2020年高考物理真题分专题训练 专题07 功和能(学生版)
2020届高考物理全优二轮复习集训：考前十天必考热点冲刺 热考7 功和能、功能关系 Word版含解析
热考7功和能、功能关系一、选择题1．(2019年广东茂名联考)如图所示，一物块从斜面低端以初速度v0开始沿斜面上滑，物块与斜面间的动摩擦因数μ<tan α，其中α为斜面的倾角，物块沿斜面运动的最大高度为H，已知滑动摩擦力等于最大静摩擦力，取斜面低端为参考平面，则物块在斜面上运动过程中机械能E、动能E k、重力势能E p与高度h的关系可能是下图中的()A B C D【答案】D【解析】滑块机械能的变化量等于除重力外其余力做的功，故滑块机械能的减小量等于克服阻力做的功，即上升阶段E＝E0－F阻hsin α，下降阶段E＝E′0－F阻hsin α，由此可知重力势能与高度关系是一条直线，机械能与高度关系是两条直线，故A、B错误；动能的变化量等于外力的总功，上升阶段－mgh－F阻hsin α＝E A－E0，下降阶段mgh－F阻hsin α＝E A－E′0，故C错误，D正确．2．(2019年吉林长春二模)半径为R的圆环竖直放置，圆环可以绕过圆心的竖直轴旋转，两个质量相等可视为质点的小环套在圆环上A、B两点并处于静止状态，A、B连线过圆心且与竖直方向成37°角，某时刻大圆环开始绕竖直轴旋转，角速度从零不断增大，则下列说法正确的是()A．小环与大环之间动摩擦因数μ≥0.75B．B处的小环先相对大环开始滑动C．两小环的高度最终都将升高D．只要小环不发生相对滑动，大环就不对小环做功【答案】A【解析】小环A与小环B最初都静止，可知mg sin 37°≤μmg cos 37°，即μ≥tan 37°＝0.75，故A正确；若某时刻大圆环开始绕竖直轴进行旋转，假设环A和环B与大环保持相对静止，对环A沿水平方向有f A cos θ－N A sin θ＝mrω2，对环B沿水平方向有N B sin θ－f B cos θ＝mrω2，随着角速度的不断增大，A所受摩擦力越来越大，B所受摩擦力越来越小，后反向增大，因此A受到的静摩擦力会先达到最大，即A先相对大环开始滑动，B错误；若两小环相对大环运动，则环A高度会降低，环B高度会升高，C错误；尽管小环不发生相对滑动，但随着大环角速度的不断增大，小环的动能也会不断增大，因此大环对小环会做正功，D错误．3．(多选)(2019年甘肃兰州一诊)如图所示，物块从足够长粗糙斜面底端O点，以某一速度向上运动，到达最高点后又沿斜面下滑．物块先后两次经过斜面上某一点A点时的动能分别为E k1和E k2，重力势能分别为E p1和E p2，从O点开始到第一次经过A点的过程中重力做功为W G1，合外力做功的绝对值为W1，从O点开始到第二次经过A点的过程中重力做功为W G2，合外力做功的绝对值为W2，则下列选项正确的是()A．E k1>E k2，E p1＝E p2B．E k1＝E k2，E p1>E p2C．W G1＝W G2，W1<W2D．W G1>W G2，W1＝W2【答案】AC4．(2019年海南琼海模拟)如图所示，劲度系数为k的竖直弹簧下端固定于水平地面上，质量为m的小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端，经几次反弹后小球最终在弹簧上静止于某一点A处，在以上三个量中只改变其中一个量的情况下，下列说法正确的是()A．无论三个量中的一个怎样改变，此过程小球与弹簧组成的系统机械能守恒B．无论h怎样变化，最终小球静止在A点时的弹簧压缩量与h无关C．无论m怎样变化，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能都不变D．无论劲度系数k为多大，此过程中重力所做的功总是等于克服弹簧弹力做的功【答案】B。
2020年高考物理功能专题测试卷(含答案)
2020年高考物理功能专题测试卷一、单选题（本大题共15小题）1.如图所示，A、B两个质量相等的小球，分别从同一高度、倾角分别为α、β(α<β)的光滑斜面顶端由静止自由滑下。
在小球从开始下滑到到达斜面底端的过程中，下列判断正确的是()A. A球和B球到达斜面底端的速度大小不相等B. A球重力做功的平均功率比B球重力做功的平均功率小C. A球运动的加速度比B球运动的加速度大D. A球所受重力的冲量大小比B球所受重力的冲量大小小2.如图所示，在光滑水平桌面内，固定有光滑轨道ABC，其中半圆轨道BC与直轨道AB相切于B点，物体受到与AB平行的水平拉力F，从静止开始运动，拉力F的大小满足如图乙所示(以A为坐标原点，拉力F从A指向B为正方向)。
若m=1kg，AB=4m，半圆轨道的半径R=l.5m，重力加速度取g=10m/s2.则下列说法中正确的是()A. 拉力F从A到B做功为50JB. 物体从B到C 过程中，所受的合外力为0C. 物体能够到达C点，且速度大小为2√5m/sD. 物体能够到达C点，且速度大小为2√15m/s3.如图所示，重力均为G的两小球用等长的细绳a、b悬挂在O点，两小球之间用一根轻弹簧连接，两小球均处于静止状态，两细绳a、b与轻弹簧c恰好构成正三角形。
现用水平力F 缓慢拉动右侧小球，使细绳a最终竖直，并保持两小球处于静止状态。
下列说法正确的是()A. 最终状态时，水平拉力F等于√3GB. 最终状态与初态相比，轻弹簧c的弹性势能保持不变C. 最终状态与初态相比，右侧小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量加上力F做的功D. 最终状态与初态相比，系统的机械能增加4.质量为2Kg的物体以10m/s的初速度，从起点A出发竖直向上抛出，在它上升到某一点的过程中，物体的动能损失了50J，机械能损失了10J，设物体在上升、下降过程空气阻力大小恒定，则该物体在落回到A点的动能为：(g= 10m/s2)()A. 40JB. 60JC. 80JD. 100J5.如图所示，从O点水平抛出两个相同的小球甲和乙，在坐标纸上分别描绘出其运动轨迹。
2020年高考物理压轴题专练附解答：功和能
2020年高考物理压轴题专练：功和能【知识回扣】 一、功和功率 1.功的计算恒力做的功：直接用W ＝Fl cos α计算。
