專題1710+多過程問題-高考物理100考點(diǎn)最新模擬題千題精練+版含解析

1、100考點(diǎn)最新模擬題千題精練17-10第十七部分物理思維方法十.多過程問題1.(18分)(2018高考仿真卷六)如圖所示，固定斜面足夠長，斜面與水平面的夾角a=30°,一質(zhì)量為3m的“L”型工件沿斜面以速度V0勻速向下運(yùn)動(dòng)，工件上表面光滑，其下端連著一塊擋板。某時(shí)刻，一質(zhì)量為m的木塊從工件上的A點(diǎn)，沿斜面向下以速度V?；瞎ぜ?，當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到工件下端時(shí)(與擋板碰前的瞬間)，工件速度剛好減為零，隨后木塊與擋板第1次相碰，以后每隔一段時(shí)間，木塊就與擋板碰撞一次。已知木塊與擋板都是彈性碰撞且碰撞時(shí)間極短，木塊始終在工件上運(yùn)動(dòng)，重力加速度為go求：(1)木塊滑上工件時(shí)，木塊、工件各自的加速度大

2、??；(2)木塊與擋板第1次碰撞后的瞬間，木塊、工件各自的速度；(3)木塊與擋板第1次碰撞至第n(n=2,3,4,5，)次碰撞的時(shí)間間隔及此時(shí)間間隔內(nèi)木塊和工件組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能AE。一,、一一gg【參考答案】(1)26(2)-2V02V0(n=2,3,4,5,12n1V0(3)g24(n1)mv2(n=2,3,4,5,【名師解析】(1)設(shè)工件與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為科，木塊滑上工件時(shí)，木塊加速度為a1,工件加速度為a2,對木塊，由牛頓第二定律可得：mgsin”=ma對工件，由牛頓第二定律可得：(3m)gcosa-3mg>ina=3ma工件自身做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由平衡條件可得:3mgcosa

3、=3m§in-gg解得：ai=5,02=7°26(2)設(shè)第1次碰撞前膜間木塊的速度為鞏由動(dòng)量守恒定律可得：3m)+«=靦解得：廿二4%木塊以速度口與擋板發(fā)生第1次彈性碰撐，設(shè)碰撞后木塊速度為肌工件速度為6,由動(dòng)量守恒定律可得;z?ru=jmFi+3flzz由能量守恒得:必必£解得：的二2的，的=2的"(3)第1次碰撞后，木塊以速度2vo沿工件向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，工件以速度2vo沿斜面向下做勻減速運(yùn)動(dòng)，工2vo12vo件速度再次減為零的時(shí)間：t=02g木塊的速度vi'=2vo+ait=4vo1 .212vo2此時(shí)，木塊的位移：X1=2vot

4、+-a1t=2 g1 212v。2工件的位移：X2=2vot7a2t=2 g由上易知，木塊、工件第2次碰撞前瞬間的速度與第1次碰撞前瞬間的速度相同，以后木塊、工件重復(fù)前面的運(yùn)動(dòng)過程，則第1次與第n次碰撞的時(shí)間間隔：nv。At=(n-1)t=(n=2,3,4,5,)g木塊、工件每次碰撞時(shí)，木塊和工件的總動(dòng)能都相等，At時(shí)間內(nèi)木塊、工件減少的機(jī)械能等于木塊、工件減少的重力勢能：AE=4mgn1)X2sina解得：AE=24(n1)mv2(n=2,3,4,5,2(2013浙江)山谷中有三塊大石頭和一根不可伸長的青之青藤，其示意圖如圖。圖中A、BCD均為石頭的邊緣點(diǎn)，。為青藤的固定點(diǎn)，hi=1.8m,

5、h2=4.0m,Xi=4.8m,X2=8.0m。開始時(shí)，質(zhì)量分別為M=10kg和m=2kg的大小兩只滇金絲猴分別位于左邊和中間的石頭上，當(dāng)大猴發(fā)現(xiàn)小猴將受到傷害時(shí)，迅速從左邊石頭A點(diǎn)起水平跳到中間石頭，大猴抱起小猴跑到C點(diǎn)，抓住青藤的下端蕩到右邊石頭的D點(diǎn)，此時(shí)速度恰好為零。運(yùn)動(dòng)過程中猴子均看成質(zhì)點(diǎn)，空氣阻力不計(jì)，重力加速度g=10m/s2,求：(1)大猴子水平跳離的速度最小值。(2)猴子抓住青藤蕩起時(shí)的速度大小。(3)蕩起時(shí)，青藤對猴子的拉力大小?！久麕熃馕觥看祟}可分解為三個(gè)過程或狀態(tài)，大猴子從A點(diǎn)水平跳離做平拋運(yùn)動(dòng)過程f提子抓住青藤后的圓周運(yùn)動(dòng)過程j猴子抓住青藤后的狀態(tài),(1)設(shè)大提子從A

