高中物理人教专题16 动力学动态分析、动力学图像问题（解析版）.docx

2023届高中物理一轮复****多维度导学与分层专练
专题16 动力学动态分析、动力学图像问题
导练目标
导练内容
目标1
动力学动态分析
目标2
动力学v-t图像
目标3
动力学F-t、F-a图像
目标4
动力学a-t图像
【知识导学与典例导练】
一、动力学动态分析
模型
球+竖置弹簧模型
球+水平弹簧模型
球+斜弹簧模型
蹦极跳模型
实例
规律
①A点接触弹簧，弹簧处于原长状态，球的加速度a=g，方向竖直向下；
②B点mg=F=kx，球受合外力为零，速度最大；
③C点为A点对称位置，球的加速度a=g，方向竖直向上；
①设定条件：水平面粗糙，物块与弹簧拴在一起；向左压缩弹簧最大松手；
②当kx=μmg时，速度最大，所在位置为O点的左侧。
①设定条件：斜面光滑；
②B点接触弹簧，弹簧处于原长状态，球的加速度a=gsinθ，方向沿斜面向下；
③当mg=F=mgsinθ时，球受合外力为零，速度最大；
④压缩至最低点，速度为零，加速度a>
规律类似于“球+竖置弹簧模型”
④D点为最低点，速度为零，加速度a>g，方向竖直向上。
gsinθ，方向斜面向上。
【例1】如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由c→b的运动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球的机械能守恒
B．小球的动能一直增加
C．小球的加速度随时间减少
D．小球动能的增加量小于弹簧弹性势能的减少量
【答案】D
【详解】A．在弹簧、小球和地球组成的系统中，重力势能、动能、弹性势能相互转化，机械能总量守恒，A错误；
B．小球由c→b的运动过程中，小球先向上加速，当重力等于弹力时，加速度减小到零，速度达到最大，此后向上减速运动，则小球的动能先增大后减小，故B错误；
C．小球由c→b的运动过程为先加速后减速，加速度先向上减小到零，后变为向下逐渐增大，故C错误；
D．小球由c→b的运动过程，重力势能和动能增加，弹簧的弹性势能减小，由能量守恒定律可知
则有，小球动能的增加量小于弹簧弹性势能的减少量，故D正确；
故选D。
【例2】如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点，如果物体受到的摩擦力恒定，则（　　）
A．物体从A到O加速，从O到B减速
B．物体从A到O速度越来越小，从O到B加速度不变
C．物体从A到O间先加速后减速，从O到B一直减速运动
D．物体运动到O点时所受合力为零
【答案】C
【详解】D．物体在运动过程中，一直受到摩擦力的作用，在O点时，弹簧弹力为零，但仍受摩擦力作用，合力不为零，D错误；
ABC．物体从A到O过程中，存在某个位置弹簧弹力等于摩擦力。从A到该位置，弹簧弹力大于摩擦力，物体做加速运动。从该位置到O间，弹簧弹力减小，弹力小于摩擦力，物体做减速运动。物体从A到O间先加速后减速，速度先增大，后减小。从O到B弹簧弹力向左，摩擦力也向左，一直减速，AB错误、C正确；故选C。
【例3】如图所示，轻质弹簧的下端固定在光滑斜面的底部，一个质量为m的物块以平行斜面的初速度v向弹簧运动。已知弹簧始终处于弹性限度范围内，则下列判断正确的是（　　）
A．物块从出发点到最低点过程中，物块减少的重力势能等于弹簧增加的弹性势能
B．物块碰到弹簧后立刻开始做减速运动
C．物块的动能最大时，物块的重力势能与弹簧势能之和最小
D．物块从接触弹簧到最低点的过程中，加速度不断减小
【答案】C
【详解】A．物体从出发点到最低点过程中，物块减小的重力势能与动能之和等于增加的弹性势能。A错误；
BD．物块接触弹簧，沿斜面方向，物块受弹力和沿斜面方向重力的分力作用，即
刚开始，重力的分力大于弹力，物块做加速度减小的加速运动，直到加速度为零，速度达到最大值；然后重力的分力小于弹力，物体做加速度增大的减速运动，直到最低点速度为0为止；BD错误；
C．由物块和弹簧组成的系统机械能守恒，物块的动能最大时，物块的重力势能与弹簧势能之和最小。C 正确。故选C。
【例4】为了研究蹦极运动过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动始终沿竖直方向。弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连。游客从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。游客从的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．从B到C过程中，游客的速度先增大后减小
B．从B到C过程中，游客的机械能保持不变
C．从O到C过程中，游客的重力势能减少，