变小【解析】以O点为研究对象，受力分析如图1—1—16所示，当用水平向左的力缓慢拉动O点时，绳OA与竖直方向的夹角变大，由共点力的平衡条件知F逐渐变大，T逐渐变大，选项A正确．【答案】 A方法2解析法破解“动态平衡”问题【例6】(2019年开封模拟)如图所示，一铁架台放在水平地面上，其上用轻质细线悬挂一小球，开始时细线竖直．现将水平力F作用于小球上，使其缓慢地由实线位置运动到虚线位置，铁架台始终保持静止．则在这一过程中()A．水平力F变小B．细线的拉力不变C．铁架台对地面的压力变大D．铁架台所受地面的摩擦力变大【解析】如图1—1—18所示，对小球受力分析，受细线的拉力、重力、水平力F，根据平衡条件有F＝mg tanθ，θ逐渐增大，则F 逐渐增大，故A 错误；由图可知，细线的拉力T ＝mgcos θ，θ增大，T 增大，故B 错误；以铁架台、小球整体为研究对象，根据平衡条件得F f ＝F ，则F f 逐渐增大，F N ＝(M ＋m )g ，F N 保持不变，故C 错误，D 正确．【答案】 D方法3 相似三角形法破解“动态平衡”问题【例7】 (2019年宝鸡质检)如图所示，轻杆A 端用铰链固定，滑轮在A 点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计)，轻杆B 端吊一重物，现将轻绳的一端拴在杆的B 端，用拉力F 将B 端缓慢向上拉(均未断)，在轻杆达到竖直位置前，以下分析正确的是( )A ．轻绳的拉力越来越大B ．轻绳的拉力越来越小C ．轻杆的弹力越来越大D ．轻杆的弹力越来越小【解析】以B 点为研究对象，它受三个力的作用而处于动态平衡状态，其中一个是轻杆的弹力T ，一个是轻绳斜向上的拉力F ，一个是轻绳竖直向下的拉力F ′(大小等于重物所受的重力)，如图1—1—20所示，根据相似三角形法，可得F ′OA ＝T AB ＝FOB ，由于OA 和AB 不变，OB 逐渐减小，因此轻杆的弹力大小不变，而轻绳的拉力越来越小，故选项B 正确，A 、C 、D 错误．【答案】 B. (多选)如图所示，已知带电小球A 、B 的电荷量分别为Q A 、Q B ，OA ＝OB ，都用长L 的绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O 点处．静止时A 、B 相距为d .为使平衡时AB 间距离变为2d ，可采用以下哪些方法( )A ．将小球B 的质量变为原来的18 B ．将小球B 的质量增加到原来的8倍C ．将小球A 、B 的电荷量都增为原来的2倍，同时将小球B 的质量变为原来的12D ．将小球A 、B 的电荷量都减小到原来的12，同时将小球B 的质量增加到原来的2倍【答案】AC【解析】对小球B 进行受力分析，如图所示：小球受到重力m B g 、库仑力F 、绳子拉力F T 作用，处于平衡状态，根据相似三角形得，m B g F ＝L d ，其中库仑力F ＝k q 1q 2d 2，联立解得d ＝3kq 1q 2L m B g ，B 的质量变为原来的18，则d 变为2d ，A 选项正确；小球A 、B 的电荷量都增为原来的2倍，同时将小球B 的质量变为原来的12，则d 变为2d ，C 选项正确．方法4 正弦定理法破解“动态平衡”问题【例8】 (2017年高考·课标全国卷Ⅰ)(多选)如图所示，柔软轻绳ON 的一端O 固定，其中间某点M 拴一重物，用手拉住绳的另一端N .初始时，OM 竖直且MN 被拉直，OM 与MN 之间的夹角为α(α>π2)．现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变．在OM 由竖直被拉到水平的过程中( )A ．MN 上的张力逐渐增大B ．MN 上的张力先增大后减小C ．OM 上的张力逐渐增大D ．OM 上的张力先增大后减小【解析】将重物向右上方缓慢拉起，重物处于动态平衡状态，可利用平衡条件或力的分解画出动态图分析．将重物的重力沿两绳方向分解，画出分解的动态图如图1—1—22所示．在三角形中，根据正弦定理有G sin γ1＝F OM 1sin β1＝F MN 1sin θ1，由题意可知F MN 的反方向与F OM 的夹角γ＝180°－α，不变，因sin β(β为F MN 与G 的夹角)先增大后减小，故OM 上的张力先增大后减小，当β＝90°时，OM 上的张力最大，因sin θ(θ为F OM 与G 的夹角)逐渐增大，故MN 上的张力逐渐增大，选项A 、D 正确，B 、C 错误．【答案】 AD ☞归纳总结(1)图解法：如果物体受到三个力的作用，其中一个力的大小、方向均不变，并且还有另一个力的方向不变，此时可用图解法，画出不同状态下力的矢量图，判断各个力的变化情况．(2)解析法：如果把物体受到的多个力合成、分解后，能够找到力的边角关系，则应选择解析法，建立平衡方程，根据自变量的变化(一般都要用到三角函数)确定因变量的变化．(3)相似三角形法：此法是图解法的特例，一般研究对象受绳(杆)、或其它物体的约束，且物体受到三个力的作用，其中的一个力大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化．(4)正弦定理法：此法是在其中一个力的大小、方向均不变，另外两个力的方向都发生变化，且已知两个力的夹角的情况下用正弦定理的方法求解．[变式训练]5．