09高考物理总复习热点模型例析课件.ppt

高考物理总复习热点模型例析 高考物理总复习热点模型例析 以有往返的匀变速运动模型为载体的综合问题 1 在光滑水平面上有一静止的物体 现以水平恒力甲推这一物体 作用一段时间后 换成相反方向的水平恒力乙推这一物体 当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时 物体恰好回到原处 此时物体的动能为32焦 则在整个过程中 恒力甲做的功等于 焦 恒力乙做的功等于 焦 解法1以寻找两阶段末速度的关系为突破口 解法2以寻找两阶段末速度的关系为突破口 解法3以寻找两阶段作用力的关系为突破口 解法4以寻找两阶段作用力的关系为突破口 解法5以寻找两阶段作用力的关系为突破口 解法6图解法 2 在与x轴平行的匀强电场中 一带电量为1 0 10 8库仑 质量为2 5 10 3千克的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动 其位移与时间的关系是x 0 16t 0 02t2 式中x以米的单位 t以秒为单位 从开始运动到5秒末物体所经过的路程为 米 克服电场力所作的功为 焦耳 解析 由x 0 16t 0 02t2知v0 0 16 a 0 04第一阶段物体作末速度为0的匀减速运动 t1 v0 a 4s1 v0t1 2 0 32第二阶段物体作初速度为 的匀加速运动t2 t t1 1s2 at2 2 0 02路程 34mw克 max ma s1 s2 10 4j 3 如图所示 两条互相平行的光滑金属导轨位于水平面内 距离为l 0 2m 在导轨的一端接有阻值为r 0 5 的电阻 在x 0处有一与水平面垂直的均匀磁场 磁感强度b 0 5t 一质量为m 0 1kg的金属直杆垂直放置在导轨上 并以v0 2m s的初速度进入磁场 在安培力和一垂直于杆的水平外力f的作用下作匀变速直线运动 加速度大小为a 2m s2 方向与初速度方向相反 设导轨和金属杆的电阻都可以忽略 且接触良好 求 1 电流为零时金属杆所处的位置 2 电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力f的大小和方向 3 保持其他条件不变 而初速度v0取不同值 求开始时f的方向与初速度v0取值的关系 解析 1 感应电动势 所以 0时 0 有 2 1 2 最大电流 2 2 安培力 2 0 02 向右运动时 0 18 方向与 轴相反 向左运动时 0 22 方向与 轴相反 3 开始时 当 10 时 0 方向与 轴相反 当 10 时 0 方向与 轴相同 与传送带模型有关的综合问题 1 如图所示 一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向转动 传送带右端有一与传送带等高的光滑水平面 一物体以恒定的速率v2沿直线向左滑上传送带后 经过一段时间又返回光滑水平面 速率变为v2 则下列说法正确的是 a 若v1v2 则v2 v2c 不管v2多大 总有则v2 v2d 只有v1 v2时 才有v2 v1 解析 若v1 v2 物块先向左匀减速至速度为0 位移为 向右匀加速 速度从0增加至v1 位移为 再向右匀速运动 位移为 s1 s2 2 若v1 v2 物块先向左匀减速至速度为0 再向右匀加速 速度从0增加至v2 恰好回到起始点类似竖直上抛运动 2 如图所示 水平传送带水平段长l 6m 两皮带轮直径d均为0 2m 距地面高h 5m 与传送带等高的光滑水平台上有一小物块以v0 5m s的初速度滑上传送带 物块与传送带间动摩擦因数 0 2 g取10m s2 求 1 若传送带静止 物块滑到b端后做平抛运动的水平距离s 2 若皮带轮顺时针以角速度 60rad s转动 物块滑到b端后做平抛运动的水平距离s 解析 3 如右图为一皮带传动装置 传送带与水平面夹角为 a b轮半径均为r 轴心间距为l b轮由电动机带动 其传速为n 在货物随皮带运动过程中 有一小球由静止开始沿光滑轨道滚下 到达传送带时 货物恰好运到传送带中央 当货物运动到距b轮l 4的c点时 小球恰好与货物相遇而未发生碰撞 