2025年高考物理二輪復(fù)習(xí)：力學(xué)中三大觀點的綜合應(yīng)用（講義）（解析版）

專題08力學(xué)中三大觀點的綜合應(yīng)用

目錄

01考情透視?目標(biāo)導(dǎo)航...........................................................2

02知識導(dǎo)圖?思維引航...........................................................3

03核心精講?題型突破...........................................................3

題型一力學(xué)三大觀點的理解與辨析...............................................................3

【核心精講】.................................................................................3

考點1力的三個作用效果與五個規(guī)律...........................................................3

考點2解動力學(xué)問題的三個基本觀點...........................................................4

考點3力學(xué)規(guī)律的選用原則...................................................................4

【真題研析】.................................................................................5

【命題預(yù)測】.................................................................................8

考向1力學(xué)三大觀點的理解、辨析與選用......................................................8

難點突破力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問題........................................................12

【核心精講】................................................................................12

考點1用力學(xué)三大觀點解決多過程綜合問題的策略..............................................12

【真題研析】................................................................................12

【命題預(yù)測】................................................................................16

考向1力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問題.......................................................16

1/22

題統(tǒng)計

20242023年2022年

命題要

2022?海南?力學(xué)三大觀點的

熱2023?河北?力學(xué)三大觀點的理解與辨析、2022?重慶?力學(xué)

理解與辨析、2023?福建?力學(xué)三大觀點的理解與辨析、2022

力學(xué)三大觀2024?重慶?力學(xué)三大觀點的理解與辨析、

三大觀點的理解與辨析、2023?湖北?力學(xué)三大觀點的理解

考2024?北京?力學(xué)三大觀點的理解與辨析、

?重慶?力學(xué)三大觀點的理解與辨析、2022?山東?力學(xué)三大

點的理解與2024?甘肅?力學(xué)三大觀點的理解與辨析、

與辨析、2023?全國?力學(xué)二大觀點的理解與辨析、2022?重

2024?廣西?力學(xué)三大觀點的理解與辨析、

角觀點的理解與辨析、2023?全慶?力學(xué)三大觀點的理解與辨

辨析2024?福建?力學(xué)三大觀點的理解與辨析

國?力學(xué)三大觀點的理解與辨析、2022?湖南?力學(xué)三大觀點

度析的理解與辨析、2022?全國?

力學(xué)三大觀點的理解與辨析

2024?安徽?力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問

2023?河北?力學(xué)三大觀點解

題、2024?安徽?力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜

決力學(xué)綜合問題、2023?重慶?2022?北京?力學(xué)三大觀點解

合問題、2024?廣東?力學(xué)三大觀點解決力

力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合決力學(xué)綜合問題、2022?天津?

學(xué)綜合問題、2024?廣西?力學(xué)三大觀點解

問題、2023?廣東?力學(xué)三大觀力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合

決力學(xué)綜合問題、2024?寧夏四川?力學(xué)三

點解決力學(xué)綜合問題、2023?問題、2022?福建?力學(xué)三大觀

大觀點解決力學(xué)綜合問題、2024?天津?力

天津.力學(xué)三大觀點解決力學(xué)點解決力學(xué)綜合問題、2022?

學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問題、2024?貴州

綜合問題、2023?北京?力學(xué)三北京?力學(xué)三大觀點解決力學(xué)

?力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問題、2024。

大觀點解決力學(xué)綜合問題、綜合問題、2022?海南?力學(xué)三

力學(xué)三大觀重慶?力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問題、

2023?山東?力學(xué)三大觀點解大觀點解決力學(xué)綜合問題、

2024?浙江?力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問

決力學(xué)綜合問題、2023?浙江?2022?湖北?力學(xué)三大觀點解

點解決力學(xué)題、2024?甘肅?力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜

力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合決力學(xué)綜合問題、2022?廣東?

合問題、2024?廣東?力學(xué)三大觀點解決力

問題、2023?遼寧?力學(xué)三大觀力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合

綜合問題學(xué)綜合問題、2024?河北?力學(xué)三大觀點解

點解決力學(xué)綜合問題、2023?問題、2022?河北?力學(xué)三大觀

決力學(xué)綜合問題、2024?湖北?力學(xué)三大觀

江蘇?力學(xué)三大觀點解決力學(xué)點解決力學(xué)綜合問題、2022?

