高中物理力學(xué)專項(xiàng)練習(xí)題合集力學(xué)是高中物理的核心板塊，占高考物理分值的40%以上，也是電磁學(xué)、熱學(xué)等后續(xù)內(nèi)容的基礎(chǔ)。本合集圍繞運(yùn)動(dòng)學(xué)、靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、能量與動(dòng)量四大模塊，按“知識(shí)點(diǎn)回顧—典型例題—專項(xiàng)練習(xí)—答案解析”的邏輯編排，覆蓋基礎(chǔ)概念、核心規(guī)律與易錯(cuò)題型，旨在幫助學(xué)生構(gòu)建完整的力學(xué)知識(shí)體系，提升解題能力。一、運(yùn)動(dòng)學(xué)：描述物體運(yùn)動(dòng)的核心規(guī)律運(yùn)動(dòng)學(xué)是力學(xué)的“語言”，重點(diǎn)研究物體位置隨時(shí)間的變化，關(guān)鍵物理量包括位移（\(x\)）、速度（\(v\)）、加速度（\(a\)）。（一）知識(shí)點(diǎn)回顧1.勻速直線運(yùn)動(dòng)：速度恒定，\(x=vt\)，\(v-t\)圖像為平行于時(shí)間軸的直線（面積表示位移）。2.勻變速直線運(yùn)動(dòng)：加速度恒定，核心公式：速度公式：\(v=v_0+at\)位移公式：\(x=v_0t+\frac{1}{2}at^2\)速度-位移關(guān)系：\(v^2-v_0^2=2ax\)\(v-t\)圖像為傾斜直線（斜率=加速度，面積=位移）。3.曲線運(yùn)動(dòng)：平拋運(yùn)動(dòng)：水平方向勻速（\(x=v_0t\)），豎直方向自由落體（\(y=\frac{1}{2}gt^2\)），合速度\(v=\sqrt{v_0^2+(gt)^2}\)。圓周運(yùn)動(dòng)：線速度\(v=\frac{2\pir}{T}\)，角速度\(\omega=\frac{2\pi}{T}\)，向心力\(F_n=m\frac{v^2}{r}=m\omega^2r\)（方向指向圓心）。（二）典型例題例1：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的追及問題題目：甲車以\(v_1=10\\text{m/s}\)勻速行駛，乙車在甲車后方\(x_0=20\\text{m}\)處，以\(a=2\\text{m/s}^2\)從靜止開始勻加速追趕。求：（1）乙車追上甲車的時(shí)間；（2）追上時(shí)乙車的速度。思路：追及的核心是“位移相等”（乙車位移=甲車位移+初始距離）。解答：（1）設(shè)追上時(shí)間為\(t\)，則乙車位移\(x_2=\frac{1}{2}at^2\)，甲車位移\(x_1=v_1t\)，列方程：\(\frac{1}{2}\times2t^2=10t+20\)，化簡(jiǎn)得\(t^2-10t-20=0\)，解得\(t=5+3\sqrt{5}\\text{s}\)（負(fù)解舍去）。（2）追上時(shí)乙車速度：\(v=at=2\times(5+3\sqrt{5})=10+6\sqrt{5}\\text{m/s}\)。易錯(cuò)點(diǎn)：二次方程的負(fù)解無物理意義；速度相等時(shí)（\(v_1=at_0\)，\(t_0=5\\text{s}\)）是兩車距離最大的時(shí)刻（此時(shí)距離為\(x_1+x_0-x_2=50+20-25=45\\text{m}\)）。（三）專項(xiàng)練習(xí)1.基礎(chǔ)題（勻速直線運(yùn)動(dòng)）題目：某同學(xué)騎自行車以\(5\\text{m/s}\)的速度勻速行駛10分鐘，求行駛路程。答案：\(s=vt=5\times600=3000\\text{m}\)（單位換算：10min=600s）。2.中檔題（平拋運(yùn)動(dòng)）題目：將一個(gè)小球從離地面\(1.8\\text{m}\)高處水平拋出，初速度為\(4\\text{m/s}\)，求：（1）小球落地時(shí)間；（2）落地時(shí)的水平位移；（3）落地時(shí)的速度大?。╘(g=10\\text{m/s}^2\)）。