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高三物理综合专题讲义-第12讲-力学图像问题

第十二讲高考命题点命题轨迹情境图运动学图象问题20161卷21,3卷2316(1)21题20172卷2220182卷19,3卷18、19力学图像问题十二16(3)23题第十二讲17(2)22题第 十 二 讲18(2)19题 18(3)18题 18(3)19题动力学图象问题20173卷2017(3)20题20181卷1518(1)15题第十二讲其他图象20152卷17问题15(2)17题20151卷20、2515(1)20题第十二讲图象信息提取问题20192卷1815(1)25题19(2)18题第 十 二 讲图11.v -t 图象的应用技巧(1)图象意义:在v -t 图象中,图象上某点的斜率表示对应时刻的加速度,斜率的正负表示加速度的方向.(2)注意:加速度沿正方向不表示物体做加速运动,加速度和速度同向时做加速运动.2.x -t 图象的应用技巧(1)图象意义:在x -t 图象上,图象上某点的斜率表示对应时刻的速度,斜率的正负表示速度的方向. (2)注意:在x -t 图象中,斜率绝对值的变化反映加速度的方向.斜率的绝对值逐渐增大则物体加速度与速度同向,物体做加速运动;反之,做减速运动.【例1】(2019·广西桂林市、贺州市、崇左市3月联合调研)甲、乙两辆汽车在同一平直公路上行驶,在t =0时刻两车正好相遇,在之后一段时间0~t 2内两车速度—时间图象(v -t 图象)如图1所示,则在0~t 2这段时间内有关两车的运动,下列说法正确的是( ) A .甲、乙两辆车运动方向相反 B .在t 1时刻甲、乙两车再次相遇C .乙车在0~t 2时间内的平均速度小于v 1+v 22D .在t 1~t 2时间内乙车在甲车前方【拓展训练1】(2019·云南昆明市4月质检)汽车在限速为40 km/h 的道路上匀速行驶,驾驶员发现前方斑马线上有行人,于是减速礼让,汽车到达斑马线处时行人已通过斑马线,驾驶员便加速前进,监控系统绘制出该汽车的速度v 随时间t 变化的图象如图2所示,下列说法正确的是( ) A .减速前该车已超速B .汽车在加速阶段的加速度大小为3 m/s 2C .驾驶员开始减速时距斑马线18 mPart 1 运动学图像问题第 十 二 讲图3D .汽车在加速阶段发动机的输出功率保持不变【例2】(2019·湖北鄂南高中、华师一附中等八校第一次联考)A 、B 两质点在同一平面内同时向同一方向做直线运动,它们的位置—时间图象如图3所示,其中甲是顶点过原点的抛物线的一部分,乙是过点(0,3)的一条直线,两图象相交于坐标为(3,9)的P 点,则下列说法不正确的是( ) A .质点A 做初速度为零、加速度为2 m/s 2的匀加速直线运动 B .质点B 以2 m/s 的速度做匀速直线运动 C .在前3 s 内,质点A 比B 向前多前进了9 m D .在3 s 前某时刻质点A 、B 速度相等【拓展训练2】(多选)(2019·吉林省名校第一次联合模拟)某做直线运动的质点的位移-时间图象(抛物线)如图4所示,P (2,12)为图线上的一点.PQ 为过P 点的切线,与x 轴交于点Q (0,4).已知t =0时质点的速度大小为8 m/s ,则下列说法正确的是( ) A .质点做匀减速直线运动 B .2 s 时,质点的速度大小为6 m/s C .质点的加速度大小为2 m/s 2D .0~1 s 内,质点的位移大小为4 m1.基本思路(1)解读图象的坐标轴,理清横轴和纵轴代表的物理量和坐标点的意义. (2)解读图象的形状、斜率、截距和面积信息.2.解题技巧(1)可以采用解析法和排除法分析a -t 图象和F -t 图象.Part 2 动力学图像问题图4第 十 二 讲(2)要树立图象的函数思想,即图象反映的是两个变量间的函数关系,应用物理规律找到两个变量之间的关系是解题关键.【例3】(多选)(2019·河南驻马店市第一学期期末)如图5甲所示,一质量m =1 kg 的物体置于水平地面上,在水平外力F 作用下由静止开始运动,F 随时间t 的变化情况如图乙所示,物体运动的速度v 随时间t 的变化情况如图丙所示(4 s 后的图线没有画出).