(2019年衡水同卷)如图所示，竖直平面内存在一与水平方向夹角为θ(θ<45°)的匀强电场，轻质绝缘细线一端固定在O 点，另一端系一质量为m 、带正电的小球，小球恰好静止于A 点．现给小球施加一外力F ，使其静止B 点．已知OA 水平，OB 与竖直方向的夹角也为θ，细线始终处于伸直状态，重力加速度为g ，小球可视为质点，则外力F 的最小值为( )A ．mg tan θB.mg tan θC.mg cos 2θsin θD.mg sin 2θcos θ解析：在A 点对小球受力分析，可知重力和电场力的合力水平向右，大小为mgtan θ，在B 点对小球受力分析，如图所示，小球相当于受水平向右、大小为mgtan θ的力和沿细线方向的拉力，当力F 垂直于细线方向斜向左下方时，力F 最小，最小值为mgtan θcos θ，即mg cos 2θsin θ，C 正确．答案：C6．(2019年福建罗源一中校考)如图，一条细线的一端与水平地面上的物体B 相连，另一端绕过光滑轻滑轮与物体A 相连，滑轮用一端固定在天花板上O 点的细线OP 悬挂，系统静止时细线OP 与竖直方向所成的夹角为α，则( )A ．若增大A 的质量，α角一定仍保持不变B ．若减小A 的质量，α角一定仍保持不变C ．若B 缓慢向右移动一小段距离，α角一定仍保持不变D ．若B 缓慢向左移动一小段距离，α角一定仍保持不变解析：对物体A 受力分析，受重力和拉力，设A 的质量为m ，根据平衡条件，有：T ＝mg ；增大小球A 的质量，若B 仍保持不动，系统平衡，拉力的方向不变，则合力的方向不变，则α不变；若B 会移动，则拉力的方向会变，故合力的方向会变，则α会变化，故A 错误；若减小A 的质量，拉力减小，B 保持不动，故拉力的方向不变，则α不变，故B 正确；若B 缓慢向右移动一小段距离，AB 仍保持静止，绳子的拉力不变，则∠APB 增加；对滑轮分析，受三个拉力，如图所示，根据平衡条件可知，∠APB ＝2α，故α一定增大，故C 错误；同理，若B 缓慢向左移动一小段距离α角一定减小，故D 错误．答案：B考点4 平衡中的“临界、极值”问题临界问题：当某个物理量变化时，会引起其他几个物理量的变化，从而使物体的平衡“恰好出现”或“恰好不出现”，即处于临界状态，在问题的描述中常用“刚好”“刚能”“恰好”等字眼．极值问题：平衡问题的极值，一般指在力的变化过程中的最大值和最小值．【例9】 (2019年惠州模拟)如图所示，三根相同的绳的末端连接于O 点，A 、B 端固定，C 端受一水平力F ，当F 逐渐增大时(O 点位置保持不变)，最先断的绳是( )A ．OAB ．OBC ．OCD ．三绳同时断【解析】对结点O 受力分析，受三根绳的拉力，水平和竖直两绳拉力的合力与OA 绳的拉力等大反向，由平行四边形定则可知，三根绳中OA 绳的拉力最大，在水平拉力逐渐增大的过程中，OA 绳先断，选项A 正确．【答案】 A【例10】如图所示，三根长度均为L 的轻绳分别连接于C 、D 两点，A 、B 两端被悬挂在水平天花板上，相距2L ，现在C 点上悬挂一个质量为m 的重物，为使CD 绳保持水平，在D 点上可施加力的最小值为( )A ．mgB.33mg C.12mgD.14mg 【解析】由题图可知，为使CD 绳水平，各绳均应绷紧，由几何关系可知，AC 绳与水平方向的夹角为60°；结点C 受力平衡，受力分析如图1—1—29所示，则CD 绳的拉力F T ＝mg tan30°＝33mg ；D 点受CD 绳的拉力大小等于F T ，方向向左；要使CD 绳水平，D 点两绳的拉力与外界的力的合力应为零，则CD 绳对D 点的拉力可分解为沿BD 绳的F 1及另一分力F 2，由几何关系可知，当BD 绳上的拉力F ′与F 1大小相等，且力F 2与BD 绳垂直时，F 2最小，而F 2的大小即为施加在D 点的力的大小，故最小力F ＝F 2＝F T sin60°＝12mg ，故C 正确．【答案】 C ☞归纳总结(1)临界与极值问题解题流程 ①对物体初始状态受力分析，明确所受各力的变化特点． ②由关键词判断可能出现的现象或状态变化．③据初始状态与可能发生的变化间的联系，判断出现变化的临界条件或可能存在的极值条件． ④选择合适的方法求解．(2)解决临界与极值问题的常用方法①解析法：利用物体受力平衡写出未知量与已知量的关系表达式，根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况，利用临界条件确定未知量的临界值．②图解法：根据已知量的变化情况，画出平行四边形的边角变化，确定未知量大小、方向的变化，确定未知量的临界值．[变式训练]7．(多选)某学习小组为了体验最大静摩擦力与滑动摩擦力的临界状态，设计了如图所示的装置，一位同学坐在长直木板一端，另一端不动，让长直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)，则选项图中表示该同学受到支持力F N 、合外力F 合、重力沿斜面方向的分力G 1、摩擦力F f 随角度θ的变化关系正确的是( )解析：重力沿斜面方向的分力G 1＝mg sin θ，C 正确；支持力F N ＝mg cos θ，A 正确；该同学滑动之前，F 合＝0，F f ＝mg sin θ，θ增大，F f 增大，滑动后，F合＝mg sin θ－μmg cos θ，F f ＝μmg cos θ，实际情况下最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，且θ增大F f 减小，B 错误，D 正确．