（天津?qū)Ｓ茫?020屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)規(guī)范練29 力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用（含解析）新人教版

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1、考點(diǎn)規(guī)范練29　力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用 一、單項(xiàng)選擇題 1.(2018·四川成都期末)如圖所示,質(zhì)量為m0的平板小車靜止在光滑的水平地面上,小車左端放一質(zhì)量為m的木塊,車的右端固定一個(gè)輕質(zhì)彈簧,現(xiàn)給木塊一個(gè)水平向右的瞬時(shí)沖量I,使木塊m沿車上表面向右滑行,在木塊與彈簧相碰后,木塊在車上又沿原路返回,并且恰好能到達(dá)小車的左端而相對(duì)小車靜止,則下列說(shuō)法正確的是(　　) A.木塊m的運(yùn)動(dòng)速度最小時(shí),系統(tǒng)的彈性勢(shì)能最大 B.木塊m所受的彈力和摩擦力始終對(duì)m做負(fù)功 C.平板小車m0的速度先增大后減小,木塊m的運(yùn)動(dòng)速度先減小后增大 D.由于彈簧的彈力對(duì)木塊m和平板小車m0組成的系統(tǒng)是內(nèi)力,

2、故系統(tǒng)的動(dòng)量和機(jī)械能均守恒 2.如圖所示,靜止在光滑水平面上的木板A,右端有一根輕質(zhì)彈簧沿水平方向與木板相連,木板質(zhì)量m0=3 kg。質(zhì)量m=1 kg的鐵塊B以水平速度v0=4 m/s從木板的左端沿板面向右滑行,壓縮彈簧后又被彈回,最后恰好停在木板的左端。在上述過(guò)程中彈簧具有的最大彈性勢(shì)能為(　　) A.3 J B.4 J C.6 J D.20 J 3.(2018·浙江模擬)如圖所示,放在光滑水平面上的勁度系數(shù)為k的彈簧一端固定,一質(zhì)量為m,速度為v0的滑塊將其壓縮,經(jīng)t時(shí)間后壓縮量為x,此時(shí)速度為v;再經(jīng)過(guò)極短的時(shí)間Δt,物體運(yùn)動(dòng)的位移為Δx,速度的變化量為Δv,物體動(dòng)能的變化量

3、為ΔE。則下列關(guān)系式不正確的是(　　) A.v=ΔxΔt B.Δv=kxΔtm C.kxvt=12m(v02-v2) D.kxvΔt=-ΔE 4.(2018·山東濟(jì)寧期末)如圖所示,一質(zhì)量為m0=3.0 kg的長(zhǎng)木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一個(gè)質(zhì)量為m=1.0 kg的小木塊A。給A和B以大小均為4.0 m/s、方向相反的初速度,使A開(kāi)始向左運(yùn)動(dòng),B開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),A始終沒(méi)有滑離B。在A做加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi),B的速度大小可能是(　　) A.1.8 m/s B.2.4 m/s C.2.8 m/s D.3.0 m/s 5.(2018·安徽黃山模擬)小球A、B在光滑水平面上沿同

4、一直線、同一方向運(yùn)動(dòng),mA=1 kg,mB=2 kg,vA=6 m/s,vB=2 m/s。當(dāng)小球A追上小球B并發(fā)生碰撞后,小球A、B的速度可能是(　　) A.vA'=5 m/s,vB'=2.5 m/s B.vA'=2 m/s,vB'=4 m/s C.vA'=-4 m/s,vB'=7 m/s D.vA'=7 m/s,vB'=1.5 m/s 二、多項(xiàng)選擇題 6.(2019·福建龍巖期末)如圖所示,質(zhì)量為m0的楔形物體靜止在光滑的水平地面上,其斜面光滑且足夠長(zhǎng),與水平方向的夾角為θ。一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊從斜面底端沿斜面向上以初速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。當(dāng)小物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),速度大小為

