考点06功和能(解析版)-2021届高三《新题速递·物理》1月刊(高考复习)
专题06 功和能—三年(2021-2021年)高考物理试题分项版解析(解析版)
专题06 功和能一、选择题1．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。
小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力A ．一直不做功B ．一直做正功C ．始终指向大圆环圆心D ．始终背离大圆环圆心【答案】A【解析】大圆环光滑，则大圆环对小环的作用力总是沿半径方向，与速度方向垂直，故大圆环对小环的作用力一直不做功，选项A 正确，B 错误；开始时大圆环对小环的作用力背离圆心，最后指向圆心，故选项CD 错误；故选A 。
【名师点睛】此题关键是知道小圆环在大圆环上的运动过程中，小圆环受到的弹力方向始终沿大圆环的半径方向，先是沿半径向外，后沿半径向里。
2．【2017·江苏卷】一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为k0E ，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能kE 与位移x 的关系图线是【答案】C【解析】向上滑动的过程中，根据动能定理：k00()f E mg F x -=-+，同理，下滑过程中，由动能定理可得：k00()f E F mg x -=-，故C 正确；ABD 错误．【名师点睛】本题考查动能定理及学生的识图能力，根据动能定理写出E k –x 图象的函数关系，从而得出图象斜率描述的物理意义．3．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。
一小物块以速度v 从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时。
对应的轨道半径为（重力加速度大小为g ）A ．216v gB ．28v gC ．24v gD ．22v g【答案】B【解析】物块由最低点到最高点有：22111222mv mgr mv =+；物块做平抛运动：x =v 1t ；4rt g=；联立解得：22416v x r r g =-2242168v v g r g==⨯时，x 最大，故选B 。
考点09磁场(解析版)-2021届高三《新题速递·物理》2月刊(高考复习)
考点09磁场1．（2021·贵州贵阳市·高二期末）如图所示，在光滑的水平桌面上，a和b是两条固定的平行长直导线，通过的电流强度相等。
一矩形线框通有逆时针方向的电流，位于两条导线所在平面的正中间，在a、b产生的磁场作用下静止。
则a、b的电流方向可能是（）A．均向左B．均向右C．a的向右，b的向左D．a的向左，b的向右【答案】CD【详解】A．若a、b电流方向均向左，根据安培定则以及磁场的叠加知，在线框上边所在处的磁场方向垂直纸面向外，在线框下边所在处的磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则知，线框上边所受的安培力方向向上，下边所受的安培力方向向上，则线框不能处于静止状态，故A错误；B．若a、b电流方向均向右，根据安培定则以及磁场的叠加知，在线框上边所在处的磁场方向垂直纸面向里，在线框下边所在处的磁场方向垂直纸面向外，根据左手定则知，线框上边所受的安培力方向向下，下边所受的安培力方向向下，则线框不能处于静止状态，故B错误；C．若电流方向a的向右，b的向左，根据安培定则以及磁场的叠加知，在线框上边所在处的磁场方向垂直纸面向里，在线框下边所在处的磁场方向垂直纸面向里，根据左手定则知，线框上边所受的安培力方向向下，下边所受的安培力方向向上，根据对称性，线框可以处于平衡状态，故C正确；D．若电流方向a的向左，b的向右，根据安培定则以及磁场的叠加知，在线框上边所在处的磁场方向垂直纸面向外，在线框下边所在处的磁场方向垂直纸面向外，根据左手定则知，线框上边所受的安培力方向向上，下边所受的安培力方向向下，根据对称性，线框可以处于平衡状态，故D正确。
故选CD。
2．（2021·全国高二专题练习）某型号的回旋加速器的工作原理图如图甲所示，图乙为俯视图．回旋加速器的核心部分为D形盒，D形盒置于真空容器中，整个装置放在电磁铁两极之间的磁场中，磁场可以认为是匀强磁场，且与D形盒面垂直．两盒间狭缝很小，带电粒子穿过的时间可以忽略不计．质子从粒子源A 处进入加速电场的初速度不计，从静止开始加速到出口处所需的时间为t ，已知磁场的磁感应强度大小为B ，质子质量为m 、电荷量为＋q ，加速器接一高频交流电源，其电压为U ，可以使质子每次经过狭缝都能被加速，不考虑相对论效应和重力作用．则下列说法正确的是（ ）A ．质子第一次经过狭缝被加速后，进入D 形盒运动轨迹的半径r =1B B ．D 形盒半径RC ．质子能够获得的最大动能为22q BUtmπD ．加速质子时的交流电源频率与加速α粒子的交流电源频率之比为1：1 【答案】AB 【详解】A ．设质子第1次经过狭缝被加速后的速度为v 1，由动能定理得qU =2112mv 由牛顿第二定律有qv 1B =m 211v r联立解得r 1故A 正确；B ．设质子从静止开始加速到出口处运动了n 圈，质子在出口处的速度为v ，则2nqU=12mv 2 qvB=m 2v R质子圆周运动的周期T =2mqBπ 质子运动的总时间t =nT联立解得R 故B 正确； C ．根据qvB=m 2v R解得v =BRqm带电粒子射出时的动能E k =212mv =2222B R q m=2BUq t m π故C 错误。
考点09磁场(原卷版)-2021届高三《新题速递·物理》1月刊(高考复习)
考点09磁场1．（2021·全国高三其他模拟）如图所示，水平虚线上方有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度随时间的变化规律如图甲所示，一群带正电的同种粒子在0t =时从虚线上的O 点垂直于磁场方向向上与右边界成θ（0180θ︒<<︒）角射入磁场，如图乙所示，已知粒子在磁场中运动的轨迹半径为r ，周期为T ，不计粒子重力，则在θ角变化过程中下列说法正确的是（ ）A ．粒子距水平虚线的最远距离为2rB ．粒子在磁场中运动的速度始终不变C ．无论θ角多大，粒子均能射出磁场D ．粒子在虚线上方运动的最长时间为32T 2．（2021·黑龙江大庆市·大庆实验中学高二期末）金属棒MN 两端用细软导线悬挂于a 、b 两点，其中间一部分处于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，静止时MN 平行于纸面，如图所示。
若金属棒通有从M 向N 的电流，此时悬线上有拉力。
为了使拉力等于零，下列措施可行的是（ ）A ．减小电流B ．将电流方向改为从N 流向MC ．将磁场方向改为垂直于纸面向外，并减小磁感应强度D ．将磁场方向改为垂直于纸面向外，同时将电流方向也改为从N 流向M 并增大电流强度 3．（2021·全国高三其他模拟）六根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正六边形，O 为正六边形的中心，通过长直导线a 、b 、c 、d 、e 、f 的电流分别为1I 、2I 、3I 、4I 、5I 、6I ，a 、c ，e 中通过的电流大小相等，b 、d 、f 中通过的电流大小相等，电流方向如图所示．已知通电长直导线在距导线r 处产生的磁感应强度大小为I B k r'=，此时O 点处的磁感应强度大小为6B ，导线a 在O 处产生磁场的磁感应强度大小为B ，则移除e 导线后，e 导线所在处的磁感应强度大小为（ ）A ．0B ．BCD ．2B4．（2021·全国高三月考）如图，纸面内有两条相互垂直的长直绝缘导线L 1、L 2，L 1中的电流方向向上，L 2中的电流方向向右； L 1的右边有a 、b 两点，它们相对于L 2对称。
高考物理最新力学知识点之功和能知识点总复习含答案解析
高考物理最新力学知识点之功和能知识点总复习含答案解析一、选择题1．如图所示，AB 为14圆弧轨道，BC 为水平直轨道，圆弧的半径为R ，BC 的长度也是R ，一质量为m 的物体，与两个轨道的动摩擦因数都为μ，当它由轨道顶端A 从静止下滑时，恰好运动到C 处停止，那么物体在AB 段克服摩擦力做功为（ ）A ．12μmgR B ．12mgR C ．mgRD ．()1mgR μ-2．将一个皮球从地面以初速度v 0竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，即f =kv ，重力加速度为g ，下列说法中正确的是（ ） A ．从抛出到落四地面的过程中，最高点加速度最大，大小为gB ．刚抛出时加速度最大，大小为g +kv mC ．皮球上升所用时间比下降所用时间长D ．皮球落回地面时速度大于v 03．如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m 的小球沿轨道做完整的圆周运动．已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N 1，在高点时对轨道的压力大小为N 2.重力加速度大小为g ，则N 1–N 2的值为A ．3mgB ．4mgC ．5mgD ．6mg4．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J ，他克服阻力做功100J ．韩晓鹏在此过程中（ ） A ．动能增加了1900J B ．动能增加了2000 J C ．重力势能减小了1900J D ．重力势能减小了2000J5．如图是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图象，t 1时刻起汽车的功率保持不变．由图象可知（ ）A ．0-t 1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变B ．0-t 1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率不变C ．t 1-t 2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小D ．t 1-t 2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变6．如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力( )A ．等于零，对人不做功B ．水平向左，对人做负功C ．水平向右，对人做正功D ．沿斜面向上，对人做正功7．人用绳子通过定滑轮拉物体A ，A 穿在光滑的竖直杆上，当人以速度 v 竖直向下匀速拉绳使质量为m 的物体A 到达如图所示位置时，此时绳与竖直杆的夹角为θ，则物体A 的动能为（ ）A ．222cos k mv E θ= B ．222tan k mv E θ= C ．212k E mv =D ．221sin 2k E mv θ=8．把一物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度为h ，若物体的质量为m ，所受空气阻力大小恒为f ，重力加速度为g ．则在从物体抛出到落回抛出点的全过程中，下列说法正确的是：（ ） A ．重力做的功为m g h B ．重力做的功为2m g h C ．空气阻力做的功为零D ．空气阻力做的功为-2fh9．2019年2月16日，世界游泳锦标赛跳水项目选拔赛（第一站）在京举行，重庆选手施延懋在女子3米跳板决赛中，以386.60分的成绩获得第一名，当运动员压板使跳板弯曲到最低点时，如图所示，下列说法正确的是（ ）A ．跳板发生形变是因为运动员的重力大于板对她支持力B ．弯曲的跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的C ．在最低点时运动员处于超重状态D ．跳板由最低点向上恢复的过程中，运动员的机械能守恒10．