點解決力學(xué)綜合問題、2024?湖南?力學(xué)三

綜合問題、2023?湖南?力學(xué)三湖南?力學(xué)三大觀點解決力學(xué)

大觀點解決力學(xué)綜合問題、2024?安徽?力

大觀點解決力學(xué)綜合問題、綜合問題、2022?山東?力學(xué)三

學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問題、2024?遼寧

2023?全國?力學(xué)三大觀點解大觀點解決力學(xué)綜合問題、

?力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問題、2024,

決力學(xué)綜合問題、2023?浙江?2022?全國?力學(xué)三大觀點解

浙江?力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問題、

力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合決力學(xué)綜合問題

2024?上海?力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問

問題

題

①結(jié)合物體的典型運動考查動量與能量觀點的綜合應(yīng)用②力學(xué)三大觀點的解決力學(xué)綜合問題：牛頓運動定

命題規(guī)律律結(jié)合運動學(xué)公式處理勻變速直線運動的問題；動能定理結(jié)合能量守恒定律處理變力及曲線運動問題；動

量定理結(jié)合能量守恒定律、動量守恒定律處理碰撞、反沖類問題等

本專題屬于熱點、難點內(nèi)容；高考命題以選擇題或計算題的形式出現(xiàn)；本專題是力學(xué)綜合性最大的一個專

考向預(yù)測

題，這類題需要結(jié)合牛頓運動定律、功和能等物理觀念解決問題，考查考生的綜合應(yīng)用能力，難度也比較大

跳水、蹦床、蹦極、火箭發(fā)射、無人機(jī)、跳傘運動、過山車等能量問題，安全行車（機(jī)車碰撞、安全氣囊）、

命題情境

交通運輸（噴氣式飛機(jī)）、體育運動（滑冰接力、球類運動）等

常用方法動力學(xué)的觀點、能量的觀點、動量的觀點

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力的三個作用效果與五個規(guī)律

加甲m乙

S|N口S|N-?

力學(xué)三大觀點解動力學(xué)問題的三個基本觀點

的理解與辨析、力學(xué)規(guī)律的選用原則

力學(xué)中三大現(xiàn)

點的綜合應(yīng)用

力學(xué)三大觀

點解決力學(xué)

綜合問題

題型一力學(xué)三大觀點的理解與辨析

核心精講=[

考點]力I虻t作用效果與五工賽律

分類對應(yīng)規(guī)律規(guī)律內(nèi)容公式表達(dá)

力的瞬時牛頓第物體的加速度大小與合外力成正比，與質(zhì)量成反F合=ma

作用效果二定律比，加速度方向與合外力的方向相同

合外力對物體所做的功等于物體動能的增加量

力對空間動能定理%=、Ek

積累效果

機(jī)械能在只有重力（或彈簧彈力）做功的情況下，物體的機(jī)

E初-￡末

守恒定律械能的總量保持不變

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力對時間動量定理物體所受合外力的沖量等于物體的動量的變化

/合=bp

積累效果

動量守系統(tǒng)不受外力或所受外力之和為零時，系統(tǒng)的總

P初=。末

恒定律動量就保持不變（或在某個方向上系統(tǒng)所受外力之

和為零時，系統(tǒng)在這個方向上的動量就保持不變）

考點2解動力學(xué)問題的三個基本觀點

力學(xué)三大觀點對應(yīng)規(guī)律表達(dá)式選用原則

牛頓第二定律Fgma

v=vo+at運用牛頓運動定律結(jié)合運動學(xué)知識解題，

動力學(xué)觀點勻變速直

x^ot+^ai2可處理勻變速運動問題，涉及運動細(xì)節(jié).

線運動規(guī)律

22

v-v0=2ax等

動能定理用合=△口

機(jī)械能守恒定律Ek1+Ep1=Ek2+Ep2涉及做功與能量轉(zhuǎn)換，可處理韭勻變速運

能量觀點

功能關(guān)系用3=-AE1p等動問題

能量守恒定律E\=Ei

只涉及初末速度、力、時間，而不涉及位

動量定理Ia=p'-p

移、功，可處理韭勻變速運動問題

動量觀點

只涉及初末速度，而不涉及力、時間，可

動量守恒定律p、+p尸PT'+P2'

處理韭勻變速運動問題

考點3力^財SMM

1.如果要列出各物理量在某二時刻的關(guān)系式，可用生頓第二

2.研究某二物體受到力的持續(xù)隹用發(fā)生運動狀態(tài)改變時，一般用動量定理（涉及時間的問題）或動能定理（涉及

位移的問題）去解決問題.