重力加速度g 取10 m/s 2,则下列说法正确的是( ) A .物体在第3 s 末的加速度大小是2 m/s 2 B .物体与水平面间的动摩擦因数为0.4 C .物体在前6 s 内的位移为10 m D .物体在前6 s 内的位移为12 m【拓展训练3】(2019·河北张家口市上学期期末)如图6所示,一足够长的水平传送带以恒定的速度顺时针转动.将一物体轻轻放在传送带左端,则物体速度大小v 、加速度大小a 、所受摩擦力的大小F f 以及位移大小x 随时间t 的变化关系正确的是( )图6图5第 十 二 讲【拓展训练4】(多选)(2019·山东淄博市3月模拟)如图7所示,劲度系数为k 的轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上.一质量为m 的小球,从距离弹簧上端高h 处由静止自由下落,接触弹簧后继续向下运动.小球从开始下落到小球第一次运动到最低点的过程中,下列关于小球的速度v 、加速度a 随时间t 变化的图象中符合实际情况的是( )图7第十二讲1.x-v图象的应用技巧x与v的关系式:2ax=v2-v02,图象表达式:x=12av2-12av022.解题技巧对于图象问题要注意应用解析法和排除法,两者结合提高选择题图象类题型的解题准确率和速度.Part 3 其他图像问题第 十 二 讲【例4】(2019·福建三明市期末质量检测)如图8所示四幅图为物体做直线运动的图象,下列说法正确的是( )图8A .甲图中,物体在0~t 0这段时间内的位移小于v 0t 02B .乙图中,物体的加速度为2 m/s 2C .丙图中,阴影面积表示t 1~t 2时间内物体的加速度变化量D .丁图中,t =3 s 时物体的速度为25 m/s【拓展训练5】(2019·辽宁省重点协作体模拟)从t =0时刻开始,物块在外力作用下由静止开始沿x 轴做直线运动,如图9所示为其位移和速率二次方的关系图线,下列说法正确的是( )第 十 二 讲图10A .t =0时刻物块位于x =0处B .物块运动的加速度a =2 m/s 2C .t =4 s 时物块位于x =2 m 处D .由图可知物体做往复运动【拓展训练6】(2019·山西五地联考上学期期末)甲、乙两辆汽车从同一点同时出发,沿同一方向行驶,它们运动的xt -t 图象如图10所示.下列判断正确的是( )A .在4 s 末以前,乙车的速度比甲车的大B .在4 s 末以后,乙车的加速度比甲车的大C .在4 s 末,甲、乙两车相距最远D .在前4 s 内,甲、乙两车的平均速度相等1.题型特点此类题目的解题信息或者重要的条件往往在图象中呈现,因此根据图象的变化分析物体的运动和受力特点是解题的突破口.2.解读题目信息的两种方法(1)分析转折点、两图线的交点、与坐标轴交点等特殊点和这些特殊点前后两段图线. (2)分析图象的形状变化、斜率变化、相关性等.【例5】(多选)(2019·全国卷Ⅱ·18)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E 总等于动能E k 与重力势能E p 之和.取地面为重力势能零点,该物体的E 总和E p 随它离开地面的高度h 的变化如图11所示.重力加速度取10 m/s 2.由图中数据可得( ) A .物体的质量为2 kgB .h =0时,物体的速率为20 m/sC .h =2 m 时,物体的动能E k =40 JPart 4 图像信息提取问题图9第 十 二 讲图12图13D .从地面至h =4 m ,物体的动能减少100 J【拓展训练7】(2018·陕西榆林市第三次模拟)二十一世纪新能源环保汽车在设计阶段要对其各项性能进行测试,在某次新能源汽车性能测试中,图12甲显示的是传感器传回的牵引力的实时数据随时间变化的关系图象,但由于机械故障,速度传感器只传回了第20 s 以后的数据,如图乙所示,已知汽车质量为1 500 kg ,若测试平台是水平的,且汽车由静止开始做直线运动,设汽车所受阻力恒定,由分析可得( )A .由图甲可得汽车所受阻力为1 000 NB .第20 s 末的汽车的速度为26 m/sC .由图乙可得20 s 后汽车才开始匀速运动D .