高中物理图示法图像法解决物理试题解题技巧及练习题

高中物理图示法图像法解决物理试题解题技巧及练习题

一、图示法图像法解决物理试题

1．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60；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30，重力加速度为g ，则( )

A ．F mg =

B ．3F mg =

C ．30θ=

D ．60θ=

【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．

2．甲乙两图中，某时刻绳子AB 与水平方向的夹角均为θ，绳子上端以速度v 0匀速拉动，在两车运动过程中，下列说法正确的是（ ）

A ．甲、乙两车运动速度大小之比

cos 1cos θθ+ B ．甲车运动速度大小为0cos v θ

C ．相同时间t ∆内乙车速度增量大于甲车速度增量

D ．此刻若将速度v 0改成拉力F ，则两车加速度大小之比1:1

【答案】AC

【解析】

【详解】

ABC ．由甲图可知，甲车的速度

011cos v v θ

=

+ 乙车的速度 02cos v v θ=

所以，甲、乙两车运动速度大小之比

cos 11cos θθ

<+，相同时间t ∆内乙车速度增量大于甲车速度增量．故AC 正确，B 错误； D ．改成拉力F ，甲车所绳子合力沿两绳子夹角的角平分线上，汽车甲的合力大小为2

2cos 2F θ，汽车乙的合力大小为cos F θ，因此合力不相等，加速度不相等，故D 错误．

3．如图所示，在距水平地面高为0.4m 处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P 点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P 点的右边，杆上套有一质量m=2kg 的滑块A ．半径R ＝0.3m 的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心O 在P 点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg 的小球B ．用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将A 、B 连接起来．杆和半圆形轨道在同一竖直面内，A 、B 均可看作质点，且不计滑轮大小的影响．现给滑块A 一个水平向右的恒力F ＝50N （取g=10m/s 2）．则（ ）

A ．把小球

B 从地面拉到P 的正下方时力F 做功为20J

B ．小球B 运动到

C 处时的速度大小为0

C ．小球B 被拉到与滑块A 速度大小相等时，离地面高度为0.225m

D ．把小球B 从地面拉到P 的正下方C 时，小球B 的机械能增加了20J

【答案】ACD

【解析】

解： 把小球B 从地面拉到P 点正下方C 点过程中，力F 的位移为：

()220.40.30.40.30.4x m =+--= ，则力F 做的功W F =Fx=20J ，选项A 正确；把小球B 从地面拉到P 点正下方C 点时，此时B 的速度方向与绳子方向垂直，此时A 的速度为零，设B 的速度为v ，则由动能定理：2102

F W mgR mv -=- ，解得v=27 m/s ，选项B 错误；当细绳与圆形轨道相切时，小球B 的速度方向沿圆周的切线方向向上，此时和绳子方向重合，故与小球A 速度大小相等，由几何关系可得h=0.225m 选项C 正确；B 机械能增加量为F 做的功20J ，D 正确

本题选ACD

4．如图所示，斜面和水平横杆均足够长且均被固定，斜面顶角为θ，套筒P 套在横杆上，与轻绳连接，轻绳跨过不计大小的定滑轮，其与放在斜面上的滑块Q 相连接，且连接滑块Q 的轻绳与斜面平行，P 与Q 的质量均为m ，O 为横杆上的滑轮的正下方的点，滑轮到横杆的距离为h 。开始时手握住P ，使连接P 的绳与竖直方向的夹角为θ，然后无初速度释放P 。不计绳子的伸长和一切摩擦，重力加速度为g 。下列说法正确的是( )

A ．释放P 前绳子拉力大小为mg sin θ

B ．P 到达O 点时绳子的拉力为0

C ．P 到达O 点时的速率为

D ．P 从释放到第一次过O 点的过程中，绳子对P 的拉力一直做正功

【答案】CD

【解析】

【分析】

对Q分析，根据共点力平衡求出拉力的大小；根据关联速度的解法分析Q的速度变化情况，从而得出拉力的情况；对P和Q系统研究，结合机械能守恒求出P到达O点的速度大小．根据P点的速度变化，分析动能的变化，从而得拉力做功的情况．

【详解】

释放P前，对Q分析，根据共点力平衡得，故A错误。根据P与Q的速度关系，当P到达O点时，即，说明Q先加速后减速，故此时轻绳的拉力不为0，故B错误；当P到达O点时，Q减少重力势能与P增加的动能相等，则

有：，解得：，故C正确；P从释放到第一次过O点，速度逐渐增大，动能在增大，故绳子对P的拉力一直做正功，故D正确；故选CD。

【点睛】

本题考查了关联速度、共点力平衡、做功、机械能守恒的综合运用，知道P到达O点时，沿绳子方向的速度为零，则Q的速度为零．

5．如图所示，水平光滑长杆上套有一物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q，另一端悬挂一物块P．设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小．现将P、Q由静止同时释放．关于P、Q以后的运动下列说法正确的是

A．当θ =60º时，P、Q的速度之比1：2

B．当θ =90º时，Q的速度最大

C．当θ =90º时，Q的速度为零

D．当θ向90º增大的过程中Q的合力一直增大

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】

A、则Q物块沿水平杆的速度为合速度对其按沿绳方向和垂直绳方向分解，P、Q用同一根绳连接，则Q沿绳子方向的速度与P的速度相等，则当θ =60°时，Q的速度