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文档简介
第14招图象辨析教你一招
图象能够表达物理规律,描述物理过程,表示物理量之
间的关系,能使复杂问题简单化。力学图象涉及弹力、重
力、摩擦力、压强、浮力、功、功率和机械效率等各个方
面,通过读图,弄清图象上特殊点、起点、交点、转折点、
终点和特殊线所表示的物理过程,从而获得有用信息是解题
的关键。
重16N的正方体物块沉在面积很大的容器底部,现用一
根细线将物块提出水面,物块所受的浮力F随物块上升的距
离h变化的关系图象如图1所示,已知水的密度为1.0×103
kg/m3,则下列说法中正确的是(
)图1A.物块的棱长为0.5mB.物块在出水前细线的拉力恒为5.0NC.物块的密度为1.6×103kg/m3D.物块沉在容器底部时,水在物块上表面处产生的压强为6.0×103Pa解题秘方
第一步:读图。由图象可知,当正方体物块上升高度在0~0.5m之间时,所
受的浮力不变,说明物块全部浸没在水中;当物块提高到0.5
m时,浮力开始减小,说明物块的上表面刚刚接触水面;当
物块提高到0.6m时,浮力为零,说明物块此时刚好全部离
开水面,示意图如图2所示。
图2第二步:用图。图2由图知,物块沉在容器底部时,物块上表面所处的深度h1=
0.5m,水在物块上表面处产生的压强p上=ρ水gh1=1.0×103
kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa,故D错误。答案:C
与弹力、重力和摩擦力相关的图象辨析1.在“探究弹力和弹簧长度的关系”的实验中,下列图示能
正确表达弹簧弹力F与弹簧长度x之间关系的是(
C
)C2.[2022·温州]将小球竖直向上抛出后,每隔0.1s的位置如图
所示。假设小球运动至甲处时,所受所有外力都消失,则
推测小球从甲处开始,其运动情况及每隔0.1s的位置正确
的是(
B
)B【点拨】由图可知,小球运动至甲处时,速度大于其上方位置的速度,方向竖直向上,当所受所有外力都消失后,由牛顿第一运动定律可知,小球将以甲处的速度竖直向上做匀速直线运动。3.一遥控小电动车在平直的路面上做直线运动,其速度v
随时间t变化的关系图象如图所示。已知在4~8s内小
车受到的牵引力恒为10N,则在4~8s内小车受到的合
力为
N,运动的路程为
m;在0~4s内小
车受到的摩擦力
(填“大于”“等于”或“小
于”)10N。0
16
等于【点拨】由图象可知,在4~8s内小车做匀速直线运动,处于平
衡状态,因此受到的合力为0N;其速度为4m/s,其运动的
路程s=vt=4m/s×4s=16m;由于在4~8s内小车做匀速直
线运动,牵引力与摩擦力相等,故摩擦力为10N。在0~4s
内小车做加速运动,但其压力和接触面的粗糙程度均不变,
则摩擦力不变,为10N。
与压强、浮力相关的图象辨析4.[2022·重庆]A、B两个质量均匀的正方体放在水平地面上如
图甲所示,B的棱长是A的2倍。将A沿竖直方向切去宽为L
的部分,把切去部分叠放在B上,B对地面的压强pB与L的
变化关系图象如图乙所示。切割后,A剩余部分对地面的
压强为pA,g取10N/kg,则以下分析正确的是(
B
)BA.B的重力是50NB.L=2.5cm时,pA∶pB=16∶21C.B的底面积为100cm2D.A切去一半后,pA=2000Pa【点拨】
5.中国自主研发无人潜水器“海龙”成功完成下潜任务,从
潜水器刚好浸没时开始计时,到其返回水面合计10min,
全过程“深度—时间”图象和“速度—时间”图象分别如
图所示,下列对潜水器的分析不正确的是(
C
)CA.在0~1min,受到水的压强逐渐变大B.在1~3min,受到水的浮力不变C.在4~6min,处于匀速直线运动状态D.在6~8min,受非平衡力的作用【点拨】由h-t图象可知,在0~1min内潜水器所处的深度逐渐
增大,由p=ρgh可知,受到水的压强逐渐变大,故A正确;
在1~3min内,潜水器浸没在水中,排开水的体积不变,由
公式F浮=ρgV排可知,受到水的浮力不变,故B正确;由v-t
图象可知,在4~6min内,潜水器的速度为零,处于静止状
态,故C错误;由v-t图象可知,在6~8min内,潜水器加
速上升,受非平衡力的作用,故D正确。6.[2022·南充]甲、乙两种不吸水的物质的m-V图象如图所
示,则这两种物质的密度之比ρ甲∶ρ乙=
;用这两
种物质制成立方体并用轻质细线捆绑在一起放入水中恰好
能够处于悬浮状态,则两个立方体的质量之比m甲∶m乙
=
。(水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)9∶4
3∶2
【点拨】
7.如图甲所示,横截面积为20cm2的圆筒形容器中装有适量
的水,将A、B两个圆柱体物块悬挂在弹簧测力计上,自图
示位置以1cm/s的速度匀速下降,弹簧测力计示数随时间
变化的关系图象如图乙所示,g取10N/kg。A、B两物块的
高度hA、hB分别为(
D
)DA.hA=4cm,hB=4cmB.hA=6cm,hB=4cmC.hA=5cm,hB=6cmD.hA=6cm,hB=5cm【点拨】
与功、功率、机械能相关的图象辨析8.甲、乙、丙、丁四名同学进行攀岩比赛,他们做的功W与
