专题训练(九) 力学三大观点的综合应用-【成功方案】2025年大暑假小一轮高二物理专题复习

1m一2m 1 解得一阳十2册0=一30，B正确.小球运动 13.解析(1)物体」从释放到与物体2碰撞的过程 中，物体1和滑道组成的系统在水平方向上动量 到U形管国孤部分的最左端时，小球和U形管 守恒，设物体1水平位移大小为x1,滑道的水平 水平方向速度相同，则根据动量守恒定律，有 位移大小为x3,有 m%=(m十2m)u 0=m-m3x31=R 解得心=3 解得x3=m1=0.15m. 3 由能量守恒得2m砖=立·2m心证十 (2)设物体1、物体2刚要相碰时物体1的速度大 小为斯， 解得一，C错误。小球此时还有沿着U形 滑道的速度大小为，由机减能守恒定律有 管的切线方向的分速度，设为，，由速度的合成 mR=m+ 与分解可知√厅一-：对小球由动 对物体1和滑道，由动量守恒定律有0=11 一m3因 量定理得1一m心，一0-m,由于力的作月是 物体1和物体2相碰后的共同速度大小设为 2,对物体】和物体2，由动量守恒定律有 相互的，所以平行导槽受到的冲量大小为' m1-(m1十mg)2 3m%,D正确 弹簧第一次压缩至最短时由动量守恒定律可知 物体1、2和滑道速度为零，此时弹性势能最大， 11.ABD取的方向为正方向，若碰后球1的速 设为Em·从物体1、2碰撞后到弹簧第一次压缩 度方向与原来的方向相同，可知1球的速度小于 至最短的过程中，由能量守恒定律有 2球的速度，两球在B点相逼，是球2反弹后在 B点相适，有21=31l,即2=31.根据动量守 2（m十m)喝+2m喝-a(m+m)g·CD 恒得m1=m1十m2的，根据机械能守恒得 =Epo 1 1 2m喝一2m1听十2m2喝，联主解得 联立以上方程，代入数据解得Em=0.3J. (3)分析可知物体1、2和滑道最终将静止，设物 m1=32:若延撞后球1的速度方向与原来的方 体1、2相对滑道CD部分运动的路程为，由能 向相反，与挡板碰后反弹，并在B点追上球2，则 量守恒定律有 有功1=32，即：=3，根据动量守恒得： （m十m话十之m话=m十：)g 1 m1物一一m10十m22·根据机减能守恒得： m喝=m1叶十号透，联立解得 1 代入数据可得s=0.25m 所以物体1、物体2最终停在D点左侧 7m1;若碰撞后琼1的速度方向与原来的方向相 0.05m处. 反，与挡板P碰后反弹，球2与挡板Q碰后反 答案见解析 弹，两球在B点相逼，则有t=2t,即=2， 根据动量守恒得州功=一们功十2吃，根据机械 专题训练（九）力学三大观点的综合应用 能守板得？m听=m听十号m,联立解得 [保分基础练] 1,D碰撞后B做匀减速运动，由动能定理得一4· m2=3m,综上所述，A,BD正确. 12.解析(1)x=o·1 2mgr=0-2X2mv2,代入数据得=2m/s,A 得x=21m: 与B碰撞的过程中，A与B组成的系统在水平方 由动量定理得 向上动量守恒，选取向右为正方向，则一m四 F·1=m 得Fm=12000N 十2m,由于设有执械能损失，则2m哈=之mf十 (2)根据动量定理可得 Fm十Fi达=m一m0 2 2×2m2,联立解得w=3m/s,故选D. 号 2.A木块从开始到相对长木板静止的过程中，木 块和木板组成的系统水平方向动量守恒，取水平 v=7.5m/s 向右为正方向，则有m%=(M十)v,解得v 答案(1)x=21mFm=12000N (2)u=7.5m/s n对系能，根搭能量宁恒定律有Pngs 84 m6-号(M十m),解得划衰长度 [争分提能练] 4.解析(1)以A、B两物体及小车组成的系统为研 M 同理，当木块的初速度为2时，则 究对象，以B的初速度方向为正方向，由动量守 24(M+m)g M(2)2 恒定律可得2一mv=4m 划痕长度为=2M年m ,故两次划痕长度之 解得一骨，方向水平向左 比为s:s=1:4,故A正确，B、CD错误. 3.BCDA.设风力大小为F,小球重力大小为 (2)初始阶段A物体向右做匀减递运动，加递度 mg,O、M两点间的水平距离为x1,竖直距离为 大小 h,根据竖直上抛运动规律有h-】 aA=m驱=g:B物体向左微匀减逸运动，加速 m 对小球从M运动到O的过程，根据动能定理有 度大小 Fx1-mgh=(9-16) a6=L…2g-4g 2m 由题意可知2m6=16J 小车向左做匀加速运动，加速度大小 根据牛顿第二定律可得小球在水平方向的加速 度大小为a=E ar=·2mgmg-=g 经过t时间，B、C达到共同速度，则有一g一 小球从M运动到O所用时间为1=四 14g1 根据运动学公式有x一2a 此时1一2g B.C的建度2=号，方向向左A 联立解得学-青 的速度大小与B、C相同，方向相反，该过程中，A 相对C运动的距离： 故A错误： B.