变力做的功：①应用动能定理求解；②应用W ＝Pt 求解，此法适用于变力的功率P 不变； 2.功率的计算平均功率的计算方法：①利用P＝tW ；②利用P ＝F·v cos α，其中v 为物体运动的平均速度。
瞬时功率的计算方法：利用公式P ＝Fvcos α，其中v 为t 时刻的瞬时速度； 3. 机车的两种启动模型的分析 （1）模型综述物体在牵引力（受功率和速度制约）作用下，从静止开始克服一定的阻力，加速度不变或变化，最终加速度等于零，速度达到最大值。
（2）模型特征a. 以恒定功率启动的方式： ①动态过程：②这一过程的速度—时间图象如图所示：b. 以恒定加速度启动的方式： ①动态过程：②这一过程的速度—时间图象如图所示：深化拓展：无论哪种启动方式，机车最终的最大速度都应满足：v m ＝fF P，且以这个速度做匀速直线运动。
二、动能定理1. 动能定理：合外力做功等于物体在这个过程中动能的变化量。
W ＝E k2－E k1＝12mv 22－12mv 21. 2．适用范围(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动。
(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功。
三、机械能守恒定律1.判断机械能是否守恒的两个角度（1）从做功的角度：若只有重力(或弹力)做功或虽有其他外力做功但其他力做功的代数和为零，则该物体（或该系统）的机械能守恒。
2.从能的角度：若系统内只有动能和势能的相互转化，没有其他形式的能与机械能转化，且系统与外部也没有能力的转化与转移，则系统机械能守恒。
2.机械能守恒的三种表示形式(1)守恒观点：E k1＋E p1＝E k2＋E p2(要选零势能参考平面) (2)转化观点：ΔE k ＝－ΔE p (不用选零势能参考平面) (3)转移观点：ΔE A 增＝ΔE B 减(不用选零势能参考平面) 四、力学中的功能关系合外力做功等于物体动能的改变 W 合＝E k2－E k1＝ΔE k 重力做功衡量重力势能的减少量 W G ＝E p1－E p2＝－ΔE p 弹簧弹力做功衡量弹性势能的减少量W 弹＝E p1－E p2＝－ΔE p 除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变W 其他＝E 2－E 1＝ΔE一对滑动摩擦力做功的代数和等于因摩擦而产生的内能Q ＝fx 相对，x 相对为物体间相对滑动的距离【热门考点透析】考点一 功和功率1.轻质弹簧右端固定在墙上,左端与一质量m=0.5 kg 的物块相连,如图甲所示,弹簧处于原长状态,物块静止且与水平面间的动摩擦因数μ=0.2。
备战2020高考物理二轮专项训练：功和能(含解析)
备战2020高考物理二轮专项训练：功和能一、单项选择题1.(2019安徽宿州教学质量检测)如图,一质量为m 、电荷量为q 的带正电粒子在竖直向下的匀强电场中运动,M 、N 为其运动轨迹上的两点。
已知该粒子在M 点的速度大小为v 0,方向与水平方向的夹角为60°,N 点为轨迹的最高点,不计重力。
则M 、N 两点间的电势差为( )A.3mv 028qB.-3mv 028qC.-mv 028qD.mv 028q答案 B 从M 点到N 点利用动能定理有qU MN =12m v N 2-12m v M 2=12m(v 0 cos 60°)2-12m v 02,解得U MN =-3mv 028q,故B正确。
2.(2019山东淄博三模)如图所示,质量均为m 的木块A 和B,用一个劲度系数为k 的竖直轻质弹簧连接,最初系统静止,现在用力F 缓慢拉A 直到B 刚好离开地面,则这一过程中力F 做的功至少为( )A.m 2g 2kB.2m 2g 2kC.3m 2g 2kD.4m 2g 2k答案 B 最初系统静止时,弹力等于A 的重力,由胡克定律得,弹簧被压缩的长度x 1=mg k,最后B 刚好离开地面时,弹力等于B 的重力,此时弹簧伸长的长度x 2=mg k,此过程缓慢进行,所以力F 做的功等于系统增加的重力势能,根据功能关系可知W=mg(x 1+x 2)=2m 2g 2k,故B 正确。
3.(2019河南平顶山模拟)质量m=20 kg的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动。
0~2 s内F与运动方向相反,2~4 s内F与运动方向相同,物体的v-t图像如图所示。
g取10 m/s2,则()A.拉力F的大小为100 NB.在4 s时拉力的瞬时功率为120 WC.4 s内拉力所做的功为480 JD.4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J答案B取物体初速度方向为正方向,由题图可知物体与水平面间存在摩擦力,由题图可知0~2 s内,-F-f=ma1,且a1=-5 m/s2;2~4 s内,-F+f=ma2,且a2=-1 m/s2,联立以上两式解得F=60 N,f=40 N,A错误;由P=Fv得4 s时拉力的瞬时功率为120 W,B正确;由W=Fx,可知0~2 s内,W1=-Fx1,2~4 s内,W2=Fx2,由题图可知x1=10 m,x2=2 m,代入数据解得,4 s内拉力所做的功为-480 J,C错误;摩擦力做功W'=fs,摩擦力始终与速度方向相反,故s为路程,由题图可解得总路程为12 m,4 s内物体克服摩擦力做的功为480 J,D错误。
【2020】高考物理二轮复习专题测试：-功和能含解析附参考答案
B.两物体机械能的变化量相等
C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量
D.绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零
【解析】选A、D.。由运动的合成与分解知识可知,va=vbcosθ,θ为拉b的绳与水平面的夹角,因此物体a的速度小于物体b的速度,而两物体的质量又相同,所以a的动能小于b的动能,A正确;a物体下降时,a的机械能的减少量等于b物体的动能增加量和b克服摩擦力做功之和,B错误;a的重力势能减小量等于两物体总动能的增加量与b克服摩擦力所做的功之和,C错误;绳的拉力对a所做的功等于a的机械能的减少量,绳的拉力对b所做的功等于b的动能增加量和克服摩擦力做功之和,D正确.。
