《机械能-2023年高考物理真题题源解密含答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械能-2023年高考物理真题题源解密含答案.pdf（35页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1专题六机械能目录真题考查解读2023年真题展现真题考查解读2023年真题展现考向一功 功率和机车启动考向二动能定理及其应用考向三 机械能守恒定律及其应用考向四功能关系 能量守恒定律近年真题对比近年真题对比考向一功 功率和机车启动、动能定理应用万考向二机械能守恒定律应用、功能关系 能量守恒定律命题规律解密名校模拟探源易错易混速记命题规律解密名校模拟探源易错易混速记【命题意图】机械能内容近几年来，是每年各省高考必考的内容之一，主要考察功和功率的计算、动能定理和机械能守恒定律的应用，所涉及到的题型多种多样，一般力学知识综合，构成较为复杂的题型，不论是选择题还是解答题，往往都是以压轴题的形式出现，综
2、合性较强。而常常还会与电场和磁场相关的知识结合在一起，综合性也较高。动能定律是每年各省高考的必考内容，既可以出现在简单题中也可以出现在压轴题中，出题形式多种多样，既能与曲线运动和天体运动结合在一起，又可以与电场和磁场产生联系。【考查要点】(1)功和功率的计算，变力功的计算方法；(2)应用动能定理解决多过程问题；应用动能定理解决图像的综合问题；(3)单个物体的机械能守恒问题的理解和计算和多个物体关联的机械能守恒问题的理解和计算；(4)功能关系的应用和 摩擦力做功与能量的转化；【课标链接】熟练掌握功和功率的计算方法；熟练掌握并区分机车的两种启动方式，学会运用机车启动知识去解释起重机牵引物体的运动方
3、式；动能定理理解及其应用；机械能守恒定律的理解及应用、功能关系和同时解及应用。考向一功 功率和机车启动功 功率和机车启动1(2023(2023山东卷)天工开物 中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为()机械能-2023年高考物理真题题源解密2A.2nmg2RH5B.3nmgRH5C.3nmg2RH5D.nmgRH2(20232023辽
4、宁卷)如图(a)，从高处M点到地面N点有、两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图(b)所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中()A.甲沿I下滑且同一时刻甲的动能比乙的大B.甲沿下滑且同一时刻甲的动能比乙的小C.乙沿I下滑且乙的重力功率一直不变D.乙沿下滑且乙的重力功率一直增大3(20232023湖北卷)两节动车的额定功率分别为P1和P2，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1和v2。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为()A.P1v1+P2v2P1
5、+P2B.P1v2+P2v1P1+P2C.P1+P2v1v2P1v1+P2v2D.P1+P2v1v2P1v2+P2v14(20232023山东卷)质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力F和受到的阻力 f均为恒力，如图所示，小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止开始运动。当小车拖动物体行驶的位移为S1时，小车达到额定功率，轻绳从物体上脱落。物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为S2。物体与地面间的动摩擦因数不变，不计空气阻力。小车的额定功率P0为()A.2F2(F-f)S2-S1S1(M+m)S2-MS1B.2F2(F-f)S2-S1S1(M+m)S2-mS1C.2F2(F-f
6、)S2-S1S2(M+m)S2-MS1D.2F2(F-f)S2-S1S2(M+m)S2+mS1考向二动能定理及其应用动能定理及其应用5(20232023新课标卷)无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为3m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g)()A.0B.mghC.12mv2-mghD.12mv2+mgh6(20232023新课标卷)一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小
