2023届高三物理二轮复习主题突破练10：力学三大观点解决多过程问题

主题突破练10 力学三大观点解决多过程问题 【真题示范】 1.(2022·广东卷·13)某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型．竖直放置在水平桌面上的滑杆上套有一个滑块，初始时它们处于静止状态．当滑块从A处以初速度v0为10 m/s向上滑动时，受到滑杆的摩擦力f为1 N，滑块滑到B处与滑杆发生完全非弹性碰撞，带动滑杆离开桌面一起竖直向上运动．已知滑块的质量m＝0.2 kg，滑杆的质量M＝0.6 kg，A、B间的距离l＝1.2 m，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力．求： (1)滑块在静止时和向上滑动的过程中，桌面对滑杆支持力的大小N1和N2； (2)滑块碰撞前瞬间的速度大小v1； (3)滑杆向上运动的最大高度h. 2．(2021·浙江6月选考·20)如图所示，水平地面上有一高H＝0.4 m的水平台面，台面上竖直放置倾角θ＝37°的粗糙直轨道AB、水平光滑直轨道BC、四分之一圆周光滑细圆管道CD和半圆形光滑轨道DEF，它们平滑连接，其中管道CD的半径r＝0.1 m、圆心在O1点，轨道DEF的半径R＝0.2 m、圆心在O2点，O1、D、O2和F点均处在同一水平线上．小滑块从轨道AB上距台面高为h的P点静止下滑，与静止在轨道BC上等质量的小球发生弹性碰撞，碰后小球经管道CD、轨道DEF从F点竖直向下运动，与正下方固定在直杆上的三棱柱G碰撞，碰后速度方向水平向右，大小与碰前相同，最终落在地面上Q点，已知小滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ＝，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2. (1)若小滑块的初始高度h＝0.9 m，求小滑块到达B点时速度v0的大小； (2)若小球能完成整个运动过程，求h的最小值hmin； (3)若小球恰好能过最高点E，且三棱柱G的位置上下可调，求落地点Q与F点的水平距离x的最大值xmax. 【模拟演练】 1.(2022·江苏省模拟)如图，半径为R＝2.5 m的四分之一竖直平面内圆弧轨道末端C点切线水平，紧靠C点停放质量m＝1 kg的平板小车(足够长)，水平板面与C点等高，车的最右端停放质量m2的小物块2.物块2与板间的动摩擦因数为μ2＝0.3，质量为m1的小物块1从图中A点由静止释放，无碰撞地从B点切入圆轨道，已知AB高度差h＝R，m1＝m2＝1 kg，物块1刚要到C点前瞬间对圆弧面的压力大小为35.6 N，其与板间的动摩擦因数为μ1＝0.5，最终小车与两个物块同步向右匀速运动．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10 m/s2，水平地面光滑． (1)求小物块1通过圆轨道时克服摩擦力做的功W克； (2)小物块1从C点滑上小车之后，在平板车上表面因摩擦产生的总热量Q(结果保留3位有效数字)； (3)从物块1滑上平板小车到两物块和小车开始同步运动所经历的时间t(结果保留3位有效数字)． 2．(2022·天津市南开区三模)如图所示，光滑轨道abcd固定在竖直平面内，ab水平，bcd为半圆，圆弧轨道的半径R＝0.32 m，在b处与ab相切．在直轨道ab上放着质量分别为mA＝2 kg、mB＝1 kg的物块A、B(均可视为质点)，用轻质细绳将A、B连接在一起，且A、B间夹着一根被压缩的轻质弹簧(未被拴接)．轨道左侧的光滑水平地面上停着一质量为M＝2 kg、足够长的小车，小车上表面与ab等高．现将细绳剪断，之后A向左滑上小车且恰好没有掉下小车，B向右滑动且恰好能冲到圆弧轨道的最高点d处．物块A与小车之间的动摩擦因数μ＝0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．重力加速度g＝10 m/s2.求： (1)物块B运动到圆弧轨道的最低点b时对轨道的压力大小； (2)细绳剪断之前弹簧的弹性势能Ep； (3)小车长度L和物块A在小车上滑动过程中产生的热量Q. 3.(2022·山东淄博市模拟)如图所示，在倾角为θ的斜面上放置一段凹槽B，B与斜面间的动摩擦因数μ＝tan θ，槽内靠近右侧壁处有一小物块A(可视为质点)，它到凹槽左侧壁的距离为d.A、B的质量均为m，B与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，不计A、B之间的摩擦，斜面足够长．现同时由静止释放A、B，经过一段时间，A与B的侧壁发生碰撞，碰撞过程无机械能损失，碰撞时间极短．重力加速度为g.求： (1)物块A与凹槽B发生第一次碰撞后的瞬间，物块A、凹槽B的速度大小； (2)由静止释放经多长时间物块A与凹槽B左侧壁发生第二次碰撞，碰后瞬间物块A、凹槽B的速度大小； (3)画出由静止释放到物块A与凹槽B左侧壁发生第4次碰撞时间内，物块A的速度v随时间t的变化图像； (4)由静止释放到物块A与凹槽B的左侧壁发生第n次碰撞时间内，物块A下滑的距离． 4．(2022·广东韶关市一模)如图所示，装置的左半部分是足够长的光滑水平台面，