专题08 动力学三大观点在力学多过程问题中的应用-（天津专用）【好题汇编】2025年高考物理二模试题分类汇编

专题08 动力学三大观点在力学多过程问题中的应用 动力学三大观点在直线运动中的应用 1.（2025·天津市河东区·二模）如图所示，质量分别为、的两个小球A、B静止在地面上方，B球距地面的高度，A球在B球的正上方。先将B球由静止释放，经过一段时间后再将A球由静止释放，当A球下落时，刚好在点与第一次触地反弹后再次下落的B球相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰好为零，已知，重力加速度大小为，忽略空气阻力及所有碰撞中的动能损失，求： （1）与A球碰撞前瞬间B球的速度大小； （2）与A球碰撞前B球在空中运动的时间。 【答案】（1） （2） 【解析】（1）球碰撞前的速度 取向下为正方向，两球碰撞过程动量守恒、动能守恒，分别有 又 联立解得 （2） 球第一次下落 球触地反弹后竖直上抛，由于运动对称性，上升时间 球第二次下落 球在空中运动的时间 解得 2.（2025·天津市南开区·二模）分拣机器人在快递行业的推广大大提高了工作效率，。如图甲所示，派件员在分拣处将包裹放在静止机器人的水平托盘上，机器人可将包裹送至指定投递口，停止运动后缓慢翻转托盘，当托盘倾角增大到=370时，包裹恰好开始下滑，如图甲所示。现机器人要把包裹从分拣处运至相距的投递口处，为了运输安全，包裹需与水平托盘保持相对静止。已知最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度取，求： (1)包裹刚开始下滑时的动摩擦因数μ； (2)机器人在运输包裹的过程中允许的最大加速度； (3)若机器人运行的最大速度为vm=3m/s，则机器人从分拣处运行至投递口（恰好静止）所需的最短时间。 【答案】(1)37° (2)7.5m/s2 (3)15.4s 【详解】（1）根据题意，当包裹刚开始下滑时满足 可得 μ=0.75 （2）当包裹与水平托盘间的摩擦力达到最大静摩擦力时，加速度最大，即 所以 （3）当机器人先以最大加速度做匀加速直线运动，加速至最大速度，然后做匀速直线运动，最后以最大加速度做匀减速直线运动至零时，机器人从供包台运行至分拣口所需时间最短，则匀加速直线运动阶段有 匀减速阶段有 所以匀速运动的时间为 联立可得 3.（2025·天津市河西区·二模）图甲所示的抽屉柜，抽屉的质量，其中质量的书本横放在抽屉底部，书本的四边与抽屉的四边均平行，书本的右端与抽屉的前壁相距为，如图乙所示，不计柜体和抽屉的厚度，由于抽屉滑行轨道较光滑，故抽屉与柜体间的摩擦可忽略。书本与抽屉间的动摩擦因数。现用大小为的恒力将抽屉抽出直到抽屉碰到柜体的挡板，抽屉碰到挡板时立即静止不动，撒去外力。书本若与抽屉碰撞速度立即减为零，抽屉后壁与挡板距离为。重力加速度，求： (1)拉动抽屉过程中，书本的加速度a的大小； (2)拉动抽屉过程中，摩擦力对书的冲量I的大小； (3)撤去外力后，抽屉前壁对书做的功W。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）假设抽屉和书共同加速，根据牛顿第二定律有 解得 则此时抽屉对书的摩擦力 可知，假设成立，即书的加速度大小 （3） 拉动抽屉过程中，对抽屉进行分析，根据位移公式有 解得 则摩擦力对书的冲量大小 结合上述解得 （4） 抽屉碰到挡板时，书的速度 结合上述解得 撤去外力后，对书进行分析，根据动能定理有 解得 板块模型的综合分析 4.（2025·天津市和平区·二模）如图所示，长为、质量为的木板静止在光滑的水平地面上，A、B是木板的两个端点，点C是AB中点，AC段光滑，CB段粗糙，木板的A端放有一个质量为的物块（可视为质点），现给木板施加一个水平向右，大小为的恒力，当物块相对木板滑至C点时撤去这个力，最终物块恰好滑到木板的B端与木板一起运动，求： （1）物块到达木板C点时木板的速度； （2）木板的摩擦力对物块做的功； （3）木块和木板CB段间的动摩擦因数 【答案】（1） （2） （3） 【解析】（1）根据题意，由于段光滑，可知，开始木板滑动，物块不动，对木板由动能定理有 解得 （2） 撤去外力后，木板与物块组成的系统动量守恒，由动量守恒定律有 解得 对物块由动能定理有 解得 （3） 由能量守恒定律有 （4） 解得 5.