7、取10m/s2。下列说法正确的是()A.在x=1m时，拉力功率为6WB.在x=4m时，物体的动能为2JC.从x=0运动到x=2m，物体克服摩擦力做的功为8JD.从x=0运动到x=4的过程中，物体的动量最大为2kgm/s7(20232023全国乙卷)如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块(可视为质点)从木板上的左端以速度v0开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为 f，当物块从木板右端离开时()A.木板的动能一定等于 flB.木板的动能一定小于 flC.物块的动能一定大于12mv20-flD.物块的动能一定小于12mv20-fl8(20232023江苏卷)如
8、图所示，滑雪道AB由坡道和水平道组成，且平滑连接，坡道倾角均为45。平台BC与缓冲坡CD相连。若滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点。滑雪者现从A点由静止开始下滑，从B点飞出。已知A、P间的距离为d，滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，不计空气阻力。(1)求滑雪者运动到P点时间t；(2)求滑雪者从B点飞出的速度大小v；(3)若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度L。49(20232023湖北卷)如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧轨道CDE在同一竖直平面内，过C点
9、的轨道半径与竖直方向的夹角为60。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道CDE内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为12，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。求：(1)小物块到达D点的速度大小；(2)B和D两点的高度差；(3)小物块在A点的初速度大小。考向三 机械能守恒定律及其应用机械能守恒定律及其应用10(20232023全国甲卷)一同学将铅球水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中()A.机械能一直增加B.加速度保持不变C.速度大小保持不变D.被推出后瞬间动能最大11(2023202
10、3 浙江 高考真题)一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中()A.弹性势能减小B.重力势能减小C.机械能保持不变D.绳一绷紧动能就开始减小12(20232023湖南卷)如图，固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成，两段相切于B点，AB段与水平面夹角为，BC段圆心为O，最高点为C、A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度v0冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达C点，下列说法正确的是()5A.小球从B到C的过程中，对轨道的压力逐渐增大B.小球从A到C的过程中，重力的功率始终保持不变C.小球的初速度v0=2gRD.若小
11、球初速度v0增大，小球有可能从B点脱离轨道13(20232023浙江6 6月卷)铅球被水平推出后的运动过程中，不计空气阻力，下列关于铅球在空中运动时的加速度大小a、速度大小v、动能Ek和机械能E随运动时间t的变化关系中，正确的是()A.B.C.D.14(20232023全国甲卷)如图，光滑水平桌面上有一轻质弹簧，其一端固定在墙上。用质量为m的小球压弹簧的另一端，使弹黄的弹性势能为Ep。释放后，小球在弹簧作用下从静止开始在桌面上运动，与弹黄分离后，从桌面水平飞出。小球与水平地面碰撞后瞬间，其平行于地面的速度分量与碰撞前瞬间相等；垂直于地面的速度分量大小变为碰撞前瞬间的45。小球与地而碰撞后，弹起
12、的最大高度为h。重力加速度大小为g，忽略空气阻力。求(1)小球离开桌面时的速度大小；(2)小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离。考向四功能关系功能关系 能量守恒定律能量守恒定律15(20232023浙江1 1月卷)一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下游客从跳台下落直到最低点过程中()A.弹性势能减小B.重力势能减小C.机械能保持不变D.绳一绷紧动能就开始减小616(20232023辽宁卷)某大型水陆两柄飞机具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演练中，该飞机在水而上由静止开始匀加速直线滑行并汲水，速度达到v=80m/s时离开水面，该过程滑行距离L=1600m、汲水质
