图像题02 受力分析相关图像分析
一、力的图像
1、注意理解弹力与形变量的关系及其应用
2、注意理解力与运动的关系，注意理解t图的含义，能结合图像、结合受力分析描述物体运动
二、浮力图像
1.解图像题的关键是“三看”看轴、看线、看点。
2.看轴：看清纵轴、横轴代表的物理量。
3.看线：图像上的线段对应的是物体运动的过程，要搞清楚每段线段所表示的运动过程。
4.看点：图像上的起点、拐点、终点对应的是物体的运动状态，要理解各个点所对应的状态。
“未浸全浸两示数”：一是物体未浸入液体时弹簧测力计示数；二是物体完全浸入液体中的示数。
根据浮力图像还原相应场景动态过程，并在整个过程的特殊状态进行分析和计算。
根据图像，入水之前知重力，入水之中有变化，入水之后（浸没）找体积。
三、功和机械能 简单机械
1、注意理解功及功率的含义，注意理解t图的含义，能结合图像、结合受力分析描述物体运动并计算功与功率
2、注意理解力与运动的关系及能量转化关系
（2024 吴中区模拟）如图所示，A、B两个物体叠放在水平面上，A的上下表面均水平，B物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体B的细绳保持水平。从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt（k为常数）作用在物体上，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（木块未脱离接触面）下列拉力传感器的示数F传随时间变化的图线正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt（k为常数）作用在物体上，开始拉动时，A没有拉到，B没有相对运动趋势，在绳子伸直前传感器没有受到拉力的作用，此时的示数为0；
绳子拉直后，再次拉动A，A对B施加了水平向右摩擦力的作用，B在静摩擦力的作用下会向右移动，使得传感器受到拉力的作用，且传感器的示数随B向右移动而增大；当到达最大静摩擦力时，物体B相对于A发生了相对滑动，物体B会处于静止状态，在滑动过程中，B对A的压力不变、接触面的粗糙程度不变，受到的滑动摩擦力大小不变，此时的传感器对B的拉力与滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以传感器的示数不变；根据四个选项可知，D正确。
故选：D。
（2024 长安区校级模拟）从“蛟龙号”到“奋斗者号”，我国载人潜水器一再刷新深海下潜深度的记录。图甲是“奋斗者号”。在某次竖直下潜中，若从“奋斗者号”刚好浸没开始计时，到返回水面结束计时，下潜深度h随时间t的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“奋斗者号”的形变，下列对“奋斗者号”的分析正确的是（ ）
A．在0～3min，处于匀速直线运动状态
B．在1～3min，受到海水的浮力逐渐变大
C．在4～6min，处于静止状态
D．在6～8min，受到海水的压强不变
【解答】解：A．由图像知，在0～3min，下潜深度h 与时间t 的变化关系图线不是一条过原点的倾斜直线，所以，“奋斗者号”在0～3min不处于匀速直线运动状态，故A错误；
B．若从“奋斗者号”刚好浸没开始计时，则在1～3min，“奋斗者号”完全浸没在海水中，排开海水的体积不变，忽略海水密度变化，根据F浮＝ρ水gV排，浮力不变，故B错误；
C．由图乙可知，在4～6min内，下潜深度h不变，说明潜水器的速度为0，处于静止状态，故C正确；
D．由图乙可知，在6～8min内潜水器所处的深度逐渐减小，即潜水器在上浮，由p＝ρgh可知，潜水器受到海水的压强逐渐减小，故D错误。
故选：C。
（2024 盐亭县模拟）某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断正确的是（ ）
A．从A点到B点过程中运动员减速下落
B．从B点到C点过程中运动员动能增大
C．t0时刻运动员动能最大
D．运动员重力大小等于0.6F0
【解答】解：
A、B点弹力等于重力，A到B点过程中，重力大于弹力，运动员做加速运动，A错误；
B、从B点到C点过程中，由于弹力大于重力，所以物体的运动速度减小，故动能减小，B错误；
C、由图知，t0时刻，绳的弹性势能最大，应达到了最低点，此时动能为零，C错误；
D、由图知，最后绳的弹性势能几乎不变，说明此时运动员已经静止下来，此时拉力与重力平衡，由图象知，重力等于0.6F0，D正确。
故选：D。
（2024 瑶海区校级模拟）如图甲所示，用动滑轮提升物体时，绳端需要施加的拉力F与物体重力G的关系图像如图乙所示，则提升G＝30N的物体使之以0.1m/s的速度上升时（绳重和摩擦忽略不计），下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮重为5N
B．拉力F的功率为2W
C．动滑轮的机械效率为75%
D．动滑轮的机械效率与被提升物体的重力无关
【解答】解：A、由图甲可知，n＝2，由图乙可知，当物重为0时，F＝5N，绳重和摩擦忽略不计，根据F（G+G动）可知，动滑轮重为：
