（講練測）高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題23 應(yīng)用力學(xué)兩大觀點(diǎn)分析多過程問題（練）（含解析）-人教版高三全冊物理試題

《（講練測）高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題23 應(yīng)用力學(xué)兩大觀點(diǎn)分析多過程問題（練）（含解析）-人教版高三全冊物理試題》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（講練測）高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題23 應(yīng)用力學(xué)兩大觀點(diǎn)分析多過程問題（練）（含解析）-人教版高三全冊物理試題（15頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題23 應(yīng)用力學(xué)兩大觀點(diǎn)分析多過程問題（練） 1．（多選）一圓弧形的槽，槽底放在水平地面上，槽的兩側(cè)與光滑斜坡aa′、bb′相切，相切處a、b位于同一水平面內(nèi)，槽與斜坡在豎直平面內(nèi)的截面如圖所示。一小物塊從斜坡aa′上距水平面ab的高度為2h處沿斜坡自由滑下，并自a處進(jìn)入槽內(nèi)，到達(dá)b后沿斜坡bb′向上滑行，已知到達(dá)的最高處距水平面ab 的高度為h；接著小物塊沿斜坡bb′滑下并從b處進(jìn)入槽內(nèi)反向運(yùn)動，若不考慮空氣阻力，則： （ ） A．小物塊每次經(jīng)過圓弧槽最低點(diǎn)時(shí)對槽的壓力不同 B．小物塊再次運(yùn)動到a處時(shí)速度恰好為零 C．小物塊再次運(yùn)動到a處后，還能沿斜

2、坡aa′向上滑行，繼續(xù)上升的最大高度為h D．小物塊再次運(yùn)動到a處后，還能沿斜坡aa′向上滑行，繼續(xù)上升的最大高度小于h 【答案】AD 【名師點(diǎn)睛】小物塊在運(yùn)動過程中，每次經(jīng)過圓弧行槽滑動摩擦力做功，物塊與圓弧槽間的正壓力隨速度的減小而變小，每次所做的功減小，利用第一次運(yùn)動的做功關(guān)系，即可判斷小物塊再次經(jīng)a上升的高度。 2．（多選）一傾角為的光滑斜面固定在水平地面上，用一沿斜面向上的力F拉一質(zhì)量為的小物塊使其由靜止從底端開始向上運(yùn)動，經(jīng)過一段時(shí)間后撤去F。以水平地面為零勢能面，物塊的機(jī)械能隨時(shí)間變化圖線如圖所示，已知末拉力大小為，不計(jì)空氣阻力，則： （ ） A

3、．有力F作用時(shí)，物體一直向上做勻加速運(yùn)動 B．力F做的功為 C．末物塊的動能為 D．落回地面時(shí)物塊的動能為 【答案】BD 【名師點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵是通過圖象挖掘信息，通過機(jī)械能隨時(shí)間變化圖線，求出拉力的大小，根據(jù)功的公式求出拉力做功的大小，根據(jù)功率的公式求出拉力F的瞬時(shí)功率，由撤外力后機(jī)械能守恒求得落回地面時(shí)物塊的動能。 3．（多選）滑塊以速率v1靠慣性沿固定斜面由底端向上運(yùn)動, 當(dāng)它回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)速率為v2 , 且v2< v1 若滑塊向上運(yùn)動的位移中點(diǎn)為A,取斜面底端重力勢能為零，則 ： （ ） A．上升時(shí)機(jī)械能減小，下降時(shí)機(jī)械能增大。 B．上升時(shí)機(jī)

