当前位置：文档之家 › 高中物理运动多过程问题

高中物理运动多过程问题

  • 格式：doc
  • 大小：1.59 MB
  • 文档页数：16

精心整理

精心整理 高中物理多运动过程分析

一、解题思路

1、“合”——初步了解全过程，构建大致运动图景

2、“分”——将全过程进行分解，分析每个过程的规律

3、“合”——找到子过程的联系，寻找解题方法

二、解题注意事项

1、题目中有多少个物理过程？

2、每个过程物体做什么运动？

3、每种运动满足什么物理规律？

4、运动过程中的一些关键位置(时刻)是哪些?

三、典型题目分析

题型二、直线运动与圆周运动、平抛运动结合题目

1、（14分）在半径R=5000km的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示。竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m=0.2kg的小球，从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示。不考虑该星体自传的影响，求：

（1）圆轨道的半径及星球表面的重力加速度

（2）该星球的第一宇宙速度

答案：（1）0.2m，5m/s2（2）5*103m/s

解析：(1)对小球在c点，牛二定律知rvmmgFc2①，其中r为圆轨道BC的半径（2分）

对小球从高H处到C点，机械能守恒221)2(cmvrHmg②（2分）

由①②联立得mgrHmgF52③（1分） 精心整理

精心整理 图乙所示，当H=0.5m时，F=0；当H=1.0m时，F=5N（1分）

故r=0.2m，g=5m/s2（4分，一个答案2分）

（2）由rvmmg2（2分）

可知smgRv/1053（2分）

2、24．（l4分)

如图所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平部分AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切，其总质量M=4kg，其右侧紧靠在固定挡板上，静止在光滑水平面上。在轨道的左端有一质量为m=1kg的小滑块(可视为质点)以v0=3m/s的速度向右运动，小滑块刚好能冲到D点。已知小滑块与长木板AB间的动摩擦因数=0.5，轨道水平部分AB的长度Ｌ=0.5m，g取10m/s2。求：

(1)小滑块经过C点时对轨道的压力大小；

(2)通过计算分析小滑块最终能否从木板上掉下。

24、解：(1)对小滑块，从A到B过程中，

由动能定理得：222121-ABmvmvmgL（2分）解得：smv/2B（1分）

从C到D中，由动能定理得：221--BmvmgR（2分）解得：m2.0R（1分）

在C点有：RmvmgBN2F（1分）解得：NN30F（1分）

（2）物块从D重新回到C过程有：

2C21mvmgR即：m/s2Cv（1分）

滑块再次滑上木板时，若木板长度足够，则最终两者相对静止，此过程对滑块木板系统有：

m)v(MmCv（2分）

且mgsv22Cm)v(M21m21（2分）

由以上两式可求得：m32.0s

因为L0.32ms，故物体未能从木板上滑下。（1分） 精心整理

精心整理 3、（14分）如图所示，一轻质弹簧的一端固定在小球A上，另一端与小球B接触但未连接，该整体静止放在离地面高为H=5m的光滑水平桌面上。现有一小球C从光滑曲面上离桌面h=1.8m高处由静止开始滑下，与小球A发生碰撞（碰撞时间极短）并粘在一起压缩弹簧推动小球B向前运动，经一段时间，小球B脱离弹簧，继续在水平桌面上匀速运动一段时间后从桌面边缘飞出。小球均可视为质点，忽略空气阻力，已知mA=2kg，mB=3kg，mC=1kg，g=10 m/s2。求：

