【物理】2018届一轮复习人教版六多过程力学题的处理学案

【物理】2018届一轮复习人教版六多过程力学题的处理学案

多过程力学题的处理 多过程问题是指物体运动过程中包含两个或两个以上不同的阶段。各阶段遵循不同的物理规律。这类问题在高考中常考，且难度较大，题型既有选择题，又有计算题，并且出现压轴题的可能性也较大。‎ 一．解决此类问题的基本思路：‎ ‎(1)分段考虑，即划分多个不同的物理过程或多个不同的状态，然后对各个过程或状态进行分析，特别关注单一过程物体的受力情况及其单一过程所满足的物理规律、各过程的联系等。‎ ‎(2)全过程整体研究，一般对整体应用能量观点解决最为简捷。‎ 二、全程法例题 ‎1．如图所示，斜面的倾角为θ，质量为m的滑块距挡板P的距离为S0，以初速度v0沿斜面上滑且不会从斜面顶端滑出，滑块与斜面间的动摩擦因数为µ，滑块所受的摩擦力小于重力沿斜面的分力，若滑块每次与挡板的碰撞均无能量损失，求当滑块静止时经过的总路程.‎ ‎2．总质量为M的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为m，中间脱节，司机发觉时，机车已行驶L的距离，于是立即关闭油门，除去牵引力。设运动的阻力与车的重力成正比，机车的牵引力是恒定的。当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？‎ 三、例题赏析 ‎1．(2015·全国新课标Ⅰ)一长木板置于粗糙水平地面上，木板左端放置一小物块；在木板右方有一墙壁，木板右端与墙壁的距离为4.5 m，如图(a)所示。t＝0时刻开始，小物块与木板一起以共同速度向右运动，直至t＝1 s时木板与墙壁碰撞(碰撞时间极短)。碰撞前后木板速度大小不变，方向相反；运动过程中小物块始终未离开木板。已知碰撞后1 s时间内小物块的v －t图线如图(b)所示。木板的质量是小物块质量的15倍，重力加速度大小g取10 m/s2。求：‎ ‎(1)木板与地面间的动摩擦因数μ1及小物块与木板间的动摩擦因数μ2；‎ ‎(2)木板的最小长度；‎ ‎(3)木板右端离墙壁的最终距离。‎ ‎【命题立意】 知识：v －t图象、牛顿第二定 律、匀变速运动规律。能力：利用v －t图象和牛顿第二定律解决物体运动的多过程问题，考查对物理问题的分析综合能力。WWW.ziyuanku.com$来&源：ziyuanku.com ‎2．(2015·全国新课标Ⅱ)下暴雨时，有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为θ＝37°(sin 37°＝)的山坡C，上面有一质量为m的石板B，其上下表面与斜坡平行；B上有一碎石堆A(含有大量泥土)，A和B均处于静止状态，如图所示。假设某次暴雨中，A浸透雨水后总质量也为m(可视为质量不变的滑块)，在极短时间内，A、B间的动摩擦因数μ1减小为，B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5，A、B开始运动，此时刻为计时起点；在第2 s末，B的上表面突然变为光滑，μ2保持不变。‎ 已知A开始运动时，A离B下边缘的距离l＝27 m，C足够长，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取重力加速度大小g＝10 m/s2。求：‎ ‎(1)在0～2 s时间内A和B加速度的大小；‎ ‎(2)A在B上总的运动时间。‎ ‎【命题立意】知识：摩擦力求解，牛顿运动定律及匀变速直线运动规律的应用。能力：对多个物体及复杂运动过程的综合分析能力和推导能力，用数学图象分析解决物理问题的能力。‎ ‎3.【湖北省华中师范大学第一附属中学2017届高三上学期期中考试】如图所示，在竖直平面内，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，圆管内径略大于小球直径，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，一个可视为质点的小球放在曲面AB上，小球质量m=1kg。现从距BC的高度为h=0.6m处由静止释放小球，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=10N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弹性势能Ep=0.5J。取重力加速度g=10m/s2。求：‎ ‎（1）小球通过C点时的速度大小；‎ ‎（2）水平面BC的长度；‎ ‎（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm ‎4．如图所示，已知物体与三块材料不同的地毯间的动摩擦因数分别为μ、2μ和3μ，三块材料不同的地毯长度均为l，并排铺在水平地面上，该物体以一定的初速度v0从a点滑上第一块，则物体恰好滑到第三块的末尾d点停下来，物体在运动中地毯保持静止，若让物体从d点以相同的初速度水平向左运动，则物体运动到某一点时的速度大小与该物体向右运动到该位置的速度大小相等，则这一点是( ) ‎ A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 ‎5．(2015·兰州模拟)如图所示，在竖直平面内固定一个光滑圆管轨道，轨道半径为R。质量为m的小球从轨道顶端A点无初速释放，然后从轨道底端B 点水平飞出落在某一坡面上，坡面呈抛物线形状，且坡面的抛物线方程为y＝x2。已知B点离地面O点的高度也为R。(重力加速度为g，忽略空气阻力。)求：‎ ‎(1)小球在B点对轨道的弹力；‎ ‎(2)小球落在坡面上的动能。