2025年高考物理二轮专题复习课件 08 第一阶段 专题二 微专题3 应用力学三大观点解决多过程问题

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【备考指南】　1．高考对本讲的命题通常结合多物体多过程的直线运动、平抛运动、圆周运动进行考查，命题注重与生产生活情境的融合，综合性强，考查“三大观点”的综合应用。2．要准确理解力学三大规律的内涵及其使用条件，掌握力学三大规律的选用技巧。3．多过程问题的考查是考试的重点，要注意提升结合运动草图条理分析运动过程的能力。
2．力学规律选用的顺序：“两先一后”为了简化求解过程，选择物理规律的顺序一般是：先选用守恒定律(机械能守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律)，再选用定理(动能定理、动量定理)，最后选用牛顿运动定律和运动学公式。
[典例1]　(2024·安徽卷)如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着水平的轨道运动，已知细线长L＝1.25 m。小球质量m＝0.20 kg。物块、小车质量均为M＝0.30 kg。小车上的水平轨道长s＝1.0 m。圆弧轨道半径R＝0.15 m。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。
(1)求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小；(2)求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小；(3)为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围。
[答案]　(1)6 N　(2)4 m/s　(3)0.25≤μ1)在平直路面上匀速行驶时，某一时刻开始刹车，前阶段阻力的大小与速度的大小成正比，即f＝kv，后阶段阻力恒为车重的μ倍，汽车做匀减速运动，重力加速度为g。(1)如果此次刹车的过程中汽电混动汽车动能减小量的η倍被转化为电能，求此次刹车储存多少电能；(2)求汽电混动汽车从刹车到停止的位移大小。
2．(多选)小朋友喜欢的“踩踩球”其实就是由上下两个连在一起质量相等的半球组成，两半球间装有一个轻弹簧。玩耍时，将“踩踩球”直立静放在水平地面上，用脚从上半球顶部中心点向下踩压，当两半球贴合后放开脚，过一会儿贴合装置失效，弹簧恢复原长，球就会突然展开，瞬间弹起。如图所示，小明同学测得“踩踩球”展开静止在地面上时中间白色标记距地面的高度为h1；踩压贴合时中间白色标记距地面的高度为h2；弹起后到达最高点时中间白色标记距地面的高度为h3。已知“踩踩球”总质量为m并全部集中在上下半球上，重力加速度大小为g，不计一切阻力，下列说法中正确的是(　　)
5．(热点情境·航天科技)(多选)航模比赛是青少年喜爱的一项科技活动。在某次航模比赛中，一同学操控无人机在升力作用下竖直向上运动，其动能Ek与上升高度h的关系如图所示。已知无人机的质量为 1.0 kg，重力加速度g＝10 m/s2，则上升10 m过程中(　　)A．无人机处于超重状态B．无人机机械能增加了50 JC．无人机上升所用的时间为4 sD．升力的最大功率为50 W
6．(2024·新课标卷)将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过程中重物与楼墙保持一定的距离。如图所示，一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的绳子Q，二人配合可使重物缓慢竖直下降。若重物的质量m＝42 kg，重力加速度大小g＝10 m/s2。当P绳与竖直方向的夹角α＝37°时，Q绳与竖直方向的夹角β＝53°。(sin 37°＝0.6)(1)求此时P、Q绳中拉力的大小；(2)若开始竖直下降时重物距地面的高度h＝10 m，求在重物下降到地面的过程中，两根绳子拉力对重物做的总功。
[解析]　(1)由题意可知重物下降过程中受力平衡，设此时P绳中拉力的大小为FP、Q绳中拉力的大小为FQ，则在竖直方向上有FP cs α＝FQ cs β＋mg在水平方向上有FP sin α＝FQ sin β联立并代入数据解得FP＝1 200 N，FQ＝900 N。(2)重物下降到地面的过程，根据动能定理有mgh＋W总＝0代入数据解得W总＝－4 200 J。
[答案]　(1)1 200 N　900 N　(2)－4 200 J
此时A、B静止，再将C从斜面上A的上方某点由静止释放后，C以大小为v0的速度与A碰撞后立即粘在一起，已知A、B均绝缘且不带电，A、B间接触面光滑，C与A、C与斜面间都绝缘，整个过程中，物体C所带的电荷量保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧弹性势能与弹簧伸长量的平方成正比。求：(1)凹槽A与斜面间的动摩擦因数μ；(2)当弹簧伸长量变为碰前瞬间压缩量的2倍时，A、B、C三者速度恰好相同，求C与A碰撞前弹簧的弹性势能；(3)从C与A碰后瞬间开始计时，经过时间t，弹簧形变量恢复到与初始时的压缩量相等，求该过程中，弹簧弹力对B的冲量大小。
8．如图所示，质量M＝3 kg的薄木板A静置于水平地面上，其右端为固定在地面上半径R＝0.75 m的竖直光滑圆弧轨道，轨道底端与木板等高，轨道上端点和圆心连线与水平面成θ＝37°角。质量m＝2 kg的小物块B从距薄木板A高H＝2 m的位置水平抛出，恰好从圆弧轨道最高点沿圆弧切线方向滑入轨道。已知小物块B与薄木板A之间的动摩擦因数μ＝0.5，空气阻力忽略不计，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。
(1)求小物块B水平抛出时的速度大小；(2)求小物块B刚进入圆弧轨道最高点时对轨道的压力大小；(结果保留两位小数)(3)薄木板A与地面之间动摩擦因数满足以下情况：①若地面光滑，小物块B恰好没有滑离薄木板A，求薄木板A的长度；②若薄木板A与地面间的动摩擦因数μ′＝0.1，小物块B始终未滑离薄木板A，求薄木板A滑动的距离。
[答案]　(1)3 m/s　(2)54.67 N　(3)①2.94 m　②2.45 m
BC段的摩擦以外，其余部分的摩擦均可忽略不计，xBC＝9.6 m，滑块乙与BC间的动摩擦因数为μ＝0.5，g＝10 m/s2。求：(1)滑块乙第一次运动到C点时的速度大小；(2)滑块乙第二次运动到C点时，滑块乙对轨道的压力大小；(3)通过计算说明滑块乙能否从物体丙的左端离开，若能，求分离瞬间乙、丙的速度；若不能，求最终滑块乙到C点的距离。
[答案]　(1)6 m/s　(2)28 N　(3)1.2 m