高中物理力學(xué)專(zhuān)題模擬試題及講解力學(xué)是高中物理的基石，也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)電磁學(xué)、熱學(xué)等其他分支的基礎(chǔ)。它不僅要求我們掌握基本的概念和規(guī)律，更強(qiáng)調(diào)對(duì)物理過(guò)程的分析能力和數(shù)學(xué)工具的運(yùn)用能力。下面這份模擬試題，旨在幫助同學(xué)們鞏固力學(xué)核心知識(shí)，提升解題技巧。希望大家能認(rèn)真思考，獨(dú)立完成，之后再對(duì)照講解進(jìn)行查漏補(bǔ)缺。一、選擇題(本題共5小題，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)和參考系，下列說(shuō)法正確的是（）A.研究地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)時(shí)，不能將地球看作質(zhì)點(diǎn)B.研究花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)作時(shí)，可將運(yùn)動(dòng)員看作質(zhì)點(diǎn)C.選擇不同的參考系觀察同一物體的運(yùn)動(dòng)，其結(jié)果一定不同D.參考系必須選取靜止不動(dòng)的物體2.如圖所示，一個(gè)物塊在水平拉力F的作用下，沿粗糙水平面向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)使拉力F的方向逐漸變?yōu)樾毕蛏希笮”３植蛔?，物塊仍沿水平面運(yùn)動(dòng)。在此過(guò)程中，物塊受到的摩擦力f和地面對(duì)物塊的支持力N的變化情況是（）(示意圖說(shuō)明：一個(gè)矩形物塊放在水平面上，初始拉力F水平向右拉物塊)A.f增大，N增大B.f減小，N減小C.f減小，N增大D.f增大，N減小3.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A.曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小一定變化B.曲線運(yùn)動(dòng)的加速度一定變化C.曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力一定不為零D.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其速度方向與加速度方向一定在同一直線上4.一顆人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若該衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來(lái)的兩倍，仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A.根據(jù)公式v=ωr，可知衛(wèi)星的線速度將增大到原來(lái)的兩倍B.根據(jù)公式F=mv2/r，可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來(lái)的四分之一C.根據(jù)公式F=GMm/r2，可知地球?qū)πl(wèi)星的引力將減小到原來(lái)的四分之一D.根據(jù)上述A和C選項(xiàng)中給出的公式，可知衛(wèi)星的線速度將減小到原來(lái)的二分之一5.一物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力。關(guān)于物體的受力情況，下列說(shuō)法正確的是（）A.物體所受合外力為零B.物體所受合外力大小不變，方向始終指向圓心C.物體所受合外力大小不斷變化，方向始終指向圓心D.物體所受合外力大小不變，方向與速度方向始終一致二、填空題(本題共3小題)6.一輛汽車(chē)從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t速度達(dá)到v，此后以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)，又經(jīng)過(guò)時(shí)間t。則在這兩段時(shí)間內(nèi)汽車(chē)的平均速度之比為_(kāi)_______。7.質(zhì)量為m的小球，從離地面高為h處自由下落，與地面碰撞后彈起的高度為原高度的3/4。若小球與地面碰撞的時(shí)間極短，則在碰撞過(guò)程中地面對(duì)小球的沖量大小為_(kāi)_______（重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力）。8.