答案：ACD8．一个质量为1 kg 的物体放在粗糙的水平地面上，用最小的拉力拉它，使之做匀速直线运动，已知这个最小拉力大小为6 N ，取g ＝10 m/s 2，则下列关于物体与地面间的动摩擦因数μ的取值，正确的是( )A ．μ＝916B ．μ＝43C ．μ＝34D ．μ＝35解析：物体在水平面上做匀速直线运动，可知拉力在水平方向的分力与滑动摩擦力相等．以物体为研究对象，受力分析如图1—1—31所示，因为物体处于平衡状态．水平方面有F cos α＝μF N ，竖直方向有F sin α＋F N ＝mg .联立可解得：F ＝μmg cos α＋μsin α＝μmg1＋μ2sin （α＋φ），当α＋φ＝90°时，sin(α＋φ)＝1，F 有最小值，F min ＝μmg1＋μ2，代入数值得μ＝34.答案：C考点5 电磁场中的平衡问题【例11】 (2019年陕西省宝鸡市高三教学质量检测)如图所示，匀强电场的电场强度方向与水平方向夹角为30°且斜向右上方，匀强磁场的方向垂直于纸面(图中未画出)．一质量为m 、电荷量为q 的带电小球(可视为质点)以与水平方向成30°角斜向左上方的速度v 做匀速直线运动，重力加速度为g ，则( )A ．匀强磁场的方向可能垂直于纸面向外B ．小球一定带正电荷C ．电场强度大小为mg qD ．磁感应强度的大小为mgq v【解析】小球做匀速直线运动，受到的合力为零，假设小球带正电，则小球的受力情况如图1—1—33甲所示，小球受到的洛伦兹力沿虚线但方向未知，小球受到的重力与电场力的合力与洛伦兹力不可能平衡，故小球不可能做匀速直线运动，假设不成立，小球一定带负电，选项B 错误；小球的受力情况如图1—1—33乙所示，小球受到的洛伦兹力一定斜向右上方，根据左手定则，匀强磁场的方向一定垂直于纸面向里，选项A 错误；根据几何关系，电场力大小qE ＝mg ，洛伦兹力大小q v B ＝3mg ，解得E ＝mg q ，B ＝3mgq v，选项C 正确，D 错误．【答案】 C【例12】 (2019年济宁市高三第二次模拟)如图所示，轻质弹簧下面挂有边长为L 、质量为m 的正方形金属框ABCD ，各边电阻相同，金属框放置在磁感应强度大小为B 、方向垂直金属框平面向里的匀强磁场中．若A 、B 两端与电源相连，通以如图所示方向的电流时，弹簧恰好处于原长状态，则通入正方形金属框AB 边的电流大小为( )A.4mg3BLB.3mg 4BLC.mg BLD.mg4BL【解析】根据电流方向可知，AD 边、DC 边、CB 边串联，再与AB 边并联，设每边电阻为R ，根据平衡条件可知：mg ＝BI AB L ＋BI DC L ，根据并联电路可知：I AB ＝3I DC ，联立两式解得：I AB ＝3mg4BL，故B 正确．【答案】 B ☞归纳总结(1)电磁场中平衡问题的特点电学中的平衡问题是指在电场力、安培力参与下的平衡问题．处理电磁学中的平衡问题的方法与纯力学问题的分析方法一样，把方法和规律进行迁移应用．(2)解题的注意事项①安培力方向的判断要先判断磁场方向、电流方向、再用左手定则判断，同时注意立体图转化为平面图． ②电场力或安培力的出现，可能会对压力或摩擦力产生影响． ③涉及电路问题时，要注意闭合电路欧姆定律的应用． [变式训练]9．(2019年山东省青岛市高三质检)如图所示，绝缘光滑圆环竖直放置，a 、b 、c 为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c 位于圆环最高点，ac 连线与竖直方向成60°角，bc 连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态．下列说法正确的是( )A ．a 、b 、c 小球带同种电荷B ．a 、b 小球带异种电荷，b 、c 小球带同种电荷C ．a 、b 小球电量之比为36D ．a 、b 小球电量之比为39解析：A 、B ：对c 小球受力分析可得，a 、b 小球必须带同种电荷c 小球才能平衡．对b 小球受力分析可得，b 、c 小球带异种电荷b 小球才能平衡．故A 、B 两项错误．C 、D ：对c 小球受力分析，如图1—1—36所示，将力正交分解后可得：k q a q c r ac 2sin60°＝k q b q cr bc2sin30°，又r ac ∶r bc ＝1∶3，解得：q a ∶q b ＝3∶9.故C 项错误，D 项正确．答案：D10．如图所示，用两根绝缘细线将质量为m 、长为l 的金属棒ab 悬挂在c 、d 两处，置于匀强磁场内．当棒中通以从a 到b 的电流I 后，两悬线偏离竖直方向θ角而处于平衡状态．为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的最小磁感应强度的大小、方向为( )A.mg Il tan θ，竖直向上B.mgIl tan θ，竖直向下 C.mg Il sin θ，平行于悬线向下 D.mgIlsin θ，平行于悬线向上解析：要求所加磁场的磁感应强度最小，应使棒平衡时所受的安培力有最小值．由于棒的重力恒定，悬线拉力的方向不变，由画出的力的三角形可知，安培力与拉力方向垂直时有最小值F min ＝mg sin θ，即IlB min ＝mg sin θ，得B min ＝mgIlsin θ，方向应平行于悬线向上．故选D.答案：D。