13、量m=1.010kg。离开水面后，飞机琴升高度h=100m时速度达到v=100m/s，之后保持水平匀速飞行，待接近目标时开始空中投水。取重力加速度g=10m/s2。求：(1)飞机在水面滑行阶段的加速度a的大小及滑行时间t；(2)整个攀升阶段，飞机汲取的水的机械能增加量E。考向一 功、功率、动能定理1(20222022 广东卷 T T9 9)如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200W、速度5m/s匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s匀速行驶。已知小车总质量为50kg，MN=PQ=20m，PQ段的倾角为30，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。下列
14、说法正确的有()A.从M到N，小车牵引力大小为40NB.从M到N，小车克服摩擦力做功800JC.从P到Q，小车重力势能增加1104JD.从P到Q，小车克服摩擦力做功700J2(20222022 湖北 T T7 7)一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由v增大到2v，在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v。前后两段时间内，合外力对质点做功分别为W1和W2，合外力的冲量大小分别为I1和I2。下列关系式一定成立的是()A.W2=3W1，I23I1B.W2=3W1，I2I1C.W2=7W1，I23I1D.W2=7W1，I2I13(20222022 浙江6 6月卷 T T1313)小明用额定功率
15、为1200W、最大拉力为300N的提升装置，把静置于地面的质量为20kg的重物竖直提升到高为85.2m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5m/s2的匀减速运动，到达平台速度刚好为零，g取10m/s2，则提升重物的最短时间为()A.13.2sB.14.2sC.15.5sD.17.0s4(20222022 浙江1 1月卷 T T2020)如图所示，处于竖直平面内的一探究装置，由倾角=37的光滑直轨道AB、圆心为O1的半圆形光滑轨道BCD、圆心为O2的半圆形光滑细圆管轨道DEF、倾角也为37的粗糙直轨道FG组成，B、D和F为轨道间的相切点，弹性板垂直轨道固定在G点(与B点等高)，B、O1、
16、D、O2和F点处于同一直线上。已知可视为质点的滑块质量m=0.1kg，轨道BCD和DEF的半径R=0.15m，轨道AB长度lAB=3m，滑块与轨道FG间的动摩擦因数=78，滑块与弹性板作用后，以等大速度弹回，sin37=0.6，cos37=0.8。滑块开始时均从轨道AB上某点静止释放，(1)若释放点距B点的长度l=0.7m，求滑块到最低点C时轨道对其支持力FN的大小；(2)设释放点距B点的长度为lx，滑块第一次经F点时的速度v与lx之间的关系式；(3)若滑块最终静止在轨道FG的中点，求释放点距B点长度lx的值。7考向二机械能守恒定律 功能关系与能量守恒5(20222022 全国乙卷 T T16
17、16)固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于()A.它滑过的弧长B.它下降的高度C.它到P点的距离D.它与P点的连线扫过的面积6(20222022 河北 T T9 9)如图，轻质定滑轮固定在天花板上，物体P和Q用不可伸长的轻绳相连，悬挂定滑轮上，质量mQmP，t=0时刻将两物体由静止释放，物体Q的加速度大小为g3。T时刻轻绳突然断开，物体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度，取t=0时刻物体P所在水平面为零势能面，此时物体Q的机能为E。重力加速度大小为g，不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点。下列说法正确
18、的是()A.物体P和Q的质量之比为1:3B.2T时刻物体Q的机械能为E2C.2T时刻物体P重力的功率为3E2TD.2T时刻物体P的速度大小2gT3分析近三年的高考试题，在近几年的高考题中，主要分关于机械能的考查，多以选择题的形式出现，有时与电流及电磁感应相结合命题。动能定理和机械能守恒定律多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题；动能定理仍将是高考考查的重点，高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中。81(20232023 广东潮州二模)疫情期间利用无人机运送物资，已知质量为8kg的物资在无人机拉力作用下匀速上