小球上升和下降的时间相等，设O、N两点间 △=(aw,i+2aei 的水平距离为x2,根据匀变速直线运动规律的推 B相对C运动的距离： 论可知是-号 △=(w-2aui)-2aci 1 根据功能关系可知，小球运动过程中，风力对小 此后B、C共同向左做减速运动，加诡度大小 球做的功等于其机械能的变化量，则小球在上升 和下降过程中机械能变化量之比为 △E1Fx1 a=lug=ug 3m 3 E2 直到三物体速度相同，所用时间2=二四 故B正确： 3划 Aug CM.N两点同的水平距离为r=0(2) 滚过程A相对B,C滑行的距离： 设小球落到N点时的动能为Ek,根据动能定理 1 有-古m6-F △x=(4-2al)+(e24-za号) 所以小车的长度至少是【=△x1十△x2十△3 联立解得Ek1=52J 92 故C正确： Sug D.小球在重力和风力的合力场中做类斜抛运动， 当小球速度方向与合力方向垂直时动能最小，根 答案 1)号 方向水平向左 (2) 8ug 据前面分析可知合力与竖直方向的夹角0的正切 5.解析 (I)A到C由能量守恒可得Ep=mgR 位为an0-子 从C到B过程由能量守设可得mgR=2m喝 根据速度的合成与分解可得小球从M点运动到 W点过程中的最小谈度为nn=%sin0-3w 在B点由牛顿第二定律可得FN一mg二mR 解得最小动能为Eimn-是Ew=5.76J 联立解得FN=3mg 由牛顿第三定律可知，对轨道的压力FN=FN 故D正确，故选BCD. =3mg 85 (2)从A到D过程由能量守恒可得2m呢=En (3)设物块A在最高，点C的连度为心，物块A恰 能通过半圆轨道的最高，点C时，重力提供向心 -mgR 力，有： 由弹簧的弹性势能与压缩量的平方成正比，可知 E'p=4mgR mg-m R 碰撞过程由动量守恒可得mUD=m 解得：=√/0.6gr0 损失的机栈能为△E=之mr品-是×2m 设物块A离开轨道最左端D时的速度为D,物 块A从C点到D点的过程中由动能定理，有： 联立解得△E=1.5mgR (3)弹性势能为E”n=2mgR mgR(1-c0s37)= 能过最高点gR=mg2R十宁m心√gR 解得：D=√0.84gx0 物块A的运动可分解为沿D点切线方向的匀加 求得k=10 速直线运动和垂直于D点切线方向的类自由落 体运动，设落点到P点的距离为x,有： ①当0<k 2 ,不发生碰撞，=0 2R=2g00s3772 ②当公 2 ,从A到D过程由能量守恒可得 x0 解得：t入g 豆m呢=En-mgR 1 -vpt gsin 37'p 碰撞过程满足动量守恒mp一m2 代入数据解得：x=(0.9十√2.52)x0≈2.49.x 设在粗糙段滑行距离为1，由能量守恒可得 (4)如图所示，设物 7（2m)62mg3 块A与B碰撞前A 满足x1 (k2-DR 的速度为A·碰撞 后共同的速度为 若x1是L的整数倍，则在光滑段滑行距离为 B,物块A从P点 2-(kDR-L 到与物块B碰撞前 030 4 的过程中由能量守 此时滑行的总距高为=4十x=,二1R-L 恒定律，有： 24 若不是L的整数倍，则在光滑段滑行距离为 2mn+mg（4osm37）=2m+ng（a) x2=L(其中n为x1除L的整数部分)此时滑行 c0s37 的惑距离为=1十=21R+l 物块A与B碰撞的过程中动量守恒，有mUA 4 =2mvB 答案(1)3mg(2)1.5mgR(3)见解析 物块A与B碰撞结束后到O点的过程中机械能 6.解析(1)物块A与B碰撞前后，设物块A的速 守恒，有： 度分别为1和2，因物块A下滑过程中由动能 定理，有 号×2mi+E,-号×2m6+2mg西n37 由于物块A与B不粘连，到达O点，A与B分离 mg(4xa)sin 37-umg(3r)cos 371 时，B被锁定，物块A继续沿半圆轨道滑行至最 高点C,最高C点相对于O点的高度 解得：=√/3,6gx0 h=R+Rcos37°+3.rosin37°=2.88.x0 又因物块A与B碰撞过程中动量守恒，有 物块A从O点到C点的过程中由能量守恒定律， =2m2 联立可得2/0.9gx0≈0.95√gx0 有2m响=mgh+之m呢+mgc0s37×3 (2)碰后，物块A、B和弹簧组成的系统在运动到 联立以上各式，解得： O点的过程中由能量守恒定律，有： v=√30.24gx0≈5.5√/gx0 E,十号×2m=2mg0n37 答案(1)0.95√gx0(2)0.3mgx0(3)2.49r0 解得：Ep=0.3mgx0 (4)5.5√gx 86专题训练（儿） 力学三大观点的综合应用 [保分基础练] A.