6、點(diǎn)水平跳離時(shí)速度的最小值為根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有：%均=匕聯(lián)立解得；*出口山。源子抓住青藤后的運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，謾蕩起時(shí)速度為七有：,解得：比=(納二次5m/s-9.Om/s92(3)設(shè)拉力為F,青藤的長度為L,由幾何關(guān)系：(L-h2)+X22=L2,解得L=10mo對最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得：F-(M+mg=(M+mmvc2/Lo解得：F=216N.【點(diǎn)評】分解為多少個(gè)“狀態(tài)”或“子過程”的根本依據(jù)是研究對象受到的作用力的變化、或運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的變化、或運(yùn)用物理規(guī)律的變化。3.(2011福建)如圖為某種魚餌自動(dòng)投放器中的投餌管裝置示意圖，其下半部AB是一長為2R的豎直細(xì)管，上半部BC是半徑為R的

7、四分之一圓弧彎管，管口沿水平方向，AB管內(nèi)有一原長為R下端固定的輕質(zhì)彈簧。投餌時(shí)，每次總將彈簧長度壓縮到0.5R后鎖定，在彈簧上段放置一粒魚餌，解除鎖定，彈簧可將魚餌彈射出去。設(shè)質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時(shí)，對管壁的作用力恰好為零。不計(jì)魚餌在運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能損失，且鎖定和解除鎖定時(shí)，均不改變彈簧的彈性勢能。已知重力加速度為go求：題103A圖(1)質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時(shí)的速度大小vi；(2)彈簧壓縮到0.5R時(shí)的彈性勢能用(3)已知地面與水面相距1.5R,若使該投餌管繞AB管的中軸線OO在90n角的范圍內(nèi)來回緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，每2次彈射時(shí)只放置一粒魚餌，魚餌的質(zhì)量在2m到m之間變化，且均能落到水面

8、。持續(xù)投放足夠長時(shí)間后，3魚餌能夠落到水面的最大面積S是多少？【名師解析】(1)質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力完全由重力提供，則my二m,解得爐尸而羲一jK(2)彈箸的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為魚餌的機(jī)械能，由機(jī)械能守恒定律有£f-mg(1.5R+R)+2由式解得Eq二(3)不考慮因緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)裝置對魚餌速度大小的影響，質(zhì)量為m的魚餌離開管口C后做平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)經(jīng)過t時(shí)間落到水面上，離OO的水平距離為xi,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有4.5R=1gt2,Xi=Vit+R,2由式解得xi=4R2當(dāng)魚餌的質(zhì)量為一m時(shí)，設(shè)其到達(dá)管口C時(shí)速度大小為V2,由機(jī)械能守恒定律有3曰=Zmgi.5R+R+1(一

9、mV22,323由式解得V2=2jgR.2質(zhì)重為一m的魚餌洛到水面上時(shí)，設(shè)離OO的水平距離為X2,則X2=V2t+R,3由式解得X2=7R.魚餌能夠落到水面的最大面積，S=-(TtX22-兀Xi2)=33兀R2(或8.25兀R2)。4 44.在冬天，高為h=1.25m的平臺(tái)上，覆蓋了一層冰，一乘雪橇的滑雪愛好者，從距平臺(tái)邊緣s=24m處以一定的初速度向平臺(tái)邊緣滑去，如圖所示，當(dāng)他滑離平臺(tái)即將著地時(shí)的瞬間，其速度方向與水平地面的夾角為0=45°,取重力加速度g=10m/s2.求：(1)滑雪者著地點(diǎn)到平臺(tái)邊緣的水平距離是多大；(2)若平臺(tái)上的冰面與雪橇間的動(dòng)摩擦因數(shù)為科=0.05,則滑雪