19、升35m，然后匀加速水平移动20m，若空气阻力不能忽略，取g=10m s2。则下列说法正确的是()A.匀速上升时，物资重力势能不变B.整个过程，物资机械能增加了2800JC.物资在匀速上升时机械能增量为2800JD.无人机水平移动过程中空气对它的作用力、重力均不做功2(20232023 山东泰安 统考二模)如图所示，在光滑水平面上，一物体在水平向右的恒定拉力F作用下由静止开始向右做直线运动，物体的动能Ek随时间t变化的图像如右图所示，虚线为图像上P点的切线，切线与t轴交点的坐标t1是()A.0.60B.0.70C.0.75D.0.803(20232023 四川凉山 统考二模)光滑水平面上质量分
20、别为m、2m的甲、乙两个物体，在相同的水平拉力F的作用下从静止开始运动，甲、乙分别经过t、2t时间的动能之和为Ek，则乙从静止经过3t时间的动能为()A.32EkB.43EkC.176EkD.3Ek4(20232023 福建福州4 4月检测)(多选)某研究小组研发了一款弹跳机器人，总质量仅为30g，其结构如图所示，流线型头部内的微型电机先将碳纤维细条制成的弹性结构压缩，之后弹性势能迅速释放，在约为10ms的时间内将机器人由静止加速到28m/s，此时机器人恰好离开地面，接着沿竖直方向上升，离地最大高度为33m，当地重力加速度为9.8m/s2，则()9A.微型电机工作时，消耗的电能全部转化为弹性结
21、构储存的弹性势能B.机器人在10ms的加速时间内平均加速度大小约为2800m/s2C.弹跳机器人在空中上升时加速度大小大于9.8m/s2D.弹跳机器人在空中上升的过程中机械能守恒5(20232023 四川眉山 校考模拟预测)下列四幅图所描述的情景中，人对物体做功的是()A.B.C.D.6(多选)()(20232023 黑龙江哈尔滨 哈尔滨三中校考模拟预测)如图甲所示，一足够长的水平传送带以某一恒定速率顺时针转动，一根轻弹簧一端与竖直墙而连接，另一端与物块不栓接。物块将弹簧压缩一段距离后置于传送带最左端无初速度释放，物块向右运动受到的摩擦力 f随位移x的关系如图乙所示，x0为已知量，则下列说法正
22、确的是()A.工件在传送带上先加速，后减速B.工件向右运动2x0后与弹簧分离C.弹簧劲度系数k=f02x0D.整个过程中摩擦力对物块做功W=0.75f0 x07(20232023 湖南彬州三模)(多选)如图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为质量m=600kg建筑材料从地面被吊起后在竖直方向运动的v-t图像(竖直向上为正方向)，重力加速度g=10m/s2。根据图像下列判断正确的是()10A.在1030s建筑材料的机械能增加B.46s时建筑材料离地面的高度为28mC.在010s内塔吊拉力做功的功率为3030WD.在3036s塔吊拉力对建筑材料做负功，其功率逐渐减小8(2023福建福州2
23、月检测)在无风天气里，毽子受到的空气阻力大小与其下落的速度大小成正比。一毽子从高处由静止竖直下落至地面过程中，位移大小为x、速度大小为v、加速度大小为a，重力势能为EP、动能为Ek、下落时间为t。取地面为零势能面，则下列图像正确的是()A.B.C.D.9(多选)()(20232023 河南 校联考模拟预测)如图一所示，轻杆与水平面的倾角为=37，带有小孔的小球套在轻杆上，小球与轻杆之间的动摩擦因数=0.5，小球的质量m=0.1kg。t=0时由静止释放小球，同时对小球施加沿轻杆向上的外力F，力F与时间的关系如图二所示。重力加速度为g=10m/s2，下列说法正确的是()A.0-2s内，小球的最大速
24、度为7.5m/sB.0-2s内小球的机械能一直在增加C.2s后小球的重力势能最多增加0.75JD.2s后，小球做匀减速直线运动，速度为零后，小球将处于平衡态10(20232023 江苏盐城 统考三模)现体从离地高H处的M点开始做自由落体运动，下落至离地高度为13H处的N点，下列能量条形图表示了物体在M和N处的动能虽和重力势能E的相对大小关系，可能正确11的是()A.B.C.D.11(20232023 江苏南京 统考二模)将一个小球从地球竖直上抛，过程中小球受到的阻力与速率成正比，设向上为正方向，小球的速率、位移、动能和机械能分别为v、x、Ek和E，以地面为零势能面，则下列描述小球运动过程的图像
25、可能正确的是()A.B.C.D.12(20232023 贵州贵阳 统考二模)篮球比赛中，进攻球队获得罚球机会。罚球时球员站在罚球线上方的横线后面立定向斜上方抛投，投进一个空心球。球从离手到进入篮框为止的过程中，其动能Ek随距地面的高度h变化的图线，最接近下列哪个图()(图中箭头的方向表示过程的先后顺序)A.B.12C.D.1.1.一对作用力与反作用力的功做功情形图例备注都做正功(1)一对相互作用力做的总功与参考系无关(2)一对相互作用力做的总功W=Flcos，l是相对位移，是F与l间的夹角(3)一对相互作用力做的总功可正、可负，也可为零都做负功一正一负一为零一为正一为负2。摩擦力做功有以下特点
