动力学中的图像问题

1、能力突破能力突破物理公式与物理图象的结合是一种重要题型，也是高考物理公式与物理图象的结合是一种重要题型，也是高考的重点及热点。的重点及热点。1常见的图象有常见的图象有：vt图象，图象，at图象，图象，F t图象，图象，Fs图象，图象，F a图象等。图象等。2图象间的联系图象间的联系：加速度是联系：加速度是联系v t图象与图象与Ft图象的桥图象的桥梁。梁。第第4讲讲( (小专题小专题) )动力学中的图象问题动力学中的图象问题能力突破能力突破3图象的应用图象的应用(1)已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图已知物体在一过程中所受的某个力随时间变化的图线，要求分析物体的运动情况。线，要求分析物

2、体的运动情况。(2)已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的已知物体在一运动过程中速度、加速度随时间变化的图线，要求分析物体的受力情况。图线，要求分析物体的受力情况。(3)通过图象对物体的受力与运动情况进行分析。通过图象对物体的受力与运动情况进行分析。4解题策略解题策略(1)弄清图象斜率、截距、交点、拐点的物理意义。弄清图象斜率、截距、交点、拐点的物理意义。(2)应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确确“图象与公式图象与公式”、“图象与物体图象与物体”间的关系，以便对有关间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断。物理问题作出准确判断

3、。能力突破能力突破5分析图象问题时常见的误区分析图象问题时常见的误区(1)没有看清纵、横坐标所表示的物理量及单位。没有看清纵、横坐标所表示的物理量及单位。(2)不注意坐标原点是否从零开始。不注意坐标原点是否从零开始。(3)不清楚图线的点、斜率、面积等的物理意义。不清楚图线的点、斜率、面积等的物理意义。(4)忽视对物体的受力情况和运动情况的分析。忽视对物体的受力情况和运动情况的分析。能力突破能力突破题型一与牛顿运动定律相关的题型一与牛顿运动定律相关的vt图象图象【典例典例1】(2014天津卷天津卷，5)以不同初速度将两个物体同时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

4、力可忽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列用虚线和实线描述两物体运动的vt图象可能正确的图象可能正确的是是 ()能力突破能力突破能力突破能力突破答案答案D能力突破能力突破动力学中图象的实质动力学中图象的实质是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的是力与运动的关系问题，求解这类问题的关键是理解图象的物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能。物理意义，理解图象的轴、点、线、截、斜、面六大功能。能力突破能力突破【变式训练变式训练】1如图如图

5、1所示，在一足够长的粗糙水平杆上所示，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套一小圆环，在小圆环上施加一水平向右的恒力右的恒力F，使小圆环由静止开始运，使小圆环由静止开始运图图1动，同时在小圆环上施加一竖直向上的力动，同时在小圆环上施加一竖直向上的力F，且，且F满足满足的关系为的关系为Fkv。已知小圆环的质量为。已知小圆环的质量为m，小圆环与水，小圆环与水平杆之间的动摩擦因数为平杆之间的动摩擦因数为。则小圆环运动过程中速度。则小圆环运动过程中速度随时间变化的图象为随时间变化的图象为 ()能力突破能力突破答案答案C能力突破能力突破【典例典例2】如图如图2甲所示，水平面上甲所示

6、，水平面上质量相等的两木块质量相等的两木块A、B用一轻弹簧用一轻弹簧相连，这个系统处于平衡状态，现相连，这个系统处于平衡状态，现用一竖直向上的力用一竖直向上的力F拉动木块拉动木块A，使，使木块木块A向上做匀加速直线运动向上做匀加速直线运动(如图如图乙乙)，研究从力，研究从力F刚作用在木块刚作用在木块A瞬间到木块瞬间到木块B刚离开地面刚离开地面瞬间的这一过程，并选定该过程中木块瞬间的这一过程，并选定该过程中木块A的起点位置为坐的起点位置为坐标原点，则下面图中能正确表示力标原点，则下面图中能正确表示力F和木块和木块A的位移的位移x之之间关系的是间关系的是 ()图图2能力突破能力突破解析解析初始状态

