高考物理母题解读(六) 机械能10
高考物理一轮复习微专题：06机械能含解析
专题06 机械能第一部分考点分析本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化，其中的机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛，是自然界中普遍适用的基本规律，因此是高中物理的重点，也是高考考查的重点之一。
题目类型以计算题为主，选择题为辅，大部分试题都与牛顿定律、圆周运动、及电磁学等知识相互联系，综合出题。
许多试题思路隐蔽、过程复杂、灵活性强、难度较大。
从高考试题来看，功和机械能守恒依然为高考命题的热点之一。
机械能守恒和功能关系是高考的必考内容，具有非常强的综合性。
重力势能、弹性势能、机械能守恒定律、功能关系、能的转化和守恒定律是本单元的重点。
弹力做功和弹性势能变化的关系是典型的变力做功，应予以特别地关注。
第二部分知识背一背 一、功1.做功的两个要素 (1)作用在物体上的力。
(2)物体在力的方向上发生的位移。
2.公式：(1)α是力与位移方向之间的夹角，l 为物体对地的位移。
(2)该公式只适用于恒力做功。
二、功率1.物理意义：描述力对物体做功的快慢。
2.公式：(1)(P 为时间t 内的平均功率)。
(2)(α为F 与v 的夹角)。
3.额定功率：机械正常工作时的最大功率。
4.实际功率：机械实际工作时的功率，要求不能大于额定功率。
三、机车的启动1.机车的输出功率。
其中F 为机车的牵引力，匀速行驶时，牵引力等于阻力。
2.两种常见的启动方式(1)以恒定功率启动：机车的加速度逐渐减小，达到最大速度时，加速度为零。
(2)以恒定加速度启动：机车的功率_逐渐增大_，达到额定功率后，加速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度最大。
四、动能1.定义：物体由于运动而具有的能。
tWP =αcos Fv P =Fv P =2.表达式：。
3.物理意义：动能是状态量，是标量。
(填“矢量”或“标量”)4.单位：动能的单位是焦耳。
五、动能定理1.内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
高中物理机械能及守恒定律专题及解析
高中物理机械能及守恒定律专题及解析高中物理机械能及守恒定律专题及解析一、机械能的概念及计算公式机械能是指一个物体同时具有动能和势能的能量，它是物体运动时的总能量。
机械能可以通过以下公式计算：机械能 = 动能 + 势能其中，动能的公式为：动能 = 1/2 ×质量 ×速度²势能的公式为：势能 = 质量 ×重力加速度 ×高度二、机械能守恒定律的表述及应用机械能守恒定律指的是，在一个封闭系统中，如果只有重力做功，没有其他非保守力做功，那么该系统的机械能守恒，即机械能的总量不会发生变化。
这一定律可以通过以下实验进行验证：将一个小球从一定高度上自由落下，当小球下落到一定高度时，用一个弹性绳接住小球，使其反弹上升，然后再次自由下落。
实验结果表明，当小球反弹的高度恰好等于初始下落高度时，机械能守恒定律成立。
在实际应用中，机械能守恒定律常常用于解决与能量转换和效率有关的问题。
例如，我们可以利用机械能守恒定律计算斜面上物体的滑动速度或滑动距离，来评估机械装置的效率。
此外，机械能守恒定律还可以用于解决弹簧振子、单摆等周期性运动问题。
三、机械能守恒定律的应用实例分析1. 斜面上物体滑动问题假设一个物体从斜面的顶端自由滑下，忽略空气阻力和摩擦力，那么当物体滑到斜面的底端时，动能和势能的变化可以用机械能守恒定律来表达。
设物体的质量为m，斜面的高度差为h，斜面的倾角为θ。
假设物体在斜面上的速度为v，那么动能和势能的变化可以表示为：动能的变化：ΔK = K(终) - K(始) = 1/2 × m × v² - 0 = 1/2 × m ×v²势能的变化：ΔU = U(终) - U(始) = m × g × h × sinθ - 0 = m × g× h × sinθ根据机械能守恒定律，动能的变化等于势能的变化，即：1/2 × m × v² = m × g × h × sinθ通过求解上述方程，可以得到物体在斜面上的滑动速度v的数值。
高考物理母题解读(六) 机械能10
高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。
千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。
研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。
母题10、与机械能相关的图象问题【解法归纳】解答与机械能相关的图象问题所应用的知识主要有：重力势能与重力做功相对应，重力做功与路径无关，重力做功等于重力势能的减少量。
弹性势能只与弹簧的劲度系数和形变量有关，同一弹簧，只要形变量大小相等，则弹性势能相等。
弹性势能与弹力做功相对应，弹力做功等于弹性势能的减少量。
应用动能定理或功能关系及其相关知识解答。
典例．（2010福建理综）如图3(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3(乙)如示，则A．t1时刻小球动能最大B．t2时刻小球动能最大C．t2～t3这段时间内，小球的动能先增加后减少D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【针对训练题精选解析】1。
（2008·四川理综·第18题）一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端。
已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。
若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是图3（甲）图3（乙）2.（2011山东临沂期中考试）某位溜冰爱好者在结冰的湖面上做游戏，湖面与岸边基本相平，如图所示，他先在岸上从O点由静止开始匀加速助跑，2s后到达岸边A处，接着进入湖面开始滑行，又经3s停在了冰上的B点.若该过程中，他的位移是x，速度是v，受的合外力是F，运动的机械能是E，则对以上各量随时间变化规律的描述，以下图像正确的是3．一物体静止在地面上，在竖直方向的拉力作用下开始运动(不计空气阻力)．在向上运动的过程中，物体的机械能E与上升高度h的关系图象如图7所示，其中O-h1过程的图线是过原点的直线，h1~h2过程的图线为平行于横轴的直线．则A．在O~h2上升过程中，物体先做加速运动，后做匀速运动B．在O~h1上升过程中，物体的加速度不断增大C．在O~h l上升过程中，拉力的功率保持不变D．在h1~h2上升过程中，物体只受重力作用【解析】：在向上运动的过程中，物体的机械能E=mgh+12mv2=E=mgh+12m(2ah)，在O~h1上升过程中，物体的加速度不变，拉力不变，拉力的功率P=Fv=Fat，随时间增大，选项BC错误；在h1~h2上升过程中，，机械能保持不变，只有重力做功，物体只受重力作用，选项D正确；在O~h2上升过程中，物体先做匀加速运动，后做竖直上抛运动，选项A错误。
近10年高考全国1卷物理试题分类解析 专题06 机械能(解析版)
10年高考（2010-2019年）全国1卷物理试题分类解析专题06 机械能一、选择题1.（2010年）16．如图所示，在外力作用下某质点运动的t v -图象为正弦曲线。
从图中可以判断 A ．在10~t 时间内，外力做正功 B ．在10~t 时间内，外力的功率逐渐增大 C ．在2t 时刻，外力的功率最大 D ．在13~t t 时间内，外力做的总功为零【解析】A 正确，因为在10~t 时间内，物体做加速运动，外力与位移方向相同，所以外力做正功。
B 错误，根据P=Fv 和图象斜率表示加速度，t v sin =，则t a cos =，加速度对应合外力，即t cos F =，所以功率t t t p 2sin 21cos sin ==，当t=450时，功率最大，外力的功率先增大后减小。
C 错误，因为此时速度为0，所以此时外力的功率为零。
D 正确，根据动能定理，在13~t t 时间内，外力做的总功021m 21W 2123=-=mv v 。
所以本题选AD 。
【答案】AD 本题考查速度图象和功及功率的综合知识。
2.（2011年）15.一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】本题主要考查运动分析方法，涉及牛顿第二定律、速度、动能等规律与概念。
若恒力方向与速度方向在同一条直线上且相同，则质点匀加速直线运动，速度一直增加，动能一直增加。
A 选项正确；若恒力方向与速度方向在同一条直线上但相反，则质点匀减速速直线运动，速度将减小到零，动能将减小到零；接着做反方向的匀加速直线运动，速度、动能将一直增加。
选项B 正确；若恒力方向与速度方向不在同一条直线上，开始时恒力方向与速度方向小于90o ，则质点做匀加速曲线运动，速度一直增加。
如果开始时恒力方向与速度方向大于90o ，则质点匀减速曲线运动，动能减小，当速度方向与恒力方向垂直时速度最小，接着匀加速曲线运动，速度、动能减小。
2020-2021年最新高中物理专题解析：机械能