2.(20xx·福建高考)如图,两根相同的轻质弹簧,沿足够长的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部挡板上,斜面固定不动.。质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端.。现用外力作用在物块上,使两弹簧具有相同的压缩量,若撤去外力后,两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧,则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程,两物块( )
4.(20xx·重庆高考)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2,则( )
A.v2=k1v1B.C.v2= v1D.v2=k2v1
【解题指南】解答本题时应注意以下两点:
(1)机车的功率为其牵引力的功率.。
(2)当机车达到最大速率时,牵引力和阻力等大反向.。
【解析】选C.。根据x=错误！未找到引用源.。t和Wf=μmgx可判断,两次克服摩擦力所做的功Wf2=2Wf1.。由动能定理得WF1-Wf1=错误！未找到引用源.。mv2和WF2-Wf2=错误！未找到引用源.。m(2v)2,整理可判断WF2<4WF1,故选项C正确.。
2020年高考物理专题复习：功和能问题练习题
2020年高考物理专题复习：功和能问题练习题*1. 物体做自由落体运动，E k代表动能，E P代表势能，h代表下落的距离，以水平地面为零势能面.下列所示图像中，能正确反映各物理量之间的关系的是（）*2. 如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板M的左端，右端与小木块m连接，且m与M 及M与地面间接触光滑.开始时，m与M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2.在两物体开始运动以后的整个运动过程中，对m、M和弹簧组成的系统（整个过程弹簧形变不超过其弹性限度），正确的说法是（）A. 由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒B. 由于F1、F2分别对m、M做正功，故系统的动能不断增加C. 由于F1、F2分别对m、M做正功，故系统的机械能不断增加D. 当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m、M的动能最大*3. 运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是（）A. 阻力对系统始终做负功B. 系统受到的合外力始终向下C. 重力做功使系统的重力势能增加D. 任意相等的时间内重力做的功相等*4. 一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人的做功情况是（）A. 加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功B. 加速时做正功，匀速和减速时做负功C. 加速和匀速时做正功，减速时做负功D. 始终做正功*5. 下列关于机械能是否守恒的叙述中正确的是（）A. 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B. 做匀变速运动的物体机械能可能守恒C. 外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D. 只有重力对物体做功时，物体的机械能一定守恒**6. 假定地球、月球都静止不动，用火箭从地球沿地月连线向月球发射一探测器.假定探测器在地球表面附近脱离火箭.用W表示探测器从脱离火箭处飞到月球的过程中克服地球引力做的功，用E k表示探测器脱离火箭时的动能，若不计空气阻力，则（）A. E k必须大于或等于W，探测器才能到达月球B. E k小于W，探测器也可能到达月球C. E k=12W，探测器一定能到达月球D. E k=12W，探测器一定不能到达月球*7. 如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC为水平的，其距离d=0.50m，盆边缘的高度为h=0.30m.在A处放一个质量为m 的小物块并让其从静止开始下滑.已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离为（）A. 0.50mB. 0.25 mC. 0.10 mD. 0*8. 物体沿直线运动的v－t关系如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则（）A. 从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB. 从第3秒末到第5秒末合外力做功为－2WC. 从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD. 从第3秒末到第4秒末合外力做功为－0.75W**9. 如图所示，用轻弹簧相连的物块A与B放在光滑水平面上，物块A紧靠竖直墙壁，一颗子弹沿水平方向射入物体B并留在其中，在下列所述的四个过程中，由子弹、弹簧和A、B物块构成的系统，动量不守恒但机械能守恒的是（）A. 子弹射入B的过程B. B载着子弹一起向左运动的过程C. 弹簧推载着子弹的B向右运动，直至弹簧恢复到原长的过程中D. A离墙后，B因惯性继续向右运动，直到弹簧伸长到最长的过程*10. 如图所示，固定的光滑竖直杆上套着一个滑块，用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮，以大小恒定的拉力F拉绳，使滑块从A点由静止开始上升.若从A点上升至B点和从B点上升至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2，滑块经B、C两点时的动能分别为E kB、E kC，图中AB=BC，则一定有（）A. W1>W2B. W1<W2C. E kB>E kCD. E kB<E kC**11. 