10、者的初速度是多大？【名師解析】(1)把滑雪愛好者著地時(shí)的速度Vt分解為如圖所示的、L兩個(gè)分量由h=1gt22貝ijvj-=gt=5m/sVo=V-utan45Q=5m/s著地點(diǎn)到平臺(tái)邊緣的水平距離：x=%)t=2.5m(2)滑雪者在平臺(tái)上滑動(dòng)時(shí)，受到滑動(dòng)摩擦力作用而減速度，由動(dòng)能定理：-(1mgs=1mv2-mvo222得：v=7m/s,即滑雪者的初速度為7m/s.答：(1)滑雪者著地點(diǎn)到平臺(tái)邊緣的水平距離是2.5m；(2)滑雪者的初速度為7m/s.5. (2011浙江)節(jié)能混合動(dòng)力車是一種可以利用汽油及所儲(chǔ)存電能作為動(dòng)力來源的汽車。有一質(zhì)量m=1000kg的混合動(dòng)力轎車，在平直公路上以vi=

11、90km/h勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為P=50kW當(dāng)駕駛員看到前方有80km/h的限速標(biāo)志時(shí)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變，立即啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)工作給電池充電，使轎車做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)l=72m后，速度變?yōu)閂2=72km/h。此過程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率的1/5用于轎車的牽引，4/5用于供給發(fā)電機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%?；癁殡姵氐碾娔?。假設(shè)轎車在上述運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力保持不變。求：(1)轎車以90km/h在平直公路上勻速行駛時(shí)，所受阻力F阻的大??；(2)轎車從90km/h減速到72km/h過程中，獲得的電能E電；(3)轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能E電維持72km/h勻速運(yùn)動(dòng)

12、的距離L'?！久麕熃馕觥?1）汽車全引力與輸出功率關(guān)系i將七90km/h=25rri5代人得F=PJVi=2xlNft當(dāng)轎車勻速行駛時(shí),至引力與阻力大小相等，有尸（2）在洞速運(yùn)動(dòng)過程中，注意到發(fā)動(dòng)機(jī)只有臉用于汽車的全引。根據(jù)動(dòng)能定理有妁工代入數(shù)據(jù)得吒=1.575箕1伊人5224電源獲得電能為E«=0.5x-龍=6,3*101o（3）根據(jù)題設(shè)，轎車在平直公路上勻速行駛時(shí)受到的阻力仍為f=2X103N。在此過程中，由能量轉(zhuǎn)化及守恒定律可知，僅有電能用于克服阻力做功，E/fL',代入數(shù)據(jù)得L'=31.5m?！军c(diǎn)評】解答此題時(shí)要注意各個(gè)過程發(fā)動(dòng)機(jī)用于牽引汽車的功率不同

13、，解答并聯(lián)式多過程問題的關(guān)鍵是將多過程問題科學(xué)拆分成若干個(gè)子過程，然后對各個(gè)子過程運(yùn)用相關(guān)物理規(guī)律列出方程，要注意各個(gè)子過程之間的時(shí)空聯(lián)系。6. （2005全國理綜1）如圖，質(zhì)量為m的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m的物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k,A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪，一端連物體A,另一端連一輕掛鉤。開始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài)，A上方的一段繩沿豎直方向?，F(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為m3的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使B離開地面但不繼續(xù)上升。若將C換成另一個(gè)質(zhì)量為（m+m0的物體D,仍人上述初位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則這次B剛離開地時(shí)D的速度大小是多少？已知重

14、力加速度為g。777777題104A圖【名師解析】開始時(shí)，小3靜止，設(shè)彈蓄壓縮量為電，隔履5追掛c并釋放后，匚向下運(yùn)動(dòng)，a向上運(yùn)動(dòng)，設(shè)B剛要離地時(shí)彈簧伸長量為如有K的詼g©口不再上升表示此時(shí)八和匚的速度為零，。已降到其最低點(diǎn)，由機(jī)械能守恒，與初狀態(tài)相比，彈蓄彈性勢能的增加量為Aff=叫樂巧+巧）一啊虱巧十巧）匚換成小后,當(dāng)B剛離地時(shí)彈箸勢能的增量與前一次相同，由能量關(guān)系得1（嗎+*K1）V2+MjV1=（m3+/M）g（再+與）那彌（再+JCj）Aff22由式得生3+2m1）1/二叫&（三+巧）心由式得v二色黑+容.V皈孫+叫）7 .如圖所示，一質(zhì)量為m1kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的滑

