新高考物理熱點(diǎn)3運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)圖像

熱點(diǎn)3運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)圖像1．(2020·山東卷·1)一質(zhì)量為m的乘客乘坐豎直電梯下樓，其位移s與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖1所示．乘客所受支持力的大小用FN表示，速度大小用v表示．重力加速度大小為g.以下判斷正確的是()圖1A．0～t1時(shí)間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N>mgB．t1～t2時(shí)間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N<mgC．t2～t3時(shí)間內(nèi)，v增大，F(xiàn)N<mgD．t2～t3時(shí)間內(nèi)，v減小，F(xiàn)N>mg答案D解析根據(jù)s－t圖像的斜率表示速度可知，0～t1時(shí)間內(nèi)，v增大，t2～t3時(shí)間內(nèi)，v減小，t1～t2時(shí)間內(nèi)，v不變，故B、C錯(cuò)誤；0～t1時(shí)間內(nèi)，速度越來越大，加速度向下，處于失重狀態(tài)，則FN<mg，故A錯(cuò)誤；t2～t3時(shí)間內(nèi)，速度逐漸減小，加速度向上，處于超重狀態(tài)，則FN>mg，故D正確．2.如圖2所示為甲、乙兩物體在同一條直線上做勻變速運(yùn)動(dòng)的位移－時(shí)間圖像，兩圖線相切于點(diǎn)A(2.0s,4.0m)．已知甲物體的初速度為0，乙物體的加速度大小為1m/s2，下列說法正確的是()圖2A．甲物體的加速度大小為4m/s2B．甲、乙兩物體的加速度方向相同C．乙物體的初速度大小為4m/sD．t＝0時(shí)刻，甲、乙兩物體相距6m答案D解析已知甲物體的初速度為0，設(shè)甲物體的位移表達(dá)式為x甲＝eq\f(1,2)a甲t2，將A點(diǎn)的坐標(biāo)(2.0s,4.0m)代入可得a甲＝2m/s2，故A錯(cuò)誤；根據(jù)位移－時(shí)間圖線的斜率表示速度可知，甲物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，乙物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，兩物體的加速度方向相反，故B錯(cuò)誤；設(shè)乙物體的初速度為v0，根據(jù)兩圖線在A點(diǎn)相切可知a甲×2.0s＝v0－a乙×2.0s，解得v0＝6m/s，故C錯(cuò)誤；設(shè)t＝0時(shí)刻，乙物體的位置在x0處，t時(shí)刻乙的位置x乙＝x0＋v0t－eq\f(1,2)a乙t2，將A點(diǎn)的坐標(biāo)代入可得x0＝－6m，即t＝0時(shí)刻，甲、乙兩物體相距6m，故D正確．3．(2021·山東青島市一模)在同一平直公路上，a、b兩輛汽車同向行駛，行駛過程的v－t圖像如圖3所示．已知兩車在t＝6s時(shí)并排行駛，下列說法正確的是()圖3A．在t＝0時(shí)，b車在a車前15mB．在t＝2s時(shí)，a車在b車后C．在t＝4s時(shí)，兩車并排行駛D．兩車先后兩次并排行駛的地點(diǎn)相距80m答案D解析因v－t圖像中圖線與橫軸所圍的“面積”表示位移大小，兩車在t＝6s時(shí)并排行駛，因2s～6s內(nèi)兩車的位移相等，可知兩車在t＝2s時(shí)也并排行駛，而在0～2s內(nèi)b車的位移大于a車的位移，可知在t＝0時(shí)，b車在a車之后，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；兩車在t＝2s時(shí)并排行駛，在2～4s內(nèi)b車的位移大于a車的位移，可知在t＝4s時(shí)b車在a車前面，選項(xiàng)C錯(cuò)4.(2021·山東濰坊市昌樂一中高三期末)2020年11月10日，“奮斗者”號(hào)深潛器在馬里亞納海溝成功坐底，創(chuàng)造了10909米的中國載人深潛新紀(jì)錄，標(biāo)志著我國在大深度載人深潛領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平．