如图所示，ABC和DEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道，其中ABC的末端水平，DEF是半径为r=0.4m的半圆形轨道，其直径DF沿竖直方向，C、D可看作重合.现有一可视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的地方由静止释放.（1）若要使小球经C处水平进入轨道DEF且能沿轨道运动，H至少要有多高?（2）若小球静止释放处离C点的高度h小于（1）中H的最小值，小球可击中与圆心等高的E点，求h.（取g=10m/s2）**12. 如图所示，轻质长绳水平地跨在相距2l的两个小定滑轮A、B上，质量为m的物块悬挂在绳上O点，O与A、B两滑轮间的距离相等.在轻绳两端C、D分别施加竖直向下的恒力F=mg，先托住物块，使绳处于水平拉直状态，从静止释放物块，在物块下落过程中，保持C、D两端的拉力F不变.（1）当物块下落距离h为多大时，物块的加速度为零?（2）在物块下落上述距离的过程中，克服C端恒力F做功W为多少?（3）求物块下落过程中的最大速度v m和最大距离H.【试题答案】1. B 设物体的质量为m ，初态势能为E 0，则有222p 001122E E mg t E mv =-=-0k E E =- 0.E mgh =-综上可知只有B 对.2. D 开始拉力大于弹力，F 1、F 2对物体均做正功，所以机械能增加.当拉力等于弹力时，物体速度最大，故动能最大；当拉力小于弹力时，物体做减速运动，速度减小到零以后，物体反向运动，拉力F 1、F 2均做负功，故机械能减少.故本题答案为D.3. A 下降过程中，阻力始终与运动方向相反，做负功，A 对；加速下降时合外力向下，减速下降时合外力向上，B 错；重力做功使重力势能减少，C 错；由于任意相等时间内下落的位移不等，所以，任意相等时间内重力做的功不等，D 错；故选A.4. D 力对物体做功的表达式为W =Fs cos θ，0°≤θ<90°时，F 做正功，θ=90°，F 不做功，90°<θ<180°时，F 做负功，支持力始终竖直向上，与位移同向，θ=0°，故支持力始终做正功，D 正确.5. BD 机械能守恒定律的条件是除重力（或弹簧弹力）对物体做功外，没有其他力对物体做功，或其他力对物体做功的代数和为零.当物体做匀速直线运动，即外力对物体做功为零时，除重力和弹力以外还可能有其他力对物体做功，如起重机的钢缆吊着一重物匀速上升，此时既有重力做功，又有钢缆的拉力做功，物体的动能没有变化，合外力做功为零，但重力势能在增加，机械能增加了，机械能不守恒.当物体做匀变速运动时，可能只有重力对物体做功，如平抛运动、自由落体等，物体的机械能守恒.6. BD 在探测器由脱离火箭处飞到月球的过程中月球引力做功W 月，则W 月－W 地=0－E k ，得E k =W 地－W 月<W 地，故B 正确，而A 错.设M 地=M 月.由对称法可知，当E k =2W 时，探测器不能飞越地月中点.当M 地>M 月时更不能飞越中点到达月球，故C 错，D 正确.7. D 分析小物块的运动过程，可知由于克服摩擦力做功，小物块的机械能不断减少.根据动能定理可得mgh －μmgs =0，小物块在BC 之间滑行的总路程s =0.300.10mgh h mg μμ==m =3m ，所以小物块正好停在B 点，D 选项正确.8. CD 设0～1秒内加速度为a ，合外力F =ma ，位移s =12at 2=2a .1～3秒末加速度a 13=0， F 合13=0，W 13=0，故A 错.3～5秒末加速度a 35=2a -，F 合=22a F m -=-，235353512s a t =-=a ，W 35=－W ，故B 错.5～7秒末a 57=2a -，F 57=2a -，s 57=－a . W 57=F 57·s 57 cos 0°=W ，故C 正确.3～4秒末，s 34=34s 35（F 34=F 35），W 34=F 34·s 34=－0.75W ，故D 正确.9. BC 子弹射入B 的过程，有机械能损失；B 载着子弹向左运动过程中，压缩弹簧，只有弹力做功，系统机械能守恒，但此过程中，墙对A 有力的作用，动量不守恒；同理，弹簧推载着子弹的B 向右运动，直到弹簧恢复到原长过程中，动量不守恒，而机械能守恒；A 离开墙后系统向前运动，无外界作用，动量守恒，无外界力做功，只有弹力做功，系统机械能守恒，则B 、C 正确.10. A 由题图可分析出，从A 到B 的过程中绳端移动的距离Δs 1大于从B 移到C 的过程中绳端移动的距离Δs 2.据W 1=FΔs 1，W 2=FΔs 2，可知W 1>W 2.因F 大小未知，则物体由A 到C 的过程的加速、减速情况难以确定.故只有A 项正确.11. 答案：（1）H ≥0.2m （2）h =0.1m解析：（1）设小球经过C 点时速度大小为v ，据机械能守恒定律得212mgH mv =① 小球经过C 点时受力如图所示据牛顿第二定律得mg +F N =m2v r② 小球经过D 点后能沿DEF 轨道运动，须满足：F N ≥0③解①②③得H ≥12r ，代入数据得H ≥0.2m. （2）若h <0.2m ，小球离C 点后做平抛运动，则有r =12gt 2④ r =v 0t ⑤据机械能守恒定律得mgh =2012mv ⑥ 解得h =14r =0.1m.12. 答案：（1）l 33（2）1mgl ⎫-⎪⎪⎝⎭ （343l 解析：（1）物体的加速度为零，即物体所受合力为零，两绳拉力相等恒为mg ，且斜向上对称，重力竖直向下为mg ，三个力大小相等合力为零，则三个力互成120°夹角，由几何关系得h =l .①（2）物块下落h 过程中C 端上升位移：s l ，②C 端克服恒力F 做功：·s ③联立①②③解得W F =1）mgl .④ （3）当物体下落h 时，物体加速度为零，速度达最大，由动能定理：2m 122F mgh W mv -=⑤由④⑤得m v =当物体下落H 时，重物速度为零，则由几何关系C 、D 两端都上移：s l '⑥ 由动能定理得mgH －2Fs ′=0⑦联立⑥⑦解得43H l =.。
精选07 功和能 (解析版)-2020年高考物理108所名校押题精选
考点07 功和能1．如图所示，质量相同的两物体a 和b ，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质滑轮两侧，b 在水平粗糙桌面上。