将横截面积为S 的玻璃管弯成如图所示的连通器，放在水平桌面上，左、右管处在竖直状态，先关闭阀门K ，往左、右管中分别注入高度为h 2、h 1 ，密度为ρ的液体，然后打开阀门K ，直到液体静止，重力对液体做的功为（ ）A ．()21gs h h ρ-B ．()2114gs h h ρ- C ．()22114gs h h ρ- D ．()22112gs h h ρ- 11．关于力对物体做功,下列说法正确的是 A ．滑动摩擦力对物体一定做负功 B ．静摩擦力对物体可能做正功C ．作用力与反作用力的功代数和一定为零D ．合外力对物体不做功,则物体速度一定不变12．质量为m 的滑块沿高为h ，长为L 的粗糙斜面匀速下滑，在滑块从斜面顶端滑至底端的过程中A ．滑块的机械能保持不变B ．滑块克服摩擦所做的功为mgLC ．重力对滑块所做的功为mghD ．滑块的机械能增加了mgh13．如图所示，质量为m 的物体，以水平速度v 0离开桌面，若以桌面为零势能面，不计空气阻力，则当它经过离地高度为h 的A 点时，所具有的机械能是( )A ．mv 02＋mg hB ．mv 02-mg hC ．mv 02＋mg (H-h)D ．mv 0214．从空中以40m/s 的初速度水平抛出一重为10N 的物体．物体在空中运动3s 落地，不计空气阻力，取g=10m/s 2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为（ ） A ．300WB ．400WC ．500WD ．700W15．一滑块在水平地面上沿直线滑行，t =0时其速度为1 m/s ．从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用F ，力F 和滑块的速度v 随时间的变化规律分别如图a 和图b 所示．设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F 对滑块做的功分别为123W W W 、、，则以下关系正确的是( )A ．123W W W ==B ．123W W W <<C ．132W W W <<D ．123W W W =<16．如图所示，一个内侧光滑、半径为R 的四分之三圆弧竖直固定放置，A 为最高点，一小球（可视为质点）与A 点水平等高，当小球以某一初速度竖直向下抛出，刚好从B 点内侧进入圆弧并恰好能过A 点。
2024年高考物理试题分项解析专题06功和功率第01期
专题6 功和功率一．选择题1．（2024江苏泰州12月联考）中国已成为世界上高铁系统技术最全、集成实力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家。
报道称新一代高速列车牵引功率达9000kW，持续运行速度为350km/h，则新一代高速列车从北京开到杭州全长约为1300km，则列车在动力上耗电约为（）A．3.3×103kW·hB．3.3×104kW·hC．3.3×105kW·hD．3.3×106kW·h【参考答案】B2．【济宁模拟】一汽车在水平平直路面上，从静止起先以恒定功率P运动，运动过程中所受阻力大小不变，汽车最终做匀速运动。
汽车运动速度的倒数1v与加速度a的关系如图所示。
下列说法正确的是( )A ．汽车运动的最大速度为v 0B ．阻力大小为02PvC ．汽车的质量为002Pa v D ．汽车的质量为00Pa v【参考答案】AD3．【郑州2025届质量检测】如图所示，不行伸长的轻绳通过定滑轮将物块甲、乙(均可视为质点)连接，物块甲套在固定的竖直光滑杆上，用外力使两物块静止，轻绳与竖直方向夹角θ＝37°，然后撤去外力，甲、乙两物块从静上起先无初速释放，物块甲能上升到最高点Q ，己知Q 点与滑轮上缘O 在同一水平线上，甲、乙两物块质量分别为m 、M ，sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8，重力加速度为g ，不计空气阻力，不计滑轮的大小和摩擦。
设物块甲上升到最高点Q 时加速度为a ，则下列说法正确的是( )A ．M ＝3mB ．M ＝2mC ．a ＝0D ．a ＝g 【参考答案】BD【名师解析】当甲上升到最高点时，甲和乙的速度均为零，此时设甲上升的高度为h ，则乙下降的高度为，由能量关系可知，则M＝2m，选项B正确，A错误；甲在最高点时，竖直方向只受重力作用，则a＝g，选项C错误，D正确。
高考物理力学知识点之功和能图文解析
高考物理力学知识点之功和能图文解析一、选择题1．如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC 和BC 的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C 点时的动能分别为E k1和E k2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W 1和W 2，则（ ）A ．E k1＞E k2 W 1＜W 2B ．E k1＞E k2 W 1＝W 2C ．E k1＝E k2 W 1＞W 2D ．E k1＜E k2 W 1＞W 22．将一个皮球从地面以初速度v 0竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，即f =kv ，重力加速度为g ，下列说法中正确的是（ ）A ．从抛出到落四地面的过程中，最高点加速度最大，大小为gB ．刚抛出时加速度最大，大小为g +0kv mC ．皮球上升所用时间比下降所用时间长D ．皮球落回地面时速度大于v 0 3．按压式圆珠笔内装有一根小弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出来。
如图所示，使笔的尾部朝下，将笔向下按到最低点，使小帽缩进，然后放手，笔将向上弹起至一定的高度。
忽略摩擦和空气阻力。
笔从最低点运动至最高点的过程中A ．笔的动能一直增大B ．笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和一直减小C ．弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能增加量D ．弹簧的弹性势能减少量等于笔的重力势能增加量4．如图所示，长为l 的轻杆一端固定一质量为m 的小球，另一端有固定转轴O ，杆可在竖直平面内绕轴O 无摩擦转动．已知小球通过最低点Q 时，速度大小为，则小球的运动情况为（ ）A．小球不可能到达圆周轨道的最高点PB．小球能到达圆周轨道的最高点P，但在P点不受轻杆对它的作用力C．小球能到达圆周轨道的最高点P，且在P点受到轻杆对它向上的弹力D．小球能到达圆周轨道的最高点P，且在P点受到轻杆对它向下的弹力5．小明和小强在操场上一起踢足球，若足球质量为m，小明将足球以速度v从地面上的A 点踢起。
(完整版)高三物理专题---功和能,含答案解析
高三物理“功和能的关系”知识定位在高中物理学习过程中，既要学习到普遍适用的守恒定律——能量守恒定律，又要学习到条件限制下的守恒定律——机械能守恒定律。
学生掌握守恒定律的困难在于：对于能量守恒定律，分析不清楚哪些能量发生了相互转化，即哪几种能量之和守恒；而对于机械能守恒定律，又不能正确的分析何时守恒，何时不守恒。
在整个高中物理学习过程中，很多同学一直错误的认为功与能是一回事，甚至可以互相代换，其实功是功，能是能，功和能是两个不同的概念，对二者的关系应把握为：功是能量转化的量度。
知识梳理1、做功的过程是能量转化的过程，功是能的转化的量度。
2、能量守恒和转化定律是自然界最基本的定律之一。
而在不同形式的能量发生相互转化的过程中，功扮演着重要的角色。
本章的主要定理、定律都是由这个基本原理出发而得到的。
需要强调的是：功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一种状态量，它个一个时刻相对应。
两者的单位是相同的（都是J），但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”。
3、复习本章时的一个重要课题是要研究功和能的关系，尤其是功和机械能的关系。
突出：“功是能量转化的量度”这一基本概念。
⑴物体动能的增量由外力做的总功来量度：W外=ΔE k，这就是动能定理。
⑵物体重力势能的增量由重力做的功来量度：W G= -ΔE P，这就是势能定理。
⑶物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度：W其=ΔE机，（W其表示除重力以外的其它力做的功），这就是机械能定理。
⑷当W其=0时，说明只有重力做功，所以系统的机械能守恒。
⑸一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功，用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能，也就是系统增加的内能。
f d=Q（d为这两个物体间相对移动的路程）。
例题精讲1【题目】如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。
其正上方A位置有一只小球。
小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零。
高中物理《功和能》练习题(附答案解析)
高中物理《功和能》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．一个质量为2kg 的物体从某高处自由下落，重力加速度取10m/s 2，下落2s 时（未落地）重力的功率是（ ）A ．300WB ．400WC ．500WD ．600W 2．“嫦娥五号”是我国月球软着陆无人登月探测器，如图，当它接近月球表面时，可打开反冲发动机使探测器减速下降。
探测器减速下降过程中，它在月球上的重力势能、动能和机械能的变化情况是（ ）A ．动能增加、重力势能减小B ．动能减小、重力势能增加C ．动能减小、机械能减小D ．重力势能增加、机械能增加3．如图所示，电梯质量为M ，在它的水平地板上放置一质量为m 的物体。
电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v 1增加到v 2时，上升高度为H ，重力加速度为g ，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是（ ）A ．对物体，动能定理的表达式为W N ＝12m 22v ，其中W N 为支持力做的功B ．对物体，动能定理的表达式为W 合＝0，其中W 合为合力做的功C ．对物体，动能定理的表达式为22N 211122W mgH mv mv -=- D ．对电梯，其所受合力做功为22211122Mv Mv mgH -- 4．甲、乙两个可视为质点的物体的位置如图所示，甲在桌面上，乙在地面上，质量关系为m 甲<m 乙，若取桌面为零势能面，甲、乙的重力势能分别为Ep 1、Ep 2，则（ ）A ．Ep 1>Ep 2B ．Ep 1<Ep 2C ．Ep 1=Ep 2D ．无法判断5．物体在水平力F 作用下，沿水平地面由静止开始运动，1s 后撤去F ，再经过2s 物体停止运动，其v t -图像如图。
若整个过程拉力F 做功为1W ，平均功率为1P ；物体克服摩擦阻力f 做功为2W ，平均功率为2P ，加速过程加速度大小为1a ，减速过程中加速度的大小为2a ，则（ ）A ．122W W =B ．123a a =C ．123P P =D ．2F f =6．如图所示，在大小和方向都相同的力F 1和F 2的作用下，物体m 1和m 2沿水平方向移动了相同的距离。
高考物理新力学知识点之功和能专项训练解析附答案
