備戰(zhàn)2025年高考物理(新高考專用)搶分秘籍08動力學、能量和動量觀點在力學中的綜合應(yīng)用(學生版+解析)練習-試卷下載-教習網(wǎng)

【解密高考】
【題型一】動量與動力學觀點的綜合應(yīng)用
【題型二】動量與能量觀點的綜合應(yīng)用
【題型三】力學三大觀點的綜合應(yīng)用

：高考對動量守恒定律及其應(yīng)用的考查主要集中在“碰撞”類問題，主要考查方式有兩種：（1）以碰撞為模型考查動量守恒定律的應(yīng)用；（2）以生活中的實例為背景，考查規(guī)律的靈活運運用。
：掌握動力學觀點：用牛頓運動定律結(jié)合運動學知識解題，可處理勻變速運動問題；能量觀點：用動能定理、機械能守恒定律、功能關(guān)系和能量守恒定律解題，可處理非勻變速運動問題。動量觀點：用動量定理和動量守恒觀點解題，可處理非勻變速運動問題。
【題型一】動量與動力學觀點的綜合應(yīng)用
【例1】如圖甲所示，質(zhì)量相等的物塊A、B用粘性炸藥粘在一起，使它們獲得的速度后沿足夠長的粗糙水平地面向前滑動，物塊A、B與水平地面之間的動摩擦因數(shù)相同，運動時間后炸藥瞬間爆炸，A、B分離，爆炸前后物塊A的速度v隨時間t變化的圖像如圖乙所示，圖乙中、均為已知量，若粘性炸藥質(zhì)量不計，爆炸前后A、B質(zhì)量不變。則A、B均停止運動時它們之間的距離為（）
A．B．C．D．
【變式1】（多選）如圖甲所示，物塊a、b中間用一根輕質(zhì)彈簧相連，放在光滑的水平面上，開始時兩物塊均靜止，彈簧處于原長。時對物塊a施加水平向右、大小的恒力，時撤去F，此過程中兩物塊的加速度隨時間變化的圖像如圖乙所示。彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，下列說法正確的是（）
A．物塊a的質(zhì)量為2kg
B．物塊b的質(zhì)量為2kg
C．時，彈簧的彈力大小為0.4N
D．撤去F后，a、b組成的系統(tǒng)動量守恒，機械能不守恒
【變式2】如圖所示，斜坡上兩個可視為質(zhì)點的相同滑塊甲、乙，分別從不同高度同時開始下滑。斜坡與水平面在處平滑相接，斜面上，滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)均為，乙在水平面上追上甲時發(fā)生彈性碰撞，忽略空氣阻力，斜面傾斜角度為，重力加速度大小為。試求：
(1)甲在斜面上的加速度；
(2)若在碰撞前瞬間乙的速度為，求碰撞后直至停下地面對甲的沖量大小；
(3)若乙的初始高度為，求甲停下時離點的最遠距離。
【題型二】動量與能量觀點的綜合應(yīng)用
【例1】如圖所示，在光滑絕緣水平面上同時由靜止釋放兩個帶正電的小球A和B，已知A、B兩球的質(zhì)量分別為m1、m2。則某時刻A、B兩球（）
A．速度大小之比為m1∶m2B．加速度大小之比為m1∶m2
C．動量大小之比為m2∶m1D．動能大小之比為m2∶m1
【例2】如圖所示，輕質(zhì)彈簧的兩端分別與小物塊A、B相連，并放在傾角為θ的固定斜面上，A靠在固定的擋板P上，彈簧與斜面平行，A、B均靜止。將物塊C在物塊B上方與B相距x處由靜止釋放，C和B碰撞的時間極短，碰撞后粘在一起不再分開，已知A、B、C的質(zhì)量均為m，彈簧勁度系數(shù)為k，且始終在彈性限度內(nèi)，不計一切摩擦，則為保證A不離開擋板，x的最大值為（）
A．B．C．D．
