高中物理 加强练习第三章　34.动力学中的图像问题

34.动力学中的图像问题(分值：30分)1~5题每题6分1.如图甲所示，地面上有一物体，物体上端连接一劲度系数为k的轻质弹簧，用力F向上提弹簧，物体加速度a与力F的关系如图乙所示，则下列说法正确的是()A.如果弹簧形变量x<pkB.当力F>q后，物体做匀加速直线运动C.物体的质量m=-D.当地的重力加速度大小g=p答案C解析当拉力F=q时，物体开始离开地面，此时弹簧形变量x=q因此当x<qk时，物体保持静止，A由题图乙可知，当力F>q之后，随着力的增加，加速度逐渐增加，物体做变加速直线运动，B错误；根据牛顿第二定律有F-mg=ma整理可得a=1mF-g，由题图乙可知物体的质量m=当地的重力加速度大小g=-p，C正确，D错误。2.在用“DIS(数字化信息系统)”探究超重和失重的实验中，某同学蹲在压力传感器上完成一次起立动作，在计算机屏幕上得到压力传感器示数F随时间t变化的图像如图所示，则此过程该同学重心的运动速度v随时间t变化的图像最接近的是()答案A解析人在起立时，先向上加速后向上减速，先超重后失重；由F-t图像可知，超重阶段(加速阶段)传感器对人的支持力先增加后减小，则根据F-mg=ma可知，加速度先增加后减小，则v-t图像的斜率先增加后减小；同理由F-t图像可知，失重阶段(减速阶段)传感器对人的支持力先减小后增加，则根据mg-F=ma可知，加速度先增加后减小，则v-t图像的斜率绝对值先增加后减小；则v-t图像最接近A。故选A。3.(2024·广东茂名市联考)如图甲所示，小明同学用水平恒力推静止在水平地面上的箱子，1s后撤去恒力，箱子的速度—时间图像如图乙所示。重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是()A.整个过程中箱子一直做匀变速直线运动B.箱子所受推力与摩擦力之比为3∶2C.第1s末箱子的速度方向发生改变D.箱子与地面间的动摩擦因数为0.2答案B解析根据v-t图像的斜率表示加速度可知，箱子在整个过程中先做匀加速运动再做匀减速运动，加速度的大小和方向都变化，所以整个过程不是匀变速直线运动，故A错误；撤去恒力后，箱子所受合力为摩擦力，则有Ff=μmg=ma2，由题图乙可知，撤去恒力后箱子的加速度大小为a2=|ΔvΔt|=4m/s2，解得μ=0.4，故D错误；在0~1s时间内，由牛顿第二定律有F-μmg=ma1，由题图乙可知在0~1s时间内箱子加速度大小为a1=Δv'Δt'=2m/s2，解得F=6m，结合上述可知，箱子所受恒力与摩擦力之比为6m∶4m=3∶2，故B正确；题图乙中速度4.(多选)(2025·福建省多校期中联考)如图甲所示，倾角为θ的光滑斜面上有一质量为m的物体，物体始终受到沿斜面向上的变力F的作用，物体的加速度a随外力F变化的图像如图乙所示，重力加速度大小g取10m/s2，根据图乙中所提供的信息可知()A.m=0.4kg B.m=2.5kgC.cosθ=0.6 D.cosθ=0.8答案BD解析根据牛顿第二定律有F-mgsinθ=ma，整理得a=Fm-gsin由图像可知斜率为k=1m=6-(-6)30kg-1=0.4kg-1，解得m=2.5纵轴截距-gsinθ=-6，解得sinθ=0.6，即cosθ=0.8，故选B、D。5.如图，轻弹簧的下端与Q连接，上端与P连接。已知P、Q质量相等，P静止时弹簧压缩量为x0，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，至Q恰好离开地面。下列表示F和x之间关系的图像，可能正确的是()答案B解析设物块P的质量为m，加速度为a，静止时弹簧的压缩量为x0，弹簧的劲度系数为k，由力的平衡条件得mg=kx0物块P的位移为x，当x<x0时，弹簧对P的弹力为F1=k(x0-x)对物块P，由牛顿第二定律得F+F1-mg=ma，F=kx+ma，当x>x0后，弹簧拉伸，则有F-k(x-x0)-mg=ma，仍可得F