高考物理新力学知识点之功和能专项训练解析附答案一、选择题1．连接A 、B 两点的在竖直面内的弧形轨道ACB 和ADB 形状相同、材料相同，如图所示．一个小物体从A 点以一定初速度v 开始沿轨道ACB 运动，到达B 点的速度为v 1；若以相同大小的初速度v 沿轨道ADB 运动，物体到达B 点的速度为v 2，比较v 1和v 2的大小，有（ ）A ．v 1＞v 2B ．v 1=v 2C ．v 1＜v 2D ．条件不足，无法判定2．我国的传统文化和科技是中华民族的宝贵精神财富，四大发明促进了科学的发展和技术的进步，对现代仍具有重大影响，下列说法正确的是（ ） A ．春节有放鞭炮的习俗，鞭炮炸响的瞬间，动量守恒但能量不守恒B ．火箭是我国的重大发明，现代火箭发射时，火箭对喷出气体的作用力大于气体对火箭的作用力C ．装在炮弹中的火药燃烧爆炸时，化学能全部转化为弹片的动能D ．指南针的发明促进了航海和航空，静止时指南针的N 极指向北方3．将一个皮球从地面以初速度v 0竖直向上抛出，皮球运动时受到空气阻力的大小与速度的大小成正比，即f =kv ，重力加速度为g ，下列说法中正确的是（ ） A ．从抛出到落四地面的过程中，最高点加速度最大，大小为gB ．刚抛出时加速度最大，大小为g +kv mC ．皮球上升所用时间比下降所用时间长D ．皮球落回地面时速度大于v 04．某同学把质量是5kg 的铅球推出，估计铅球出手时距地面的高度大约为2m ，上升的最高点距地面的高度约为3m ，最高点到落地点的水平距离约为6m 。
由此可估算出该同学推铅球的过程中对铅球做的功约为 A ．50JB ．150JC ．200JD ．250J5．如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m 的小球沿轨道做完整的圆周运动．已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N 1，在高点时对轨道的压力大小为N 2.重力加速度大小为g ，则N 1–N 2的值为A ．3mgB ．4mgC ．5mgD ．6mg6．如图所示，物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，运动中无碰撞能量损失。
高考物理最新力学知识点之功和能知识点总复习附答案解析
高考物理最新力学知识点之功和能知识点总复习附答案解析一、选择题1．恒力F作用于原来静止的物体上，使其分别沿粗糙水平面和光滑水平面移动一段相同距离s，则水平恒力F做的功和功率W1、P l和W2、P2相比较，正确的是( )A．W l>W2，P1>P2B．W l=W2，P I<P2C．W l=W2，P l>P2D．W l>W2，P I<P22．如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直,一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时,对应的轨道半径为(重力加速度为g)( )A．216vgB．28vgC．24vgD．22vg3．如图所示，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始自由下滑，则（）A．小球到达弧形槽底部时速度小于2ghB．小球到达弧形槽底部时速度等于2ghC．小球在下滑过程中，小球和槽组成的系统总动量守恒D．小球自由下滑过程中机械能守恒4．如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则A．1t时刻小球动能最大B．2t时刻小球动能最大C ．2t ~3t 这段时间内，小球的动能先增加后减少D ．2t ~3t 这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能5．按压式圆珠笔内装有一根小弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出来。
如图所示，使笔的尾部朝下，将笔向下按到最低点，使小帽缩进，然后放手，笔将向上弹起至一定的高度。
忽略摩擦和空气阻力。
笔从最低点运动至最高点的过程中A ．笔的动能一直增大B ．笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和一直减小C ．弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能增加量D ．弹簧的弹性势能减少量等于笔的重力势能增加量6．人用绳子通过定滑轮拉物体A ，A 穿在光滑的竖直杆上，当人以速度 v 竖直向下匀速拉绳使质量为m 的物体A 到达如图所示位置时，此时绳与竖直杆的夹角为θ，则物体A 的动能为（ ）A ．222cos k mv E θ=B ．222tan k mv E θ=C ．212k E mv =D ．221sin 2k E mv θ=7．如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m 的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态．现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L ,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L (未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中( )A ．圆环的机械能守恒B ．弹簧弹性势能变化了3mgLC ．圆环下滑到最大距离时,所受合力为零D ．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变 8．关于力对物体做功,下列说法正确的是 A ．滑动摩擦力对物体一定做负功 B ．静摩擦力对物体可能做正功C ．作用力与反作用力的功代数和一定为零D ．合外力对物体不做功,则物体速度一定不变 9．下述实例中，机械能守恒的是（ ） A ．物体做平抛运动 B ．物体沿固定斜面匀速下滑 C ．物体在竖直面内做匀速圆周运动D ．物体从高处以0.9g (g 为重力加速度的大小)的加速度竖直下落10．如图所示，小明将质量为m 的足球以速度v 从地面上的A 点踢起，当足球到达B 点时离地面的高度为h ．不计空气阻力，取地面为零势能面，则足球在B 点时的机械能为（足球视为质点）A ．212mv B ．mgh C ．212mv +mgh D ．212mv －mgh 11．如图所示，质量为60kg 的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒，已知重心在C 点，其垂线与脚，两手连线中点间的距离Oa 、ob 分别为0.9m 和0.6m ，若她在1min 内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m ，则克服重力做功和相应的功率为（ ）A ．430J ，7WB ．4300J ，70WC ．720J ，12WD ．7200J ，120W12．质量为m 的滑块沿高为h ，长为L 的粗糙斜面匀速下滑，在滑块从斜面顶端滑至底端的过程中A ．滑块的机械能保持不变B ．滑块克服摩擦所做的功为mgLC ．重力对滑块所做的功为mghD ．滑块的机械能增加了mgh13．如图所示，一表面光滑的木板可绕固定的水平轴O 转动，木板从水平位置OA 转到OB位置的过程中，木板上重为5 N 的物块从靠近转轴的位置由静止开始滑到图中虚线所示位置，在这一过程中，物块的重力势能减少了4 J 。
高考物理复习重难点06 功和能—2021年高考物理
2021年高考物理【热点·重点·难点】专练（新高考专用）重难点06 功和能【知识梳理】考点一功能关系功能量的变化合外力做正功动能增加重力做正功重力势能减少弹簧弹力做正功弹性势能减少电场力做正功电势能减少其他力（除重力、弹力外）做正功机械能增加功能关系的应用1．在应用功能关系解决具体问题的过程中，若只涉及动能的变化用动能定理分析．2．只涉及重力势能的变化用重力做功与重力势能变化的关系分析．3．只涉及机械能变化用除重力和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析．4．只涉及电势能的变化用电场力做功与电势能变化的关系分析．【重点归纳】1、功能关系问题的解答技巧对各种功能关系熟记于心，力学范围内，应牢固掌握以下三条功能关系：（1）重力的功等于重力势能的变化，弹力的功等于弹性势能的变化；（2）合外力的功等于动能的变化；（3）除重力、弹力外，其他力的功等于机械能的变化。
运用功能关系解题时，应弄清楚重力做什么功，合外力做什么功，除重力、弹力外的力做什么功，从而判断重力势能或弹性势能、动能、机械能的变化。
考点二摩擦力做功摩擦力做功的特点及传送带中的能量问题1．静摩擦力做功的特点（1）静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
（2）相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零．（3）静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能．2．滑动摩擦力做功的特点（1）滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．（2）相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：①机械能全部转化为内能；②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能．（3）摩擦生热的计算：Q ＝F f s 相对．其中s 相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程．深化拓展 从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量；从能量的角度看，其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量．3．传送带模型的能量问题（1）模型条件①传送带匀速或加速运动．②物体以初速度v 0滑上传送带或轻轻放于传送带上，物体与传送带间有摩擦力．③物体与传送带之间有相对滑动．（2）模型特点①若物体轻轻放在匀速运动的传送带上，物体一定要和传送带之间产生相对滑动，物体一定受到沿传送带前进方向的摩擦力．②若物体静止在传送带上，与传送带一起由静止开始加速，如果动摩擦因数较大，则物体随传送带一起加速；如果动摩擦因数较小，则物体将跟不上传送带的运动，相对传送带向后滑动．③若物体与水平传送带一起匀速运动，则物体与传送带之间没有摩擦力；若传送带是倾斜的，则物体受到沿传送带向上的静摩擦力作用．（3）功能关系①功能关系分析：W F ＝ΔE k ＋ΔE p ＋Q②对传送带的功W F 和产生的内能Q 的理解：传送带的功：W F ＝Fx 传产生的内能Q ＝F f x 相对【限时检测】（建议用时：30分钟）一、单项选择题：本题共4小题。
专题06 功和能-三年(2019-2021)高考物理真题分项汇编(解析版)
C．根据匀加速直线运动位移与时间的关系 x 1 at 2 ，可知同学们前后距离随着时间不断增大，也可以从 2
速度的角度分析，同学们做匀加速直线运动，随着时间的增加，速度越来越大，相等时时间内通过的位移
越来越大，所以同学们前后距离随着时间不断增大，C 正确；
混凝土做的功至少为（ ）
1
发动机最大输出功率（ kW ） 332
最大输送高度（m） 63
整车满载质量（ kg ）
5.4 104 最大输送量（ m3 /h ） 180
A．1.08 107 J
B． 5.04 107 J
C．1.08108 J
D． 2.72 108J
【答案】C 【解析】
泵车的泵送系统以150m3 /h 的输送量给 30m 高处输送混凝土，每小时泵送系统对混凝土做的功
1 2
mvm 2
Pt
【答案】C
【解析】
A．对动车由牛顿第二定律有
F F阻 =ma
2
若动车组在匀加速启动，即加速度 a 恒定，但 F阻 kv 随速度增大而增大，则牵引力也随阻力增大而变大，
故 A 错误；
B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为 4P，由牛顿第二定律有
4P kv ma v
【答案】BC
【解析】
CD．外力撤去前，由牛顿第二定律可知
F mg ma1 ①