前20 s 内汽车的位移为426 m【拓展训练8】(2019·福建龙岩市期末质量检查)如图13甲所示,一个质量m =1 kg 的物块以初速度v 0=12 m/s 从斜面底端冲上一足够长斜面,经t 1=1.2 s 开始沿斜面返回,t 2时刻回到斜面底端.物块运动的v -t 图象如图乙所示,斜面倾角θ=37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g 取10 m/s 2).则可确定( )A .物块上滑时的加速度大小为5 m/s 2B .物块与斜面间的动摩擦因数为0.4C .物块沿斜面向上滑行的最大距离为7.2 mD .物块回到斜面底端的时刻为2.4 s(限时45分钟)【1】(2019·四川达州市第二次诊断)一辆汽车由静止开始从甲地出发,沿平直公路驶往乙地,其v -t 图象如图1所示,在0~t 0和t 0~3t 0两段时间内( ) A .加速度大小之比为1∶2 B .位移大小之比为2∶3专题强化练习第 十 二 讲图2图5C .平均速度大小之比为1∶1D .合力的冲量大小之比为2∶1【2】(2019·山东菏泽市下学期第一次模拟)一辆汽车以20 m/s 的速度在平直的公路上行驶,当驾驶员发现前方有险情时,立即进行急刹车,刹车后的速度v 随刹车位移x 的变化关系如图2所示,设汽车刹车后做匀减速直线运动,则当汽车刹车后的速度减小为12 m/s 时,刹车的距离x 1为( )A .12 mB .12.8 mC .14 mD .14.8 m【3】(多选)(2019·河北唐山市第一次模拟)如图3所示,x -t 图象反映了甲、乙两车在同一平直公路上行驶时位移随时间变化的关系,已知乙车做匀变速直线运动,其图线与t 轴相切于10 s 处,则0~10 s 过程中( )A .甲车的速度大小为4 m/sB .乙车的平均速度大小为4 m/sC .甲车的位移大小为40 mD .乙车的位移大小为80 m【4】(2019·吉林省“五地六校”合作体联考)一物体在合外力F 的作用下从静止开始做直线运动,合外力方向不变,大小随时间的变化如图4所示,物体在t 0和2t 0k2,物体的动量分别为p 1、p 2,则( )A .E k2=8E k1,p 2=4p 1B .E k2=3E k1,p 2=3p 1C .E k2=9E k1,p 2=3p 1D .E k2=3E k1,p 2=2p 1【5】(2019·山东烟台市上学期期末)甲、乙两辆汽车在平直的高速公路上行驶,某时刻两车正好并排行驶,从该时刻起两车的速度—时间图象如图5所示,则下列说法正确的是( ) A .t 0时刻两车相遇B .0到t 1时间内,甲、乙两车的加速度大小均逐渐减小且方向相同C .0到t 0时间内,甲车的平均速度小于乙车的平均速度D .t 1时刻甲、乙两车一定再次相遇,之后甲车将一直在乙车前方图4第 十 二 讲图6【6】(2019·浙江杭州市高三期末)利用力传感器、数据采集器和计算机可以对快速变化的力的特性进行研究.如图6甲所示,用弹性轻绳将小球挂在力传感器的O 点.在某次实验中,将小球举到悬点O 处,然后静止释放小球,此后小球始终在竖直方向上运动,用计算机绘得轻绳的拉力随时间变化的图象如图乙所示.则在小球运动过程中,下列说法正确的是( ) A .t 3时刻小球速率最大 B .t 2时刻小球动能为零 C .t 3、t 4时刻小球速度相同D .小球和轻绳组成的系统在运动过程中机械能守恒【7】(2019·福建龙岩市3月模拟)A 、B 、C 、D 四个质量均为2 kg 的物体,在光滑的水平面上做直线运动,它们运动的x -t 、v -t 、a -t 、F -t 图象如图所示,已知物体在t =0时的速度均为零,其中0~4 s 内物体运动位移最大的是( )【8】(2019·山东枣庄市上学期期末)某马戏团演员做滑杆表演时,所用竖直滑杆的上端通过拉力传感器固定在支架上,下端悬空,滑杆的质量为20 kg.从演员在滑杆上端做完动作时开始计时,演员先在杆上静止了0.5 s ,然后沿杆下滑,3.5 s 末刚好滑到杆底端,速度恰好为零,整个过程演员的v -t 图象和传感器显示的拉力随时间的变化情况分别如图7甲、乙所示,取重力加速度g =10 m/s 2,则下列说法正确的是( )A.