1、动力学的图像问题1.如图甲所示,某人通过动滑轮将质量为m的货物提升到一定高处,动滑轮的质量和摩擦均不计,货物获得的加速度a与竖直向上的拉力之间的函数关系如图乙所示。重力加速度大小为g。则下列判断正确的是( )A.图线与纵轴的交点M的绝对值为gB.图线的斜率在数值上等于物体的质量mC.图线与横轴的交点N的值D.图线的斜率在数值上等于物体质量的倒数2.如图所示,水平地面上有质量的物块,受到如图甲所示随时间变化的水平拉力F的作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力的大小如图乙所示。重力加速度g取。下列判断正确的是( )A.5 s内物块的位移为0B.4 s末物块所受合力大小为4.0 NC.物块与地面
2、之间的动摩擦因数为0.4D.69 s内物块的加速度大小为3.质量为1 kg的木板B静止在水平面上,可视为质点的物块A从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板,如图甲所示。A和B经过1 s达到同一速度,之后共同减速直至静止,A和B运动的图像如图乙所示,g取,则物块A的质量为( )A.1 kgB.2 kgC.3 kgD.6 kg4.如图甲所示,一个质量为3 kg的物体放在粗糙水平地面上,从零时刻起,物体在水平力F作用下由静止开始做直线运动。在03 s时间内物体的加速度a随时间t的变化规律如图乙所示,则( )A.F的最大值为12 NB.01 s和23 s内物体加速度的方向相反C.3 s末物体的速度最大,
3、最大速度为8 m/sD.在01 s内物体做匀加速运动,23 s内物体做匀减速运动5.某运动员做跳伞训练,他从悬停在空中的直升机上由静止跳下,跳离飞机一段时间后打开降落伞减速下落。他打开降落伞后的速度图线如图甲所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员,每根绳与中轴线的夹角均为,如图乙所示。已知人的质量为M,不计人所受的阻力,打开伞后伞所受阻力F与速度v成正比,重力加速度为g。则每根悬绳能够承受的拉力至少为( )A.B.C.D.6.如图甲所示,可视为质点的质量的小物块放在质量的木板正中央位置,木板静止在水平地面上,连接物块的轻质细绳伸直且与水平方向的夹角为37.现对木板施加水平向左的拉力,木板运动的图
4、像如图乙所示,g取,则( )A.木板的长度为2 mB.木板的长度为1 mC.木板与地面间的动摩擦因数为0.5D.物块与木板间的动摩擦因数为7.质量、初速度的物体沿着粗糙水平地面向右运动,物体与地面之间的动摩擦因数,同时物体还受到一个如图所示的随时间变化的水平拉力F的作用,设水平向右为拉力的正方向,且物体在时刻开始运动,g取,则以下结论正确的是( )A.01 s内,物体的加速度大小为B.12 s内,物体的加速度大小为C.01 s内,物体的位移为7 mD.02 s内,物体的总位移为11 m8.如图甲所示,一物块在时刻滑上一固定斜面,其运动的速度v随时间t变化的关系图线如图乙所示,g取,则下列说法正
5、确的是( )A.物块的质量一定是1 kgB.斜面的倾角为30C.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5D.物块沿斜面向上运动的最大距离为1 m9.如图(a),物块和木板叠放在实验台上,物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连,细绳水平。时,木板开始受到水平外力F的作用,在时撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图(b)所示,木板的速度v与时间t的关系如图(c)所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取。由题给数据可以得出( )A.木板的质量为1 kgB.2 s4 s内,力F的大小为0.4 NC.02 s内,力F的大小保持不变D.物块与木板之间的动摩擦因数为0.210.如
6、图甲所示,物块的质量,初速度,在一水平向左的恒力F作用下从O点沿粗糙的水平面向右运动,某时刻恒力F突然反向,整个过程中物块速度的平方随位置坐标变化的图象如图乙所示,.下列说法正确的是( )A.05 s内物块做匀减速运动B.在时恒力F反向C.恒力F大小为10 ND.物块与水平面间的动摩擦因数为0.311.如图甲所示,用黏性材料粘在一起的两物块静止于光滑水平面上,两物块的质量分别为,当之间产生拉力且大于0.3 N时,将会分离.时刻开始对物块A施加一水平推力,同时对物块B施加同一方向的拉力,使从静止开始运动,运动过程中、方向保持不变,、的大小随时间变化的规律如图乙所示.则下列关于两物块受力及运动情况
