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2025年高考物理多過程問題分析能力提升試題多過程問題是高考物理中的重點和難點,主要考查考生對物理狀態(tài)、過程的分析能力及綜合運用知識解決問題的能力。這類問題通常涉及多個連續(xù)或間斷的物理過程,需要考生準確劃分過程階段,理清各階段的物理規(guī)律及相互聯(lián)系。以下從基礎題型、綜合應用、解題策略三個維度,通過典型例題系統(tǒng)提升分析能力。一、基礎題型分類解析(一)直線運動多過程問題題型特征:物體在恒力或變力作用下經(jīng)歷勻加速、勻速、勻減速等多個階段運動,關鍵在于分析加速度變化節(jié)點及各階段運動參量的關聯(lián)。例題1:一物體從靜止開始沿直線運動,先以加速度(a_1=2m/s^2)勻加速運動(t_1=3s),接著勻速運動(t_2=5s),最后以加速度(a_2=-4m/s^2)勻減速至靜止。求:物體運動的最大速度;全程的總位移。解析:階段劃分:加速階段(0-3s)、勻速階段(3-8s)、減速階段(8s后)。關鍵參量:加速階段末速度即最大速度:(v_m=a_1t_1=2×3=6m/s);加速位移:(x_1=\frac{1}{2}a_1t_1^2=\frac{1}{2}×2×9=9m);勻速位移:(x_2=v_mt_2=6×5=30m);減速時間:(t_3=\frac{0-v_m}{a_2}=\frac{-6}{-4}=1.5s),減速位移:(x_3=v_mt_3+\frac{1}{2}a_2t_3^2=6×1.5-\frac{1}{2}×4×2.25=4.5m);總位移:(x=x_1+x_2+x_3=9+30+4.5=43.5m)。方法提煉:用(v-t)圖像輔助分析,圖像與時間軸圍成的面積即為位移;注意各階段銜接處速度的連續(xù)性(如加速階段末速度等于勻速階段初速度)。(二)曲線運動與直線運動組合問題題型特征:包含平拋、圓周運動與直線運動的組合,需結合運動的合成與分解及機械能守恒定律求解。例題2:如圖所示,光滑水平軌道AB與豎直半圓軌道BC平滑連接,半圓軌道半徑(R=0.5m)。一質(zhì)量(m=0.2kg)的小球從A點以初速度(v_0)滑入軌道,恰能通過半圓軌道最高點C。已知AB段長度(L=2m),小球與AB段的動摩擦因數(shù)(\mu=0.1),重力加速度(g=10m/s^2)。求:小球在C點的速度大?。恍∏虻某跛俣?v_0)。解析:過程劃分:AB段(勻減速直線運動)→BC段(圓周運動)。關鍵分析:C點臨界條件:重力提供向心力,(mg=m\frac{v_C^2}{R}),解得(v_C=\sqrt{gR}=\sqrt{10×0.5}=\sqrt{5}m/s≈2.24m/s);能量關系:對全程應用動能定理:(-\mumgL-mg·2R=\frac{1}{2}mv_C^2-\frac{1}{2}mv_0^2),代入數(shù)據(jù)解得(v_0=5m/s)。易錯點:忽略AB段摩擦力做功,直接套用機械能守恒;混淆圓周運動最高點的臨界條件(桿模型與繩模型的區(qū)別)。二、綜合應用題突破(一)傳送帶多過程問題題型特征:物體在傳送帶上可能經(jīng)歷相對滑動、共速運動等階段,需分析摩擦力方向變化及能量轉化。例題3:水平傳送帶以(v=4m/s)勻速運行,兩端距離(L=10m),動摩擦因數(shù)(\mu=0.2)。將一質(zhì)量(m=1kg)的物塊無初速度放在傳送帶左端,求:物塊運動至右端的時間;此過程中傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量。