《2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训》专题15 动力学图像、超重失重、等时圆、临界极值问题（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训
专题 15 动力学图像、超重失重、等时圆、临界极值问题
特训目标 特训内容
目标 1 动力学图像问题（1T—4T）
目标 2 超重失重问题（5T—8T）
目标 3 等时圆问题（9T—12T）
目标 4 临界极值问题（13T—16T）
【特训典例】
一、动力学图像问题
1．如图甲所示，一质量为 的物体在水平拉力 的作用下沿水平面做匀速直线运动，从某时刻开始，
拉力 随时间均匀减小，物体所受摩擦力随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法中正确的是（　　）
A． 时物体开始做匀减速运动
B．物体匀速运动时的速度大小为
C．物体与接触面间的动摩擦因数为
D． 时物体的加速度大小为
【答案】B
【详解】A．物体在开始在 作用下做匀速直线运动，由图可知，滑动摩擦力的大小为 ，拉力随时间均
匀减小后，物体开始做减速运动， 时，滑动摩擦力突变成静摩擦力，说明 时物体刚好减速到速
度为零，之后静摩擦力与拉力 平衡，由图可知静摩擦力图线与滑动摩擦力图线交于 时，可知在
时，拉力 开始均匀减小，物体开始做减速运动，合力逐渐增大，加速度逐渐增大，物体做加速度逐
渐增大的减速运动，直到 时停下，处于静止状态，A错误；
B．从 过程，根据动量定理可得 解得物体匀速运动时的速度大小为
，B正确；
C．由图可知滑动摩擦力大小为 解得物体与接触面间的动摩擦因数为 ，C
错误；
D． ，由图可知拉力 ，根据牛顿第二定律可得，物体的加速度大小
D错误。故选 B。
2．如图甲所示，一质量为 2kg 的物体静止在水平地面上，水平推力 F随位移 x变化的关系如图乙所示，已
知物体与地面间的动摩擦因数为 0.1，取 g=，下列说法正确的是（　　）
A．物体运动的最大速度为 m/s
B．在运动中由于摩擦产生的热量为 6J
C．物体在水平地面上运动的最大位移是 4.5m
D．物体先做加速运动，推力撤去时开始做减速运动
【答案】C
【详解】A．物体所受滑动摩擦力大小为 当 F大于 Ff时，物体做加速运动，当 F与Ff大小相
等时，物体运动的速度最大，由图乙可知此时物体运动的位移为 ，F-x图像与坐标
轴所围的面积表示 F做的功，则 F在物体运动位移为 x1的过程中对物体所做的功为
设物体运动的最大速度为 vm，根据动能定理有 解得 故 A错误；
B．根据功能关系可知，整个运动过程中，由于摩擦产生的热量等于 F做的总功，即
故B错误；
C．物体在水平地面上运动的最大位移是 故 C正确；
D．当 F大于 Ff时，物体做加速度逐渐减小的加速运动，当 F小于 Ff时物体开始做减速运动，故 D错误。
故选 C。
3．粗糙水平地面上有一质量为 m=50kg 的物块，在 F=500N 的水平恒力作用下运动。物块与地面间的动摩
擦因数 μ恒定，物块受到的空气阻力与速度 v成正比，比例系数为 k。从某时刻开始计时，测得物块运动的
v-t图像如图中的实线所示。图中虚线 a是运动图像的渐近线，虚线 b是运动图像在纵轴交点的切线，切线
上一点 A的坐标为（4，15），g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）
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