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

考點規(guī)范練29力學(xué)三大觀點的綜合應(yīng)用一、單項選擇題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,車的右端固定一個輕質(zhì)彈簧,現(xiàn)給木塊一個水平向右的瞬時沖量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)小車的左端而相對小車靜止,則下列說法正確的是()A.木塊m的運動速度最小時,系統(tǒng)的彈性勢能最大B.木塊m所受的彈力和摩擦力始終對m做負(fù)功C.平板小車m0的速度先增大后減小,木塊m的運動速度先減小后增大D.由于彈簧的彈力對木塊m和平板小車m0組成的系統(tǒng)是內(nèi)力,故系統(tǒng)的動量和機械能均守恒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。在上述過程中彈簧具有的最大彈性勢能為()A.3 JB.4 JC.6 JD.20 J3.(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時間后壓縮量為x,此時速度為v;再經(jīng)過極短的時間t,物體運動的位移為x,速度的變化量為v,物體動能的變化量為E。則下列關(guān)系式不正確的是()A.v=xtB.v=kxtmC.kxvt=12m(v02-v2)D.kxvt=-E4.(2018·山東濟(jì)寧期末)如圖所示,一質(zhì)量為m0=3.0 kg的長木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一個質(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開始向左運動,B開始向右運動,A始終沒有滑離B。在A做加速運動的時間內(nèi),B的速度大小可能是()A.1.8 m/sB.2.4 m/sC.2.8 m/sD.3.0 m/s5.(2018·安徽黃山模擬)小球A、B在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動,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/sB.vA'=2 m/s,vB'=4 m/sC.vA'=-4 m/s,vB'=7 m/sD.vA'=7 m/s,vB'=1.5 m/s二、多項選擇題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,與水平方向的夾角為。一個質(zhì)量為m的小物塊從斜面底端沿斜面向上以初速度v0開始運動。當(dāng)小物塊沿斜面向上運動到最高點時,速度大小為v,距地面高度為h,則下列關(guān)系式正確的是()A.mv0=(m+m0)vB.mv0cos =(m+m0)vC.mgh=12m(v0sin )2D.mgh+12(m+m0)v2=12mv027.(2018·廣東省七校聯(lián)考)如圖所示,圖甲表示光滑平臺上的物體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;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上表面的動摩擦因數(shù)D.小車B獲得的動能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(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,另一個小球A質(zhì)量為m2,小球A以v0=6 m/s 的速度向B運動,并與B發(fā)生彈性碰撞,不計一切摩擦,小球均視為質(zhì)點,則()A.B的最大速率為4 m/sB.B運動到最高點時的速率為34 m/sC.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。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)分別靜止在水平地面上A、C兩點。P在按圖乙所示隨時間變化的水平力F作用下由靜止開始向右運動,3 s末撤去力F,此時P運動到B點,之后繼續(xù)滑行并與Q發(fā)生彈性碰撞。已知B、C兩點間的距離l=3.75 m,P、Q與地面間的動摩擦因數(shù)均為=0.2,g取10 m/s2,求:甲乙(1)P到達(dá)B點時的速度大小v及其與Q碰撞前瞬間的速度大小v1;(2)Q運動的時間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 kg的物塊B,A與B均可視為質(zhì)點,物塊A、B相距l(xiāng)0=0.4 m,A、B間系一長l=1.0 m的輕質(zhì)細(xì)繩,開始時A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示?，F(xiàn)對物塊B施加一個水平向右的恒力F=5 N,物塊B運動一段時間后,繩在短暫時間內(nèi)被拉斷,繩斷后經(jīng)時間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)繩拉斷過程繩對物塊B的沖量I的大小;(3)繩拉斷過程繩對物塊A所做的功W?？键c規(guī)范練29力學(xué)三大觀點的綜合應(yīng)用1.C解析m向右壓縮彈簧開始,做減速運動,小車做加速運動,當(dāng)兩者向右速度相等時,彈簧壓縮至最短,彈性勢能最大,然后m繼續(xù)做減速運動,m0繼續(xù)做加速運動,彈性勢能減少,故A錯誤;木塊m所受的摩擦力先對木塊做負(fù)功,后做正功,故B錯誤;m向右運動到開始壓縮彈簧以及彈簧恢復(fù)原長的過程中,平板車的速度一直增大,彈簧恢復(fù)原長后,由于m的速度小于m0的速度,m做加速運動,m0做減速運動,最終兩者速度相等,可知整個過程,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)的動量守恒,由于摩擦產(chǎn)生內(nèi)能,則機械能不守恒,故D錯誤。