G动＝nF＝2×5N＝10N，故A错误；
B、绳子自由端的速度为：
v绳＝nv物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，
由图乙可知，当物重为30N时，F＝20N，
则拉力F的功率为：
PFv绳＝20N×0.2m/s＝4W，故B错误；
C、由图乙可知，当物重为30N时，F＝20N，
该滑轮组的机械效率为：
η100%＝75%，故C正确；
D、绳重和摩擦忽略不计，根据η可知，被提升物体的重力越大，动滑轮的机械效率越高，故D错误。
故选：C。
（2024 南安市校级模拟）如图甲所示，底面积为100cm2的圆柱形容器中装满了水，底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆，细杆的上端连接着底面积为40cm2圆柱体A，容器的底部安装有阀门。现打开阀门控制水均匀流出，同时开始计时，水对容器底部的压力随时间变化的规律如图乙所示。则（ ）
A．圆柱体A的高度30cm
B．容器装满水时，水的体积5000cm3
C．当t＝46s时，液体对容器底部压强1500Pa
D．当t＝46s时，液体对圆柱体A底部压力6N
【解答】解：A、由图乙可知，当t1＝40s时，水面与A上表面相平，此时容器底受到的压力为F1＝30N，当t2＝64s时，水面与A下表面相平，此时容器底受到的压力为F2＝10N，
水对容器底部压力的变化为：ΔF＝ΔpS容＝ρ水ghAS容，
则圆柱体A的高度为：hA0.2m＝20cm，故A错误；
B、由图乙可知，容器装满水时对容器底部的压力F0＝50N，根据ΔF＝ΔpS容＝ρ水ghS容可知，
前40s水面下降的高度为：h10.2m＝20cm，
则40s放出水的体积为：V1＝S容h1＝100cm2×20cm＝2000cm3，
所以水的流速为：v50cm3/s，
由图可知，当t3＝84s时，容器内的水刚好放完，所以容器内水的体积为：V水＝vt3＝50cm3/s×84s＝4200cm3，故B错误；
C、由图乙知，在0﹣40s，40s﹣64s 64s﹣84s三个时间段，水对容器底部的压力随时间变化的规律分别为一直线，第1阶段流出的水量：V1＝2000cm3，
第2阶段流出的水量：V2＝24s×50cm3/s＝1200cm3，
第3阶段流出的水量：V3＝20s×50cm3/s＝1000cm3，
所以细杆的长度为：L10cm，
当t4＝46s时放出水的体积为：V4＝vt＝50cm3/s×46s＝2300cm3，
则此时A浸入水的深度为：hA'15cm，
所以此时容器内水的深度为：h4＝L+hA'＝10cm+15cm＝25cm＝0.25m，
所以此时容器内水对容器底部的压强为：p＝p＝ρ水gh4＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m＝2500Pa，故C错误；
D、当t＝46s时，液体对圆柱体A底部压力为：F＝pASA＝ρ水ghA'SA＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m×40×10﹣4m2＝6N，故D正确。
故选：D。
（2024 锡山区校级二模）质量不计的轻薄容器横截面积为100cm2，装有10cm深的某种液体，如图甲所示；横截面积为50cm2且质量分布均匀的圆柱体乙放在水平地面上，现沿水平方向截去厚度为h的部分，放入甲的容器中，柱体保持竖直方向不变，甲容器对地面的压强p随所截取厚度h的变化如图丙所示，则以下说法中，不正确的是（ ）
A．液体密度为0.8×103kg/m3
B．乙柱体的密度为0.4×103kg/m3
C．p2的值为1.2
D．当h＝30cm时，乙柱体对容器底的压强为200Pa
【解答】A、由丙图可知，不放入柱体时，容器对地面的压强为0.8×103Pa，容器中装有10cm深的某种液体，容器横截面积为100cm2，则液体的体积为：
V液＝Sh＝100cm2×10cm＝1000cm3
容器对地面的压力为：
F＝pS＝0.8×103Pa×100×10﹣4m2＝8N，
轻薄容器的质量不计，则液体的重力为：
G液＝F＝8N，
所以液体密度为：
，
故A正确；
B、由丙图可知，当截去厚度从10cm开始至25cm过程中，放入甲的容器中，容器对地面的压强始终不变，则乙柱体漂浮在液体中，且从截去厚度从10cm开始，放入甲的容器中，液体刚好充满容器，容器对地面的压强为1×103Pa，容器对地面的压力为：
，
则厚度为10cm的柱体的重力为：
G＝F1﹣G液＝10N﹣8N＝2N，
厚度为10cm的柱体的体积为：
，
则柱体的密度为：
，
故B正确；
C、由丙图可知，当截去厚度从25cm开始，放入甲的容器中，容器对地面的压强开始增大，则柱体接触到容器底，不再有液体排出，则柱体受到的重力等于排开液体的重力，则有：
ρ液V排g＝ρ柱V柱1g，
即：
0.8×103kg/m3×（100﹣50）h×10﹣6m3×10N/kg＝0.4×103kg/m3×（50×25）×10﹣6m3×10N/kg，
得：h＝12.5cm，
即容器深度为12.5cm，
则此时容器中液体的重力为：
