2025版高考物理题型分类专项训练：三大观点在力学中的应用

2025版高考物理考点题型归纳总结考点35考点35三大观

点在力学中的应用

强基固本对点练

知识点1动量与动力学观点的综合应用

1.如图甲，质量为m=2kg的小物块放在长木板左端，小物块与长木板间的动摩擦因

数四=0.1.长木板静止在水平面上，右端紧靠竖直墙面，质量为M=0.5kg,与地面间的动

摩擦因数为《2=0.07/=0时刻小物块获得水平向右的初速度%=8m/s,同时给小物块施加

如图乙所示的水平向右的作用力4s时小物块与竖直墙壁发生弹性碰撞，碰撞时间极短.最

终，小物块静止于长木板上某一位置，重力加速度g取10m/s2.求：

(1)4s内水平向右作用力的冲量大小；

(2)小物块与竖直墙碰撞前瞬间速度的大小；

知识点2动量与能量观点的综合应用

2.如图所示，水平轨道与倾角为。的斜面轨道在P点平滑连接，质量为根的小物块B

静止在水平轨道上.用长度为L的不可伸长的细绳将小球A悬挂在小物块B正上方的。点.轻

绳处于水平拉直状态，将小球由静止释放，下摆至最低点与小物块B发生第1次碰撞，碰

后小球速度方向与碰前方向相同，小物块8沿斜面上滑高度等L后返回，然后在水平轨道

上与小球A发生第2次碰撞，且碰撞前小球A速度方向向右.每次碰撞均为弹性碰撞.已

知小球A和小物块2均可视为质点，不计所有摩擦，重力加速度为g,求：

(1)小球A第一次运动到最低时的速度大小；

(2)小球A的质量；

(3)第2次碰撞后小物块B的速度大小；

(4)第2次碰撞后小物块B沿斜面上滑的最大距离.

知识点3力学三大观点的综合应用

3.如图，光滑水平面上有一质量为相=1kg的滑块A静止在尸点，在0点有一质量为

M=2kg、长度为L=0.6m的长木板3,其两侧有固定挡板，在长木板2上最右侧放置一质

量也为M=2kg小物块C,滑块A在外力歹=2N作用下，经过时间f=1.5s到达0点时,

在。点立即撤去外力同时与B发生碰撞.己知小物块C与长木板B间的动摩擦因数为〃=

0.1,所有碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，g=10m/s2,求：

(1)滑块A刚到达0点时的速度；

(2)滑块A与长木板B碰后瞬间，长木板的速度；

(3)物块C最终与长木板B右侧挡板的距离.

C

BJZ

PO

4.[2023•浙江6月]为了探究物体间碰撞特性，设计了如图所示的实验装置.水平直轨

道A3、。和水平传送带平滑无缝连接，两半径均为R=0.4m的四分之一圆周组成的竖直

细圆弧管道DEF与轨道CD和足够长的水平直轨道FG平滑相切连接.质量为3m的滑块b

与质量为2m的滑块c用劲度系数上=100N/m的轻质弹簧连接，静置于轨道FG上.现有质

量m=0.12kg的滑块。以初速度oo=2gm/s从。处进入，经。EF管道后，与FG上的

滑块b碰撞(时间极短).己知传送带长L=0.8m,以。=2m/s的速率顺时针转动，滑块。与

传送带间的动摩擦因数〃=0.5,其它摩擦和阻力均不计，各滑块均可视为质点，弹簧的弹性

势能£p=g履2(尤为形变量).

(1)求滑块a到达圆弧管道DEF最低点F时速度大小迎和所受支持力大小FN;

(2)若滑块a碰后返回到2点时速度独=1m/s,求滑块a、b碰撞过程中损失的机械能NE-,

(3)若滑块a碰到滑块b立即被粘住，求碰撞后弹簧最大长度与最小长度之差Ax

培优提能模拟练

5.[2024•河北省期中联考]如图所示，光滑水平轨道MV右端与半径为R的光滑半圆弧轨

道0N平滑连接.质量分别为mi=2kg和侬=3kg的滑块4B之间夹有少量炸药，静止

在水平轨道MN上(滑块A、2均可视为质点，炸药的质量忽略不计).炸药引爆后释放的化学

能E=30J,全部转化为两滑块的动能，滑块8冲上圆弧轨道，重力加速度取g=10m/s2.

