2020版高考物理通用2020版二轮复习力学3大题型押题练一

力学3大题型押题练（一）1.如图所示，质量分别为m1和m2的两物块放在水平地面上，两物块与水平地面间的动摩擦因数都是μ(μ≠0)，用轻弹簧将两物块连接在一起。当用水平力F作用在m1上时，两物块均以加速度a做匀加速运动，此时弹簧伸长量为x。若用水平力F′作用在m1上时，两物块均以加速度a′＝2a做匀加速运动，此时弹簧伸长量为x′。则下列关系式正确的是()A．F′＝2FB．x′＝2xC．F′＞2FD．x′＜2x解析：选D由整体法可得F－(m1＋m2)μg＝(m1＋m2)a，F′－(m1＋m2)μg＝2(m1＋m2)a，可知F′2F；以m2为研究对象可得，kx－μm2g＝m2a，kx′－μm2g＝2m2a，可知x′2x，D选项正确。2.如图所示是做匀变速直线运动的质点在0～6s内的位移—时间图线(抛物线)。若t＝1s时，图线所对应的切线斜率为4(单位：m/s)。则()A．t＝1s时，质点在x＝5m的位置B．t＝1s和t＝5s时，质点的速度相同C．t＝1s和t＝5s时，质点加速度的方向相反D．前5s内，合外力对质点做正功解析：选At＝1s时，题图图线所对应的切线斜率为4，则质点的速度为v1＝4m/s，由题意知，位移—时间图线为抛物线，即图线对称分布，3s末位移最大，图线对应的切线斜率为零，所以3s末速度为零，则前3s内质点做匀减速直线运动，加速度：a＝ΔvΔt＝0－42m/s2＝－2m/s2，初速度为v0＝v1－at1＝4m/s＋2×1m/s＝6m/s，所以t＝1s时，质点的位移：x＝v0t＋12at2＝6×1m－12×2×12m＝5m，故A正确；t＝1s和t＝5s时图线斜率的绝对值相等，则质点的速度大小相等，但方向相反，故B错误；质点先做匀减速直线运动后反向做匀加速直线运动，t＝1s和t＝5s时，质点加速度的方向相同，故C错误；5s末的速度v5＝v0＋at5＝6m/s－2×5m/s＝－4m/s，因为4m/s＜6m/s，所以前5s内质点动能减小，所以合外力对质点做负功，故D错误。3.[多选]如图所示，一根长度为2L、质量为m的绳子挂在定滑轮的两侧，左右两边绳子的长度相等。绳子的质量分布均匀，滑轮的质量和大小均忽略不计，不计一切摩擦。由于轻微扰动，右侧绳子从静止开始竖直下降，当它向下运动的位移为x时，加速度大小为a，滑轮对天花板的拉力为T。已知重力加速度大小为g，选项图中表示a­x、T­x关系图像正确的是()解析：选AC设绳子单位长度的质量为m0，则根据受力分析知a＝m1－m2gm＝[L＋xm0－L－xm0]g2Lm0＝xgL，加速度先与x成正比，当x＝L时，加速度a＝g，以后不变，知A正确，B错误；选取左边绳子受力分析，知T0＝m2a＋m2g＝(L－x)m0xgL＋(L－x)m0g＝－m0gx2L＋m0gL，T＝2T0＝－2m0gx2L＋2m0gL，结合二次函数图像特点，知D错误，C正确。4．某同学利用打点计时器和气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图甲所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地飘浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；②向气垫导轨空腔内通入压缩空气；③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器和弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；⑤把滑块2(左端粘有橡皮泥)放在气垫导轨的中间；⑥先__________________，然后________________，让滑块带动纸带一起运动；⑦取下纸带，重复实验，选出理想的纸带如图乙所示；⑧测得滑块1的质量为310g，滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g。完善实验步骤⑥的内容。(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为________kg·m/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为________kg·m/s(保留三位有效数字)。(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是__________________________________________________________________。解析：(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1。(2)由题图乙可知，相互作用前滑块1的速度v1＝0.20.1m/s＝2m/s，系统的总动量为0.310kg×2m/s＝0.620kg·m/s，两滑块相互作用后具有相同的速度v＝0.1680.14m/s＝1.2m/s，系统的总动量为(0.310kg＋0.205kg)×1.2m/s＝0.618kg·m/s。(3)两结果不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器限位孔间有摩擦。答案：(1)接通打点计时器的电源放开滑块1(2)0.6200.618(3)纸带与打点计时器限位孔间有摩擦5.细管AB内壁光滑，加工成如图所示形状，细管厚度不计，长L＝0.8m的BD段固定在竖直平面内，其B端与半径R＝0.4m的光滑圆弧轨道BP平滑连接，CD段是半径R＝0.4m的14圆弧，AC段在水平面上，与长s＝1.25m、动摩擦因数μ＝0.25的水平轨道AQ平滑相连，细管中有一可视为质点的小球，质量为m，以速度v0向右运动(重力加速度g取10m/s2)。求：(1)速度v0满足什么条件，小球能够通过轨道最高点P；(2)速度v0满足什么条件，小球能反向滑出AQ。解析：(1)要使小球能通过最高点P，应有mvP2R≥mg由动能定理知小球在上升过程中－mg(2R＋L)＝12mvP2－12mv02解得v0≥6m/s。(2)要使小球能反向滑出AQ，则小球上升的高度不能超过R＋L，即12mv02≤mg(R＋L)解得v0≤26m/s小球通过AQ时做匀减速运动，由牛顿第二定律得μmg＝ma所以a＝μg要使小球能通过AQ，有s′＝v022a≥s解得v0≥2.5m/s所以小球的速度应满足2.5m/s≤v0≤26m/s。答案：(1)v0≥6m/s(2)2.5m/s≤v0≤26m/s