高中物理类型题归纳

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高中物理类型题归纳

（一）

2023．10．4于天津

1、（2023?天津）如下图，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA=4kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力微小，可以忽略

不计，可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB=2kg，现对A施加一个水平向右的恒力F=10N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t=0.6s，二者的速度达到vt=2m/s，求

（1）A开始运动时加速度a的大小；

（2）A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；（3）A的上表面长度l．

考点：动量守恒定律；动量定理．专题：动量定理应用专题．

分析：（1）由牛顿其次定律可以求出加速度；（2）由动量定理求出碰撞后的速度；

（3）由动量守恒定律与动能定理可以求出A上表面的长度．解答：解：（1）以A为研究对象，由牛顿其次定律得：F=mAa，

代入数据得：a=2.5m/s2；

（2）A、B碰撞后共同运动过程中，选向右的方向为正，由动量定理得：Ft=（mA+mB）vt-（mA+mB）v，代入数据解得：v=1m/s；

（3）A、B碰撞过程动量守恒，以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mAvA=（mA+mB）v，

A从开始运动到与B发生碰撞前，由动能定理得：Fl=mAvA2-0，

联立并代入数据得：l=0.45m；

答：（1）A开始运动时加速度a的大小为2.5m/s2；（2）A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小为1m/s；（3）A的上表面长度为0.45m．

点评：此题考察了求加速度、速度、A的长度问题，分析明白物体运动过程，应用牛顿其次定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理即可正确解题．

2、如下图，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA=4kg，车长L=0.4m，上表

面不光滑，小车与地面间的摩擦力微小，可以忽略不计．小车以V=1.2m/s在水平地面匀速运动．将可视为质点的物块B无初速度地置于A的最右端，B的质量mB=2kg．AB间的动摩擦因素为u=0.2，AB间的最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力．现对A施加一个水平向右的恒力F作用．（g=10m/s2，所有计算结果保存两位有效数字）（1）要维持小车匀速运动，求F的大小？

（2）当A匀速运动时，求从B放上A至B相对A静止，A发生的位移大小？

（3）要使物块B不从小车A上掉下，求F的大小？

考点：牛顿其次定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：牛顿运动定律综合专题．

分析：（1）对两个物体分别受力分析，根据平衡条件列式分析；

（2）对两个物体分别受力分析，根据牛顿其次定律列式求解加速度，然后根据运动学公式列式求解位移，最终求解相对位移即可；

（3）考虑恰好不掉下的临界状况，得到最大拉力即可．

解答：解：（1）A相对B向右运动，A受到B对它的向左的滑动摩擦力大小为：f=μmBg

要维持A的匀速运动，由平衡条件可知：F=f解得：F=4N

（2）B在滑动摩擦力的作用下做匀加速直线运动，加速度为：aB=μg

从B放上A到B相对A静止，B的运动时间为：

在时间t内，A发生的位移为：S=vt解得：S=0.72m

（3）当外力F达到最大时，A加速，B加速，且B滑动到A的最左端，AB同速；对A：F-μmBg=mAaA

当AB同速时，经历的时间为t1，故：v+aAt1=aBt1

在时间t1内，A发生的位移为SA，B发生的位移为SB，故：

且位移满足：SA-L=SB解得：F=4.8N

当F=4.8N时，共同加速度为：

at＜aB，达到共速后，AB以0.80m/s2的加速度一起匀加速；

F越小，B在A上的相对位移越小，故要使B不从A上滑落，F的取值范围是：0≤F

≤4.8N；

答：（1）要维持小车匀速运动，求F的大小为4N；

（2）当A匀速运动时，求从B放上A至B相对A静止，A发生的位移大小为0.72m；（3）要使物块B不从小车A上掉下，求F的大小范围为：0≤F≤4.8N．

点评：此题关键是分别对两个物体受力分析，然后根据牛顿其次定律列式求解加速度，根据运动学公式分析相对运动状况，不难．

3、（2023?丰台区模拟）如下图，一辆平板小车静止在水

平地面上，小车的右端放置一物块（可视为质点）．已知小车的质量M=4.0kg，长度l=1.0m，其上表面离地面的高度

h=0.80m．物块的质量m=1.0kg，它与小车平板间的动摩擦因数μ=0.20，最大静摩擦力可以认为等于滑动摩擦力．若用水平向右的恒定拉力F=18N拉小车，经过一段时间后，物块从小车左端滑出，在物块滑出瞬间撤掉拉力F，不计小车与地面间的摩擦．取g=10m/s2，求：

（1）拉动小车过程中拉力F所做的功；（2）物块落地时的动能；

（3）物块落地时，物块与小车左端的水平距离．

考点：牛顿其次定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．专题：牛顿运动定律综合专题．

分析：（1）设物块运动的加速度为a1，小车运动的加速度为a2，物块从开始滑动到从小车左端滑出的时间为t，根据牛顿其次定律及运动学基本公式结合几何关系即可求解滑块从小车左端滑出时小车的位移，根据W=Fx即可求解拉动小车过程中拉力F所做的功；

（2）物块滑出后做平抛运动，根据机械能守恒列式即可求解物块落地时的动能；（3）求出物块与小车分开时小车速度，物块与小车分开后向右做平抛运动，根据平抛运动的基本规律结合几何关系即可求解．

解答：解：（1）设物块运动的加速度为a1，小车运动的加速度为a2，物块从开始滑动到从小车左端滑出的时间为t．物块所受摩擦力f=μmg，

根据牛顿其次定律f=ma1，物块的位移x1=a1t2小车所受摩擦力f′=f=μmg，

根据牛顿其次定律F-f′=Ma2，小车的位移x2=a2t2解得物块运动的加速度为a1=2m/s2，小车运动的加速度a2=4m/s2

由如图1所示的几何关系可知x2-x1=l解得滑块在t=1s末从小车左端滑出，

小车的位移x2=a2t2=2m，拉力F所做的功W=Fx2=36J

（2）此时物块的速度大小v1=a1t=2m/s物块滑出后做平抛运动，机械能守恒，mv12+mgh=E1′物块落地时的动能为E1′=10J

（3）物块与小车分开时，小车速度为v2=a2t=4m/s物块与小车分开后向右做平抛运动，设物块做平抛运动的时间为t′，

则

物块做平抛运动的过程中

物块向右的水平位移x1′=v1t′=0.8m小车向右的位移x2′=v2t′=1.6m

由图2所示的几何关系可知，当物块落地时，物块与小车在水平方向上相距x2′-x1′=0.8m

答：（1）拉动小车过程中拉力F所做的功为36J；（2）物块落地时的动能10J；

（3）物块落地时，物块与小车左端的水平距离为0.8m．

点评：此题主要考察了牛顿其次定律、运动学基本公式、平抛运动的基本规律的直接应用，要求同学们能正确分析物体和小车额运动状况，并能结合几何关系求解，难度适中．

4、如下图，A是置于光滑水平面上的表面绝

缘、质量m1=1kg的小车，小车的左端放置有一个可视为质点