第五章机械能1.本章是力学知识的重点内容之一，它是建立在力的概念、运动学的知识和牛顿定律基础上的，它进一步研究力在空间的积累效果和物体运动状态的变化之间的关系。
2.本章的内容主要包括五个概念（功、功率、动能、势能、功能关系）和三个规律（动能定理、机械能守恒定律、能的转化和守恒定律）．3.从历年高考看，本章内容是高考命题的热点，考查特点是灵活性强，综合面广，能力要求高，题型全，分盘重，压轴题多与此部分内容有关．多数情况下与动童知识相结合，组成大型力学综合题．第一课时功功率【教学要求】1．理解功、功率的概念。
2．会分析机车以恒定功率或以恒定的牵引力条件下运动状态的变化情况。
3．会计算变力做功。
【知识再现】一、功1．做功的两个要素：_______和________________。
2．公式：_____________。
适用本章概览考点剖析必修2于恒力做功（a代表力的方向和位移方向的夹角）。
两种理解：一种是力“F”乘以物体在力的方向上发生的位移“lcos a”；另一种是在位移“l”方向上的力“Fcos a”乘以位移l。
3．功是_____量，只有大小，没有方向，但有正负。
（1）当00<a<900时，W>0，力对物体做____功。
（2）当900<a<1800时，W<0，力对物体做____功。
也称物体克服这个力做了功。
（3）当a=900时，W=0，力对物体__________。
思考题：“正功”和“负功”的物理意义是什么？4．功是___________，即功必定对应某一位移（过程）。
二、功率1．定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫功率。
功率是表征______________的物理量。
2．公式：（1）定义式_______，一般计算的是t时间内的功率。
（2）计算式，a 为F与v的夹角。
若v是平均速度，则P 为；若v是瞬时速度，则P 为。
（3)单位：W，kW，l W=1J/s=1 N．m/s，1 kW＝1×120 W思考题1：由P=W/t可以得出功的另一种计算方法W=Pt,因此"kW·h"是功的单位，它与“J”的换算关系如何？思考题2：额定功率与输出功率有什么区别？知识点一合力功的计算计算方法（1)合力做的功等于各力做功的代数和。
高中物理机械能题解题技巧
高中物理机械能题解题技巧在高中物理学习中，机械能是一个重要的概念，涉及到能量的转化和守恒。
掌握机械能的概念和解题技巧，对于解决各类与机械能相关的物理题目至关重要。
本文将从不同类型的机械能题目出发，分析解题的关键点和技巧，帮助高中学生更好地理解和应用机械能。
一、重力势能和动能的转化在物理学中，重力势能和动能是机械能的两个主要形式。
在解题时，我们常常需要将物体的重力势能和动能进行转化，以求解问题。
例如，考虑一个物体从高度为h的位置自由下落，求其下落的速度。
首先，我们可以利用重力势能和动能的转化关系，写出方程：mgh = (1/2)mv^2其中，m是物体的质量，g是重力加速度，v是物体的速度。
通过这个方程，我们可以解得物体下落的速度v。
这个例子说明了在机械能问题中，重力势能和动能的转化是一个常见的解题思路。
二、弹性势能的利用除了重力势能和动能的转化，弹性势能也是机械能问题中常见的考点。
弹性势能是指由于物体的形变而储存的能量。
考虑一个简单的例子，一个弹簧的弹性势能与其形变的关系可以表示为：E = (1/2)kx^2其中，E是弹簧的弹性势能，k是弹簧的弹性系数，x是弹簧的形变量。
通过利用弹性势能的表达式，我们可以解决各类与弹簧有关的机械能问题。
例如，一个质量为m的物体以速度v撞击一个弹簧，弹簧被压缩了x的距离，求物体的速度v'。
在这个问题中，我们可以利用动能和弹性势能的转化关系，写出方程：(1/2)mv^2 = (1/2)kx^2通过这个方程，我们可以解得物体的速度v'。
这个例子说明了在机械能问题中，弹性势能的利用是解题的关键。
三、机械能守恒定律机械能守恒定律是机械能问题中的重要原理。
它指出在一个封闭系统中，机械能的总量保持不变。
考虑一个物体从高处自由下落并撞击地面的例子。
在物体下落的过程中，重力势能逐渐减少，而动能逐渐增加。
当物体撞击地面时，重力势能为零，动能达到最大值。
根据机械能守恒定律，我们可以得到以下方程：mgh = (1/2)mv^2通过这个方程，我们可以求解物体的下落高度h或者速度v。
高考物理必考知识点机械能
高考物理必考知识点机械能机械能是高考物理中一个非常重要的知识点，是解决力学题目的基础。
在高考中，对于机械能的了解和掌握，对于考生的成绩有着至关重要的影响。
下面，我们将从机械能的概念、计算公式以及在实际问题中的应用等几个方面进行探讨。
首先，我们来理解一下机械能的概念。
在物理中，机械能是指物体由于位置或者形状的改变而导致的能量变化。
机械能包括动能和势能两个部分。
其中，动能是指物体由于运动而具有的能量，它的大小和物体的质量以及速度的平方成正比。
而势能则是指物体由于处在重力场中而具有的能量，它的大小和物体的质量、高度以及重力加速度成正比。
接下来，我们来了解一下机械能的计算公式。
对于一个质量为m 的物体，其动能EK和势能Ep分别可以表示为EK=1/2mv^2和Ep=mgh，其中v是物体的速度，g是重力加速度，h是物体的高度。
而机械能E 即为EK和Ep的和，即E=EK+Ep。
可以看出，机械能的大小和物体的质量、速度、高度、重力加速度等因素密切相关。
在实际问题中，机械能的概念和计算公式可以被广泛应用。
以一个自由落体问题为例，当一个物体从高处自由下落时，其势能随着下落高度的减小而逐渐转化为动能。
这种转化过程可以用机械能的守恒定律来描述，即机械能在整个过程中保持不变。
利用这个定律，我们可以解决很多与重力和运动有关的问题。
此外，机械能的概念还可以应用到弹性力学中。
当一个物体受到弹性力的作用而发生形变时，其势能也会发生相应的变化。
例如，当一个弹簧被拉伸或者压缩时，其势能随着形变而改变。
根据机械能的守恒定律，我们可以利用弹性势能和动能之间的转化关系来解决与弹簧伸缩有关的问题。
总之，机械能是高考物理中一个必考的知识点。
掌握机械能的概念和计算方法，对于解决力学题目具有重要意义。
通过多做一些相关的习题，加深对机械能的理解和掌握，考生可以在高考物理中获得更好的成绩。
因此，我们应该重视机械能这个知识点的学习，并灵活运用于解决各种实际问题中，以更好地应对高考。
动量守恒和机械能守恒高考题剖析
动量守恒和机械能守恒是高中物理中的重要概念，也是高考物理考试中经常涉及的内容。
通过剖析高考中涉及的动量守恒和机械能守恒的相关题目，我们可以更好地理解这两个概念的应用和意义。
1. 动量守恒动量守恒是指在一个封闭系统内，系统的总动量保持不变。
这意味着如果系统内部没有外部的力的作用，系统的总动量将保持恒定。
动量守恒的公式可以表示为Σmiv_i = Σmfv_f，其中mi和mf分别表示系统内各个物体的质量，vi和vf分别表示物体的初速度和末速度。
在高考题中，经常出现一些涉及碰撞或爆炸的题目，利用动量守恒的原理可以轻松解决这些问题。
2. 机械能守恒机械能守恒是指在没有外力做功和机械能耗散的情况下，系统的总机械能保持不变。
机械能守恒的公式可以表示为Ei = Ef，其中Ei为系统的初始机械能，Ef为系统的末机械能。
在高考中，常常会出现一些关于重力势能、动能以及弹簧势能等的题目，利用机械能守恒的原理可以轻松解决这些问题。
3. 高考题剖析现在，让我们来剖析一些高考中涉及动量守恒和机械能守恒的题目，以深入理解这两个概念的应用和意义。
题目一：一个质量为m的小球以速度v与另一个质量为2m的小球在光滑水平面上发生弹性碰撞，求反射球和原来球的速度。
解析：这是典型的动量守恒题目。
由于是弹性碰撞，动能守恒也成立。
利用动量守恒的原理，可以列出方程m1v1 + m2v2 = m1v'1 + m2v'2。
再利用动能守恒的原理，可以列出方程m1v1^2 + m2v2^2 =m1v'1^2 + m2v'2^2。
通过这两个方程可以求解出反射球和原来球的速度。
题目二：一个弹簧的劲度系数为k，一个质量为m的小球以速度v撞向静止的弹簧，求小球压缩弹簧的最大距离。
解析：这是典型的机械能守恒题目。
利用机械能守恒的原理，可以列出方程mgh + 0.5mv^2 = 0.5kx^2。
通过这个方程可以求解出小球压缩弹簧的最大距离。
高考物理知识点之机械能
高考物理知识点之机械能考试要点基本概念功 1．功功是力的空间积累效应。
它和位移相对应（也和时间相对应）。
计算功的方法有两种：（1）按照定义求功。
即：W=Fscos θ。
在高中阶段，这种方法只适用于恒力做功。
当20πθ<≤时F 做正功，当2πθ=时F 不做功，当πθπ≤<2时F 做负功。
这种方法也可以说成是：功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。
（2）用动能定理W=ΔEk 或功能关系求功。
当F 为变力时，高中阶段往往考虑用这种方法求功。
这里求得的功是该过程中外力对物体做的总功（或者说是合外力做的功）。
这种方法的依据是：做功的过程就是能量转化的过程，功是能的转化的量度。
如果知道某一过程中能量转化的数值，那么也就知道了该过程中对应的功的数值。