演员在1.0 s时的加速度大小为2 m/s2B.滑杆的长度为5.25 mC.传感器显示的最小拉力为420 ND.3.5 s内演员损失的机械能为2 700 J图7【9】(多选)滑块以初速度v0滑上表面粗糙程度相同的固定斜面,到达最高点后又返回到出发点.则能大致反映整个运动过程中,滑块的加速度a、速度v随时间t,重力对滑块所做的功W、动能E k与位移x关系的是(取初始位置为坐标原点、初速度方向为正方向)()第十二讲【10】(2019·山东临沂市质检)如图8甲所示,质量为m=2 kg的物体置于倾角为θ=37°的足够长的固定斜面上,t=0时刻对物体施以平行于斜面向上的拉力F,t1=0.5 s时撤去该拉力,整个过程中物体运第 十 二 讲图8动的速度与时间的部分图象如图乙所示,不计空气阻力,g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求: (1)物体与斜面间的动摩擦因数μ; (2)拉力F 的大小;(3)物体沿斜面向上滑行的最大距离s .Part1运动学图像问题 【例1】答案 C解析 由题图可知,二者速度均为正值,即二者均向正方向运动,故甲、乙两辆车运动方向相同,选项A 错误;由题图可知,在0~t 1时间内,二者位移不相等,即在t 1时刻甲乙两车没有相遇,在该时刻二者速度相等,二者之间的距离是最大的,故选项B 错误;若乙车在0~t 2时间内做匀变速运动,则平均速度为v 1+v 22,如图所示:由v -t 图象与t 轴所围面积代表位移可知,匀变速运动的位移较大,故乙车在这段时间内的平均速度小于v 1+v 22,故选项C 正确;由于甲的初速度大于乙的初速度,所以开始时甲车在乙车前面,由v -t 图象与t 轴所围面积代表位移可知在0~t 2时间内甲的位移大于乙的位移,故整个过程中甲车一直在乙车前面,故选项D 错误.参考答案第 十 二 讲【拓展训练1】答案 B解析 由题图可知,汽车减速前的行驶速度为v 0=10 m/s =36 km/h<40 km/h ,未超速,故A 错误;汽车在加速阶段的加速度大小为:a =Δv Δt =8-25.5-3.5 m/s 2=3 m/s 2,故B 正确;由题图可知,汽车减速过程不是做匀减速运动,因此由速度-时间图象不能精确求解汽车开始减速时距斑马线的距离,故C 错误;由题图可知汽车在加速阶段做匀加速直线运动,由牛顿第二定律F -F f =ma 知,牵引力F 恒定,速度增加,据P =F v 知,发动机的输出功率P 增加,故D 错误.【例2】答案 C解析 质点A 的运动方程为x =12at 2,则初速度为零,加速度a =2 m/s 2,故A 正确;乙直线的斜率表示速度,故质点B 做匀速直线运动,质点B 的速度为v =Δx Δt =9-33 m/s =2 m/s ,故B 正确;在前3 s 内,质点B 的位移为6 m ,质点A 的位移为9 m ,质点A 比B 向前多前进了3 m ,故C 错误;t =1 s 时刻,质点A 的速度为2 m/s ,且质点B 以v =2 m/s 的速度做匀速直线运动,故D 正确.【拓展训练2】答案 AC解析 由题知图象为抛物线,结合匀变速直线运动的位移公式x =v 0t +12at 2,而v 0=8 m /s ,t =2 s 时的位移x =12 m ,代入解得a =-2 m/s 2,则函数表达式为x =8t -t 2,即质点做匀减速直线运动,加速度大小为2 m/s 2,故A 、C 正确;2 s 时的瞬时速度为v =v 0+at =8 m/s -2×2 m/s =4 m/s ,故B 错误;由位移公式可得1 s 内的位移x 1=8×1 m -12 m =7 m ,故D 错误.第 十 二 讲Part2 动力学图像问题 【例3】答案 BD解析 由题图丙可知,物体在前4 s 内做匀变速直线运动,所以物体在第3 s 末的加速度a 1等于前4 s 内的加速度,a 1=Δv Δt =44 m /s 2=1 m/s 2,选项A 错误;在0~4 s 内,F 1-μmg =ma 1, 解出:μ=0.4,选项B 正确;设前4 s 内的位移为x 1,x 1=12a 1t 12=12×1×16 m =8 m ;设4 s 后物体运动时的加速度为a 2,则:F 2-μmg =ma 2, 解得,a 2=-2 m/s 2;物体在4 s 末时的速度为v ′=4 m/s , 设物体从4 s 末运动时间t 2速度减为0, 则:0=v ′+a 2t 2,解得:t 2=2 s ; 所以物体在6 s 末速度恰好减为0. 