时间t的关系图象如图所示。若规定做功最快的获胜,则最
后胜出的一定是(
A
)A.甲B.乙C.丙D.丁A9.如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水
平面向右运动,0~6s内拉力随时间变化的关系图象如图
乙所示,速度随时间变化的关系图象如图丙所示,则在2~
4s内,物体克服摩擦力所做的功为(
B
)A.10JB.30JC.50JD.80JB【点拨】由题图乙可知,在2~4s内,拉力F=3N;由题图丙可
知,在2~4s内,物体做匀速运动,速度v=5.0m/s,此时摩
擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,则摩擦力f=F=3
N,物体运动的距离s=vt=5.0m/s×2s=10m,物体克服摩
擦力所做的功W=fs=3N×10m=30J。10.一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶,接着经过一段泥
泞路面,如果汽车始终保持匀速行驶,则汽车行驶过程中
发动机的功率随时间的变化关系图象可能是(
C
)C【点拨】
11.如图甲所示,“祝融号”火星车发射前,火星车在水平地
面上进行测试时,受到的摩擦力为200N,其速度v与时间
t的关系图象如图乙所示。火星车的质量为240kg,车轮与
地面接触的总面积约为0.2m2,空气阻力忽略不计,g取
10N/kg,求:(1)火星车静止时,对水平地面的压强;
(2)火星车做匀速直线运动时,牵引力做的功。解:由题图乙可知,火星车在10~40s内做匀速直线运
动,速度v=20cm/s=0.2m/s,牵引力F牵=f=200N,匀
速行驶30s的路程s=vt=0.2m/s×30s=6m,牵引力做的
功W=F牵s=200N×6m=1.2×103J。
与简单机械、机械效率相关的图象辨析12.[2023·成都,多选]如图甲所示,小欢用力F向下拉绳子,
使物体M在水平地面匀速移动,地面ab、bc粗糙程度不
同。物体M重为400N,动滑轮重为5N,ab=2m,bc=3
m。物体M从a点到c点过程中,拉力F与M移动距离s的关
系图象如图乙所示,不考虑物体大小对运动的影响,忽略
绳子重力及滑轮转轴摩擦,对此过程的分析,下列结论正
确的是(
BD
)BDA.绳子自由端移动的距离为15mB.拉力F做的功为840JC.拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做的额外功D.物体M从ab段到bc段,滑轮组的机械效率变大【点拨】物体M从a点到c点过程中,通过的距离为2m+3m=5
m,则绳子自由端移动的距离s=2h=2×5m=10m,故A
错误;ab=2m,bc=3m,绳子自由端移动的距离分别为s1
=2×2m=4m,s2=2×3m=6m,由图乙知绳子的拉力分
别为60N和100N,拉力做的功W=W1+W2=F1s1+F2s2=60
N×4m+100N×6m=840J,故B正确;题中,克服摩擦力做的功为有用功,忽略绳子重力及滑轮转
轴摩擦,克服动滑轮的重力做的功为额外功,在ab段和在bc
段动滑轮提升的高度不同,由公式W=Gh知,拉力F在ab段
做的额外功不等于在bc段做的额外功,故C错误;物体M在水平地面匀速移动,受到的滑动摩擦力等于水平地面上绳子的拉力,因100N大于60N,故可知bc段物体M受到的滑动摩擦力大,
13.[2023·深圳·新趋势·学科综合]如图甲所示,A、B是两
个完全相同的物体,琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜
面顶端,对物体做功情况分别如图乙所示,请问对物体A
做的有用功是
J,对物体B做的额外功是
J。2
0.5
【点拨】由图乙知,WA有=WA总-WA额=3J-1J=2J;
A、B是
两个完全相同的物体,分别将A、B两物体拉到斜面顶端,
做的有用功相等,即WA有=WB有=2J,对物体B做的额外功
WB额=WB总-WB有=2.5J-2J=0.5J。14.一木块重480N,体积为0.08m3,用力F将木块沿斜面匀
速拉到高处,如图甲所示。已知拉力F做的功W与木块沿
斜面运动距离s的关系图象如图乙所示。整个过程的额外
功是320J,g取10N/kg。求:(1)木块的密度;
(2)拉力F的大小;
(3)斜面的机械效率。
15.[2023·南充]某人始终双脚站在地上,用滑轮组从水池底匀
速提起实心圆柱体A,如图甲所示。A从离开池底到刚要
离开水面的过程中,其底面受到水的压强与时间关系pA-
t图象如图乙所示。A从刚离开池底到拉出水面并继续向上
运动的过程中,人对地面的压强与时间关系p人-t图象如
图丙所示。A未露出水面之前装置的机械效率为η1,A离
开水面后装置的机械效率为η2。已知人的质量为60kg,人双脚站地时,与地面的接触面积为
500cm2,A的底面积为200cm2,η1∶η2=15∶16,ρ水=
1.0×103kg/m3。不计摩擦和绳重及水的阻力,g取10N/kg,
A不吸且不溶于水,A底部与池底不密合,忽略液面高度变
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