2．功的物理含义关于功我们不仅要从定义式W=Fs cos α 进行理解和计算，还应理解它的物理含义．功是能量转化的量度，即：做功的过程是能量的一个转化过程，这个过程做了多少功，就有多少能量发生了转化．对物体做正功，物体的能量增加．做了多少正功，物体的能量就增加了多少；对物体做负功，也称物体克服阻力做功，物体的能量减少，做了多少负功，物体的能量就减少多少．因此功的正、负表示能的转化情况，表示物体是输入了能量还是输出了能量．3．一对作用力和反作用力做功的特点（1）一对作用力和反作用力在同一段时间内，可以都做正功、或者都做负功，或者一个做正功、一个做负功，或者都不做功。
（2）一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零。
（3）一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力），但不可能为正。
功率功率是描述做功快慢的物理量。
（1）功率的定义式：t WP =，所求出的功率是时间t 内的平均功率。
（2）功率的计算式：P=Fvcos θ，其中θ是力与速度间的夹角。
该公式有两种用法：①求某一时刻的瞬时功率。
高考物理母题解读(六) 机械能2.doc
高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。
千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。
研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。
母题2、与功和功率相关的图象问题【解法归纳】与功和功率相关的图象有v-t图象（质点速度随时间变化的图象）、F-v图象（是指牵引力F随速度v变化的图象）、F-1/v图象（指牵引力随速度的倒数变化的图象）。
若牵引力不随速度增大（恒定不变），阻力恒定，由牛顿第二定律可知，物体加速度恒定，物体做匀加速运动；由P=Fv可知，若牵引力F与速度v成反比，F-v图象为双曲线，则牵引力的功率不变。
由P=Fv可知，当功率不变时，牵引力与速度的倒数成正比，所以F-1/v 图象若为过原点的倾斜直线，则牵引力的功率不变；F-1/v图象若为平行横轴的直线，牵引力不变，汽车做匀加速直线运动。
【针对训练题精选解析】1（2010新课标卷）如图1所示，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断A、在0~t1时间内，外力做正功B、在0~t1时间内，外力的功率逐渐增大C、在t2时刻，外力的功率最大D、在t1~t3时间内，外力做的总功为零【解析】在0~t1时间内，质点速度增大，动能增大，由动能定理可知，外力做正功，选项A 正确。
根据P=Fv和v-t图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，0时刻，v-t图象斜率最大，加速度最大，合外力最大，但速度为零，外力的功率为零；t1时刻，合外力为零，速度最大，外力的功率为零；2.一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的图象如图所示．若已知汽车的质量m ，牵引力F 1 和速度v 1及该车所能达到的最大速度v 3。
则根据图象所给的信息，能求出的物理量是( )A ．汽车运动中的最大功率为F 1 v 1B ．速度为v 2时的加速度大小为F 1v 1/mv 2C ．汽车行驶中所受的阻力为F 1v 1 / v 3D ．恒定加速时，加速度为F 1/m 【解析】：由F-v 图象可知，汽车运动中的最大功率为F 1v 1，选项A 正确；由F 2 v 2= F 1 v 1可知，速度为v 2时汽车的牵引力F 2=F 1v 1/v 2，加速度的加速度大小为a =(F 2–f )/m ，选项B 错误；当汽车达到最大速度v 3时牵引力等于阻力f ，由f v 3= F 1 v 1可得汽车行驶中所受的阻力为f =F 1v 1/v 3，选项C 正确；恒定加速时，加速度为a =(F –f )/m ，选项D 错误。
【高考试卷】解密06 机械能及其守恒定律-备战2020年高考物理之高频考点解密 Word版含解析
2020年高考冲刺试卷芳草香出品核心考点考纲要求功和功率动能和动能定理重力做功与重力势能功能关系、机械能守恒定律及其应用ⅡⅡⅡⅡp2kk pk2k1kcoscos=12ΔW FlWP FvtE mghE mvE E EW E E Eθα=====+=-=⎧⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎧⎪⎪⎨⎨⎪⎪⎩⎪⎧⎧⎪⎨⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩⎧⎨做功的两个要素公式：功正功和负功功的计算公式：基本概念功率额定功率和实际功率机重力势能：势能械弹性势能能机械能动能：及其机械能：守恒定律动能定理恒力做功、变力做功适用条件直线运动、曲线运动基本规律k1p1k2p2k ppΔΔΔΔΔΔΔΔA BGE E E EE EE EE EE E+=+=-=-=-→=-⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎧⎧⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎩⎪⎪⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎩增减机械能守恒定律守恒条件：只有重力或系统内弹力做功能量守恒定律：重力做功与重力势能变化的关系考点1动能定理及其应用一、动能1．定义：物体由于运动而具有的能。
2．表达式：E k=12mv2，v是瞬时速度，动能的单位是焦耳（J）。
3．特点：动能是标量，是状态量。
4．对动能的理解：（1）相对性：选取不同的参考系，物体的速度不同，动能也不同，一般以地面为参考系。
（2）状态量：动能是表征物体运动状态的物理量，与物体的运动状态（或某一时刻的速度）相对应。
（3）标量性：只有大小，没有方向；只有正值，没有负值。
（4）动能变化量：物体动能的变化是末动能与初动能之差，即，若ΔE k>0，表示物体的动能增加；若ΔE k<0，表示物体的动能减少。
（2）动能定理的表达式为标量式，不能在同一个方向上列多个动能定理方程。
二、动能定理1．推导过程：设某物体的质量为m，在与运动方向相同的恒力F作用下，发生一段位移l，速度由v1增大到v2，如图所示。
2022届新高考物理一轮复习练习专题六机械能及其守恒含解析.docx
专题六机械能及其守恒考点1功和功率•揭秘热点考向1.[2017全国II, 14, 6分]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2.[2018 天津,10, 16 分]我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程.假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x-1. 6X103 m时才能达到起飞所要求的速度尸80 m/s.已知飞机质量血=7. 0X104 kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0. 1倍,重力加速度取g=10 m/s2.求飞机滑跑过程中：(1)加速度a的大小；(2)牵引力的平均功率拓展变式1.如图所示,/、B物体叠放在水平h—R1 , i面上,A用不可伸长的细绳系住，绳的另一端固定在墙上，用力尸拉着方右移.用F\尤，和&分别表示绳对/的拉力、/对3的摩擦力和方对/的摩擦力，则()A.尸做正功,ZU故负功，&做正功，尸不做功B.尸和做正功，&和尸做负功C.尸做正功，其他力都不做功D.尸做正功,做负功，&和尸不做功2.o：2015海南,4, 3分］如图，一半径为A的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点0时，对轨道的正压力为重力加速度大小为g.质点自尸滑到。
的过程中，克服摩擦力所做的功为（）A.\nigRB. \ingRC. \mgRD. -mgR3.［2018海南,6, 4分］某大瀑布的平均水流量为5 900 m7s,水的落差为50 m.已知水的密度为1.00X 103 kg/m3.在大瀑布水流下落过程中，重力做功的平均功率约为（）A.3X106 WB. 3X107 WC. 3X108 WD. 3X109 W4.［2021宁夏银川检测］如图1所示，物体受到水平推力尸的作用在粗糙水平面上做直线运动, 得到推力F、物体速度r随时间f变化的规律如图2所示,g=10 m/s',则（）A.第1 s内推力做功为1 JB.第2 s内物体克服摩擦力做的功为2 JC.第1. 5 s时推力尸的功率为2 WD.第2 s内推力尸做功的平均功率为1. 5 W5.［2015新课标全国II, 17,6分］%-一- ---- 1I IP，一iI II I0 。
2022届高考物理一轮复习专题6机械能及其守恒含解析新人教版202107151138