4、械能減小，下降時(shí)機(jī)械能也減小。 C．上升過程中動能和勢能相等的位置在A點(diǎn)上方。 D．上升過程中動能和勢能相等的位置在A點(diǎn)下方。 【答案】BC 【名師點(diǎn)睛】本題應(yīng)注意物體上升和下降時(shí)均做勻速直線運(yùn)動，故利用了勻變速直線運(yùn)動中的結(jié)論：位移中點(diǎn)時(shí)的速度v=，則可以直接表示出中點(diǎn)處的動能；同時(shí)本題沒有直接找出相等的點(diǎn)，而是先比較A點(diǎn)時(shí)的動能和勢能再確定相等點(diǎn)的位置，此點(diǎn)由選項(xiàng)應(yīng)該能判斷出來．由物體回到出發(fā)點(diǎn)的速度可知物體應(yīng)受到阻力，則可知機(jī)械能的變化；要找出動能和勢能和同的點(diǎn)，可以先表示出A點(diǎn)的機(jī)械能，則比較出發(fā)點(diǎn)與A點(diǎn)的機(jī)械能的關(guān)系可得出動能和勢能的關(guān)系，則可得出動能和勢能相同的位置。

5、 4．如圖所示，物體在有動物皮毛的斜面上運(yùn)動，由于皮毛的特殊性，引起物體的運(yùn)動有如下特點(diǎn)，①順著毛的生長方向運(yùn)動時(shí)，毛皮產(chǎn)生的阻力可以忽略，②逆著毛的生長方向運(yùn)動時(shí)，會受到來自毛皮的滑動摩擦力，且動摩擦因數(shù)μ恒定，斜面底端距水平面高度為h=0．8m，質(zhì)量為m=2kg的小物塊M從斜面頂端A由靜止滑下，從O點(diǎn)進(jìn)入光滑水平滑道時(shí)無機(jī)械能損失，為使M制動，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線B處的墻上，另一端恰位于水平軌道的中點(diǎn)C，已知斜面的傾角，動摩擦因數(shù)均為μ=0．5，其余各處的摩擦不計(jì)，重力加速度，下滑時(shí)逆著毛的生長方向，求 （1）彈簧壓縮到最短時(shí)的彈性勢能（設(shè)彈簧處原長時(shí)彈性勢能為零）

6、（2）若物塊M能夠被彈回到斜面上，則它能夠上升的最大高度是多少 （3）物塊M在斜面上滑過程中下滑的總路程 【答案】（1）（2）（3） 【解析】（1）物塊M從斜面頂端A運(yùn)動到彈簧壓縮到最短，由動能定理得 ，解得 【名師點(diǎn)睛】了解研究對象的運(yùn)動過程是解決問題的前提，根據(jù)題目已知條件和求解的物理量選擇物理規(guī)律解決問題．一個(gè)題目可能需要選擇不同的過程多次運(yùn)用動能定理研究 5．如圖所示，P為彈射器，PA、BC為光滑水平面分別與傳送帶AB水平相連，CD為光滑半圓軌道，其半徑R=2m，傳送帶AB長為L=6m，并以V0=2m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動。現(xiàn)有一質(zhì)量m=1kg的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)）由

7、彈射器P彈出后滑向傳送帶經(jīng)BC緊貼圓弧面到達(dá)D點(diǎn)，已知彈射器的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為物體的動能，物體與傳送帶的動摩擦因數(shù)為0．2。若物體經(jīng)過BC段的速度為V，物體到達(dá)圓弧面最高點(diǎn)D時(shí)對軌道的壓力為F，（g=10m/s2） （1）寫出F與V的函數(shù)表達(dá)式； （2）要使物體經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)對軌道壓力最小，求此次彈射器初始時(shí)具有的彈性勢能為多少； （3）若某次彈射器的彈性勢能為8J，則物體彈出后第一次滑向傳送帶和離開傳送帶由于摩擦產(chǎn)生的熱量為多少？ 【答案】（1）（2）62J（3）18J 【解析】（1）對于D點(diǎn)分析可得： 聯(lián)立可得： （2）當(dāng)時(shí)，， 根據(jù)能量守恒定律得： （3）當(dāng)時(shí)，