故选 D。 9．（2021·广东卷）长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡销的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴 弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为 m 的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为 h，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，重力加速度为 g，下列说法正确的有（ ）
高考物理重点专题讲解及突破06 功和能(含解析)-人教版高三全册物理试题
2020-2021年高考物理重点专题讲解与突破06：功和能超重点1：功和功率※考点一功的分析与计算1．判断力是否做功与做正、负功的方法判断根据适用情况根据力和位移的方向的夹角判断：α＜90°力做正功；常用于恒力做功的判断α＝90°力不做功；α＞90°力做负功根据力和瞬时速度方向的夹角θ判断：θ＜90°，力做正功；常用于质点做曲线运动时力做功的判断θ＝90°，力不做功；θ＞90°，力做负功根据功能关系或能量守恒定律判断常用于变力做功的判断2.恒力做功的计算方法：直接用W＝Fl cos α计算．3．合力做功的计算方法方法一：先求合力F合，再用W合＝F合l cos α求功．方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功．4．变力做功的常用计算方法(1)应用动能定理求解．(优先考虑)(2)用W＝Pt求解，其中变力的功率P不变．[题组突破训练]1.如下列图，在匀减速向右运动的车厢内，一人用力向前推车厢，该人与车厢始终保持相对静止，如此如下说法中正确的答案是( )A．人对车厢的推力不做功B．人对车厢的推力做负功C．车厢对人的作用力做正功D．车厢对人的作用力做负功【解析】车厢向右做匀减速运动，即a、v方向相反，加速度a向左，且人与车厢具有一样的加速度．对人受力分析，受到重力和车厢对人的作用力，如此车厢对人的作用力方向为斜向左上方，与位移方向成钝角，所以车厢对人做负功，C 错误，D 正确．人对车厢的作用力方向斜向右下方，人对车厢的作用力与车厢位移方向成锐角，人对车厢做正功(或由动能定理，人的动能减小，故车对人做负功，人对车做正功来判断)，A 、B 错误．【答案】D2.如下列图，质量为m 的小球用长为L 的轻绳悬挂于O 点，用水平恒力F 拉着小球从最低点运动到使轻绳与竖直方向成θ角的位置，求此过程中，各力对小球做的总功为( )A ．FL sin θB ．mgL (1－cos θ)C ．FL sin θ－mgL (1－cos θ)D ．FL sin θ－mgL cosθ【解析】如图，小球在F 方向的位移为CB ，方向与F 同向，如此W F ＝F ·CB ＝F ·L sinθ小球在重力方向的位移为AC ，方向与重力反向，如此W G ＝mg ·AC ·cos 180°＝－mg ·L (1－cos θ)绳的拉力F T 时刻与运动方向垂直，如此W F T ＝0 故W 总＝W F ＋W G ＋W F T ＝FL sin θ－mgL (1－cos θ) 所以选项C 正确． 【答案】C3.如下列图，在水平面上，有一弯曲的槽道槽道由半径分别为R2和R 的两个半圆构成．现用大小恒为F 的拉力将一光滑小球从A 点沿槽道拉至B 点，假设拉力F 的方向时刻与小球运动方向一致，如此此过程中拉力所做的功为( ) A ．0 B ．FR C ．2πFR D.32πFR【解析】因为F 的方向不断改变，不能用W ＝Fl cos α求解，但由于拉力F 的方向时刻与小球运动方向一致，可采用微元法，把小球的位移分割成许多的小段，在每一小段位移上作用在小球上的力F 可视为恒力，F 做的总功即为F 在各个小段上做功的代数和，由此得W ＝F (12·2π·R 2＋12·2πR )＝32πFR .【答案】D※考点二 对功率的理解与计算1．平均功率的计算方法(1)利用P ＝W t计算．(2)利用P ＝F v cos α计算，其中v 为物体运动的平均速度． 2．瞬时功率的计算方法(1)利用公式P ＝Fv cos α计算，其中v 为t 时刻的瞬时速度．(2)利用公式P ＝Fv F 计算，其中v F 为物体的速度v 在力F 方向上的分速度． (3)利用公式P ＝F v v 计算，其中F v 为物体受到的外力F 在速度v 方向上的分力．[题组突破训练]1.如下列图，细线的一端固定于O 点，另一端系一小球．在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点．在此过程中拉力瞬时功率的变化情况为( )A ．逐渐增大B ．逐渐减小C ．先增大，后减小D ．先减小，后增大【解析】因小球速率不变，所以小球以O 点为圆心做匀速圆周运动，受力如下列图．设绳与竖直方向的夹角为θ，如此在切线方向上应有mg sin θ＝F cos θ，拉力F 的瞬时功率P ＝Fv cos θ＝mgv sin θ.小球从A 运动到B 的过程中，拉力的瞬时功率随θ的增大而增大，A 正确．【答案】A2．质量为5×103 kg 的汽车在水平路面上由静止开始以加速度a ＝2 m/s 2开始做匀加速直线运动，所受阻力是1.0×103N ，如此汽车匀加速启动过程中( )A ．第1 s 内汽车所受牵引力做功为1.0×104J B ．第1 s 内汽车所受合力的平均功率为20 kW C ．第1 s 末汽车所受合力的瞬时功率为22 kW D ．第1 s 末汽车所受牵引力的瞬时功率为22 kW【解析】根据牛顿第二定律得F －F 阻＝ma ，如此F ＝F 阻＋ma ＝11 000 N ．汽车第1 s 末的速度v ＝at ＝2 m/s.第1 s 内汽车位移x ＝v2t ＝1 m ，第1 s 内汽车所受牵引力做功W ＝Fx ＝1.1×104J ，A 错误．根据动能定理，第1 s 内汽车所受合力的功W ＝12mv 2，其平均功率P ＝W t ＝12mv2t＝10 kW ，B 错误．根据P ＝Fv 得P 1＝mav ＝20 kW ，C 错误．牵引力的瞬时功率P 2＝Fv ＝22 kW ，D 正确．选D.【答案】D3．跳绳运动员质量m ＝50 kg,1 min 跳N ＝180次．假设每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的25，试估算该运动员跳绳时抑制重力做功的平均功率为多大．(g 取10m/s 2)【解析】跳跃的周期T ＝60180 s ＝13 s每个周期内在空中停留的时间t 1＝35T ＝15s.运动员跳起时视为竖直上抛运动，设起跳初速度为v 0，由t 1＝2v 0g 得v 0＝12gt 1.每次跳跃人抑制重力做的功为W ＝12mv 20＝18mg 2t 21＝25 J抑制重力做功的平均功率为P ＝W T ＝2513W ＝75 W 【答案】75 W※考点三 机车启动问题 1．机车启动的两种方式恒定功率启动 恒定加速度启动Pt 图象和vt图象OA段过程 分析P 不变：v ↑⇒F ＝Pv ↓⇒a ＝F －F 阻m↓ a 不变：a ＝F －F 阻m⇒F 不变⇒v ↑P＝Fv ↑⇒P 额＝Fv 1运动性质加速度减小的加速直线运动匀加速直线运动，维持时间t 0＝v 1a2.四个常用规律 (1)P ＝Fv . (2)F －F f ＝ma . (3)v ＝at (a 恒定)． (4)Pt －F f x ＝ΔE k (P 恒定)．【典例】 一列火车总质量m ＝500 t ，发动机的额定功率P ＝6×105W ，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力F f 是车重的0.01倍．(取g ＝10 m/s 2)(1)求列车在水平轨道上行驶的最大速度；(2)在水平轨道上，发动机以额定功率P 工作，求当行驶速度为v 1＝1 m/s 和v 2＝10 m/s 时，列车的瞬时加速度a 1、a 2的大小；(3)列车在水平轨道上以36 km/h 的速度匀速行驶时，求发动机的实际功率P ′；(4)假设列车从静止开始，保持0.5 m/s 2的加速度做匀加速运动，求这一过程维持的最长时间． 【解析】 (1)列车以额定功率行驶，当牵引力等于阻力，即F ＝F f ＝kmg 时，列车的加速度为零，速度达到最大值v m ，如此v m ＝P F ＝P F f ＝Pkmg＝12 m/s.(2)当v ＜v m 时，列车做加速运动，假设v 1＝1 m/s ，如此F 1＝P v 1＝6×105N ， 根据牛顿第二定律得a 1＝F 1－F f m ＝1.1 m/s 2假设v 2＝10 m/s ，如此F 2＝P v 2＝6×104N 根据牛顿第二定律得a 2＝F 2－F f m＝0.02 m/s 2. (3)当v ＝36 km/h ＝10 m/s 时，列车匀速运动，如此发动机的实际功率P ′＝F f v ＝5×105W. (4)由牛顿第二定律得F ′＝F f ＋ma ＝3×105N在此过程中，速度增大，发动机功率增大，当功率为额定功率时速度为v ′，即v ′＝PF ′＝2 m/s ，由v ′＝at 得t ＝v ′a＝4 s.【答案】 (1)12 m/s (2)1.1 m/s 20.02 m/s 2(3)5×105W (4)4 s[题组突破训练]1．(2015·高考全国卷Ⅱ)一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P 随时间t 的变化如下列图．假定汽车所受阻力的大小f 恒定不变．如下描述该汽车的速度v 随时间t 变化的图线中，可能正确的答案是( )【解析】P ＝Fv ――→v ↑F ↓――→F －f ＝ma a ↓――→a ＝0时v max ＝P f，因速度不能突变，故A 正确，B 、C 、D 错误．【答案】A2.(多项选择)质量为m 的汽车在平直路面上由静止开始匀加速启动，运动过程的速度—时间图象如下列图，整个运动过程中汽车所受阻力大小恒为f ，如此如下说法正确的答案是( )A ．假设v 1、t 1，如此汽车做匀加速运动的加速度大小a ＝v 1t 1B ．假设v 1、t 1和v 2，如此汽车的额定功率P 0＝(m v 1t 1＋f )v 2 C ．假设v 1、t 1，如此汽车运动的最大速度v 2＝(mv 1ft 1＋1)v 1 D ．在t 1到t 2时间内，汽车的平均速度v ＜v 1＋v 22【解析】由速度—时间图象知，0～t 1时间内，汽车做匀加速直线运动，汽车的加速度a ＝v 1t 1，选项A 正确；设t 1时刻汽车的牵引力大小为F 1，根据牛顿第二定律有F 1－f ＝ma ，得F 1＝m v 1t 1＋f ，在t 1时刻汽车的功率达到额定功率，如此P 0＝F 1v 1＝(m v 1t 1＋f )v 1，选项B 错误；t 2时刻，速度达到最大值v 2，此时牵引力大小F 2＝f ，P 0＝F 2v 2，得v 2＝(mv 1ft 1＋1)v 1，选项C 正确；由速度—时间图线与t 轴所围面积表示位移知，t 1～t 2时间内，汽车的平均速度v ＝S t 2－t 1，曲线AB 与t 轴所围的面积S ＞S梯形＝v 1＋v 22(t 2－t 1)，得v ＞v 1＋v 22，选项D 错误．【答案】AC※考点一 对动能定理的理解1．对动能定理中“力〞的两点理解(1)“力〞指的是合力，重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力或其他力，它们可以同时作用，也可以不同时作用．(2)力既可以是恒力，也可以是变力． 2．动能定理公式中表现的“三个关系〞(1)数量关系：即合力所做的功与物体动能的变化具有等量替代关系．可以通过计算物体动能的变化，求合力做的功，进而求得某一力做的功．(2)单位关系：等式两边物理量的国际单位都是焦耳． (3)因果关系：合力的功是引起物体动能变化的原因． 3．动能与动能的变化的区别(1)动能与动能的变化是两个不同的概念，动能是状态量，动能的变化是过程量．(2)动能为非负值，而动能变化量有正负之分．ΔE k ＞0表示物体的动能增加，ΔE k <0表示物体的动能减少．[题组突破训练]1.