热点3运动学和动力学图像

热点3运动学和动力学图像[分值：46分][1~7题，每题4分，8~10题，每题6分]1.(2025·内蒙古赤峰市模拟)如图甲，高速公路收费站设有“ETC”通道(即不停车收费通道)，某汽车通过笔直的“ETC”通道时先减速至某一限定速度，然后匀速通过收费区，再加速驶离，其速度时间图像如图乙所示。则汽车位移时间图像可能正确的是()答案D解析如题图乙所示，汽车先做正向匀减速直线运动，然后做正向匀速运动，最后做正向匀加速直线运动。图像A反映汽车先做负向匀速运动后静止，再做正向匀速运动，A错误；图像B反映汽车先做正向匀速运动后静止，再做负向匀速运动，B错误；图像C反映汽车先做正向减速直线运动后静止，再做正向加速直线运动，C错误；图像D反映汽车先做正向减速直线运动，然后做正向匀速运动，最后做正向加速直线运动，D正确。2.(2025·陕晋宁青卷·3)某智能物流系统中，质量为20kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动，受到的合力沿轨道方向，合力F随时间t的变化如图所示，则下列图像可能正确的是()答案A解析根据牛顿第二定律和F-t图像画出如图所示的a-t图像，可知分拣机器人在0~1s和2~3s内加速度大小均为1m/s2，方向相反，由v-t图线的斜率表示加速度可知，A正确。3.(2025·山东淄博市一模)2024年9月11日，朱雀三号火箭可重复使用垂直起降回收试验圆满完成。试验中朱雀三号经历了“加速上升→关闭发动机无动力滑行→发动机空中二次起动→软着陆”的过程，其v-t图像如图所示(取竖直向上为正方向)，下列说法正确的是()A.0~t1时间内，朱雀三号加速上升且加速度逐渐增大B.t1~t2时间内，朱雀三号减速下降C.t2~t3时间内，朱雀三号减速下降且加速度逐渐减小D.t3~t4时间内，朱雀三号处于超重状态答案D解析v-t图线的斜率表示加速度，0~t1时间内，速度为正值且在增大，图线的斜率先增大后减小，即朱雀三号加速上升且加速度先增大后减小，故A错误；t1~t2时间内，速度为正值且在减小，即朱雀三号减速上升，故B错误；t2~t3时间内，速度为负值且绝对值在增大，图线的斜率在减小，即朱雀三号加速下降且加速度逐渐减小，故C错误；t3~t4时间内，速度为负值且绝对值在减小，即朱雀三号减速下降，加速度向上，朱雀三号处于超重状态，故D正确。4.(2025·湖南卷·2)如图，物块以某一初速度滑上足够长的固定光滑斜面，物块的水平位移、竖直位移、水平速度、竖直速度分别用x、y、vx、vy表示。物块向上运动过程中，下列图像可能正确的是()答案C解析根据题意可知，物块沿斜面向上做匀减速直线运动，设初速度为v0，加速度大小为a，斜面倾角为θ，物块在水平方向上做匀减速直线运动，初速度为v0x=v0cosθ，加速度大小为ax=acosθ，则有vx2-v0x2=-2axx，整理可得vx=(v0cosθ)2-2acosθ·x，可知，vx-x图像为类似抛物线的一部分，故A、B错误；物块在竖直方向上做匀减速直线运动，初速度为v0y=v0sinθ，加速度大小为ay=asinθ，则有vy2-v0y5.(2025·湖北省一模)在一次无人机飞行表演中，初始时刻两无人机从空中同一地点以相同的初速度v0=30m/s由西向东水平飞行。无人机甲安装有加速度传感器，无人机乙安装有速度传感器，选取向东为正方向，两无人机各自传感器读数与时间的关系图像如图所示。下列说法正确的是()A.3~9s内，甲向东飞行，乙向西飞行B.3~9s内，甲的加速度与乙的加速度相同C.9s末甲、乙相距45mD.0~9s内甲的平均速度为0答案C解析由v-t图像可知，在3~9s内乙向东做减速运动，其速度方向向东，故A错误；在3~9s内，甲的加速度大小为5m/s2，方向向东；乙的加速度大小a乙=309-3m/s2=5m/s2，方向向西，可知两无人机加速度大小相等，方向相反，故B错误；在v-t图像中画出甲的图线，如图所示，根据v-t图像与横轴围成的面积表示位移，可知在前3s内x甲=v02t1=302×3m=45m，x乙=v0t1=30×3m=90m，即t=3s时两无人机间距离为Δx=x乙-x甲=45m，3~9s内两无人机的位移相等，则9s末甲乙相距45m，故C正确；由图可知0~96.