題型二 力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用(原卷版)-2023年高考物理熱點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)(全國(guó)通用)

題型專練二力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用

命題趨勢(shì)

這部分知識(shí)單獨(dú)考查一個(gè)知識(shí)點(diǎn)的試題非常少，大多數(shù)情況都是同時(shí)涉及到幾個(gè)知

識(shí)點(diǎn)，而且都是牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律或能量守恒定律、動(dòng)量

定理和動(dòng)量守恒定律的內(nèi)容結(jié)合起來(lái)考查，考查時(shí)注重物理思維與物理能力的考核.

例題1.豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長(zhǎng)的水平軌道通過(guò)一小段光滑圓弧平滑

連接，小物塊3靜止于水平軌道的最左端，如圖(a)所示。/=0時(shí)刻，小物塊力在

傾斜軌道上從靜止開始下滑，一段時(shí)間后與8發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短)；當(dāng)

A返回到傾斜軌道上的P點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)時(shí)，速度減為0,此時(shí)對(duì)其施加一外力，

使其在傾斜軌道上保持靜止。物塊/運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖(b)所示，圖中的初和t\

均為未知量。已知A的質(zhì)量為m,初始時(shí)4與B的高度差為H,重力加速度大

小為g，不計(jì)空氣阻力。

(1)求物塊8的質(zhì)量；

(2)在圖(b)所描述的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，求物塊/克服摩擦力所做的功；

(3)已知兩物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等。在物塊B停止運(yùn)動(dòng)后，改變

物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)，然后將Z從P點(diǎn)釋放，一段時(shí)間后/剛好能與3

再次碰上。求改變前后動(dòng)摩擦因數(shù)的比值。

例題2.如圖所示，半徑火=2.8m的光滑半圓軌道8c與傾角。=37。的粗糙斜面

軌道在同一豎直平面內(nèi)，兩軌道間由一條光滑水平軌道相連，/處用光滑小

圓弧軌道平滑連接，8處與圓軌道相切。在水平軌道上，兩靜止小球P、。壓緊

輕質(zhì)彈簧后用細(xì)線連在一起。某時(shí)刻剪斷細(xì)線后，小球P向左運(yùn)動(dòng)到1點(diǎn)時(shí)，

小球Q沿圓軌道到達(dá)C點(diǎn)；之后小球。落到斜面上時(shí)

恰好與沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的小球P發(fā)生碰撞。已知小球尸的質(zhì)量如=3.2kg,小球

。的質(zhì)量加2=1kg,小球P與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=05剪斷細(xì)線前彈簧的

彈性勢(shì)能耳=168J,小球到達(dá)/點(diǎn)或8點(diǎn)時(shí)已和彈簧分離。重力加速度g取10

m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,不計(jì)空氣阻力,求:

(1)小球0運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)時(shí)的速度大??；

(2)小球P沿斜面上升的最大高度h；

(3)小球Q離開圓軌道后經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間與小球P相碰。

］知識(shí)梳理)

1.解決力學(xué)問(wèn)題的“三大觀點(diǎn)”

分類規(guī)律表達(dá)式

牛頓第二定律F合=ma

動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)力的瞬時(shí)作用

牛頓第三定律F=-F

動(dòng)能定理W合=&2—Eki

能量觀點(diǎn)力的空間累積作用

機(jī)械能守恒定律Eki+￡pi=￡k2+￡p2

動(dòng)量定理F合1=＞加'一他)

動(dòng)量觀點(diǎn)力的時(shí)間累積作用m\V\+〃2202=

動(dòng)量守恒定律

mw'\+tmvr2

2.力學(xué)規(guī)律選用的一般原則

(1)若是多個(gè)物體組成的系統(tǒng)，優(yōu)先考慮使用兩個(gè)守恒定律。

(2)若物體(或系統(tǒng))涉及速度和時(shí)間，應(yīng)考慮使用動(dòng)量定理。

(3)若物體(或系統(tǒng))涉及位移和時(shí)間，且受到恒力作用，應(yīng)考慮使用牛頓運(yùn)動(dòng)

定律或動(dòng)能定理。

(4)若物體(或系統(tǒng))涉及位移和速度，應(yīng)考慮使用動(dòng)能定理，系統(tǒng)中滑動(dòng)摩擦

力做功產(chǎn)生熱量應(yīng)用摩擦力乘以相對(duì)位移，運(yùn)用動(dòng)能定理解決曲線運(yùn)動(dòng)和變加速

運(yùn)動(dòng)問(wèn)題特別方便。

限時(shí)檢測(cè)

（建議用時(shí)：30分鐘）

一、單選題

1.（河南省新未來(lái)聯(lián)盟2022-2023學(xué)年高三上學(xué)期12月聯(lián)考物理試題）如圖所示，光

滑的水平面上放置兩個(gè)質(zhì)量相等的物塊p、q（均可視為質(zhì)點(diǎn)），物塊夕的左側(cè)水平固定一

輕彈簧?，F(xiàn)給物塊P水平向右的初速度%,當(dāng)物塊g固定時(shí)，彈簧的最大彈性勢(shì)能為與。

現(xiàn)給物塊P同樣的初速度，當(dāng)物塊令不固定時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

—>vo

[p]

//////////////////w//j/M////i/n/////

A.從物塊與彈簧接觸到彈簧彈性勢(shì)能最大的過(guò)程中，兩物塊與彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能

逐漸減少

B.彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，物塊p的速度為0

F

C.彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，物塊p的動(dòng)能為當(dāng)