(多项选择)如下列图，电梯质量为M ，在它的水平地板上放置一质量为m 的物体．电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v 1增加到v 2时，上升高度为H ，如此在这个过程中，如下说法或表达式正确的答案是( )A ．对物体，动能定理的表达式为W N ＝12mv 22，其中W N 为支持力的功B ．对物体，动能定理的表达式为W 合＝0，其中W 合为合力的功C ．对物体，动能定理的表达式为W N －mgH ＝12Mv 22－12Mv 21，其中W N 为支持力的功超重点2：动能定理与其应用D ．对电梯，其所受合力做功为12Mv 22－12Mv 21【解析】电梯上升的过程中，对物体做功的有重力mg 、支持力F N ，这两个力的总功才等于物体动能的增量ΔE k ＝12Mv 22－12Mv 21，故A 、B 均错误，C 正确；对电梯，无论有几个力对它做功，由动能定理可知，其合力的功一定等于其动能的增量，故D 正确．【答案】CD2.质量为m 的物体以初速度v 0沿水平面向左开始运动，起始点A 与一轻弹簧O 端相距s ，如下列图．物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x ，如此从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体抑制弹簧弹力所做的功为( )A.12mv 20－μmg (s ＋x )B.12mv 20－μmgx C ．μmgsD ．μmg (s ＋x )【解析】设物体抑制弹簧弹力所做的功为W T ，如此物体向左压缩弹簧过程中，弹簧弹力对物体做功为－W T ，从物体开始运动到弹簧压缩最短摩擦力对物体做功为－μmg (s ＋x )，对全程根据动能定理有－W T －μmg (s ＋x )＝0－12mv 20所以，W T ＝12mv 20－μmg (s ＋x )．【答案】A※考点二 动能定理在多过程问题中的应用 1．应用动能定理解题的步骤(1)选取研究对象，明确它的运动过程． (2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况： 受哪些力→各力是否做功→做正功还是负功→做多少功→各力做功的代数和 (3)明确物体在过程始末状态的动能E k1和E k2.(4)列出动能定理的方程W 合＝E k2－E k1与其他必要的解题方程进展求解． 2．求解多过程问题抓好“两状态，一过程〞“两状态〞即明确研究对象的始、末状态的速度或动能情况；“一过程〞即明确研究过程，确定这一过程研究对象的受力情况和位置变化或位移信息．[真题拓展探究]【典例1】(2015·高考全国卷Ⅰ)如图，一半径为R 、粗糙程度处处一样的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ 水平．一质量为m 的质点自P 点上方高度R 处由静止开始下落，恰好从P 点进入轨道．质点滑到轨道最低点N 时，对轨道的压力为4mg ，g 为重力加速度的大小．用W 表示质点从P 点运动到N 点的过程中抑制摩擦力所做的功，如此( )A ．W ＝12mgR ，质点恰好可以到达Q 点B ．W ＞12mgR ，质点不能到达Q 点C ．W ＝12mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离D ．W ＜12mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离【解析】 质点由静止开始下落到最低点N 的过程中 由动能定理有mg ·2R －W ＝12mv 2N质点在最低点由牛顿第二定律得F N －mg ＝mv 2NR由牛顿第三定律得F N ＝4mg 联立得W ＝12mgR .质点由N 点到Q 点的过程中在等高位置处的速度总小于由P 点到N 点下滑时的速度，故由N 点到Q 点过程抑制摩擦力做功W ′＜W .从N 到Q 的过程，由动能定理得－mgR －W ′＝12mv 2Q －12mv 2N ，即12mgR －W ′＝12mv 2Q ，故质点到达Q 点后，会继续上升一段距离，选项C 正确．【答案】 C拓展1 “直线＋平抛〞组合的多过程问题1．如下列图，用一块长L 1＝1.0 m 的木板在墙和桌面间架设斜面，桌子高H ＝0.8 m ，长L 2＝1.5 m ．斜面与水平桌面的倾角θ可在0～60°间调节后固定．将质量m ＝0.2 kg 的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数μ1＝0.05，物块与桌面间的动摩擦因数为μ2，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失．(重力加速度取g ＝10 m/s 2；最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(1)当θ角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；(用正切值表示)(2)当θ角增大到37°时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数μ2；(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(3)继续增大θ角，发现θ＝53°时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离x m . 【解析】(1)为使小物块下滑，应有mg sin θ≥μ1mg cos θ① θ满足的条件tan θ≥0.05②即当θ＝arctan 0.05时物块恰好从斜面开始下滑．(2)抑制摩擦力做功W f ＝μ1mgL 1cos θ＋μ2mg (L 2－L 1cos θ)③ 由动能定理得mgL 1sin θ－W f ＝0④ 代入数据得μ2＝0.8.⑤ (3)由动能定理得mgL 1sin θ－W f ＝12mv 2⑥结合③式并代入数据得v ＝1 m/s ⑦ 由平抛运动规律得H ＝12gt 2，x 1＝vt解得t ＝0.4 s ⑧x 1＝0.4 m ⑨ x m ＝x 1＋L 2＝1.9 m.【答案】(1)arctan 0.05 (2)0.8 (3)1.9 m 拓展2 “平抛＋直线＋圆周〞组合的多过程问题2．(2020·湖南十校联考)如下列图，质量m ＝3 kg 的小物块以初速度v 0＝4 m/s 水平向右抛出，恰好从A 点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道．圆弧轨道的半径为R ＝3.75 m ，B 点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD 平滑连接，A 与圆心O 的连线与竖直方向成37°角．MN 是一段粗糙的水平轨道，小物块与MN 间的动摩擦因数μ＝0.1，轨道其他局部光滑．最右侧是一个半径为r ＝0.4 m 的半圆弧轨道，C 点是圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD 在D 点平滑连接．重力加速度g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.(1)求小物块经过B 点时对轨道的压力大小．(2)假设MN 的长度为L ＝6 m ，求小物块通过C 点时对轨道的压力大小． (3)假设小物块恰好能通过C 点，求MN 的长度L ′. 【解析】(1)根据平抛运动的规律有v 0＝v A cos 37° 解得小物块经过A 点时的速度大小v A ＝5 m/s 小物块从A 点运动到B 点，根据动能定理有mg (R －R cos 37°)＝12mv 2B －12mv 2A小物块经过B 点时，有F N －mg ＝mv 2BR解得F N ＝62 N ，根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力大小是62 N. (2)小物块由B 点运动到C 点，根据动能定理有 －μmgL －2mgr ＝12mv 2C －12mv 2B在C 点F N ′＋mg ＝mv 2Cr解得F N ′＝60 N ，根据牛顿第三定律，小物块通过C 点时对轨道的压力大小是60 N.(3)小物块刚好能通过C 点时，根据mg ＝mv C ′2r解得v C ′＝2 m/s小物块从B 点运动到C 点的过程中，根据动能定理有 －μmgL ′－2mgr ＝12mv C ′2－12mv 2B解得L ′＝10 m.【答案】(1)62 N (2)60 N (3)10 m 拓展3 往复性运动造成的多过程问题3.如下列图，一物块的质量m ＝2 kg ，沿倾角为θ＝37°的斜面由顶端B 从静止开始下滑，物块滑到底端时与A 处的挡板碰撞后反弹(物块与挡板碰撞的过程中无能量损失)，假设物块每次反弹后都能回到原来的23处，A 、B 间距离为s 0＝2 m ，sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8，g 取10 m/s 2.求：(1)物块与斜面间的动摩擦因数μ；(2)物块由开始下滑到最终静止的过程中所通过的总路程和抑制摩擦力做的功．【解析】(1)从物块由B 端开始下滑到第一次反弹后上升至速度为零的过程，由动能定理得mg (s 0－23s 0)sin θ－μmg (s 0＋23s 0)cos θ＝0解得μ＝0.15.(2)最终物块一定停在A 处，从物块由B 端开始下滑到最终停在A 处的全过程，由动能定理得mgs 0sin θ－μmgs 总·cos θ＝0解得物块通过的总路程为s 总＝10 m物块抑制摩擦力做的功为W 总＝μmgs 总 cos 37°＝24 J. 【答案】(1)0.15 (2)10 m 24 J ※考点三 动能定理与图象结合的问题 力学中四类图象所围“面积〞的意义[典例2] 宇航员在某星球外表做了如下实验，实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由斜轨道AB 和圆弧轨道BC 组成．将质量m ＝0.2 kg 的小球，从轨道AB 上高H 处的某点由静止释放，用力传感器测出小球经过C 点时对轨道的压力大小为F ，改变H 的大小，可测出F 随H 的变化关系如图乙所示，求：(1)圆轨道的半径； (2)星球外表的重力加速度．【解析】 (1)小球过C 点时，由牛顿第二定律得：F ＋mg ＝m v 2Cr小球由静止下滑至C 点的过程，由动能定理得：mg (H －2r )＝12mv 2C又F ＝F ′解得：F ＝2mgrH －5mg由图可知：当H 1＝0.5 m 时，F 1＝0 N 解得：r ＝0.2 m(2)当H 2＝1.0 m 时，F 2＝5 N 解得：g ＝5 m/s 2【答案】(1)0.2 m(2)5 m/s 2[题组突破训练]1．(2020·河北石家庄模拟)质量为m 的小球在竖直向上的拉力作用下从静止开始运动，其v-t 图象如下列图(竖直向上为正方向，DE 段为直线)，重力加速度大小为g ，如下说法正确的答案是( )A ．t 0～t 2时间内，合力对小球先做正功后做负功B ．0～t 3时间内，小球的平均速度一定为v 32C ．t 3～t 4时间内，拉力做的功为m v 3＋v 42[(v 4－v 3)＋g (t 4－t 3)]D ．t 3～t 4时间内，小球竖直向下做匀减速直线运动【解析】v-t 图象中图线的斜率表示加速度，速度在时间轴之上明确速度一直为正，从图象可以看出小球先向上做加速度越来越大的加速运动，再做加速度越来越小的加速运动，然后做加速度越来越大的减速运动，最后做匀减速运动，运动方向一直向上，D 错．图中t 0～t 2时间内小球做加速运动，故合力对小球一直做正功，A 错．v-t 图象中图线与t 轴所围面积表示位移，而平均速度v ＝xt，结合图象中的“面积〞可知0～t 3时间内，小球的平均速度大于v 32，B 错．t 3～t 4时间内由动能定理得W －mgh ＝12mv 24－12mv 23，又h ＝v 3＋v 42(t 4－t 3)，解得W ＝m v 3＋v 42[(v 4－v 3)＋g (t 4－t 3)]，C 对．