牛顿运动定律综合应用（专题二 图象专题学生版））

1 牛顿运动定律综合应用 专题二 图象问题教师版 题型一 与牛顿运动定律相关的 v t 图象 典例 1 2014 天津卷 5 以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始 计时 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 图象可能正确的是 变式训练 1 如图 1 所示 在一足够长的粗糙水平杆上套一小圆环 在小圆环上施加一水平 向右的恒力 F 使小圆环由静止开始运动 同时在小圆环上施加一竖直向上的力 F 且 F 满足的关系为 F kv 已知小圆环的质量为 m 小圆环与水平杆之 间的动摩擦因数为 则小圆环运动过程中速度随时间变化的图象为 题型二 与牛顿运动定律相关的 F x 图象问题 典例 2 如图 2 甲所示 水平面上质量相等的两木块 A B 用一轻弹簧相连 这个系统处于平衡状态 现用一竖直向上的力 F 拉动木块 A 使木块 A 向上做匀 加速直线运动 如图乙 研究从力 F 刚作用在木块 A 瞬间到木块 B 刚离开地面瞬间 的这一过程 并选定该过程中木块 A 的起点位置为坐标原点 则下面图中能正确 表示力 F 和木块 A 的位移 x 之间关系的是 变式训练 2 2 如图 3 所示 水平地面上有一轻质弹簧 下端固定 上端与物体 A 相连接 整 个系统处于平衡状态 现用一竖直向下的力压物体 A 使 A 竖直向下做匀加速直线 运动一段距离 整个过程中弹簧一直处在弹性限度内 下列关于所加力 F 的大小 和运动距离 x 之间关系图象正确的是 题型三 与牛顿运动定律相关的 F t F a 图象 典例 3 多选 如图 4 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 mA 1 kg mB 2 kg 当 A B 之间产生拉力且 大于 0 3 N 时 A B 将会分离 t 0 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 两物 块受力及运动情况的分析 正确的是 图 4 A t 2 0 s 时刻 A B 之间作用力大小为 0 6 N B t 2 0 s 时刻 A B 之间作用力为零 C t 2 5 s 时刻 A 对 B 的作用力方向向左 D 从 t 0 时刻到 A B 分离 它们运动的位移为 5 4 m 变式训练 3 多选 用一水平力 F 拉静止在水平面上的物体 在 F 从 0 开始逐渐增大的过程 中 加速度 a 随外力 F 变化的图象如图 5 所示 g 10 m s2 则可以计算出 3 A 物体与水平面间的最大静摩擦力 B F 为 14 N 时物体的速度 C 物体与水平面间的动摩擦因数 D 物体的质量 练习 1 多选 如图 6 所示是甲 乙 丙 丁四个物体对应的物理量与时间的关系图象 下列说法中正确的是 图 6 A 甲物体受到的合外力为零 B 乙物体受到的合外力越来越大 C 丙物体受到不为零且大小恒定的合外力 D 丁物体的加速度越来越大 2 多选 2014 广东六校联考 物体 A B 原来静止于光滑水平面上 从 t 0 时刻 开始 A 沿水平面做直线运动 速度随时间变化的图象如图 8 甲所示 B 受到如图 乙所示的水平拉力作用 则在 0 4 s 时间内 A 物体 A 所受合力保持不变 B 物体 A 的速度不断减小 C 2 s 末物体 B 改变运动方向 D 2 s 末物体 B 速度达到最大 3 多选 如图 9 甲所示 在光滑水平面上叠放着 A B 两物体 现对 A 施加水平向 右的拉力 F 通过传感器可测得物体 A 的加速度 a 随拉力 F 变化的关系如图乙所 示 已知重力加速度为 g 10 m s2 由 图线可知 A 物体 A 的质量 mA 2 kg 4 B 物体 A 的质量 mA 6 kg C 物体 A B 间的动摩擦因数 0 2 D 物体 A B 间的动摩擦因数 0 6 4 2014 昆明检测 一质量为 m 0 4 kg 的电动遥控玩具车在水平地面上做直线运 动 如图 10 所示为其运动的 v t 图象的一部分 已知 0 4 s 以前车做匀变速运动 之后做变加速运动直到速度最大 2 s 时刻关闭发动机 玩具车开始做匀减速运动 最终停止 小汽车全过程中所受阻力可视为恒定 1 关闭发动机后小车运动的时间 2 求匀加速阶段小汽车的驱动力 3 估算全过程小汽车行驶的距离 5 如图 2 所示 物体沿斜面由静止滑下 在水平 面上滑行一段距离后停止 物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同 斜面与水平 面平滑连接 下图中 v a Ff和 s 分别表示物体速度大小 加速度大小 摩擦力 大小和路程 下图中正确的是 6 如图 3 所示 物块 a 放在竖直放置的轻弹簧上 物块 b 放在物块 a 上静止不动 当用力 F 使物块 b 竖直向上做匀加速直线运动时 在下面所给的四个图象中 能 反映物块 b 脱离物块 a 前的过程中力 F 随时间 t 变化规律的是 图 3 5 7 多选 2014 河北省衡水中学调研 如图 4 甲所示 A B 两长方体叠放在一起放 在光滑的水平面上 B 物体从静止开始受到一个水平变力的作用 该力与时间的关 系如图乙所示 运动过程中 A B 始终保持相对静止 则在 0 2t0时间内 下列说 法正确的是 图 4 A t0时刻 A B 间的静摩擦力最大 加速度最小 B t0时刻 A B 的速度最大 C 0 时刻和 2t0时刻 A B 间的静摩擦力最大 D 2t0时刻 A B 离出发点最远 速度为 0 能力提高练 8 多选 如图 5 甲所示 在水平地面上有一长木板 B 其上叠放木块 A 假定木板 与地面之间 木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等 用一水平力 F 作用于 B A B 的加速度与 F 的关系如图乙所示 重力加速度 g 取 10 m s2 则 下列说法中正确的是 图 5 A A 的质量为 0 5 kg B B 的质量为 1 5 kg C B 与地面间的动摩擦因数为 0 2 D A B 间的动摩擦因数为 0 2 9 如图甲所示 质量为 m 2 kg 的物体在水平面上向右做直线运动 过 A 点时给物 体一个水平向左的恒力 F 并开始计时 选水平向右为速度的正方向 通过速度传 6 感器测出物体的瞬时速度 所得 v t 图象如图乙所示 取重力加速度 g 10 m s2 求 1 力 F 的大小和物体与水平面间的动摩擦因数 2 10 s 末物体离 A 点的距离 10 如图 7 甲所示 长木板 B 固定在光滑水平面上 可看做质点的物体 A 静止叠 放在 B 的最左端 现用 F 6 N 的水 平力向右