【變式1】如圖所示，質(zhì)量為的小球乙（可視為質(zhì)點）放置在光滑的水平面的最左端點，水平面的最右端為點，半圓形軌道豎直放置，是圓心，是水平直徑，是圓弧的最低點，點為圓弧上的一點?，F(xiàn)讓質(zhì)量為的小球甲（可視為質(zhì)點）以斜向上的速度從點拋出，甲運動到點時以水平向右的速度與乙發(fā)生彈性碰撞，然后乙從運動到點時速度與水平方向的夾角為，已知甲從到的豎直位移、水平位移分別大小是、，重力加速度為，、。
(1)求小球甲在點與小球乙剛要發(fā)生碰撞時小球甲的速度大小以及小球甲從到的平均速度的大??；
(2)求小球乙通過點的速度大小以及小球乙從到的運動時間；
(3)求半圓形軌道的半徑。
【變式2】在光滑平直軌道邊依次站著2025個人，間距均為d，每人手里拿著質(zhì)量均為m、編號為1、2、3、…、2025的沙包。一個質(zhì)量也為m的貨斗，在恒定外力F的推動下，從距離第1人的左側(cè)d處由靜止開始沿直線向右運動，貨斗經(jīng)過人身邊時，該人立即將沙包無初速放入貨斗，直到沙包全部放入為止。設(shè)沙包放入貨斗時間極短，貨斗及沙包均可視為質(zhì)點。求
(1)1號沙包放入貨斗后瞬間的共同速率；
(2)2025號沙包放入貨斗后瞬間的共同速率；
(3)全過程中的能量損失。
【變式3】某玩家設(shè)計了如圖1所示的一個裝置，完全相同的餅狀物塊、分別焊接在兩根輕桿的一端，兩根輕桿另一端與餅狀物塊用鉸鏈相連（輕桿能夠圍繞鉸鏈轉(zhuǎn)軸在水平面內(nèi)無阻礙地轉(zhuǎn)動），輕桿長度遠大于物塊、和的直徑，把整個裝置放在光滑水平面上，在、之間置入少量炸藥，引爆炸藥后，整個裝置獲得的機械能為。已知、的質(zhì)量均為，的質(zhì)量為，輕桿長度為，引爆炸藥后，物塊僅沿著對稱中心線（圖1中的虛線）運動。
(1)若將物塊固定，求引爆炸藥后瞬間，輕桿受到的拉力大??；
(2)若物塊不固定，求物塊運動的最大位移；
(3)如圖2所示，在（2）的基礎(chǔ)上，當、、第一次運動到一條直線時，求物塊、和的速度大小。
【題型三】力學三大觀點的綜合應(yīng)用
【例1】（多選）如圖1所示，質(zhì)量均為的物塊甲和木板乙疊放在光滑水平面上，甲到乙左端的距離為，初始時甲，乙均靜止，質(zhì)量為的物塊丙以速度向右運動，與乙發(fā)生彈性碰撞。碰后乙的位移隨時間的變化如圖2中實線所示，其中0.2s時刻前后的圖像分別是拋物線的一部分（圖中實線）和直線，二者相切于點，拋物線的頂點為。甲始終未脫離乙，重力加速度大小為。下列說法正確的是（）
A．碰后瞬間乙的速度大小為B．甲、乙間的動摩擦因數(shù)為
C．甲、乙間的動摩擦因數(shù)為D．甲到乙左端的距離至少為
【例2】如圖所示，在傾角為的斜面上放置一內(nèi)壁光滑的凹槽A，凹槽A與斜面間的動摩擦因數(shù)，槽內(nèi)緊靠右擋板處有一小物塊B，它與凹槽左擋板的距離為。A、B的質(zhì)量均為m，斜面足夠長?，F(xiàn)同時由靜止釋放A、B，此后B與A擋板每次發(fā)生碰撞均交換速度，碰撞時間都極短。已知重力加速度為。求：
(1)物塊B從開始釋放到與凹槽A發(fā)生第一次碰撞所經(jīng)過的時間；
(2)B與A發(fā)生第一次碰撞后，A下滑時的加速度大小和發(fā)生第二次碰撞前瞬間物塊B的速度大??；
(3)凹槽A沿斜面下滑的總位移大小。