(1)炸药引爆后A、2的动能EkA、EkB各为多大；

(2)若B恰好能通过圆弧轨道的最高点Q,则圆弧轨道的半径R是多大.

6.[2024•河北省邯郸市多校联考]如图甲所示，质量为M=2kg的木板被自动锁定装置

固定在光滑水平面上，质量为%=1kg的木块放置在木板左端，木块与木板之间的动摩擦因

数〃=0.2,现对木块施加一如图乙所示的水平向右的拉力Rf=3s时撤去拉力，同时打开

自动锁定装置，设木板足够长,重力加速度g取lOm/s2,最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力，

求：

(1)3s末物块的速度大小；

(2)3s之后，滑块在木板上滑行的距离.

自动锁定装置

甲

7.[2024•江苏省徐州市抽测]如图所示，静置于光滑水平面上的轨道A由粗糙水平轨道

和半径为R、圆心角为53。的光滑圆弧轨道组成.A最左侧固定一轻弹簧，开始时弹簧处于

压缩状态且被锁定，储存的弹性势能为Ep(Ep未知)，小物块B紧靠在弹簧右侧，到圆弧底

端距离为0.4R.解除弹簧的锁定后，A、8同时开始运动.已知A的质量为2加，2的质量为

m,重力加速度为g,水平轨道与B之间的动摩擦因数为0.5,$山53。=0.8,cos53o=0.6.

(1)若£p=06wgR,求B能上升的最大高度；

(2)若稣=06咫R，求A向左运动的最大位移.

(3)若£p=0.85〃zgK,求B从轨道冲出后上升到最高点的速度.

o.

8.［2024•黑龙江省龙东五地市联考］如图所示，水平地面上固定一个倾角9=30。、长L

=14.4m的光滑斜轨道，斜轨道底部通过一段很小的光滑圆弧与静止在水平地面上、质量为

HIB=1kg的薄木板B平滑连接，B板右侧某处有一质量为人=3kg的薄木板C.现让质量为

磔=1kg的小物块A(可以视为质点)，从斜轨道顶端由静止滑下，物块A滑上木板B后，B

开始向右运动，当A滑到B的右端时，A、B速度刚好相等，而且3、C刚好碰撞，碰撞过

程中无机械能损失，物块A最终恰好不从C上滑下.已知A与2、C间的动摩擦因数均为©

=0.4,B、C与地面间的动摩擦因数均为〃2=01，重力加速度g取lOm*.求：

(1)物块A滑到2的右端时，A、2的速度；

(2)木板8和地面间因摩擦而产生的热量；

(3)木板C的长度.

考点36实验八验证动量守恒定律

强基固本对点练

“2024•江西省临川一中期中考试］某同学利用打点计时器设计了一个验证碰撞过程中

动量守恒的实验.在进行平衡摩擦力的操作之后，他推动粘有橡皮泥的小车甲使其在木板上

做匀速直线运动，然后小车甲与原来静止在前方的小车乙相碰并粘合，之后两车继续做匀速

直线运动，他设计的具体实验装置如下图所示，小车甲后连着纸带，打点计时器打点频率为

50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.

小车橡皮泥小车打点计时器

'■T十.~~'一，』、十……「■

小木片

(1)若实验时打出的纸带如下图所示，测得各计数点间距并标在图中，其中A为小车运

动的起始点，计算小车甲的碰前速度应选段，计算甲乙相碰之后的共同速度应选

段；(以上两空填“48”"8。“'3)”或"0£')

ABDE

8.40।10.50।9.08।6.95

(2)在实验前已经测得小车甲的质量为7"甲=0.2kg,小车乙的质量相乙=0.1kg,则根据

以上测量结果可得：碰前总动量为kg-m/s(结果保留三位小数)；碰后总动量为

kg-m/s(结果保留三位小数).由上述实验结果得到的结论是.