专题16 力学图像【练】【解析版】-2023-2024年高考物理二轮复习讲练测(新教材新高考)

第六部分物理图像专题16 力学图像【练】一．练经典试题1.(2022·广西梧州市3月联考)甲、乙两物体在同一水平直线上运动，其位置坐标x随时间t变化的图象如图所示，甲为抛物线，乙为直线，下列说法正确的是()A.前3 s内甲物体先做加速运动，后做减速运动B.前3 s内甲的平均速率大于乙的平均速率C.前3 s内甲、乙两物体的距离越来越大D.前3 s内甲、乙两物体始终做同向运动【答案】B【解析】根据位移—时间图象的斜率等于速度，知前3 s内甲先沿正方向做减速运动，后沿负方向做加速运动，选项A错误；前3 s内，甲、乙两物体通过的位移相等，都是2 m，但是甲先向正方向运动后向负方向运动，乙一直沿正方向做匀速直线运动，则甲物体通过的路程大于乙物体的路程，结合平均速率等于路程与时间之比，知前3 s内，甲物体的平均速率大于乙物体的平均速率，故B正确，D错误；由图象可知，前3 s内甲、乙两物体的距离先增加后减小，选项C错误。

2. (2022·广东肇庆市第二次统一测试)甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上行驶，它们的位移—时间图象如图所示。

由图象分析可知，在两汽车运动过程中()A.乙车做减速运动B.甲车做匀减速运动C.0～t1时间内甲车的平均速度大于乙车的平均速度D.0～t1时间内甲车的位移大于乙车的位移【答案】A【解析】位移－时间图象斜率大小表示速度大小，由图可得，甲车在做匀速直线运动，乙车在做减速直线运动，A正确，B错误；由图象可得两车的位移相等，而平均速度等于位移除以时间，两车运动的时间也相等，故平均速度相同，C、D错误。

3.(2022·广东新高考八省大联考模拟)一木块沿一与水平面夹角为α的表面粗糙的传送带运动，其v－t图象如图所示，已知传送带以速率v0逆时针转动，传送带足够长，木块与传送带间的动摩擦因数为μ。