7、弹簧被压缩，弹簧对初始状态弹簧被压缩，弹簧对A的弹力平衡着的弹力平衡着A所受所受的重力，设弹簧压缩长度为的重力，设弹簧压缩长度为x0，末状态弹簧被拉长，由于，末状态弹簧被拉长，由于B刚离开地面，弹簧对刚离开地面，弹簧对B的弹力平衡着的弹力平衡着B所受的重力，由于所受的重力，由于A、B所受重力相等，故弹簧伸长量也为所受重力相等，故弹簧伸长量也为x0。初始状态。初始状态A处于平处于平衡状态，则衡状态，则kx0mg，当木块，当木块A的位移为的位移为x时，弹簧向上的弹时，弹簧向上的弹力的减少量为力的减少量为kx，外力，外力F减去弹力的减少量为系统的合外减去弹力的减少量为系统的合外力，故力，故Fkxma

8、，则得到，则得到Fkxma，可见，可见F与与x是线性关是线性关系，当系，当x0时，时，ma0。答案答案A能力突破能力突破能力突破能力突破【变式训练变式训练】2如图如图3所示，水平地面上有一轻质弹簧，下端固所示，水平地面上有一轻质弹簧，下端固定，上端与物体定，上端与物体A相连接，整个系统处于平衡状相连接，整个系统处于平衡状态。现用一竖直向下的力压物体态。现用一竖直向下的力压物体A，使，使A竖直向下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。下列关于所加力处在弹性限度内。下列关于所加力F的大小和运动的大小和运动距离距离x之间关系图

9、象正确的是之间关系图象正确的是 ()图图3能力突破能力突破解析解析由于弹簧弹力与弹簧压缩量成正比，由牛顿第二定律由于弹簧弹力与弹簧压缩量成正比，由牛顿第二定律得得Fkxma，解得，解得Fkxma，所加力，所加力F的大小和运动距的大小和运动距离离x之间关系图象正确的是图之间关系图象正确的是图D。答案答案D能力突破能力突破题型三与牛顿运动定律相关的题型三与牛顿运动定律相关的Ft、Fa图象图象【典例典例3】(多选多选)如图如图4甲所示，用粘性材料粘在一起的甲所示，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两物块静止于光滑水平面上，两物块的质量分别为mA1 kg、mB2 k

10、g，当，当A、B之间产生拉力且大于之间产生拉力且大于0.3 N时时A、B将会分离。将会分离。t0时刻开始对物块时刻开始对物块A施加一水平推施加一水平推力力F1，同时对物块，同时对物块B施加同一方向的拉力施加同一方向的拉力F2，使，使A、B从从静止开始运动，运动过程中静止开始运动，运动过程中F1、F2方向保持不变，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，正确的是两物块受力及运动情况的分析，正确的是()能力突破能力突破At2.0 s时刻时刻A、B之间作用力大小为之间作用力大小为0.6 NBt2

11、.0 s时刻时刻A、B之间作用力为零之间作用力为零Ct2.5 s时刻时刻A对对B的作用力方向向左的作用力方向向左D从从t0时刻到时刻到A、B分离，它们运动的位移为分离，它们运动的位移为5.4 m图图4能力突破能力突破答案答案AD能力突破能力突破分析图象问题时分析图象问题时(1)看清纵、横坐标所表示的物理量及单位。看清纵、横坐标所表示的物理量及单位。(2)注意坐标原点是否从零开始。注意坐标原点是否从零开始。(3)清楚图线的交点、斜率、面积等的物理意义。清楚图线的交点、斜率、面积等的物理意义。(4)对物体的受力情况和运动情况的分析。对物体的受力情况和运动情况的分析。能力突破能力突破【变式训练变式训

12、练】3(多选多选)用一水平力用一水平力F拉静止在水平面拉静止在水平面上的物体，在上的物体，在F从从0开始逐渐增大的开始逐渐增大的过程中，加速度过程中，加速度a随外力随外力F变化的图变化的图象如图象如图5所示，所示，g10 m/s2，则可以，则可以计算出计算出 ()图图5A物体与水平面间的最大静摩擦力物体与水平面间的最大静摩擦力BF为为14 N时物体的速度时物体的速度C物体与水平面间的动摩擦因数物体与水平面间的动摩擦因数D物体的质量物体的质量能力突破能力突破解析解析由由aF图象可知，拉力在图象可知，拉力在7 N之前加速度都是之前加速度都是0，因此可，因此可知最大静摩擦力为知最大静摩擦力为7 N，选项，选项A正确；再由图象可知，当正确；再由图象可知，当F7 N时，加速度为时，加速度为0.5