答案：（1）豎直方向自由落體：\(h=\frac{1}{2}gt^2\)，\(t=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{3.6}{10}}=0.6\\text{s}\)；（2）水平位移：\(x=v_0t=4\times0.6=2.4\\text{m}\)；（3）落地時(shí)豎直速度：\(v_y=gt=6\\text{m/s}\)，合速度：\(v=\sqrt{v_0^2+v_y^2}=\sqrt{16+36}=\sqrt{52}=2\sqrt{13}\\text{m/s}\)。3.進(jìn)階題（圓周運(yùn)動(dòng)）題目：一輛汽車以\(10\\text{m/s}\)的速度通過半徑為\(20\\text{m}\)的凸形橋頂部，求此時(shí)汽車對(duì)橋的壓力（汽車質(zhì)量為\(1000\\text{kg}\)，\(g=10\\text{m/s}^2\)）。思路：凸形橋頂部，向心力由重力與支持力的合力提供（\(mg-F_N=m\frac{v^2}{r}\)），汽車對(duì)橋的壓力等于支持力的反作用力。答案：支持力\(F_N=mg-m\frac{v^2}{r}=1000\times10-1000\times\frac{100}{20}=____-5000=5000\\text{N}\)，故汽車對(duì)橋的壓力為\(5000\\text{N}\)（方向向下）。二、靜力學(xué)：受力分析與平衡條件靜力學(xué)研究物體在力的作用下的平衡狀態(tài)（靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)），核心是受力分析與共點(diǎn)力平衡條件（\(\sumF=0\)）。（一）知識(shí)點(diǎn)回顧1.受力分析步驟：確定研究對(duì)象（隔離法/整體法）；按“重力→彈力→摩擦力→其他力”的順序分析；畫受力示意圖（注意力的方向：重力豎直向下，彈力垂直于接觸面，摩擦力與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反）。2.共點(diǎn)力平衡：二力平衡：大小相等、方向相反、作用在同一直線上；三力平衡：任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向（可通過平行四邊形定則或正交分解法求解）。（二）典型例題例2：斜面上的摩擦力分析題目：一個(gè)質(zhì)量為\(2\\text{kg}\)的物體靜止在傾角為\(30^\circ\)的斜面上，求：（1）斜面對(duì)物體的支持力；（2）斜面對(duì)物體的摩擦力（\(g=10\\text{m/s}^2\)）。思路：對(duì)物體受力分析（重力\(mg\)、支持力\(F_N\)、摩擦力\(f\)），將重力分解為沿斜面向下的分力（\(mg\sin30^\circ\)）和垂直于斜面的分力（\(mg\cos30^\circ\)），根據(jù)平衡條件列方程。解答：（1）支持力：\(F_N=mg\cos30^\circ=2\times10\times\frac{\sqrt{3}}{2}=10\sqrt{3}\\text{N}\)（約17.3N）；（2）摩擦力：\(f=mg\sin30^\circ=2\times10\times0.5=10\\text{N}\)（方向沿斜面向上）。易錯(cuò)點(diǎn)：摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反，若物體有沿斜面向下滑動(dòng)的趨勢(shì)，摩擦力沿斜面向上；若斜面光滑，物體將沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)（\(a=g\sin30^\circ=5\\text{m/s}^2\)）。（三）專項(xiàng)練習(xí)1.基礎(chǔ)題（二力平衡）題目：用繩子懸掛一個(gè)質(zhì)量為\(1\\text{kg}\)的物體，求繩子的拉力（\(g=10\\text{m/s}^2\)）。答案：拉力等于重力，\(F=mg=10\\text{N}\)（方向豎直向上）。2.中檔題（三力平衡）題目：一個(gè)質(zhì)量為\(5\\text{kg}\)的物體放在水平地面上，用與水平方向成\(30^\circ\)角的拉力\(F\)拉物體，使物體勻速前進(jìn)，已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為\(0.2\)，求拉力\(F\)的大?。╘(g=10\\text{m/s}^2\)）。