一個(gè)單擺，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，擺球質(zhì)量為m，最大擺角為θ（θ<5°）。將擺球從最大位移處由靜止釋放，當(dāng)擺球第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，擺球的速度大小為_(kāi)_______，此時(shí)擺線對(duì)擺球的拉力大小為_(kāi)_______。三、計(jì)算題(本題共3小題，解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分)9.如圖所示，質(zhì)量M=3kg的木板靜止在光滑水平面上，木板左端放置一質(zhì)量m=1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）。現(xiàn)給小物塊一個(gè)水平向右的初速度v?=4m/s，已知物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g=10m/s2。求：(示意圖說(shuō)明：水平面上有一長(zhǎng)木板，木板左端有一小物塊)（1）小物塊在木板上滑行的過(guò)程中，木板的加速度大?。唬?）小物塊與木板相對(duì)靜止時(shí)，共同運(yùn)動(dòng)的速度大??；（3）小物塊在木板上滑行的距離。10.如圖所示，固定的光滑圓弧軌道ABC，其A點(diǎn)與圓心O等高，B點(diǎn)為軌道的最低點(diǎn)，C點(diǎn)為軌道的最高點(diǎn)，圓弧半徑R=0.5m?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)正上方h=0.2m處由靜止釋放，小球恰好從A點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道。重力加速度g=10m/s2。求：(示意圖說(shuō)明：一個(gè)豎直平面內(nèi)的圓弧軌道，A點(diǎn)在左側(cè)，與圓心O等高；B點(diǎn)在最低點(diǎn)；C點(diǎn)在右側(cè)最高點(diǎn)。小球在A點(diǎn)左上方h處。)（1）小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大??；（2）小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大??；（3）小球能否通過(guò)圓弧軌道的最高點(diǎn)C？若能，求出小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大??；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由。11.質(zhì)量為m?=1kg的物塊A靜止在光滑水平面上，其右側(cè)固定有一輕彈簧，彈簧的另一端自然伸長(zhǎng)。質(zhì)量為m?=2kg的物塊B以速度v?=3m/s向右運(yùn)動(dòng)，與物塊A發(fā)生碰撞，碰撞后彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能E?=3J。求：(示意圖說(shuō)明：光滑水平面上，物塊A在左，右側(cè)連一彈簧；物塊B在A的右側(cè)，有一向右的速度v?)（1）彈簧被壓縮到最短時(shí)，物塊A和物塊B的共同速度大小；（2）碰撞過(guò)程中，彈簧對(duì)物塊A的沖量大??；（3）若碰撞過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能損失，求彈簧的最大彈性勢(shì)能。---高中物理力學(xué)專(zhuān)題模擬試題講解同學(xué)們好，這份力學(xué)專(zhuān)題模擬試題涵蓋了我們高中力學(xué)的主要知識(shí)點(diǎn)，包括質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、圓周運(yùn)動(dòng)以及振動(dòng)等。希望通過(guò)這份試題的練習(xí)和講解，能幫助大家更好地理解和掌握這些核心內(nèi)容。下面我們逐題進(jìn)行分析。一、選擇題1.答案：C講解：質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化模型，當(dāng)物體的形狀和大小對(duì)所研究的問(wèn)題影響可忽略時(shí)，可視為質(zhì)點(diǎn)。研究地球公轉(zhuǎn)，地球大小遠(yuǎn)小于日地距離，能看作質(zhì)點(diǎn)，A錯(cuò)誤。研究花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)員的姿態(tài)是研究重點(diǎn)，不能看作質(zhì)點(diǎn)，B錯(cuò)誤。