G液'＝ρ液gV液'＝ρ液g（S容﹣S柱）h＝0.8×103kg/m3×10N/kg×（100﹣50）×12.5×10﹣6m3＝5N，
30cm高的柱体的重力为：
G柱＝m柱g＝ρ柱gV柱＝ρ柱gS柱h'＝0.4×103kg/m3×10N/kg×50×30×10﹣6m3＝6N，
则容器中液体与30cm高的柱体总重力为：
G总＝G液'+G柱＝5N+6N＝11N，
此时容器对地面的压力为：F总＝G总＝11N，
则容器对地面的压强为：
p21.1×103Pa，
所以p2的值为1.1，故C错误；
D、当h＝30cm时，柱体受到的浮力等于25cm高的柱体的重力，所以乙柱体对容器底的压强为：
故D正确。
故选：C。
（2024 新城区校级模拟）如图所示，图甲的弹簧测力计下面挂一个圆柱体，将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降，然后将其逐渐浸入水中，图乙是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h的变化关系图像。已知，g取10N/kg，不考虑液面的变化，则下列说法中错误的是（ ）
A．圆柱体的重力为9N
B．圆柱体所受的最大浮力为5N
C．圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压强为200Pa
D．圆柱体的密度为1.8×103kg/m3
【解答】解：
A、由图象可知，当h＝0时，弹簧测力计示数为9N，此时圆柱体处于空气中，G＝F拉＝9N，故A正确；
B、由图象可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，此时受到的浮力最大，圆柱体受到的最大浮力F浮＝G﹣F＝9N﹣4N＝5N，故B正确；
C、由图象可知，圆柱体在刚浸没时，下表面所处的深度为h＝5cm﹣2cm＝3cm＝0.03m，
下表面受到的液体压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m＝300Pa，故C错误；
D、由F浮＝ρ水gV排得圆柱体的体积：
，
圆柱体的密度：
，故D正确。
故选：C。
（2024 永春县模拟）如图甲所示，竖直细杆（质量不计）的上端通过力传感器连在天花板上，力传感器可以显示出细杆上端受到作用力的大小，下端与正方体物块M相连。现向底面积为0.02m2、质量为1kg的薄壁空水箱中加水，力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像如图乙所示，（g取10N/kg）则下列说法正确的是（ ）
A．物块质量为0.6kg
B．物块的下方距离容器底部的距离为2cm
C．当加入的水质量是3kg时，物块恰好所受浮力最大
D．水箱加水到C点时，对桌面的压强是2000Pa
【解答】解：A、由图乙可知，水箱中没有水时，压力传感器受到的拉力为4N，此时物块保持静止状态，则物块的重力G＝4N，则物块质量为m0.4kg，故A错误；
B、根据题意及图乙中力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像分析可知，在向水箱中逐渐加水到m1＝1kg过程中，物块M受到竖直向下的重力和细杆给的竖直向上的拉力，此时细杆的拉力为：F＝G＝4N，
继续向水箱中加水，从A点到B点过程中，细杆的拉力逐渐减小，故在A点处时物块M开始接触到水面，
物块的下方距离容器底部的距离为h0.05m＝5cm，故B错误；
C、从A点到B点过程中，物块受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力F浮和细杆给的拉力F，直到B点拉力F为0，此时F浮＝G，
从B点到C点过程中，随着水箱中水继续增加，物块M在水中的体积V排逐渐增大，物块M所受浮力F浮逐渐增大，此过程物块M受到竖直向下的重力G、细杆施加的竖直向下的压力F和竖直向上的浮力F浮，物块M静止，受力平衡，则有F＝F浮﹣G，
因此，随着物块M所受浮力F浮逐渐增大，细杆施加的竖直向下的压力F也逐渐增大，直到C点物块M刚好浸没在水中时，F浮不再增大，此时细杆给的竖直向下的压力F也不再增大，故此时物块M所受到的浮力为：F浮＝G+F＝4N+6N＝10N，即物块M所受到的浮力最大为10N，
当水恰好浸没物块M时，物块M所受到的浮力为10N，
由F浮＝ρ水gV排得出浸没物块M的体积为：V物＝V排1.0×10﹣3m3，
由物块M为正方体，可求出物块M的边长a为：a0.1m，
由物块M恰好浸没且为正方体可知，物块M下表面到液面的深度h为：h＝a＝0.1m，
故物块M底面以上水和物块M的总体积V总为：V总＝Sh＝0.02m2×0.1m＝2.0×10﹣3m3，
因此，物块M底面以上水的体积V1为：V1＝V总﹣V物＝2.0×10﹣3m3﹣1.0×10﹣3m3＝1.0×10﹣3m3，
物块M底面以上水的质量m2为：m2＝ρ水V1＝1.0×103kg/m3×1.0×10﹣3m3＝1kg，
水箱中水的总质量为：m水＝m1+m2＝1kg+1kg＝2kg，
所以当加入的水的质量是2kg时，物块恰好所受浮力最大，故C错误；
D、水箱加水到C点时，水箱中水的重力为：G水＝m水g＝2kg×10N/kg＝20N，