F

D.彈簧的最大彈性勢(shì)能為，

2

2.（2022?湖南?周南中學(xué)高三階段練習(xí)）如圖所示，表面粗糙的"L"型水平軌道固定在地

面上，勁度系數(shù)為z、原長(zhǎng)為4的輕彈簧一端固定在軌道上的。點(diǎn)，另一端與安裝有位

移、加速度傳感器的滑塊相連，滑塊總質(zhì)量為以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為正方向建

立x軸，將滑塊拉至坐標(biāo)為Z的4點(diǎn)由靜止釋放，向左最遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)到坐標(biāo)為4的8點(diǎn)，測(cè)得

滑塊的加速度。與坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示，則滑塊由/運(yùn)動(dòng)至8過(guò)程中（彈簧始終處于彈

性限度內(nèi)）（）

B.色>4

C.最大動(dòng)能為/〃/（*3-*2）

D.系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為:丘；日;

3.（2022?重慶八中高三階段練習(xí)）某次高能粒子對(duì)撞實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)化過(guò)程如圖所示，在光滑水

平面上，一質(zhì)量為”?、電荷量為q的帶電小球A和一質(zhì)量為2〃?、電荷量為2q的帶電小球

B相向運(yùn)動(dòng)，初速度大小分別為2%、%,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球未發(fā)生接觸。下列說(shuō)法正

確的是（）

2%%

AB

A.當(dāng)A球的速度減為0時(shí)，B球的速度向右

B.當(dāng)A球的速度減為0時(shí)，系統(tǒng)的電勢(shì)能最大

C.從圖示位置到A球的速度減為0的過(guò)程中，庫(kù)侖力對(duì)兩個(gè)小球做功相同

D.從圖示位置到A球的速度減為0的過(guò)程中，庫(kù)侖力對(duì)兩個(gè)小球沖量相同

4.（2022?重慶?西南大學(xué)附中高三階段練習(xí)）如圖所示，某同學(xué)在教室內(nèi)做"子母球"的

實(shí)驗(yàn)，將兩質(zhì)量分別為〃〃和加2的彈性小球A、B疊放在一起，從課桌邊緣自由落下，落地

瞬間，B先與地面碰撞，后與A碰撞，所有的碰撞均為豎直方向內(nèi)彈性碰撞，且碰撞時(shí)間

均可忽略不計(jì)。已知兩個(gè)彈性小球加2=4巾，課桌邊緣離地面高度為〃=0.75m,天花板離地

A.A小球彈起能打到天花板

B.B小球彈起能超過(guò)桌子一半高度

C.在碰撞的總過(guò)程，兩個(gè)小球動(dòng)量變化量等大反向

D.在碰撞的總過(guò)程，A小球機(jī)械能守恒

二、多選題

5.如圖，傾角為37。的固定斜面頂端，放有木板A和小滑塊B（B可看成質(zhì)點(diǎn)），已知A、

B質(zhì)量，4=，%=1kg,木板A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75,A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)

未知但小于0.75,B與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,開始用手控制使系統(tǒng)靜止。現(xiàn)有一粒

質(zhì)量外=100g的鋼球，以%=40m/s的速度撞擊木板A,方向沿斜面向下，且鋼球準(zhǔn)備與木

板撞擊時(shí)釋放AB,碰撞時(shí)間極短。碰撞后，鋼球以20m/s的速度反彈。木板厚度很小，長(zhǎng)

度未知，但滑塊B不會(huì)從木板A的上端掉下，斜面足夠長(zhǎng)，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦

力。以下說(shuō)法中正確的是（）

A.鋼球與木板碰撞結(jié)束時(shí)，木板速度為2m/s

B.鋼球與木板碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的動(dòng)能為42J

C.若某時(shí)滑塊B的速度為4m/s,且此時(shí)AB沒(méi)有分離，則這時(shí)A速度一定為2m/s

D.如果A、B分離以后，第一秒內(nèi)B比A多運(yùn)動(dòng)9m,那么分離時(shí)滑塊B的速度為8m/s

6.如圖為一有效擺長(zhǎng)為心的單擺，現(xiàn)將質(zhì)量為“7的擺球A向左拉高平衡位置一個(gè)很小的

角度，使得A球升高了人然后由靜止釋放。A球擺至平衡位置尸時(shí)，恰與靜止在尸處，

質(zhì)量為0.2m的B球發(fā)生正碰，碰后A繼續(xù)向右擺動(dòng)，B球以速度v沿光滑水平面向右運(yùn)

動(dòng)，與距離為〃的墻壁碰撞后以原速率返回，當(dāng)8球重新回到位置尸時(shí)，A球恰好碰后第

一次回到尸點(diǎn)，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.單擺的周期為7

v

B.當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間="

4d

C.A球釋放到達(dá)P經(jīng)歷的時(shí)間小于A球碰后再次到達(dá)最高點(diǎn)的時(shí)間

D.A球碰后的速度大小為

三、解答題

7.如圖，半徑為R的四分之一豎直平面內(nèi)圓弧軌道和水平面都是光滑的，圓弧

軌道末端。點(diǎn)切線水平，緊靠。點(diǎn)停放質(zhì)量可忽略的平板小車，水平板面與C

點(diǎn)等高，車的最右端停放質(zhì)量為加2的小物塊2,物塊2與板面間動(dòng)摩擦因數(shù)為

儂,質(zhì)量為陽(yáng)的小物塊1從圖中/點(diǎn)由靜止釋放，無(wú)碰撞地從8點(diǎn)切入圓軌道，

已知高度差。=凡如=M2=加，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速

度為g。

（1）求小物塊1進(jìn)入圓弧軌道時(shí)在B點(diǎn)的向心加速度大小an以及到達(dá)C點(diǎn)速

度大小VC；

(2)小物塊1從C點(diǎn)滑上小車，它與小車平板間動(dòng)摩擦因數(shù)為小，若川平2,

要使兩物塊不相碰，水平板