8、 設(shè)物體向右勻減速運(yùn)動歷時(shí)t1， 此時(shí)物體向右的位移 皮帶向左的位移 兩者相對位移 【名師點(diǎn)睛】此題是對動能定理及能量守恒定律的考查；解題時(shí)要詳細(xì)分析物體運(yùn)動的物理過程，靈活運(yùn)用物理規(guī)律列出方程解答；注意分析題目的隱含條件，找到“壓力最小”的條件；此題是中等題，考查學(xué)生的綜合分析能力． 1．（多選）如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P栓接，另一端與物體A相連，物體A靜止與光滑水平桌面上，右端接一細(xì)線，細(xì)線繞過光滑的輕質(zhì)定滑輪與物體B相連，開始時(shí)用手托住B，讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度。下列有關(guān)該過程的分析正確的是： （

9、 ） A．B物體的機(jī)械能一直增大 B．B物體的動能的增加量等于它所受重力與拉力做的功之和 C．B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧的彈性勢能的增加量 D．細(xì)線拉力對A做的功等于A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量 【答案】BD 【名師點(diǎn)睛】正確受力分析，明確各種功能關(guān)系，是解答這類問題的關(guān)鍵，這類問題對于提高學(xué)生的分析綜合能力起著很重要的作用。因此本題首先要分析清楚過程中物體受力的變化情況，清理各個(gè)力做功情況；根據(jù)功能關(guān)系明確系統(tǒng)動能、B重力勢能、彈簧彈性勢能等能量的變化情況，注意各種功能關(guān)系的應(yīng)用。 2．（多選）如圖甲所示，平行于光滑斜面的輕彈簧勁度系數(shù)為k，一端固定在傾

10、角為的斜面底端，另一端與物塊A相連。兩物塊A、B質(zhì)量均為m，初始時(shí)均靜止?，F(xiàn)用平行于斜面向上的力F拉動物塊B，使B做加速度為a的勻加速運(yùn)動，A、B兩物塊在開始一段時(shí)間內(nèi)的關(guān)系分別對應(yīng)圖乙中的A、B圖線（時(shí)刻A、B的圖線相切，時(shí)刻對應(yīng)A圖線的最高點(diǎn)），重力加速度為g，則： （ ） A．時(shí)刻，彈簧型變量為0 B．時(shí)刻，彈簧型變量為 C．從開始到時(shí)刻，拉力F逐漸增大 D．從開始到時(shí)刻，拉力F做的功比彈簧彈力做的功少 【答案】BD 從開始到時(shí)刻，彈簧釋放的勢能 從開始到時(shí)刻的過程中，根據(jù)動能定理得： 根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式可以得到： 聯(lián)立以上幾個(gè)方程解得：，所

11、以拉力F做的功比彈簧釋放的勢能少，故D正確。 【名師點(diǎn)睛】本題注意分析兩物體分離的條件是兩物體間的正壓力為0，由圖知，時(shí)刻A的加速度為零，速度最大，根據(jù)牛頓第二定律和胡克定律可以求出彈簧形變量，時(shí)刻A、B開始分離，對A根據(jù)牛頓第二定律求出時(shí)刻彈簧的形變量，并由牛頓第二定律分析拉力的變化情況，根據(jù)彈力等于重力沿斜面的分量求出初始位置的彈簧形變量，再根據(jù)求出彈性勢能，從而求出彈簧釋放的彈性勢能，根據(jù)動能定理求出拉力做的功，從而求出從開始到時(shí)刻，拉力F做的功和彈簧釋放的勢能的關(guān)系。 3．（多選）在滑沙場有兩個(gè)坡度不同的滑道AB和（均可看作斜面）．甲、乙兩名旅游者分別乘兩個(gè)相同完全的滑沙撬從A點(diǎn)由