水箱的重力为：G水箱＝m水箱g＝1kg×10N/kg＝10N，
将水箱、水、物块M看成一个整体，则这个整体受到竖直向下的重力G总，细杆施加的向下的压力F，桌面施加的向上的支持力F支，整体处于静止状态受力平衡，
则有：F支＝G总+F，
其中G总等于水箱、水、物块M的重力之和，即：G总＝G水箱+G水+G＝10N+20N+4N＝34N，
水箱对桌面的压力与桌面对水箱的支持力是一对相互作用力，则有：F压＝F支＝G总+F＝34N+6N＝40N，
水箱对桌面的压强为：p2×103Pa，故水箱加水到C点时，对桌面的压强为2×103Pa，故D正确。
故选：D。
（2024 镇江二模）如图所示，某圆柱形容器底部有一物块，物块底部通过一弹簧和容器底部相连，向容器内注水，直至加满，弹簧弹力与水的高度变化关系如图所示（忽略弹簧的质量和体积，且弹簧始终竖直），下列说法正确的是（ ）
A．物块高度为32cm
B．弹簧对物块的弹力始终竖直向下
C．弹簧原长为20cm
D．水深40cm时物块受到的浮力为50N
【解答】解：AC、开始物块压缩弹簧，弹簧的长度的20cm，则原长大于20cm，当水深52cm时，物体浸没，但弹簧存在压缩和伸长，水面高度的变化不等于物体的高度，故物体高度不是52cm﹣20cm＝32cm，故AC错误；
BD、当水深0﹣20cm之间，物块没有浸入水中，弹力等于重力，为50N，弹力的方向是竖直向上的，当水深40cm时，弹力为0，说明物块漂浮，浮力等于重力，故物块受到的浮力为50N，当继续加水，浮力增大，弹力增大，故弹力是向下的，故B错误，D正确。
故选：D。
（2024 西藏模拟）在一次活动中，小明和小华先后在同一地面水平拉着物体A做匀速直线运动，如图所示是物体A两次运动的路程随时间变化的图象。下列判断正确的是（ ）
A．物体A两次运动的速度：v1＜v2
B．物体A两次所受的拉力：F1＞F2
C．0～t1两人拉力对物体所做的功：W1＝W2
D．0～t1两人拉力对物体做功的功率：P1＞P2
【解答】解：A、由图象可知，在相同时间内，物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，所以v1＞v2，故A错误；
B、同一物体重力相等，对水平面的压力相等，在同一水平面接触面的粗糙程度相同，因此两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等，由于物体做匀速直线运动，所受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以两次物体所受的拉力F1＝F2，故B错误；
C、由图象可知，0～t1物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，又因为F1＝F2，根据W＝Fs可得，0～t1两次拉力对物体所做的功W1＞W2，故C错误；
D、已知两次物体所受的拉力F1＝F2，v1＞v2，由PFv可知，0～t1两人拉力对物体做功的功率：P1＞P2，故D正确。
故选：D。
（2024 章丘区模拟）甲、乙两辆牵引力大小相同的小车同时沿同一平直公路直线行驶，他们的路程﹣时间图像如图所示，则（ ）
A．甲车牵引力做功大于乙车
B．甲车牵引力做功等于乙车
C．甲车牵引力功率大于乙车
D．甲车牵引力功率等于乙车
【解答】解：AB、根据题意可知，牵引力大小相同，由于不知道运动的路程的大小关系，无法根据W＝Fs比较做功的大小，故AB错误；
CD、牵引力相同，根据图示可知，在相同路程内，甲用时短，则甲的速度快，根据PFv可知，甲车牵引力功率大于乙车，故C正确、D错误。
故选：C。
（2024 高港区校级三模）物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到水平推力为F2，两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是（ ）
A．F1＝F2；P1＜P2 B．F1＝F2；P1＞P2
C．F1＞F2；P1＞P2 D．F1＜F2；P1＞P2
【解答】解：由图甲可知，物体做匀速直线运动，速度大小，
由图乙可知，物体的速度保持不变，即物体做匀速直线运动，速度大小为4m/s；
两次都是匀速直线运动，处于平衡状态，受到平衡力，故推力大小都等于摩擦力大小，根据摩擦力大小的影响因素可知摩擦力大小没变，故受到的水平推力F1＝F2；
已知v甲＜v乙，由PFv可得，两次推力的功率P1＜P2，
故A正确，BCD错误。
故选：A。
（2024 平原县二模）如图a，水平地面粗糙程度相同，用水平拉力F拉物体做直线运动，物体通过A、B、C、D段时“v﹣t”图象如图b，其中，物体经过各点的时刻在图象中已标注。与AB段相比，CD段（ ）
A．物体所受摩擦力较大
B．水平拉力F做的功较多
C．拉力F较小
D．水平拉力F做功的功率较小
【解答】解：A、物体在AB段和CD段对水平地面的压力相等，水平地面粗糙程度相同，所以物体在AB段和CD段所受摩擦力大小相等，故A错误。