【答案】C2．放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s 内其速度与时间图象和该拉力的功率与时间图象分别如图甲和乙所示，如下说法正确的答案是( )A ．0～6 s 内物体位移大小为36 mB ．0～6 s 内拉力做的功为30 JC ．合力在0～6 s 内做的功与0～2 s 内做的功相等D ．滑动摩擦力大小为5 N 【解析】由P ＝Fv 与对应v t 图象和P t 图象可得30 W ＝F ·6 m/s,10 W＝F f ·6 m /s ，解得F ＝5 N ，F f ＝53N ，D 错误；0～6 s 内物体的位移大小为(4＋6)×6×12m ＝30 m ，A 错误；0～6 s 内拉力做功W ＝12×30×2 J＋10×4 J＝70 J ，B 错误；由动能定理可知，C 正确．【答案】C※考点一 机械能守恒的判断1．对机械能守恒条件的理解(1)只受重力作用，例如做平抛运动的物体机械能守恒．(2)除重力外，物体还受其他力，但其他力不做功或做功代数和为零．(3)除重力外，只有系统内的弹力做功，并且弹力做的功等于弹性势能变化量的负值，那么系统的机械能守恒，注意并非物体的机械能守恒，如与弹簧相连的小球下摆的过程机械能减少．超重点3：机械能守恒定律与其应用2．机械能是否守恒的三种判断方法(1)利用机械能的定义判断：假设物体动能、势能之和不变，机械能守恒．(2)利用守恒条件判断．(3)利用能量转化判断：假设物体系统与外界没有能量交换，物体系统内也没有机械能与其他形式能的转化，如此物体系统机械能守恒．[题组突破训练]1．如下关于机械能守恒的说法中正确的答案是( )A．做匀速运动的物体，其机械能一定守恒B．物体只受重力，机械能才守恒C．做匀速圆周运动的物体，其机械能一定守恒D．除重力做功外，其他力不做功，物体的机械能一定守恒【解析】匀速运动的物体所受合外力为零，但除重力外可能有其他力做功，如物体在阻力作用下匀速向下运动，其机械能减少了，A错误．物体除受重力或弹力也可受其他力，只要其他力不做功或做功的代数和为零，机械能也守恒，B错误．匀速圆周运动物体的动能不变，但势能可能变化，故C错误．由机械能守恒条件知，选项D正确．【答案】D2．(多项选择)如下列图，倾角为θ的光滑斜面体C固定于水平地面上，物体B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，释放后，A将向下运动，如此在A碰地前的运动过程中( )A．物体A的加速度大小为gB．物体A机械能不守恒C．由于斜面光滑，所以物体B机械能守恒D．物体A、B组成的系统机械能守恒【解析】物体A受到重力和细绳的拉力，加速度应小于g，选项A错误；除了重力对物体A做功，还有细绳的拉力做功，物体A机械能不守恒，选项B正确；同理，物体B机械能不守恒，选项C错误；对物体A、B组成的系统，只有重力对系统做功，如此系统机械能守恒，选项D正确．【答案】BD3．(2020·山东潍坊中学模拟)如下列图，在竖直面内固定一光滑的硬质杆ab，杆与水平面的夹角为θ，在杆的上端a处套一质量为m的圆环，圆环上系一轻弹簧，弹簧的另一端固定在与a处在同一水平线上的O点，O、b两点处在同一竖直线上．由静止释放圆环后，圆环沿杆从a运动到b，在圆环运动的整个过程中，弹簧一直处于伸长状态，如此如下说法正确的答案是( )A．圆环的机械能保持不变B．弹簧对圆环一直做负功C．弹簧的弹性势能逐渐增大D．圆环和弹簧组成的系统机械能守恒【解析】由几何关系可知，当环与O点的连线与杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性势能最小，如图，所以在环从a到C的过程中弹簧对环做正功，弹簧的弹性势能减小，环的机械能增大，而从C到b的过程中，弹簧对环做负功，弹簧的弹性势能增大，环的机械能减小，故A、B、C错误；在整个的过程中只有圆环的重力和弹簧的弹力做功，所以圆环和弹簧组成的系统机械能守恒，故D正确．【答案】D※考点二单个物体机械能守恒的应用1．机械能守恒的三种表达式比照守恒角度转化角度转移角度表达式E1＝E2ΔE k＝－ΔE pΔE A增＝ΔE B减物理意义系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等表示系统(或物体)机械能守恒时，系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能假设系统由A、B两局部组成，如此A局部物体机械能的增加量与B局部物体机械能的减少量相等注意事项应用时应选好重力势能的零势能面，且初、末状态必须用同一零势能面计算势能应用时关键在于分清重力势能的增加量和减少量，可不选零势能面而直接计算初、末状态的势能差常用于解决两个或多个物体组成的系统的机械能守恒问题2.求解单个物体机械能守恒问题的根本思路 (1)选取研究对象——物体．(2)根据研究对象所经历的物理过程，进展受力、做功分析，判断机械能是否守恒． (3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在初、末状态时的机械能．(4)选取方便的机械能守恒定律的方程形式(E k1＋E p1＝E k2＋E p2、ΔE k ＝－ΔE p )进展求解．[真题拓展探究][典例1] (2016·高考全国卷Ⅲ)如图，在竖直平面内有由14圆弧AB和12圆弧BC 组的半径为R2.成的光滑固定轨道，两者在最低点B 平滑连接．AB 弧的半径为R ，BC 弧一小球在A 点正上方与A 相距R4处由静止开始自由下落，经A 点沿圆弧轨道运动．(1)求小球在B 、A 两点的动能之比；(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C 点．【解析】 (1)设小球的质量为m ，小球在A 点的动能为E k A ，由机械能守恒定律得E k A ＝mg R4①设小球在B 点的动能为E k B ，同理有E k B ＝mg 5R4②由①②式得E k BE k A＝5③ (2)假设小球能沿轨道运动到C 点，小球在C 点所受轨道的正压力F N 应满足F N ≥0④设小球在C 点的速度大小为v C ，由牛顿运动定律和向心加速度公式有F N ＋mg ＝m v 2CR2⑤由④⑤式得，v C 应满足mg ≤m2v 2CR⑥由机械能守恒有mg R 4＝12mv 2C ⑦由⑥⑦式可知，小球恰好可以沿轨道运动到C 点． 【答案】 见解析拓展1 在抛体运动中机械能守恒定律的应用1.(多项选择)如下列图，在地面上以速度v 0抛出质量为m 的物体，抛出后物体落在比地面低h 的海平面上，假设以地面为零势能面，且不计空气阻力，如此( )A ．物体在海平面的重力势能为mghB ．重力对物体做的功为mghC ．物体在海平面上的机械能为12mv 20＋mghD ．物体在海平面上的动能为12mv 20＋mgh【解析】以地面为零势能面，海平面在地面以下h 处，所以物体在海平面的重力势能是－mgh ，A 错；重力做功和路径无关，和初、末位置高度差有关，从地面到海平面，位移竖直向下为h ，重力也向下，重力对物体做功mgh ，B 对；从地面到海平面过程只有重力做功，机械能守恒，在海平面处的机械能等于在地面的机械能，在地面重力势能为零，动能为12mv 20，机械能为E ＝0＋12mv 20＝12mv 20，C 错；在海平面处的机械能同样为12mv 20，而在海平面重力势能为－mgh ，所以12mv 20＝E k ＋(－mgh )，得动能E k ＝12mv 20＋mgh ，D 对．【答案】BD拓展2 在“圆周＋平抛〞组合运动中机械能守恒定律的应用 2.如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab 和抛物线bc 组成，圆弧半径Oa 水平，b 点为抛物线顶点．h ＝2 m ，s ＝ 2 m ．重力加速度大小g 取10 m/s 2.(1)一小环套在轨道上从a 点由静止滑下，当其在bc 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径．(2)假设小环从b 点由静止因微小扰动而开始滑下，求小环到达c 点时速度的水平分量的大小．【解析】(1)小环在bc 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，即小环在该段以某一初速度v b 做平抛运动，运动轨迹与轨道bc 重合，故有s ＝v b t ①h ＝12gt 2②从ab 滑落过程中，根据机械能守恒定律可得mgR ＝12mv 2b ③ 联立三式可得R ＝s 24h＝0.25 m.(2)下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，根据机械能守恒定律可得mgh ＝12mv 2c ④。
高考物理新力学知识点之功和能图文解析
高考物理新力学知识点之功和能图文解析一、选择题1．如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定：()A．等于拉力所做的功；B．小于拉力所做的功；C．等于克服摩擦力所做的功；D．大于克服摩擦力所做的功；2．美国的NBA篮球赛非常精彩，吸引了众多观众。
经常能看到这样的场面：在终场前0.1s的时候，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的最后胜利。
已知球的质量为m，运动员将篮球投出，球出手时的高度为h1、动能为E k、篮筐距地面高度为h2。
不计空气阻力。
则篮球进筐时的动能为A．B．C．D．3．按压式圆珠笔内装有一根小弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就伸出来。
如图所示，使笔的尾部朝下，将笔向下按到最低点，使小帽缩进，然后放手，笔将向上弹起至一定的高度。
忽略摩擦和空气阻力。
笔从最低点运动至最高点的过程中A．笔的动能一直增大B．笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和一直减小C．弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能增加量D．弹簧的弹性势能减少量等于笔的重力势能增加量4．2019年2月16日，世界游泳锦标赛跳水项目选拔赛（第一站）在京举行，重庆选手施延懋在女子3米跳板决赛中，以386.60分的成绩获得第一名，当运动员压板使跳板弯曲到最低点时，如图所示，下列说法正确的是（）A ．跳板发生形变是因为运动员的重力大于板对她支持力B ．弯曲的跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的C ．在最低点时运动员处于超重状态D ．跳板由最低点向上恢复的过程中，运动员的机械能守恒5．如图所示，小明将质量为m 的足球以速度v 从地面上的A 点踢起，当足球到达B 点时离地面的高度为h ．不计空气阻力，取地面为零势能面，则足球在B 点时的机械能为（足球视为质点）A ．212mv B ．mgh C ．212mv +mgh D ．212mv －mgh 6．如图所示，斜面体放在光滑的水平面上，小物块A 与斜面体间接触面光滑。
高考物理新力学知识点之功和能知识点总复习附答案(3)