12、靜止開始分別沿AB和滑下，最后都停在水平沙面BC上，如圖所示．設(shè)滑沙撬和沙面間的動摩擦因數(shù)處處相同，斜面與水平面連接處均可認(rèn)為是圓滑的，滑沙者保持一定姿勢坐在滑沙撬上不動．則下列說法中正確的是： （ ） A．甲在B點(diǎn)的速率一定大于乙在點(diǎn)的速率 B．甲滑行的總路程一定大于乙滑行的總路程 C．甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移 D．甲在B點(diǎn)的動能一定大于乙在點(diǎn)的動能 【答案】AB 【名師點(diǎn)睛】本題應(yīng)用動能定理分析兩人的速度關(guān)系和水平位移關(guān)系，得到的結(jié)論：兩人滑行的水平位移與斜面的傾角無關(guān)，是一個(gè)重要的經(jīng)驗(yàn)結(jié)論，在理解的基礎(chǔ)上進(jìn)行記憶．而處理水平位

13、移時(shí)用到的方法也需要仔細(xì)體會．根據(jù)動能定理研究甲在B點(diǎn)的速率與乙在B′點(diǎn)的速率大小關(guān)系．由動能定理還可以得到水平位移的表達(dá)式，進(jìn)一步根據(jù)幾何知識分析兩人路程關(guān)系． 4．如圖所示，AB為傾角θ=37°的斜面軌道，軌道的AC部分光滑、CB部分粗糙，．BP為圓心角等于143°、半徑R=1m的豎直光滑圓弧形軌道，兩軌道相切于B點(diǎn)，P、O兩點(diǎn)在同一豎直線上，輕彈簧一端固定在A點(diǎn)，另一自由端在斜面上C點(diǎn)處，有質(zhì)量m=2kg的小物塊（視為質(zhì)點(diǎn)）在外力作用下將彈簧緩慢壓縮到D點(diǎn)后（不栓接）由靜止釋放，物塊以vC=12m/s的速度經(jīng)過C點(diǎn)，物塊第一次經(jīng)過B點(diǎn)后恰能到達(dá)P點(diǎn)；其中物塊與CB部分的滑動摩擦因數(shù)μ=

14、0．25，sin37°=0．6，cos37°=0．8，g取10m/s2．求： （1）若xCD=1m，試求物塊從D點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，彈簧對物塊所做的功； （2）B、C兩點(diǎn)間的距離xBC； （3）若在P處安裝一個(gè)豎直彈性擋板，物塊與擋板碰撞時(shí)間極短且無機(jī)械能損失，物塊與彈簧相互作用不損失機(jī)械能，通過計(jì)算判斷物塊在第一次與擋板碰撞后的運(yùn)動過程中是否會脫離軌道？物塊第一次與擋板碰撞后到第二次上滑到最高點(diǎn)的過程中摩擦生熱為多少？ 【答案】（1）156J（2）6．125m （3）48．25J 【解析】（1）設(shè)彈簧對物塊所做的功為W，物塊從D點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中； 動能定理： 解得

15、（2）物塊恰能到達(dá)P點(diǎn)，物塊在P點(diǎn)： 從C點(diǎn)到P點(diǎn)過程動能定理： 解得 【名師點(diǎn)睛】本題綜合考查了動能定理、機(jī)械能守恒定律以及牛頓第二定律，對學(xué)生的能力要求較高，關(guān)鍵理清物體的運(yùn)動情況，掌握臨界條件，選擇合適的規(guī)律進(jìn)行求解． 5．如圖所示，質(zhì)量為的小物塊從斜面頂端A點(diǎn)由靜止滑下，從B點(diǎn)進(jìn)入光滑水平滑道時(shí)無機(jī)械能損失。將輕彈簧的一端固定在水平滑道C點(diǎn)處的豎直墻上，另一端恰位于水平滑道的中點(diǎn)D。已知斜面的傾角為，斜面頂端距水平滑道的高度為，小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度，彈簧處于原長時(shí)彈性勢能為零。 （1）求小物塊沿斜面向下滑動時(shí)的加速度大小和滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大??； （2