15、塊，放在光滑的水平平臺(tái)上，平臺(tái)的左端與水平傳送帶相接，傳送帶以v=2m/s的速度沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（傳送帶不打滑）?，F(xiàn)將滑塊緩慢向右壓縮輕彈簧，輕彈簧的原長小于平臺(tái)的長度，滑塊靜止時(shí)彈簧的彈性勢能為日=4.5J,若突然釋放滑塊，滑塊向左滑上傳送帶。已知滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為科=0.2,傳送帶足夠長，取g=10m/s2。求：Q(1)滑塊第一次滑上傳送帶到離開傳送帶所經(jīng)歷的時(shí)間；(2)滑塊第一次滑上傳送帶到離開傳送帶由于摩擦產(chǎn)生的熱量。1名師解析】(1)釋放滑塊的過程中機(jī)械能守恒,設(shè)渭塊渭上傳送帶的速度為明則耳=，凡得h=3Ks£滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的加速度產(chǎn)白宮=2n/s2滑塊向

16、左運(yùn)動(dòng)時(shí)寸間=-=15s3向右勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間=-=153向左的最大位移為航二4二2.25m向右加速運(yùn)動(dòng)的位移為2V.x2=w=1_XiX2勻速向右的時(shí)間為t3=-v-=0.625s所以t=ti+t?+t3=3.125so(2)滑塊向左運(yùn)動(dòng)xi的位移時(shí)，傳送帶向右的位移為xi'=vti=3m則Axi=Xi'+xi=5.25m滑塊向右運(yùn)動(dòng)x2時(shí)，傳送帶向右位移為x2=vt2=2m則Ax2=x2'一x2=imAx=Axi+Ax2=6.25m則產(chǎn)生的熱量為Q=科mgAx=i2.5J。答案(i)3.i25s(2)i2.5J8 .如圖所示，有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量fikg的小物塊，

17、從光滑平臺(tái)上的A點(diǎn)以vo=i.8m/s的初速度水平拋出，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，恰好沿C點(diǎn)的切線方向進(jìn)入固定在豎直平面內(nèi)的光滑圓弧軌道，最后小物塊無碰撞地滑上緊靠軌道末端D點(diǎn)的足夠長的水平傳送帶。已知傳送帶上表面與圓弧軌道末端切線相平，傳送帶沿順時(shí)針方向勻速運(yùn)行的速度為v=3m/s,小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)科=0.5,圓弧軌道的半徑為R2=2m,C點(diǎn)和圓弧的圓心O點(diǎn)連線與豎直萬向的夾角0=53，不計(jì)空氣阻力，重力加速度g=10m/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求：產(chǎn)77777777普?R(1)小物塊到達(dá)圓弧軌道末端D點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力；(2)小物塊從滑上傳送帶到第一

18、次離開傳送帶的過程中產(chǎn)生的熱量?！久麕熃馕觥吭O(shè)砌塊在C點(diǎn)的速度為上在二點(diǎn)由工解得n=3jn/scos爐設(shè)小物塊在中的速度為由»從1到4由動(dòng)能定理得昵瓜1-8君g)二,苛隹一，插心解得5m/s設(shè)在5點(diǎn)軌道對小物塊的作用力為X;我一酩二1解得用=22.5%由牛頓第三定律,小物塊對軌道的壓力大小為22.5N,方向豎直向下.(2)設(shè)小物塊在傳送帶上的加速度為a,則2mg=maa=科g=5m/s設(shè)小物塊由D點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)至速度為零，所用時(shí)間為ti,位移為xi,則vd=at1VDX1=t1設(shè)備時(shí)間內(nèi)傳送帶向右的位移為身打則說=爐力小物塊速度由零增加到與傳送帶速度相等的過程,所用時(shí)間為"玄二上a通過的位移而，后:叁二*傳送帶的位移為羽=Va小物塊相對傳送帶移動(dòng)的位移為x=-航+照+汨一汨Q=h過m解得532Jo情感語錄1 .愛情合適就好，不要委屈將就，只要隨意，彼此之間不要太大壓力2 .時(shí)間會(huì)把最正確的人帶到你身邊，在