高考物理新力学知识点之功和能知识点总复习附答案(3)一、选择题1．恒力F作用于原来静止的物体上，使其分别沿粗糙水平面和光滑水平面移动一段相同距离s，则水平恒力F做的功和功率W1、P l和W2、P2相比较，正确的是( )A．W l>W2，P1>P2B．W l=W2，P I<P2C．W l=W2，P l>P2D．W l>W2，P I<P22．如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则A．1t时刻小球动能最大B．2t时刻小球动能最大C．2t~3t这段时间内，小球的动能先增加后减少D．2t~3t这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能3．从空中某一高度同时以大小相等的速度竖直上抛和水平抛出两个质量均为m的小球，忽略空气阻力．在小球从抛出到落至水平地面的过程中A．动能变化量不同，动量变化量相同B．动能变化量和动量变化量均相同C．动能变化量相同,动量变化量不同D．动能变化量和动量变化量均不同4．如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力()A．等于零，对人不做功B．水平向左，对人做负功C．水平向右，对人做正功D．沿斜面向上，对人做正功5．将横截面积为S的玻璃管弯成如图所示的连通器，放在水平桌面上，左、右管处在竖直状态，先关闭阀门K，往左、右管中分别注入高度为h2、h1 ，密度为 的液体，然后打开阀门K ，直到液体静止，重力对液体做的功为（ ）A ．()21gs h h ρ-B ．()2114gs h h ρ-C ．()22114gs h h ρ- D ．()22112gs h h ρ- 6．如图所示，小明将质量为m 的足球以速度v 从地面上的A 点踢起，当足球到达B 点时离地面的高度为h ．不计空气阻力，取地面为零势能面，则足球在B 点时的机械能为（足球视为质点）A ．212mvB ．mghC ．212mv +mghD ．212mv －mgh 7．如图所示，斜面体放在光滑的水平面上，小物块A 与斜面体间接触面光滑。
2021年届高三物理一轮复习资料：功和能(高考真题+模拟新题)(有详解)
2021年届高三物理一轮复习资料：功和能（高考真题+模拟新题）（有详解）E单元功和能 E1 有机结构认识9．E1[____·海南物理卷] 一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上，从t＝0时起，第1s内受到2 N的水平外力作用，第2 s内受到同方向的1 N的外力作用．下列判断正确的是( )9A．0～2 s内外力的平均功率是 W 45B．第2 s内外力所做的功是 J 4C．第2 s末外力的瞬时功率最大4D．第1 s内与第2 s内质点动能增加量的比值是5【解析】 AD 由牛顿第二定律F＝ma可得，第1 s内的加速度a1＝2 m/s，第2 s内的加速度a2＝1 m/s；由匀变速直线运动规律可得，第1 s内的位移_1＝1 m，第1 s 末的速度v1＝2 m/s，第2 s内的位移_2＝2.5 m，第2 s末的速度v2＝3 m/s；由做功公式22W＝F_可求，第1 s内外力做功W1＝2 J，第2 s内外力做功W2＝2.5 J，选项B 错误；0～2 s内外力的平均功率P＝W1＋W24.5 J9＝＝ W，选项A正确；第2 s末外力瞬时功t1＋t22 s4率P2＝F2v2＝3 W，第1 s末外力瞬时功率P1＝F1v1＝4 W＞P2，选项C错误；由动能定理ΔEk1W14知，动能增加量之比等于合外力做功之比，所以＝＝，选项D正确．ΔEk2W254．E1[____·江苏物理卷] 如图所示，演员正在进行杂技表演．由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于( )图4A．0.3 J B．3 J C．30 J D．300 J4．E1[____·江苏物理卷] A 【解析】若一个鸡蛋大约55 g，鸡蛋抛出的高度大约为60 cm，则将一只鸡蛋抛出至最高点的过程中对鸡蛋做的功等于鸡蛋重力势能的增加量，即W＝mgh＝55_10－3_10_60_10－2 J＝0.33 J，A正确．E2 动能动能定理15．E2[____·课标全国卷] 一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能( ) A．一直增大B．先逐渐减小至零，再逐渐增大 C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小 D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大【解析】 ABD 当所加恒力的方向与物体运动的方向成锐角时，该力一直做正功，其动能一直增大，A正确；当所加恒力的方向与物体运动的方向相反时，物体先做匀减速运动后做反向的匀加速运动，其动能先逐渐减小至零，再逐渐增大，B正确；当所加恒力的方向与物体运动的方向成钝角(不等于180°)时，其动能先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大，D正确；物体不可能出现动能先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小的情况，C错误．E3 机械能守恒定律16．E3[____·课标全国卷] 一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是( )A．运动员到达最低点前重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加 C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关【解析】 ABC 运动员到达最低点前其高度一直降低，故重力势能始终减小，A 正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，其弹力方向与运动方向相反，弹力做负功，弹性势能增加，B正确；蹦极过程中，只有重力和弹力做功，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒，C正确；重力势能的改变量ΔEp＝mgΔh，只与初末位置的高度差有关，而与重力势能零点的选取无关，D错误．22．C2 E3[____·北京卷] 【答案】 (1)受力图如图所示根据平衡条件，应满足Tcosα＝mg，Tsinα＝F 拉力大小F＝mgtanα(2)运动中只有重力做功，系统机械能守恒mgl(1－cosα)＝mv2则通过最低点时，小球的速度大小12v＝2gl1－cosαv2根据牛顿第二定律T′－mg＝m l解得轻绳对小球的拉力mv2T′＝mg＋＝mg(3－2cosα)，方向竖直向上．l21．(1)D4[____·福建卷] (2)E4[____·福建卷] (3)E3 D2[____·福建卷]图1－10图1－10为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，AB 管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧．投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R 后锁定，在弹簧上端放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去．设质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零．不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能．已知重力加速度为g.求： (1) 质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1； (2) 弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep；(3) 已知地面与水面相距1.5R，若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′在90°角的范围内来2回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在m到m之间变化，且均能落3到水面．持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少？21．(1)D4[____·福建卷] (2)E4[____·福建卷](3)E3 D2[____·福建卷] 【答案】 (1)质量为m的鱼饵到在管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供，则v21mg＝m①R由①式解得v1＝gR②(2)弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有Ep＝mg(1.5R＋R)＋mv21③由②③式解得12Ep＝3mgR④(3)不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为m的鱼饵离开管口后做平抛运动，设经过t时间落到水面上，离OO′的水平距离为_1，由平抛运动规律有 124．5R＝gt⑤2_1＝v1t＋R⑥由⑤⑥式解得_1＝4R⑦2当鱼饵的质量为m时，设其到达管口C时速度大小为v2，由机械能守恒定律有 3??⑧Ep＝mg(1.5R＋R)＋?m?v2232?3?由④⑧式解得v2＝2gR⑨2质量为m的鱼饵落到水面上时，设离OO′的水平距离为_2，则3212_2＝v2t＋R⑩由⑤⑨⑩式解得_2＝7R 鱼饵能够落到水面的最大面积S222S＝(π_2πR(或8.25πR) 2－π_1)＝14334E5 实验：验证机械能守恒定律14．E5[____·海南物理卷] 现要通过实验验证机械能守恒定律．实验装置如图1－9所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B两点间的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B 点时的瞬时速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作图：(1)若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为________，动能的增加量可表示为________．若在11运动过程中机械能守恒，2与s的关系式为2＝ ________.tt。
高考物理新力学知识点之功和能专项训练解析含答案
高考物理新力学知识点之功和能专项训练解析含答案一、选择题1．如图所示，质量为m的物体，以水平速度v0离开桌面，若以桌面为零势能面，不计空气阻力，则当它经过离地高度为h的A点时，所具有的机械能是( )A．mv02＋mg h B．mv02-mg hC．mv02＋mg (H-h) D．mv022．如图，半径为R、质量为m的半圆轨道小车静止在光滑的水平地面上，将质量也为m的小球从距A点正上方h高处由静止释放，小球自由落体后由A点经过半圆轨道后从B冲出，在空中能上升的最大高度为34h，则A．小球和小车组成的系统动量守恒B．小车向左运动的最大距离为1 2 RC．小球离开小车后做斜上抛运动D．小球第二次能上升的最大高度12h＜h＜34h3．某人用手将1kg的物体由静止向上提起1m，这时物体的速度为2m/s（g取10m/s2），则下列说法正确的是（）A．物体克服重力做功2J B．合外力做功2JC．合外力做功12J D．手的拉力对物体做功10J4．把小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A位置，如图甲所示．迅速松手后，球升高至最高位置C（图丙），途中经过位置B时弹簧正处于原长（图乙）．忽略弹簧的质量和空气阻力．则小球从A运动到C的过程中，下列说法正确的是A．经过位置B时小球的加速度为0B．经过位置B时小球的速度最大C．小球、地球、弹簧所组成系统的机械能守恒D．小球、地球、弹簧所组成系统的机械能先增大后减小5．如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则A．1t时刻小球动能最大B．2t时刻小球动能最大C．2t~3t这段时间内，小球的动能先增加后减少D．2t~3t这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能6．假设某次罚点球直接射门时，球恰好从横梁下边缘踢进，此时的速度为v.横梁下边缘离地面的高度为h，足球质量为m，运动员对足球做的功为W1，足球运动过程中克服空气阻力做的功为W2，选地面为零势能面，下列说法正确的是()A．运动员对足球做的功为W1＝mgh＋mv2B．足球机械能的变化量为W1－W2C．足球克服空气阻力做的功为W2＝mgh＋mv2－W1D．运动员刚踢完球的瞬间，足球的动能为mgh＋mv27．如图所示，长为l的轻杆一端固定一质量为m的小球，另一端有固定转轴O，杆可在竖直平面内绕轴O无摩擦转动．已知小球通过最低点Q时，速度大小为，则小球的运动情况为（）A．小球不可能到达圆周轨道的最高点PB．小球能到达圆周轨道的最高点P，但在P点不受轻杆对它的作用力C．小球能到达圆周轨道的最高点P，且在P点受到轻杆对它向上的弹力D．小球能到达圆周轨道的最高点P，且在P点受到轻杆对它向下的弹力8．如图所示，三个固定的斜面底边长度都相等，斜面倾角分别为 30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样．完全相同的物体（可视为质点）A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中A．物体A克服摩擦力做的功最多B．物体B克服摩擦力做的功最多C．物体C克服摩擦力做的功最多D．三物体克服摩擦力做的功一样多9．物体仅在拉力、重力作用下竖直向上做匀变速直线运动，重力做功-2J，拉力做功3J，则下列说法正确的是A．物体的重力势能减少2JB．物体的动能增加3JC．物体的动能增加1JD．物体的机械能增加1J10．如图所示，地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的公转轨迹则是一个非常扁的椭圆。