初始时用力压住b 使a 、b 均静止，撤去此压力后，在a 下降的过程中，b 始终未离开桌面。
则在此过程中A ．两物体机械能的变化量相等B ．a 的重力势能的减少量等于两物体总动能的增加量C ．a 、b 两个物体的速度大小始终相等D ．绳的拉力对a 所做的功与对b 所做的功的代数和为零【答案】D【解析】将b 的实际速度进行分解如图：由图可知a b v v cos θ=，即a 的速度小于b 的速度，C 错误；由于有摩擦力做功，故ab 系统机械能不守恒，则二者机械能的变化量不相等，A 错误；a 的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量与产生的内能之和，故a 的重力势能的减小量大于两物体总动能的增加量，B 错误；在这段时间内，绳子对a 的拉力和对b 的拉力大小相等方向相反，两个物体沿绳子方向的位移相等，所以绳的拉力对a 所做的功与对b 所做的功的绝对值相等，二者代数和为零，故D 正确。
2．如图所示，固定在地面的斜面体上紧挨着放置六个半径均为r 的相同的小球，编号如图。
斜面与水平轨道OA 段平滑连接，小球从斜面进入水平轨道时无能量损失，OA 段长度为6r 。
现将六个小球由静止同时释放，各个小球离开A 点之后均做平抛运动，不计一切摩擦。
则在各小球运动过程中，下列说法正确的是A．球6在OA段机械能会增大B．球6离开A点之后水平射程最小C．球1的机械能守恒D．6个小球最终的落地点各不相同【答案】AB【解析】球6在OA段运动时，斜面上的球在加速，球5对球6的作用力做正功，动能增加，机械能增加，A正确；由于有部分小球在水平轨道上运动时，斜面上的小球仍在加速，所以可知离开A点时球6的速度最小，水平射程最小，B正确；6个小球都在斜面上运动时，只有重力做功，整个系统的机械能守恒。
当有部分小球在水平轨道上运动时，斜面上的小球仍在加速，球2对1的作用力做功，故球1的机械能不守恒，C错误；由于离开A点时，球6的速度最小，水平射程最小，而最后三个球在水平面上运动时不再加速，3、2、1的速度相等，水平射程相同，所以六个球的落点不全相同，D错误。
2020版高考物理二轮复习第一部分专题二功和能专题跟踪检测(七)两个概念、一个模型,
专题跟踪检测（七） 两个概念、一个模型，破解功和功率问题一、选择题(第1～5题为单项选择题，第6～9题为多项选择题)1．(2015·海南高考)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。
如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的( )A ．4倍B ．2倍 C. 3 倍 D. 2 倍解析：选D 设f ＝kv ，当阻力等于牵引力时，速度最大，输出功率变化前，有P ＝Fv ＝fv ＝kv ·v ＝kv 2，变化后有2P ＝F ′v ′＝kv ′·v ′＝kv ′2，联立解得v ′＝2v ，D 正确。
2．(2017·宿迁三模)如图所示，四个相同的小球A 、B 、C 、D ，其中A 、B 、C 位于同一高度h 处，A 做自由落体运动，B 沿光滑斜面由静止滑下，C 做平抛运动，D 从地面开始做斜抛运动，其运动的最大高度也为h 。
在每个小球落地的瞬间，其重力的功率分别为P A 、P B 、P C 、P D 。
下列关系式正确的是( )A ．P A ＝PB ＝PC ＝P DB ．P A ＝PC ＞P B ＝PD C ．P A ＝P C ＝P D ＞P B D ．P A ＞P C ＝P D ＞P B解析：选C A 做自由落体运动，C 做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，故A 、C 落地时竖直方向的速度大小相同，故落地时的功率P ＝mgv 相同，D 做斜抛运动，到达最高点跟A 下落时的高度相同，故落地时竖直方向的速度跟A 落地时的速度大小相同，故功率相同，B 沿斜面下滑，下滑到斜面底端的速度跟A 落地时的速度大小相同，但速度方向与重力方向成一定的夹角，故功率小于A 的功率，故C 正确。
3．(2017·南通模拟)某校高三学生体能检测中，有着班级“最标准身材”美誉的小明同学在半分钟内完成了10次引体向上，则这次检测中小明克服重力做功的平均功率大约为(g 取10 m/s 2)( )A ．50 WB ．100 WC ．200 WD ．500 W 解析：选B 高三同学体重大约为60 kg ，引体向上时重心向上运动的位移大约为0.5 m ，则克服重力做功的平均功率为：P ＝10mgh t ＝10×60×10×0.530W ＝100 W ，故B 正确。
2020高考物理一轮复习 专题07功和能(解析版)
专题07 功和能1．（2020届河南省焦作市高三第三次模拟）如图所示，半径为R ＝1m 的光滑圆环竖直固定放置，AB 为水平直径，CD 为竖直直径。
一质量为m ＝1kg 、中间带孔的小球穿过圆环，弹性橡皮绳一端固定在圆环最高点C ，另一端固定在小球上，小球静止在E 点，CE 与竖直方向的夹角为37°，弹性橡皮绳原长为1.5 m ，弹力满足胡克定律。
现沿着圆环切线向右下方给小球一个初速度v 0＝5 m ／s 。
已知橡皮绳的弹性势能与橡皮绳的形变量x 满足212p E kx ＝，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g 取10 m ／s 2，则下列说法正确的是（ ）A ．橡皮绳的劲度系数为k ＝160 N/mB ．小球运动到D 点时机械能最大C ．小球运动到D 点时，圆环对小球的弹力大小为70 N D ．小球能运动到C 点 【答案】AD【解析】对小球进行受力分析，由相似三角形得CE F mgCE CO= 1CE F kx = 12cos x R L θ=-解得k ＝160 N/m ，A 正确；整个系统只有重力势能、弹性势能和动能相互转化，机械能守恒，B 错误；小球在最低点时得弹簧形变量为2R L -，设小球速度为v,由机械能守恒可得()()22112cos 222mg R L k R L mv α-=-+ 解得0v =，所以在最低点时，弹力与重力相等，10N N mg ==，C 错误； 由于系统得机械能守恒，所以小球能运动到C 点，D 正确。