则下列说法正确的是()A.v－t图象描述的是木块以一定的初速度从传送带的底端开始向上的运动B.从v－t图象可知木块的初速度大于v0C.从v－t图象可知木块与传送带间的动摩擦因数μ>tan αD.从v－t图象可以得出木块运动过程中的速度一定有等于v0的时刻【答案】D【解析】若木块以一定的初速度从传送带的底端开始向上的运动，木块一定先减速向上后加速向下，而图象表示的是运动方向不变，且一直做加速运动，所以木块的初速度一定向下，A错误；木块的初速度一定沿斜面向下的，又因为图象的斜率先大后小，所以木块的加速度也先大后小，木块受到的合力先大后小，木块所受的摩擦力先向下后向上，只有木块的初速度小于v0时摩擦力的方向才能先向下，B错误；木块的初速度小于v0，摩擦力沿斜面向下，木块向下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有mg sin θ＋F f＝ma1，当木块的速度等于v0时，若木块与传送带间的动摩擦因数μ>tan α，则μmg cos θ>mg sin θ，木块将随着传送带一起以v0的速度匀速运动，不能继续加速运动，C错误；当木块的速度等于v0时，且μ<tan α，木块无法与传送带相对静止，继续向下加速运动，摩擦力的方向沿斜面向上，根据牛顿第二定律得mg sin θ－F f＝ma2，木块运动过程中的速度一定有等于v0的时刻，D正确。

高考物理二轮复习专项突破训练力学图像问题.docx

力学图像问题1．一质点在竖直平面内斜向右下运动，它在竖直方向的速度－时间图象和水平方向的位移－时间图象分别如图1甲、乙所示．关于质点的运动，下列说法正确的是()图1A．轨迹是一条直线B．前2 s内质点处于失重状态C．t＝0时刻的速度大小为2 m/sD．质点斜向右下运动的过程中机械能守恒2．(多选)如图2所示为甲、乙两球同向运动的v－t图象，甲球从静止出发，乙球以某一初速度运动，在t＝3 s时两球恰好相遇，则()图2A．甲、乙两球从同一地点出发，且在t＝2 s时两球相距最近B．在t＝1 s时乙球在前，甲球在后C．在t＝2 s时乙球在前，甲球在后D．在t＝0时，甲、乙两球相距2.25 m3．如图3所示是做匀变速直线运动的质点在0～6 s内的位移—时间图线．若t＝1 s时，图线所对应点的切线斜率为4(单位：m/s)．则()图3A．t＝1 s时，质点在x＝5 m的位置B．t＝1 s和t＝5 s时，质点的速度相同C．t＝1 s和t＝5 s时，质点加速度的方向相反D．前5 s内，合外力对质点做正功4．如图4甲所示，在光滑的水平面上，物体A在水平方向的外力F作用下做直线运动，其v—t图象如图乙所示，规定向右为正方向．下列判断正确的是()图4A．在3 s末，物体处于出发点右方B．在1～2 s内，物体正向左运动，且速度大小在减小C．在1～3 s内，物体的加速度方向先向右后向左D．在0～1 s内，外力F不断增大5．(多选)水平地面上质量为1 kg的物块受到水平拉力F1、F2的作用，F1、F2随时间的变化如图5所示，已知物块在前2 s内以4 m/s的速度做匀速直线运动，取g＝10 m/s2，则()图5A．物块与地面间的动摩擦因数为0.2B．3 s末物块受到的摩擦力大小为3 NC．4 s末物块受到的摩擦力大小为1 ND．5s末物块的加速度大小为3 m/s26．如图6甲所示，静止在光滑水平面上的长木板B(长木板足够长)的左端放着小物块A.某时刻，A受到水平向右的外力F作用，F随时间t的变化规律如图乙所示，即F＝kt，其中k为已知常数．若物体之间的滑动摩擦力F f的大小等于最大静摩擦力，且A、B的质量相等，则下列图中可以定性地描述长木板B运动的v－t图象的是()图67．(多选)如图7甲所示，物体置于某固定的斜面上，与斜面间的动摩擦因数为μ.对物体施加水平向右大小变化的外力F，保持物体沿斜面向下做加速运动，加速度a随外力F变化的关系如图乙所示，物体不脱离斜面的条件是F≤20 N，若重力加速度g＝10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，根据图乙中所提供的信息经过分析计算可以求出()图7A．物体的质量B．斜面倾角的正弦值C．物体运动6 s的位移D．加速度为6 m/s2时物体对斜面的压力8.如图8所示是水平面上的甲、乙两物体在同一地点同一时刻开始分别受到沿同一直线的水平拉力作用时的速度－时间图象．已知两物体的质量分别为m甲＝2 kg、m＝3 kg，两物体与水平面之间的动摩擦因数均为μ＝0.2，取重力加乙速度g＝10 m/s2.图8(1)通过分析，判断甲、乙所受水平拉力的方向是否相同？求出甲、乙所受水平拉力大小之比．(2)从t＝0开始经过多长时间甲、乙再次相遇？甲与乙再次相遇时通过的位移多大？甲与乙再次相遇前的最远距离为多少？参考答案1.答案 B2.答案 CD3. 答案 A4.答案 A解析根据v －t 图象与t 轴所围的“面积”大小等于位移，t 轴上方位移为正，下方位移为负，则前3 s 内物体的位移为正，说明物体处于出发点右方，故A 正确；在1～2 s 内，速度为正值，说明物体向右运动，速度不断减小，故B 错误；在1～3 s 内，图象的斜率不变，则加速度不变，故C 错误；在0～1 s 内，图象切线斜率不断减小，则加速度不断减小，由牛顿第二定律得外力F 不断减小，故D 错误．5.答案 BC解析在0～2 s 内物块匀速运动，则摩擦力F f ＝3 N ，则μ＝Ff mg ＝310＝0.3，选项A 错误；2 s 后物块做减速运动，加速度a ＝F 合m ＝6－5－31 m/s 2＝－2 m/s 2，则经过t ＝0－va ＝2 s ，即4 s 末速度减为零，则3 s 末物块受到的摩擦力大小为3 N ，物块停止后，因两个力的差值小于最大静摩擦力，则物块不再运动，则5 s 末物块的加速度为零，4 s 末物块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为6 N －5 N ＝1 N ，选项B 、C 正确，选项D 错误．6.答案 B解析选A 、B 整体为研究对象，开始运动后，随F 的增大，A 、B 整体加速度增大，A 、B 即将分离时，A 、B 整体具有共同的最大加速度，由牛顿第二定律得：a ＝F 2m对B 应用牛顿第二定律：a ＝Ffm 对A 应用牛顿第二定律：a ＝F －Ffm 经历时间：t ＝Fk由以上解得：t ＝2Ffk此后，B 将受恒力作用，做匀加速直线运动，图线为倾斜的直线，所以A 、C 、D 错误，B 正确．7.答案 ABD解析受力分析如图，设斜面倾角为θ，当F ＝0 N 时，可知a 1＝2 m/s 2，则mg sin θ－μmg cos θ＝ma 1；当F ＝20 N 时，F cos θ＋mg sin θ＝ma 2，a 2＝403 m/s 2，此时F N ＝0，F sin θ＝mg cos θ，sin 2θ＋cos 2θ＝1，由以上式联立可得，μ＝11735，m ＝677，sin θ＝34，故A 、B 正确；由于物体初速度及F 随时间变化情况未知，因此无法求解物体运动6 s 的位移，故C 错误；由题图可知a ＝1730F ＋2，当a ＝6 m/s 2时，可求得F ＝12017 N ，由F N ＋F sin θ＝mg cos θ，物体所受的支持力F N ＝16517 N ，则物体对斜面的压力为16517 N ，故D 正确．8.答案见解析解析 (1)设甲、乙两物体所受的拉力分别为F 甲和F 乙，则根据牛顿第二定律有F 甲－μm 甲g ＝m 甲a 甲； F 乙－μm 乙g ＝m 乙a 乙；根据v －t 图象的斜率等于加速度，可知，a 甲＝6－105m/s 2＝－0.8 m/s 2，a 乙＝6－05m/s 2＝1.2 m/s 2，联立解得F 甲＝2.4 N ，F 乙＝9.6 N由于F 甲＞0，F 乙＞0，所以甲、乙所受的拉力同向，且F 甲∶F 乙＝1∶4 (2)甲、乙两物体再次相遇时，有x 甲＝x 乙．即v0t1＋12a甲t12＝12a乙t12.解得t1＝10 s，即经过10 s甲、乙再次相遇．相遇时，x甲＝x乙＝12a乙t12＝12×1.2×102 m＝60 m当甲、乙速度相等时，两者相距最远，则有v0＋a甲t2＝a乙t2.解得t2＝5 s最远距离为Δx＝(v0t2＋12a甲t22)－12a乙t22.解得Δx＝25 m.。