若皮带不打滑 且货物总与皮带保持相对静止 试求 1 货物由传送带中央运动到c点所用时间 2 轨道顶端与底端的高度差h 解析 4 如图所示 倾角为30 的皮带运输机的皮带始终绷紧 且以恒定速度v 2 5m s运动 两轮相距lab 5m 将质量m 1kg的物体无初速地轻轻放在a处 若物体与皮带间的动摩擦因数 2 物体从a运动到 皮带对物体所做的功是多少 物体从a运动到b共需多少时间 在这段时间内电动机对运输机所做的功是多少 取g 10m s2 5 一传送带装置示意如图 其中传送带经过ab区域时是水平的 经过bc区域时变为圆弧形 圆弧由光滑模板形成 未画出 经过cd区域时是倾斜的 ab和cd都与bc相切 现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在a处放到传送带上 放置时初速为零 经传送带运送到d处 d和a的高度差为h 稳定工作时传送带速度不变 cd段上各箱等距排列 相邻两箱的距离为l 每个箱子在 处投放后 在到达b之前已经相对于传送带静止 且以后也不再滑动 忽略经bc段时的微小滑动 已知在一段相当长的时间t内 共运送小货箱的数目为 这装置由电动机带动 传送带与轮子间无相对滑动 不计轮轴处的摩擦 求电动机的平均输出功率 6 如图所示 水平传送带ab长l 8 3m 质量为m 1kg的木块随传送带一起以v1 2m s的速度向左匀速运动 传送带的传送速度恒定 木块与传送带间的动摩擦因数 0 5 当木块运动至最左端a点时 一颗质量为m 20g的子弹以v0 300m s水平向右的速度正对射入木块并穿出 穿出速度u 50m s 以后每隔1s就有一颗子弹射向木块 设子弹射穿木块的时间极短 且每次射入点各不相同 g取10m s2 求 1 在被第二颗子弹击中前木块向右运动离a点的最大距离 2 木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中 3 从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中 子弹 木块和传送带这一系统所产生的热能是多少 g取10m s2 t 1s内木块的合位移为s 0 5m 方向向右 7 如图所示 质量为2m 长为l的木块置于光滑水平台面上 质量为m的子弹以初速v0水平向右射向木块 穿出木块时的速度为v0 2 设木块对子弹的阻力为恒定 1 求子弹穿越木块的过程中木块滑行的距离l1 2 若木块固定在传送带上 使木块传送带始终以恒定速度u水平向右运动 子弹仍以初速v0向右射向木块 u v0 求子弹最终速度v 3 求 2 情况下 子弹在木块中行进的过程中 木块移动的距离l2 解析 碰撞模型 1 两个形状完全相同 质量均为m的光滑弧形导轨a b的弧形半径都为r 放置在光滑的水平板上 如图所示现有质量为m的物体 可视为质点 从a导轨距地面竖直高度为 h r 处由静止滑下 求 1 小物体在b轨道上上升的最大高度 2 b的最大速度 2 在原子核物理中 研究核子与核子关联的最有效途径是 双电荷交换反应 这类反应前半部分过程和下述力学模型类似 两个小球 和b用轻质弹簧相连 在光滑的水平轨道上处于静止状态 在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板p 右边有一小球c沿轨道以速度v0射向b球 如图所示 c与b发生碰撞并立即结成一个整体d 在它们继续向左运动的过程中 当弹簧长度变到最短时 长度突然被锁定 不再改变 然后 a球与挡板p发生碰撞 碰后a d都静止不动 a与p接触而不粘连 过一段时间 突然解除锁定 锁定及解除锁定均无机械能损失 已知a b c三球的质量均为m 求 1 弹簧长度刚被锁定后a球的速度 2 在a球离开挡板p之后的运动过程中 弹簧的最大弹性势能 两次 完全非弹性 碰撞 2mu 2m m uu 2u0 3 3 如图所示 质量为m长为l的木板 端点为a b 中点为o 置于光滑水平面上 现使木板m以v0的水平初速度向右运动 同时把质量为m长度可忽略的小木块置于b端 它对地的初速为零 它与木板间的摩擦系数为 