专题六机械能及其守恒考点1 功和功率1.质量为1.5×103×103 N.此时,汽车发动机输出的实际功率是( )A.90 WB.30 kWC.36 kWD.300 kW2.如图为测定运动员体能的装置,拴在腰间的轻绳沿水平线跨过定滑轮(不计滑轮的质量与摩擦),下悬重力为G的物体.设人的重心相对地面不动,人用力向后蹬传送带,使水平传送带以速率v0逆时针转动,则()Gv0G,方向水平向右Gv03.[多选]放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s内其速度与时间的图像、该拉力的功率与时间的图像分别如图甲、乙所示.下列说法正确的是()~6 s内物体的位移大小为30 m~6 s内拉力做的功为70 J~6 s内做的功与0~2 s内做的功相等D.滑动摩擦力的大小为5 N4.如图,一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂.用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距l.重力加速度大小为g.在此过程中,外力做的功为()A.mglB.mglC.mglD.mgl5.如图所示,两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上,其上有一光滑圆柱C,三者半径均为的质量为m,A、B的质量都为,与地面间的动摩擦因数均为μ.现用水平向右的力拉A,使A缓慢移动,直至C恰好降到地面.整个过程中B保持静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.求:(1)未拉A时,C受到B作用力的大小F;(2)动摩擦因数的最小值μmin;(3)A移动的整个过程中,拉力做的功W.6.[12分]应急救援中心派直升机营救一被困于狭小山谷底部的探险者.直升机悬停在山谷正上方某处,放下一质量不计的绳索,探险者将绳索一端系在身上,在绳索拉力作用下,从静止开始竖直向上运动,到达直升机处速度恰为零.已知绳索拉力F随时间t变化的关系如图所示,探险者(含装备)质量为m=80 kg,重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力.求:(1)直升机悬停处距谷底的高度h;(2)在探险者从山谷底部到达直升机的过程中,牵引绳索的发动机输出的平均机械功率.考点2 动能定理1.在新冠疫情防控期间,可以利用无人机投送物品.设无人机悬停在距离地面高度为h的空中,欲将质量为m的物品投送到地面,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.若让物品自由下落,到达地面时速度为v1,则下落过程中物品克服空气阻力做的功为mB.若轻绳一端系在物品上,另一端系在无人机上,物品加速下落到达地面时物品速度为v2,不计空气阻力,则下落过程中克服轻绳拉力做的功为mgh-mC.若轻绳一端系在物品上,另一端系在无人机上(忽略短暂的加速过程),物品以速度v3匀速落到地面,不计空气阻力,则下落过程中克服轻绳拉力做的功为mgh-mD.若轻绳一端系在物品上,另一端系在无人机上,使物品先加速下落h,然后以同样大小的加速度减速下落,不计空气阻力,则下落过程中克服轻绳拉力做的功为02.发光弹弓飞箭是傍晚在广场常见的儿童玩具.其工作原理是弹弓发生形变后将所具有的弹性势能传递给发光飞箭,使飞箭具有初动能,从而能弹出并在空中飞行.若小朋友以大小为E的初动能将飞箭从地面竖直向上弹出,飞箭落回地面时动能大小为,设飞箭在运动过程中所受空气阻力的大小不变,以地面为零势能面,则下列说法正确的是()A.飞箭上升阶段克服空气阻力做的功为B.飞箭下落过程中重力做的功为C.飞箭在最高点具有的机械能为D.飞箭所受空气阻力与重力大小之比为1∶73.[多选]如图甲所示,倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行.t=0时,将质量m=1 kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上,物体相对地面的v-t图像如图乙所示.设沿传送带向下为正方向,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=cos 53°=0.6.则()v0=10 m/sθ=30°μ=0.5~2.0 s内摩擦力对物体做的功W f=-24 J4.[多选]如图甲所示,下端固定的轻质弹簧竖直放置,一质量为m的小球,从距离弹簧上端高h 处由静止释放.若以小球开始下落的位置为坐标原点O,沿竖直向下方向建立坐标轴Ox,作出小球落到弹簧上继续向下运动到最低点的过程中,小球所受弹力F的大小随下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示.不计空气阻力,重力加速度为g.以下判断正确的是()mgx=h+a时,小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小mgh+F随时间t变化的图线也应该是线性图线5.[16分]如图所示的装置由AB、BC、CE三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB、CE是光滑的,水平轨道BC的长度s=5 m,轨道CE足够长且倾角θ=37°,D为轨道CE上一点,A、D两点离轨道BC的高度分别为h1=4.3 m、h2=1.35 m.现让质量为m的小滑块从A点由静止释放.已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小v D;(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔;(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离.考点3 机械能守恒定律1.有一种大型游戏机叫“跳楼机”,如图所示,参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,先由电动机将座椅沿竖直轨道提升到离地面高H处,然后由静止释放.游客们的总质量为m,重力加速度为g,下列关于游客们缓慢上升的过程说法正确的是()mgHmgHmgH2.如图所示,一同学将甲球从桌子边缘O点以水平速度v1弹出,球直接落在A点;另一同学将乙球从桌子边缘O点以水平速度v2弹出,落在水平地面上的B点反弹后恰好也落在A点.两球质量均为m.若乙球落在B点时的速度与地面的夹角为60°,且与地面发生弹性碰撞,不计碰撞时间和空气阻力,下列说法正确的是( )O点到A点,甲、乙两球运动时间之比是1∶1°C.设地面处势能为零,甲、乙两球在运动过程中的机械能之比为3∶1A点,则乙球的初速度应变为3.[多选]如图所示,质量分别为2m、m的小滑块A、B,其中A套在固定的竖直杆上,B静置于水平地面上,A、B间通过铰链用长为L的刚性轻杆连接.一轻弹簧左端与B相连,右端固定在竖直杆上,弹簧水平.当α=30°时,弹簧处于原长状态,此时将A由静止释放,下降到最低点时α变为45°,整个运动过程中,A、B始终在同一竖直平面内,弹簧也始终在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g.则A下降过程中()A.A、B组成的系统机械能守恒B.弹簧弹性势能的最大值为(-)mgLA的弹力一定大于弹簧弹力D.A的速度达到最大值前,地面对B的支持力小于3mg4.[多选]如图所示,由长为L的轻杆构成的等边三角形支架位于竖直平面内,其中两个端点分别固定质量均为m的小球A、B,系统可绕O点在竖直面内转动,初始位置OA水平.由静止释放,重力加速度为g,不计一切摩擦及空气阻力,则( )B.B球运动至最低点时,系统重力势能最小C.A球运动至最低点过程中,动能一直在增大D.转动过程中,小球B的最大动能为mgL5.如图所示,倾角θ=37°的光滑且足够长的斜面固定在水平面上,在斜面顶端固定一个光滑定滑轮D,质量均为m=1 kg的物体A和B用一劲度系数k=240 N/m的轻弹簧连接,物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板PA和小环C连接,轻弹簧轴线和定滑轮右侧的绳均与斜面平行,小环CC位于Q处时整个系统静止,此时绳与细杆的夹角α=53°,且物体B对挡板P的压力恰好为零.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2.(1)求当环C位于Q处时绳子的拉力大小T和小环C的质量M.(2)现让环C从位置R由静止释放,位置R与位置Q关于位置S对称,图中SD水平且长度为d=0.2 m,求:①小环C运动到位置Q的速率v;②小环C从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功W T.考点4 功能关系、能量守恒定律1.[多选]如图所示,一长木板B放在粗糙的水平地面上,在B的左端放一物块A,现以恒定的外力F拉A,经一段时间物块A从长木板B的右端滑下,在此过程中以地面为参考系, 长木板B也向右移动一段距离,则在此过程中()F对A做的功等于A和B动能的增加量B.A对B摩擦力做的功与B对A摩擦力做的功绝对值相等F做的功等于A、B动能的增加量与系统由于摩擦而产生的热量之和D.A对B摩擦力做的功等于B动能的增加量和B与地面之间因摩擦产生的热量之和2.在旅游景点经常会有“水上飞人”表演,如图所示,当表演者脚踩的喷水装置向下高速喷水时,人就会飞起来,这套装置其实是水管在水面通过小艇连接一高压水泵,水泵从水面吸水,逐渐加大功率,通过脚底两个喷口喷出水柱使人升起.