高考物理第二轮复习总结精选题组专练5图象问题一力学部分含解析

专练5 图象问题(一)——力学局部一、单项选择题1．(2021·天津卷，1)质点做直线运动的速度—时间图象如图1所示，该质点()图1A．在第1秒末速度方向发生了改变B．在第2秒末加速度方向发生了改变C．在前2秒内发生的位移为零D．第3秒末和第5秒末的位置一样解析图象的正、负表示速度的方向，故A错；图象的斜率表示加速度，第2秒末斜率不变，故B错；前两秒内图象都在时间轴上方，故质点位移为图线与坐标轴所围成的“面积〞，C错；第4秒内和第5秒内的位移大小一样、方向相反，故D正确．答案 D2. (2021·无锡市普通高中高三期末)一质点由静止开场做直线运动的v－t关系图象如图2，那么该质点的x－t关系图象可大致表示为以下图中()图2解析物体开场向正方向做匀减速直线运动到速度为0，然后反向做匀加速直线运动．位移一时间图线的切线的斜率表示瞬时速度，可知瞬时速度先减小后反向增大，B正确．答案 B3. 一个物体沿一条直线运动，其位移x随时间t变化规律图线为如图3所示抛物线，c和d，由此可知()图3A ．物体的初速度为0B ．物体做加速度越来越大的加速运动C ．物体在c 时刻的速度为3d2cD ．物体经过时的速度为4dc解析由图象结合位移公式x ＝v0t ＋12at2可知物体做匀加速直线运动，由d ＝v0c ＋12ac2和3d ＝v0(2c)＋12a(2c)2，解得v0＝d 2c 、a ＝dc2，A 、B 均错误；应用速度公式可知物体在c 时刻的速度为v0＋ac ＝3d 2c ，C 正确；应用速度公式可知物体在1.5c 时刻的速度为v0＋1.5ac ＝2dc ，D 错误．答案 C4．如图4甲所示，静止在光滑程度面上的长木板B(长木板足够长)的左端放着小物块A ，某时刻，B 受到程度向左的外力F 的作用，F 随时间t 的变化规律如图乙所示，即F ＝kt ，其中k 为常数．假设A 、B 之间的滑动摩擦力Ff 的大小等于最大静摩擦力，且A 、B 的质量相等，那么以下图中可以定性地描绘物块A 的v －t 图象的是 ( )图4解析刚开场，外力F 较小，A 、B 保持相对静止，加速度大小为a ＝F 2m ＝kt2m ，可见，加速度a 的大小随着时间t 逐渐增大，对应的v －t 图线的斜率逐渐增大，C 、D 错误；随着时间t 的增大，外力F 增大，当物块和木板之间的摩擦力大小到达最大静摩擦力时，物块A 与木板B 发生相对运动，此时有Ff ＝ma ，F －Ff ＝ma ，解得F ＝2Ff ，即kt ＝2Ff ，可见t ＞2Ffk 后物块将在大小恒定的摩擦力的作用下做匀加速直线运动，其对应的v －t 图线是倾斜的直线，A 错误，B 正确．答案 B 5．(2021·安徽芜湖二模)如图5所示，连同装备总重力为G 的滑雪爱好者从滑雪坡道上由静止开场沿坡道ABC 向下滑行，滑到B 点时滑雪者通过改变滑雪板角度的方式来增大摩擦力的大小，使其到底端C 点速度刚好减为零．AB>BC ，设两段运动过程中摩擦力均为定值．以下分别为滑雪者位移、速度、加速度、摩擦力随时间变化的图象，其中正确的选项是 ( )图5解析对滑雪者分析，受重力、支持力和摩擦力三个恒力作用，在AB 和BC 两段的合力均为恒定值，由牛顿第二定律，Gsin θ－ fAB ＝maAB ，fBC －Gsin θ＝maBC ，加速度也分别恒定，且AB 段aAB 的方向沿斜面向下，BC 段aBC 的方向沿斜面向上，那么选项C 、D 错误；滑雪者先匀加速运动到B ，再匀减速运动到C ，那么选项B 正确；x －t 图象的斜率表示速度，那么选项A 错误．答案 B 6．(2021·南京市、盐城市高三第一次模拟)跳伞运发动从某高度静止的直升机上跳下，经过2 s 逐渐翻开降落伞，此后再过18 s 落地．整个跳伞过程中的v －t 图象如图6所示．根据图象可知跳伞运发动 ( )图6A ．4 s 末速度为16 m/sB ．14 s 末加速度为零C ．前2 s 的机械能守恒D ．下落的总高度约为240 m解析速度—时间图象的斜率表示加速度，图线与时间轴所围的“面积〞表示物体通过的位移，由图可知4 s 末跳伞运发动的速度为18 m/s ，A 错误；14 s 以后物体做匀速直线运动，加速度为零，B 正确；前2 s 物体做匀加速运动，加速度大小为a ＝ΔvΔt ＝8 m/s2，除了重力以外，物体在运动过程中还要受到阻力的作用，机械能减小，C 错误；每一个小方格代表的位移为4 m,18 s 内的位移约为45×4 m ＝180 m ，D 错误．答案 B二、多项选择题( )图7A ．假设FA ＝FB ，那么mA ＞mBB ．假设mA ＝mB ，那么拉力FA 对物体A 做的功比拉力FB 对物体B 做的功多C ．假设mA ＝mB ，那么整个过程中摩擦力对两物体A 、B 做的功相等D ．假设mA ＝mB ，那么拉力FA 的最大瞬时功率一定是拉力FB 的最大瞬时功率的2倍解析由于拉力FA 、FB 撤去后，物体做减速运动过程的v －t 图线彼此平行，所以两个物体与程度面间的动摩擦因数μ＝0.1一样，根据牛顿第二定律F －μmg ＝ma 得：a ＝Fm －μg ，由v －t 图线可知aA ＞aB ，假设FA ＝FB ，那么mA ＜mB ，A 错；根据图象的斜率和题设条件，当mA ＝mB 时代入数据求得两拉力FA ＝83m(N)、FB ＝53m(N)，两力对两物体做功相等，B 错；整个过程中两个物体的总位移大小一样，所以摩擦力对两物体做的功Wf ＝μmgs 相等，C 对；假设mA ＝mB ，PAm ＝FAvAm ＝203m(W)，PBm ＝103m(W)，D 对．答案 CD8. 一个物体沿直线运动，从t ＝0时刻开场，物体的xt －t 的图象如图8所示，图线与纵、横坐标轴的交点坐标分别为0.5 m/s 和－1 s ，由此可知( )图8A ．物体做匀加速直线运动B ．物体做变加速直线运动C ．物体的初速度大小为0.5 m/sD ．物体的初速度大小为1 m/s解析图线的斜率为0.5 m/s2，纵截距为0.5 m/s.由位移公式x ＝v0t ＋12at2两边除以对应运动时间t 为x t ＝v0＋12at ，可得纵截距的物理意义为物体运动的初速度，斜率的物理意义为物体加速度的一半(12a)．所以物体做初速度为v0＝0.5 m/s ，加速度大小为a ＝1 m/s2的匀加速直线运动．答案 AC9．在平直公路上有甲、乙两辆汽车同时从同一位置沿着同一方向做匀加速直线运动，它们速度的平方随位移变化的图象如图9所示，那么 ( )图9A ．甲车的加速度比乙车的加速度大B ．在x ＝0.5 m 处甲乙两车的速度相等C ．在x ＝0.5 m 处甲乙两车相遇D ．在x ＝1.0 m 处甲乙两车相遇解析根据公式v2－v20＝2ax ，v2－x 图象的斜率表示2a ，由于甲的图像斜率大于乙的图像斜率，所以甲车的加速度比乙车的加速度大，选项A 正确．在x ＝0.5 m 处甲乙两车的速度相等，选项B 正确．由于甲、乙两辆汽车同时从同一位置沿着同一方向做匀加速直线运动，甲的加速度为2 m/s2，乙的加速度为1 m/s2，甲的初速度为零，乙的初速度为1 m/s.甲、乙两辆汽车加速到 2 m/s 需要时间分别为22s 和(2－1) s ，在x ＝0.5 m 处，甲乙两车不能同时到达，不相遇，选项C 错误．在x ＝1.0 m 处，甲的速度为2 m/s ；经过t ＝1 s 甲到达x ＝1.0 m 处；乙的速度为 3 m/s ，经过t′＝(3－1)s 乙到达x ＝1.0 m 处；甲、乙两车不能同时到达，不相遇，选项D 错误．答案 AB 10．(2021·山东青岛二模)如图10甲所示，物体以一定初速度从倾角α＝37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0 m ．选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E 机随高度h 的变化规律如图乙所示．g ＝10 m ( )图10A ．物体的质量m ＝0.67 kgC ．物体上升过程的加速度大小a ＝10 m/s2D ．物体回到斜面底端时的动能Ek ＝10 J解析由图象及动能、重力势能的定义可知50 J ＝12 mv20，30 J ＝3mg ，解得v0＝10 m/s ，m＝1 kg ，A 错误；由v2t －v20＝2as 、s ＝hsin 37°＝5 m 、vt ＝0联立可得a ＝－10 m/s2，C 正确；由－mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma 可得μ＝0.5，B 错误；对物体从滑出到滑回的过程，由动能定理有－2μmgcos 37°·s ＝Ek －50 J ，解得Ek ＝10 J ，D 正确．答案 CD 规律方法1．公式与图象的转化要作出一个确定的物理图象，需要得到相关的函数关系式．在把物理量之间的关系式转化为一个图象时，最重要的就是要明确公式中的哪个量是自变量，哪些是常量，关系式描绘的是哪两个物理量之间的函数关系，那么这两个物理量就是物理图象中的两个坐标轴． 2．图象与情景的转化运用物理图象解题，还需要进一步建立物理图象和物理情景的联络，根据物理图象，想象出图象所呈现的物理现象、状态、过程和物理变化的详细情景，因为这些情景中隐含着许多解题条件，这些过程中表达了物理量互相制约的规律，这些状态反映了理论结果是否能与合理的现实相吻合，这些正是“审题〞“分析〞“审视答案〞等解题环节所需要解决的．。