3.若研究的對象為一物體系統(tǒng),且它們之間有相互作用，一般用動量堂恒定建和機(jī)械能守恒定律去解決問題,

但需注意所研究的問題是否滿足守恒的條件.

4.在涉及相因拉移問題時則優(yōu)先考慮能量守恒定律，系統(tǒng)克服摩擦力所做的總功等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量，

即轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)能的量.

5.在涉及碰撞」爆炸」打擊」韁繃緊等物理現(xiàn)象時，需注意到這些過程一般均隱含有系統(tǒng)機(jī)械能與其他彩式

能量之回的轉(zhuǎn)化，作用時間都極短，因此用動量守恒定律去解決.

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真題研析u

1.（2024?福建?高考真題）（多選）如圖（a）,水平地面上固定有一傾角為6的足夠長光滑斜面，一質(zhì)量

為機(jī)的滑塊鎖定在斜面上。/=0時解除鎖定，同時對滑塊施加沿斜面方向的拉力尸，尸隨時間f的變化關(guān)

系如圖（b）所示，取沿斜面向下為正方向，重力加速度大小為g,則滑塊（）

2mgsin0

-2mgsin0

A.在0?4%內(nèi)一直沿斜面向下運動

B.在0?%內(nèi)所受合外力的總沖量大小為零

C.在辦時動量大小是在4時的一半

D.在2/。?3%內(nèi)的位移大小比在3ts?/內(nèi)的小

【考點】力學(xué)三大觀點的理解、辨析與選用

【答案】AD

【詳解】根據(jù)圖像可知當(dāng)尸=2加gsinS時，物塊加速度為。=①蛇土駕蛇=3gsin。，方向沿斜面

向下；當(dāng)尸=一2根gsin。時，物塊力口速度大小為。=返叩"二遛吧8=gsin。，方向沿斜面向上，作出

物塊0?4%內(nèi)的V-，圖像

->

t/s

A.根據(jù)圖像可知0?4",物體一直沿斜面向下運動，故A正確;

5/22

B.根據(jù)圖像可知0?4%,物塊的末速度不等于0,根據(jù)動量定理/合=切片0,故B錯誤；

C.根據(jù)圖像可知時物塊速度大于％時物塊的速度，故%時動量不是％時的一半，故C錯誤；

D.v-t圖像與橫軸圍成的面積表示位移，故由圖像可知2%?3辦過程物體的位移小于％~4/0的位移，

故D正確。

故選ADo

2.（2023?全國?高考真題）（多選）一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下，由靜止開始在水平地面上

沿x軸運動，出發(fā)點為x軸零點，拉力做的功少與物體坐標(biāo)x的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動摩

擦因數(shù)為0.4,重力加速度大小取10m/s2。下列說法正確的是（）

A.在x=lm時，拉力的功率為6W

B.在x=4m時，物體的動能為2J

C.從x=0運動到x=2m,物體克服摩擦力做的功為8J

D.從x=0運動到x=4的過程中，物體的動量最大為2kg-m/s

【考點】力學(xué)三大觀點的理解、辨析與選用

【答案】BC

【詳解】由于拉力在水平方向，則拉力做的功為少=網(wǎng)，可看出那r圖像的斜率代表拉力尸。

AB.在物體運動的過程中根據(jù)動能定理有%-〃"?gx=9"，則x=im時物體的速度為v；=2m/s,x=Im

\w

時，拉力為尸=---=6N,則此時拉力的功率。=bv/=12W,x=4m時物體的動能為Et=2J

Ax

A錯誤、B正確；

C.從x=0運動到x=2m,物體克服摩擦力做的功為有冽gx=8J,C正確；

D.根據(jù)W—x圖像可知在0—2m的過程中Fi=6N,2—4m的過程中F2=3N,由于物體受到的摩擦力恒

為/=4N,則物體在x=2m處速度最大，且根據(jù)選項AB分析可知此時的速度匕=V^m/s,則從x=0

運動到x=4的過程中，物體的動量最大為p=mv=2V2kg-m/s,D錯誤。

故選BCo

3.（2022?全國?高考真題）（多選）質(zhì)量為1kg的物塊在水平力廠的作用下由靜止開始在水平地面上做直

線運動，歹與時間，的關(guān)系如圖所示。已知物塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2,重力加速度大小取g=10m/s2。