故后2 s 内的位移:x 2=v ′t 2+12a 2t 22,解得,x 2=4 m ;所以物体在前6 s 内的位移x =x 1+x 2=8 m +4 m =12 m ,选项C 错误,D 正确.【拓展训练3】答案 A解析 在前t 1内物体受到向右的滑动摩擦力而做匀加速直线运动,加速度不变,F f 恒定,速度与时间的关系为 v =at ,v -t 图象是倾斜的直线;位移与时间的关系为x =12at 2,x -t 图象是抛物线;物体的速度与传送带速度相同后,不受摩擦力而做匀速直线运动,速度不变,摩擦力F f 为0,加速度为0.故A 正确,B 、C 、D 错误.【拓展训练4】答案 AD解析 在小球由静止自由下落未接触弹簧阶段,小球做自由落体运动,加速度为g ;接触弹簧后,刚开始重力大于弹力,加速度方向向下,随着小球的不断下降,弹力逐渐变大,故小球做加速度减小的加速运动,当小球所受弹簧弹力等于重力时,加速度为零,此时速度最大;小球继续下落时,弹力大于重力,加速度方向变为向上,且加速度逐渐变大,直到速度减小到零,到达最低点,由对称知识可知,到达最第 十 二 讲低点的加速度大于g ,故A 、D 正确.Part3 其他图像问题 【例4】答案 D解析 题图甲中,因v -t 图象与t 轴围成的面积等于位移,可知物体在0~t 0这段时间内的位移大于v 0t 02,选项A 错误;题图乙中,根据v 2=2ax 可知2a =1515 m/s 2=1 m/s 2,则物体的加速度为0.5 m/s 2,选项B错误;题图丙中,根据Δv =at 可知,阴影面积表示t 1~t 2时间内物体的速度变化量,选项C 错误;题图丁中,由x =v 0t +12at 2可得x t =v 0+12at ,由图象可知12a =102 m/s 2=5 m/s 2,则a =10 m/s 2;v 0=-5 m/s ,则t =3 s 时物体的速度为v 3=v 0+at 3=25 m/s ,选项D 正确.【拓展训练5】答案 C解析 根据x -x 0=v 22a ,结合题图可知物块做匀加速直线运动,且有12a =2-04-2 s 2/m =1 s 2/m ,则加速度 a=0.5 m/s 2,初位置x 0=-2 m ,故A 、B 、D 错误;t =4 s 内,物块的位移Δx =12at 2=12×0.5×42 m =4 m ,则t =4 s 时物块的位置坐标x =Δx +x 0=2 m ,故C 正确.【拓展训练6】答案 D解析 由题图可得,对于甲有:xt =0.5t +1,对于乙有:xt=-0.5t +5,对照匀变速直线运动的位移公式x =v 0t +12at 2得:x t =a2t +v 0.可得甲的加速度为a 甲=1 m/s 2,初速度为v 0甲=1 m/s ,做匀加速直线运动.乙的加速度为a 乙=-1 m /s 2,初速度为v 0乙=5 m/s ,做匀减速直线运动.故B 错误; 当t =4 s 时,甲的速度为v 甲=v 0甲+a 甲t =1 m/s +1×4 m/s =5 m/s. 乙的速度为v 乙=v 0乙+a 乙t =5 m/s -1×4 m/s =1 m/s ,可知,在4 s 末以前,乙车的速度先比甲车的大,后比甲车的小,故A 错误.由题意可知,当两车速度相等时相距最远,则在4 s 末,甲、乙两车相距不是最远,故C 错误. 平均速度为v =v 0+ v2,在前4 s 内,甲、乙两车的平均速度相等,故D 正确.