已知人与喷水装置的质量为65 kg,脚底每个喷口的横截面积为225 cm2×103 kg/m3,整个过程中水泵的效率为75%,重力加速度g取10 m/s2,则以下叙述正确的是( )A.人从升起至悬停的过程中,喷水系统做的功为5 525 JB.人悬停在8.5 m高处时,喷水系统不做功C.人悬停在8.5 m高处时,高压水泵的总功率为81 kWD.人悬停在8.5 m高处时,两个喷口喷射水流的总功率为11.25 kW3.[多选]如图所示,倾角为θ的传送带由电动机带动,始终保持速率v顺时针匀速运动,质量为m的物块由传送带底端静止释放.已知物块与传送带之间的动摩擦因数为μ(μ>tan θ),物块到达传送带顶端前已经与传送带保持相对静止,则在物块由静止释放到相对传送带静止的过程中,下列说法正确的是() mv2mv2μmgv cos θ4.[多选]如图甲所示,固定粗糙斜面的倾角为θ=37°,与斜面平行的轻弹簧下端固定在C处,上端连接质量为1 kg的小滑块(视为质点),BC等于弹簧的原长.现将滑块从A处由静止释放,在滑块从释放至第一次到达最低点的过程中,其加速度a随弹簧的形变量x的变化规律如图乙所示(取沿斜面向下为加速度的正方向).已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2.下列说法正确的是()B处时的速度最大B.弹簧的劲度系数为10 N/mD.滑块第一次运动到最低点时,弹簧的弹性势能为1.6 J考点5 实验:探究动能定理1.[6分]如图甲所示是探究“恒力做功与物体动能改变的关系”的实验装置,主要实验步骤如下:①用天平测出滑块(含滑轮)质量M=240 g,并安装好实验装置;②适当垫高长木板不带滑轮的一端,滑块不挂轻绳,挂上纸带,轻推滑块使滑块沿长木板匀速运动;③轻绳通过长木板末端的滑轮和滑块上的滑轮,一端挂在拉力传感器上,另一端挂质量为m=100 g的钩码,绕过两滑轮的轻绳与长木板平行;④接通打点计时器电源,释放滑块,打出一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,相邻计数点的时间间隔为0.1 s,并记录拉力传感器示数F=0.39 N.回答下列问题:(1)从打点计时器打出B点到打出D点的过程中,合力对滑块(含滑轮)所做的功W=J,滑块(含滑轮)动能的增量ΔE k=J.(计算结果均保留2位有效数字)(2)多次实验发现合力对滑块(含滑轮)所做的功W总略大于滑块(含滑轮)动能的增量ΔE k,可能的原因是(填选项前面字母).A.没有满足滑块(含滑轮)质量远大于钩码质量(3)写出一种利用该实验装置还可以完成的物理实验:.2.[5分]某实验小组用图甲所示实验装置探究合力做功与动能变化的关系.铁架台竖直固定放置在水平桌面上,将长木板倾斜放置,一端P固定在水平桌面边缘处,另一端放置在铁架台的铁杆上,忽略长木板厚度,P处放置一光电门计时器.实验步骤如下:①用游标卡尺测出滑块的挡光片宽度l,用天平测出含挡光片的滑块的质量m;②以长木板放置在水平桌面上的一端为轴,调节长木板在铁架台上的放置位置,使滑块恰好沿长木板向下做匀速运动,在铁架台竖直杆上记下此位置Q1,用刻度尺测出Q1到水平桌面的高度H;③保持长木板P端与桌面接触位置不变,长木板另一端放置在铁架台竖直杆Q2位置处,用刻度尺量出Q1、Q2的距离h1,将滑块从Q2位置由静止释放,由光电门计时器读出滑块的挡光时间t1;④保持长木板P端与桌面接触位置不变,重新调节长木板另一端在铁架台上的放置位置,重复步骤③数次.(1)滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中,用测量的物理量表示下列物理量(已知重力加速度为g):滑块动能的变化量ΔE k=,滑块克服摩擦力做的功W f=,合力对滑块做的功W合=.(2)某学生以长木板在铁架台竖直杆上的放置位置到Q1的距离h为横坐标,以滑块通过光电门的挡光时间的平方的倒数为纵坐标,根据测量数据画出如图乙所示图线,若图线过原点,且图线斜率k=,则能证明合外力做的功等于滑块动能增量.考点6 实验:验证机械能守恒定律1.[6分]实验室准备了如图甲所示的实验装置.图甲(1)你认为用此实验装置能用来验证哪些规律或测量哪些物理量?(重物的质量已知).请列举两例填在下面的横线上.例如:验证机械能守恒定律.①.②.(2)如图乙所示是在验证机械能守恒定律时,打点计时器打出的重物在重力作用下做匀加速直线运动时的纸带.已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,当地的重力加速度g=9.80 m/s2,测得所用重物的质量为m=1.00 kg,纸带上刚打出的两点间的距离约为2 mm,A、B、C是连续打出的三个点,它们到O点的距离分别是h A=15.55 cm、h B=19.20 cm、h C=23.23 cm,则重物由O 点运动到B点,重力势能的减少量为J,动能的增加量为J,动能的增加量小于重力势能的减少量的原因主要是.(计算结果保留两位小数)图乙2.[2021某某名校第一次联考,7分]某物理兴趣小组的同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律,轻绳一端固定在光滑固定转轴O处,另一端系一小球.(1)X同学在小球运动的最低点和最高点附近均放置了一组光电门(未画出),用螺旋测微器测出了小球的直径,如图乙所示,则小球的直径d=mm,使小球在竖直面内做圆周运动,测出小球经过最高点的挡光时间为Δt1,经过最低点的挡光时间为Δt2.(2)戴同学在光滑水平转轴O处安装了一个拉力传感器,已知当地重力加速度为g.现使小球在竖直平面内做圆周运动,通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是F1,在最低点时绳上的拉力大小是F2.(3)如果要验证小球从最低点到最高点的过程机械能守恒,X同学还需要测量的物理量有(填字母序号),戴同学还需要测量的物理量有(填字母序号).mLT(4)根据X同学的思路,请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程机械能守恒的表达式:(用题目所给物理量表示).(5)根据戴同学的思路,请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程机械能守恒的表达式:(用题目所给物理量表示).3.[6分]如图所示,两个质量分别为m1和m2的小物块A和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,已知m1>m2,现要利用此装置验证机械能守恒定律.(1)若选物块A从静止开始下落的过程进行测量,则需要测量的物理量有.m1、m2A下落的距离及下落这段距离所用的时间B上升的距离及上升这段距离所用的时间(2)为提高实验结果的准确程度,某小组同学对此实验提出以下建议:“轻质绳”的前提下,绳子越长越好C.尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃以上建议中确实对提高准确程度有作用的是.(3)在处理数据的过程中,A、B物块的势能减小量总是大于A、B物块的动能增加量,导致这一结果的原因除有空气阻力和摩擦阻力外,还有可能的原因是.(4)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议:.一、选择题(共9小题,54分)1.电动平衡车因为其炫酷的操作,被年轻人所喜欢,变成了日常通勤的交通工具.平衡车依靠人体重心的改变,来实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作.下表所示为某款电动平衡车的部分参数,若平衡车以最大速度行驶时,电机恰好达到额定功率,则下列说法中正确的是()电池总容电池输出电压36 V50 000 mA·h量电机额定功率900 W 最大速度15 km/h充电时间2~3小时百公里标 6 kW·h准耗电量A.电池输出的电能最多为1 800 JB.充满电的平衡车以额定功率行驶的最长时间为2 hC.该平衡车以最大速度行驶时牵引力为60 ND.该平衡车在标准情况下能骑行的最大里程为3 km2.风力发电是一种环保的电能获取方式.某风力发电机的叶片转动形成的圆面积为S,某时间风的速度大小为v,风向恰好跟此圆面垂直,此时空气的密度为ρ,该风力发电机将空气动能转化为电能的效率为η,则风力发电机发电的功率为 ( )A.ηρSv2B.ηρSv2C.ηρSv3D.ηρSv33.如图甲所示为历史上著名的襄阳炮,其实质就是一种大型抛石机.它采用杠杆原理,由一根横杆和支架构成,横杆的一端固定重物,另一端放置石袋,发射时用绞车将放置石袋的一端用力往下拽,而后突然松开,石袋里的巨石就被抛出.将其简化为如图乙所示的装置,横杆的质量不计,将一质量m=10 kg,可视为质点的石块,装在横杆长臂与转轴O点相距L=5 m的末端石袋中,在短臂右端固定一重物,发射之前先利用外力使石块静止在地面上的A点,静止时长臂与水平面的夹角α=37°,解除外力后石块被发射,当长臂转到竖直位置时立即停止运动,石块被水平抛出,落在水平地面上,石块落地位置与O点的水平距离s=20 m,空气阻力不计,sin 37°=0.6,g取10 m/s2.