則（）

6/22

6/S

;

，

A.4s時物塊的動能為零

B.6s時物塊回到初始位置

C.3s時物塊的動量為12kg?m/s

D.0?6s時間內(nèi)尸對物塊所做的功為40J

【考點】力學(xué)三大觀點的理解、辨析與選用

【答案】AD

【詳解】物塊與地面間的摩擦力為/=〃"?g=2N

AC.對物塊從0~3s內(nèi)由動量定理可知（尸-/）乙=加丫3，即（4-2）x3=lxV3,得匕=6m/s,3s時物塊的動

量為p==6kg-m/s,設(shè)3s后經(jīng)過時間t物塊的速度減為0,由動量定理可得-（尸+/"=0-/丫3，即

-（4+2）/=0-1x6,解得f=ls,所以物塊在4s時速度減為0,則此時物塊的動能也為0,故A正確，C

錯誤；

B.0~3s物塊發(fā)生的位移為制，由動能定理可得（尸-7）占=；機(jī)4，即（4-2）±=；X1X62,得項=9m,

3s~4s過程中，對物塊由動能定理可得-（尸+）凡=0w；,即-（4+2）X2=0-；xlx62,得％=3m,

4s~6s物塊開始反向運動，物塊的加速度大小為。=￡"=2m/s2,發(fā)生的位移為

m

2

x3=1-x2x2m=4m<x1+x2,即6s時物塊沒有回到初始位置，故B錯誤；

D.物塊在6s時的速度大小為V6=2x2m/s=4m/s,0?6s拉力所做的功為匹=（4x9-4x3+4x4）J=40J

故D正確。

故選ADo

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命題預(yù)測T

1.（2025?全國?模擬預(yù)測）粗糙水平地面上靜置一質(zhì)量為2kg的小物體，某時刻對小物體施加一沿水平方

向的外力，之后該物體的速度和施加的水平外力做的功隨時間變化的規(guī)律如圖1、2所示，g取lOm/sz,外

力方向不變，下列說法正確的是（）

A.物體運動過程的最大動能為120J

B.物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.4

C.整個運動過程摩擦力的平均功率大小為24W

D.整個運動過程水平外力的總沖量大小為50N?s

【答案】C

【詳解】BD.根據(jù)圖1可知物體先做勻加速直線運動后做勻減速直線運動，根據(jù)圖2可知:=4s后施加

的水平外力的功不發(fā)生變化，貝篙=4s時外力被撤去。對物體由牛頓第二定律有尸一〃〃陪=用『，

〃叫=加乎，聯(lián)立可得F=25"mg,對物體的加速過程有W=F[〃醫(yī)｝:=240J,解得〃=0.2,（另

一解不符合題意，舍去），根據(jù)以上分析可知尸=10N,則整個運動過程水平外力的總沖量大小為

瑪=40N-s,BD錯誤。

A.根據(jù)〃mg=7皿，可得%=12m/s,則物體的最大動能為Ekm=；mv：=144J,A錯誤。

*22

C.全過程的總位移為A*"+幻=60m,整個過程摩擦力的平均功率大小為A=：^=24W,c正

確。

故選C。

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2.（2024?四川成都?模擬預(yù)測）剛結(jié)束的巴黎奧運會，跳水運動員全紅嬋以絕對實力奪得女子跳水十米臺