（2025·天津市红桥区·二模）如图所示，质量的小车静止在光滑水平面上，小车段是半径的光滑四分之一圆弧轨道，段是长的粗糙水平轨道，两段轨道相切于点。一质量、可视为质点的滑块从小车上的点由静止开始沿圆弧轨道下滑，然后滑入轨道，最后恰好停在点。取重力加速度大小。求： (1)滑块滑到圆弧轨道最低点时，滑块和小车的速度大小； (2)滑块下滑过程中，小车对滑块支持力所做的功W； (3)滑块与轨道间的动摩擦因数。 【答案】(1)， (2) (3) 【详解】（1）滑块与小车组成的系统水平方向动量守恒，滑块滑到圆弧轨道最低点B时，有 根据能量守恒可得 解得 方向水平向左，方向水平向右 （2）滑块下滑过程中对滑块使用动能定理 解得 （3）滑块最后恰好停在C点时，小车也停止运动，整个过程中由能量守恒定律有 解得 6.（2025·天津市十二区县重点校·二模）如图所示，质量为m=3kg 的小球A(视为质点),在两根等长的轻质细绳 O'P和OP作用下处于平衡状态，O'P、OP与竖直方向的夹角均为60°。质量为m=3kg 的足够 长的木板B 静止在光滑水平面上，质量为m=3kg的物块 C (视为质点)静止在木板B的左端，物块C 与木板B 之间的动摩擦因数为μ=0.1。剪断细绳O'P,小球 A 开始运动，重力加速度g取10m/s²。 (1)求小球 A 静止时对细绳 OP 的拉力 F的大小； (2)小球A运动到最低点时速度为2m/s,且恰好与物块C发生弹性正碰(碰撞时间极短),求碰后物块C的速度ve的大小； (3)求小球A与物块C碰后，物块C相对木板B滑行的距离S。 【答案】(1)30N (2)2m/s （3）1m 【详解】（1）根据平衡条件得： 2Fcos600=mg 解得： F=30N ' 根据牛顿第三定律得： F=F=30N （2） 由弹性碰撞可知： mv0= mvA+mvC 解得： vc=2m/s （3） 根据动量守恒得： mvc=(M+m)v共 根据能量守恒得： μmgs= 解得： s=1m 动力学三大观点在曲线运动中的应用 7.（2025·天津市河北区·二模）航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成。为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意如图所示，AB长，BC水平投影，图中C点切线方向与水平方向的夹角（）。若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经t=6 s到达B点进入BC。已知飞行员的质量，g取10 m/s2，求： （1）舰载机水平运动过程中，飞行员受到的水平力所做功W； （2）舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力FN多大。 【答案】（1）；（2） 【详解】（1）舰载机由静止开始做匀加速直线运动，设其刚进入上翘甲板时的速度为v，则有 根据动能定理，有 联立解得 （2）设上翘甲板所对应的圆弧半径为R，根据几何关系，有 由牛顿第二定律，有 联立解得 由牛顿第三定律得 8.（2025·天津市部分区·二模）如图所示，固定点O 上系一长L=0.6m 的细绳，细绳的下端系一 质量m=0.2kg 的小球，小球处于静止状态，球与光滑水平平台的边缘B 点接触 但对平台无压力，平台高h=1.25m 。 一质量M=0.4kg 的小物块开始静止在平 台上的P 点，现使物块获得一水平向右的初速度v。, 物块沿平台向右运动到平 台边缘B 处与小球m 发生正碰(碰撞时间极短),碰后小球 m 在绳的约束下 做圆周运动，经最高点A 时，绳上的拉力恰好等于小球的重力，而物块落在水 平地面上的C 点，其水平位移x=1.0m。 