故选AD 。
2．（2020届黑龙江省哈尔滨市三中高三第二次模拟）一质量为m 的物体在竖直向上的恒力F 作用下以大小为13g 的加速度竖直向上加速运动，且物体在运动中所受空气阻力的大小恒为重力的16，则在物体向上运动位移为h 的过程中，下列说法正确的是（ ） A ．力F 做功76mgh B ．物体的重力势能增加mgh C ．物体的动能增加13mgh D ．物体的机械能减少23mgh 【答案】BC【解析】由牛顿第二定律得3g F mg f m --=⋅ 解得32F mg =则力F 做的功为32F W Fh mgh ==，故A 错误； 物体的重力势能增加p E mgh ∆=，故B 正确； 由动能定理可知，物体动能的增加量为k 13E W mgh ∆==合，故C 正确； 由功能关系可知，除重力或系统内弹力外其他力对物体做的功等于物体机械能的变化量，则14()63E F mg h mgh ∆=-=即机械能增加43mgh ，故D 错误。
2020年高考物理 功和能试题汇编
2020普通高校招生试题汇编：功和能的关系24（2020安徽）．（20分）如图所示，质量M=2kg 的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg 的小球通过长L=0.5m 的轻质细杆与滑块上的光滑轴O 连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O 轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度v 0=4 m/s ，g 取10m/s 2。
（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点P 时对轻杆的作用力大小和方向。
（2）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小。
（3）在满足（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。
解析：（1）设小球能通过最高点，且此时的速度为v 1。
在上升过程中，因只有重力做功，小球的机械能守恒。
则22101122mv mgL mv += ①16/v m s = ②设小球到达最高点时，轻杆对小球的作用力为F ，方向向下，则21v F mg m L += ③由②③式，得 F=2N ④由牛顿第三定律可知，小球对轻杆的作用力大小为2N ，方向竖直向上。
（2）解除锁定后，设小球通过最高点时的速度为v 2，此时滑块的速度为V 。
在上升过程中，因系统在水平方向上不受外力作用，水平方向的动量守恒。
以水平向右的方向为正方向，有M v 0 O PL20mv MV += ⑤ 在上升过程中，因只有重力做功，系统的机械能守恒，则22220111222mv MV mgL mv ++= ⑥ 由⑤⑥式，得 v 2=2m/s ⑦（3）设小球击中滑块右侧轨道的位置点与小球起始点的距离为s 1，滑块向左移动的距离为s 2，任意时刻小球的水平速度大小为v 3，滑块的速度大小为V /。
由系统水平方向的动量守恒，得30mv MV '-= ⑦ 将⑧式两边同乘以t ∆，得30mv t MV t '∆-∆= ⑨因⑨式对任意时刻附近的微小间隔t ∆都成立，累积相加后，有 120ms Ms -= ○10 又 122s s L += ○11 由○10○11式得 123s m =○12 20（2020全国卷1）．质量为M 、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m 的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。
2020-2022年高考物理真题分专题训练 专题07 功和能(学生版)
专题07功和能【2022年高考题组】1、（2022·广东卷·T9）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=，PQ段的倾角为30，重力加速度g取2=20m10m/s，不计空气阻力。
下列说法正确的有（）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4⨯ D. 从P到Q，小车克服摩擦力做功700J101J2、（2022·全国乙卷·T16）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3、（2022·浙江6月卷·T13）小明用额定功率为1200W、最大拉力为300N的提升装置，把静置于地面的5m/s的匀质量为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2减速运动，到达平台速度刚好为零，g取210m/s，则提升重物的最短时间为（）A. 13.2sB. 14.2sC. 15.5sD. 17.0s4、（2022·浙江1月卷·T1）单位为J/m的物理量是（）A. 力B. 功C. 动能D. 电场强度5.（2022·河北·T9）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Q P m m >，0=t 时刻将两物体由静止释放，物体Q 的加速度大小为3g 。
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0=t 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 。
2020学年高中物理专题7.2功(练)(基础版)(含解析)2
