高二物理力學(xué)專題練習(xí)試題集引言力學(xué)是高中物理的基石，也是高考的重點(diǎn)（占比約40%）。高二力學(xué)以牛頓運(yùn)動(dòng)定律、曲線運(yùn)動(dòng)、萬有引力、機(jī)械能守恒為核心，側(cè)重“力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系”“能量轉(zhuǎn)化與守恒”的綜合應(yīng)用。本試題集圍繞核心考點(diǎn)，通過考點(diǎn)分析→典型例題→針對(duì)練習(xí)的層級(jí)設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)、突破難點(diǎn)、提升解題能力。建議使用時(shí)先梳理考點(diǎn)，再研究例題（重點(diǎn)關(guān)注解題思路），最后完成練習(xí)（重視錯(cuò)題整理）。專題一：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的綜合應(yīng)用考點(diǎn)分析1.牛頓三定律的內(nèi)涵：慣性（牛頓第一定律）、作用力與反作用力（牛頓第三定律，注意與平衡力的區(qū)別）、加速度與力的關(guān)系（牛頓第二定律，矢量性、瞬時(shí)性、獨(dú)立性）。2.連接體問題：整體法（求共同加速度，適用于無相對(duì)滑動(dòng)的情況）、隔離法（求內(nèi)力，適用于需要分析單個(gè)物體受力的情況）。3.超重與失重：加速度方向向上（超重，視重>實(shí)重）、加速度方向向下（失重，視重<實(shí)重）；完全失重（加速度=a=g，視重=0）。4.動(dòng)力學(xué)圖像：v-t圖（斜率表示加速度）、F-t圖（與時(shí)間軸圍成的面積表示沖量）、a-F圖（斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)），結(jié)合牛頓定律分析受力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。典型例題例題1（連接體與相對(duì)滑動(dòng)判斷）質(zhì)量為\(m_1=2\\text{kg}\)的物體A放在質(zhì)量為\(m_2=3\\text{kg}\)的物體B上，B置于光滑水平面上，A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)\(\mu=0.2\)。用水平拉力\(F=15\\text{N}\)拉B，求A、B的加速度及A、B間的摩擦力。（\(g=10\\text{m/s}^2\)）解析：步驟1：判斷是否相對(duì)滑動(dòng)假設(shè)A、B相對(duì)靜止，整體加速度\(a_{\text{共}}=\frac{F}{m_1+m_2}=\frac{15}{2+3}=3\\text{m/s}^2\)。A需要的摩擦力\(f_{\text{需}}=m_1a_{\text{共}}=2\times3=6\\text{N}\)。A、B間最大靜摩擦力\(f_{\text{max}}=\mum_1g=0.2\times2\times10=4\\text{N}\)。因\(f_{\text{需}}>f_{\text{max}}\)，故A、B相對(duì)滑動(dòng)。步驟2：隔離法求各自加速度對(duì)A：摩擦力提供加速度，\(a_1=\frac{f_{\text{max}}}{m_1}=\frac{4}{2}=2\\text{m/s}^2\)。對(duì)B：拉力與A對(duì)B的摩擦力（反作用力，大小=\(f_{\text{max}}\)）的合力提供加速度，\(a_2=\frac{F-f_{\text{max}}}{m_2}=\frac{15-4}{3}\approx3.67\\text{m/s}^2\)。結(jié)論：A的加速度為\(2\\text{m/s}^2\)，B的加速度約為\(3.67\\text{m/s}^2\)，A、B間摩擦力為\(4\\text{N}\)。針對(duì)練習(xí)基礎(chǔ)題1（牛頓第三定律）：人站在體重秤上靜止時(shí)，體重秤的示數(shù)等于人的重力。請(qǐng)用牛頓第三定律解釋這一現(xiàn)象?；A(chǔ)題2（超重與失重）：電梯加速上升時(shí)，人對(duì)電梯地板的壓力大于人的重力（選填“大于”“小于”或“等于”），這是超重現(xiàn)象（選填“超重”或“失重”）。提升題1（連接體與圖像）：如圖所示，質(zhì)量為\(m\)的物體隨小車一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為\(F\)。若小車的加速度增大，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將增大（選填“增大”“減小”或“不變”），請(qǐng)用牛頓第二定律說明理由。提升題2（動(dòng)力學(xué)圖像）：某物體的\(v-t\)圖像如圖所示（直線斜率為正），則物體的加速度不變（選填“增大”“減小”或“不變”），合外力不變（選填“增大”“減小”或“不變”）。提升題3（瞬時(shí)性問題）：用細(xì)繩懸掛的小球靜止時(shí)，細(xì)繩突然斷裂，此時(shí)小球的加速度為\(g\)（選填“0”或“\(g\)”），請(qǐng)說明理由。答案與解析基礎(chǔ)題1：人對(duì)體重秤的壓力與體重秤對(duì)人的支持力是一對(duì)作用力與反作用力（大小相等、方向相反）；人靜止時(shí)，重力與支持力平衡（大小相等），故壓力等于重力，即體重秤示數(shù)等于重力?