物理图示法图像法解决物理试题试题类型及其解题技巧

物理图示法图像法解决物理试题试题类型及其解题技巧

一、图示法图像法解决物理试题

1．如图所示，质量相同的小球A 、B 通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。由于轻微扰动，小球A 、B 分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，当细杆与水平方向成37°角时，小球B 的速度大小为v ，重力加速度为g ，忽略一切摩擦和阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则

A ．小球A 的速度为34v

B ．小球A 的速度为43

v C ．细杆的长度为2

12564v g

D ．细杆的长度为212536v g

【答案】AC

【解析】

【详解】 小球B 的速度为v 时，设小球A 的速度大小为v '，则有5337vcos v cos ︒='︒，解得：34

v v '=，A 正确，B 错误；两球下滑过程中系统的机械能守恒，即：()22111sin 3722

mgL mv mv '-=+o ，解得：212564v L g =，C 正确，D 错误。

2．如图所示，质量为m 的小物体用不可伸长的轻细线悬挂在天花板上，处于静止状态.现对处于静止状态的物体施加一个大小为F 、与竖直方向夹角为θ的斜向上恒定拉力，平衡时细线与竖直方向的夹角为60o ；保持拉力大小和方向不变，仅将小物体的质量增为2m ，再次平衡时，细线与竖直方向的夹角为30o ，重力加速度为g ，则( )

A ．F mg =

B ．32F mg =

C ．30θ=o

D ．60θ=o

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】 以物体为研究对象，设平衡时绳子与竖直方向的夹角为α，受力情况如图所示：

当物体重力为mg 时，α=60°，根据正弦定理可得sin 60sin(18060)

F mg θ=︒︒-︒-，即sin 60sin(120)

F mg θ=︒︒-，当物体的重力为2mg 时，α=30°，根据正弦定理可得：sin 30sin(18030)F mg θ=︒︒-︒-，即sin 30sin(150)

F mg θ=︒︒-，联立解得：θ=60°，F =mg ；所以A 、D 正确，B 、C 错误．故选AD ．

【点睛】

本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．

3．物块B 套在倾斜杆上，并用轻绳绕过定滑轮与物块A 相连（定滑轮体积大小可忽

略），今使物块B 沿杆由点M 匀速下滑到N 点，运动中连接A 、B 的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列说法正确的是（ ）

A ．物块A 的速率先变大后变小

B ．物块A 的速率先变小后变大

C ．物块A 始终处于超重状态

D ．物块A 先处于失重状态，后处于超重状态

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】

AB ．将B 的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图，

根据平行四边形定则，沿绳子方向的速度为

A B v v cos θ=

可知θ在增大到90°的过程中，A 的速度方向向下，且逐渐减小；由图可知，当B 到达P 点时，B 与滑轮之间的距离最短，θ=90°，A 的速度等于0，随后A 向上运动，且速度增大；所以在B 沿杆由点M 匀速下滑到N 点的过程中，A 的速度先向下减小，然后向上增大，故A 错误，B 正确；

CD ．物体A 向下做减速运动和向上做加速运动的过程中，加速度的方向都向上，所以A 始终处于超重状态．故C 正确，D 错误；

故选BC ．

【点睛】

解决本题的关键知道A 沿绳子方向上的分速度等于B 的速度，以及知道除超重状态时物体的加速度的方向向上，失重状态时加速度的方向向下即可．

4．用外力F 通过如图所示的装置把一个质量为m 的小球沿倾角为30°的光滑斜面匀速向上拉动，已知在小球匀速运动的过程中，拴在小球上的绳子与水平杆之间的夹角从45°变为90°，斜面与水平地面之间是粗糙的，并且斜面一直静止在水平地面上，不计滑轮处及滑轮与绳子之间的摩擦．则在小球匀速运动的过程中，下列说法正确的是

A ．地面对斜面的静摩擦力保持不变

B ．外力F 一直在增大

C ．某时刻绳子对水平杆上的滑轮轴的合力等于绳子的拉力

D ．绳子移动的速度大小大于小球沿斜面运动的速度的大小

【答案】BC

【解析】

【详解】

B ．设连接小球的绳子与水平方向的夹角为θ；对小球沿斜面方向：

sin(30)T mg θ=-o

则当θ角从 45°变为90°的过程中，绳子的拉力变大，因F=T ，则外力F 一直在增大，选项B 正确；

A ．对小球和斜面的整体，地面对斜面体的摩擦力等于绳子拉力的水平分量，则cos sin(30)cos f T mg θθθ==-o 可知，随θ角的增加，地面对斜面的静摩擦力f 是变化的，选项A 错误；

C ．当 θ=90°时，滑轮两边绳子的夹角为120°，此时刻绳子对水平杆上的滑轮轴的合力等于绳子的拉力，选项C 正确；

D ．将小球的速度v 分解可知，绳子的速度1cos(30)v v θ=-o ，则绳子移动的速度大小小

于小球沿斜面运动的速度的大小，选项D 错误；

故选BC.

【点睛】

此题涉及到的研究对象较多，关键是如何正确选择研究对象，并能对研究对象正确的受力分析，灵活运用整体及隔离法解题．

5．如图所示，一轻绳通过小定滑轮O 与小球B 连接，另一端与套在竖直杆上的小物块A 连接，杆固定且足够长。开始时用手握住B 使A 静止在P 点，细线伸直。现释放B ，A 向上运动，过Q 点时细线与竖直杆成60°角，R 点位置与O 等高。(不计一切摩擦，B 球未落地)则

A ．物块A 过Q 点时，A 、

B 两物体的速度关系为v A =2v B

B ．物块A 由P 上升至R 的过程中，物块A 的机械能增加量等于小球B 的机械能减少量

C ．物块A 由P 上升至R 的过程中，细线对小球B 的拉力总小于小球B 的重力

D ．物块A 由P 上升至R 的过程中，小球B 所受重力的瞬时功率先增大后减小

【答案】ABD