不计空气阻力，g=10m/s²。 求： (1)碰后瞬间物块的速度大小； (2)物块在P 处的初速度大小。 【答案】（1）2m/s（2）5m/s 【详解】（1）碰后小物块做平抛运动，设平抛的初速度为v1 ，平抛运动的时间为t 。 gt2 x = v1t 得 v1= 2m/s （2）设碰撞后小球的速度为 v2 ，运动到A 点的速度为 v3。 小球在最高点有 2mg = B 到 A 过程机械能守恒 mv22 = mv32 + mg . 2L 小物块与小球碰撞过程系统动量守恒 Mv0= Mv1+ mv2 解得 v0= 5m/s 9.（2025·天津市八校联考·二模）如图所示，一光滑水平桌面与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点，且两者固定不动。一长的细绳，一端固定于O点，另一端系一个质量的小球。当小球在竖直方向静止时，对水平桌面的作用力刚好为零。现将提起使细绳处于水平位置时无初速度释放。当摆至最低点时，恰与放在桌面上的质量的另一小球正碰，碰后以1m/s的速率弹回；将沿半圆形轨道运动，通过最高点D时受到的弹力大小等于其自身重力，重力加速度g取。求： (1)小球碰前速度大小； (2)在半圆形轨道最低点C的速度大小； (3)光滑半圆形轨道的半径R。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）对小球根据动能定理 得小球碰前速度大小 （2） 小球和小球碰撞过程，根据动量守恒定律 得在半圆形轨道最低点C的速度大小 （3） 小球在D点，根据牛顿第二定律 小球从点到点过程，根据动能定理 解得 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题08 动力学三大观点在力学多过程问题中的应用 动力学三大观点在直线运动中的应用 1.（2025·天津市河东区·二模）如图所示，质量分别为、的两个小球A、B静止在地面上方，B球距地面的高度，A球在B球的正上方。先将B球由静止释放，经过一段时间后再将A球由静止释放，当A球下落时，刚好在点与第一次触地反弹后再次下落的B球相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰好为零，已知，重力加速度大小为，忽略空气阻力及所有碰撞中的动能损失，求： （1）与A球碰撞前瞬间B球的速度大小； （2）与A球碰撞前B球在空中运动的时间。 2.（2025·天津市南开区·二模）分拣机器人在快递行业的推广大大提高了工作效率，。如图甲所示，派件员在分拣处将包裹放在静止机器人的水平托盘上，机器人可将包裹送至指定投递口，停止运动后缓慢翻转托盘，当托盘倾角增大到=370时，包裹恰好开始下滑，如图甲所示。现机器人要把包裹从分拣处运至相距的投递口处，为了运输安全，包裹需与水平托盘保持相对静止。已知最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度取，求： (1)包裹刚开始下滑时的动摩擦因数μ； (2)机器人在运输包裹的过程中允许的最大加速度； (3)若机器人运行的最大速度为vm=3m/s，则机器人从分拣处运行至投递口（恰好静止）所需的最短时间。 3.（2025·天津市河西区·二模）图甲所示的抽屉柜，抽屉的质量，其中质量的书本横放在抽屉底部，书本的四边与抽屉的四边均平行，书本的右端与抽屉的前壁相距为，如图乙所示，不计柜体和抽屉的厚度，由于抽屉滑行轨道较光滑，故抽屉与柜体间的摩擦可忽略。书本与抽屉间的动摩擦因数。现用大小为的恒力将抽屉抽出直到抽屉碰到柜体的挡板，抽屉碰到挡板时立即静止不动，撒去外力。书本若与抽屉碰撞速度立即减为零，抽屉后壁与挡板距离为。重力加速度，求： (1)拉动抽屉过程中，书本的加速度a的大小； (2)拉动抽屉过程中，摩擦力对书的冲量I的大小； (3)撤去外力后，抽屉前壁对书做的功W。 板块模型的综合分析 4.