【變式1】如圖所示，質(zhì)量長度的木板A放置在水平地面上，左端靜置一個質(zhì)量的物塊B，物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)，木板與地面間的動摩擦因數(shù)。在木板的右側(cè)有一半徑的豎直光滑半圓細管道，末端切線水平且固定在底座C的最左端，底座C和細管道的總質(zhì)量，底座的高度與木板等高，與地面間的摩擦可忽略?，F(xiàn)用向右的水平力作用于物塊上，當物塊到達木板最右端時撤掉力，撤掉力的瞬間木板恰好與底座發(fā)生彈性碰撞，物塊滑到底座上并進入細管道，物塊從細管道最低點運動到管道頂端最高點的時間為，物塊運動到細管道最高點時離地面的高度為。物塊視為質(zhì)點，重力加速度取。求：
(1)力作用的時間；
(2)物塊到達細管道最高點時，管道對物塊的彈力；（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
(3)最終物塊落地點到木板右邊的距離S。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
【變式2】如圖所示，光滑水平面上固定質(zhì)量為2m、傾角為θ的斜面 OAB，在斜面右側(cè)有 n個質(zhì)量均為的物塊，質(zhì)量為m 的滑塊從光滑斜面頂端A 由靜止釋放。
(1)求滑塊到達斜面底端時的速度大?。?br>(2)若斜面底端有一小圓弧，斜面和地面平滑連接。
①所有的碰撞均為完全非彈性碰撞，求第n個物塊的最終速度大小
②所有的碰撞均為彈性碰撞，求第n個物塊的最終速度大小
(3)水平面上靠近 B處有一固定豎直擋板，斜面不固定，滑塊運動至斜面底端與水平面碰撞后，僅保留水平方向動量。物塊與擋板碰撞后以原速率返回，此時改變滑塊與水平面、斜面與水平面間的粗糙程度，斜面與水平面動摩擦因數(shù) 。要使滑塊能追上斜面，求滑塊與水平面間動摩擦因數(shù)的最大值。
【變式3】如圖甲所示，固定光滑斜面的傾角，右端帶有固定擋板的“┚”形木板靜置于水平面上，斜面底端B與木板左端緊靠且跟其上表面平齊。將質(zhì)量的小物塊從斜面頂端A由靜止釋放，物塊滑上木板時不計能量損失，到達木板右端時與擋板發(fā)生彈性碰撞。以物塊剛滑上木板的時刻為計時起點，物塊跟擋板碰撞前物塊和木板的圖像，如圖乙所示，木板與地面間的動摩擦因素，取重力加速度。
(1)求斜面的長度；
(2)求從物塊開始運動至其和擋板碰撞前的瞬間，物塊與木板系統(tǒng)損失的機械能；
(3)物塊最終能否從木板上滑落？若能，請求出物塊滑落時的速度；若不能，請求出物塊最終到木板左端的距離d。

應(yīng)用力學三大觀點解決多過程問題的思路
(1)對于這類問題，首先作受力分析和運動分析，根據(jù)受力和運動特點將多過程問題劃分為幾個基本的力學模型，最好畫出草圖。
(2)然后根據(jù)每個過程的特點，結(jié)合力學三大觀點的選用原則選擇合適的力學規(guī)律(動能定理、機械能守恒定律、能量守恒定律、牛頓運動定律、運動學關(guān)系式、動量守恒定律、動量定理)列方程，并注意過程銜接處的物理量關(guān)系(如速度大小不變)。
(3)聯(lián)立方程求解(有些情況需要先計算出一個過程末的物理量，然后再據(jù)此重復(1)(2)步驟分析下一個過程列方程求解，層層遞進)。

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