高中物理运动多过程问题

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，分析每个过程得规律3、“合”——找到子过程得联系，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、运动过程中得一些关键位置(时刻)就是哪些?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 得某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示。

竖直平面内得光滑轨道由轨道AB 与圆弧轨道BC 组成，将质量m=0、2kg 得小球，从轨道AB 上高H 处得某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C 点时对轨道得压力F ，改变H 得大小，可测出相应得F 大小，F 随H 得变化关系如图乙所示。

不考虑该星体自传得影响，求：（1）圆轨道得半径及星球表面得重力加速度（2）该星球得第一宇宙速度答案：（1）0、2m ，5m/s 2 （2）5*103m/s解析：(1)对小球在c 点，牛二定律知r v m mg F c 2=+①，其中r 为圆轨道BC 得半径 （2分）对小球从高H 处到C 点，机械能守恒 221)2(c mv r H mg =- ② （2分） 由①②联立得mg rH mg F 52-= ③ （1分） 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/s 2（4分，一个答案2分）（2）由r v mmg 2=（2分） 可知s m gR v /1053⨯==（2分）2、24．（l4分)如图所示，竖直平面内得轨道ABCD 由水平部分AB 与光滑得四分之一圆弧轨道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。

在轨道得左端有一质量为m=1kg 得小滑块(可视为质点) 以v 0=3m/s 得速度向右运动，小滑块刚好能冲到D 点。

已知小滑块与长木板AB 间得动摩擦因数μ=0、5，轨道水平部分AB 得长度Ｌ=0、5m ，g 取10m/s 2。

求：(1)小滑块经过C 点时对轨道得压力大小；(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-A B mv mv mgL -=μ（2分） 解得：s m v /2B = （1分）从C 到D 中，由动能定理得：221--B mv mgR =（2分）解得：m 2.0R =（1分） 在C 点有：Rmv mg B N 2F =- （1分） 解得：N N 30F = （1分） （2）物块从D 重新回到C 过程有：2C 21mv mgR = 即： m/s 2C =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 (M m C +=v （2分）且mgs v μ++=22C m)v (M 21m 21 （2分） 由以上两式可求得：m 32.0=s因为L 0.32m <=s ，故物体未能从木板上滑下。

（1分）3、（14分）如图所示，一轻质弹簧得一端固定在小球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 得光滑水平桌面上。

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m A =2kg ， m B =3kg ， m C =1kg ， g =10 m/s 2。

求：（1）小球 C 与小球 A 碰撞结束瞬间得速度大小（2）小球 B 落地点与桌面边缘得水平距离。

3、（14分）解：（1）小球 C 从光滑曲面上h 高处由静止开始滑下得过程，机械能守恒，设其滑到底端得速度为1v ，由机械能守恒定律有：2121mv gh m C =解之得：s m v /61= …………（ 2 分） 小球 C 与 A 碰撞得过程， 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)(v m m v m A C C +=解之得：s m v /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 得速度为3v ，小球 B 得速度为4v ，分别由动量守恒定律与机械能守恒定律有：432)()(v m v m m v m m B A C A C ++=+………………（ 2 分）24232221)(21)(21v m v m m v m m B A C A C ++=+………………（ 2 分） 解之得：s m v v /2043==，………………（2分）小球 B 从桌面边缘飞出后做平抛运动：2421gt H t v x ==，………… （2 分） 解之得：m x 2=………… （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 得四分之一细圆管CD ，管口D 端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m 得轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D 端平齐．一个质量为1kg 得小球放在曲面AB 上，现从距BC 得高度为h=0、6m 处静止释放小球，它与BC 间得动摩擦因数μ=0、5，小球进入管口C 端时，它对上管壁有F N =2、5mg 得相互作用力，通过CD 后，在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧得弹性势能为E p =0、5J ．取重力加速度g=10m/s 2．求：（1）小球在C 处受到得向心力大小；（2）在压缩弹簧过程中小球得最大动能E km ；（3）小球最终停止得位置．【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 得相互作用力，故小球受到得向心力为：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 端得距离为x 0，则有 kx 0=mg解得x 0==0、1m由机械能守恒定律有 mg （r+x 0）+mv=E km +E p 得E km =mg （r+x 0）+mv ﹣E p =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，小滑块得动能最终消耗在与BC水平面相互作用得过程中．设物块在BC上得运动路程为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、直线运动得多过程4、15．2017年8月我国自主设计得载人深潜器“深海勇士号”在南海进行下潜试验。

下图就是它从水面开始下潜到返回水面得全过程得速度时间图像，则下列说法中正确得就是A．本次实验过程中加速度最大值就是0、025m/s2B．在0～1 min与8～10min得时间段内“深海勇士号”处于超重状态C．“深海勇士号”本次下潜得最大深度为360mD．“深海勇士”在1～3min得时间内处于静止状态参考答案：C5、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处得过程中（）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得机械能不断减小D．小球Q与弹簧组成得系统机械能守恒参考答案：AC20、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得实验中，质量为8×102kg得电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到得最大速度为15 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车得牵引力F与对应得速度v，并描绘出如图所示得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得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，然后做加速度减小得加速运动，接着做匀速运动C、该车做匀加速运动得时间就是1、2 sD、该车加速度为0、25m/s2时，动能就是4×l04 JBD6、22（16分）．某游乐园得大型“跳楼机”游戏，以惊险刺激深受年轻人得欢迎。

某次游戏中，质量m=50kg得小明同学坐在载人平台上，并系好安全带、锁好安全杆。

游戏得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，在忽略空气与台架对平台阻力得情况下，该运动可近似瞧作自由落体运动。

下落h 1=80 m 时，制动系统启动，使平台均匀减速，再下落h 2=20m 时刚好停止运动。

取g =10m/s 2，求：（1）下落得过程中小明运动速度得最大值v m ；（2）当平台落到离地面15m 高得位置时，小明对跳楼机作用力F 得大小；（3）在全部下落过程中，跳楼机对小明做得功W 。

15．如图所示，用轻弹簧将质量均为m=1kg 得物块A 与B 连接起来，将它们固定在空中，弹簧处于原长状态，A 距地面得高度h 1=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）．已知弹簧得劲度系数k=100N/m ，取g=10m/s 2．求：（1）物块A 刚到达地面得速度；（2）物块B 反弹到最高点时，弹簧得弹性势能；（3）若将B 物块换为质量为2m 得物块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 距地面得高度为h 2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h 2得大小．【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v 1，此时B 得速度也为v 1，由速度位移公式得：v 12=2gh 1， 解得：； （2）设A 刚好离地时，弹簧得形变量为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 刚好离开地面得过程中，对于A 、B 及弹簧组成得系统机械能守恒， 由机械能守恒定律得：mv 12=mgx+△E P ，解得：△E P =0、5J ；（3）换成C 后，设A 落地时，C 得速度为v 2，v 22=2gh 2，则，A 落地后到A 刚好离开地面得过程中，A 、C 及弹簧组成得系统机械能守恒， 由机械能守恒定律得：×2mv 22=2mgx+△E P ，解得：h 2=0、125m ；题型三：传送带模型21、如图所示，在匀速转动得电动机带动下，足够长得水平传送带以恒定速率1v 匀速向右运动。