冠軍，衛(wèi)冕成功。從全紅嬋起跳到入水，若整個運動過程空氣阻力忽略不計，下列說法正確的是（）

A.運動員在最高點時的速度為零

B.起跳過程中，跳臺對運動員的支持力做正功

C.運動員由靜止起跳到最高點的過程中機(jī)械能不守恒

D.起跳過程跳臺對運動員作用力的沖量等于運動員動量的變化量

【答案】C

【詳解】A.運動員做斜拋運動，水平方向做勻速直線運動，可知，運動員在最高點時的速度不為零，

故A錯誤；

B.起跳過程中，當(dāng)跳臺對運動員有支持力時，此時運動員位移為0,所以支持力對運動員不做功，故B

錯誤；

C.運動員由靜止起跳到最高點的過程中，消耗了人體的生物能，生物能轉(zhuǎn)化為運動員的機(jī)械能，可知,

運動員由靜止起跳到最高點的過程中機(jī)械能不守恒，故c正確；

D.起跳過程，以豎直向上為正方向，重力沖量為負(fù)值，根據(jù)動量定理有/跳-/重=切，解得/跳=/重+△2,

可知，跳臺對運動員作用力的沖量大于運動員動量的變化量，故D錯誤。

故選C。

3.（2024?廣東廣州?一模）2023年10月，杭州亞運會蹦床項目比賽在黃龍體育中心體育館舉行。如圖是

運動員到達(dá)最高點。后，豎直下落到/點接觸蹦床，接著運動到最低點C的情景，其中8點為運動員靜止

在蹦床時的位置。不計空氣阻力，運動員可看成質(zhì)點。運動員從最高點。下落到最低點C的過程中，運動員

A.在。/段動量守恒

B.從/到C的過程中，運動員的加速度先增大后減小

C.在NC段的動量變化量等于/C段彈力的沖量

D.在。點時，運動員的動能和蹦床的彈性勢能之和最大

9/22

【答案】D

【詳解】A.從。到N的過程中，運動員受重力作用，故動量不守恒，故A錯誤;

B.從/到C的過程中，則開始彈力小于重力，則有機(jī)g-尸彈=/。，隨著彈力增大，加速度減小；過8

點后彈力大于重力，則有與單一冽g=冽。，隨著彈力增大，加速度增大，所以運動員的加速度先減小后增

大，故B錯誤;

C.根據(jù)動量定理有/合=9，可知在/C段的動量變化量等于/C段彈力沖量與重力沖量的矢量和，故C

錯誤；

D.整個過程蹦床和運動員組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，在C點運動員的重力勢能最小，故運動員的動能和

蹦床的彈性勢能之和最大，故D正確。

故選D。

4.（2024?四川成都?三模）（多選）四川是一個多山的省份，某些地方雨季可能出現(xiàn)石塊順著山坡滑下的

現(xiàn)象，附近居民要增強(qiáng)預(yù)防意識，避免對生產(chǎn)生活產(chǎn)生危害。如圖所示，一個質(zhì)量為加、可視為質(zhì)點的石

塊由于某種原因從A點由靜止開始沿固定、粗糙、堅硬且可視為平面的山坡加速滑下（途中未與其它物體

發(fā)生碰撞），最后到達(dá)地面BC。已知山坡的傾角為A點到地面的高度為〃，重力加速度大小為g。在

此過程中，關(guān)于石塊的運動分析，下列說法中正確的是（）

A.石塊所受重力對石塊做的功為加B.石塊所受重力對石塊的沖量大小為機(jī)g.

C.石塊所受支持力對石塊做的功為零D.石塊所受支持力對石塊的沖量為零

【答案】AC

【詳解】A.石塊所受重力對石塊做的功為叫=^g〃，故A正確;

B.對石塊，根據(jù)牛頓第二定律加gsine-/=7wa,解得a=gsine-/<gsin。，根據(jù)運動學(xué)公式可知

m

上『=工,解得"匚衛(wèi)］,石塊所受重力對石塊的沖量大小為及=二〉mg廬

2sin，'gsin，'gsin"'g

故B錯誤；

C.支持力與運動方向垂直，所以石塊所受支持力對石塊做的功為零，故C正確；

D.支持力作用時間不為零，則石塊所受支持力對石塊的沖量不為零，故D錯誤。

故選AC=

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5.（2024?廣東茂名?模擬預(yù)測）（多選）一輛玩具汽車在水平地面上做直線運動，其速度v與時間，的關(guān)系