；A(chǔ)題2：大于；超重（加速度向上，視重=\(m(g+a)\)>\(mg\)）。提升題1：增大；彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于物體的合力（\(F=ma\)），加速度增大，質(zhì)量不變，故示數(shù)增大。提升題2：不變；不變（\(v-t\)圖斜率=加速度，斜率不變則加速度不變；由\(F=ma\)，質(zhì)量不變，合外力不變）。提升題3：\(g\)；細(xì)繩斷裂后，小球只受重力，加速度為\(g\)（牛頓第二定律）。專題二：曲線運(yùn)動(dòng)與萬有引力定律考點(diǎn)分析1.曲線運(yùn)動(dòng)的條件：合力與速度方向不在同一直線（合力改變速度方向）。2.平拋運(yùn)動(dòng)：水平方向（勻速直線運(yùn)動(dòng)，\(x=v_0t\)）、豎直方向（自由落體運(yùn)動(dòng)，\(y=\frac{1}{2}gt^2\)）；合速度\(v=\sqrt{v_0^2+(gt)^2}\)，方向與水平方向夾角\(\theta\)滿足\(\tan\theta=\frac{gt}{v_0}\)。3.圓周運(yùn)動(dòng)：向心力（指向圓心，由合力提供），公式\(F_n=mv^2/r=m\omega^2r=m(2\pi/T)^2r\)；向心加速度\(a_n=v^2/r=\omega^2r\)。4.萬有引力定律：\(F=G\frac{Mm}{r^2}\)（\(G=6.67\times10^{-11}\\text{N·m}^2/\text{kg}^2\)）；天體運(yùn)動(dòng)的核心：萬有引力提供向心力（\(G\frac{Mm}{r^2}=mv^2/r=m\omega^2r=m(2\pi/T)^2r\)）。典型例題例題2（平拋運(yùn)動(dòng)的位移計(jì)算）將一個(gè)小球以\(v_0=10\\text{m/s}\)的初速度水平拋出，不計(jì)空氣阻力，\(g=10\\text{m/s}^2\)。求：（1）拋出后1s內(nèi)的水平位移\(x\)和豎直位移\(y\)；（2）拋出后1s末的速度大小\(v\)。解析：（1）水平位移：\(x=v_0t=10\times1=10\\text{m}\)；豎直位移：\(y=\frac{1}{2}gt^2=\frac{1}{2}\times10\times1^2=5\\text{m}\)。（2）1s末豎直分速度：\(v_y=gt=10\times1=10\\text{m/s}\)；合速度：\(v=\sqrt{v_0^2+v_y^2}=\sqrt{10^2+10^2}=10\sqrt{2}\\text{m/s}\)。針對(duì)練習(xí)基礎(chǔ)題1（平拋運(yùn)動(dòng)）：平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移由初速度和時(shí)間決定（選填“初速度”“高度”或“質(zhì)量”）；豎直位移由高度決定（選填“初速度”“高度”或“質(zhì)量”）。基礎(chǔ)題2（圓周運(yùn)動(dòng)向心力）：汽車過凸形橋頂點(diǎn)時(shí)，向心力由重力與支持力的合力提供（選填“重力”“支持力”或“重力與支持力的合力”），此時(shí)汽車對(duì)橋的壓力小于重力（選填“大于”“小于”或“等于”）。提升題1（平拋實(shí)驗(yàn)）：在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了準(zhǔn)確描繪平拋軌跡，應(yīng)使小球每次從同一高度由靜止釋放（選填“同一高度”或“不同高度”），目的是保證初速度相同。提升題2（萬有引力與衛(wèi)星參數(shù)）兩顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑分別為\(r_1\)和\(r_2\)（\(r_1<r_2\)），則它們的線速度\(v_1\)大于\(v_2\)（選填“大于”“小于”或“等于”），周期\(T_1\)小于\(T_2\)（選填“大于”“小于”或“等于”）。提升題3（同步衛(wèi)星）同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等（選填“相等”或“不等”），軌道平面與赤道平面重合（選填“赤道平面”或“任意平面”）。答案與解析基礎(chǔ)題1：初速度；時(shí)間；高度（\(x=v_0t\)，\(t=\sqrt{2y/g}\)，故\(x=v_0\sqrt{2y/g}\)）?；A(chǔ)題2：重力與支持力的合力；小于（\(mg-F_N=mv^2/r\)，故\(F_N=mg-mv^2/r<mg\)）。提升題1：同一高度；保證初速度相同（避免因釋放高度不同導(dǎo)致初速度差異）。提升題2：大于；小于（由\(v=\sqrt{GM/r}\)，\(r\)越小，\(v\)越大；由\(T=2\pi\sqrt{r^3/GM}\)，\(r\)越小，\(T\)越小）。提升題3：相等；赤道平面（同步衛(wèi)星的定義：與地球自轉(zhuǎn)同步，故周期相等；軌道平面必須與赤道平面重合，否則無法保持同步）。專題三：機(jī)械能守恒定律與能量轉(zhuǎn)化考點(diǎn)分析1.動(dòng)能定理：合外力做功等于動(dòng)能變化量，\(W_{\text{合}}=\DeltaE_k=\frac{1}{2}mv_2^2-\frac{1}{2}mv_1^2\)（適用于任何運(yùn)動(dòng)，包括變力做功、曲線運(yùn)動(dòng)）。