5、v,距地面高度為h,則下列關(guān)系式正確的是(　　) A.mv0=(m+m0)v B.mv0cos θ=(m+m0)v C.mgh=12m(v0sin θ)2 D.mgh+12(m+m0)v2=12mv02 7.(2018·廣東省七校聯(lián)考)如圖所示,圖甲表示光滑平臺(tái)上的物體A以初速度v0滑到上表面粗糙的水平小車上,車與水平地面間摩擦力不計(jì);圖乙為物體A與小車B的v-t圖像,由此可知(　　) A.小車上表面長(zhǎng)度 B.物體A與小車B的質(zhì)量之比 C.A與小車B上表面的動(dòng)摩擦因數(shù) D.小車B獲得的動(dòng)能 8.(2018·湖北名校聯(lián)考)如圖所示,光滑水平面上有一質(zhì)量為2m、半徑為R

6、(R足夠大)的14圓弧曲面C,質(zhì)量為m的小球B置于其底端,另一個(gè)小球A質(zhì)量為m2,小球A以v0=6 m/s 的速度向B運(yùn)動(dòng),并與B發(fā)生彈性碰撞,不計(jì)一切摩擦,小球均視為質(zhì)點(diǎn),則(　　) A.B的最大速率為4 m/s B.B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速率為34 m/s C.B能與A再次發(fā)生碰撞 D.B不能與A再次發(fā)生碰撞 三、非選擇題 9.兩質(zhì)量分別為m1和m2的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上,A和B的傾斜面都是光滑曲面,曲面下端與水平面相切,如圖所示。一質(zhì)量為m的物塊位于劈A的傾斜面上,距水平面的高度為h。物塊從靜止滑下,然后滑上劈B。求物塊在B上能夠達(dá)到的最大高度。

7、 10.(2018·吉林白城三校聯(lián)考)如圖甲所示,質(zhì)量均為m=0.5 kg的相同物塊P和Q(可視為質(zhì)點(diǎn))分別靜止在水平地面上A、C兩點(diǎn)。P在按圖乙所示隨時(shí)間變化的水平力F作用下由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng),3 s末撤去力F,此時(shí)P運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),之后繼續(xù)滑行并與Q發(fā)生彈性碰撞。已知B、C兩點(diǎn)間的距離l=3.75 m,P、Q與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.2,g取10 m/s2,求: 甲 乙 (1)P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小v及其與Q碰撞前瞬間的速度大小v1; (2)Q運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t。 11.(2018·天津一模)光滑水平面上放著質(zhì)量mA=2.5 kg的物塊A與質(zhì)量mB=1.5

8、 kg的物塊B,A與B均可視為質(zhì)點(diǎn),物塊A、B相距l(xiāng)0=0.4 m,A、B間系一長(zhǎng)l=1.0 m的輕質(zhì)細(xì)繩,開(kāi)始時(shí)A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示。現(xiàn)對(duì)物塊B施加一個(gè)水平向右的恒力F=5 N,物塊B運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,繩在短暫時(shí)間內(nèi)被拉斷,繩斷后經(jīng)時(shí)間t=0.6 s,物塊B的速度達(dá)到vt=3 m/s。求: (1)繩拉斷后瞬間的速度vB的大小; (2)繩拉斷過(guò)程繩對(duì)物塊B的沖量I的大小; (3)繩拉斷過(guò)程繩對(duì)物塊A所做的功W。 考點(diǎn)規(guī)范練29　力學(xué)三大觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用 1.C　解析m向右壓縮彈簧開(kāi)始,做減速運(yùn)動(dòng),小車做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩者向右速度相等時(shí),彈簧壓縮至最短,彈性勢(shì)能最大,然后m