BC、由图可知，物体在AB段和CD段均做匀速直线运动，受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，二者大小相等。由A知，物体在AB段和CD段所受摩擦力大小相等，所以物体在AB段和CD段所受拉力大小相等。由图可知，物体在AB段的速度为3m/s，时间是2s，在CD段的速度为2m/s，时间是3s，根据s＝vt可知，物体在AB段和CD段通过的路程相等，所以AB段和CD段水平拉力F做的功相等，故BC错误。
D、由BC知，水平拉力F做的功相等，物体在CD段所用时间大于AB段，根据P可知，与AB段相比，CD段水平拉力F做功的功率较小，故D正确。
故选：D。
（2024 陆丰市校级三模）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为1.3N，g取10N/kg。在0～2s的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为5.0cm/s
B．拉力F的功率为0.26W
C．额外功为0.45J
D．滑轮组的机械效率为90%
【解答】解：
A、绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，则2s内绳子自由端移动的距离为s＝40cm＝0.4m，
绳子自由端移动的速度为：v0.2m/s，故A错误；
B、拉力F的功率：PFv＝1.3N×0.2m/s＝0.26W，故B正确；
C、物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，则2s内物体上升的高度为10cm＝0.1m，
物体的质量为450g＝0.45kg，
有用功：W有用＝Gh＝mgh＝0.45kg×10N/kg×0.1m＝0.45J，
总功：W总＝Fs＝1.3N×0.4m＝0.52J，
则额外功：W额＝W总﹣W有用＝0.52J﹣0.45J＝0.07J，故C错误；
D、则滑轮组的机械效率为：η100%100%≈86.5%，故D错误。
故选：B。
（2024 夏津县校级模拟）如图甲所示，工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长3m、高1.5m。F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析不正确的是（ ）
A．0～10s内，箱子做匀速运动
B．0～10s内，箱子所受摩擦力为100N
C．10～20s内，推力F的功率为80W
D．10～20s内，箱子所受摩擦力为200N
【解答】解：AB、0～10s内，由图乙可知，箱子的s﹣t是一条过原点的直线，箱子做匀速运动，且箱子在斜面上运动了3m，由图丙可知此时推力F＝600N，推力做功：
W总＝Fs＝600N×3m＝1800J，
克服箱子重力做的有用功：
W有用＝Gh＝1000N×1.5m＝1500J，
克服箱子受摩擦力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝1800J﹣1500J＝300J，
箱子受摩擦力：
，故AB正确；
CD、10～20s内，由图乙可知，箱子的s﹣t图像是一条直线，且箱子在水平车厢内做匀速运动，处于平衡状态，受到的推力、摩擦力是一对平衡力，由图丙可知此时推力F′＝200N，
箱子受到的摩擦力：f＝F′＝200N，
箱子在水平车厢中移动的距离：s′＝8m﹣3m＝5m，所用时间t＝20s﹣10s＝10s，
推力做的功：W＝F′s′＝200N×5m＝1000J，
推力的功率：
P100W，故C错误、D正确。
故选：C。
（2024 香洲区校级一模）如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，（g＝10N/kg）。下列结论正确的是（ ）
①动滑轮的重力为9N
②1～2s内拉力F的功率为2W
③此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%
④用此装置匀速提升50N的货物时，小张对地面压力为470N
A．①④ B．③④ C．③ D．②③④
【解答】解：①由图丙可知，在1～2s内A被匀速提升，由图乙可知此时的拉力F＝10N，
由图知n＝2，忽略绳重及摩擦，拉力F（GA+G动），则动滑轮重力：G动＝2F﹣GA＝2×10N﹣10N＝10N，故①错误；
②由图丙可知，1～2s内A上升的速度vA＝0.2m/s，拉力端移动速度：v＝2vA＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
1～2s内拉力F的功率：PFv＝10N×0.4m/s＝4W，故②错误；
③忽略绳重及摩擦，C处绳子拉力：FC（FB+G动），
则当C处最大拉力为60N时，B处拉力为：FB'＝nFC最大﹣G动＝2×60N﹣10N＝110N，大于绳子B能承受的最大拉力100N；
当B处最大拉力为100N时，C处拉力为：FC（FB最大+G动）（100N+10N）＝55N，小于绳子C能承受的最大拉力60N；
所以要以B处最大拉力为准，此时C处的拉力：FC＝55N，
B处的拉力：FB＝GA+G货物＝100N，
