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1、高考物理章节分类试题 第五章 机械能及其守恒定律第五章 机械械能及其其守恒定定律本章的概概念包括括：1. 追追寻守恒恒量A. 势势能 BB. 动动能2. 时时间和位位移C. 功功 D. 正功功和负功功3. 运运动快慢慢的描述述速度度E. 功功率 FF. 额额定功率率和实际际功率G. 功功率和速速度4. 重重力势能能H. 重重力的功功I. 重重力势能能重力做的的功与重重力势能能的关系系J. 重重力势能能的相对对性 势能能是系统统所共有有的5. 探探究弹性性势能的的表达式式（体会会探究的的过程和和方法）6. 探探究功与与物体速速度变化化的关系系7. 动动能和动动能原理理K. 动动能的表表达式L.
2、动动能原理理8. 机机械能守守恒定律律9. 实实验：探探究机械械能守恒恒定律10. 能量守守恒与能能源M. 能能量守恒恒定律 NN. 能能源和能能量耗散散分类试题题汇编一、选择择题1【001粤豫综合合】假设设列车从从静止开开始匀加加速运动动，经过过5000m的路路程后，速速度达到到3600km/h。整整个列车车的质量量为1.00105kg，如如果不计计阻力，在在匀加速速阶段、牵牵引力的的最大功功率是A4.67106kW B1.00105kW C1.00108kW D4.667109kW 2【001上海海】在一一种叫做做“蹦极跳跳”有的运运动中，质质量为mm的游戏戏者系一一根长为为L、弹弹性优良
3、良的轻质质柔软橡橡皮绳，从从高处由由静止开开始下落落1.55L时到到达最低低点。若若在下落落过程中中不计空空气阻力力，则以以下说法法正确的的是A速度度先增大大后减小小 B加速度度先减小小后增大大C动能能增加了了mgLL D重重力势能能减少了了mgLL3【001春招招】将物物体以一一定的初初速度竖竖直上抛抛若不不计空气气阻力，从从抛出到到落回原原地的整整个过程程中，下下列四个个图线中中正确的的是4【001上海海】一升升降机在在箱底装装有若干干个弹簧簧，设在在某次事事故中，升升降机吊吊索在空空中断裂裂，忽略略摩擦力力，则升升降机在在从弹簧簧下端触触地后直直到最低低点的一一段运动动过程中中，（A）升
4、升降机的的速度不不断减小小（B）升升降机的的加速度度不断变变大（C）先先是弹力力做的负负功小于于重力做做的正功功，然后后是弹力力做的负负功大于于重力做的的正功（D）到到最低点点时，升升降机加加速度的的值一定定大于重重力加速速度的值值。5【002北京京】下列列四个选选项的图图中，木木块均在在固定的的斜面上上运动，其其中图AA、B、CC中的斜斜面是光光滑的，图图D中的的斜面是是粗糙的的，图AA、B中中的F为为木块所所受的外外力，方方向如图图中箭头头所示，图图A、BB、D中中的木块块向下运运动，图图C中的的木块向向上运动动，在这这四个图图所示的的运动过过程中机机械能守守恒的是是6【002粤桂豫】图中
5、中a、bb、c为为三个物物块，MM、N为为两个连连接如图图所示并并处于平平衡状态态A.有可可能N处处于拉伸伸状态而而M处于于压缩状状态B.有可可能N处处于压缩缩状态而而M处于于拉伸状状态C.有可可能N处处于不伸伸不缩状状态而MM处于拉拉伸状态态D.有可可能N处处于拉伸伸状态而而M处于于不伸不不缩状态态7【002粤桂豫】竖直直上抛一一球，球球又落回回原处，已已知空气气阻力的的大小正正比于球球的速度度。A.上升升过程中中克服重重力做的的功大于于下降过过程中重重力做的的功B.上升升过程中中克服重重力做的的功等于于下降过过程中重重力做的的功C.上升升过程中中克服重重力做功功的平均均功率大大于下降降过程