高考物理最新力学知识点之功和能专项训练解析附答案(3)
高考物理最新力学知识点之功和能专项训练解析附答案(3)一、选择题1．升降机中有一质量为m的物体，当升降机以加速度a匀加速上升h高度时，物体增加的重力势能为( )A．mgh B．mgh＋mahC．mah D．mgh－mah2．如图所示，小车A放在一个倾角为30°的足够长的固定的光滑斜面上，A、B两物体由绕过轻质定滑轮的细线相连，已知重力加速度为g，滑轮质量及细线与滑轮之间的摩擦不计，小车A的质量为3m，小球B的质量为m，小车从静止释放后，在小球B竖直上升h 的过程中，小车受绳的拉力大小F T和小车获得的动能E k分别为（）A．F T=mg，E k=3mgh/8B．F T=mg，E k=3mgh/2C．F T=9mg/8，E k=3mgh/2D．F T=9mg/8，E k=3mgh/83．如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则A．1t时刻小球动能最大B．2t时刻小球动能最大C．2t~3t这段时间内，小球的动能先增加后减少D．2t~3t这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能4．从空中某一高度同时以大小相等的速度竖直上抛和水平抛出两个质量均为m的小球，忽略空气阻力．在小球从抛出到落至水平地面的过程中A．动能变化量不同，动量变化量相同B．动能变化量和动量变化量均相同C．动能变化量相同,动量变化量不同D．动能变化量和动量变化量均不同5．如图是一汽车在平直路面上启动的速度-时间图象，t1时刻起汽车的功率保持不变．由图象可知（）A．0-t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变B．0-t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率不变C．t1-t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小D．t1-t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变6．如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力()A．等于零，对人不做功B．水平向左，对人做负功C．水平向右，对人做正功D．沿斜面向上，对人做正功7．把一物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度为h，若物体的质量为m，所受空气阻力大小恒为f，重力加速度为g．则在从物体抛出到落回抛出点的全过程中，下列说法正确的是：（）A．重力做的功为m g h B．重力做的功为2m g hC．空气阻力做的功为零D．空气阻力做的功为-2fh8．如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态．现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中( )A．圆环的机械能守恒B3mgLC．圆环下滑到最大距离时,所受合力为零D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变9．将横截面积为S的玻璃管弯成如图所示的连通器，放在水平桌面上，左、右管处在竖直状态，先关闭阀门K，往左、右管中分别注入高度为h2、h1 ，密度为 的液体，然后打开阀门K ，直到液体静止，重力对液体做的功为（ ）A ．()21gs h h ρ-B ．()2114gs h h ρ- C ．()22114gs h h ρ- D ．()22112gs h h ρ- 10．关于重力势能，下列说法中正确的是（ ） A ．重力势能的大小只由物体本身决定 B ．重力势能恒大于零C ．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零D ．重力势能是物体和地球所共有的11．如图所示，粗糙程度处处相同的半圆形竖直轨道固定放置，其半径为R ，直径POQ 水平。
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vm =
p F
p f
1105 1103
m/s=1×10 2m/s
故 D 错误。 故选 C。
7．（2021·全国高三专题练习）两小球 A 和 B 分别用不可伸长的轻绳悬在等高的 O1 和 O2 点，A 球的悬线比
根据动能定理可得，风力在这段位移内做的功
1 W=Ek= 2
mv2= 1 2
ρπl2vt·v2= 1 2
ρπl2v3t
“风柱”的功率为
2
风能转化为电能的效率为
P风
W t
1 l 2v3 2
P 2P P风 l 2v3
故选 A。
3．（2021·全国高三专题练习）如图所示，从光滑的 1 圆弧槽的最高点滑下的小滑块，滑出槽口时速度方向 4
ΔE＝（F－f）H 选项 CD 错误。 故选 B。 5．（2021·全国高三专题练习）如图所示，倾角θ＝37°的斜面 AB 与水平面平滑连接于 B 点，A、B 两点之间 的距离 x0＝3m，质量 m＝3kg 的小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.4。当小物块从 A 点由 静止开始沿斜面下滑的同时，对小物块施加一个水平向左的恒力 F（图中未画出），取 g＝10m/s2。若 F ＝10N，小物块从 A 点由静止开始沿斜面运动到 B 点时撤去恒力 F，求小物块在水平面上滑行的距离 x 为（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）（ ）
A．5.7m
B．4.7m
C．6.5m
D．5.5m
【答案】B
【详解】
小物块在斜面上受力如图所示，从 A 点开始沿 ABC 路径 sin fx0 mgx 0
4
f (mg cos F sin )
代入数据解得 x＝4.7m
故选 B。 6．（2021·全国高三专题练习）一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前 5 s 内做匀加速直线运动，5 s 末
P=Fv=5 000×20 W=100 kW 当汽车的速度是 25 m/s 时，牵引力
F′= p 1105 N=4×103 N v 25
此时汽车的加速度
a′= F f m
4103 0.11104 1103
= m/s2=3 m/s2
5
故 B 错误，C 正确； D．当牵引力与阻力相等时，速度最大，最大速度为
考点 06 功和能
1．（2021·全国高三专题练习）有两条雪道平行建造，左侧相同而右侧有差异，一条雪道的右侧水平，另一 条的右侧是斜坡。某滑雪者保持一定姿势坐在雪橇上不动，从 h1 高处的 A 点由静止开始沿倾角为θ的雪 道下滑，最后停在与 A 点水平距离为 s 的水平雪道上。接着改用另一条雪道，还从与 A 点等高的位置由 静止开始下滑，结果能冲上另一条倾角为α的雪道上 h2 高处的 E 点停下。若动摩擦因数处处相同，且不 考虑雪橇在路径转折处的能量损失，则（ ）
A．动摩擦因数为 tan θ C．倾角α一定大于θ
B．动摩擦因数为 h1 s
D．倾角α可以大于θ
【答案】B
【详解】
AB．在 AB 段由静止下滑，说明
μmgcos θ＜mgsin θ
则
tan
第一次停在 BC 上的某点，由动能定理得
mgh1
mg
cos
h1 sin
mgs
0
整理，可得
h1 s
故 A 错误，B 正确；
C．汽车的额定功率为 100 kW
D．汽车的最大速度为 80 m/s
【答案】C
【详解】
A．由图像可知匀加速直线运动的加速度为
a v 20 m/s2=4 m/s2 t 5
根据牛顿第二定律得
F−f=ma 解得牵引力为
F=f＋ma=0.1×1×104 N＋1×103×4 N=5×103 N， 故 A 错误； BC．汽车的额定功率为
2P A． l 2v3
【答案】A 【详解】 如图所示
6P B． l 2v3
4P C． l 2v3
8P D． l 2v3
建立一个“风柱”模型，“风柱”的横截面积为叶片旋转扫出的面积，则
S=πl2
经过时间 t，可得“风柱”长度为
x=vt
故所形成的“风柱”体积为
V＝πl2vt
“风柱”的质量为
m=ρV=ρπl2vt
A．物体的动能增加了（F－mg）H
B．物体的重力势能增加了 mgH
3
C．物体的机械能减少了 fH D．物体的机械能增加了 FH 【答案】B 【详解】 A．物体受到重力、拉力以及空气的阻力，由动能定理有
ΔEk＝（F－mg－f）H 选项 A 错误； B．重力的功为－mgH，所以物体的重力势能增加了 mgH，选项 B 正确； CD．除重力外物体受到拉力和阻力，所以物体的机械能增加
4
1 mgR1＝ 2
mv2
要使小滑块滑出槽口后不沿半球面下滑，即做平抛运动，则
联立解得 故 D 正确，ABC 错误。
mg m v2 R2
R1
R2 2
故选 D。
4．（2021·全国高三专题练习）质量为 m 的物体在竖直向上的恒定拉力 F 的作用下，由静止开始向上运动 H
高度，所受空气阻力恒为 f，g 为当地的重力加速度。则此过程中，下列说法正确的是（ ）
CD.第二次滑上 BE 在 E 点停下，则
μmgcos α≥mgsin α
故有
tan θ μ tan α
1
则 α<θ
故 C、D 错误。 故选 B。 2．（2021·全国高三专题练习）如图所示为风力发电机，风力带动叶片转动，叶片再带动转子（磁极）转动， 使定子（线圈，不计电阻）中产生感应电流，实现风能向电能的转化。若叶片长为 l，设定的额定风速 为 v，空气的密度为ρ，额定风速下发电机的输出功率为 P，则风能转化为电能的效率为（ ）
达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其 v−t 图像如图所示。已知汽车的质量为 m=1×103 kg，汽车 受到地面的阻力为车重的 0.1 倍，g 取 10 m/s2，则以下说法正确的是（ ）
A．汽车在前 5 s 内的牵引力为 5×102 N B．汽车速度为 25 m/s 时的加速度为 5 m/s2
为水平方向，槽口与一个半球顶点相切，半球底面水平。若要使小滑块滑出槽口后不沿半球面下滑，已
知圆弧轨道的半径为 R1，半球的半径为 R2，则 R1 和 R2 应满足的关系是（ ）
A．R1<R2 【答案】D
B．R1<
R2 2
C．R1>R2
D．R1>
R2 2
【详解】
1
滑块沿光滑的 圆弧槽下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，有