则( )A.石块水平抛出时的初速度为10m/sB.石块水平抛出时的初速度为20 m/sC.从A点到最高点的过程中,长臂对石块做的功为2 050 JD.从A点到最高点的过程中,长臂对石块做的功为2 500 J4.[多选]如图所示,系留无人机是利用地面直流电源通过电缆供电的无人机,旋翼由电动机带动.现有质量为20 kg、额定功率为5 kW的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升,经过200 s到达100 m高处后悬停并进行工作.已知直流电源供电电压为400 V,若不计电缆的质量和电阻,忽略电缆对无人机的拉力,则()A.空气对无人机的作用力始终大于或等于200 N.5 AC.无人机上升过程中消耗的平均功率为100 W5.[多选]如图,汽车从静止开始通过缆绳将质量为m的货物从A处沿光滑斜面拉到B处,此过程中货物上升高度为h,到B处时定滑轮右侧缆绳与水平方向间夹角为θ,左侧缆绳与斜面间夹角为2θ,汽车的速度大小为v,已知重力加速度为g,则()vv+mgh6.[多选]如图所示,两质量分别为m、2m的物块甲、乙之间用一不可伸长的轻质细线拴接,然后用一轻质橡皮筋悬挂在天花板上,装置静止时橡皮筋伸长了Δx,此时橡皮筋储存的弹性势能为E p,若橡皮筋的劲度系数为k,则E p=k(Δx)2.已知当地的重力加速度为g.某时刻将物块甲、乙之间的细线烧断,则 ()A.烧断细线瞬间,物块甲的加速度大小为0B.当物块甲的加速度为零时,其动能为mgΔxC.从烧断细线到物块甲的加速度为零的过程,橡皮筋上弹力做的功为mgΔxD.橡皮筋处于原长状态时,物块甲的速度一定为07.[多选]如图甲所示,固定在竖直面内的光滑圆形管道内有一小球在做圆周运动,小球直径略小于管道内径,管道最低处N装有连着数字计时器的光电门,可测出球经过N点时的速率v N,最高处装有力的传感器M,可测出球经过M点时对管道的作用力F(竖直向上为正方向),用同一小球以不同的初速度重复实验,得到F与的关系图像如图乙所示,c为图像与横轴交点的横坐标,b为图像延长线与纵轴交点的纵坐标,重力加速度为g,则下列说法正确的是()N点时满足=c,则经过M点时对管道无压力N点时满足=c,则经过M点时对内管道壁有压力D.F=-b表示小球经过N点时速度等于08.[多选]质量为2 kg的物块放在粗糙水平面上,在水平拉力的作用下由静止开始运动,物块的动能E k与其位移x之间的关系如图所示.已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2,则下列说法正确的是()A.x=1 m时物块的速度大小为2 m/sB.x=3 m时物块的加速度大小为1.25 m/s2C.在前2 m的运动过程中物块所经历的时间为2 sD.在前4 m的运动过程中拉力对物块做的功为25 J9.[多选]如图所示,质量为m和2m的两个小球甲、乙分别固定在长为2l的轻杆两端,杆的中点是一水平转轴O,系统可在竖直面内无摩擦转动,空气阻力不计,重力加速度为g.若将杆处于水平位置由静止释放系统,系统转过90°的过程中,以下说法正确的是( )B.该过程系统机械能守恒,小球乙的机械能也守恒C.杆处于竖直方向时,两小球速度均为v=D.杆处于竖直方向时,转轴O对杆的作用力大小为4mg,方向竖直向上二、非选择题(共6小题,70分)10.[6分]某物理兴趣小组利用如图所示装置进行探究弹簧弹性势能与弹簧形变量的关系实验.图中光滑水平平台距水平地面高h=1.25 m,平台上一轻质弹簧一端固定在挡板上,质量为m的小球与弹簧另一端接触并压缩弹簧,记录弹簧的压缩量x后,由静止释放小球,小球从平台边缘水平飞出,落在地面上,用刻度尺测出小球的水平飞行距离s,并用传感器(图中未画出)测量出小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间t.多做几次实验后,记录的数据如下表所示.(1)由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移s=x,与无关;(2)由实验原理和表中数据可知,弹簧弹性势能E p与弹簧形变量x的关系式为E p= (用m、h、x 和重力加速度g表示);(3)某同学按物体平抛运动规律计算出小球在空中的飞行时间t== s=0.5 s=500 ms,对比表中数据,发现测量值t均偏大,经检查,实验操作及测量无误,且空气阻力可以忽略,造成以上偏差的原因是.1 2 3 4 5x/m 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05s/m 0.51 0.99 1.50 1.98 2.50t/ms 505.3 505.1 504.8 504.9 505.211.图(a)是用DIS研究机械能守恒的装置.(1)图(a)中定位挡片的作用是.(2)[多选]实验中测得C点的机械能偏大的原因可能是.C的下方A的上方(3)为了验证单摆的机械能守恒,某同学制作了摆在下摆时动能E k与偏角θ的函数关系图,如图(b)所示.以D所在的水平面为零势能面,当偏角θ=32°时摆的重力势能为 J,若摆的质量为0.007 5 kg.则摆长为 m.12.[12分]如图所示,质量为m A=2 kg的木板A被锁定在倾角为30°的光滑斜面的顶端,质量m B=1 kg可视为质点的物块B恰能在木板A上匀速下滑.现让物块B以v0=7.5 m/s的初速度从木板的上端下滑,同时解除对木板A的锁定.g取10 m/s2,斜面足够长.(1)要使物块B不从木板A上滑落下来,求木板A的长度至少为多少.(2)在物块B不从木板A上滑落的前提下,求系统损失的机械能最多是多少.13.如图所示,两个半径均为R的圆形光滑细管道组成的轨道CDE竖直放置在水平面上,C、E两管口切线水平,O1和O2分别为两细管道圆心, O1O2连线与竖直线间的夹角α=120°,一劲度系数k=的轻质弹簧右端固定,原长时左端处于P点,已知弹簧原长足够长,一质量为m、可视为质点的滑块从A点以初速度v0=2斜向上抛出,刚好从C点沿水平方向进入管道,已知滑块与地面间的动摩擦因数为μ=0.25,弹簧的弹性势能E p与弹簧形变量Δx的关系是E p=k(Δx)2,细管内径和空气阻力不计,弹簧始终处于弹性限度内.(1)求滑块到C点时对轨道的压力;(2)求A、E间的距离;(3)要使滑块能再次返回细管道EDC但又不能从C点离开轨道,求E、P间的水平距离x应满足的条件. (计算结果可用根式表示)。
高考物理真题专项解析—机械能
此过程所用时间和上升高度分别为
重物以最大速度匀速时，有
重物最后以最大加速度做匀减速运动的时间和上升高度分别为
设重物从结束匀加速运动到开始做匀减速运动所用时间为 ，该过程根据动能定理可得
又
联立解得
故提升重物的最短时间为
C正确，A
【母题来源四】2022年高考浙江卷
【考试方向】从近几年高考来看，机械能守恒定律，多数是与牛顿运动定律、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；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
【得分要点】
（1）应用机械能守恒定律的基本思路
①选取研究对象。
②根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒。
⑤匀加速过程结束时机车的速度并不是最后的最大速度．因为此时F>F阻，所以之后还要在功率不变的情况下变加速一段时间才达到最后的最大速度vm。
（4）对动能定理的理解：
动能定理公式中等号表明了合外力做功与物体动能的变化间的两个关系：
①数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系，可以通过计算物体动能的变化，求合外力的功，进而求得某一力的功。
【得分要点】
（1）变力做功的计算方法
①用动能定理W=ΔEk或功能关系求。
②当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车恒功率启动时。
③当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力做的功等于力和路程（不是位移）的乘积．如滑动摩擦力做功等。
④当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力的平均值 ，再由W＝Flcosα计算。
③应用动能定理分析多过程问题，关键是对研究对象受力分析：正确分析物体受力，要考虑物体受到的所有力，包括重力；要弄清各力做功情况，计算时应把已知功的正、负代入动能定理表达式；有些力在物体运动全过程中不是始终存在，导致物体的运动包括几个物理过程，物体运动状态、受力情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待。
高考物理母题解读(十)电磁感母题6电磁流量计和磁流体发电
避躲市安闲阳光实验学校高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。
千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。
研究母题，掌握母题解法，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。