6、中中重力的的平均功功率D.上升升过程中中克服重重力做功功的平均均功率等等于下降降过程中中重力的的平均功功率8【002全国国综合】在在光滑水水平面上上有两个个相同的的弹性小小球A、BB，质量量都是mm。现BB球静止，AA球向BB球运动动，发生生正碰。已已知碰撞撞过程中中总机械械能守恒恒，两球球压缩最最紧时弹弹性势能能EP，则碰碰前A球球的速度度等于 AA. BB. CC.2 D.29【003粤辽】在离离地面高高为A处竖直直上抛一一质量为为m的物块块，抛出出时的速速度为VV0，当它它落到地面面时速度度为V，用g表示重重力加速速度，则则在此过过程中物物块克服服空气阻阻力所做做的功等等于Amgghmv
7、2mv02 Bmvv2mv02mghhCmgghmv02mv22 Dmghhmv2mv0210【003上海海理综】某某品牌电电动自行行车的铭铭牌如下下：车型：220时（车车轮直径径：5008mmm）电池规格格：366V122Ah（蓄蓄电池）整车质量量：400kg额定转速速：2110rminn（转/分）外形尺寸寸：L18000mmmW6650mmmHH11000mmm充电时间间：28h电机：后后轮驱动动、直流流永磁式式电机额定工作作电压电流：36VV5A根据此铭铭牌中的的有关数数据，可可知该车车的额定定时速约约为A155kmh BB18kkmh CC20kkmh DD25kkmh11【003上海
8、海理综】在在交通运运输中，常常用“客运效效率”来反映映交通工工具的某某项效能能，“客运效效率”表示每每消耗单单位能量量对应的的载客数数和运送送路程的的乘积，即即客运效效率人人数路程消耗能能量。一一个人骑骑电动自自行车，消消耗1MMJ（106J）的能能量可行行驶300km，一一辆载有有4人的普普通轿车车，消耗耗3200MJ的的能量可可行驶1100kkm，则则电动自自行车与与这辆轿轿车的客客运效率率之比是是A61 BB125 C241 DD48712【03上海海】一个个质量为为0.33kg的的弹性小小球，在在光滑水水平面上上以6mm/s的的速度垂垂直撞到到墙上，碰碰撞后小小球沿相相反方向向运动，反
9、反弹后的的速度大大小与碰碰撞前相相同。则则碰撞前前后小球球速度变变化量的的大小v和碰撞撞过程中中墙对小小球做功功的大小小W为A.vv=0 BB.v=12mm/s C.W=0 D.W=100.8JJBAm2m2llO13【03上海海】质量量不计的的直角形形支架两两端分别别连接质质量为mm和2m的小球球A和B。支架架的两直直角边长长度分别别为2l和l，支架架可绕固固定轴OO在竖直直平面内内无摩擦擦转动，如如图所示示。开始始时OAA边处于于水平位位置，由由静止释释放，则则A.A球球的最大大速度为为2B.A球球的速度度最大时时，两小小球的总总重力势势能最小小C.A球球的速度度最大时时，两直直角边与与竖
10、直方方向的夹夹角为445D.A、B两球的的最大速速度之比比v1v2=2114【004大综综合】如如图4所所示，AABCDD是一个个盆式容容器，盆盆内侧壁壁与盆底底BC的的连接处处都是一一段与BBC相切切的圆弧弧，B、CC为水平平的，其其距离dd=0.50mm盆边缘缘的高度度为h=0.330m。在在A处放放一个质质量为mm的小物物块并让让其从静静止出发发下滑。已已知盆内内侧壁是是光滑的的，而盆盆底BCC面与小小物块间间的动摩摩擦因数数为=0.10。小小物块在在盆内来来回滑动动，最后后停下来来，则停停的地点点到B的的距离为为A00.500mB0.225mCC0.10mmD015【004上海海】滑块
11、块以速率率v1靠惯性性沿固定定斜面由由底端向向上运动动，当它它回到出出发点时时速率为为v2，且v2W2 (B)WW1EEKC (DD)EKKBh1，由此此可知确确实有活活塞下面面是真空空的一段段过程. 活塞移移动距离离从零到到h1的过程程中，对对于水和和活塞这这个整体体，其机机械能的的增量应应等于除除重力外外其他力力所做的的功，因因为始终终无动能能，所以以机械能能的增量量也就等等于重力力势能增增量，即即 其他力力有管内内、外的的大气压压力的拉拉力F，因因为液体体不可压压缩，所所以管内内、外大大气压力力做的总总功，故故外力做做功就只只是拉力力F做的的功，由由功能关关系知 即 活塞移移动距离离从h