如圖所示。已知玩具汽車的質(zhì)量為2kg,運動過程中受到的阻力/始終為車重的0.1倍，重力加速度

g=10m/s2,下列說法正確的是（）

A.f=3s時汽車的加速度開始反向

B.0~3s時間內(nèi)牽引力的沖量大小為18N-S

C.3~4s時間內(nèi)因剎車額外產(chǎn)生的制動力的大小為12N

D.0~6s時間內(nèi)汽車克服阻力/做的功為32J

【答案】ABD

【詳解】A.由V—圖像可得，Q3s時斜率由正值變?yōu)樨?fù)值，所以"3s時汽車的加速度開始反向，故A

正確；

B.0~3s時間內(nèi)，由動量定理可得/-O.lmg4=冽匕，其中％=3s,=6m/s,解得0~3s時間內(nèi)牽引

力的沖量大小為/=18N-S,故B正確；

C.3~4s時間內(nèi)由圖像可知加速度大小。=6m/s，由牛頓第二定律可得尸+0」機(jī)g=掰。，計算可得因

剎車額外產(chǎn)生的制動力的大小為10N,故C錯誤；

D.V7圖像與時間軸圍成的面積表示位移，0：4s時間內(nèi)汽車的位移大小片=12m,克服阻力;■做的功

為％=O.lmgx,=24J,4~6s時間內(nèi)汽車的位移大小x2=4m,克服阻力/1做的功為W'=0.1mgx2=8J,

0~6s時間內(nèi)克服阻力/做的功為匕總=24J+8J=32J,故D正確。

故選ABD。

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難點突破力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問題

核心精講=1

考點］用力學(xué)

1.進(jìn)行正確的受力分析，劃分運動過程，明確各過程的運動特點。

2.當(dāng)物體受到恒力作用，而且涉及時間「基二狀態(tài)時，一般選用動力學(xué)方法。

3.當(dāng)涉及功，能“位移時，一般選用動能定理」能建。

4.在光滑的平面或曲面上的運動，還有不計阻力的拋體運動，機(jī)械能一定守恒；碰撞過程、子彈打木塊、

不受其他外力作用的兩物體相互作用問題，一般考慮用動量守恒定律分析。

5.如含摩擦生熱問題，則考慮用能量堂恒定律分析。

6.分析含理黃問題時，注意分析含彈簧系統(tǒng)的運動情況型能量轉(zhuǎn)化情況。如果兩物體中間加一彈簧，若系

統(tǒng)所受外力的合力為零，則系統(tǒng)的動量守恒，當(dāng)兩物體速度相等時彈簧最長或最短。若涉及彈性勢能與其

他形式的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化，則轉(zhuǎn)化過程遵循能量守恒定律。

真題研析1

1.(2024?天津?高考真題)如圖所示，光滑半圓軌道直徑沿豎直方向，最低點與水平面相切。對靜置于軌

道最低點的小球A施加水平向左的瞬時沖量/,A沿軌道運動到最高點時，與用輕繩懸掛的靜止小球B正

碰并粘在一起。已知/=1.8NSA、B的質(zhì)量分別為aN=0.3kg、機(jī)￡=0.1kg,軌道半徑和繩長均為R=0.5

m,兩球均視為質(zhì)點，輕繩不可伸長，重力加速度g取10m/s2,不計空氣阻力。求：

(1)與B碰前瞬間A的速度大??；

(2)A、B碰后瞬間輕繩的拉力大小。

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【考點】力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問題

【答案】（l）4m/s（2）11.2N

【詳解】（1）根據(jù)題意，設(shè)小球A從最低點開始運動時的速度為vo,由動量定理有/=

設(shè)與B碰前瞬間A的速度大小v,從最低點到最高點，由動能定理有-〃ZAg，2R=g皿AV?加A"；

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得v=4m/s

（2）A與用輕繩懸掛的靜止小球B正碰并粘在一起，由動量守恒定律有加AV=（^A+加B"共

設(shè)A、B碰后瞬間輕繩的拉力大小為R由牛頓第二定律有尸-（加人+加8）8=（加A

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得尸=1L2N

2.（2024?浙江?高考真題）一彈射游戲裝置豎直截面如圖所示，固定的光滑水平直軌道半徑為R的光

滑螺旋圓形軌道8Q）、光滑水平直軌道DE平滑連接。長為￡、質(zhì)量為M的平板緊靠長為d的固定凹槽EFGH

側(cè)壁環(huán)放置，平板上表面與。即齊平。將一質(zhì)量為加的小滑塊從/端彈射，經(jīng)過軌道BCD后滑上平板

并帶動平板一起運動，平板到達(dá)“G即被鎖定。已知7?=0.5m,d=4Am,￡=1.8m,M=m=O.lkg,平板與滑

塊間的動摩擦因數(shù)心=0.6、與凹槽水平底面尸G間的動摩擦因數(shù)為〃2?；瑝K視為質(zhì)點，不計空氣阻力，最大

靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g=10m/s2。

（1）滑塊恰好能通過圓形軌道最高點C時，求滑塊離開彈簧時速度vo的大??；

（2）若〃尸0,滑塊恰好過C點后，求平板加速至與滑塊共速時系統(tǒng)損耗的機(jī)械能；

（3）若〃尸0.1,滑塊能到達(dá)〃點，求其離開彈簧時的最大速度》“。

【考點】力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問題

【答案】（1）5m/s；（2）0.625J；（3）6m/s

【詳解】（1）滑塊恰好能通過圓形軌道最高點C時機(jī)g=M

從滑塊離開彈簧到C過程，根據(jù)動能定理-2根-1^2

解得%=5m/s

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(2)平板加速至與滑塊共速過程，根據(jù)動量守恒機(jī)力=(河+加)4