母题6：电磁流量计和磁流体发电【方法归纳】电磁流量计是利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置. 磁流体发电可视为导电流体在磁场中做切割磁感线产生感应电动势。
（3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为R。
a、c间导电液体的电阻r 随液体电阻率的变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。
试以E 、R、r为参量，给出电极a、c间输出电压U的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。
【解析】（1）导电液体通过测量管时，相当于导线做切割磁感线的运动，在电极a、c 间切割感应线的液柱长度为D，设液体的流速为v，则产生的感应电动势为E=BDv ①由流量的定义，有Q=Sv=42Dπv②联立解得E=DBQπ4 .代入数据得E=4.0312.0105.243⨯⨯⨯⨯-V=1.0×10-3V衍生题1．(2011昌平期末)如图所示是电磁流量计的示意图。
圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场。
当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点的电动势E，就可以知道管中液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体的体积。
已知管的直径为d，磁感应强度为B，则关于Q的表达式正确的是A．BdEQπ=B．BdEQ4π=C．BEdQ42π=D．BEdQ2π=衍生题2.右图是磁流体发电机的原理示意图，金属板M、N正对着平行放置，且板面垂直于纸面，在两板之间接有电阻R。
在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场。
当等离子束（分别带有等量正、负电荷的离子束）从左向右进入极板时，下列说法中正确的是A．N板的电势高于M板的电势B．M板的电势高于N板的电势NMB dvMNRB左右abC．R中有由b向a方向的电流D．R中有由a向b方向的电流答案：BD解析：当等离子束（分别带有等量正、负电荷的离子束）从左向右进入极板时，由左手定则可知，正电荷受力方向指向M，偏向M板，使M板带正电，负电荷受力方向指向N，偏向N板，使N板带负电，M板的电势高于N板的电势，R中有由a向b方向的电流，选项BD正确。
高考物理母题解读(六) 机械能9
高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。
千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。
研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。
母题9、功能关系【解法归纳】除重力（或弹力）以外的力对物体做功等于机械能的变化。
滑动摩擦力与相对位移（相对摩擦路程）的乘积等于产生的热量。
典例（2012·重庆理综）题23图所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，基主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。
摆锤的质量为m，细杆可绕轴O在竖直平面内自由转动，摆锤重心到O点距离为L。
测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与O等高的位置处静止释放。
摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s（s<L），之后继续摆至与竖直方向成θ角的最高位置。
若摆锤对地面的压力可视为大小为F的恒力，重力加速度为g，求（1）摆锤在上述过程中损失的机械能；（2）在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功；（3）橡胶片与地面之间的动摩擦因数。
【针对训练题精选解析】1（2010山东理综）如图11所示，倾角 =30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。
用细线将物块与软绳相连，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面）在此过程中A．物块的机械能逐渐增加B．软绳的重力势能共减少了mgl/4C．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D．软绳的重力势能的减少小于软绳动能的增加与软绳克服摩擦力所做的功之和【解析】物块由静止释放后，物块受到竖直向上的拉力作用，拉力对物块做负功，物块的机械能逐渐2．（2012年海南琼海一模）如图所示，质量为M 、长为L 的木板置于光滑的水平面上，一质量为m 的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为f ，用水平的恒定拉力F 作用于滑块。
高考物理一轮复习微专题：06机械能含解析
专题06 机械能第一部分考点分析本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化，其中的机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛，是自然界中普遍适用的基本规律，因此是高中物理的重点，也是高考考查的重点之一。
题目类型以计算题为主，选择题为辅，大部分试题都与牛顿定律、圆周运动、及电磁学等知识相互联系，综合出题。
许多试题思路隐蔽、过程复杂、灵活性强、难度较大。
从高考试题来看，功和机械能守恒依然为高考命题的热点之一。
机械能守恒和功能关系是高考的必考内容，具有非常强的综合性。
重力势能、弹性势能、机械能守恒定律、功能关系、能的转化和守恒定律是本单元的重点。
弹力做功和弹性势能变化的关系是典型的变力做功，应予以特别地关注。
第二部分知识背一背 一、功1.做功的两个要素 (1)作用在物体上的力。
(2)物体在力的方向上发生的位移。
2.公式：(1)α是力与位移方向之间的夹角，l 为物体对地的位移。
(2)该公式只适用于恒力做功。
二、功率1.物理意义：描述力对物体做功的快慢。
2.公式：(1)(P 为时间t 内的平均功率)。
(2)(α为F 与v 的夹角)。
3.额定功率：机械正常工作时的最大功率。
4.实际功率：机械实际工作时的功率，要求不能大于额定功率。
三、机车的启动1.机车的输出功率。
其中F 为机车的牵引力，匀速行驶时，牵引力等于阻力。
2.两种常见的启动方式(1)以恒定功率启动：机车的加速度逐渐减小，达到最大速度时，加速度为零。
(2)以恒定加速度启动：机车的功率_逐渐增大_，达到额定功率后，加速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度最大。
四、动能1.定义：物体由于运动而具有的能。
tWP =αcos Fv P =Fv P =2.表达式：。
3.物理意义：动能是状态量，是标量。
(填“矢量”或“标量”)4.单位：动能的单位是焦耳。
五、动能定理1.内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
高考物理出题最多点：物理机械能守恒解析，不理解别想考高分！
高考物理出题最多点：物理机械能守恒解析，不理解别想考高
分！
临近高考，物理如何进行最后的提升成为了考生们心中的老大难。
在所剩不多的时间里，我们要学会的是找重点。
机械能守恒，是高考物理卷子中出题涉及最多的知识点，深刻理解这个知识点，能够保证物理尽可能多的拿分！另，这也是考试的难点，想考高分的同学们也必须掌握。
正在准备高考的同学们可以从中提升自己，高一高二的同学则可以早做准备！
附一道经典高考题，同学们可以自己做做。
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高考题千变万化，但万变不离其宗。
千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。
研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。
母题10、与机械能相关的图象问题【解法归纳】解答与机械能相关的图象问题所应用的知识主要有：重力势能与重力做功相对应，重力做功与路径无关，重力做功等于重力势能的减少量。
弹性势能只与弹簧的劲度系数和形变量有关，同一弹簧，只要形变量大小相等，则弹性势能相等。
弹性势能与弹力做功相对应，弹力做功等于弹性势能的减少量。
应用动能定理或功能关系及其相关知识解答。
典例．（2010福建理综）如图3(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3(乙)如示，则A．t1时刻小球动能最大B．t2时刻小球动能最大C．t2～t3这段时间内，小球的动能先增加后减少D．t2～t3这段时间内，小球增加的图3（甲）图3（乙）动能等于弹簧减少的弹性势能【针对训练题精选解析】1。