‎ 中/华-资*源%库 ‎6．(2015·长春四模)如图所示，一质量m＝1 kg、长 L＝2.7 m 的平板车，A、B是其左右两个端点，其上表面距离水平地面的高度为h＝0.2 m。平板车以速度v0＝4 m/s向右做匀速直线运动，从某时刻起对平板车施加一个大小为5 N的水平向左的恒力F，并同时将一个小球轻放在平板车上的P点(小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零)，已知P点到平板车B端的距离PB＝。经过一段时间，小球从平板车上脱离后落到地面上。不计所有摩擦力，g取10 m/s2。求：‎ ‎(1)小球离开平板车所用的时间；‎ ‎(2)小球落地瞬间，平板车的速度和小球与小车的水平距离。‎ ‎7．(2015·扬州摸底)如图所示，半径R＝0.5 m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点，O为圆弧圆心，D为圆弧最低点。斜面体ABC固定于地面，顶端B安装一定滑轮，一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接物块P、Q(两边细绳分别与对应斜面平行)，并保持P、Q两物块静止。若PC间距为L1＝0.25 m，斜面MN足够长，物块P质量m1＝3 kg，与MN间的动摩擦因数μ＝，求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)‎ ‎(1)烧断细绳后，物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小；‎ ‎(2)物块P第一次过M点后0.3 s到达K点，则MK间距多大；‎ ‎(3)物块P在MN斜面上 滑行的总路程。‎ ‎8．【题文】（理综卷•2015届广西省桂林中学高三10月月考（2014.10））(2) (10分)如图，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块Ａ、B、C。 B的左侧固定一轻弹簧（弹簧左侧的挡板质量不计).设A以速度ｖ０朝B运动，压缩弹簧；当A、 B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从Ａ开始压缩弹簧直至与弹簧分离 的过程中，‎ ‎（i）整个系统损失的机械能；‎ ‎（ii）弹簧被压缩到最短时的弹性势能。‎ 四、例题赏析答案 ‎1．答案见 ‎2．答案见 ‎3．【答案】（1）；‎ ‎（2）（3）‎ ‎ ‎ 小球从C点运动至速度最大的过程中，由能量守恒可知：‎ ‎，。‎ 考点：功能关系、牛顿第一定律、动能定理的应用 ‎4．答案：C 解析：对物体从a运动到c，由动能定理，‎ ‎，‎ 对物体从d运动到c，由动能定理，‎ ‎，解得：，选项c 正确。‎ ‎5．答案：(1)7mg　(2)mgR 解析：(1)从A到B由动能定理可得 mv－0＝3mgR解得vB＝ 在B点：N－mg＝解得N＝7mg 又N＝－N′＝－7mg，方向竖直向下。‎ ‎(2)小球由B射出，做平抛运动，有x＝vBt＝·t y＝gt2‎ 而且R－y＝x2‎ 解得t＝，y＝ 则Ek＝mv＋mgy＝mgR ‎6．答案：(1)1.8 s　(2)6 m/s　1.1 m 解析：(1)对平板车施加恒力F后，平板车向右做匀 减速直线运 动，加速度大小为a＝Fm＝5 m/s2‎ 平板车速度减为零时，向右的位移为 x0＝v202a＝1.6 m＜2L3＝1.8 m所用时间t0＝＝0.8 s 此后平板车向左做匀加速直线运动，小球再经过t1时间从平板车右端B落下：x0＋＝at t1＝1 s ‎7．答案：(1)78 N　(2)0.17 m　(3)1.0 m 解析：(1)滑块由P到D过程，由动能定理得 mgh＝mv 根据几何关系，有h＝L1sin 53°＋R(1－cos 53°)‎ 在D点，支持力和重力的合力提供向心力，则 FD－mg＝m 解得FD＝78 N 由牛顿第三定律得，物块P对轨道的压力大小为78 N。‎ ‎(2)PM段，根据动能定理有 m1gL1sin 53°＝m1v 解得vM＝2 m/s 沿MN向上运动过程，根据牛顿第二定律有 a1＝gsin 53°＋μgcos 53°＝10 m/s2‎ 根据速度时间公式，有 vM＝a1t1‎ 解得t1＝0.2 s 所以t1＝0.2 s时，物块P到达斜面MN上最高点，故返回过程，有x＝a2t 沿MN向下运动过程，根据牛顿第二定律，有 a2＝gsin 53°－μgcos 53°＝6 m/s2‎ 根据运动学公式，有xMK＝t1－a2t＝0.17 m 即MK之间的距离为0.17 m。‎ ‎(3)最后物体在CM之间来回滑动，且到达M点时速度为零，对从P到M过程运用动能定理，可得WWW.ziyuanku.comZiyuanku.com mgL1sin 53°－μmgL1cos 53°Ls＝0‎ 解得Ls＝1.0 m 即物块P在MN斜面上滑行的总路程为1.0 m。‎ ‎8．【知识点】动量守恒定律；机械能守恒定律．‎ ‎【答案】（i） （ii） ‎ ‎ ⑥ 联立④⑤⑥式得 ⑦‎ ‎【思路点拨】（1）A、B接触的过程中动量守恒，根据动量守恒定律求出当AB速度相同时的速度大小，B与C接触的瞬间，B、C组成的系统动量守恒，求出碰撞瞬间BC的速度，根据能量守恒求出整个系统损失的机械能．（2）当整个系统速度相同时，弹簧压缩到最短，根据动量守恒定律，求出三者共同的速度，A、B、C损失的机械能一部分转化为B、C碰撞产生的内能，一部分转化为弹簧的弹性势能，根据能量守恒求出弹簧被压缩到最短时的弹性势能．本题综合考查了动量守恒定律和能量守恒定律，综合性较强，关键合理地选择研究的系统，运用动量守恒进行求解．‎