根能量守恒A￡=7”)v共2

解得A￡=：J

o

(3)若〃2=0.1,平板與滑塊相互作用過程中，加速度分別為

ax=〃ig=6m/s2

A1mg-^2(A/+m)g=4in/s2

2M

共速后，共同加速度大小為。3=〃2g=lm/s2

考慮滑塊可能一直減速直到H,也可能先與木板共速然后共同減速;

假設(shè)先與木板共速然后共同減速，則共速過程丫=%-。%=g4

共速過程，滑塊、木板位移分別為

共速時，相對位移應(yīng)為Ax=Z=X1-%

解得XE=6m/s,v=2.4m/s

隨后共同減速X3=4-再=1.88m

到達(dá)H速度vH=Jv?_2%三=V2m/s

說明可以到達(dá)X,因此假設(shè)成立，若滑塊初速度再增大，則會從木板右側(cè)掉落。

3.(2024?貴州?高考真題)如圖，半徑為夫=L8m的四分之一光滑圓軌道固定在豎直平面內(nèi)，其末端與水

平地面9相切于P點，PN的長度d=2.7m。一長為￡=3.3m的水平傳送帶以恒定速率v°=lm/s逆時針轉(zhuǎn)

動，其右端與地面在“點無縫對接。物塊。從圓軌道頂端由靜止釋放，沿軌道下滑至P點，再向左做直線

運動至M點與靜止的物塊6發(fā)生彈性正碰，碰撞時間極短。碰撞后6向左運動到達(dá)傳送帶的左端N時，瞬

間給6—水平向右的沖量/,其大小為6N?s。以后每隔△/=0.6s給6一相同的瞬時沖量/,直到6離開傳送

帶。己知。的質(zhì)量為色,=1kg,6的質(zhì)量為%=2kg,它們均可視為質(zhì)點。a、6與地面及傳送帶間的動摩擦因

數(shù)均為〃=0.5,取重力加速度大小g=10m/s2。求:

(1).運動到圓軌道底端時軌道對它的支持力大??；

(2紡從M運動到N的時間；

(3汝從N運動到M的過程中與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量。

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【考點】力學(xué)三大觀點解決力學(xué)綜合問題

【答案】⑴30N(2)3.2s(3)95J

【詳解】(1)。從靜止釋放到圓軌道底端過程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律?=

在尸點，設(shè)軌道對它的支持力大小為N,根據(jù)牛頓第二定律N-叫g(shù)=也正

R

聯(lián)立解得N=30N

(2)。從靜止釋放到“點過程中，根據(jù)動能定理機(jī)“gA-〃也gd=；%說-0

解得VM=3m/s

。與6發(fā)生彈性碰撞的過程，根據(jù)動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律有

mVmV+mV

aM=aabb

gm.vj=+""J；

解得vA=2m/s

6滑上傳送帶后，根據(jù)牛頓第二定律〃叫g(shù)=%。

解得a-5m/s2

b的速度減小到與傳送帶速度相等所需的時間4=迄二為=0.2s

a

對地位移x="+"?tx=0.3m

2

此后6做勻速直線運動，6到達(dá)傳送帶最左端還需要的時間/2===3s

%

b從M運動到N的時間％=%+%2=3.2S

(3)設(shè)向右為正方向，瞬間給b—水平向右的沖量，對6根據(jù)動量定理/=加心-(-?%)

解得v=2m/s

6向右減速到零所需的時間右=上=04s

a

然后向左加速到%所需的時間，4=%"=0-2s

a

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可得4=

6在△，時間內(nèi)向右運動的距禺Ax=74—U,‘4=0.3m

循環(huán)10次后6向右運動的距離，=10?Ax=3m

每一次相對傳動帶運動的路程s=；?匕+。=0.9m

b仄N向右運動3m的過程中b與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量0=104?gs=90J