思路：對(duì)物體受力分析（重力\(mg\)、支持力\(F_N\)、拉力\(F\)、摩擦力\(f=\muF_N\)），將拉力分解為水平分力（\(F\cos30^\circ\)）和豎直分力（\(F\sin30^\circ\)），根據(jù)平衡條件列方程：水平方向：\(F\cos30^\circ=f=\muF_N\)；豎直方向：\(F_N+F\sin30^\circ=mg\)。答案：聯(lián)立方程得：\(F\cos30^\circ=\mu(mg-F\sin30^\circ)\)，代入數(shù)值：\(F\times\frac{\sqrt{3}}{2}=0.2\times(50-F\times0.5)\)，化簡(jiǎn)得：\(\frac{\sqrt{3}}{2}F=10-0.1F\)，解得\(F=\frac{10}{\frac{\sqrt{3}}{2}+0.1}\approx\frac{10}{0.866+0.1}\approx10.35\\text{N}\)。3.進(jìn)階題（動(dòng)態(tài)平衡）題目：用一根繩子將一個(gè)質(zhì)量為\(m\)的小球懸掛在天花板上，另用一根繩子水平拉小球，使小球靜止在與豎直方向成\(\theta\)角的位置，求兩根繩子的拉力（\(g=10\\text{m/s}^2\)）。答案：設(shè)豎直繩子的拉力為\(F_1\)，水平繩子的拉力為\(F_2\)，對(duì)小球受力分析（重力\(mg\)、\(F_1\)、\(F_2\)），根據(jù)平衡條件：豎直方向：\(F_1\cos\theta=mg\)；水平方向：\(F_1\sin\theta=F_2\)。解得：\(F_1=\frac{mg}{\cos\theta}\)，\(F_2=mg\tan\theta\)。結(jié)論：\(\theta\)越大，\(F_1\)和\(F_2\)都越大（例如\(\theta=30^\circ\)時(shí)，\(F_1=\frac{20\sqrt{3}}{3}\\text{N}\)，\(F_2=\frac{10\sqrt{3}}{3}\\text{N}\)；\(\theta=60^\circ\)時(shí)，\(F_1=20\\text{N}\)，\(F_2=10\sqrt{3}\\text{N}\)）。三、動(dòng)力學(xué)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用動(dòng)力學(xué)是力學(xué)的“核心邏輯”，研究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，核心是牛頓三定律。（一）知識(shí)點(diǎn)回顧1.牛頓第一定律（慣性定律）：物體不受力時(shí)保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，慣性是物體的固有屬性（質(zhì)量是慣性的量度）。2.牛頓第二定律：\(F=ma\)（合外力決定加速度的大小和方向）。3.牛頓第三定律：作用力與反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直線上（例如，人推墻時(shí)，墻對(duì)人的力與人對(duì)墻的力是一對(duì)反作用力）。（二）典型例題例3：連接體問題（整體法與隔離法）題目：兩個(gè)質(zhì)量分別為\(m_1=2\\text{kg}\)、\(m_2=3\\text{kg}\)的物體用細(xì)繩連接，放在光滑水平面上，用拉力\(F=10\\text{N}\)拉\(m_1\)，求：（1）兩物體的加速度；（2）細(xì)繩的張力（\(g=10\\text{m/s}^2\)）。思路：整體法：將兩物體視為一個(gè)整體，合外力為\(F\)，加速度\(a=\frac{F}{m_1+m_2}\)；隔離法：對(duì)\(m_2\)受力分析（只受細(xì)繩張力\(T\)），根據(jù)牛頓第二定律\(T=m_2a\)。解答：（1）整體加速度：\(a=\frac{F}{m_1+m_2}=\frac{10}{5}=2\\text{m/s}^2\)；（2）細(xì)繩張力：\(T=m_2a=3\times2=6\\text{N}\)。