动力学中的图像问题

动力学中的图像问题(小专题)动力学中的图像问题物理公式与物理图像的结合是一种重要题型，也是高考的重点及热点。.常见的图像有：v-1图像，。-1图像，F-1图像，F—S图像，F—。图像等。.图像间的联系：加速度是联系v-1图像与F-1图像的桥梁。.图像的应用⑴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。(2)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。(3)通过图像对物体的受力与运动情况进行分析。.解题策略⑴弄清图像斜率、截距、交点、拐点的物理意义。⑵应用物理规律列出与图像对应的函数方程式，进而明确“图像与公式”、“图像与物体”间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断。5.分析图像问题时常见的误区(1)没有看清纵、横坐标所表示的物理量及单位。(2)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。(4)忽视对物体的受力情况和运动情况的分析。题型一与牛顿运动定律相关的v-1图像【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-1图像可能正确的是()331A1iIt口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P=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像为（）根据胡克定律F="得k=:瞋,即弹簧弹力的变化量和形变量的变化量成正比。弹簧弹力随位移的变化而做线性变化，A做匀加速直线运动，因此作用力F也随位移的变化而做线性变化。【变式训练】.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s之间关系图像正确的是（）图3解析由于弹簧弹力与弹簧压缩量成正比，由牛顿第二定律得F-ks=ma，解得F=ks+ma,所加力F的大小和运动距离s之间关系图像正确的是图D。答案D题型三与牛顿运动定律相关的F—t、F—a图像【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=1kg、mB=2kg,当A、B之间产生拉力且大于0.3N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（）mA+mB=1.2m/s2，分离时：F2-F=mBa,F2=F+mBa=2.7N,由F2=kt=3・：,可得t4：X2.7N=3s,它们运动的位移s=1at2=5.4m,则D正确；当t=2s时，3.6N2F2=1.8N,F2+F'=mBa,F'=mBa-F2=0.6N,A正确，B错误；当t=2.5s时，F2=2.25N,F2+F〃=mBa,F〃=mBa-F2=0.15N>0,故t=2.5s时刻A对B的作用力方向向右，C错误。答案AD分析图像问题时⑴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。⑶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。【变式训练】.(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变化的图像如图5所示，g=10m/s2,则可以计算出()A.物体与水平面间的最大静摩擦力B.F为14N时物体的速度C.物体与水平面间的动摩擦因数D.物体的质量解析由。-F图像可知，拉力在7N之前加速度都是0，因此可知最大静摩擦力为7N,选项A正确；再由图像可知，当F=7N时，加速度为0.5m&，当F=14N时，加速度为4m/s2，即F1-〃mg=