1、牛顿运动定律综合应用(专题二 图象问题教师版)题型一与牛顿运动定律相关的vt图象【典例1】(2014天津卷,5)以不同初速度将两个物体同时竖直向上抛出并开始计时,一个物体所受空气阻力可忽略,另一物体所受空气阻力大小与物体速率成正比,下列用虚线和实线描述两物体运动的vt图象可能正确的是()【变式训练】1如图1所示,在一足够长的粗糙水平杆上套一小圆环,在小圆环上施加一水平向右的恒力F,使小圆环由静止开始运动,同时在小圆环上施加一竖直向上的力F,且F满足的关系为Fkv。已知小圆环的质量为m,小圆环与水平杆之间的动摩擦因数为。则小圆环运动过程中速度随时间变化的图象为()题型二与牛顿运动定律相关的Fx图
2、象问题【典例2】如图2甲所示,水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连,这个系统处于平衡状态,现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动(如图乙),研究从力F刚作用在木块A瞬间到木块B刚离开地面瞬间的这一过程,并选定该过程中木块A的起点位置为坐标原点,则下面图中能正确表示力F和木块A的位移x之间关系的是()【变式训练】2如图3所示,水平地面上有一轻质弹簧,下端固定,上端与物体A相连接,整个系统处于平衡状态。现用一竖直向下的力压物体A,使A竖直向下做匀加速直线运动一段距离,整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。下列关于所加力F的大小和运动距离x之间关系图象正确的是()题型三与牛
3、顿运动定律相关的Ft、Fa图象【典例3】(多选)如图4甲所示,用粘性材料粘在一起的A、B两物块静止于光滑水平面上,两物块的质量分别为mA1 kg、mB2 kg,当A、B之间产生拉力且大于0.3 N时A、B将会分离。t0时刻开始对物块A施加一水平推力F1,同时对物块B施加同一方向的拉力F2,使A、B从静止开始运动,运动过程中F1、F2方向保持不变,F1、F2的大小随时间变化的规律如图乙所示。则下列关于A、B两物块受力及运动情况的分析,正确的是()图4At2.0 s时刻A、B之间作用力大小为0.6 NBt2.0 s时刻A、B之间作用力为零Ct2.5 s时刻A对B的作用力方向向左D从t0时刻到A、B
4、分离,它们运动的位移为5.4 m【变式训练】3(多选)用一水平力F拉静止在水平面上的物体,在F从0开始逐渐增大的过程中,加速度a随外力F变化的图象如图5所示,g10 m/s2,则可以计算出()A物体与水平面间的最大静摩擦力BF为14 N时物体的速度C物体与水平面间的动摩擦因数D物体的质量练习:1(多选)如图6所示是甲、乙、丙、丁四个物体对应的物理量与时间的关系图象,下列说法中正确的是()图6A甲物体受到的合外力为零B乙物体受到的合外力越来越大C丙物体受到不为零且大小恒定的合外力D丁物体的加速度越来越大2(多选)(2014广东六校联考)物体A、B原来静止于光滑水平面上。从t0时刻开始,A沿水平面
5、做直线运动,速度随时间变化的图象如图8甲所示;B受到如图乙所示的水平拉力作用。则在04 s时间内()A物体A所受合力保持不变B物体A的速度不断减小C2 s末物体B改变运动方向D2 s末物体B速度达到最大3(多选)如图9甲所示,在光滑水平面上叠放着A、B两物体,现对A施加水平向右的拉力F,通过传感器可测得物体A的加速度a随拉力F变化的关系如图乙所示。已知重力加速度为g10 m/s2,由图线可知()A物体A的质量mA2 kgB物体A的质量mA6 kgC物体A、B间的动摩擦因数0.2D物体A、B间的动摩擦因数0.64(2014昆明检测)一质量为m0.4 kg的电动遥控玩具车在水平地面上做直线运动,如
6、图10所示为其运动的vt 图象的一部分,已知0.4 s以前车做匀变速运动,之后做变加速运动直到速度最大,2 s时刻关闭发动机,玩具车开始做匀减速运动最终停止。小汽车全过程中所受阻力可视为恒定。(1)关闭发动机后小车运动的时间;(2)求匀加速阶段小汽车的驱动力;(3)估算全过程小汽车行驶的距离。5如图2所示,物体沿斜面由静止滑下,在水平面上滑行一段距离后停止,物体与斜面和水平面间的动摩擦因数相同,斜面与水平面平滑连接。下图中v、a、Ff和s分别表示物体速度大小、加速度大小、摩擦力大小和路程。下图中正确的是()6如图3所示,物块a放在竖直放置的轻弹簧上,物块b放在物块a上静止不动。当用力F使物块b
7、竖直向上做匀加速直线运动时,在下面所给的四个图象中,能反映物块b脱离物块a前的过程中力F随时间t变化规律的是()图37(多选)(2014河北省衡水中学调研)如图4甲所示,A、B两长方体叠放在一起放在光滑的水平面上,B物体从静止开始受到一个水平变力的作用,该力与时间的关系如图乙所示,运动过程中A、B始终保持相对静止。则在02t0时间内,下列说法正确的是()图4At0时刻,A、B间的静摩擦力最大,加速度最小Bt0时刻,A、B的速度最大C0时刻和2t0时刻,A、B间的静摩擦力最大D2t0时刻,A、B离出发点最远,速度为0能力提高练8(多选)如图5甲所示,在水平地面上有一长木板B,其上叠放木块A。假定
8、木板与地面之间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。用一水平力F作用于B,A、B的加速度与F的关系如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,则下列说法中正确的是()图5AA的质量为0.5 kgBB的质量为1.5 kgCB与地面间的动摩擦因数为0.2DA、B间的动摩擦因数为0.29.如图甲所示,质量为m2 kg的物体在水平面上向右做直线运动。过A点时给物体一个水平向左的恒力F并开始计时,选水平向右为速度的正方向,通过速度传感器测出物体的瞬时速度,所得vt图象如图乙所示。取重力加速度g10 m/s2。求:(1)力F的大小和物体与水平面间的动摩擦因数;(2)10 s末物体离A点的距离。10如图7甲所示,长木板B固定在光滑水平面上,可看做质点的物体A静止叠放在B的最左端。现用F6 N的水平力向右拉物体A,经过5 s物体A运动到B的最右端,其vt图象如图乙所示。已知A、B的质量分别为1 kg、4 kg,A、B间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g10 m/s2。图7(1)求物体A、B间的动摩擦因数;(2)若B不固定,求A运动到B的最右端所用的时间。6