此装置最多能匀速运载货物的重力：G货物＝FB﹣GA＝100N﹣10N＝90N，
装置提升重物的机械效率随提升物重的增大而增大，
此装置提升重物的最大机械效率：η100%100%≈81.8%，故③正确；
④人的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
因为不计绳重和摩擦，所以绳子自由端的拉力：F'（G'+GA+G动）（50N+10N+10N）＝35N，
因此小张对地面的压力：F压＝G﹣F'＝500N﹣35N＝465N，故④错误。
综上所述只有③正确，故C正确。
故选：C。
（2024 大兴区二模）某工人站在水平地面上，用竖直向下的力拉动绳子自由端，使物体匀速上升，如图甲所示。已知物体重900N，工人重600N，竖直向下的拉力F＝500N，物体上升的高度随时间变化的规律如图乙所示，不计绳重和轮轴间的摩擦。在物体上升的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．物体上升的速度大小为5m/s
B．工人对地面的压力大小为1100N
C．拉力F的功率为100W
D．滑轮组的机械效率为90%
【解答】解：AC、物体上升的速度：v物0.2m/s，故A错误；
由图甲知，n＝2，绳子自由端移动的速度：v＝nv物＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
拉力的功率：PFv＝500N×0.4m/s＝200W，故C错误；
B、工人静止时，受到绳子竖直向上的拉力、地面的支持力和竖直向下的重力作用，
根据力的平衡条件可得，地面对工人的支持力：F支＝G﹣F＝600N﹣500N＝100N，
根据力的相互作用可得，工人对地面的压力：F压＝F支＝100N，故B错误；
D、滑轮组的机械效率：η90%，故D正确。
故选：D。
（2024 莱西市模拟）如图所示，重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是（ ）
A．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m
B．左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用
C．在10s内，作用在绳子自由端的拉力F为5牛
D．在10s内，拉力F做功的功率为1.2W
【解答】解：A、从图中可知，10s内，物体A移动的距离为1m；n＝3，则10s内，绳子自由端沿水平方向移动的距离s′＝ns＝3×1m＝3m，故A错误；
BC、物体A在水平方向上受到的阻力f＝0.1G＝0.1×120N＝12N，
机械效率η，
则绳子自由端的拉力F5N，
左侧墙受到滑轮组的拉力F拉＝4F＝4×5N＝20N，故B错误、C正确；
D、从图中可知，物体的速度v0.1m/s，
则绳子自由端的速度v′＝nv＝3×0.1m/s＝0.3m/s，
根据PFv可知拉力F做功的功率P＝Fv′＝5N×0.3m/s＝1.5W，故D错误。
故选C。
（2024 昭化区三模）如图甲所示，A物体重20N，绳子B和C能承受的最大拉力分别为300N和100N。质量为40kg的小张同学用25N竖直向下的拉力将A匀速提起，A上升的高度h随时间的变化关系如图乙所示。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。下列结论正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为55N
B．拉力F在4s内的功率为30W
C．此装置提升重物的最大机械效率为85%
D．当重物A为100N并被匀速提高时，小张对地面的压力是350N
【解答】解：A．由图可知，滑轮组中动滑轮上绳子段数为n＝2，忽略绳重及摩擦，由F（G+G动）可得，
动滑轮的重力：G动＝nF﹣GA＝2×25N﹣20N＝30N，故A错误；
B．由图乙可知，在4s内A上升的高度h＝2m，
则拉力的功率：P25W，故B错误；
C．忽略绳重及摩擦，若C处最大拉力为100N，则B处拉力为FB＝nFC﹣G动＝2×100N﹣30N＝170N，
若B处最大拉力为300N时，则C处拉力为FC（FB+G动）（300N+30N）＝165N，大于C处绳子能承受的最大拉力，所以要以C处最大拉力100N为准，此时物重最大为170N，
由可得，最大机械效率为：η85%，故C正确；
D．当重物A为100N并被匀速提高时，C处拉力为：F′（G′+G动）（100N+30N）＝65N，
小张对地面的压力：F压＝G人﹣F′＝400N﹣65N＝335N，故D错误。
故选：C。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)图像题02 受力分析相关图像分析
一、力的图像
1、注意理解弹力与形变量的关系及其应用
2、注意理解力与运动的关系，注意理解t图的含义，能结合图像、结合受力分析描述物体运动
二、浮力图像
1.解图像题的关键是“三看”看轴、看线、看点。
2.看轴：看清纵轴、横轴代表的物理量。
3.看线：图像上的线段对应的是物体运动的过程，要搞清楚每段线段所表示的运动过程。
