专题强化练6 动力学中的图像问题

专题强化练6动力学中的图像问题专题强化练6动力学中的图像问题班级：________姓名：________得分：________核心方法梳理1.动力学图像核心思想：将图像信息转化为受力、运动信息，结合牛顿第二定律、运动学公式解题，核心是“看图、读量、辨斜率、识面积、找交点”。2.常见图像物理意义（1）x-t图像：斜率表示速度，斜率正负表示速度方向，斜率绝对值表示快慢；匀速为直线，变速为曲线。（2）v-t图像：斜率表示加速度，面积表示位移；是动力学综合最常用图像，可直接关联合外力变化。（3）a-t图像：纵坐标直接反映合外力大小与方向，面积表示速度变化量。（4）F-t、F-x图像：F-t图像反映外力随时间变化规律，结合a∝F分析加速度变化；F-x图像多用于变力运动、做功问题分析。3.解题通用步骤：识别图像类型→明确横纵轴物理量→分析斜率/面积/截距物理意义→结合牛顿第二定律受力分析→分段讨论运动状态变化。一、基础对点练（单选题，每题6分，共48分）1.某物体在水平恒力作用下做直线运动，其v-t图像为一条倾斜直线，忽略空气阻力。下列说法正确的是（）A.物体所受合外力随时间均匀增大B.物体所受合外力为恒力C.物体摩擦力随速度均匀变化D.物体的位移随时间均匀增大2.质量为m的物体在水平面上运动，其加速度a随时间t变化的图像如图所示。已知物体初速度为0，水平面粗糙，下列判断正确的是（）A.0～t₁时间内物体静止不动B.t₁时刻物体所受合外力为0C.t₂时刻物体的速度达到最大D.0～t₂时间内物体速度一直增大3.一物块在竖直方向运动，其v-t图像如图，取竖直向上为正方向，不计空气阻力。下列关于物块受力与运动说法正确的是（）A.0～1s内物块重力大于拉力B.1～3s内物块处于完全失重状态C.3～4s内物块加速度方向竖直向上D.全程物块所受合外力保持恒定4.质量为2kg的物体在水平拉力作用下运动，其F-t图像如图所示，水平面动摩擦因数恒定。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力f=4N，下列说法正确的是（）A.0～2s内物体加速度为2m/s²B.2～4s内物体一定做匀加速运动C.4～6s内物体合外力为0D.物体全程始终保持运动状态5.某直线运动物体的x-t图像为抛物线，关于该物体运动与受力，下列说法正确的是（）A.物体一定做匀速直线运动B.物体一定受恒力作用C.物体合外力一定随时间变化D.物体加速度为变量6.物体由静止开始在变力作用下运动，其a-t图像如图所示，下列关于物体速度、合外力说法正确的是（）A.0～t₀时间内合外力均匀减小B.t₀时刻物体速度为0C.0～t₀时间内速度增加量等于a-t图像面积D.物体全程做匀变速直线运动7.一物块沿粗糙斜面向上滑动，再沿斜面下滑，取沿斜面向下为正方向，其v-t图像正确的是（）A.先负向匀减速，后正向匀加速，两段加速度不等B.先负向匀减速，后正向匀加速，两段加速度相等C.全程加速度恒定不变D.全程速度方向不变8.质量为m的物体在合外力作用下做直线运动，其v-t图像斜率逐渐减小直至为0，则该过程中（）A.合外力逐渐增大，最终为0B.合外力逐渐减小，最终为0C.物体做匀减速运动D.物体位移逐渐减小二、能力提升练（计算题，共52分）9.（24分）质量m=4kg的物块静止在光滑水平地面上，受到水平拉力作用，其加速度随时间变化的a-t图像如图所示。g取10m/s²。（1）分析0～2s、2～4s内物块的受力情况与运动性质；（2）求0～4s内物块的速度变化量；（3）求t=2s、t=4s时刻物块受到的水平拉力大小。10.（28分）质量M=5kg的木板静止在粗糙水平地面上，木板上放置一质量m=1kg的小物块。现对木板施加水平拉力，物块与木板的运动速度随时间变化的v-t图像如图所示。已知0～2s两物体共速运动，2s后发生相对滑动，g=10m/s²。（1）求0～2s系统的加速度大小；（2）求物块与木板间的动摩擦因数；（3）求2s后木板的加速度及水平拉力的大小。参考答案与详细解析一、基础对点练1.答案：B解析：v-t图像为倾斜直线，说明物体加速度恒定。根据牛顿第二定律F合=ma，加速度恒定则合外力恒定，A错误、B正确；受力恒定，摩擦力不变，C错误；v-t图像面积表示位移，位移随时间二次增大，D错误。2.答案：D解析：a-t图像纵坐标不为0，说明全程合外力不为0，物体持续加速，速度一直增大，A、B错误，D正确；t₂时刻加速度为0，速度达到最大值的前提是之后加速度反向，本题无反向加速度，C错误。3.答案：B解析：向上为正，1～3s内速度正向减小，加速度竖直向下，物体加速度向下，处于失重状态，B正确；0～1s加速向上，拉力大于重力，A错误；3～4s速度反向增大，加速度仍向下，C错误；图像斜率变化，加速度变化，合外力变化，D错误。4.答案：C解析：滑动摩擦力f=4N，4～6s拉力F=4N，水平方向受力平衡，合外力为0，C正确；0～2s拉力小于最大静摩擦力，物体静止，加速度为0，A、D错误；2～4s拉力大于摩擦力，但是变力，加速度变化，非匀加速，B错误。5.答案：B解析：x-t图像为抛物线，对应匀变速直线运动，加速度恒定。由F合=ma可知，物体合外力恒定，受恒力作用，B正确，A、C、D错误。6.答案：C解析：a-t图像面积表示速度变化量，C正确；0～t₀加速度增大，合外力增大，A错误；初速度为0，加速度始终正向，t₀时刻速度最大，B错误；加速度变化，非匀变速运动，D错误。7.答案：A解析：物块上滑时，摩擦力沿斜面向下，加速度a₁=(mgsinθ+f)/m；下滑时，摩擦力沿斜面向上，加速度a₂=(mgsinθ-f)/m，a₁>a₂。取向下为正，上滑速度为负、匀减速，下滑速度为正、匀加速，两段斜率不同，A正确，B、C、D错误。8.答案：B解析：v-t图像斜率表示加速度，斜率减小说明加速度减小，最终斜率为0、加速度为0。由F合=ma，合外力逐渐减小至0，B正确，A错误；加速度变化，非匀变速，C错误；速度始终为正，位移持续增大，D错误。二、能力提升练9.解析：（1）受力与运动分析：0～2s：加速度恒定，物体受恒定拉力、重力、支持力，合外力恒定，做初速度为0的匀加速直线运动；2～4s：加速度均匀减小，合外力均匀减小，拉力均匀减小，物体做加速度减小的加速直线运动。（2）a-t图像面积表示速度变化量：Δv=梯形面积=$$\frac{(2+4)}{2}\times2=6\\text{m/s}$$初速度为0，4s末速度为6m/s。（3）由F=ma：t=2s时，a₂=2m/s²，F₂=ma₂=4×2=8N；t=4s时，a₄=0，合外力为0，拉力F₄=0N。10.解析：（1）0～2s共速匀加速，由v-t图像得：$$a=\frac{\Deltav}{\Deltat}$$，代入数据得a=2m/s²。（2）0～2s物块的加速度由木板的滑动摩擦力提供：μmg=ma，解得μ=$$\frac{a}{g}$$=0.2。（3）2s后物