问v0在什么范围内才能使小木块m滑动到oa之间停下来 即相对木板静止 4 如图所示 一质量为m 长为l的长方形木板b放在光滑的水平地面上 在其右端放一质量为m的小木块a m m 现以地面为参照系 给a和b以大小相等 方向相反的初速度 如图 使a开始向左运动 b开始向右运动 但最后a刚好没有滑离b板 以地面为参照系 1 若已知a和b的初速度大小为v0 求它们最后的速度的大小和方向 2 若初速度的大小未知 求小木块a向左运动到达的最远处 从地面上看 离出发点的距离 解析 1 由mv0 mv0 m m v2得v2 m m v0 m m 2 a左行 fs1 0 mv02 2对系统全过程能量守恒 5 一辆质量m 2kg的平板车左端放有质量m 3kg的小滑块 滑块与平板车之间的动摩擦因数 0 4 开始时平板车和滑块共同以v0 2m s的速度在光滑水平面上向右运动 并与竖直墙壁发生碰撞 设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变 但方向与原来相反 平板车足够长 以至滑块不会滑到平板车右端 取g 10m s2 求 1 平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离 2 平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v0 3 为使滑块始终不会滑到平板车右端 平板车至少多长 解析 6 在光滑水平面上有三个完全相同的小球排成一条直线 2 3小球静止 并靠在一起 1球以速度v0射向它们 如图 设碰撞中不损失机械能 则碰后三人小球的速度可能值是 a v1 v2 v3 vb v1 0v2 v3 vc v1 0v2 v3 v0d v1 v2 0v3 v 两次碰撞 7 在质量为m的小车中挂有一单摆 摆球的质量为m0 小车和单摆以恒定的速度v沿光滑水平地面运动 与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞 碰撞的时间极短 在此碰撞过程中 下列哪些情况有可能发生的 a 小车 木块 摆球的速度都发生变化 分别变为v1 v2 v3 满足 m m0 v mv1 mv2 m0v3b 摆球的速度不变 小车和木块的速度变为v1和v2 满足mv mv1 mv2c 摆球的速度不变 小车和木块的速度都变为v 满足mv m m v d 小车和摆球的速度都变为v1 木块的速度为v2 满足 m m0 v m m0 v1 mv2 m与m碰撞 m0不参预 碰后可以是一起运动 也可以是分开运动 m与m作用 8 如图 在光滑的水平面上 有一质量是m1 20kg的小车 通过一根不可伸长的轻绳与另一个质量为m2 25kg的拖车连接 有一质量为m3 15kg的物体放在拖车的平板上 m3与平板间的动摩擦因数 0 20 开始时 拖车静止 绳未拉紧 小车以v0 3m s的速度向前运动 求 设拖车足够长 1 当m1 m2 m3以同一速度前进时的速度的大小 2 物体在拖车平板上移动的距离 解析 1 m1v0 m1 m2 m3 v 2 第一阶段 m1与m2作用 m3不参预 m1v0 m1 m2 v1第二阶段 m1 m2 与m3作用 m1 m2 v1 m1 m2 m3 v由能量守恒 m3gs m1 m2 v12 2 m1 m2 m3 v2 2由以上方程可解s 9 下面是一个物理演示实验 它显示 图中自由下落的物体a和b经反弹后 b能上升到比初始位置高得多的地方 a是某种材料做成的实心球 质量m1 0 28kg 在其顶部的凹坑中插着质量m2 0 10kg的木棍b b只是松松地插凹坑中 其下端与坑底之间有小空隙 将此装置从a下端离地板的高度h 1 25m处由静止释放 实验中 a触地后在极短时间内反弹 且其速度大小不变 接着木棍b脱离球a开始上升 而球a恰好停留在地板上 求木棍b上升的高度 重力加速度g 10m s2 10 质量为m和m m m 的两个弹性钢球从h高处自由落下 如图所示 两球是紧挨着的 落到弹性地面上后 又被弹起 设弹性碰撞是发生在同一竖直线上 求m上升的最大高度 