12、1到H的的过程中中，液面面不变，FF是恒力力，做功功 所求拉拉力F做做的总功功为3【002上海海春招】铁铁路提速速，要解解决许多多技术问问题。通通常，列列车阻力力与速度度平方成成正比，即即fkkv2。列车车要跑得得快，必必须用大大功率的的机车来来牵引。试试计算列列车分别别以1220千米米/小时时和400千米/小时的的速度匀匀速行驶驶时，机机车功率率大小的的比值（提提示：物物理学中中重要的的公式有有Fmma，WWFss，PFv，ssv00t11/2aat2）。【解】由由Fff，fkv22，pFv，得得pkkv3，所以以p1277p2BLLACD4【003全国国理综】 一传送送带装置置示意图图，其
13、中中传送带带经过AAB区域域时是水水平的，经经过BC区区域时变变为圆弧弧形（圆圆弧由光光滑模板板形成，未未画出），经经过CDD区域时时是倾斜斜的，AAB和CCD都与与BC相相切。现现将大量量的质量量均为mm的小货货箱一个个一个在在A处放放到传送送带上，放放置时初初速度为为零，经经传送带带运送到到D处，DD和A的的高度差差为h。稳稳定工作作时传送送带速度度不变，CCD段上上各箱等等距排列列，相邻邻两箱的的距离为为L。每每个箱子子在A处处投放后后，在到到达B之之前已经经相对于于传送带带静止，且且以后也也不再滑滑动（忽忽略经BBC段的的微小滑滑动）。已已知在一一段相当当长的时时间T内内，共运运送小货
14、货箱的数数目N个个。这装装置由电电动机带带动，传传送带与与轮子间间无相对对滑动，不不计轮轴轴处的摩摩擦。求求电动机机的平均均功率。【解】以以地面为为参考系系（下同同），设设传送带带的运动速度度为v0，在在水平段段运输的过程中，小小货箱先在在滑动摩擦力力作用下下做匀加加速直线线运动，设这段路路程为s，所用用的时间间为t，加速速度为a，则对小货箱有s=at2v0=aat 在这段时时间内，传送带运动动的路程为为s0=v0t 由以上各各式得ss0=2ss 用f表示示小箱与与传送带带之间的的滑动摩摩擦力，则则传送带带对小箱箱做功为为A=ffs=mm传送带克克服小箱箱对它的摩摩擦力做做功A0=fss0=2
15、m两者之差差就是克克服摩擦擦力做功功发出的热量Q=m可见，在在小箱加加速运动动过程中中，小获获得的动动能与发发热量相相等。T时间内内，电动动机输出出的功为为W=T 此功用于于增加小小箱的动动能、势势能以及及克服摩摩擦力发发热，即即W=Nmm+Nmmgh+NQ 已知相邻邻两小箱箱的距离离为L，所以以v0T=NNL 联立式，得得= 5【004上海海】 滑滑雪者从从A点由由静止沿沿斜面滑滑下，沿沿一平台台后水平平飞离BB点，地地面上紧靠平台台有一个个水平台台阶，空空间几何何尺度如如图所示示，斜面面、平台台与滑雪雪板之间间的动摩摩擦因数数为.假设滑滑雪者由由斜面底底端进入入平台后后立即沿沿水平方方向运
16、动动，且速速度大小小不变.求：（1）滑滑雪者离离开B点点时的速速度大小小；（2）滑滑雪者从从B点开开始做平平抛运动动的水平平距离ss.【解】（11）设滑滑雪者质质量为mm，斜面面与水平平面夹角角为，滑滑雪者滑滑行过程程中克服服摩擦力力做功由动能定定理 离开B点点时的速速度 （2）设设滑雪者者离开BB点后落落在台阶阶上可解得 此时必须须满足 当时，滑雪雪者直接接落到地地面上， 可解得6【004江苏苏】 如如图所示示，半径径为R、圆心心为O的大圆圆环固定定在竖直直平面内内，两个个轻质小小圆环套套在大圆圆环上一根轻轻质长绳绳穿过两两个小圆圆环，它它的两端端都系上上质量为为m的重物物，忽略略小圆环环的