9、繼續(xù)做減速運(yùn)動(dòng),m0繼續(xù)做加速運(yùn)動(dòng),彈性勢(shì)能減少,故A錯(cuò)誤;木塊m所受的摩擦力先對(duì)木塊做負(fù)功,后做正功,故B錯(cuò)誤;m向右運(yùn)動(dòng)到開(kāi)始?jí)嚎s彈簧以及彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中,平板車的速度一直增大,彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)后,由于m的速度小于m0的速度,m做加速運(yùn)動(dòng),m0做減速運(yùn)動(dòng),最終兩者速度相等,可知整個(gè)過(guò)程,平板車速度先增大后減小,木塊速度先減小后增大,故C正確;由于彈簧的彈力對(duì)木塊m和平板小車m0組成的系統(tǒng)是內(nèi)力,故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,由于摩擦產(chǎn)生內(nèi)能,則機(jī)械能不守恒,故D錯(cuò)誤。 2.A　解析設(shè)鐵塊與木板共速時(shí)速度大小為v,鐵塊相對(duì)木板向右運(yùn)動(dòng)的最大距離為l,鐵塊與木板之間的摩擦力大小為Ff。鐵塊壓縮彈簧使彈簧

10、最短時(shí),由能量守恒可得12mv02=Ffl+12(m0+m)v2+Ep。由動(dòng)量守恒,得mv0=(m0+m)v。從鐵塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最后停在木板左端過(guò)程,由能量關(guān)系得12mv02=2Ffl+12(m0+m)v2。聯(lián)立解得Ep=3J,故選項(xiàng)A正確。 3.C　解析因?yàn)榻?jīng)過(guò)極短時(shí)間,可認(rèn)為Δt→0,故v=ΔxΔt,故A正確;根據(jù)動(dòng)量定理,有FΔt=mΔv;根據(jù)胡克定律,有F=kx,聯(lián)立解得Δv=kxΔtm,故B正確;根據(jù)動(dòng)能定理,對(duì)壓縮的整個(gè)過(guò)程,有Fx=12m(v02-v2),根據(jù)胡克定律,有F=kx,聯(lián)立解得kx2=12m(v02-v2),由于物塊做變加速直線運(yùn)動(dòng),所以x≠vt,故C錯(cuò)誤;對(duì)壓縮Δx

11、過(guò)程,有-F·vΔt=12m(v-Δv)2-12mv2=ΔE,根據(jù)胡克定律,有F=kx;聯(lián)立解得kxvΔt=-ΔE,故D正確。 4.B　解析A先向左減速到零,再向右做加速運(yùn)動(dòng),在此期間,B做減速運(yùn)動(dòng),最終它們保持相對(duì)靜止,設(shè)A減速到零時(shí),B的速度為v1,最終它們的共同速度為v2,取水平向右為正方向,則m0v-mv=m0v1,m0v1=(m0+m)v2,可得v1=83m/s,v2=2m/s,所以在A做加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi),B的速度大小應(yīng)大于2m/s且小于83m/s,只有選項(xiàng)B正確。 5.B　解析首先判斷動(dòng)量是否守恒,經(jīng)過(guò)計(jì)算,四個(gè)選項(xiàng)均滿足動(dòng)量守恒;然后判斷機(jī)械能變化,碰前系統(tǒng)的動(dòng)能Ek=12m

12、AvA2+12mBvB2=22J,因?yàn)閯?dòng)能不增加,所以碰后系統(tǒng)的動(dòng)能Ek'=12mAvA'2+12mBvB'2≤22J,滿足條件的有選項(xiàng)A和B,排除選項(xiàng)C和D。最后判斷速度關(guān)系,本題中,小球A追上B發(fā)生碰撞,碰后必然有vA'≤vB',故可再排除選項(xiàng)A,故B正確。 6.BD　解析小物塊上升到最高點(diǎn)時(shí),速度與楔形物體的速度相同,二者組成的系統(tǒng)在水平方向上動(dòng)量守恒,全過(guò)程機(jī)械能也守恒。以向右為正方向,在小物塊上升過(guò)程中,由水平方向系統(tǒng)動(dòng)量守恒得mv0cosθ=(m+m0)v,故A錯(cuò)誤,B正確;系統(tǒng)機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律得mgh+12(m+m0)v2=12mv02,故C錯(cuò)誤,D正確。 7.B