某興趣小組用一個(gè)模型模擬了深潛器從水底由靜止向上返回的運(yùn)動(dòng)過程，記錄了其加速度a隨位移x變化關(guān)系的圖像如圖4所示，則()圖4A．在0～x0階段深潛器內(nèi)的物體處于失重狀態(tài)B．在0～x0階段深潛器運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為eq\f(\r(a0x0),2)C．在2x0處深潛器運(yùn)動(dòng)的速度大小為eq\r(a0x0)D．在3x0處深潛器運(yùn)動(dòng)的速度最大答案C解析在0～x0階段深潛器加速上升，因此深潛器內(nèi)的物體處于超重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；在0～x0階段，veq\o\al(,max2)等于在a－x圖像中，圖線與x軸圍成的面積的2倍，則深潛器到達(dá)x0處時(shí)的速度vmax＝eq\r(a0x0)，由于在0～x0階段深潛器不是做勻變速運(yùn)動(dòng)，因此eq\x\to(v)≠eq\f(vmax,2)＝eq\f(\r(a0x0),2)，B錯(cuò)誤；在x0～2x0階段，深潛器的加速度為零，做勻速運(yùn)動(dòng)，因此在2x0處深潛器的速度大小為eq\r(a0x0)，C正確；在2x0～3x0階段，加速度為負(fù)值，深潛器做減速運(yùn)動(dòng)，因此深潛器在2x0處運(yùn)動(dòng)的速度最大，D錯(cuò)誤．5.(多選)(2021·河北唐山市一模)A、B兩物體沿同一直線同向運(yùn)動(dòng)，0時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，A、B兩物體的eq\f(x,t)－t圖像如圖5所示，已知在t＝10s時(shí)A、B在同一位置，根據(jù)圖像信息，下列說法正確的是()圖5A．B做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為1m/s2B．t＝6s時(shí)，A在前、B在后，B正在追趕AC．A、B在零時(shí)刻相距30mD．在0～10s內(nèi)A、B之間的最大距離為49m答案BD解析由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式x＝v0t＋eq\f(1,2)at2，可得eq\f(x,t)＝v0＋eq\f(1,2)at，對(duì)比B物體的圖線可知eq\f(1,2)a＝eq\f(14－10,10－6)m/s2＝1m/s2，由相似三角形可知，圖線與縱軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為4m/s，即初速度v0＝4m/s，加速度a＝2m/s2，B物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；對(duì)比A物體的圖線可知，A物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為v＝10m/s，在t＝10s時(shí)A、B的位移分別為xA＝vt＝100m，xB＝v0t＋eq\f(1,2)at2＝140m，此時(shí)A、B到達(dá)同一位置，故在零時(shí)刻，A在B前方40m處，C錯(cuò)誤；t＝6s時(shí)，由位移公式可得，A、B位移均為60m，故此時(shí)A在前、B在后，B正在追趕A，B正確；當(dāng)A、B速度相等時(shí)，相距最遠(yuǎn)，v0＋at′＝v，代入數(shù)據(jù)可得t′＝3s，由位移公式可得，A、B的位移分別為xA′＝30m，xB′＝21m，故此時(shí)A、B之間的最大距離為Δx＝40m＋30m－21m＝49m，D正確．6.(2021·河北廊坊市高三期末)一輛汽車在平直公路上行駛，司機(jī)突然發(fā)現(xiàn)正前方有一輛同向騎行的自行車，司機(jī)當(dāng)即采取措施制動(dòng)．以此時(shí)汽車所在位置為坐標(biāo)原點(diǎn)、汽車行進(jìn)方向?yàn)檎较蚪⒆鴺?biāo)系，此后汽車和自行車速度的平方與它們位置坐標(biāo)x的關(guān)系如圖6所示．下列說法中正確的是()圖6A．汽車開始減速時(shí)與自行車相距2mB．司機(jī)和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間總和為0.5sC．汽車沒有和自行車相撞D．