（1）小球C与小球A碰撞结束瞬间的速度大小

（2）小球B落地点与桌面边缘的水平距离。

3、（14分）解：（1）小球C从光滑曲面上h高处由静止开始滑下的过程，机械能守恒，

设其滑到底端的速度为1v，由机械能守恒定律有：

2121mvghmC解之得：smv/61…………（2分）

小球C与A碰撞的过程，C、A系统动量守恒，碰撞结束瞬间具有共同速度，设为2v，由动量守恒定律有：

21)(vmmvmACC解之得：smv/22…………（2分）

（2）被压缩弹簧再次恢复自然长度时，小球B脱离弹簧，设小球C、A的速度为3v，

小球B的速度为4v，分别由动量守恒定律和机械能守恒定律有：

432)()(vmvmmvmmBACAC………………（2分）

24232221)(21)(21vmvmmvmmBACAC………………（2分） 精心整理

精心整理 解之得：smvv/2043，………………（2分）

小球B从桌面边缘飞出后做平抛运动：2421gtHtvx，…………（2分）

解之得：mx2…………（2分）

16．如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐．一个质量为1kg的小球放在曲面AB上，现从距BC的高度为h=0.6m处静止释放小球，它与BC间的动摩擦因数μ=0.5，小球进入管口C端时，它对上管壁有FN=2.5mg的相互作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep=0.5J．取重力加速度g=10m/s2．求：

（1）小球在C处受到的向心力大小；

（2）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm；

（3）小球最终停止的位置．

【解答】解：（1）小球进入管口C端时它与圆管上管壁有大小为F=2.5mg的相互作用力，故小球受到的向心力为：F向=2.5mg+mg=3.5mg=3.5×1×10=35N

（2）在压缩弹簧过程中速度最大时，合力为零．

设此时滑块离D端的距离为x0，则有kx0=mg

解得x0==0.1m

由机械能守恒定律有mg（r+x0）+mv=Ekm+Ep

得Ekm=mg（r+x0）+mv﹣Ep=3+3.5﹣0.5=6（J）

（3）在C点，由F向=

代入数据得：m/s

滑块从A点运动到C点过程，由动能定理得mg?h﹣μmgs=mv

解得BC间距离s=0.5m

小球与弹簧作用后返回C处动能不变，小滑块的动能最终消耗在与BC水平面相互作用的过程中．

设物块在BC上的运动路程为sˊ，由动能定理有0﹣mv﹣μmgsˊ

解得sˊ=0.7m

故最终小滑块距离B为0.7﹣0.5m=0.2m处停下

题型一、直线运动的多过程

4、15．2017年8月我国自主设计的载人深潜器“深海勇士号”在南海进行下潜试验。下图是它从水面开始下潜到返回水面的全过程的速度时间图像，则下列说法中正确的是

A．本次实验过程中加速度最大值是0.025m/s2 精心整理

精心整理 B．在0～1min和8～10min的时间段内“深海勇士号”

处于超重状态

C．“深海勇士号”本次下潜的最大深度为360m

D．“深海勇士”在1～3min的时间内处于静止状态

参考答案：C

5、2、如图所示，绝缘轻弹簧上端固定，下端拴着一带正电小球Q，Q在A处时弹簧处于原长状态，Q可在C处静止。若将另一带正电小球q固定在C点正下方某处时，Q可在B处静止。现将Q从A处由静止释放，则Q从A运动到C处的过程中（）

A．小球Q加速度先减小后增大

B．小球Q运动到C处时速率最大

C．小球Q的机械能不断减小

D．小球Q与弹簧组成的系统机械能守恒

参考答案：AC

20、为减少二氧化碳排放，我市已推出新型节能环保电动车。在检测某款电动车性能的实验中，质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出如图所示的F-v-1图像（图中AB、BO均为直线），假设电动车行驶中所受阻力恒为车重的0.05倍，重力加速度取10m／s2。则（）

A.该车起动后，先做匀加速运动，然后做匀速运动

B.该车起动后，先做匀加速运动，然后做加速度减小的加速运动，接着做匀速运动

C.该车做匀加速运动的时间是1.2s

D.该车加速度为0.25m/s2时，动能是4×l04J 精心整理

精心整理 BD

6、22（16分）．某游乐园的大型“跳楼机”游戏，以惊险刺激深受年轻人的欢迎。某次游戏中，质量m=50kg的小明同学坐在载人平台上，并系好安全带、锁好安全杆。游戏的过程简化为巨型升降机将平台拉升100m高度，然后由静止开始下落，在忽略空气和台架对平台阻力的情况下，该运动