26、：单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零;相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零,且总为负值。相互作用的一对滑动摩擦力做功过程中会发生物体间机械能转移和机械能转化为内能,内能 Q=Ffx相对。(5)一对平衡力的功一对平衡力作用在同一个物体上，若物体静止，则两个力都不做功；若物体运动，则这一对力所做的功一定是数值相等，一正一负或均为零。2.2.四类图像围城面积的含义v-t图像由公式x=vt，可知，v-t图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移a-t图像由公式 v=at，可知，a-t 图线与坐标轴围成的面积表示物体速
27、度的变化量F-t图像由公式 W=Fx,可知，F-t图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功P-t图像由公式W=Pt可知，P-t图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功3.3.机械能守恒的三种表达式表达式表达意义13守恒观点Ek+Ep=Ek+Ep系统内初末状态机械能总和相等转化观点Ek=-Ep系统(或物体)机械能守恒时，系统减少(或增加)的动能等于系统减少(或增加)的动能转移观点EA=-EB在 A、B 组成的系统中，A 机械能的增加量等于 B 机械能的减少量4.4.机械能守恒判断的三种方法定义法利用机械能的定义直接判断，分析物体或系统的动能和势能的和是否变化，若不变，则机械能守恒做功法若物体或系统只有重
28、力或系统内弹力做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，则机械能守恒转化法若物体或系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式能的转化，则机械能守恒5.5.几种常见力的功能关系不同的力做功对应不同形式能的变化定量关系合外力做功动能变化W合=Ek2-Ek1=Ek重力做功重力势能变化重力做正功，重力势能减少；重力做负 功，重力势能增加WG=-EP=Ep1-Ep2弹簧弹力做功弹性势能变化弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负 功，弹性势能增加.WF=-EP=Ep1-Ep2只有重力、弹力做功不引起机械能变化机械能守恒，E=0除重力和弹力之外的力做功机械能变化除重力和弹力之外的力做多少正功，物
29、体的机械能就增加多少；除重力和弹力 之外的力做多少负功，物体的机械能就减少多少.W=E一对相互作用的滑动摩擦力做的总功内能变化作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加Q=fx相1专题六 机械能目录真题考查解读真题考查解读20232023年真题展现年真题展现考向一功 功率和机车启动考向二动能定理及其应用考向三 机械能守恒定律及其应用考向四功能关系 能量守恒定律近年真题对比近年真题对比考向一功 功率和机车启动、动能定理应用万考向二机械能守恒定律应用、功能关系 能量守恒定律命题规律解密命题规律解密名校模拟探源名校模拟探源易错易混速记易错易混速记【命题意图】机械能内容近几年来，是每年各省高考
30、必考的内容之一，主要考察功和功率的计算、动能定理和机械能守恒定律的应用，所涉及到的题型多种多样，一般力学知识综合，构成较为复杂的题型，不论是选择题还是解答题，往往都是以压轴题的形式出现，综合性较强。而常常还会与电场和磁场相关的知识结合在一起，综合性也较高。动能定律是每年各省高考的必考内容，既可以出现在简单题中也可以出现在压轴题中，出题形式多种多样，既能与曲线运动和天体运动结合在一起，又可以与电场和磁场产生联系。【考查要点】(1)功和功率的计算，变力功的计算方法；(2)应用动能定理解决多过程问题；应用动能定理解决图像的综合问题；(3)单个物体的机械能守恒问题的理解和计算和多个物体关联的机械能守恒
31、问题的理解和计算；(4)功能关系的应用和 摩擦力做功与能量的转化；【课标链接】熟练掌握功和功率的计算方法；熟练掌握并区分机车的两种启动方式，学会运用机车启动知识去解释起重机牵引物体的运动方式；动能定理理解及其应用；机械能守恒定律的理解及应用、功能关系和同时解及应用。考向一功功 功率和机车启动功率和机车启动1(20232023山东卷)天工开物 中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重