然后6繼續(xù)向右減速運動，根據(jù)運動學(xué)公式以-;。1=工-7

解得［0.2s

此過程，6相對傳動帶運動的路程s'=￡-x'+v（/5=0-5m

此過程中6與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量0=〃%gs'=5J

b從N運動到M的過程中與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量。=0+2=95J

命題預(yù)測飛

1.（2024?浙江寧波?模擬預(yù)測）一固定裝置由水平的光滑直軌道/2、傾角為8=37。的光滑直軌道2C、圓

弧管道（圓心角為。=37。）CD組成，軌道間平滑連接，其豎直截面如圖所示。2。的長度￡=1.5m,圓弧

管道半徑夫=1.0m（忽略管道內(nèi)徑大?。?，。和圓心。在同一豎直線上。軌道N3C。末端。的右側(cè)緊靠著

光滑水平地面放置的一輕質(zhì)木板，小物塊啊在木板最左端緊挨著管道出口。，板右上方有一水平位置可調(diào)

節(jié)的擋板尸，小物塊啊靜止于木板右端?，F(xiàn)有一質(zhì)量為叫可視為質(zhì)點的物體，從/端彈射獲得Ek=65J的

動能后，經(jīng)軌道水平滑到。點，并與小物塊%發(fā)生彈性碰撞，經(jīng)過一段時間后叫和右側(cè)擋板發(fā)生彈

性碰撞，整個運動過程中叫、巧未發(fā)生碰撞，陽與擋板尸碰撞后均反向彈回，碰撞前后瞬間速度大小相

等。已知加2、嗎與木板間的動摩擦因數(shù)〃均為0.2,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，=m2=1kg,m}=2kg,

12

g=10m/so試求：

（1）求滑塊叫到達(dá)。點時對軌道的作用力；

（2）若整個運動過程中嗎只與擋板碰撞1次，且返回后最終加2、加3停止了運動，求最初啊與擋板尸的水平

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距離;

(3)調(diào)節(jié)加3與擋板尸的水平距離，使整個運動過程中加3與擋板總共碰撞2次，且最終加2、加3停止了運動,

求整個運動經(jīng)過的時間t和此過程最初叫與擋板「的水平距離。

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【答案】(1)1N,方向豎直向下(2)/111(3)---m,1.5s

32128

【詳解】(1)根據(jù)動能定理，貝U有-%g(￡sine+R-Rcos6)=g/丹-紇

可解得v°=3m/s

在。點列圓周運動的方程，則有叫g(shù)-N=?j]￡

可解得N=1N

根據(jù)牛頓第三定律可知，滑塊對軌道的作用力方向豎直向下，大小為1N。

(2)發(fā)生彈性碰撞，則有

mV

=W1V1+22

—1m,v2=—1m,v2+—12

2。2122

可解得％=Vz)=3ni/s

根據(jù)動量守恒，在與擋板P碰撞前的過程中，則有m2V2=m2V4+m3V3

在與擋板。碰后直到停止的過程中，根據(jù)動量守恒，則有加2V4-加3匕=。

可解得v3=0.75m/s,v4=l-5m/s

對小物塊啊和輕質(zhì)木板整體列動能定理，則有〃%=

9

可解得x=^m

32

(3)根據(jù)動量守恒，在與擋板尸第一次碰撞前的過程中，則有加2彩=%%+加3V6

從第一次碰撞后，到第二次碰撞的過程中，對于小物塊外和輕質(zhì)木板整體根據(jù)牛頓第二定律，則有

ma

〃加g2=3\

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可解得/=lm/s2

對于小物塊加3根據(jù)運動學(xué)公式，貝1J有0=為力-匕=%-印o

可解得匕=丫6

對于小物塊嗎根據(jù)牛頓第二定律，則有=m2a2

可解得的=2m/s2

對于小物塊加2根據(jù)運動學(xué)公式，則有為

對于第二次碰撞到停止的過程中，根據(jù)動量守恒，則有加2%-加3%=0

3

綜上所述，可解得%=?m/s

O

對小物塊加3和輕質(zhì)木板整體列動能定理，則有g(shù)±=1?加

9

可解得玉=-m

128

對于加2整個過程列動量定理，則有-M小2卬=瓶2（°-丫2）

可解得，=1.5s

2.（2024?河北邯鄲?模擬預(yù)測）如圖所示，一小車置于光滑水平面上，輕質(zhì)彈簧右端固定在豎直墻壁上，

左端與物塊b接觸但不拴接，小車質(zhì)量M