4.看点：图像上的起点、拐点、终点对应的是物体的运动状态，要理解各个点所对应的状态。
“未浸全浸两示数”：一是物体未浸入液体时弹簧测力计示数；二是物体完全浸入液体中的示数。
根据浮力图像还原相应场景动态过程，并在整个过程的特殊状态进行分析和计算。
根据图像，入水之前知重力，入水之中有变化，入水之后（浸没）找体积。
三、功和机械能 简单机械
1、注意理解功及功率的含义，注意理解t图的含义，能结合图像、结合受力分析描述物体运动并计算功与功率
2、注意理解力与运动的关系及能量转化关系
（2024 吴中区模拟）如图所示，A、B两个物体叠放在水平面上，A的上下表面均水平，B物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体B的细绳保持水平。从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt（k为常数）作用在物体上，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。（木块未脱离接触面）下列拉力传感器的示数F传随时间变化的图线正确的是（ ）
A． B．
C． D．
（2024 长安区校级模拟）从“蛟龙号”到“奋斗者号”，我国载人潜水器一再刷新深海下潜深度的记录。图甲是“奋斗者号”。在某次竖直下潜中，若从“奋斗者号”刚好浸没开始计时，到返回水面结束计时，下潜深度h随时间t的变化关系如图乙所示。忽略海水密度变化和“奋斗者号”的形变，下列对“奋斗者号”的分析正确的是（ ）
A．在0～3min，处于匀速直线运动状态
B．在1～3min，受到海水的浮力逐渐变大
C．在4～6min，处于静止状态
D．在6～8min，受到海水的压强不变
（2024 盐亭县模拟）某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断正确的是（ ）
A．从A点到B点过程中运动员减速下落
B．从B点到C点过程中运动员动能增大
C．t0时刻运动员动能最大
D．运动员重力大小等于0.6F0
（2024 瑶海区校级模拟）如图甲所示，用动滑轮提升物体时，绳端需要施加的拉力F与物体重力G的关系图像如图乙所示，则提升G＝30N的物体使之以0.1m/s的速度上升时（绳重和摩擦忽略不计），下列说法正确的是（ ）
A．动滑轮重为5N
B．拉力F的功率为2W
C．动滑轮的机械效率为75%
D．动滑轮的机械效率与被提升物体的重力无关
（2024 南安市校级模拟）如图甲所示，底面积为100cm2的圆柱形容器中装满了水，底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆，细杆的上端连接着底面积为40cm2圆柱体A，容器的底部安装有阀门。现打开阀门控制水均匀流出，同时开始计时，水对容器底部的压力随时间变化的规律如图乙所示。则（ ）
A．圆柱体A的高度30cm
B．容器装满水时，水的体积5000cm3
C．当t＝46s时，液体对容器底部压强1500Pa
D．当t＝46s时，液体对圆柱体A底部压力6N
（2024 锡山区校级二模）质量不计的轻薄容器横截面积为100cm2，装有10cm深的某种液体，如图甲所示；横截面积为50cm2且质量分布均匀的圆柱体乙放在水平地面上，现沿水平方向截去厚度为h的部分，放入甲的容器中，柱体保持竖直方向不变，甲容器对地面的压强p随所截取厚度h的变化如图丙所示，则以下说法中，不正确的是（ ）
A．液体密度为0.8×103kg/m3
B．乙柱体的密度为0.4×103kg/m3
C．p2的值为1.2
D．当h＝30cm时，乙柱体对容器底的压强为200Pa
（2024 新城区校级模拟）如图所示，图甲的弹簧测力计下面挂一个圆柱体，将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降，然后将其逐渐浸入水中，图乙是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h的变化关系图像。已知，g取10N/kg，不考虑液面的变化，则下列说法中错误的是（ ）
A．圆柱体的重力为9N
B．圆柱体所受的最大浮力为5N
C．圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压强为200Pa
D．圆柱体的密度为1.8×103kg/m3
（2024 永春县模拟）如图甲所示，竖直细杆（质量不计）的上端通过力传感器连在天花板上，力传感器可以显示出细杆上端受到作用力的大小，下端与正方体物块M相连。现向底面积为0.02m2、质量为1kg的薄壁空水箱中加水，力传感器的示数大小随水箱中加入水质量变化的图像如图乙所示，（g取10N/kg）则下列说法正确的是（ ）
A．物块质量为0.6kg
B．物块的下方距离容器底部的距离为2cm
C．当加入的水质量是3kg时，物块恰好所受浮力最大
D．水箱加水到C点时，对桌面的压强是2000Pa
（2024 镇江二模）如图所示，某圆柱形容器底部有一物块，物块底部通过一弹簧和容器底部相连，向容器内注水，直至加满，弹簧弹力与水的高度变化关系如图所示（忽略弹簧的质量和体积，且弹簧始终竖直），下列说法正确的是（ ）
