2023-2024学年高二上学期物理培优（七）力学三大观点的综合应用

高二物理培优之（七）·力学观点综合应用 观点一：牛顿三定律的应用： 观点二：功能关系： 观点三：动量观点： 1.如图所示，一个质量为M的滑块放置在光滑水平面上，滑块的一侧是一个四分之一圆弧EF,圆弧半径为R=1m. E点切线水平。另有一个质量为m的小球以初速度v0从E点冲上滑块，若小球刚好没跃出圆弧的上端，已知M=4m, g取10m/s2,不计摩擦。则小球的初速度v0的大小为(     ) A. v0=4m/s    B. v0=5m/s    C. v0=6m/s    D. v0=7m/s 2.如图所示为过山车简易模型,它是由光滑水平轨道和竖直面内的光滑圆轨道组成,Q点为圆形轨道最低点,M点为最高点.水平轨道PN右侧的光滑水平地面上并排放置两块长木板c、d,两木板间相互接触但不粘连,长木板上表面与水平轨道PN平齐,小滑块b放置在轨道QN上,现小滑块a从P点以水平速度向右运动,沿圆形轨道运动一周后进入水平轨道与小滑块b发生碰撞,碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失.碰后a沿原路返回到M点时,对轨道压力恰好为0.碰后小滑块b最终恰好没有离开木板d。已知小滑块a的质量为1Kg,c,d两木板的质量均为3Kg,小滑块b的质量也为3Kg，c木板长为2m,圆形轨道半径为0.32m，小滑块b与两块长木板间动摩擦因数均为0.2,重力加速度. (1)求小滑块a与小滑块b碰撞后滑块b的速度为多大？ (2)小滑块b刚离开长木板c时的速度为多大？ （3）木板d的长度为多少？ 3.如图所示，质量为的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为，现将质量也为的小球从距A点正上方高处由静止释放，然后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为（不计空气阻力），则（  ）。 A: 小球和小车组成的系统动量守恒 B: 小车向左运动的最大距离为 C: 小球离开小车后做斜向上抛运动 D: 小球第二次能上升的最大高度 4.如图所示，质量为 的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的 AB都分是半径为 的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧。滑道 CD部分粗糙，长为 ，动摩擦因数 ，其他部分均光滑。现让质量为 的物块（可视为质点）自 A点由静止释放，取 ，求：    (1)物块到达最低点时的速度大小；  (2)在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；  (3)物块最终停止的位置。 5如图所示，质量为的三角形滑块置于水平光滑地面上，三角形的底边长为，斜面也光滑，当质量为的滑块从静止开始（看做质点）沿斜面下滑的过程中，下列说法正确的是（  ）。 A: 与组成的系统动量守恒，机械能守恒 B: 沿斜面滑动到底端时，移动的位移大小为 C: 对的冲量大小等于的动量变化量 D: 滑块克服支持力做的功等于斜劈增加的动能 6如图所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平部分AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切，其总质量M=4kg，其右侧紧靠在固定挡板上，静止在光滑水平面上。在轨道的左端有一质量为m=1kg的小滑块(可视为质点) 以v0=3m/s的速度向右运动，小滑块刚好能冲到D点。已知小滑块与长木板AB间的动摩擦因数=0.5，轨道水平部分AB的长度Ｌ=0.5m，g取10m/s2。求：   (1)小滑块经过C点时对轨道的压力大小； (2)通过计算分析小滑块最终能否从木板上掉下。 7.如图所示，长木板B质量为m2=1.0kg，静止在粗糙的水平地面上，长木板左侧逸域光滑。质量为m3=1.0 kg、可视为质点的物块C放在长木板的最右端。质量m1=0.5kg的物块A，以速度v0=9m／s与长木板发生正碰（时问极短），之后B、C发生相对运动。已知物块C与长木板间的动摩擦因数μ1=0.1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2=0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程物块C始终在长木板上，g取10 m/s2。 (1)若A、B相撞后粘在一起，求碰撞过程损失的机械能。 (2)若A、B发生弹性碰撞，求整个过程物块C和长木板的相对位移。 8. 如图，在足够长的光滑水平面上，物体A.B.C位于同一直线上，A位于B、C之间，A的质量为m，B、C的质量都为M，三者均处于静止状态，现使A以某一速度向右运动，求m和M之间应满足什么条件，才能使A只与B、C各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的. 9.如图所示,上表面光滑的水平平台左端与竖直面内半径为R的光滑半圆轨道相切,整体固定在水平地面上。平台上放置两个滑块A、B,其质量mA=m,mB=2m,两滑块间夹有被压缩的轻质弹簧,弹簧与滑块不拴接。平台右侧有一小车,静止在光滑的水平地面上,小车质量m'=3m,车长l=2R,小车的上表面与平台的台面等高,滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.2。