第七章机械能守恒定律7.2 功1．质量分别为m、M（m<M）的两个物体，M放在光滑水平面上，m放在粗糙水平面上，在相同水平推力F作用下，两物体移动了相同的位移s，推力F对两个物体所做的功的关系是：（）A. 两次所做的功一样多 B. 在光滑水平面上所做的功多C. 在粗糙水平面上所做的功多D. 做功的多少与物体通过这段位移的时间有关【答案】A2．如图所示，木块A．B叠放在光滑水平面上，A、B之间不光滑，用水平力F拉B，使A、B一起沿光滑水平面加速运动，设A对B的摩擦力为F1，B对A的摩擦F2，则以下说法正确的是：（）A. F1对B做正功，F2对A不做功B. F1对B做负功，F2对A做正功C. F2对A做正功，F1对B不做功D. F2对A不做功，F1对A做正功【答案】B【解析】以整体受力分析可知F=（m A+m B）a可知，AB两物体的加速度向右，隔离物体A，通过受力分析可知，B对A的摩擦力F2向右，而A向右运动，由W=FL可知，F2对A做正功，A对B的摩擦力F1向左，故F1对B做负功，故B正确．故选B．3．如图所示，一物体在与水平方向成夹角为的恒力F的作用下，沿直线运动了一段距离x。
在这过程中恒力F对物体做的功为：（）A. B.C. D.【答案】D【解析】拉力与位移间的夹角为，故拉力做功，D正确．4．A、B两物体叠放在粗糙的水平桌面上，m A=1kg，m B=2kg，如图所示．在B上作用一个3N的水平拉力后，A、B一起匀速前进了4m，则在这个过程中，B对A做的功为：（）A. 4JB. 0JC. 12JD. -4J【答案】B点睛：本题考查功的公式以及平衡条件的应用，要注意A和B之间没有相对运动趋势，故AB间没有摩擦力。
5．关于摩擦力做功问题，下列叙述中正确的是：（）A. 摩擦力总是阻力，故只能做负功B. 静摩擦力出现的地方物体间无相对位移，故肯定不做功C. 摩擦力可能做正功也可能做负功D. 滑动摩擦力对两个相互作用的物体大小相等，方向相反，故对两个物体所做的功大小相同，正负相反【答案】C【解析】摩擦力也可以是动力，如人走路时受到的静摩擦力，也可以做正功，AB错误；当摩擦力为动力时，做正功，当摩擦力为阻力时做负功，故C正确；滑动摩擦力是作用在两个物体上的力，但两物体的位移不可能相同；故滑动摩擦力对两个物体所做的功不一定大小相等，方向相的反，D错误．6．以一定初速度竖直上抛出一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小为f，则从抛出点到返回至原出发点的过程中，下列说法中正确的是：（）A. 空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功也为零B. 空气阻力对小球做的功为零，重力对小球做的功为C. 空气阻力对小球做的功为，重力对小球做的功也为零D. 空气阻力对小球做的功为，重力对小球做的功为【答案】C7．（多选）关于做功，下列说法中正确的是：（）A. 静摩擦力总是不做功B. 滑动摩擦力可以不做功C. 行星绕太阳运动时，太阳对行星的引力会对行星做功D. 力对物体不做功，物体一定静止【答案】BC【解析】静摩擦力可以做正功，可以做负功，也可以不做功，选项A错误；滑动摩擦力可以不做功，例如物体在地面上滑动时，摩擦力对地面不做功，选项B正确；行星绕太阳运动时，太阳对行星的引力会对行星做功，选项C正确；力对物体不做功，物体不一定静止，例如当速度与力垂直时，选项D 错误；故选BC.8．（多选）如图所示,在加速向左运动的车厢中,一人用力向左推车厢(人与车厢始终保持相对静止),则下列说法正确的是：（）A. 人对车厢做正功B. 车厢对人做负功C. 人对车厢做负功D. 车厢对人做正功【答案】CD【解析】先确定人对车厢的作用力方向和力的作用点的位移方向，这里人对车厢除有手对车厢的推力F1外，还有个容易被疏忽的力：脚对车厢地板的静摩擦力F2，受力分析如图所示．其中F1做正功，F2做负功．由于F1和F2大小未知，因此这两个力的总功正负难以确定．于是将研究对象转换为受力情况较简单的人，在水平方向人受到车厢壁向右的力F1′和车厢地板对人向左的静摩擦力F2′，这两个力的合力使人产生向左加速运动的加速度，合力是动力，对人做正功，表示车厢对人做正功，由牛顿第三定律知，人对车厢的作用力向右，是阻力，所以人对车厢做负功，故CD正确．故选CD9．质量m＝50 kg的滑雪运动员从高度h＝30 m的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角θ＝37°，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数μ＝0.1.则运动员滑至坡底的过程中：(1)滑雪运动员所受的重力对他做了多少功;(2)各力对运动员做的总功是多少(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，装备质量不计). 【答案】（1）1.5×104 J （2）1.3×104 J点睛：本题关键是明确滑雪运动员的运动规律，然后根据功的计算式列式求解重力和摩擦力的功即可。
2020年高考物理重点试题分项版汇编系列专题07功和能含解析
专题07功和能一、单选题1．如图所示，将一质量为m 的小球从空中O 点以速度205K E mv =水平抛出，飞行一段时间后，小球经过P 点时动能205K E mv =，不计空气阻力，则小球从O 到P 过程中（）A. 经过的时间为3v gB. 速度增量为03v ，方向斜向下C. 运动方向改变的角度的正切值为13D. 下落的高度为205v g【答案】A2．类比是一种常用的研究方法．对于直线运动，教科书中讲解了由v t -图像求位移，由F x - (力-位移)图像求做功的方法．请你借鉴此方法分析下列说法，其中正确的是（）A. 由F v - (力-速度)图线和横轴围成的面积可求出对应速度变化过程中力做功的功率B. 由F t - (力-时间)图线和横轴围成的面积可求出对应时间内力所做的冲量C. 由U I - (电压-电流)图线和横轴围成的面积可求出对应的电流变化过程中电流的功率D. 由r ω- (角速度-半径)图线和横轴围成的面积可求出对应半径变化范围内做圆周运动物体的线速度【答案】B【解析】F v -图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于Fv ，即瞬时功率，故图象与横轴围成的面积不一定等于Fv ，即不是对应速度变化过程中力做功的功率，A 错误；F t -（力-时间）图线和横轴围成的面积表示冲量， B 正确；由U I -（电压-电流）图线，根据公式P UI =可知，根据U 与I 的坐标值的乘积，求出对应电流做功的功率，C 错误；r ω-图线中任意一点的横坐标与纵坐标的乘积等于r ω，即线速度；故图象与横轴围成的面积不一定等于r ω，即不一定等于线速度，D 错误．