A．物块高度为32cm
B．弹簧对物块的弹力始终竖直向下
C．弹簧原长为20cm
D．水深40cm时物块受到的浮力为50N
（2024 西藏模拟）在一次活动中，小明和小华先后在同一地面水平拉着物体A做匀速直线运动，如图所示是物体A两次运动的路程随时间变化的图象。下列判断正确的是（ ）
A．物体A两次运动的速度：v1＜v2
B．物体A两次所受的拉力：F1＞F2
C．0～t1两人拉力对物体所做的功：W1＝W2
D．0～t1两人拉力对物体做功的功率：P1＞P2
（2024 章丘区模拟）甲、乙两辆牵引力大小相同的小车同时沿同一平直公路直线行驶，他们的路程﹣时间图像如图所示，则（ ）
A．甲车牵引力做功大于乙车
B．甲车牵引力做功等于乙车
C．甲车牵引力功率大于乙车
D．甲车牵引力功率等于乙车
（2024 高港区校级三模）物体在水平地面上做直线运动，当物体运动的路程和时间图像如图甲时，受到的水平推力为F1；当物体运动的速度和时间图像如图乙时，受到水平推力为F2，两次推力的功率分别为P1、P2。则下列关系正确的是（ ）
A．F1＝F2；P1＜P2 B．F1＝F2；P1＞P2
C．F1＞F2；P1＞P2 D．F1＜F2；P1＞P2
（2024 平原县二模）如图a，水平地面粗糙程度相同，用水平拉力F拉物体做直线运动，物体通过A、B、C、D段时“v﹣t”图象如图b，其中，物体经过各点的时刻在图象中已标注。与AB段相比，CD段（ ）
A．物体所受摩擦力较大
B．水平拉力F做的功较多
C．拉力F较小
D．水平拉力F做功的功率较小
（2024 陆丰市校级三模）某同学用滑轮组提升物体，绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图中图线a所示，物体上升的高度随时间变化的关系如图中图线b所示，已知物体的质量为450g，所用动滑轮的质量为50g，绳子自由端的拉力F为1.3N，g取10N/kg。在0～2s的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．绳子自由端移动的速度为5.0cm/s
B．拉力F的功率为0.26W
C．额外功为0.45J
D．滑轮组的机械效率为90%
（2024 夏津县校级模拟）如图甲所示，工人用推力F将重为1000N的箱子沿斜面推至水平车厢中，斜面长3m、高1.5m。F始终与箱子运动方向相同。箱子运动路程随时间变化关系如图乙所示，推力F随时间变化关系如图丙所示。下列分析不正确的是（ ）
A．0～10s内，箱子做匀速运动
B．0～10s内，箱子所受摩擦力为100N
C．10～20s内，推力F的功率为80W
D．10～20s内，箱子所受摩擦力为200N
（2024 香洲区校级一模）如图甲所示的装置，A是重10N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和60N。质量为50kg的小张同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，（g＝10N/kg）。下列结论正确的是（ ）
①动滑轮的重力为9N
②1～2s内拉力F的功率为2W
③此装置提升重物的最大机械效率约为81.8%
④用此装置匀速提升50N的货物时，小张对地面压力为470N
A．①④ B．③④ C．③ D．②③④
（2024 大兴区二模）某工人站在水平地面上，用竖直向下的力拉动绳子自由端，使物体匀速上升，如图甲所示。已知物体重900N，工人重600N，竖直向下的拉力F＝500N，物体上升的高度随时间变化的规律如图乙所示，不计绳重和轮轴间的摩擦。在物体上升的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．物体上升的速度大小为5m/s
B．工人对地面的压力大小为1100N
C．拉力F的功率为100W
D．滑轮组的机械效率为90%
（2024 莱西市模拟）如图所示，重为120N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。已知物体A在水平方向上受到的阻力为物重的0.1倍，滑轮组机械效率为80%，滑轮组和绳子的自重不计。下列分析计算正确的是（ ）
A．10s内，绳子自由端沿水平方向移动了4m
B．左侧墙受到滑轮组16牛拉力作用
C．在10s内，作用在绳子自由端的拉力F为5牛
D．在10s内，拉力F做功的功率为1.2W
（2024 昭化区三模）如图甲所示，A物体重20N，绳子B和C能承受的最大拉力分别为300N和100N。质量为40kg的小张同学用25N竖直向下的拉力将A匀速提起，A上升的高度h随时间的变化关系如图乙所示。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。下列结论正确的是（ ）
A．动滑轮的重力为55N
B．拉力F在4s内的功率为30W
C．此装置提升重物的最大机械效率为85%
D．当重物A为100N并被匀速提高时，小张对地面的压力是350N
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