17、大小小。（1）将将两个小小圆环固固定在大大圆环竖竖直对称称轴的两两侧=300的位置置上(如如图)在两个小小圆环间间绳子的的中点CC处，挂挂上一个个质量MM=m的重物物，使两两个小圆圆环间的的绳子水水平，然然后无初初速释放放重物MM设绳绳子与大大、小圆圆环间的的摩擦均均可忽略略，求重重物M下降的的最大距距离（2）若若不挂重重物M小圆圆环可以以在大圆圆环上自自由移动动，且绳绳子与大大、小圆圆环间及及大、小小圆环之之间的摩摩擦均可可以忽略略，问两两个小圆圆环分别别在哪些些位置时时，系统统可处于于平衡状状态? 【解】（11）重物物向下先先做加速速运动，后后做减速速运动，当当重物速速度为零零时，下下降的
18、距距离最大大设下降的的最大距距离为，由由机械能能守恒定定律得解得（另另解h=0舍去去）（2）系系统处于于平衡状状态时，两两小环的的可能位位置为a两小小环同时时位于大大圆环的的底端b两小小环同时时位于大大圆环的的顶端c两小小环一个个位于大大圆环的的顶端，另另一个位位于大圆圆环的底底端d除上上述三种种情况外外，根据据对称性性可知，系系统如能能平衡，则则两小圆圆环的位位置一定定关于大大圆环竖竖直对称称轴对称称设平平衡时，两两小圆环环在大圆圆环竖直直对称轴轴两侧角角的位置置上(如如图所示示)对于重物物，受绳绳子拉力力与重力力作用，有有 对于于小圆环环，受到到三个力力的作用用，水平平绳子的的拉力、竖竖直
19、绳子子的拉力力、大圆圆环的支支持力.两绳子子的拉力力沿大圆圆环切向向的分力力大小相相等，方方向相反反 得,而，所以以 。7【005广东东理综】如如果“大大洋一号号”在海海水中以以速度vvo做匀速速直线航航行，忽忽略风力力的影响响，请回回答：（1）船船除受到到推进力力、阻力力和浮力力的作用用外，还还受到的的作用，船船沿航行行方向受到的的合力大大小。（2）假假设船所所受到的的阻力与与船速的的平方成成正比，当当船速为为0.99vo时，船船的推进进功率是是原来的的百分之之几？【解】(1)重重力 等于零零（2）设设、F和和分别为为科考船船以、v匀速运运动时的的推进力力和推进进功率，f这阻力，有f=kkk
20、PFv VV=0.9%8【005上海海】 如如图所示示，某人人乘雪橇橇从雪坡坡经A点滑至至B点，接接着沿水水平路面面滑至C点停止止人与与雪橇的的总质量量为700kg表中记记录了沿沿坡滑下下过程中中的有关关数据，请请根据图图表中的的数据解解决下列列问题：位置ABC速度(mm/s)2.012.000时刻(ss)0410 (1)人与雪雪橇从AA到B的过程程中，损损失的机机械能为为多少?(2)设设人与雪雪橇在BBC段所所受阻力力恒定，求求阻力大大小(g10mms2)【解】（11）从AA到B的的过程中中，人与与雪橇损损失的机机械能为为: E=(701020+7002.02700122.022)J9100
21、0J（2）人人与雪橇橇在Bcc段做减减速运动动的加速速度:根据牛顿顿第二定定律 :f=ma=70(-22)N=-1440NABKF9【005全国国理综】 如图所所示，在在水平桌桌面的边边角处有有一轻质质光滑的的定滑轮轮K，一一条不可伸伸长的轻轻绳绕过过K分别别与物块块A、BB相连，AA、B的的质量分分别为mmA、mB。开始始时系统统处于静静止状态态。现用用一水平平恒力FF拉物块块A，使使物块BB上升。已已知当BB上升距距离为hh时，BB的速度度为v。求此此过程中中物块AA克服摩摩擦力所所做的功功。重力力加速度度为g。【解】 由于连连结ABB绳子在在运动过过程中未未松，故故AB有有一样的的速度大
22、大小，对对AB系系统，由由功能关关系有：FhWmmBgh=(mA+mB)v2求得：WW=FhhmBBgh(mA+mB)v210【005全国国理综】如如图，质质量为的的物体AA经一轻轻质弹簧簧与下方方地面上上的质量量为的物物体B相连，弹弹簧的劲劲度系数数为k，A、B都处于于静止状状态。一一条不可可伸长的的轻绳绕绕过轻滑滑轮，一一端连物物体A，另一一端连一一轻挂钩钩。开始始时各段段绳都处处于伸直直状态，A上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上升一质量为的物体C并从静止状态释放，已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。若将C换成另一个质量为的物体D，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次B刚离地时D的速度