易錯(cuò)點(diǎn)：若水平面不光滑（動(dòng)摩擦因數(shù)\(\mu=0.1\)），整體加速度\(a=\frac{F-\mu(m_1+m_2)g}{m_1+m_2}=\frac{10-5}{5}=1\\text{m/s}^2\)，細(xì)繩張力\(T=m_2a+\mum_2g=3\times1+0.1\times3\times10=3+3=6\\text{N}\)（或用\(T=m_1a+\mum_1g=2\times1+2=4\\text{N}\)？不對(duì)，應(yīng)該重新計(jì)算：整體合外力\(F-\mum_1g-\mum_2g=(m_1+m_2)a\)，對(duì)\(m_2\)，合外力\(T-\mum_2g=m_2a\)，解得\(T=m_2(a+\mug)=3\times(1+1)=6\\text{N}\)；對(duì)\(m_1\)，合外力\(F-T-\mum_1g=m_1a\)，代入\(F=10\)，\(T=6\)，\(\mum_1g=2\)，得\(10-6-2=2\times1\)，即\(2=2\)，成立。所以細(xì)繩張力與摩擦力無關(guān)？不，當(dāng)有摩擦力時(shí)，細(xì)繩張力會(huì)變化，比如上面的例子中，若\(F=20\\text{N}\)，\(\mu=0.1\)，則整體加速度\(a=\frac{20-5}{5}=3\\text{m/s}^2\)，細(xì)繩張力\(T=m_2(a+\mug)=3\times(3+1)=12\\text{N}\)，而\(m_1\)的合外力\(F-T-\mum_1g=20-12-2=6=m_1a=2\times3=6\)，成立。所以細(xì)繩張力與摩擦力有關(guān)，之前的例子中因?yàn)閈(F=10\\text{N}\)，\(\mu=0.1\)，所以細(xì)繩張力剛好等于之前的數(shù)值，是巧合。（三）專項(xiàng)練習(xí)1.基礎(chǔ)題（牛頓第一定律）題目：下列關(guān)于慣性的說法正確的是（）A.速度越大，慣性越大B.質(zhì)量越大，慣性越大C.受力越大，慣性越大D.加速度越大，慣性越大答案：B（慣性是物體的固有屬性，只與質(zhì)量有關(guān)）。2.中檔題（牛頓第二定律）題目：一個(gè)質(zhì)量為\(5\\text{kg}\)的物體在水平拉力\(F\)的作用下，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為\(2\\text{m/s}^2\)，求拉力\(F\)的大?。ê雎阅Σ亮Γ４鸢福篭(F=ma=5\times2=10\\text{N}\)。3.進(jìn)階題（牛頓第三定律）題目：人站在體重秤上，靜止時(shí)體重秤的示數(shù)為\(500\\text{N}\)，求：（1）人對(duì)體重秤的壓力；（2）體重秤對(duì)人的支持力；（3）若人加速向上運(yùn)動(dòng)，體重秤的示數(shù)如何變化？答案：（1）人對(duì)體重秤的壓力等于體重秤的示數(shù)，為\(500\\text{N}\)（方向向下）；（2）體重秤對(duì)人的支持力與人大對(duì)體重秤的壓力是一對(duì)反作用力，大小為\(500\\text{N}\)（方向向上）；（3）加速向上時(shí)，人處于超重狀態(tài)（\(F_N-mg=ma\)），體重秤的示數(shù)大于\(500\\text{N}\)（例如\(a=2\\text{m/s}^2\)，則\(F_N=m(g+a)=50\times12=600\\text{N}\)）。三、能量與動(dòng)量：守恒定律的應(yīng)用能量與動(dòng)量是力學(xué)的“高級(jí)工具”，通過守恒定律可以簡(jiǎn)化復(fù)雜問題（無需考慮中間過程）。（一）知識(shí)點(diǎn)回顧1.動(dòng)能定理：合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化（\(W_合=\DeltaE_k=\frac{1}{2}mv_2^2-\frac{1}{2}mv_1^2\)）。2.機(jī)械能守恒定律：只有重力或彈力做功時(shí)，機(jī)械能（動(dòng)能+勢(shì)能）守恒（\(E_1=E_2\)，即\(\frac{1}{2}mv_1^2+mgh_1=\frac{1}{2}mv_2^2+mgh_2\)）。3.動(dòng)量定理：合外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化（\(I=\Deltap=mv_2-mv_1\)）。