第 十 二 讲Part4 图像信息提取问题 【例5】答案 AD解析 根据题图可知,h =4 m 时物体的重力势能mgh =80 J ,解得物体质量m =2 kg ,抛出时物体的动能为E k0=100 J ,由公式E k0=12m v 2可知,h =0时物体的速率为v =10 m/s ,选项A 正确,B 错误;由功能关系可知F f h =|ΔE 总|=20 J ,解得物体上升过程中所受空气阻力F f =5 N ,从物体开始抛出至上升到h =2 m 的过程中,由动能定理有-mgh -F f h =E k -100 J ,解得E k =50 J ,选项C 错误;由题图可知,物体上升到h =4 m 时,机械能为80 J ,重力势能为80 J ,动能为零,即从地面上升到h =4 m ,物体动能减少100 J ,选项D 正确.【拓展训练7】答案 B解析 由题图乙可知,在20 s 后汽车做匀速运动,则由题图甲可知:F f =1 500 N ,故选项A 错误; 在0~6 s 内由牛顿第二定律得:F 1-F f =ma 1,则:a 1=5 m/s 26 s 末车速:v 1=a 1t 1=5×6 m/s =30 m/s ,在6~18 s 内,由牛顿第二定律得:F 2-F f =ma 2,则:a 2=-13m/s 2,第18 s 末车速:v 2=v 1+a 2t 2=30 m/s +⎝⎛⎭⎫-13×12 m/s =26 m/s由题图知18 s 后牵引力等于阻力,即汽车做匀速直线运动,故第20 s 末的车速:v =26 m/s ,故选项B 正确,C 错误;汽车在0~6 s 内的位移:x 1=v 12t 1=90 m汽车在6~18 s 内的位移:x 2=v 1+v 22t 2=336 m 汽车在18~20 s 内的位移:x 3=v t 3=52 m故汽车在前20 s 内的位移:x =x 1+x 2+x 3=478 m ,故选项D 错误.【拓展训练8】答案 C解析 根据题图乙可以知道,上滑时物块的加速度大小为a 1=10 m/s 2,故A 错误; 物块在上滑时:mg sin θ+μmg cos θ=ma 1 解得:μ=0.5,故B 错误;v -t 图象与t 轴所围面积等于位移,所以物块沿斜面向上滑行的最大距离为s =12×12×1.2 m =7.2 m ,故C 对;物块沿斜面下滑的加速度为a 2=g sin θ-μg cos θ=2 m/s 2第 十 二 讲根据位移公式:s =12a 2t 2解得:t =7.2 s ≠1.2 s ,故返回到斜面底端的时刻不是2.4 s ,故D 错误.强化练习参考答案 【1】答案 C解析 根据v -t 图象斜率的绝对值等于加速度大小,则得加速度大小之比为:a 1∶a 2=2∶1,故A 错误;根据v -t 图线与t 轴所围的“面积”等于位移,则得:位移之比为x 1∶x 2=1∶2,故B 错误;在0~t 0时间内汽车做匀加速直线运动,在t 0~3t 0时间内汽车做匀减速直线运动,由平均速度公式得两段时间内的平均速度均为v 02,故C 正确;根据动量定理可知,在0~t 0时间内合外力的冲量I 1=m v 0;在t 0~3t 0时间内合外力的冲量I 2=0-m v 0=-m v 0,则合力的冲量大小之比为1∶1,故D 错误.【2】答案 B解析 由于汽车做匀减速直线运动,设加速度为a ,由v 2-v 02=2ax ,解得a =-10 m/s 2,当v 1=12 m/s 时,汽车刹车的距离x 1=v 12-v 022a =12.8 m ,B 项正确.【3】答案 ACD解析 甲车做匀速直线运动,v 甲=x t 1=205m /s =4 m/s ,在0~10 s 内位移为:x 甲=v 甲t =4×10 m =40 m ,故A 、C 正确;乙车做匀变速直线运动,其图线与t 轴相切于10 s 处,则t =10 s 时,速度为零,将其运动反过来看成初速度为0的匀加速直线运动,则根据位移与时间关系x =12at 2,根据题图有:x 0=12at 2,20 m =12at 02,t =10 s ,t 0=5 s ,解得:a =1.6 m/s 2,x 0=80 m ,则平均速度为:v 乙=x 0t =8010 m/s =8 m/s ,故B 错误,D 正确.【4】答案 C解析 根据动量定理得: 0~t 0内:F 0t 0=m v 1 t 0~2t 0内,2F 0t 0=m v 2-m v 1 联立解得:v 1∶v 2=1∶3 由p =m v 得:p 2=3p 1第 十 二 讲由E k =12m v 2得:E k1=12m v 12E k2=12m v 22解得:E k2=9E k1.