16、）求輕彈簧壓縮到最短時(shí)的彈性勢能； （3）若小物塊能夠被彈回到原來的斜面上，求它能夠上升的最大高度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）由牛頓第二定律得： 代入數(shù)據(jù)解得：。 設(shè)斜面長為L，則 小物塊滑到B點(diǎn)時(shí)的速度。 【名師點(diǎn)睛】本題涉及三個(gè)過程，屬于單物體多過程的物體，解答的關(guān)鍵要確定出能量如何轉(zhuǎn)化，根據(jù)能量守恒定律列方程。 1．【2016·全國新課標(biāo)Ⅰ卷】（18分）如圖，一輕彈簧原長為2R，其一端固定在傾角為37°的固定直軌道AC的底端A處，另一端位于直軌道上B處，彈簧處于自然狀態(tài)，直軌道與一半徑為的光滑圓弧軌道相切于C點(diǎn)，AC=7R，A、B、C

17、、D均在同一豎直平面內(nèi)。質(zhì)量為m的小物塊P自C點(diǎn)由靜止開始下滑，最低到達(dá)E點(diǎn)（未畫出），隨后P沿軌道被彈回，最高點(diǎn)到達(dá)F點(diǎn)，AF=4R，已知P與直軌道間的動摩擦因數(shù)，重力加速度大小為g。（?。? （1）求P第一次運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)速度的大小。 （2）求P運(yùn)動到Ｅ點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能。 （3）改變物塊P的質(zhì)量，將P推至E點(diǎn)，從靜止開始釋放。已知P自圓弧軌道的最高點(diǎn)D處水平飛出后，恰好通過G點(diǎn)。G點(diǎn)在C點(diǎn)左下方，與C點(diǎn)水平相距、豎直相距R，求P運(yùn)動到D點(diǎn)時(shí)速度的大小和改變后P的質(zhì)量。 【答案】（1）；（2）；（3）； 【解析】（1）根據(jù)題意知，B、C之間的距離l為l=7R–2R① 設(shè)P到達(dá)B

18、點(diǎn)時(shí)的速度為vB，由動能定理得② 式中θ=37°，聯(lián)立①②式并由題給條件得③ （3）設(shè)改變后P的質(zhì)量為m1。D點(diǎn)與G點(diǎn)的水平距離x1和豎直距離y1分別為⑨ ⑩ 式中，已應(yīng)用了過C點(diǎn)的圓軌道半徑與豎直方向夾角仍為θ的事實(shí)。 設(shè)P在D點(diǎn)的速度為vD，由D點(diǎn)運(yùn)動到G點(diǎn)的時(shí)間為t。由平拋運(yùn)動公式有 ? x1=vDt? 聯(lián)立⑨⑩??式得? 設(shè)P在C點(diǎn)速度的大小為vC。在P由C運(yùn)動到D的過程中機(jī)械能守恒，有 ? P由E點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，同理，由動能定理有 ? 聯(lián)立⑦⑧???式得? 【名師點(diǎn)睛】本題主要考查了動能定理、平拋運(yùn)動、彈性勢能。此題要求熟練掌握平拋運(yùn)動、動能定理、彈

19、性勢能等規(guī)律，包含知識點(diǎn)多、過程多，難度較大；解題時(shí)要仔細(xì)分析物理過程，挖掘題目的隱含條件，靈活選取物理公式列出方程解答；此題意在考查考生綜合分析問題的能力。 2．【2016·全國新課標(biāo)Ⅱ卷】（20分）輕質(zhì)彈簧原長為2l，將彈簧豎直放置在地面上，在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧長度為l?，F(xiàn)將該彈簧水平放置，一端固定在A點(diǎn)，另一端與物塊P接觸但不連接。AB是長度為5l的水平軌道，B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD豎直，如圖所示。物塊P與AB間的動摩擦因數(shù)μ=0．5。用外力推動物塊P，將彈簧壓縮至長度l，然后放開，P開始沿軌道運(yùn)動，重力加速度

