《新课标高中物理图像与方法》专题03 功能与动量中的图像（解析版）

3.0 envi 2025-02-14 16 4 956.29KB 16 页 3知币

专题 03 功能与动量中的图像

一.动能定理与图像结合问题的分析方法...........................................................................................................1

二.机车启动中的图像............................................................................................................................................3

三.功能关系中的图像问题....................................................................................................................................8

四.a-x 图像在功能关系中的应用........................................................................................................................11

五.动量中的图像..................................................................................................................................................14

一.动能定理与图像结合问题的分析方法

(1)首先看清楚所给图像的种类(如v-t图像、F-x图像、Ek-x图像等)。

(2)挖掘图像的隐含条件——求出所需要的物理量，如由 v-t图像所包围的“面积”求位移，由 F-x图像所包

围的“面积”求功；由 Ek-x图像的斜率求合外力等。

(3)分析有哪些力做功，根据动能定理列方程，求出相应的物理量。

(4)动能定理与图象结合问题

力学中四类图象所围“面积”的意义

【典例分析 1】(2020·上海市青浦区期末)质量为 m、初速度为零的物体，在变化情况不同的合外力作用下

都通过位移 x0.下列各种情况中合外力做功最多的是(　　)

【答案】　C

【解析】　由 F－x图象与横坐标轴围成的面积表示功知，C中面积最大，合外力做功最多．

【典例分析 2】(2020·超级全能生 11 月联考)张家界百龙天梯(如图甲)，是吉尼斯世界纪录记载世界最高的

户外观光电梯，百龙天梯垂直高度差 335 m，运行高度 326 m，用时 66 s 就能从地面把人带到山顶．某次

观光电梯空载测试由静止开始以 a＝5 m/s2的加速度向上做匀加速直线运动，当输出功率达到其允许的最大

值时(t＝1 s)，保持该功率继续向上加速，其运动的 a－t图象如图乙所示．则 0～1 s 和1～2 s 牵引力对电梯

所做的功之比为(　　)

A．1 2 ∶B．2 1∶

C．1 1 ∶D．条件不足，无法确定

【答案】　A

【解析】　由题意可知，0～1 s 内观光电梯做匀加速运动，此过程牵引力恒定，设为 F，由牛顿第二定律

可知，此过程牵引力做的功为 W1＝F·at2＝2.5F(J)，输出功率最大值为 P＝F·at＝5F(W).1～2 s 内保持功率

不变，此过程牵引力做的功为 W2＝Pt＝5F(J)，所以 W1∶W2＝1 2∶ ，故 A正确．

【典例分析 3】．(2020·四川眉山市三诊)如图甲所示，在光滑水平桌面内，固定有光滑轨道 ABC，其中半

圆轨道 BC 与直轨道 AB 相切于 B点，物体受到与 AB 平行的水平拉力 F，从静止开始运动，拉力 F的大小

满足如图乙所示关系(以A为坐标原点，拉力 F从A指向 B为正方向)．若 m＝1 kg，AB＝4 m，半圆轨道的

半径 R＝1.5 m，重力加速度取 g＝10 m/s2.则下列说法中正确的是(　　)

A．拉力 F从A到B做功为 50 J

B．物体从 B到C过程中，所受的合外力为 0

C．物体能够到达 C点，且速度大小为 2 m/s

D．物体能够到达 C点，且速度大小为 2 m/s

【答案】　D

【解析】　F－x图象与横坐标轴所围面积表示功，则拉力 F从A到B做功为 W＝×2×40 J－10×1 J＝30 J，

故A错误；物体从 B到C过程中，做圆周运动，所受合外力大小不为 0，故 B错误；物体从 A到B过程中，

由动能定理有 W＝mvB2，解得vB＝2 m/s，由于光滑轨道 ABC 在水平面内，则物体从 B到C做匀速圆周运动，

物体能够到达 C点，且速度大小为 2 m/s，故 C错误，D正确．

【典例分析 4】(2020·湖北三校联考)(多选)放在粗糙水平地面上质量为 0.8 kg 的物体受到水平拉力的作用，

在0～6 s 内其速度与时间的关系图象和该拉力的功率与时间的关系图象分别如图甲、乙所示。下列说法中

正确的是(　　)

甲　　　　　　　乙

A．0～6 s 内拉力做的功为 140 J

B．物体在 0～2 s 内所受的拉力为 4 N

C．物体与粗糙水平地面间的动摩擦因数为0.5

D．合外力在 0～6 s 内做的功与 0～2 s 内做的功相等

【答案】AD　

【解析】由 P＝Fv 可知，物体在 0～2 s 内所受的拉力 F＝＝ N＝6 N，在 2～6 s 内所受的拉力 F′＝＝ N＝2

N，B错误；拉力在 0～6 s 内做的总功W＝Fx1＋F′x2＝6××2 J＋2×10×4 J＝140 J，A正确；由物体在 2～6 s

内做匀速运动可知，F′＝μmg，可求得μ＝0.25，C错误；由动能定理可知，物体所受的合外力在 0～6 s 内

所做的功与 0～2 s 内所做的功均为mv2＝40 J，D正确。

二.机车启动中的图像

模型一　以恒定功率启动

(1)动态过程

(2)这一过程的 P－t图象、v－t图象和 F－t图象如图所示：

模型二　以恒定加速度启动

(1)动态过程

(2)这一过程的 P－t图象、v－t图象和 F－t图象如图所示：

机车启动 a-1/v 图像和 F-1/v 图像问题

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

3 知币 4人已下载

立即下载

《新课标高中物理图像与方法》专题03 功能与动量中的图像（解析版）.docx

共16页,预览5页

还剩页未读，继续阅读

《新课标高中物理图像与方法》专题03 功能与动量中的图像（解析版）

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择: