(一)巧用v-t图象解决动力学综合问题物理学问题的表达方式通常有文字、数字、字母、表格、函数、图象等,其中图象是常见且直观的一种方式.在动力学中,常见的图象有x-t图象、v-t图象和F-t图象等.利用图象分析动力学问题时,关键是要将题目中的物理情景与图象结合起来分析,利用物理规律或公式求解或作出正确判断.如必须弄清位移、速度、加速度等物理量和图象中斜率、截距、交点、折点、面积等的对应关系.我们最常用的是v-t图象.它有如下特点:(1)因速度是矢量,故图象上只能表示物体运动的两个方向,t轴上方代表的是“正方向”,t轴下方代表的是“负方向”,所以v-t图象只能描述物体做直线运动的情况,如果做曲线运动,则画不出物体的v-t图象;(2)画图要注意v-t图象没有时间t的“负轴”,因时间没有负值;(3)v-t图象图线上每一点的斜率代表该点的加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向;(4)v-t图象上速度的图线与时间轴所围成的“面积”表示物体的位移.【典例1】如图所示,质量为M=4kg的木板长L=1.4m,静止放在光滑的水平地面上,其右端静置一质量为m=1kg的小滑块(可视为质点),小滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.4,今用水平力F=28N向右拉木板.要使小滑块从木板上掉下来,力F作用的时间至少要多长?(不计空气阻力,g=10m/s2)【命题探究】本题设计巧妙,是典型的动力学多过程问题,要求学生具有较高的处理较复杂问题的能力,尤其在对隐含条件及临界条件的挖掘、分清物理过程及对中间量的设定上都有较高要求.【深度剖析】在力F作用过程中,M和m都做匀加速直线运动,经过t1撤掉力F后,m继续做匀加速运动,M做匀减速运动,当两者达到共同速度时,如果m恰好滑到M的左端,则时间为最短时间,该状态为临界状态.本题可以借助v-t图象来解决.设t1时刻撤掉力F,此时,滑块的速度为v2,木板的速度为v1,t2时刻达到最终速度v3,阴影部分的面积为板长L.在0~t1的过程中,由牛顿第二定律得:对滑块:μmg=ma2,v2=a2t1对木板:F-μmg=Ma1,v1=a1t1撤去力F后,木板的加速度变为a3,则:μmg=Ma3由v-t图象知:L=(v1-v2)t2v1-a3(t2-t1)=v2+a2(t2-t1)联立以上各式得:t1=1s12【典例2】将一个粉笔头轻放在以2m/s的恒定速度运动的足够长的水平传送带上后,传送带上留下一条长度为4m的划线.若使该传送带仍以2m/s的初速度改做匀减速运动,加速度大小恒为1.5m/s2,且在传送带开始做匀减速运动的同时,将另一个粉笔头(与传送带的动摩擦因数和第一个...