可近似看作自由落体运动。下落h1=80m时，制动系统启动，使平台均匀减速，再下落h2=20m时刚好停止运动。取g=10m/s2，求：

（1）下落的过程中小明运动速度的最大值vm；

（2）当平台落到离地面15m高的位置时，小明对跳楼机作用力F的大小；

（3）在全部下落过程中，跳楼机对小明做的功W。

15．如图所示，用轻弹簧将质量均为m=1kg的物块A和B连接起来，将它们固定在空中，弹簧处于原长状态，A距地面的高度h1=0.15m．同时释放两物块，设A与地面碰撞后速度立即变为零，由于B压缩弹簧后被反弹，使A刚好能离开地面（但不继续上升）．已知弹簧的劲度系数k=100N/m，取g=10m/s2．求：

（1）物块A刚到达地面的速度；

（2）物块B反弹到最高点时，弹簧的弹性势能；

（3）若将B物块换为质量为2m的物块C（图中未画出），仍将它与A固定在空中且弹簧处于原长，从A距地面的高度为h2处同时释放，C压缩弹簧被反弹后，A也刚好能离开地面，此时h2的大小．

【解答】解：（1）释放后，AB两物块一起做自由落体运动，

设A物块落地时速度为v1，此时B的速度也为v1，

由速度位移公式得：v12=2gh1，

解得：；

（2）设A刚好离地时，弹簧的形变量为x，此时B物块到达最高点，

A物块刚好离开地面时只受重力与弹簧弹力作用，此时：mg=kx，

A落地后到A刚好离开地面的过程中，对于A、B及弹簧组成的系统机械能守恒，

由机械能守恒定律得：mv12=mgx+△EP，

解得：△EP=0.5J；

（3）换成C后，设A落地时，C的速度为v2，

v22=2gh2，则，

A落地后到A刚好离开地面的过程中，A、C及弹簧组成的系统机械能守恒， 图11

合集下载

牛顿运动定律的单体多过程问题

牛顿运动定律的单体多过程问题

牛顿运动定律的单体多过程问题

【例题1】：质量m=4kg的物体在力F=30N的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动，撤去F后，经4s物体停下来。求：

（1）物体做匀速直线运动的速度；

（2）撤去F后运动的位移；

分析，选规律：

处理方法总结：化多过程为 。对单一小过程进行

分析，辅助分析工具有

合理选择

通过分析确定物体在每一个过程中是属于由力求运动或是由运动求受力，对单一过程之间利用好题目中隐含的 关系。

【跟踪练习】

1、质量为100t的机动车从停车场出发，经225m后，速度达到54km/h，此时，司机关闭发动机，让机车进站，机车又行驶125m。设所受阻力不变，求机动车关闭发动机前所受的牵引力。

2、质量为2kg的木箱静止在水平面上在水平恒力F作用下开始运动，4s末速度达到4m/s，此时将F撤去，又经过2s物体停止运动，求力F的大小。（取g=10m/s2）

【例题2】：如图所示，一同学用与地面成300角、大小为100N的拉力 F，拉着400N的重物沿水平地面从静止开始运动5s后停止。若重物与地面之间的动摩擦因数为0.1，求运动后的第9s末物体的速度是多少。（g取10N/kg）

300

【跟踪练习】

1、质量为1kg的物体静止在光滑水平面上，某时刻开始泳衣水平向右的大小为2N的力F拉物体，则：

（1）物体产生的加速度是多大？2s后物体的速度是多少？

（2）若在2s末给物体加上一个大小也是2N水平方向的拉力F1,则物体的加速度是多少？4s末物体的速度是多少？

2、水平传送带AB以ν=200cm/s速度匀速运动，如图所示，A、B相距0.011km，一物体（可视为质点）从A点由静止释放，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，则物体从A沿传送带运动到B所需的时间为多少？（g=10m/s2）

