模型17 多过程模型-备战2024年高考物理答题技巧与模板构建

模型17、多过程模型 【模型解题】 1、 应用牛顿运动定律和动能定理分析多过程问题 若一个物体参与了多个运动过程，有的运动过程只涉及分析力或求解力而不涉及能量问题，则常常用牛顿运动定律求解;若该过程涉及能量转化问题，并且具有功能关系的特点，则往往用动能定理求解. 2、 用动力学和能量观点分析多过程问题 若一个物体参与了多个运动过程,有的运动过程只涉及分析力或求解力而不涉及能量问题，则常常用牛顿运动定律求解;若该过程涉及能量转化问题，并且具有功能关系的特点,则往往用动能定理或机械能守恒定律以及能量守恒定律求解. 【模型训练】 1．如图所示，倾角为的粗糙斜面AB长，B端距水平地面，O在B点的正下方，B点右端接一光滑小圆弧（图上未画出），圆弧右端切线水平，且与一长的水平木板MN平滑连接。一个小滑块与斜面AB间的动摩擦因数为，它从A端由静止释放后运动到N端恰好停止。（，） （1）求滑块到达B点速度的大小； （2）求滑块与木板MN之间的动摩擦因数； （3）若将木板右侧截去长为的一段，滑块从A端由静止释放后将滑离木板，落在水平地面上某点P（图中未标出）。求落地点P距O点的距离范围。 2．如图所示，固定的竖直光滑圆轨道与倾斜光滑直轨道相切与点，轨道半径，直轨道倾角，质量的小球B锁定在点，固定的水平发射装置发射小球，小球以最小速度和发生碰撞，小球与小球碰撞前瞬间，小球解除锁定，两小球质量相等，碰后两个小球粘在一起，沿光滑轨道在D点无能量损失的滑上小车，小车放在光滑水面上，右端固定一个轻弹簧，弹簧原长为，小车段粗糙，小球与段的动摩擦因数，EF段光滑，小车的质量，重力加速度，，，求 （1）水平弹簧装置具有弹性势能； （2）小球恰好不从小车上滑下，小车段的长度； （3）为保证小球既要挤压弹簧又不滑离小车，小车DE段的长度的取值范围。 3．如图所示，高度相同的两块平板P1、P2置于光滑水平面上，其质量分别为m1=1kg和m2=3kg。质量m=1kg且可看作质点的物体P置于P1的最右端，P1与P一起以v0=4m/s的速度向右运动，与静止的P2发生碰撞（碰撞时间极短），碰撞过程中无机械能损失。P与P2之间的动摩擦因数为μ=0.5，P2足够长，重力加速度g取10m/s2。求： （1）P1、P2碰撞后瞬间两平板的速度大小； （2）P最终距离P2左端的距离。 4．如图甲所示，轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端点在O位置。质量为m的物块A（可视为质点）以初速度v0从距O点右方s0处的P点向左运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O′点位置后，A又被弹簧弹回。A离开弹簧后，恰好回到P点，物块A与水平面间的动摩擦因数为μ。 （1）求物块A从P点出发又回到P点的过程中克服摩擦力所做的功； （2）求O点和O′点间的距离s1； （3）如图乙所示，若将另一个与A完全相同的物块B（可视为质点）与弹簧右端拴接，将A放在B右边，向左推A、B，使弹簧右端压缩到O′点位置，然后从静止释放，A、B共同滑行一段距离后分离。求分离后物块A向右滑行的最大距离s2的大小。 5．如图（a）所示，在竖直平面内有一固定轨道ABC，BC段是半径为R的光滑半圆轨道，AB段是长度为4R的粗糙水平轨道。一质量为m的小物块静止在A点，现对小物块施加一水平向右的拉力F，其在水平轨道上加速度a与位移x的关系如图（b）所示。该拉力的初始值F0=mg，通过B点后拉力保持不变，在小物块离地面高度为R时再撤去拉力，已知重力加速度为g，求： （1）小物块运动至B点时拉力F1大小； （2）小物块运动至C点时的速度大小； （3）小物块从C点抛出后，当小物块再次离地高度为R时，在小物块上施加一大小为F1、方向水平向左的恒力，求小物块回到水平轨道时距B的距离。 6．如图所示，滑道由光滑的曲面滑梯和一条与其平滑连接的水平轨道构成，水平轨道右侧固定有一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于点。若质量为的滑块A从距离地面高处由静止开始下滑，下滑后与静止于点的滑块B发生碰撞。若碰撞后A、B粘在一起，两者以2m/s的速度向右移动0.5m停下。已知水平轨道长度，两滑块与段之间的动摩擦因数相同，其余部分光滑，两滑块均可视为质点，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度。求： （1）滑块B的质量； （2）滑块与段之间的动摩擦因数； （3）若A、B两滑块发生弹性碰撞，求弹簧最大的弹性势能。 7．如图所示，在距水平地面高的光滑绝缘水平台面上，一个质量为、带电量的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了的弹性势能。现打开锁扣K，物块与弹簧分离后以水平速度向右滑离平台，并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC。已知B点距水平地面高，圆弧轨道BC的圆心O与水平台面等高，C点的切线水平，并与水平地面上长为的粗糙直轨道CM平滑连接，CM轨道区域存在水平向左的匀强电场，小物