（2025·天津市和平区·二模）如图所示，长为、质量为的木板静止在光滑的水平地面上，A、B是木板的两个端点，点C是AB中点，AC段光滑，CB段粗糙，木板的A端放有一个质量为的物块（可视为质点），现给木板施加一个水平向右，大小为的恒力，当物块相对木板滑至C点时撤去这个力，最终物块恰好滑到木板的B端与木板一起运动，求： （1）物块到达木板C点时木板的速度； （2）木板的摩擦力对物块做的功； （3）木块和木板CB段间的动摩擦因数 5.（2025·天津市红桥区·二模）如图所示，质量的小车静止在光滑水平面上，小车段是半径的光滑四分之一圆弧轨道，段是长的粗糙水平轨道，两段轨道相切于点。一质量、可视为质点的滑块从小车上的点由静止开始沿圆弧轨道下滑，然后滑入轨道，最后恰好停在点。取重力加速度大小。求： (1)滑块滑到圆弧轨道最低点时，滑块和小车的速度大小； (2)滑块下滑过程中，小车对滑块支持力所做的功W； (3)滑块与轨道间的动摩擦因数。 6.（2025·天津市十二区县重点校·二模）如图所示，质量为m=3kg 的小球A(视为质点),在两根等长的轻质细绳 O'P和OP作用下处于平衡状态，O'P、OP与竖直方向的夹角均为60°。质量为m=3kg 的足够 长的木板B 静止在光滑水平面上，质量为m=3kg的物块 C (视为质点)静止在木板B的左端，物块C 与木板B 之间的动摩擦因数为μ=0.1。剪断细绳O'P,小球 A 开始运动，重力加速度g取10m/s²。 (1)求小球 A 静止时对细绳 OP 的拉力 F的大小； (2)小球A运动到最低点时速度为2m/s,且恰好与物块C发生弹性正碰(碰撞时间极短),求碰后物块C的速度ve的大小； (3)求小球A与物块C碰后，物块C相对木板B滑行的距离S。 动力学三大观点在曲线运动中的应用 7.（2025·天津市河北区·二模）航母上的舰载机采用滑跃式起飞，故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成。为了便于研究舰载机的起飞过程，假设上翘甲板BC是与水平甲板AB相切的一段圆弧，示意如图所示，AB长，BC水平投影，图中C点切线方向与水平方向的夹角（）。若舰载机从A点由静止开始做匀加速直线运动，经t=6 s到达B点进入BC。已知飞行员的质量，g取10 m/s2，求： （1）舰载机水平运动过程中，飞行员受到的水平力所做功W； （2）舰载机刚进入BC时，飞行员受到竖直向上的压力FN多大。 8.（2025·天津市部分区·二模）如图所示，固定点O 上系一长L=0.6m 的细绳，细绳的下端系一 质量m=0.2kg 的小球，小球处于静止状态，球与光滑水平平台的边缘B 点接触 但对平台无压力，平台高h=1.25m 。 一质量M=0.4kg 的小物块开始静止在平 台上的P 点，现使物块获得一水平向右的初速度v。, 物块沿平台向右运动到平 台边缘B 处与小球m 发生正碰(碰撞时间极短),碰后小球 m 在绳的约束下 做圆周运动，经最高点A 时，绳上的拉力恰好等于小球的重力，而物块落在水 平地面上的C 点，其水平位移x=1.0m。 不计空气阻力，g=10m/s²。 求： (1)碰后瞬间物块的速度大小； (2)物块在P 处的初速度大小。 9.（2025·天津市八校联考·二模）如图所示，一光滑水平桌面与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点，且两者固定不动。一长的细绳，一端固定于O点，另一端系一个质量的小球。当小球在竖直方向静止时，对水平桌面的作用力刚好为零。现将提起使细绳处于水平位置时无初速度释放。当摆至最低点时，恰与放在桌面上的质量的另一小球正碰，碰后以1m/s的速率弹回；将沿半圆形轨道运动，通过最高点D时受到的弹力大小等于其自身重力，重力加速度g取。求： (1)小球碰前速度大小； (2)在半圆形轨道最低点C的速度大小； (3)光滑半圆形轨道的半径R。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$