（2008·四川理综·第18题）一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端。
已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定。
若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是2.（2011山东临沂期中考试）某位溜冰爱好者在结冰的湖面上做游戏，湖面与岸边基本相平，如图所示，他先在岸上从O点由静止开始匀加速助跑，2s后到达岸边A处，接着进入湖面开始滑行，又经3s停在了冰上的B点.若该过程中，他的位移是x，速度是v，受的合外力是F，运动的机械能是E，则对以上各量随时间变化规律的描述，以下图像正确的是3．一物体静止在地面上，在竖直方向的拉力作用下开始运动(不计空气阻力)．在向上运动的过程中，物体的机械能E与上升高度h的关系图象如图7所示，其中O-h1过程的图线是过原点的直线，h1~h2过程的图线为平行于横轴的直线．则A．在O~h2上升过程中，物体先做加速运动，后做匀速运动B．在O~h1上升过程中，物体的加速度不断增大C．在O~h l上升过程中，拉力的功率保持不变D．在h1~h2上升过程中，物体只受重力作用【解析】：在向上运动的过程中，物体的机械能E=mgh+12mv2=E=mgh+12m(2ah)，在O~h1上升过程中，物体的加速度不变，拉力不变，拉力的功率P=Fv=Fat，随时间增大，选项BC错误；在h1~h2上升过程中，，机械能保持不变，只有重力做功，物体只受重力作用，选项D正确；在O~h2上升过程中，物体先做匀加速运动，后做竖直上抛运动，选项A错误。
【答案】D【点评】此题以机械能E与上升高度h的关系图象给出解题信息，考查图7对E-h图象的理解和功率的分析等。
解答此题的易错点是：不能把E-h图象与物体运动情况、速度、加速度、受力情况和功率联系起来，陷入思维盲区。
4．如图8甲所示，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为H。
已知斜面倾角为α，斜面与滑块间的动摩擦因数为μ，且μ<tanα，取斜面底端为零势能面，则能表示滑块在斜面上运动的机械能E、动能E k与高度h之间关系的图象是5．（2007上海理综卷第5题）右图显示跳水运动员从离开跳板到入水前的过程。
下列正确反映运动员的动能E k随时间t 变化的曲线图是（）答案：C解析：运动员从离开跳板到入水前的过程，动能先减小后增大，正确反映运动员的动能E k随时间t 变化的曲线图是C。
6.（2012上海青浦区期末）如右图所示，是一个物体离开地面的高度与运动时间平方的关系，则：h/mh0（）A．物体在竖直方向为匀加速运动B．若h0=20m，则物体可能做平抛运动C．若h0=20m，则物体机械能一定守恒D．若h0=10m，则物体的机械能可能守恒7.（2007年上海物理第5题）在竖直平面内，一根光滑金属杆弯成如图所示形状，相应的曲线方程为y＝2.5 cos⎝⎛⎭⎪⎫kx＋23π（单位：m），式中k＝1m－1。
将一光滑小环套在该金属杆上，并从x＝0处以v0＝5m/s的初速度沿杆向下运动，取重力加速度g＝10m/s2。
则当小环运动到x＝π3m时的速度大小v＝__________m/s；该小环在x轴方向最远能运动到x＝__________m处。
8.随着国际油价持续走高，能源危机困扰着整个世界．构建和谐型、节约型社会深得民心，遍布于生活的方方面面．自动充电式电动车就是很好的一例．电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接．当骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，打开自动充电装置，自行车就可以连通发电机向蓄电池充电，将其他形式的y/m0 x/mθ能转化成电能储存起来．现有某人骑车以1250J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，人车总质量为100kg.。
第一次关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如图9中图线①所示；第二次启动自动充电装置，其动能随位移变化关系如图9中图线②所示，设阻力恒定，求：（1）第一次滑行的时间；（2）第二次滑行过程中向蓄电池所充的电能。
【点评】此题以E k-x图象给出解题信息，考查对E k-x图象的理解和动能定理、能量守恒定律、牛顿第二定律及其相关知识的应用。
解答此题的易错点是：不能把E k-x图象与物体运动情况联系起来，不能灵活运用相关知识，陷入思维盲区。
9．(2011盐城三模)2011年3月11日，日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失。
灾后某中学的部分学生组成了一个课题小组，对海啸的威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型：如图10甲在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力F随位移x变化的图像图10甲如图10乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5，g=10m/s2。
（1）运动过程中物体的最大加速度为多少？（2）在距出发点什么位置时物体的速度达到最大？（3）物体在水平面上运动的最大位移是多少？图10乙【点评】此题以推力F随位移x变化的图像给出解题信息，考查对F-x图象的理解和动能定理、牛顿第二定律及其相关知识的应用。
解答此题的易错点是：不能把F-x图象与物体运动情况、速度、加速度、位移等联系起来，陷入思维盲区。
10（2012年3月湖北孝感二模）如图（1)所示，一根轻质弹簧左端固定在水平桌面上，右端放一个可视为质点的小物块，小物块与弹簧不连接，小物块的质量为m =2kg,当弹簧处于原长时，小物块静止于O点.现对小物块施加一个外力，使它缓慢移动，压缩弹簧（压缩量为xA )至A点，此吋弹簧的弹性势能Ep =2.3J.在这一过程中，所用外力与压缩量的关系如图（2)所示.然后突然撤去外力,让小物块沿桌面运动到S点后水平抛出.已知A、B之间的距离为L=0.65m.水平桌面的高为h= 5m,计箅时，可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力.g取1Om/s2.求:(1) 在A点释放小物块后瞬间，小物块的加速度；(2) 小物块落地点与桌边B的水平距离.解题指导：利用题给F—x图象提供的信息，应用牛顿第二定律、能量守恒定律、平抛运动规律及其相关知识解答。
解：（1）由F—x图象可得，小物块与桌面间滑动摩擦力大小为f=2N，释放瞬间弹簧弹力大小FT=F-f=48N-2N=46N，由牛顿第二定律，FT-f=ma，释放瞬间A的加速度大小为a=22m/s2。
（2）小物块从A点开始到B点的过程中，摩擦生热Q=fL。
对小物块，由能量守恒定律，Ep=12mvB2+Q，物块从B点开始做平抛运动，h=12gt2，水平距离，s=vBt，联立解得x=1m。
11.（18分）（2012广东佛山期末）如图甲，ABC 为竖直放置的半径为0.1m 的半圆形轨道，在轨道的最低点和最高点A 、C 各安装了一个压力传感器，可测定小球在轨道内侧，通过这两点时对轨道的压力F A 和F C ．质量为0.1kg 的小球，以不同的初速度v 冲入ABC 轨道．（g取10m/s 2）（1）若F C 和F A 的关系图线如图乙所示，求：当A 13N F =时小球滑经A 点时的速度A v ，以及小球由A 滑至C 的过程中损失的机械能；（2）若轨道ABC 光滑，小球均能通过C 点．试推导F C 随F A 变化的关系式，并在图丙中画出其图线．对A 至C 的过程，由动能定理得：22C A 11W 222f mg R mv mv -⋅=- ·····④（2分） ①②③联立得 22C A A C 111W 2(2)2222f mv mv mgR mg F F R mgR =-+=-++····⑤（2分） 解得W 0.2J f =- ···⑥（2分） 故损失的机械能为0.2J12．（13分）（2012年江西省南昌市三模）如图（a）所示，一质量为m的滑块（可视为质点）沿某斜面顶端A由静止滑下，已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ和滑块到斜面顶端的距离x的关系如图（b）所示。
斜面倾角为37°，长为l，有一半径为R=120l的光滑竖直半圆轨道刚好与斜面底端B相接，且直径BC与水平垂直，假设滑块经过B点时没有能量损失。
求：（1）滑块滑至斜面中点时的加速度大小；（2）滑块滑至斜面底端时的速度大小；（3）试分析滑块能否滑至光滑竖直半圆轨道的最高点C。
如能，请求出在最高点时滑块对轨道的压力；如不能，请说明理由。
12.解：（1）滑块滑至斜面中点时，由图（b）可知，μ=0.5，则对滑块：mgsin37°-μmg cos37°=ma，代入数据解得：a=0.2g。
（2）滑块由顶端滑至底端，由动能定理得：mgl sin37°+W f=12mv B2，由图（b）可知，W f=f l=0.5μmg cos37°·l=-0.4mgl。
联立解得：v B 45gl。