參考系的選擇是任意的，不同參考系觀察同一物體運(yùn)動(dòng)，結(jié)果可能不同，比如路邊的樹(shù)，地面參考系是靜止的，運(yùn)動(dòng)的車(chē)參考系看是運(yùn)動(dòng)的，C正確。參考系不一定是靜止的，D錯(cuò)誤。2.答案：B講解：物塊最初勻速，拉力F等于滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)=μmg。當(dāng)拉力F方向逐漸斜向上，我們將F分解為水平和豎直兩個(gè)分力。豎直分力F_y向上，使得地面對(duì)物塊的支持力N=mg-F_y減小。由于動(dòng)摩擦因數(shù)μ不變，滑動(dòng)摩擦力f=μN(yùn)也隨之減小。所以N和f都減小，B選項(xiàng)正確。這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵在于分析拉力方向改變對(duì)正壓力的影響。3.答案：C講解：曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在變，所以一定是變速運(yùn)動(dòng)，必有加速度，合外力一定不為零，C正確，A錯(cuò)誤。曲線運(yùn)動(dòng)的加速度（合外力）方向與速度方向不在同一直線上，D錯(cuò)誤。加速度大小和方向不一定變化，比如平拋運(yùn)動(dòng)，加速度是重力加速度，恒定不變，是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤。4.答案：C講解：人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力。A選項(xiàng)，v=ωr，但軌道半徑增大時(shí)，角速度ω也在變化，不能簡(jiǎn)單認(rèn)為v正比于r，A錯(cuò)誤。B選項(xiàng)，F(xiàn)=mv2/r，v本身也與r有關(guān)，不能直接判斷，B錯(cuò)誤。C選項(xiàng)，F(xiàn)=GMm/r2，G、M、m不變，r變?yōu)樵瓉?lái)兩倍，F(xiàn)變?yōu)樵瓉?lái)四分之一，C正確。D選項(xiàng)，由GMm/r2=mv2/r可得v=√(GM/r)，r變?yōu)閮杀?，v應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的√(1/2)，即√2/2倍，D錯(cuò)誤。對(duì)于天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，要牢記基本公式，注意控制變量。5.答案：B講解：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，速度大小不變，方向時(shí)刻改變，是變速運(yùn)動(dòng)，必有向心加速度，合外力提供向心力。向心力的特點(diǎn)是大小不變，方向始終指向圓心，B正確，A、C、D錯(cuò)誤。這里要注意“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”中的“勻速”指的是速率不變。二、填空題6.答案：1:2講解：汽車(chē)第一段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，初速度0，末速度v，平均速度為(0+v)/2=v/2。第二段做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為v，平均速度就是v。所以兩段時(shí)間內(nèi)的平均速度之比為(v/2):v=1:2。這個(gè)題考察平均速度的基本概念，對(duì)于勻變速直線運(yùn)動(dòng)，平均速度等于初末速度的算術(shù)平均值，也等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度。7.答案：m(√(2gh)+√(3gh/2))講解：小球下落過(guò)程，機(jī)械能守恒，mgh=(1/2)mv?2，得碰撞前速度v?=√(2gh)，方向向下。碰撞后彈起高度為3h/4，同理，mgh'=(1/2)mv?2，h'=3h/4，得碰撞后速度v?=√(2g*(3h/4))=√(3gh/2)，方向向上。取向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理，合外力的沖量等于動(dòng)量的變化量。碰撞時(shí)間極短，重力沖量可忽略（或認(rèn)為地面對(duì)小球的沖量遠(yuǎn)大于重力沖量），則地面對(duì)小球的沖量I=Δp=mv?-m(-v?)=m(v?+v?)=m(√(2gh)+√(3gh/2))。注意動(dòng)量是矢量，要規(guī)定正方向。8.答案：√(2gL(1-cosθ))；mg(3-2cosθ)講解：?jiǎn)螖[做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)（小角度），從最大位移處到最低點(diǎn)，只有重力做功，機(jī)械能守恒。