2.A解析設(shè)鐵塊與木板共速時速度大小為v,鐵塊相對木板向右運動的最大距離為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最短時,由能量守恒可得12mv02=Ffl+12(m0+m)v2+Ep。由動量守恒,得mv0=(m0+m)v。從鐵塊開始運動到最后停在木板左端過程,由能量關(guān)系得12mv02=2Ffl+12(m0+m)v2。聯(lián)立解得Ep=3J,故選項A正確。3.C解析因為經(jīng)過極短時間,可認(rèn)為t0,故v=xt,故A正確;根據(jù)動量定理,有Ft=mv;根據(jù)胡克定律,有F=kx,聯(lián)立解得v=kxtm,故B正確;根據(jù)動能定理,對壓縮的整個過程,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動,所以xvt,故C錯誤;對壓縮x過程,有-F·vt=12m(v-v)2-12mv2=E,根據(jù)胡克定律,有F=kx;聯(lián)立解得kxvt=-E,故D正確。4.B解析A先向左減速到零,再向右做加速運動,在此期間,B做減速運動,最終它們保持相對靜止,設(shè)A減速到零時,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做加速運動的時間內(nèi),B的速度大小應(yīng)大于2m/s且小于83m/s,只有選項B正確。5.B解析首先判斷動量是否守恒,經(jīng)過計算,四個選項均滿足動量守恒;然后判斷機械能變化,碰前系統(tǒng)的動能Ek=12mAvA2+12mBvB2=22J,因為動能不增加,所以碰后系統(tǒng)的動能Ek'=12mAvA'2+12mBvB'222J,滿足條件的有選項A和B,排除選項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A,故B正確。6.BD解析小物塊上升到最高點時,速度與楔形物體的速度相同,二者組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒,全過程機械能也守恒。以向右為正方向,在小物塊上升過程中,由水平方向系統(tǒng)動量守恒得mv0cos=(m+m0)v,故A錯誤,B正確;系統(tǒng)機械能守恒,由機械能守恒定律得mgh+12(m+m0)v2=12mv02,故C錯誤,D正確。7.BC解析由圖像可知,A滑上B后,A、B最終以共同速度v1勻速運動,因不知最終A、B間位置關(guān)系,不能確定小車上表面長度,選項A錯誤;由動量守恒定律得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B正確;由題圖乙知道A相對小車B的位移x=12v0t1,根據(jù)能量守恒定律有mAgx=12mAv02-12(mA+mB)v12,結(jié)合mAmB=v1v0-v1可以解出動摩擦因數(shù),選項C正確;由于小車B的質(zhì)量不可知,故不能確定小車B獲得的動能,選項D錯誤。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)動量守恒定律和機械能守恒定律得m2v0=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A正確;B沖上C并運動到最高點時二者共速,設(shè)為v,則mvB=(m+2m)v,得v=43m/s,選項B錯誤;從B沖上C然后又滑下的過程,設(shè)B、C分離時速度分別為vB'、vC',由水平方向動量守恒有mvB=mvB'+2mvC',由機械能守恒有12·mvB2=12·mvB'2+12·2mvC'2,聯(lián)立解得vB'=-43m/s,由于|vB'|<|vA|,所以二者不會再次發(fā)生碰撞,選項C錯誤,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,設(shè)物塊的速度大小為v,A的速度大小為vA,由機械能守恒定律和動量守恒定律得mgh=12mv2-12m1vA2m1vA=mv設(shè)物塊在劈B上能夠達(dá)到的最大高度為h',此時物塊和劈B的共同速度大小為v',由機械能守恒定律和動量守恒定律得mgh'+12(m2+m)v'2=12mv2mv=(m2+m)v'聯(lián)立式解得h'=m1m2(m1+m)(m2+m)h。答案m1m2(m1+m)(m2+m)h10.解析(1)在03s內(nèi),以向右為正方向,對P由動量定理有F1t1+F2t2-mg(t1+t2)=mv-0其中F1=2N,F2=3N,t1=2s,t2=1s解得v=8m/s設(shè)P在B、C兩點間滑行的加速度大小為a,由牛頓第二定律有mg=maP在B、C兩點間做勻減速直線運動,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'+mv212mv12=12mv1'2+12mv22碰撞后Q做勻減速直線運動,有:mg=ma't=v2a'解得t=3.5s。答案(1)8 m/s7 m/s(2)3.5 s11.解析(1)繩子斷之后對B研究,對應(yīng)用動量定理得Ft=mBvt-mBvB解得vB=1m/s。(2)繩子斷之前對B應(yīng)用動能定理F(l-l0)=12mBv02-0繩拉斷過程,對B應(yīng)用動量定理得I=mBvB-mBv0解得I=-1.5N·s即繩對B的沖量大小為1.5N·s。(3)繩拉斷過程,取向右為正方向,由動量守恒定律得mBv0=mBvB+mAvA繩拉斷過程繩對物塊A所做的功W=12mAvA2解得W=0.45J。答案(1)1 m/s(2)1.5 N·s(3)0.45 J6