2.[2024•河南省学业质量监测]某同学用如图甲所示的装置通过两球相碰来验证碰撞中

的动量守恒.图中是斜槽，是水平槽，斜槽与水平槽平滑相接，先将小球1从斜槽

轨道上某固定点处由静止释放，落在水平面上的记录纸上留下印迹，重复上述操作多次，根

据小球1落在记录纸上的印迹确定小球1在记录纸上的平均位置尸.再把小球2放在水平槽

的最右端处，让小球1从斜槽轨道上原来的固定点由静止释放，与小球2碰后两小球分别落

在记录纸上留下落点印迹，重复上述操作多次，确定两小球在记录纸上落点的平均位置M、

N.

MPN

单位：cm

OMPN

乙

(1)实验中小球1的质量为加1，半径为厂1；小球2的质量为m2，半径为厂2，则小球的质

量和半径需要满足

A.mm2，n>r2B.mi>m2，n<r2

C.mi>m2)n=72D.mi<m2,n—n

(2)图甲中M点为相撞后小球—(填“1”或“2”)的落点平均位置.正确操作实验后，测量

得出的落点距0点的水平距离，如图乙所示,则在实验误差允许的范围内，詈=_______(填

加2

具体数值)，则相撞中的动量守恒得到验证.

3.[2024•江西省抚州市期中考试]图甲是验证动量守恒定律的装置，气垫导轨上安装了

1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条.

引

H2立

滑

光电门1块A

气垫?轨由-

I遮光条

二-n—连气源

调节旋钮P调节旋钮Q

甲

(1)用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，其读数为cm.

0cm1234

♦-w'y州iliij帅小川

01020

乙

(2)实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道左端

向右运动，发现滑块通过光电门1的时间小于通过光电门2的时间.为使导轨水平，可调节

。使轨道右端(选填“升高”或“降低”)一些；

(3)实验开始前滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位

置.给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为fi，A与B碰撞后A通过光电门1的

时间为t2,B通过光电门2的时间为b为完成该实验，还必需测量的物理量有.

A.滑块A的总质量加1

B.滑块8的总质量初2

C.光电门1到光电门2的间距L

D.滑块A两次经过光电门1的时间t

(4)若在误差允许的范围内满足表达式,则表明两滑块碰撞过程中动

量守恒.

(5)若还满足表达式,则表明两滑块的碰撞为弹性碰撞.

培优提能模拟练

4.[2024•湖北省部分高中联考]如图所示，一圆弧形轨道与水平轨道OP平滑连接，滑块

A和滑块B使用相同材料制成，质量分别为a、m2,用上述装置探究动量守恒定律的实验

步骤如下：

①不放滑块3,让滑块A从圆弧轨道上S点由静止滑下，记录滑块A的停止点。；

②把滑块8静置于水平轨道始端。点，让滑块A仍从S点由静止滑下，分别记录滑块

A和滑块8的停止点；

③测量三个停止点到0点间的距离分别为2.70cm、4.80cm、7.50cm.

(1)步骤②中滑块B的停止点为.(选填“。1”“。2”或“。3”).

(2)若碰撞过程中动量守恒，则滑块A和滑块B的质量之比俄=.

(3)实验中滑块A和滑块8的碰撞________.(选填“是”或“不是")弹性碰撞.

5.[2024•湖北省云学名校联盟联考]某同学用如图所示气垫导轨和压力传感器验证动量

守恒实验，实验步骤如下：

①用托盘天平测出两滑块的质量相1、加2

②将旭2右移，压缩右侧弹簧至一定长度，然后由静止释放加2,使得旭2与电碰撞后反

弹

③记录下m2释放时右侧压力传感器初始读数F0和m2与mi碰撞后左侧压力传感器最大

示数Fi和右侧压力传感器最大示数F2

两侧弹簧的劲度系数都为匕弹簧弹性势能的表达式为%履2,其中公x分别为弹

簧的劲度系数和形变量.

压力传感器压力传感器

气垫导轨5呵

(1)在实验之前还需要进行的实验操作有

A.测量弹簧的原长

B.在使用之前将压力传感器调零

C.测出初始时机1、九2到左右两侧压力传感器的距离

D.记录下根1、"22碰撞后到压缩左右两侧压力传感器到最大示数的时间

⑵为使m2与mi碰撞后反弹，需保证m2_______电(填“〉”"="

(3)如碰前初速度为(用题目所给字母表示