2.機(jī)械能守恒定律：條件：只有重力或彈力（彈簧）做功（其他力做功為0）。表達(dá)式：\(E_{k1}+E_{p1}=E_{k2}+E_{p2}\)（初機(jī)械能=末機(jī)械能）；\(\DeltaE_k=-\DeltaE_p\)（動(dòng)能增加量=勢(shì)能減少量）。3.功能關(guān)系：重力做功：\(W_g=-\DeltaE_p\)（重力做功等于重力勢(shì)能減少量）；彈力做功：\(W_{\text{彈}}=-\DeltaE_{\text{彈}}\)（彈力做功等于彈性勢(shì)能減少量）；合外力做功：\(W_{\text{合}}=\DeltaE_k\)（動(dòng)能定理）；除重力、彈力外的力做功：\(W_{\text{其他}}=\DeltaE_{\text{機(jī)}}\)（其他力做功等于機(jī)械能變化量，如摩擦力做功使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）。典型例題例題3（動(dòng)能定理與變力做功）質(zhì)量為\(m=1\\text{kg}\)的物體從高\(yùn)(h=5\\text{m}\)的斜面頂端由靜止滑下，到達(dá)底端時(shí)速度\(v=8\\text{m/s}\)。求下滑過程中克服摩擦力做的功\(W_f\)（\(g=10\\text{m/s}^2\)）。解析：步驟1：確定研究對(duì)象與過程：物體從頂端到底端的過程。步驟2：分析做功：重力做功\(W_g=mgh=1\times10\times5=50\\text{J}\)；摩擦力做功\(-W_f\)（克服摩擦力做功為正）；合外力做功\(W_{\text{合}}=W_g-W_f\)。步驟3：應(yīng)用動(dòng)能定理：\(W_{\text{合}}=\DeltaE_k\)，即\(50-W_f=\frac{1}{2}\times1\times8^2-0=32\\text{J}\)。解得：\(W_f=50-32=18\\text{J}\)。針對(duì)練習(xí)基礎(chǔ)題1（機(jī)械能守恒判斷）下列運(yùn)動(dòng)中，機(jī)械能守恒的是（）A.物體沿斜面勻速下滑B.平拋運(yùn)動(dòng)C.物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.物體被起重機(jī)勻速吊起基礎(chǔ)題2（動(dòng)能定理）質(zhì)量為\(m\)的物體以初速度\(v_0\)水平拋出，不計(jì)空氣阻力，落地時(shí)速度為\(v\)。則重力做功為\(\frac{1}{2}mv^2-\frac{1}{2}mv_0^2\)（用\(m\)、\(v_0\)、\(v\)表示）。提升題1（機(jī)械能守恒與圓周運(yùn)動(dòng)）用長(zhǎng)\(L=1\\text{m}\)的細(xì)繩懸掛質(zhì)量\(m=0.5\\text{kg}\)的小球，從與豎直方向成\(60^\circ\)角的位置由靜止釋放，求小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度\(v\)（\(g=10\\text{m/s}^2\)）。提升題2（功能關(guān)系與內(nèi)能）物體在粗糙水平面上滑行，摩擦力大小為\(f\)，滑行距離為\(s\)，則摩擦力做功為\(-fs\)（選填“\(fs\)”或“\(-fs\)”），轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量為\(fs\)（選填“\(fs\)”或“\(-fs\)”）。提升題3（機(jī)械能守恒與系統(tǒng)）彈簧下端固定在地面，上端連接一個(gè)質(zhì)量為\(m\)的物體，物體靜止時(shí)彈簧壓縮量為\(x_0\)?，F(xiàn)用手將物體向上提起，使彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)，然后釋放物體。求物體下落過程中能達(dá)到的最大速度（提示：彈簧彈力做功屬于系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，機(jī)械能守恒）。答案與解析基礎(chǔ)題1：B（解析：A.勻速下滑，摩擦力做功，機(jī)械能減少；B.平拋運(yùn)動(dòng)只有重力做功，機(jī)械能守恒；C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，重力勢(shì)能變化，機(jī)械能變化；D.勻速吊起，拉力做功，機(jī)械能增加）。基礎(chǔ)題2：\(\frac{1}{2}mv^2-\frac{1}{2}mv_0^2\)（動(dòng)能定理：重力做功等于動(dòng)能變化量）。提升題1：\(\sqrt{gL(1-\cos\theta)}\)（解析：機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能減少量=動(dòng)能增加量。初位置勢(shì)能：\(mgL(1-\cos60^\circ)\)；末位置勢(shì)能：0；動(dòng)能：\(\frac{1}{2}mv^2\)。故\(mgL(1-\cos60^\circ)=\frac{1}{2}mv^2\)，解得\(v=\sqrt{gL(1-\cos60^\circ)}=\sqrt{10\times1\times(1-0.5)}=\sqrt{5}\appr