高中物理 加强练习第七章　76.“三大观点”解决动力学问题

76.“三大观点”解决动力学问题(分值：25分)1、2题每题5分1.(多选)(2026·湖北十堰市检测)如图所示，竖直放置的轻弹簧下端固定在地上，上端与质量为m的钢板连接，钢板处于静止状态。一个质量也为m的物块从钢板正上方高为h处的P点自由落下，打在钢板上并与钢板一起向下运动x0后到达最低点Q，重力加速度为g，忽略空气阻力。忽略钢板的厚度。下列说法正确的是()A.物块与钢板碰后瞬间的速度大小为2B.物块与钢板碰后瞬间的速度大小为2C.整个过程中，弹簧弹性势能的增加量为mg(2x0+h2D.整个过程中，弹簧弹性势能的增加量为mg(2x0+h)答案BC解析物块下落h，由机械能守恒定律得mgh=12mv12，物块与钢板碰撞，以竖直向下的方向为正方向，由动量守恒定律得mv1=2mv2，解得v2=12v1=2gh2，选项A错误，B正确；从碰撞到Q点，由能量守恒定律可知12×2mv22+2mgx0=ΔEp，则弹性势能的增加量为ΔEp=mg(2x2.(多选)(2025·湖北武汉市模拟)如图，水平传送带上表面的右侧，与一竖直的光滑半圆轨道底端相接，在半圆轨道下端O放一质量为m的滑块A。传送带以速率v0沿顺时针转动，在传送带的左端轻轻放上一个质量也为m的滑块B。滑块与传送带的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，滑块B以速度v0与A发生弹性碰撞，A、B均可视为质点，则()A.传送带至少长vB.要保证被撞后的滑块A能沿圆弧轨道运动，圆弧轨道的半径最大为vC.滑块B第一次在传送带上运动达到传送带速度所需时间t1=vD.若A与B能在O点发生多次碰撞，则当A与B发生第三次碰撞时，产生的总内能为52m答案ACD解析滑块B在传送带上滑动，根据牛顿第二定律有μmg=ma，可得滑块B的加速度大小为a=μg，则滑块B加速到v0时的位移为x=v022a=v022μg，则传送带至少长v022μg，故A正确；滑块B以速度v0与A发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有mv0=mv1+mv2，根据机械能守恒定律有12mv02=12mv12+12mv22，解得碰撞后A、B的速度大小分别为v1=v0，v2=0，滑块A恰好能滑到圆弧最高点时，根据牛顿第二定律有mg=mv2R，从碰撞后瞬间到滑块A运动到圆弧最高点，根据机械能守恒定律有12mv12=12mv2+mg·2R，解得R=v025g，则要保证被撞后的滑块A能沿圆弧轨道运动，圆弧轨道的半径最大为v025g，如果滑块A的最高点低于圆弧圆心，则半径可以无限大，故B错误；滑块B第一次在传送带上运动达到传送带速度所需时间为t1=v0a=v0μg，故C正确；滑块B第一次在传送带上加速运动的位移大小为x1=12at12=v022μg，传送带的路程为s1=v0t1=v02μg，相对位移大小为Δx1=s1-x1=v022μg，产生的内能为Q1=μmg·Δx1=12mv02，第一次碰撞后B静止，A滑上圆弧后又滑回来与B发生碰撞，根据机械能守恒定律可知，A滑上圆弧后又滑回来的速度大小仍然为v0，由上述分析可知，与B发生第二次碰撞后，A的速度为零，B的速度大小为v0，方向水平向左，然后B在传送带上做减速运动，直到速度为零，则减速的时间为t2=v0a=v0μg，减速的位移大小为x2=12at223.(15分)如图所示，某玩具滑道装置是由水平轨道OA、倾斜轨道AB、水平轨道BC、半圆弧轨道CD组成，整个轨道在同一竖直平面内且各部分之间均平滑连接。质量m2=0.01kg的滑块Q静止于水平轨道的O点。长度l=0.375m、不可伸长的轻绳一端固定在O1点，一端与质量m1=0.03kg的物块P相连，物块P静止时恰好与水平轨道OA及滑块Q接触但无相互作用力。现将物块P拉至左侧某一位置由静止释放，物块P绕O1点做圆周运动至最低点时轻绳恰好被拉断，之后与滑块Q发生弹性碰撞，碰撞后滑块Q恰好能够通过竖直半圆弧轨道最高点D。已知半圆弧轨道CD的圆心为O2、半径R=0.1m，水平轨道OA与水平轨道BC之间的竖直距离h=0.2m，物块P、滑块Q均可以视为质点，不计任何阻力，重力加速度g取10m/s2。求：(1)(5分)碰撞后瞬间滑块Q的速度大小；(2)(5分)碰撞后物块P沿轨道上升的最大高度；(3)(5分)轻绳能承受的最大拉力大小。答案(1)3m/s(2)0.05m(3)0.62N解析(1)碰撞后滑块Q恰好能够通过半圆弧轨道最高点D，即滑块Q在D点时，重力恰好提供向心力m2g=m2v解得vD=1m/s设滑块Q碰撞后瞬间的速度大小为v2，滑块Q从O点到D点，根据动能定理-m2g(h+2R)=12m2vD2-1代入数据解得v2=3m/s(2)设碰撞前物块P的速度大小为v0，碰后的速度大小为v1，物块P与滑块Q发生弹性碰撞，则m1v0=m1v1+m2v212m1v02=12m1v1解得v0=2m/s，v1=1m/s设碰撞后物块P沿轨道上升的最大高度为h1，假设此时物块P在斜面上，根据动能定理-m1gh1=0-12m1解得h1=0