专题19 力学计算题-三年（2020-2022）高考物理真题模拟题分类练（全国卷专用）

全国三年（2020-2022）高考物理真题分项汇编 专题19　力学计算题 【考纲定位】 近3年考情分析 考点要求 等级要求 考题统计 2022 2021 2020 运动学 Ⅱ 全国甲卷·T24 Ⅰ卷·T24 功能关系 全国甲卷·T24 全国乙卷·T24 Ⅱ卷·T25 运动学+曲线运动 Ⅱ 功能关系+动量 Ⅱ 全国乙卷·T25 Ⅲ卷·T25 【知识重现】 知识点一　动力学方法分析多运动过程问题 1．基本思路 （1）将“多过程”分解为许多“子过程”，各“子过程”间由“衔接点”连接； （2）对各“衔接点”进行受力分析和运动分析，必要时画出受力图和过程示意图； （3）根据“子过程”“衔接点”的模型特点选择合适的物理规律列方程； （4）分析“衔接点”速度、加速度等的关联，确定各段间的时间关联，并列出相关的辅助方程； （5）联立方程组，分析求解，对结果进行必要的验证或讨论； 2．解题关键 （1）注意应用v－t图象和情景示意图帮助分析运动过程； （2）抓住两个分析：准确受力分析和运动过程分析； 知识点二　传送带模型问题 1．设问的角度 （1）动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系。 （2）能量角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解。 2．功能关系分析 （1）功能关系分析：W＝ΔEk＋ΔEp＋Q； （2）对W和Q的理解： ①传送带克服摩擦力做的功：W＝Ffx传； ②产生的内能：Q＝Ffx相对； 知识点三　应用动能定理解决多过程运动问题 1．分析思路 （1）受力与运动分析：根据物体的运动过程分析物体的受力情况，以及不同运动过程中力的变化情况； （2）做功分析：根据各种力做功的不同特点，分析各种力在不同的运动过程中的做功情况； （3）功能关系分析：运用动能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律进行分析，选择合适的规律求解； 2．方法技巧 （1）“合”——整体上把握全过程，构建大致的运动图景； （2）“分”——将全过程进行分解，分析每个子过程对应的基本规律； （3）“合”——找出各子过程之间联系，以衔接点为突破口，寻求解题最优方案； 知识点四　应用动力学观点求解弹簧类问题 1．由于弹簧的形变会具有弹性势能，系统的总动能将发生变化，若系统所受的外力（除重力外）和除弹簧弹力以外的内力不做功，系统机械能守恒． 2．弹簧两端物体把弹簧拉伸至最长（或压缩至最短）时，两端的物体具有相同的速度，弹性势能最大； 3．如果系统每个物体除弹簧弹力外所受合力为零，当弹簧为自然长度时，系统内弹簧某一端的物体具有最大速度（如绷紧的弹簧由静止释放）； 知识点五　动量观点和能量观点的综合应用 1．动量观点和能量的观点 （1）动量的观点：动量定理、动量守恒定律； （2）能量的观点：动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律； 这两个观点都不对过程变化的细节做深入的研究，而关心运动状态变化的结果及引起变化的原因。简单地说，只要求知道过程的始末状态动量、动能、力在过程中的冲量和所做的功，即可对问题求解； 2．解题策略 （1）弄清有几个物体参与运动，并划分清楚物体的运动过程； （2）进行正确的受力分析，明确各过程的运动特点； （3）在光滑的平面或曲面上的运动，还有不计阻力的抛体运动，机械能一定守恒；碰撞过程、子弹打木块、不受其他外力作用的两物体相互作用问题，一般考虑用动量守恒定律分析； （4）如含摩擦生热问题，则考虑用能量守恒定律分析。 【真题汇编】 1. （2022·全国甲卷·T24）将一小球水平抛出，使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光。某次拍摄时，小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光，拍摄的照片编辑后如图所示。图中的第一个小球为抛出瞬间的影像，每相邻两个球之间被删去了3个影像，所标出的两个线段的长度和之比为3：7。重力加速度大小取，忽略空气阻力。求在抛出瞬间小球速度的大小。 【答案】 【解析】 频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，每相邻两个球之间被删去3个影像，故相邻两球的时间间隔为 设抛出瞬间小球的速度为，每相邻两球间的水平方向上位移为x，竖直方向上的位移分别为、，根据平抛运动位移公式有 令，则有 已标注的线段、分别为 则有 整理得 故在抛出瞬间小球的速度大小为 2. （2022·全国乙卷·T25）如图（a），一质量为m的物块A与轻质弹簧连接，静止在光滑水平面上：物块B向A运动，时与弹簧接触，到时与弹簧分离，第一次碰撞结束，A、B的图像如图（b）所示。已知从到时间内，物块A