重力勢(shì)能減少mgL(1-cosθ)，轉(zhuǎn)化為動(dòng)能(1/2)mv2，所以v=√(2gL(1-cosθ))。在最低點(diǎn)，擺球做圓周運(yùn)動(dòng)，向心力由拉力T和重力mg的合力提供，即T-mg=mv2/L。將v代入，得T=mg+mv2/L=mg+m*(2gL(1-cosθ))/L=mg+2mg(1-cosθ)=mg(3-2cosθ)。這里要注意擺長(zhǎng)是L，下降的高度是L(1-cosθ)，而不是h。三、計(jì)算題9.講解：這是一個(gè)典型的板塊模型問(wèn)題，考察牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)量守恒定律的應(yīng)用。（1）小物塊在木板上滑行，它們之間的滑動(dòng)摩擦力是系統(tǒng)內(nèi)力。對(duì)木板M進(jìn)行受力分析，水平方向只受物塊給它的向右的滑動(dòng)摩擦力f。根據(jù)牛頓第二定律：f=Ma?。而f=μN(yùn)=μmg，所以a?=μmg/M=(0.2*1*10)/3=2/3≈0.67m/s2。（2）由于水平面光滑，系統(tǒng)（物塊和木板）在水平方向不受外力，動(dòng)量守恒。設(shè)共同速度為v。取向右為正方向，有：mv?=(M+m)v。解得v=mv?/(M+m)=(1*4)/(3+1)=1m/s。（3）求相對(duì)滑行距離，有兩種方法。方法一（運(yùn)動(dòng)學(xué)）：物塊減速，加速度大小a?=f/m=μg=0.2*10=2m/s2。物塊從v?減速到v所用時(shí)間t=(v?-v)/a?=(4-1)/2=1.5s。這段時(shí)間內(nèi)，物塊的位移s?=v?t-(1/2)a?t2=4*1.5-0.5*2*(1.5)2=6-2.25=3.75m。木板的位移s?=(1/2)a?t2=0.5*(2/3)*(1.5)2=0.5*(2/3)*2.25=0.75m。相對(duì)滑行距離Δs=s?-s?=3.75-0.75=3m。方法二（能量守恒）：系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，等于摩擦力乘以相對(duì)滑行距離。即μmgΔs=(1/2)mv?2-(1/2)(M+m)v2。代入數(shù)據(jù)：0.2*1*10*Δs=0.5*1*(4)2-0.5*(4)*(1)2→2Δs=8-2→2Δs=6→Δs=3m。顯然，能量方法更簡(jiǎn)潔。10.講解：本題是機(jī)械能守恒定律和圓周運(yùn)動(dòng)向心力結(jié)合的問(wèn)題。（1）小球從釋放到B點(diǎn)，只有重力做功，機(jī)械能守恒。取B點(diǎn)所在平面為零勢(shì)能面。初位置機(jī)械能：mg(h+R)（因?yàn)锳點(diǎn)與O等高，所以A點(diǎn)到B點(diǎn)的高度差是R）。末位置（B點(diǎn)）機(jī)械能：(1/2)mv_B2。所以mg(h+R)=(1/2)mv_B2→v_B=√[2g(h+R)]=√[2*10*(0.2+0.5)]=√[14]≈3.74m/s(計(jì)算時(shí)可保留根號(hào)，最后再代入數(shù)值：√(2*10*0.7)=√14)。（2）在B點(diǎn)，小球受重力mg和軌道支持力N_B，合力提供向心力。N_B-mg=mv_B2/R→N_B=mg+mv_B2/R=mg+m*2g(h+R)/R=mg[1+2(h+R)/R]=0.1*10[1+2*(0.2+0.5)/0.5]=1[1+2*(0.7/0.5)]=1[1+2.8]=3.8N。根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮_B'=N_B=3.8N。（3）判斷能否通過(guò)C點(diǎn)，要看在C點(diǎn)的速度是否滿足最小速度要求。對(duì)于沿圓弧內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)的物體，在最高點(diǎn)C的最小速度v_C_min=√(gR)（此時(shí)軌道對(duì)小球的壓力為零）。先求小球到C點(diǎn)的速度。從釋放到C點(diǎn)，機(jī)械能守恒。初位置機(jī)械能：mgh。C點(diǎn)機(jī)械能：mg(2R)+(1/2)mv_C2。所以mgh=mg(2R)+(1/2)mv_C2→v_C2=2g(h-2R)。代入數(shù)據(jù)：h=0.2m，R=0.5m，h-2R=0.2-1=-0.8<0。這說(shuō)明按照機(jī)械能守恒，小球根本到達(dá)不了C點(diǎn)就會(huì)脫離軌道或者掉下來(lái)。所以小球不能通過(guò)C點(diǎn)。（另一種思路：從A點(diǎn)到C點(diǎn)，高度上升了R（因?yàn)锳與O等高，