7、的分析,正确的是( )A.时刻之间作用力大小为0.6 NB.时刻之间作用力为零C.时刻A对B的作用力方向向左D.从时刻到分离,它们运动的位移为5.4 m12.如图甲所示,一轻质弹簧下端固定在水平面上,上端放置一小物体,小物体处于静止状态.现对小物体施一竖直向上的拉力F,使小物体始终向上做匀加速直线运动,直到物体与弹簧分离,拉力F与物体位移x的关系如图乙所示,均为已知量,重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内.则下列结论正确的是( )A.开始时弹簧的压缩量为dB.物体与弹簧分离时,弹簧处于压缩状态C.物体的加速度大小为D.物体从开始运动到离开弹簧的过程经过的时间为答案以及解析1.答案:A解析:由牛
8、顿第二定律可得:,则有,由图像可判断,纵轴截距的绝对值为g,图线的斜率在数值上等于,则A正确,B、D错误;横轴截距代表时,C错误。2.答案:D解析:由题图可得物块所受的最大静摩擦力为4 N,滑动摩擦力为3 N,物块在4 s末开始运动,故5 s内物块发生了位移,选项A错误;4 s末物块所受拉力为4 N,所受最大静摩擦力也为4 N,合力大小为0,选项B错误;物块与地面之间的滑动摩擦力为3 N,物块对地面的压力为10 N,根据可知物块与地面之间的动摩擦因数为0.3,选项C错误;69 s内拉力大小为5 N,物块所受的滑动摩擦力为3 N,合力为2 N,由牛顿第二定律可得,物块的加速度大小为,选项D正确。
9、3.答案:C解析:由图像可知,物块A在01 s内的加速度大小为,以物块A为研究对象,由牛顿第二定律得:,解得:。由图像知木板B在01 s内的加速度大小为,在13 s内物块与木板相对静止,一起做匀减速运动,加速度大小为,一直到共同减速到零。同速后以整体为研究对象,由牛顿第二定律得:,解得:。再以B为研究对象,在01 s内水平方向受到两个滑动摩擦力,由牛顿第二定律得:,代入数据解得物块A的质量,故选C。4.答案:C解析:12 s内物体加速度恒定,故所受作用力恒定,根据牛顿第二定律知合外力为12 N,由于物体在水平方向受摩擦力作用,故作用力F大于12 N,故A错误;物体在力F作用下由静止开始运动,加
10、速度方向始终为正,与速度方向相同,故物体在前3 s内始终做加速运动,第3 s内加速度减小说明物体速度增加得慢了,但仍是加速运动,故B错误;因为物体速度始终增加,故3 s末物体的速度最大,再根据知速度的增加量等于加速度与时间的乘积,在图像上即图像与时间轴所围图形的面积,物体由静止开始做加速运动,故最大速度为8 m/s,所以C正确;第2 s内物体的加速度恒定,物体做匀加速直线运动,在01 s内物体做加速度增大的加速运动,23 s内物体做加速度减小的加速运动,故D错误。5.答案:C解析:设降落伞的质量为m,匀速下降时有:打开降落伞的瞬间对整体有:打开降落伞的瞬间对运动员有:联立解得:,故C正确。6.
11、答案:ACD解析:从题图乙可知,木板运动2 s离开小物块,在02 s内,由图像可知,所以木板的长度,A正确,B错误;设物块与木板间的动摩擦因数为,木板与地面间的动摩擦因数为,在23 s内,由图像知长木板的加速度,由牛顿第二定律得,解得,C正确;在02 s内,对小物块进行受力分析,竖直方向,水平方向,又知,长木板的加速度,对木板进行受力分析,由牛顿第二定律得,由牛顿第三定律得,联立解得,D正确.7.答案:BD解析:01 s内,物体的加速度大小,A项错误;12 s内物体的加速度大小,B项正确;物体运动的图像如图所示,故01 s内物体的位移为,C项错误;02 s内物体的总位移,D项正确。8.答案:B
12、D解析:图像的斜率表示加速度,由图乙可知上滑时的加速度大小为,下滑时的加速度大小为,根据牛顿第二定律可得:,解得:,由上可知物块的质量无法求出,故A、C错误,B正确;物块上滑最大距离等于00.5 s内图线与时间轴所围的“面积”的大小,为,故D正确。9.答案:AB解析:分析知木板受到的摩擦力。02 s,木板静止,F逐渐增大,所以C错误。4 s5 s,木板加速度大小,对木板受力分析,得,所以A正确。2 s4 s,对木板有,所以B正确。由于无法确定物块的质量,则尽管知道滑动摩擦力大小,仍无法确定物块与木板间的动摩擦因数,故D错误。10.答案:BD解析:题图乙为物块运动的图象,由可知,图线的斜率,得0
13、5 m内,513 m内,可知恒力F反向时物块恰好位于处,物块做匀减速运动的时间,选项A错误,B正确.设水平向右为正方向,对物块分段受力分析可知,05 m内有,513 m内有,解得,选项C错误,D正确.11.答案:AD解析:由题图乙可知、的合力保持不变,根据牛顿第二定律,可知两个物块一起运动的加速度.时刻,对B应用牛顿第二定律有,解得,选项A正确.若间的作用力恰为零,由牛顿第二定律得,由题图乙知,解得时间的作用力为零,选项B错误.,此时两物块紧靠着,A对B的作用力方向向右,选项C错误.当之间产生拉力且大于0.3 N时将会分离,对B分析,代入得时两物块分开,则,选项D正确.12.答案:AD解析:对小物体进行受力分析,有,当时,此时弹簧恢复原长且与物体分离,物体的位移d等于弹簧的压缩量,故选项A正确,选项B错误;开始时,物体重力和弹簧弹力二力平衡,由平衡条件得,拉力为b时,弹簧弹力和物体重力平衡,合力等于拉力,根据牛顿第二定律有,物体与弹簧分离后,拉力为c,根据牛顿第二定律有,联立解得物体的质量,弹簧的劲度系数,加速度,故选项C错误;从物体开始运动到离开弹簧的过程,物体的位移为d,根据匀变速直线运动的位移公式得,解得运动时间,故选项D正确.