解析 关于流体的有关模型 1 图是一种用于测量微小压差的u形管压强计 细管的横截面积都是a 粗管的横截面积都是a 管内盛有密度分别为 1和 2的两种互不相溶的液体 当两臂液体上方气体的压强相等时 每种液体的液面都处在同一高度 问 当密度为 2的液面的高度差为 时 两臂液面上方气体的压强差为多少 已知在使用过程中 两粗管中都有密度为 1的液体 而没有密度为 2的液体 解析 2 如右图容器a b各有一个可自由移动的轻活塞 活塞下面是水 上面是大气 大气压强恒定 a b的底部由带有阀门k的管道相连 整个装置与外界绝热 原先a中水面比b中的高 打开阀门 使a中的水逐渐向b中流 最后达到平衡 在这个过程中 a 大气压力对水做功 水的内能增加b 水克服大气压力做功 水的内能减少c 大气压力对水不做功 水的内能不变d 大气压力对水不做功 水的内能增加 解析 3 某地强风的风速约为v 20米 秒 设空气密度为 1 3千克 米3 如果把通过横截面积为s 20米2的风的动能全部转化为电能 则利用上述已知量计算电动率的公式应为p 大小约为 瓦特 取一位有效数字 解析 4 潮汐能是一种很有潜力的待开发的新能源 如图所示当潮汐发电站的示意图 涨潮时 水经通道进入海湾 待内外水位高度相同时 堵住通道 如图 a 所示 落潮时 当潮落至最低时放水发电 如图 b 待内外水而高度相同 再堵住通道 直到下次涨潮至最高点 再放水发电 如图 c 设海湾面积为s 涨潮与落潮的水位差为h 海水密度为 则一次涨潮 落潮可用于发电的海水势能为多少 解析 注意 此为双向潮汐发电 5 为研究静电除尘 有人设计了一盒状容器 容器侧面是绝缘的透明有机玻璃 它的上下底面是面积a 0 04m2的金属板 间距l 0 05m 当连接到u 2500v的高压电源正负两极时 能在两金属板间产生一个匀强电场 如图所示 现把一定量均匀分布的烟尘颗粒密闭在容器内 每立方米有烟尘颗粒1013个 假设这些颗粒都处于静止状态 每个颗粒带电量为q 1 0 10 17c 质量为m 2 0 10 15kg 不考虑烟尘颗粒之间的相互作用和空气阻力 并忽略烟尘颗粒所受重力 求合上电键后 1 经过多长时间烟尘颗粒可以被全部吸附 2 除尘过程中电场对烟尘颗粒共做了多少功 3 经过多长时间容器中烟尘颗粒的总功能达到最大 思路分析 烟尘颗粒整体向下作平动 以最顶层的烟尘为研究对象 其作匀变速运动 由运动学公式可求出时间 全部烟尘的运动可等效为水力发电中水由高处流下模型 由极端思维可知 t 时 极板间微粒总数目最多 但速度为 动能显然为 终了时刻 全部颗粒都已离开电场 这时的总动能亦为 中间过程存在可能的极大值 可在写出总动能的表达式的基础上讨论其极值 1 f qu l 时ek达最大 2 5 10 4 j 6 面积很大的水池 水深为h 水面上浮着一正方体木块 木块边长为a 密度为水的1 2 质量为m 开始时 木块静止 有一半没入水中 如图所示 现用力f将木块缓慢地压到池底 不计摩擦 求 1 从木块刚好完全没入水中到停在池底的过程中 池水势能的改变量 2 从开始到木块刚好完全没入水的过程中 力f所作的功 解析 水的运动可等效为与木块等体积的水块的运动 2 压力f随木块进入水中的深度x成正比 可由示功图求功 7 一个圆柱形的竖直的井里存有一定量的水 井的侧面和底部的密闭的 在井中固定地插着一根两端开口的薄壁圆管 管和井共轴 管下端未触及井底 在圆管内有一不漏气的活塞 开始时 管内外水面相齐 且活塞恰好接触水平 如图所示 现有卷扬机通过绳子对活塞施加一个向上的力f 使活塞缓慢向上移动 已知管筒半径r 0 100m 井的半径r 2r 水的密度 0 1 00 105pa 求活塞上升h 9 00m的过程中拉力f所做的功 井和管在水面以上及水面以下的部分都足够长 不计活塞质量 不计摩擦 重力加速度g 10m s2 解析 第一阶段 管内水面上升 井中水面下降 第一阶段 管内水面上升 井中水面不变 第一阶段以管内的水及活塞整体为研究对象 由平衡条件得 第二阶段以活塞为研究对象 由平衡条件有 作出作用于活塞的拉力与活塞上升的距离的图象 由图象易得拉力的功 8 电磁流量计广