解析:階段劃分:加速階段:物塊受滑動摩擦力(f=\mumg=2N),加速度(a=\frac{f}{m}=2m/s^2),加速至共速時間(t_1=\frac{v}{a}=2s),位移(x_1=\frac{1}{2}at_1^2=4m<L);勻速階段:剩余位移(x_2=L-x_1=6m),時間(t_2=\frac{x_2}{v}=1.5s),總時間(t=t_1+t_2=3.5s)。摩擦生熱:傳送帶位移(x_{帶}=vt_1=8m),相對位移(\Deltax=x_{帶}-x_1=4m),熱量(Q=f·\Deltax=2×4=8J)。方法提煉:通過速度關系判斷摩擦力方向(相對運動方向決定摩擦力方向);摩擦生熱等于滑動摩擦力與相對位移的乘積。(二)彈簧連接體多過程問題題型特征:涉及彈簧的壓縮/伸長、彈性勢能轉化,關鍵在于分析彈簧的狀態(tài)變化及臨界條件(如速度相等時彈簧形變量最大)。例題4:質(zhì)量(m_1=2kg)的物塊A靜止在光滑水平面上,與一輕質(zhì)彈簧相連,彈簧另一端固定在墻壁上。質(zhì)量(m_2=1kg)的物塊B以(v_0=6m/s)向A運動,碰撞后與A粘在一起壓縮彈簧。已知彈簧勁度系數(shù)(k=100N/m),求:碰撞后瞬間A、B的共同速度;彈簧的最大壓縮量。解析:碰撞過程:動量守恒,(m_2v_0=(m_1+m_2)v),解得(v=\frac{1×6}{3}=2m/s);壓縮過程:動能轉化為彈性勢能,(\frac{1}{2}(m_1+m_2)v^2=\frac{1}{2}kx^2),解得(x=\sqrt{\frac{(3)×2^2}{100}}=0.35m)。關鍵規(guī)律:碰撞瞬間彈簧形變量來不及變化,彈力為零;系統(tǒng)動能最小時,彈簧彈性勢能最大(通常對應共速狀態(tài))。三、解題策略與能力提升(一)通用解題步驟劃過程:根據(jù)受力情況或運動狀態(tài)變化劃分階段(如加速→減速、直線→曲線);找規(guī)律:每個階段選用對應的物理規(guī)律(牛頓定律、動能定理、動量守恒等);建聯(lián)系:明確各階段銜接點的物理量(速度、位移、時間等);驗結果:檢查量綱是否合理、臨界條件是否滿足、多解情況是否考慮。(二)高頻考點方法總結問題類型優(yōu)先規(guī)律典型模型恒力多過程牛頓定律+運動學公式剎車問題、斜面往返運動曲線運動組合動能定理+向心力公式平拋與圓周運動結合碰撞/爆炸過程動量守恒+能量守恒彈性碰撞、完全非彈性碰撞能量轉化問題動能定理/機械能守恒彈簧振子、滑塊-木板模型(三)易錯點警示過程劃分不清:如將曲線運動誤判為直線運動,忽略加速度方向變化;臨界條件遺漏:如圓周運動最高點速度、相對運動的共速時刻;矢量方向錯誤:動量、速度等矢量運算未規(guī)定正方向;能量轉化混淆:摩擦力做功與機械能損失的關系,彈簧彈性勢能的相對性。四、強化訓練題(一)基礎題一物體從高處自由下落(h_1=5m)后,陷入泥潭中(h_2=1m)停止,求泥潭對物體的平均阻力(重力加速度(g=10m/s^2))。答案:60m(提示:分自由下落和減速階段,用動能定理求解)(二)提升題如圖所示,質(zhì)量(M=3kg)的木板靜止在光滑水平面上,其左端放置一質(zhì)量(m=1kg)的滑塊,滑塊與木板間動摩擦因數(shù)(\mu=0.3)?,F(xiàn)給滑塊一水平向右的初速度(v_0=6m/s),木板足夠長,求:(1)滑塊與木板的共同速度;(2)此過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。答案:(1)1

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