4.動(dòng)量守恒定律：系統(tǒng)合外力為零時(shí)，總動(dòng)量守恒（\(p_1=p_2\)，即\(m_1v_1+m_2v_2=m_1v_1'+m_2v_2'\)）。（二）典型例題例4：動(dòng)能定理的應(yīng)用（變力做功）題目：一個(gè)質(zhì)量為\(2\\text{kg}\)的物體從靜止開始，在水平拉力\(F\)的作用下沿粗糙水平面向前運(yùn)動(dòng)，拉力隨位移變化的關(guān)系為\(F=10-2x\)（\(F\)單位為\(\text{N}\)，\(x\)單位為\(\text{m}\)），物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為\(0.1\)，求物體運(yùn)動(dòng)\(3\\text{m}\)時(shí)的速度（\(g=10\\text{m/s}^2\)）。思路：動(dòng)能定理適用于變力做功，只需計(jì)算合外力做的總功（拉力做功+摩擦力做功），等于動(dòng)能變化。解答：拉力做功：\(W_F=\int_0^3(10-2x)dx=[10x-x^2]_0^3=30-9=21\\text{J}\)（或用平均力計(jì)算：\(F_平均=\frac{F_0+F_3}{2}=\frac{10+4}{2}=7\\text{N}\)，\(W_F=7\times3=21\\text{J}\)）；摩擦力做功：\(W_f=-\mumgx=-0.1\times2\times10\times3=-6\\text{J}\)；合外力做功：\(W_合=21-6=15\\text{J}\)；由動(dòng)能定理：\(W_合=\frac{1}{2}mv^2\)，解得\(v=\sqrt{\frac{2W_合}{m}}=\sqrt{\frac{30}{2}}=\sqrt{15}\\text{m/s}\)（約3.87m/s）。易錯(cuò)點(diǎn)：變力做功不能用\(Fx\)直接計(jì)算（除非力與位移成正比，可用平均力）；摩擦力做功始終為負(fù)（與位移方向相反）。（三）專項(xiàng)練習(xí)1.基礎(chǔ)題（機(jī)械能守恒）題目：一個(gè)質(zhì)量為\(1\\text{kg}\)的物體從離地面\(5\\text{m}\)高處自由下落，求落地時(shí)的速度（\(g=10\\text{m/s}^2\)）。思路：機(jī)械能守恒（重力做功，動(dòng)能增加，勢(shì)能減少），\(mgh=\frac{1}{2}mv^2\)。答案：\(v=\sqrt{2gh}=\sqrt{100}=10\\text{m/s}\)。2.中檔題（動(dòng)量定理）題目：一個(gè)質(zhì)量為\(0.5\\text{kg}\)的球以\(10\\text{m/s}\)的速度水平撞擊墻面，反彈后速度大小為\(8\\text{m/s}\)，作用時(shí)間為\(0.1\\text{s}\)，求墻面對(duì)球的平均作用力（方向設(shè)為正方向）。思路：動(dòng)量定理（合外力的沖量等于動(dòng)量變化），取反彈方向?yàn)檎较颍瑒t初動(dòng)量\(p_1=-mv_1=-0.5\times10=-5\\text{kg·m/s}\)，末動(dòng)量\(p_2=mv_2=0.5\times8=4\\text{kg·m/s}\)，動(dòng)量變化\(\Deltap=4-(-5)=9\\text{kg·m/s}\)。答案：平均作用力\(F=\frac{\Deltap}{\Deltat}=\frac{9}{0.1}=90\\text{N}\)（方向與反彈方向相同）。3.進(jìn)階題（動(dòng)量守恒與機(jī)械能守恒）題目：一個(gè)質(zhì)量為\(m_1=2\\text{kg}\)的小球以\(v_1=5\\text{m/s}\)的速度與靜止的質(zhì)量為\(m_2=3\\text{kg}\)的小球發(fā)生彈性碰撞，求碰撞后兩小球的速度（\(g=10\\text{m/s}^2\)）。思路：彈性碰撞滿足動(dòng)量守恒（\(m_1v_1=m_1v_1'+m_2v_2'\)）和機(jī)械能守恒（\(\frac{1}{2}m_1v_1^2=\frac{1}{2}m_1v_1'^2+\frac{1}{2}m_2v_2'^2\)）。答案：聯(lián)立方程得：\(v_1'=\frac{m_1-m_2}{m_1+m_2}v_1=