小球所受重力和风力大小之比为3：4 1.如图所示，一个质量为m的物块A与另一 B.小球在上升和卜降过程中机械能变化 个质量为2m的物块B发生正碰，碰后B物 量之比为1：3 块刚好能落入正前方的沙坑中，假如碰撞 C.小球落到V点时的动能为52J 过程中无机械能损失，已知物块B与地而 D.小球从M点运动到N点过程中的最小 间的动摩擦因数为0.2，与沙坑的距离为 动能为5.76j 1m,g取10m/s,物块可视为质点，则碰 [争分提能练 撞前瞬间A的速度大小为 4.如右图所示，一平 A口 □B 板小车C静止在n -1m 光滑的水平面上，质量分别为的物体A A.0.5m/s B.I m/s 和2的物体B均以人小为。的初速度分 C.2 m/s D.3 m/s 别沿同一直线同时从小车两端相向水平滑 2.如图所示，光滑水平面上有质量为m的足 上小车.设两物体与小车间的动摩擦囚数 够长的木板，木板上放一质量也为m,可视 均为，小车质量为，最终物体A、B都 为质点的小木块，开始木块、木板均静止， 停在小车上，物体A、B始终没有相碰.重 现分别使木块获得向右的水平初速度， 力加速度为g,求： 和2，两次运动均在木板上留下划痕，则 (1)最终小车的速度大小及方向： 两次划痕长度之比为 (2)平板车的长度至少为多长。 A.1:4 B.1:4√2 C.1:8 D.1:12 3.(多选)我国正在攻关的JF-22超高速风 洞，是研削新一代飞行器的摇篮，它可以复 现40到100公里高空、时速最高达10公 里/秒，相当于约30倍声速的飞行条件.现 有一小球从风洞中的M点竖直向上抛出， 小球受到大小恒定的水平风力，其运动轨 迹大致如图所示，其巾M、N两点在同 水平线上，O点为轨迹的最高点，小球在 M点动能为16J,在O点动能为9J,不计 空气阻力，下列说法正确的是 25 5.如图所示光潜的轨道ABCD竖直放置，其 6.如图所示，在倾布为37°的斜面上放置一质 圆形轨道部分半径R,轨道左侧A处放有 量为m的物块B,物块B的下端连接一轻 弹射装置，被弹出的滑块可平滑进人轨道， 质弹簧，弹簧下端与挡板相连接，物块3 轨道右端出口D恰好水平，且与圆心()等 平衡时，弹簧的压缩量为x,()点为弹簧 高，出门D的右侧接水平直轨道，轨道上 的原长位晋.在斜面顶端再连接一光滑的 光滑段、粗糙段交替排列，每段长度均为 半径R=0.6x。的半圆轨道，半圆轨道与 L.在第一个光滑段与粗糙段的结合处E 斜而相切于P点.在斜面顶端有一质量也 位置放一质量m的滑块乙，质量为m的滑 为m的物块A,与物块B相距4x。,现让A 块甲通过弹射装置获得初动能.两滑块与 从静止开始沿斜面下滑，A、B相碰后立即 各粗糙段间的动摩擦因数均为“，弹篮的 一起沿斜面向下运动，但不粘连，它们到达 弹性势能与斥缩量的平方成正比，当弹射 最低点后又一起向上运动，并恰好回到O 器中的弹簧压缩量为d时.滑块甲恰好到 点(A、B均可视为质点).已知斜面OP部 达圆轨道内侧与圆心O等高处的C点，逐 分粗糙，AA、B与斜面间的动摩擦因数均 渐增大弹簧的压缩量，滑块甲与滑块乙会 为u一0.25，其余部分光滑.已知sin37° 在E处发生碰撞（碰撞时间极短），碰后粘 0.6,c0s37=0.8,重力加速度为g. 在一起运动，空气阻力忽略不计 光滑段粗糙段 D 甲 LLL WZWH■ (1)当弹射器巾的弹簧压缩量为d时，求滑 (1)求物块A、B相碰后瞬问的共同速度 块甲经过B点时对管道的压力大小F、: 人小： (2)当弹射器中的弹簧压缩量为2d时，滑 (2)求物块A、B相碰前弹簧具有的弹性 块甲与滑块乙碰后粘在·起运动，求碰撞 势能； 前后的机械能损失△E: (3)若让物块A以某一初速度从P点沿半 (3)若发射器中的弹簧压缩量为kd,求两 圆轨道上滑，恰好能通过最高点后落在斜 滑块一起滑行的距离s与k的关系式。 面上，求A的落点到P点的距离； (4)若让物块A以某一初速度。自P点沿 斜面下滑，与物块B碰后返回到P点还具 有向上的速度，则v为多大时物块A恰能 通过半圆轨道的最高点？(A、B分离嚼 间，B物块即被锁定.) 26