题型专练二　力学三大观点的综合应用-2023年高考物理【热点·重点·难点】专练（全国通用）

题型专练二　力学三大观点的综合应用 这部分知识单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及到几个知识点，而且都是牛顿运动定律、动能定理和机械能守恒定律或能量守恒定律、动量定理和动量守恒定律的内容结合起来考查，考查时注重物理思维与物理能力的考核. 例题1. 　竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B静止于水平轨道的最左端，如图(a)所示。t＝0时刻，小物块A在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B发生弹性碰撞(碰撞时间极短)；当A返回到倾斜轨道上的P点(图中未标出)时，速度减为0，此时对其施加一外力，使其在倾斜轨道上保持静止。物块A运动的v­t图象如图(b)所示，图中的v1和t1均为未知量。已知A的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重力加速度大小为g，不计空气阻力。 (a)　　　　　　　　　(b) (1)求物块B的质量； (2)在图(b)所描述的整个运动过程中，求物块A克服摩擦力所做的功； (3)已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等。在物块B停止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数，然后将A从P点释放，一段时间后A刚好能与B再次碰上。求改变前后动摩擦因数的比值。 例题2. 如图所示，半径R＝2.8 m的光滑半圆轨道BC与倾角θ＝37°的粗糙斜面轨道在同一竖直平面内，两轨道间由一条光滑水平轨道AB相连，A处用光滑小圆弧轨道平滑连接，B处与圆轨道相切。在水平轨道上，两静止小球P、Q压紧轻质弹簧后用细线连在一起。某时刻剪断细线后，小球P向左运动到A点时，小球Q沿圆轨道到达C点；之后小球Q落到斜面上时 恰好与沿斜面向下运动的小球P发生碰撞。已知小球P的质量m1＝3.2 kg，小球Q的质量m2＝1 kg，小球P与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5，剪断细线前弹簧的弹性势能Ep＝168 J，小球到达A点或B点时已和弹簧分离。重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，不计空气阻力，求： (1)小球Q运动到C点时的速度大小； (2)小球P沿斜面上升的最大高度h； (3)小球Q离开圆轨道后经过多长时间与小球P相碰。 1．解决力学问题的“三大观点” 分类 规律 表达式 动力学观点 力的瞬时作用 牛顿第二定律 F合＝ma 牛顿第三定律 F＝－F′ 能量观点 力的空间累积作用 动能定理 W合＝Ek2－Ek1 机械能守恒定律 Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2 动量观点 力的时间累积作用 动量定理 F合t＝mv′－mv 动量守恒定律 m1v1＋m2v2＝ m1v′1＋m2v′2 2．力学规律选用的一般原则 (1)若是多个物体组成的系统，优先考虑使用两个守恒定律。 (2)若物体(或系统)涉及速度和时间，应考虑使用动量定理。 (3)若物体(或系统)涉及位移和时间，且受到恒力作用，应考虑使用牛顿运动定律或动能定理。 (4)若物体(或系统)涉及位移和速度，应考虑使用动能定理，系统中滑动摩擦力做功产生热量应用摩擦力乘以相对位移，运用动能定理解决曲线运动和变加速运动问题特别方便。 （建议用时：30分钟） 一、单选题 1． （河南省新未来联盟2022-2023学年高三上学期12月联考物理试题）如图所示，光滑的水平面上放置两个质量相等的物块p、q（均可视为质点），物块q的左侧水平固定一轻弹簧。现给物块p水平向右的初速度，当物块q固定时，弹簧的最大弹性势能为。现给物块p同样的初速度，当物块q不固定时，下列说法正确的是（　　） A．从物块与弹簧接触到弹簧弹性势能最大的过程中，两物块与弹簧组成的系统的机械能逐渐减少 B．弹簧的弹性势能最大时，物块p的速度为0 C．弹簧的弹性势能最大时，物块p的动能为 D．弹簧的最大弹性势能为 2． （2022·湖南·周南中学高三阶段练习）如图所示，表面粗糙的“”型水平轨道固定在地面上，劲度系数为、原长为的轻弹簧一端固定在轨道上的O点，另一端与安装有位移、加速度传感器的滑块相连，滑块总质量为。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立轴，将滑块拉至坐标为的A点由静止释放，向左最远运动到坐标为的B点，测得滑块的加速度与坐标的关系如图所示，则滑块由A运动至B过程中（弹簧始终处于弹性限度内）（　　） A． B． C．最大动能为 D．系统产生的热量为 3． （2022·重庆八中高三阶段练习）某次高能粒子对撞实验简化过程如图所示，在光滑水平面上，一质量为m、电荷量为q的带电小球A和一质量为2m、电荷量为2q的带电小球B相向运动，初速度大小分别为、，整个运动过程中，小球未发生接触。下列说法正确的是（　　） A．当A球的速度减为0时，B球的速度向右 B．当A球的速度减为0时，系统的电势能最大 C．从图示位置到A球的速度减为