32、力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为()2A.2nmg2RH5B.3nmgRH5C.3nmg2RH5D.nmgRH【答案】B【解析】由题知，水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，且每个水筒离开水面时装有质量为m的水、其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田，则水轮转一圈灌入农田的水的总质量为mm总=22RnmRnm 6060%=1.21.2RnmRnm，则水轮转一圈灌入稻田的水克服重力做的功WW=1.21.2RnmgHRnmgH，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为P=WTT=2联立有P=3nmgRH5故选B B。2(20232023辽宁卷)如图(a)，从高处M点到地面N点有、两条光滑
33、轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图(b)所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中()A.甲沿I下滑且同一时刻甲的动能比乙的大B.甲沿下滑且同一时刻甲的动能比乙的小C.乙沿I下滑且乙的重力功率一直不变D.乙沿下滑且乙的重力功率一直增大【答案】B【解析】AB由图乙可知，甲下滑过程中，甲做匀加速直线运动，则甲沿下滑，乙做加速度逐渐减小的加速运动，乙沿 I 下滑，任意时刻甲的速度都小于乙的速度，可知同一时刻甲的动能比乙的小，A 错误，B 正确；CD乙沿 I 下滑，开始时乙速度为 0，到 N 点时乙竖直方向速度为零，根据瞬时功率
34、公式 P=mgvy可知重力瞬时功率先增大后减小，CD错误。故选B。3(20232023湖北卷)两节动车的额定功率分别为P1和P2，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1和v2。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为()A.P1v1+P2v2P1+P2B.P1v2+P2v1P1+P2C.P1+P2v1v2P1v1+P2v2D.P1+P2v1v2P1v2+P2v1【答案】D【解析】由题意可知两节动车分别有P1=f1v1P2=f2v2当将它们编组后有P1+P2=f1+f2v3联立可得v=P1+P2v1v2P1v2+P2v1故选D。4(2
35、0232023山东卷)质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时，牵引力F和受到的阻力 f均为恒力，如图所示，小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止开始运动。当小车拖动物体行驶的位移为S1时，小车达到额定功率，轻绳从物体上脱落。物体继续滑行一段时间后停下，其总位移为S2。物体与地面间的动摩擦因数不变，不计空气阻力。小车的额定功率P0为()A.2F2(F-f)S2-S1S1(M+m)S2-MS1B.2F2(F-f)S2-S1S1(M+m)S2-mS1C.2F2(F-f)S2-S1S2(M+m)S2-MS1D.2F2(F-f)S2-S1S2(M+m)S2+mS1【答案】A【解析】设物体与地面
36、间的动摩擦因数为，当小车拖动物体行驶的位移为S1的过程中有F-f-mg=(m+M)av2=2aS1P0=Fv轻绳从物体上脱落后a2=gv2=2a2(S2-S1)联立有P0=2F2(F-f)S2-S1S1(M+m)S2-MS1故选A。考向二动能定理及其应用动能定理及其应用5(20232023新课标卷)无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g)()A.0B.mghC.12mv2-mghD.12mv2+mgh【答案】B【解析】地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得mgh-Wf=0故雨滴
37、克服空气阻力做功为mgh。故选B。6(20232023新课标卷)一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是()A.在x=1m时，拉力功率为6WB.在x=4m时，物体的动能为2JC.从x=0运动到x=2m，物体克服摩擦力做的功为8JD.从x=0运动到x=4的过程中，物体的动量最大为2kgm/s【答案】BC4【解析】由于拉力在水平方向，则拉力做的功为 W=Fx 可看出 W-x 图像的斜率代表拉力 F。AB在物体运动的过程中根据