牛顿运动定律之多过程运动问题

牛顿运动定律之多过程运动问题

第 1 页 共 1 页 牛顿运动定律之多过程运动问题

1、如图所示为一足够长斜面，其倾角为θ＝37°，一质量m＝10 kg物体，在斜面底部受到一个沿斜面向上的F＝100 N的力作用由静止开始运动，物体在2 s内位移为4 m，2 s末撤去力F，(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g＝10 m/s2)求：

(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；

(2)从撤掉力F开始1.5 s末物体的速度v；

(3)从静止开始3.5 s内物体的位移和路程．

2、如图所示，质量为10kg的物体在F＝200 N的水平推力作用下，从粗糙斜面的底端由静止开始沿斜面运动，斜面固定不动，与水平地面的夹角θ＝37o.力F作用2秒钟后撤去，物体在斜面上继续上滑了1.25秒钟后，速度减为零。求：物体与斜面间的动摩擦因数μ和此过程物体的总位移x.（已知 sin37o＝0.6，cos37o＝0.8，g＝10m/s2）

3、如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m＝1 kg的物体，物体与斜面间动摩擦因数μ＝0.25.现用轻细绳将物体由静止沿斜面向上拉动，拉力F＝10 N，方向平行斜面向上，经时间t＝4 s绳子突然断了，求：

(1)绳断时物体的速度大小．

(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．(sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，g＝10 m/s2)

4、如图甲所示，质量为m＝1 kg的物体置于倾角为θ＝37°的固定斜面上(斜面足够长)，对物体施加平行于斜面向上的恒力F，作用时间t1＝1 s时撤去拉力，物体运动的部分v－t图象如图乙所示，取g＝10 m/s2.试求：

(1)物体与斜面间的动摩擦因数和拉力F的大小；

(2)t＝6 s时物体的速度，并在图乙上将t＝6 s内物体运动的v－t图象补画完整，要求标明有关数据．

乙

用动力学和能量观点解决多过程问题(解析版)-2023年高考物理压轴题专项训练(新高考专用)

用动力学和能量观点解决多过程问题(解析版)-2023年高考物理压轴题专项训练(新高考专用)

压轴题03用动力学和能量观点解决多过程问题

目录

一，考向分析................................................................................................................................................................1

二．题型及要领归纳....................................................................................................................................................1

热点题型一传送带模型中的动力学和能量问题..............................................................................................1

热点题型二用动力学和能量观点解决直线+圆周+平抛组合多过程问题.....................................................5

热点题型三综合能量与动力学观点分析含有弹簧模型的多过程问题.......................................................10

热点题型四综合能量与动力学观点分析板块模型........................................................................................13

三．压轴题速练..........................................................................................................................................................18

高中物理天体运动多星问题

高中物理天体运动多星问题

双星模型、三星模型、四星模型

天体物理中的双星，三星，四星，多星系统是自然的天文现象，天体之间的相互作用遵循万有引力的规律，他们的运动规律也同样遵循开普勒行星运动的三条基本规律。双星、三星系统的等效质量的计算，运行周期的计算等都是以万有引力提供向心力为出发点的。双星系统的引力作用遵循牛顿第三定律：FF，作用力的方向在双星间的连线上，角速度相等，21。

【例题1】天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量。（引力常量为G）

【解析】：设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为ω1、ω2。根据题意有

21 ①

rrr21

②

根据万有引力定律和牛顿定律，有

G1211221rwmrmm ③

G1221221rwmrmm ④

联立以上各式解得

2121mmrmr ⑤

根据解速度与周期的关系知

T221

⑥

联立③⑤⑥式解得

【例题2】天体运动中，将两颗彼此相距较近的行星称为双星，它们在万有引力作用下间距始终保持不变，并沿半径不同的同心轨道作匀速园周运动，设双星间距为L，质量分别为M1、M2，试计算（1）双星的轨道半径（2）双星运动的周期。

解析：双星绕两者连线上某点做匀速圆周运动，即：

222121221LMLMLMMG---------

..LLL21-------由以上两式可得：LMMML2121，LMMML2122