(2025·重庆市名校联盟联考)“笛音雷”是某些地区春节期间常放的一种鞭炮，其着火后一段时间内的v-t图像如图所示(取竖直向上为正方向)，其中t0时刻为“笛音雷”起飞时刻，DE段是斜率大小为重力加速度g的直线，不计空气阻力，则关于“笛音雷”的运动，下列说法正确的是()A.t0~t1时间内“笛音雷”的平均速度等于vB.t1~t2时间内“笛音雷”的加速度逐渐减小C.“笛音雷”在t2时刻上升至最高点D.t3~t4时间内“笛音雷”做自由落体运动答案B解析t0~t1时间内“笛音雷”的运动不是匀加速直线运动，由v-t图线与t轴围成的面积表示位移可知，“笛音雷”在t0~t时间内的位移小于做匀加速运动的位移，故v<v12，A错误；v-t图像切线的斜率绝对值表示加速度的大小，t1~t2时间内，切线的斜率逐渐减小，加速度也逐渐减小，B正确；在v-t图像中，图线在时间轴上方，表示速度始终为正方向，“笛音雷”一直在上升，故t2时刻并不是最高点，C错误；t3时刻“笛音雷”速度为v3，方向向上，t3~t4时间内“笛音雷”的加速度为重力加速度g，故做竖直上抛运动，7.(多选)(2025·北京朝阳区二模)水平桌面上的甲、乙两物体在水平拉力作用下由静止开始沿直线运动，其加速度a与所受拉力F的关系如图所示。甲、乙两物体的质量分别为m1、m2，与桌面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2。下列说法正确的是()A.m1>m2B.μ1>μ2C.若拉力相同，经过相同时间拉力对甲做功少D.若拉力相同，通过相同位移甲获得的动能小答案BD解析物体运动后，由牛顿第二定律可知F-μmg=ma，即a=1mF-μg，由图像的斜率以及截距可知m1<m2，μ1>μ2，A错误，B正确；若拉力相同，加速度大小无法判断，根据W=Fx=F·12at2，可知在相同的时间内无法判断拉力做功的大小，C错误；根据F-μmg=ma，结合图像的横截距可知物体滑动过程中甲所受的滑动摩擦力更大，根据(F-μmg)x=Ek可知拉力和位移相同时，甲获得的动能更小，8.(2025·河北省模拟)一物体沿直线运动，如图是它运动的1v-x图像，v表示物体运动的速度，x表示物体运动的位移，关于该物体的运动，下列说法正确的是(A.该物体在做减速直线运动B.该物体在做匀加速直线运动C.该物体运动位移为x0所用的时间为v0+D.在运动过程中，该物体的加速度逐渐减小答案C解析由图像可知随着x增大，1v在减小，即速度在增大，物体做加速运动，故A错误；根据微元法，在图像中选取一微元Δx，则该段图像与横轴围成的面积为ΔS=1v·Δx=Δt，可知1v-x图像与横轴围成的面积表示运动时间，则物体运动到x0处的时间为t=1v0+1v12x0=v0+v12v0v1x0，由图像可知，增大相同的位移，图像与横轴围成的面积ΔS逐渐减小，即所用的时间Δt在减小，根据1v末-1v初=v初-v末v9.(2025·湖南常德市一模)如图质量分别为mA、mB的两滑块紧贴但不粘连地放在粗糙的水平地面上，滑块B与滑块A接触的那一面固定一个力传感器。两滑块与地面的动摩擦因数均为μ，从t=0时起，对A施加一个水平向右的外力F，且F=kt(k>0)，滑块与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列选项中力传感器测得A、B之间的弹力FN与时间的函数关系正确的是()答案C解析根据题意可知，当F<μmAg时，A对B没有弹力。当μmAg<F<μ(mA+mB)g时，有FN=F-μmAg=kt-μmAg，为一次函数，斜率为k，当F>μ(mA+mB)g时物块加速运动，由牛顿第二定律FN-μmBg=mBa，F-μ(mA+mB)g=(mA+mB)a，解得A、B之间的弹力FN=mBmA+mBF10.(2025·湖南怀化市三模)如图甲所示，在水平地面上，可视为质点的物体受到恒定的水平向右的拉力F，从某点P以v0=4m/s的速度向左滑动，物体运动的部分速度v随时间t的变化图像如图乙所示，已知物体的质量m=3kg，重力加速度大小g取10m/s2，下列说法正确的是()A.F的大小为12NB.物体与水平面间的动摩擦因数为0.25C.物体回到P点的速度大小为1.5m/sD.物体回到P点的时刻为1.5s答案D解析物体向左做匀减速运动时，加速度大小a1=40.5m/s2