13、C　解析由圖像可知,A滑上B后,A、B最終以共同速度v1勻速運(yùn)動(dòng),因不知最終A、B間位置關(guān)系,不能確定小車上表面長(zhǎng)度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由動(dòng)量守恒定律得mAv0=(mA+mB)v1,解得mAmB=v1v0-v1,故可以確定物體A與小車B的質(zhì)量之比,選項(xiàng)B正確;由題圖乙知道A相對(duì)小車B的位移Δx=12v0t1,根據(jù)能量守恒定律有μmAgΔx=12mAv02-12(mA+mB)v12,結(jié)合mAmB=v1v0-v1可以解出動(dòng)摩擦因數(shù),選項(xiàng)C正確;由于小車B的質(zhì)量不可知,故不能確定小車B獲得的動(dòng)能,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 8.AD　解析A與B發(fā)生彈性碰撞,取水平向右為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律得m2v

14、0=m2vA+mvB,12·m2v02=12·m2vA2+12·mvB2,解得vA=-2m/s,vB=4m/s,故B的最大速率為4m/s,選項(xiàng)A正確;B沖上C并運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)二者共速,設(shè)為v,則mvB=(m+2m)v,得v=43m/s,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;從B沖上C然后又滑下的過(guò)程,設(shè)B、C分離時(shí)速度分別為vB'、vC',由水平方向動(dòng)量守恒有mvB=mvB'+2mvC',由機(jī)械能守恒有12·mvB2=12·mvB'2+12·2mvC'2,聯(lián)立解得vB'=-43m/s,由于|vB'|<|vA|,所以二者不會(huì)再次發(fā)生碰撞,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。 9.解析根據(jù)題意可知,物塊從劈A上靜止滑下,到達(dá)劈A底端時(shí),

15、設(shè)物塊的速度大小為v,A的速度大小為vA,由機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定律得 mgh=12mv2-12m1vA2① m1vA=mv② 設(shè)物塊在劈B上能夠達(dá)到的最大高度為h',此時(shí)物塊和劈B的共同速度大小為v',由機(jī)械能守恒定律和動(dòng)量守恒定律得 mgh'+12(m2+m)v'2=12mv2③ mv=(m2+m)v'④ 聯(lián)立①②③④式解得 h'=m1m2(m1+m)(m2+m)h。 答案m1m2(m1+m)(m2+m)h 10.解析(1)在0~3s內(nèi),以向右為正方向,對(duì)P由動(dòng)量定理有 F1t1+F2t2-μmg(t1+t2)=mv-0 其中F1=2N,F2=3N,t1=2s,t

16、2=1s 解得v=8m/s 設(shè)P在B、C兩點(diǎn)間滑行的加速度大小為a,由牛頓第二定律有 μmg=ma P在B、C兩點(diǎn)間做勻減速直線運(yùn)動(dòng),有 v2-v12=2al 解得v1=7m/s。 (2)設(shè)P與Q發(fā)生彈性碰撞后瞬間的速度大小分別為v1'、v2,有 mv1=mv1'+mv2 12mv12=12mv1'2+12mv22 碰撞后Q做勻減速直線運(yùn)動(dòng),有: μmg=ma' t=v2a' 解得t=3.5s。 答案(1)8 m/s　7 m/s　(2)3.5 s 11.解析(1)繩子斷之后對(duì)B研究,對(duì)應(yīng)用動(dòng)量定理得 Ft=mBvt-mBvB① 解得vB=1m/s。② (2)繩子斷之前對(duì)B應(yīng)用動(dòng)能定理 F(l-l0)=12mBv02-0③ 繩拉斷過(guò)程,對(duì)B應(yīng)用動(dòng)量定理得 I=mBvB-mBv0④ 解得I=-1.5N·s⑤ 即繩對(duì)B的沖量大小為1.5N·s。⑥ (3)繩拉斷過(guò)程,取向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得 mBv0=mBvB+mAvA⑦ 繩拉斷過(guò)程繩對(duì)物塊A所做的功W=12mAvA2⑧ 解得W=0.45J。⑨ 答案(1)1 m/s　(2)1.5 N·s　(3)0.45 J 6