【5】答案 C解析 根据速度-时间图象与时间轴所围的“面积”表示位移,知0~t 0时间内乙车的位移比甲车的大,则t 0时刻两车没有相遇,故A 错误;0~t 1时间内,甲、乙两车图象斜率均逐渐减小,则它们的加速度大小均逐渐减小.甲图象切线斜率为正,乙图象切线斜率为负,则加速度方向相反,故B 错误;0~t 0时间内甲车的位移比乙车的小,则甲车的平均速度小于乙车的平均速度,故C 正确;0~t 1时间内,甲车的位移比乙车的大,则在t 1时刻甲、乙两车没有相遇,之后甲车的速度比乙车的大,则甲车将一直在乙车前方,故D 错误.【6】答案 B【7】答案 A解析 由x -t 图象可知,4 s 末到达位置为-1 m ,总位移为大小为2 m ,由v -t 图象可知,物体前2 s 内沿正方向运动,2~4 s 沿负方向运动,方向改变,4 s 内总位移为零;由a -t 图象可知:物体在第1 s 内向正方向做匀加速运动,第2 s 内向正方向做匀减速运动,2 s 末速度减为0,然后在2~3 s 向负方向做匀加速运动,在3~4 s 向负方向做匀减速直线运动,4 s 末速度为零,并回到出发点,总位移为零,其v -t 图象如图甲所示;F -t 转化成a -t 图象,如图乙所示.第 十 二 讲由图象可知:物体在第1 s 内做匀加速运动,第2 s 内做匀减速运动,2 s 末速度减为0,前2 s 内的位移为x =2×12×0.5×12 m =0.5 m ,后2 s 内位移x ′=x =0.5 m ,总位移为1 m ,综上可知,A 正确.【8】答案 D解析 由v -t 图象可知,演员在1.0 s 时的加速度大小a =3-01.5-0.5m/s 2=3 m/s 2,故A 错误;v -t 图象与t 轴所围的面积表示位移,则可知,总长度x =12×3×3 m =4.5 m ,故B 错误;两图结合可知,静止时,传感器示数为800 N ,除去杆的重力200 N ,演员的重力就是600 N ,在演员加速下滑阶段,处于失重状态,杆受到的拉力最小,由牛顿第二定律得:mg -F 1=ma ,解得:F 1=420 N ,加上杆的重力200 N ,可知杆受的拉力为620 N ,故C 错误;由题意可知演员从滑杆上端下滑到杆底端的过程中,初、末速度相同,故ΔE k =0,则减小的重力势能等于损失的机械能,即ΔE =mgh =600×4.5 J =2 700 J ,故D 正确.【9】答案 BD解析 取初速度方向为正,则上滑时的加速度a 1=-mg sin θ+μmg cos θm=-(g sin θ+μg cos θ),下滑时的加速度a 2=mg sin θ-μmg cos θm =g sin θ-μg cos θ.知|a 1|>a 2.根据位移公式x =12at 2,由于下滑与上滑过程位移大小相等,则知下滑的时间t 2大于上滑的时间t 1.由于机械能有损失,返回到出发点时速度小于出发时的初速度,速度-时间图线的斜率表示加速度,故A 错误,B 正确.上滑时重力做负功,下滑时重力做正功,故C 错误.由动能定理可知,上滑时E k =E k0-mgx sin θ-F f x ;下滑时:E k =mgx sin θ-F f x ,且回到出发点时的动能小于初始状态的动能,故D 正确.第 十 二 讲【10】答案 (1)0.5 (2)60 N (3)7.5 m解析 (1)由题图可知,物体向上匀减速时加速度大小为:a 2=10-51-0.5 m /s 2=10 m/s 2此过程有:mg sin θ+μmg cos θ=ma 2 代入数据解得:μ=0.5(2)由题图可知,物体向上匀加速时加速度大小为:a 1=100.5m /s 2=20 m/s 2 此过程有:F -mg sin θ-μmg cos θ=ma 1 代入数据解得:F =60 N(3)设物体向上做匀减速运动的时间为t 1,则t 1=1010 s =1 s ,则整个过程中物体向上滑行的时间t =0.5 s +1 s =1.5 s , 结合题图乙可知,物体沿斜面向上滑行的最大距离为: s =12×10×1.5 m =7.5 m.。

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