20、大小為g。 （1）若P的質(zhì)量為m，求P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度的大小，以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點(diǎn)間的距離； （2）若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，求P的質(zhì)量的取值范圍。 【答案】（1） （2） 若P能沿圓軌道運(yùn)動到D點(diǎn)，其到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的向心力不能小于重力，即P此時(shí)的速度大小v應(yīng)滿足 ④ 設(shè)P滑到D點(diǎn)時(shí)的速度為v D，由機(jī)械能守恒定律得⑤ 聯(lián)立③⑤式得⑥ vD滿足④式要求，故P能運(yùn)動到D點(diǎn)，并從D點(diǎn)以速度vD水平射出。設(shè)P落回到軌道AB所需的時(shí)間為t，由運(yùn)動學(xué)公式得⑦ P落回到AB上的位置與B點(diǎn)之間的距離為s=vDt⑧ 聯(lián)立⑥⑦⑧式得⑨ 【名師點(diǎn)睛】此題是力

21、學(xué)綜合題；考查平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動以及動能定理的應(yīng)用；解題時(shí)要首先知道平拋運(yùn)動及圓周運(yùn)動的處理方法，并分析題目的隱含條件，挖掘“若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下”這句話包含的物理意義；此題有一定難度，考查考生綜合分析問題、解決問題的能力。 3．【2015·浙江·23】5．如圖所示，用一塊長的木板在墻和桌面間架設(shè)斜面，桌面高H=0．8m，長。斜面與水平桌面的傾角可在0~60°間調(diào)節(jié)后固定。將質(zhì)量m=0．2kg的小物塊從斜面頂端靜止釋放，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)，忽略物塊在斜面與桌面交接處的能量損失。（重力加速度取；最大靜摩擦力等于滑動摩擦力） （1）求角增大到

22、多少時(shí)，物塊能從斜面開始下滑；（用正切值表示） （2）當(dāng)增大到37°時(shí)，物塊恰能停在桌面邊緣，求物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)； （已知sin37°=0．6，cos37°=0．8） （3）繼續(xù)增大角，發(fā)現(xiàn)=53°時(shí)物塊落地點(diǎn)與墻面的距離最大，求此最大距離。 5．【答案】（1）（2）（3） 【解析】（1）為使小物塊下滑① 滿足的條件② （2）克服摩擦力做功③ 由動能定理得④ 代入數(shù)據(jù)得⑤ 【名師點(diǎn)睛】 在運(yùn)用動能定理解題時(shí)，一定要弄清楚過程中有哪些力做功，做什么功？特別需要注意重力做功和路徑無關(guān)，只和始末位置高度有關(guān)，摩擦力做功和路徑有關(guān)， 4．【2015·上?！?1】質(zhì)量為

23、m的小球在豎直向上的恒定拉力作用下，由靜止開始從水平地面向上運(yùn)動，經(jīng)一段時(shí)間，拉力做功為W，此后撤去拉力，球又經(jīng)相同時(shí)間回到地面，以地面為零勢能面，不計(jì)空氣阻力。求： （1）球回到地面時(shí)的動能； （2）撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F； （3）球動能為W/5時(shí)的重力勢能。 【答案】（1）W；（2）；（3）或 【解析】（1）撤去拉力時(shí)球的機(jī)械能為W，由機(jī)械能守恒定律，回到地面時(shí)的動能 （2）設(shè)拉力作用時(shí)間為t，在此過程中球上升h，末速度為v，則 v=at 由題意有 解得 根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)-mg=ma，解得 【名師點(diǎn)睛】 本題考查動力學(xué)綜合問題，屬于動力學(xué)中常見的多過程問題，解決這類問題的關(guān)鍵是分析清楚每一個(gè)過程中的受力情況；還要注意到球動能為W/5時(shí)有兩個(gè)位置。選取研究對象，選取研究過程，分段處理。