2024年新高考二轮物理复习专题——力学图像

考情透析命题点考频分析命题特点核心素养运动学图像2023年：湖北T8全国甲卷T3T6江苏T1广东T3浙江6月T3北京T21辽宁T3新课标T72022年：上海T8河北T1广东T3江苏T8福建T72021年：广东T8辽宁T3全国乙卷T8湖北T4本专题主要考查运动学图像、动力学图像和功能关系图像等力学图像问题。

从命题趋势上来看，三种图像问题都是高考热点，命题情境来源广泛，会紧密联系生产生活和科技进步等场景。

高考题型考查形式多样，考查的难度适中，主要考查学生对图像物理意义的理解、图像的分析技巧和方法（数形结合）。

科学思维：能够列出图像对应物理量的关系,并转化成数学函数进行分析。

动力学图像功能关系图像热点突破1运动学图像▼考题示例1（2023·湖北省·历年真题）（多选）0t =时刻，质点P 从原点由静止开始做直线运动，其加速度a 随时间t 按图示的正弦曲线变化，周期为02t 。

在00~3t 时间内，下列说法正确的是（）A ．02t t =时，P 回到原点B ．02t t =时，P 的运动速度最小C ．0t t =时，P 到原点的距离最远D ．032t t =时，P 的运动速度与012t t =时相同答案：BD解析：ABC ．由va t∆=∆可得v a t ∆=∆，故a t -图像的面积表示质点速度变化量，可知质点在00~t 时间内一直向前做加速运动，0t 时刻速度达到最大，00~2t t 时间内加速度方向与速度方向反向，因为加速度a 随时间t 按图示的正弦曲线变化，可知02t 时刻速度减速到零，此过程一直向前做减速运动，002~4t t 重复此过程的运动，即质点一直向前运动，AC 错误，B 正确；D ．~a t 图像的面积表示速度变化量，003~22t t 内速度的变化量为零，因此02t时刻的速度与032t 时刻相同，D 正确。

故选：BD 。

跟踪训练1（2023·全国·模拟题）物理兴趣小组制作一电动小车，可以通过遥控器灵活操控其运动。

高考物理二轮复习谙熟三看两法破解力学图像三类问题讲义

第5讲 ⎪⎪⎪谙熟“三看、两法”，破解力学图像三类问题 [考法·学法]运动学图像和动力学图像一直是高考的热点，考查角度一般有三个：一是会识图，理解图线、斜率、截距、面积的意义，能根据需要列出函数关系式；二是会作图，依据物理现象、物理过程、物理规律作出图像；三是会用图，能结合物理公式和图像等解决物理问题。

高考中一般考查这三类问题： ①应用运动图像分析物体的运动规律 ②应用动力学图像考查牛顿运动定律 ③根据物理情景描绘或者选择物理图像用到的思想方法主要有： ①图像法 ②等效法③作图法一、应用运动图像分析物体的运动规律基础保分类考点 1．“三看”图像(1)看清坐标轴所表示的物理量：是运动学图像(v t、x t、a t)，还是动力学图像(Fa、Ft、Fx)，明确因变量与自变量的制约关系。

(2)看图线本身：识别两个相关量的变化趋势，进而分析具体的物理过程。

(3)看交点、斜率和“面积”：明确图线与图线的交点、图线与坐标轴的交点、图线斜率、图线与坐标轴围成的面积的物理意义。

2．解答图像问题的“两法” (1)公式与图像的转化要作出一个确定的物理图像，需要得到相关的函数关系式。

在把物理量之间的关系式转化为一个图像时，最重要的就是要明确公式中的哪个量是自变量，哪些量是常量，关系式描述的是哪两个物理量之间的函数关系。

(2)图像与情境的转化运用物理图像解题，还需要进一步建立物理图像和物理情境之间的联系，根据物理图像，想象出图像所呈现的物理现象、状态、过程和物理变化的具体情境，因为这些情境中隐含着许多解题条件，这些过程中体现了物理量相互制约的规律，这些状态反映了理论结果是否能与现实相吻合，这些正是“审题”“分析”“审视答案”等解题环节所需要解决的问题。

[全练题点]1.(2020届高三·平顶山联考)设竖直向上为y 轴正方向，如图所示曲线为一质点沿y 轴运动的位置—时间(y t)图像，已知图线为一条抛物线，则由图可知( )A ．t ＝0时刻质点速度为0B ．0～t 1时间内质点向y 轴负方向运动C ．0～t 2时间内质点的速度一直减小D ．t 1～t 3时间内质点相对坐标原点O 的位移先为正后为负解析：选C 在t ＝0时刻y t 图线斜率不为0，说明t ＝0时刻质点速度不为0,0～t 1时间内质点向y 轴正方向运动，故A 、B 错误。

图像问题专题练习高三物理第二轮复习北京海淀

高三物理复习——图像专题练习1．放在光滑水平面上的木块受到两个水平力F 1和F 2的作用，静止不动。

现保持F 1不变，使F 2逐渐减小到零，再逐渐恢复到原来的大小。

在这个过程中，能正确描述木块运动情况的图像是2．汽车在牵引力F 作用下做匀加速直线运动，后来关闭发动机滑行，其v － t 图象如右图所示。

从图象分析可知汽车受到的阻力是车重的____倍；如果汽车的质量是5t ，则牵引力F = N ；在加速过程中，发动机的平均功率是P=W 。

(取g =10m/s 2)3、水平推力F1、F2分别作用于同一物体，分别作用一段时间后撤去，使物体都从静止开始运动到最后停下，如果物体在两种情况下的总位移相等，且F1>F2，则 A 、F2的冲量大 B 、F1的冲量大C 、F1和F2的冲量相等D 、无法比较F1和F2的冲量大小4、根据右图求出当弹簧长度为10cm 、5cm 、15cm 时的弹性势能。