38、动能定理有W-mgx=12mv2则x=1m时物体的速度为v1=2m/sx=1m时，拉力为F=Wx=6N 则此时拉力的功率 P=Fv1=12W，x=4m 时物体的动能为 Ek=2J，A 错误、B 正确；C从x=0运动到x=2m，物体克服摩擦力做的功为 Wf=mgx=8J，C正确；D根据W-x图像可知在0-2m的过程中F1=6N，2-4m的过程中F2=3N，由于物体受到的摩擦力恒为 f=4N，则物体在x=2m处速度最大，且根据选项AB分析可知此时的速度v2=8m/s则从x=0运动到x=4的过程中，物体的动量最大为 p=mv=2 2kgm/sD错误。故选BC。7(20232023全国乙卷)如图，一质
39、量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块(可视为质点)从木板上的左端以速度v0开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为 f，当物块从木板右端离开时()A.木板的动能一定等于 flB.木板的动能一定小于 flC.物块的动能一定大于12mv20-flD.物块的动能一定小于12mv20-fl【答案】BD【解析】当物块从木板右端离开时，对m有-fxm=12mv2m-12mv20，对M有 fxM=12mv2M其中l l=x xm-x xM，ABAB由于l l x xM，则根据以上分析可知木板的动能一定小于 fl fl，A A错误、B B正确；CDCD根据以上分析，联立有12mv
40、20-fl=12mv2m+12mv2M则物块的动能一定小于12mv20-fl，C C 错误、D D 正确。故选BDBD。8(20232023江苏卷)如图所示，滑雪道AB由坡道和水平道组成，且平滑连接，坡道倾角均为45。平台BC与缓冲坡CD相连。若滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点。滑雪者现从A点由静止开始下滑，从B点飞出。已知A、P间的距离为d，滑雪者与滑道间的动摩擦因数均为，重力加速度为g，不计空气阻力。(1)求滑雪者运动到P点时间t；(2)求滑雪者从B点飞出的速度大小v；(3)若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上，求平台BC的最大长度L。5【答案】(1)t=2 2dg 1-；(2)2gd 1
41、-；(3)2d 1-【解析】(1)滑雪者从A到P根据动能定理有mgdsin45-mgcos45d=12mv2P-0根据动量定理有 mgsin45-mgcos45t=mvp-0联立解得t=2 2dg 1-vP=2gd 1-(2)由于滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点，故从P点到B点合力做功为0，所以当从A点下滑时，到达B点有vB=vP=2gd 1-(3)当滑雪者刚好落在C点时，平台BC的长度最大；滑雪者从B点飞出做斜抛运动，竖直方向上有vPcos45=gt2，水平方向上有L=vPsin45t联立可得L=2d 1-9(20232023湖北卷)如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形
42、竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧轨道CDE在同一竖直平面内，过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道CDE内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为12，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。求：(1)小物块到达D点的速度大小；(2)B和D两点的高度差；(3)小物块在A点的初速度大小。【答案】(1)gR；(2)0；(3)3gR【解析】(1)由题知，小物块恰好能到达轨道的最高点D，则在D点有mv2DR=mg解得vD=
43、gR(2)由题知，小物块从C点沿圆弧切线方向进入轨道CDE内侧，则在C点有cos60=vBvC小物块从C到D的过程中，根据动能定理有-mg(R+Rcos60)=12mv2D-12mv2C则小物块从B到D的过程中，根据动能定理有mgHBD=12mv2D-12mv2B联立解得vB=gR，HBD=0(3)小物块从A到B的过程中，根据动能定理有-mgS=12mv2B-12mv2AS=2R解得vA=3gR6考向三 机械能守恒定律及其应用机械能守恒定律及其应用10(20232023全国甲卷)一同学将铅球水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中()A.机械能一直增加B.加速度保持不变C.速度
44、大小保持不变D.被推出后瞬间动能最大【答案】B【解析】A铅球做平抛运动，仅受重力，故机械能守恒，A错误；B铅球的加速度恒为重力加速度保持不变，B正确；CD铅球做平抛运动，水平方向速度不变，竖直方向做匀加速直线运动，根据运动的合成可知铅球速度变大，则动能越来越大，CD错误。故选B11(20232023 浙江 高考真题)一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中()A.弹性势能减小B.重力势能减小C.机械能保持不变D.绳一绷紧动能就开始减小【答案】B【详解】游客从跳台下落，开始阶段橡皮绳未拉直，只受重力作用做匀加速运动，下落到一定高度时橡皮绳开始绷紧