23、的大小是多少？已知重力加速度为g。【解】开开始时，AA、B 静止，设设弹簧压压缩量为为x1，有kkx1=m1g 挂C并释释放后，CC向下运运动，AA 向上上运动，设设B刚要要离地时时弹簧伸伸长量为为x2，有kx2=m2gB不再上上升，表表示此时时A 和和C的速速度为零零，C已已降到其其最低点点。由机机械能守守恒，与与初始状状态相比比，弹簧簧弹性势势能的增增加量为为Emm3g(x1+x2)mm1g(x1+x2) C换成DD后，当当B刚离离地时弹弹簧势能能的增量量与前一一次相同同，由能能量关系系得(m3+m1)v2+m1v2=(mm3+m1)g(x1+x2)mm1g(x1+x2)E 由 式得(m3
24、+2mm1)v2=m1g(xx1+x2) 由式得vv=OmABVCVR11【005北京京理综】是是竖直平平面内的的四分之之一圆弧弧轨道，在在下端BB与水平平直轨道相切，如如图所示示。一小小球自AA点起由由静止开开始沿轨轨道下滑滑。已知知圆轨道道半径为为R，小小球的质质量为mm，不计计各处摩摩擦。求求（1）小小球运动动到B点点时的动动能（2）小小球下滑滑到距水水平轨道道的高度度为R时时的速度度大小和和方向（3）小小球经过过圆弧轨轨道的BB点和水水平轨道道的C点点时，所所受轨道道支持力力NB、NC各是多多大？【解】 （1）根据据机械能能守恒 Ekk=mggR（2）根根据机械械能守恒恒Ek=Epmv
25、2=mgRR小球速度度大小v=速度方向向沿圆弧弧的切线线向下，与与竖直方方向成330（3）根根据牛顿顿运动定定律及机机械能守守恒，在在B点NBmg=m ,mggRmvB2解得 NB=3mmg在C点：NC=mggABCv0R图1112【005广东东】 如如图111所示，半半径R=0.440m的的光滑半半圆环轨轨道处于于竖直平平面内，半半圆环与粗糙糙的水平平地面相相切于圆圆环的端端点A。一质质量m=0.110kgg的小球球，以初初速度vv0=7.0m/s在水水平地面面上向左左作加速速度a=3.0m/s2的匀减减速直线线运动，运运动4.0m后后，冲上上竖直半半圆环，最最后小球球落在CC点。求求A、C
26、间的距距离（取取重力加加速度gg=100m/ss2）。【解】匀匀减速运运动过程程中，有有：（1）恰好作圆圆周运动动时物体体在最高高点B满满足：mmg=mm2mm/s（2） 假假设物体体能到达达圆环的的最高点点B，由由机械能能守恒： （3） 联联立（11）、（33）可得得 =3m/ss 因因为，所以以小球能能通过最最高点BB。 小球球从B点点作平抛抛运动，有有：2RR（44）（5）由（4）、（55）得：1.2m （6）13【06全国国】如图所所示，一一固定在在竖直平平面内的的光滑的的半圆形形轨道AABC，其其半径RR5.0m，轨轨道在CC处与水水平地面面相切。在在C处放一一小物块块，给它它一水平平向左的的初速度度v05m/s，结结果它沿沿CBAA运动，通通过A点点，最后后落在水水平面上上的D点点，求CC、D间间的距离离s。取取重力加加速度gg100m/s22。【解】 设小物物体的质质量为mm，经A处时的的速度为为V，由A到D经历的的时间为为t，有mV02mV22mggR， 2Rggt2， sVtt。 由由式并代代入数据据得s1 mm参 考 答 案案一、选择择题1B 2AA 3BC 4CD 5CC 6AD7BCC 8C 9C 110CC 111CC 12BC13BBCD 14D 15BC 16D 17A 118D19CC 200D 211ABB 222DD 23CD53