汽車和自行車在圖線相交的位置坐標(biāo)處發(fā)生碰撞答案B解析由題可知汽車的初速度為v0＝10m/s，自行車的速度為v＝4m/s.汽車開始減速時(shí)，汽車已經(jīng)向前前進(jìn)了5m，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t0＝eq\f(x0,v0)＝eq\f(5,10)s＝0.5s，則這段時(shí)間內(nèi)自行車向前運(yùn)動(dòng)4×0.5m＝2m，此時(shí)汽車與自行車相距4m，A錯(cuò)誤；由上述分析可知，司機(jī)和汽車系統(tǒng)的反應(yīng)時(shí)間總和為0.5s，B正確；汽車減速的加速度大小a＝eq\f(v\o\al(02),2x)＝eq\f(100,2×12.5)m/s2＝4m/s2，汽車速度減到與自行車共速時(shí)所用的時(shí)間t1＝eq\f(v0－v,a)＝1.5s，此時(shí)汽車的總位移s1＝x0＋v0t1－eq\f(1,2)ateq\o\al(,12)＝15.5m，自行車的位移s2＝v(t0＋t1)＝8m，因?yàn)閟1－s2＝7.5m>7m，可知汽車已經(jīng)和自行車相撞，即當(dāng)兩車速度共速前已經(jīng)相撞，圖線相交的位置坐標(biāo)處不是發(fā)生碰撞的位置，C、D錯(cuò)誤．7．(2021·山西懷仁市高三期末)水平力F方向確定，大小隨時(shí)間的變化如圖7a所示，用力F拉靜止在水平桌面上的小物塊，在F從0開始逐漸增大的過程中，物塊的加速度a隨時(shí)間變化的圖像如圖b所示，重力加速度大小為10m/s2，最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力，由圖示可知()圖7A．物塊的質(zhì)量m＝2kgB．物塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2C．在4s末，物塊的動(dòng)量為12kg·m/sD．在2～4s時(shí)間內(nèi)，小物塊速度均勻增加答案C解析由題圖a可知F＝3t，由牛頓第二定律可得F－μmg＝ma，由以上兩式解得a＝eq\f(3,m)t－μg，由題圖b知，k＝eq\f(3,m)＝1，解得物塊質(zhì)量為m＝3kg，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.1，故A、B錯(cuò)誤；由題圖b知，2～4s時(shí)間內(nèi)平均加速度為2m/s2，則4s末物塊的速度為v＝eq\x\to(a)t0＝2m/s2×2s＝4m/s，物塊的動(dòng)量為p＝mv＝3kg×4m/s＝12kg·m/s，故C正確；由題圖b可知，在2～4s時(shí)間內(nèi)，物塊的加速度逐漸增大，則速度不是均勻增加，故D錯(cuò)誤．8.(多選)(2021·河南南陽市高三期末)如圖8所示，輕質(zhì)彈簧下端固定在光滑斜面底端，一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊，從斜面頂端由靜止滑下并壓縮彈簧(彈簧始終處于彈性限度內(nèi))．若以物塊開始下滑的點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿斜面向下為x軸正方向，物塊下滑過程中加速度為a，速度為v，彈簧的彈力為F，彈性勢(shì)能為Ep.下列圖像正確的是()圖8答案BD解析設(shè)斜面的傾角為θ，物塊與彈簧接觸前，由牛頓第二定律得：mgsinθ＝ma，解得：a＝gsinθ，物塊做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，v＝at＝gtsinθ；設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，彈簧的壓縮量為L，物塊與彈簧開始接觸到物塊重力沿斜面向下的分力大于彈簧彈力前，由牛頓第二定律得：mgsinθ－kL＝ma，解得：a＝gsinθ－eq\f(k,m)L，加速度方向平行于斜面向下，物塊做加速運(yùn)動(dòng)，在相等時(shí)間內(nèi)彈簧的壓縮量增加得越來越快，a減小得越來越快；當(dāng)彈簧的彈力大于重力沿斜面向下的分力后，由牛頓第二定律得：kL－mgsinθ＝ma，解得：a＝eq\f(k,m)L－gsinθ，加速度方向沿斜面向上，物塊做減速運(yùn)動(dòng)，在相等時(shí)間內(nèi)彈簧壓縮量的增加量增加得越來越慢，a增加得越來越慢；由以上分析可知