2019年高考物理大一轮复习微专题02牛顿运动定律与图象综合问题课件新人教版.ppt

牛顿运动定律 第 三 章 微专题 2 　牛顿运动 定律与图象综合问题 栏 目 导 航 命题点一　已知物体的速度、加速度图象分析受力情况 命题点二　已知物体的受力图象分析运动情况 模拟演练 · 稳基提能 课后回顾 · 高效练习 1 ． v － t 图象 根据图象的斜率判断加速度的大小和方向，进而根据牛顿第二定律求解合外力． 2 ． a t 图象 要注意加速度的正负，正确分析每一段的运动情况，然后结合物体受力情况根据牛顿第二定律列方程． 已知物体的速度、加速度图象分析受力情况 　 (2015· 全国新课标 Ⅰ ) ( 多选 ) 如图 (a) ，一物块在 t ＝ 0 时刻滑上一固定斜面，其运动的 v t 图线如图 (b) 所示．若重力加速度及图中的 v 0 、 v 1 、 t 1 均为已知量，则可求出 ( 　　　 ) A ．斜面的倾角 B ．物块的质量 C ．物块与斜面间的动摩擦因数 D ．物块沿斜面向上滑行的最大高度 ACD 　 (1) 弄清图象斜率、截距、交点、拐点的物理意义． (2) 应用物理规律列出与图象对应的函数方程式，进而明确 “ 图象与公式 ” 、 “ 图象与物体 ” 间的关系，以便对有关物理问题作出准确判断． (2018· 漳州八校联考 ) 如图甲所示，一个质量为 3 kg 的物体放在粗糙水平地面上，从零时刻起，物体在水平力 F 作用下由静止开始做直线运动．在 0 ～ 3 s 时间内物体的加速度 a 随时间 t 的变化规律如图乙所示．则 ( 　　 ) A ． F 的最大值为 12 N B ． 0 ～ 1 s 和 2 ～ 3 s 内物体加速度的方向相反 C ． 3 s 末物体的速度最大，最大速度为 8 m/s D ．在 0 ～ 1 s 内物体做匀加速运动， 2 ～ 3 s 内物体做匀减速运动 C 　 1 ． (2015· 重庆理综 ) 若货物随升降机运动的 v － t 图象如图所示 ( 竖直向上为正 ) ，则货物受到升降机的支持力 F 与时间 t 关系的图象可能是 ( 　　 ) B 　 解析： v － t 图线斜率表示加速度，所以加速度图象如图所示．由牛顿第二定律可知 F － mg ＝ ma ，所以支持力 F ＝ ma ＋ mg ，重力保持不变，所以 F t 图象相当于 a t 图象向上平移， B 正确． 2 ． (2016· 海南卷 ) 沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力 F 的作用，其下滑的速度 — 时间图线如图所示．已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在 0 ～ 5 s 、 5 ～ 10 s 、 10 ～ 15 s 内 F 的大小分别为 F 1 、 F 2 和 F 3 ，则 ( 　　 ) A ． F 1 ＜ F 2 　　　　　　 B ． F 2 ＞ F 3 C ． F 1 ＞ F 3 D ． F 1 ＝ F 3 A 　 解析： 由 v t 图象可知， 0 ～ 5 s 内加速度 a 1 ＝ 0.2 m /s 2 ，沿斜面向下，根据牛顿第二定律有 mg sin θ － f － F 1 ＝ ma 1 ， F 1 ＝ mg sin θ － f － 0.2 m ； 5 ～ 10 s 内加速度 a 2 ＝ 0 ，根据牛顿第二定律有 mg sin θ － f － F 2 ＝ ma 2 ， F 2 ＝ mg sin θ － f ； 10 ～ 15 s 内加速度 a 3 ＝－ 0.2 m/ s 2 ，沿斜面向上，根据牛顿第二定律有 mg sin θ － f － F 3 ＝ ma 3 ， F 3 ＝ mg sin θ － f ＋ 0.2 m . 故可得： F 3 ＞ F 2 ＞ F 1 ，选项 A 正确． 1 ． F t 图象 要结合物体受到的力，根据牛顿第二定律求出加速度，分析每一时间段的运动性质． 2 ． F a 图象 首先要根据具体的物理情景，对物体进行受力分析，然后根据牛顿第二定律推导出两个量间的函数关系式，根据函数关系式结合图象，明确图象的斜率、截距或面积的意义，从而由图象给出的信息求出未知量． 已知物体的受力图象分析运动情况 　　 　 　 ( 多选 ) 静止在水平地面上的物块，受到水平向右的拉力 F 作用， F 随时间 t 的变化情况如图所示．设物块与地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，都是 1 N ，则 ( 　　　 ) A ．在 0 ～ 1 s 时间内物块的加速度逐渐增大 B ．