5．一个静止的质点，在0~4s 时间内受到力F 的作用，力的方向始终在同一直线上，力F随时间t 的变化如图所示，则质点在 A ．第2s 末速度改变方向 B ．第2s 末位移改变方向C ．第4s 末回到原出发点D ．第4s 末运动速度为零 6.将一个动力传感器连接到计算机上,我们就可以测量快速变化的力,如图所示是用这种方法测得的某小滑块在半球形碗内在竖直平面内来回滑动时，对碗的压力随时间变化的曲线，由此曲线提供的信息做出下列几种判断，其中正确的是： A ．滑块在碗中滑动的周期是0.6s B ．在t=0.8s 时刻，滑块的速度为零C ．从t=0.5s 到t=0.8s 的过程中，滑块的重力势能减小D 、滑块滑动过程中机械能守恒7、一个小孩在蹦床上作游戏，他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度．小孩从高处开始下落到弹回的整个过程A B C D /s -中，他的运动速度随时间变化的图象如图6所示，图中oa 段和cd 段为直线．则根据此图象可知，小孩和蹦床相接触的时间为多少问题：画出竖直上抛过程中的动量大小与时间的关系图，并简述其所表达的信息。

人教版高三物理力学图象专题复习ppt课件

关，则下列说法正确的是：B C
A)子弹入射速度越大，木块获得的动能越大。 B)子弹入射速度越大，木块获得的动能越小。 C)子弹入射速度越小，木块获得的动能越大。 D)子弹入射速度越小，木块获得的动能越小。
v
M
M
s
d
V V'
t
例7
在光滑水平面上放着长为L ，质量为M 的木块，在木块左端放一个质量为m 的物块（可视为质），而且物块，木块都处于静止状态，今对物块m 施以水平向右的恒力 F 。设物块与木板分离时的速度分别为v 和 V，则判断正确的是：
若只增大m:
a1=F/m-µg
V V
a2' a2=µmg/M
V
a2
若只增大F:
0
t
t a1
a2 不变
v A
t
o
t2 t1
B C
例4
一物体做加速直线运动,依次经过A,B,C三个位置,B是AC中点,物体在AB段的加速度恒为a1, 在BC段的加速度恒为a2,现测得VB=(VA+VC)/2,
则a1和a2的大小关系为:a1_<____a2 .
V
C
a2
B a1
A
0
t
例5
一个内壁光滑的四角呈圆弧状的长方形管腔
放在竖直平面内，两个小球甲和乙同时自管口A
放入，分别由路径A—D—C和A—B—C自由滑下
，若B,D两点等高，则到达底部：
A)甲球先到
B)乙球先到
A
C)两球同时到 D)无法确定哪个球先到
乙
甲
B
D
C
分析
v
VC VB=VD
C
D
B
0A

高三二轮复习专题(图像力学部分)

2018届江苏省常熟中学物理二轮复习——图像专题一（力学部分）2018/2/23 一、动力学与图像结合：二、功能关系与图像综合：各类图像所围“面积”或“斜率”的含义例：质量为m的球从高处由静止开始下落，已知球所受的空气阻力与速度大小成正比.下列图象分别描述了球下落过程中加速度a、速度v随时间t的变化关系和动能E k、机械能E随下落位移h的变化关系，其中可能正确的是（）练习：1、甲、乙两质点自同一地点沿同一直线运动，其v-t 图象如图所示。

下列说法正确的是（） A ．第1s 末，两质点相遇B ．第2s 末，甲的加速度方向发生改变C ．第4s 末，两质点相距20mD ．0～2s 内，两质点间的距离越来越大 2．汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速运动．汽车所受阻力恒定，下列汽车功率P 与时间t的关系图像中，能描述上述过程的是( )A B C D3．一汽车在平直公路上以20kW 的功率行驶，t 1时刻驶入另一段阻力恒定的平直公路，其v —t 图象如图所示，已知汽车的质量为2×103kg 。

下列说法正确的是（） A ．t 1前汽车受到的阻力大小为1×103N B ．t 1后汽车受到的阻力大小为2×103N C ．t 1时刻汽车加速度突然变为1m/s 2 D ．t 1～t 2时间内汽车的平均速度为7.5m/s4.一汽车从静止开始做匀加速直线运动, 然后刹车做匀减速直线运动,直到停止. 下列速度 v 和位移 x 的关系图像中,能描述该过程的是（）5．一滑块以一定的初速度从一固定斜面的底端向上冲，到斜面上某一点后返回底端，斜面粗糙．滑块运动过程中加速度与时间关系图象如图所示．下列四幅图象分别表示滑块运动过程中位移x 、速度v 、动能Ek 和重力势能Ep （以斜面底端为参考平面）随时间变化的关系图象，其中正确的是（）A B C D6．质量为m 的球从地面以初速度v 0 竖直向上抛出，已知球所受的空气阻力与速度大小成正比，下列图象分别描述了球在空中运动的加速度a 、速度v 随时间t 的变化关系和动能E k 、机械能E （选地面处重力势能为零）随球距离地面高度h 的变化关系，其中可能正确的（）t/s1t 2A．B．C．D．7．一汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶.从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化关系如图所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图象中,可能正确的是( )A B C D8.如图甲所示,Q1、Q2是两个固定的点电荷,一带负电的试探电荷仅在电场力作用下以初速度v a沿两点电荷连线的中垂线从a点向上运动,其v—t 图象如图乙所示,下列说法正确的是( )A.两点电荷一定都带负电,但电量不一定相等B.两点电荷一定都带负电,且电量一定相等C.t1、t2两时刻试探电荷在同一位置D.t2时刻试探电荷的电势能最大9．(多选)如图甲所示，在x轴上有两个固定的点电荷Q1、Q2，其中Q l带正电处于原点O．现有一个正电荷q以一定的初速度沿x轴正方向运动(只受电场力作用)，其v-t图象如图乙所示，q经过a、b两点时速度分别为v、v b．则以下判断正确的是（）A．Q 2带负电且电荷量小于Q lB．b点的场强比以点的场强大C．a点的电势比b点的电势高D．q在a点的电势能小于在b点的电势能10．(多选)一质点做匀速圆周运动的一部分轨迹如图所示。