45、，游客受重力和向上的弹力作用，弹力从零逐渐增大，游客所受合力先向下减小后向上增大，速度先增大后减小，到最低点时速度减小到零，弹力达到最大值。A橡皮绳绷紧后弹性势能一直增大，A错误；B游客高度一直降低，重力一直做正功，重力势能一直减小，B正确；C下落阶段橡皮绳对游客做负功，游客机械能减少，转化为弹性势能，C错误；D绳刚绷紧开始一段时间内，弹力小于重力，合力向下做正功，游客动能在增加；当弹力大于重力后，合力向上对游客做负功，游客动能逐渐减小，D错误。12(20232023湖南卷)如图，固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成，两段相切于B点，AB段与水平面夹角为，BC段圆心为O，
46、最高点为C、A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度v0冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达C点，下列说法正确的是()A.小球从B到C的过程中，对轨道的压力逐渐增大B.小球从A到C的过程中，重力的功率始终保持不变C.小球的初速度v0=2gRD.若小球初速度v0增大，小球有可能从B点脱离轨道【答案】AD【解析】A由题知，小球能沿轨道运动恰好到达 C点，则小球在 C点的速度为 vC=0则小球从 C到B的过程中，有mgR(1-cos)=12mv2FN=mgcos-mv2R联立有FN=3mgcos-2mg，则从C到B的过程中 由 0 增大到，则 cos 逐渐减小，故 FN逐渐减小，而小球从
47、B 到 C 的过程中，对轨道的压力逐渐增7大，A 正确；B由于 A 到 B 的过程中小球的速度逐渐减小，则 A 到 B 的过程中重力的功率为 P=-mgvsin 则 A 到 B 的过程中小球重力的功率始终减小，则 B 错误；C从 A 到 C 的过程中有-mg 2R=12mv2C-12mv20解得 v0=4gRC 错误；D小球在 B 点恰好脱离轨道有 mgcos=mv2BR则 vB=gRcos 则若小球初速度v0增大，小球在B点的速度有可能为gRcos，故小球有可能从B点脱离轨道，D正确。故选AD。13(20232023浙江6 6月卷)铅球被水平推出后的运动过程中，不计空气阻力，下列关于铅球在空
48、中运动时的加速度大小a、速度大小v、动能Ek和机械能E随运动时间t的变化关系中，正确的是()A.B.C.D.【答案】D【解析】A由于不计空气阻力，铅球被水平推出后只受重力作用，加速度等于重力加速度，不随时间改变，故A错误；B铅球被水平推出后做平抛运动，竖直方向有vy=gt则抛出后速度大小为v=v20+gt2可知速度大小与时间不是一次函数关系，故B错误；C铅球抛出后的动能Ek=12mv2=12m v20+gt2可知动能与时间不是一次函数关系，故 C 错误；D铅球水平抛出后由于忽略空气阻力，所以抛出后铅球机械能守恒，故D正确。故选D。14(20232023全国甲卷)如图，光滑水平桌面上有一轻质弹簧
49、，其一端固定在墙上。用质量为m的小球压弹簧的另一端，使弹黄的弹性势能为Ep。释放后，小球在弹簧作用下从静止开始在桌面上运动，与弹黄分离后，从桌面水平飞出。小球与水平地面碰撞后瞬间，其平行于地面的速度分量与碰撞前瞬间相等；垂直于地面的速度分量大小变为碰撞前瞬间的45。小球与地而碰撞后，弹起的最大高度为h。重力加速度大小为g，忽略空气阻力。求(1)小球离开桌面时的速度大小；(2)小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离。【答案】(1)2Epm；(2)5 mghEp2mg【解析】(1)由小球和弹簧组成的系统机械能守恒可知Ep=12mv2得小球离开桌面时速度大小为v=2Epm8(2)离开桌面后由平抛
50、运动规律可得h=vy2g第一次碰撞前速度的竖直分量为vy，由题可知vy=45vy离开桌面后由平抛运动规律得x=vt，vy=gt解得小球第一次落地点距桌面上其飞出的水平距离为x=5 mghEp2mg考向四功能关系功能关系 能量守恒定律能量守恒定律15(20232023浙江1 1月卷)一位游客正在体验蹦极，绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下游客从跳台下落直到最低点过程中()A.弹性势能减小B.重力势能减小C.机械能保持不变D.绳一绷紧动能就开始减小【答案】B【解析】游客从跳台下落，开始阶段橡皮绳未拉直，只受重力作用做自由落体运动，下落到一定高度时橡皮绳开始绷紧，游客受重力和向上的弹力作用，弹力从