在 3 s 时，物块的加速度最大 C ．在 3 s 时，物块的速度最大 D ．在 8 s 时，物块的速度最大 BD 　 解析： 在 0 ～ 1 s 时间内， F 小于或等于最大静摩擦力，可知物块处于静止状态，故 A 错误； t ＝ 3 s 时，拉力最大，且大于最大静摩擦力，故物块所受合力最大，物块的加速度最大，故 B 正确； t ＝ 3 s 后，拉力仍然大于最大静摩擦力，物块仍然做加速运动，速度仍增大， t ＝ 8 s 后，拉力小于最大静摩擦力，物块做减速运动，所以 t ＝ 8 s 时，物块的速度最大，故 C 错误， D 正确． 　　 　 　 ( 多选 ) 如图 (a) 所示，用一水平外力 F 拉着一个静止在倾角为 θ 的光滑斜面上的物体，逐渐增大 F ，物体做变加速运动，其加速度 a 随外力 F 变化的图象如图 (b) 所示，若重力加速度 g 取 10 m/s 2 ，根据图 (b) 中所提供的信息可以计算出 ( 　 　 ) A ．物体的质量 B ．斜面倾角的正弦值 C ．加速度增大到 6 m/s 2 时物体的位移 D ．物体静止在斜面上时的外力 F ABD 　 解析： 对物体受力分析，受水平外力、重力、支持力，如图所示． x 方向： F cos θ － mg sin θ ＝ ma ， y 方向： N － F sin θ － mg cos θ ＝ 0 ， 从图象中取两个点 (20 N,2 m /s 2 ) ， (30 N,6 m/ s 2 ) 代入解得 m ＝ 2 kg ， θ ＝ 37° ，故 A 、 B 正确．当 a ＝ 0 时，可解得 F ＝ 15 N ，即最小拉力为 15 N ．题中并未说明力 F 随时间变化的情况，故无法求出加速度为 6 m/s 2 时物体的速度大小，无法求出位移，故 C 错误， D 正确． 3 ． (2018· 黑龙江哈师大附中月考 ) “ 蹦极 ” 是一项刺激的极限运动，运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处，从几十米高处跳下．在某次蹦极中，弹性绳弹力 F 的大小随时间 t 的变化图象如图所示，其中 t 2 、 t 4 时刻图线的斜率最大．将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，弹性绳中弹力与伸长量的关系遵循胡克定律，空气阻力不计．下列说法中正确的是 ( 　　 ) A ． t 1 ～ t 2 时间内运动员处于超重状态 B ． t 2 ～ t 4 时间内运动员的机械能先减小后增大 C ． t 3 时刻运动员的加速度为零 D ． t 4 时刻运动员具有向下的最大速度 B 　 解析： 在 t 1 ～ t 2 时间内，合力向下，运动员加速下降，处于失重状态，故 A 错误；在 t 2 、 t 4 时刻图线的斜率最大，说明弹力变化最快，由于弹力与弹性绳的伸长量成正比，说明伸长量变化最快，即速度最大，而速度最大时弹力与重力平衡；由于整个过程重力势能、弹性势能和动能的总和保持不变，而 t 2 ～ t 4 时间内弹性势能先变大后变小，故运动员的机械能先减小后增大，故 B 正确； t 3 时刻弹力最大，运动员运动到最低点，合力向上，故加速度向上，不为零，故 C 错误； t 4 时刻运动员受到的重力和弹力平衡，加速度为零，具有向上的最大速度，故 D 错误． 4 ． ( 多选 ) 如图 ( 甲 ) 所示，物体原来静止在水平地面上，用一水平力 F 拉物体，在 F 从 0 开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度 a 随外力 F 变化的图象如图 ( 乙 ) 所示，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等 . 重力加速度 g 取 10 m/s 2 . 根据题目提供的信息，下列判断正确的是 ( 　 　 ) A ．物体的质量 m ＝ 2 kg B ．物体与水平面间的动摩擦因数 μ ＝ 0.6 C ．物体与水平面的最大静摩擦力 f max ＝ 3 N D ．在 F 为 10 N 时，物体的加速度 a ＝ 2 m/s 2 AD 　 解析： 根据牛顿第二定律 F － μmg ＝ ma ， F 1 ＝ 7 N ， a 1 ＝ 0.5 m /s 2 ； F 2 ＝ 14 N ， a 2 ＝ 4 m/ s 2 ，联立解得 m ＝ 2 kg ， μ ＝ 0.3 ， A 正确， B 错误．最大静摩擦力 f ＝ μmg ＝ 6 N ， C 错误．当 F ＝ 10 N 时，代入得 a ＝ 2 m/s 2 ， D 正确． 谢 谢 观 看