选B ．3．一个小球从高处由静止开始落下，从释放小球开始计时，规定竖直向上为正方向，落地点为重力势能零点．小球在接触地面前、后的动能保持不变，且忽略小球与地面发生碰撞的时间以及小球运动过程中受到的空气阻力．图中分别是小球在运动过程中的位移x 、速度v 、动能k E 和重力势能p E 随时间t 变化的图象，其中正确的是（）A. B.C. D.【答案】B【解析】A ．位移212x gt =，所以开始下落过程中位移随时间应该是抛物线，故A 错误； B ．速度v gt =，与地面发生碰撞反弹速度与落地速度大小相等，方向相反，故B 正确；C ．小球自由落下，在与地面发生碰撞的瞬间，反弹速度与落地速度大小相等，若从释放时开始计时，动能222k 11=22E mv mg t =，所以开始下落过程中动能随时间应该是抛物线，故C 错误；D ．重力势力()22p 12E mg H x mgH mg t =-=-，H 小球开始时离地面的高度．故D 错误．故选B 。
专题07 功和能-三年(2018-2020)高考真题物理分项汇编(原卷版)
专题07 功和能1．（2020·全国高考课标1卷）一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s2。
则（）A．物块下滑过程中机械能不守恒B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C．物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2D．当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J2．（2020·江苏省高考真题）如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。
斜面E与水和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。
该过程中，物块的动能k 平位移x关系的图象是（）A．B．C．D．3．（2020·天津高考真题）复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h 自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。
一列质量为m 的动车，初速度为0v ，以恒定功率P 在平直轨道上运动，经时间t 达到该功率下的最大速度m v ，设动车行驶过程所受到的阻力F 保持不变。
动车在时间t 内（ ）A ．做匀加速直线运动B ．加速度逐渐减小C ．牵引力的功率m P Fv =D ．牵引力做功22m 01122W mv mv =- 4．（2020·山东省高考真题）如图所示，质量为M 的物块A 放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连。
现将质量为m 的钩码B 挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将B 由静止释放，当B 下降到最低点时（未着地），A 对水平桌面的压力刚好为零。
轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，物块A 始终处于静止状态。
以下判断正确的是（ ）A ．M <2mB ．2m <M <3mC ．在B 从释放位置运动到最低点的过程中，所受合力对B 先做正功后做负功D ．在B 从释放位置运动到速度最大的过程中，B 克服弹簧弹力做的功等于B 机械能的减少量 5．（2020·浙江省高考真题）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。
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专题07功和能
【2020年高考题组】
1．(2020·全国高考课标1卷)一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s2。
则( )
A．物块下滑过程中机械能不守恒
B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C．物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2
D．当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J
2．(2020·江苏省高考真题)如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。
斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均
E与水平位移x关系的图象是( ) 为常数。
该过程中，物块的动能k
A．B．
C ．
D ．
3．(2020·天津高考真题)复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h 自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。
一列质量为m 的动车，初速度为0v ，以恒定功率P 在平直轨道上运动，经时间t 达到该功率下的最大速度m v ，设动车行驶过程所受到的阻力F 保持不变。
动车在时间t 内( )
A ．做匀加速直线运动
B ．加速度逐渐减小
C ．牵引力的功率m P Fv =
D ．牵引力做功22m 01122W mv mv =- 4．(2020·山东省高考真题)如图所示，质量为M 的物块A 放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连。
现将质量为m 的钩码B 挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将B 由静止释
放，当B 下降到最低点时(未着地)，A 对水平桌面的压力刚好为零。
轻绳不可伸长，
弹簧始终在弹性限度内，物块A 始终处于静止状态。
以下判断正确的是( )
A ．M <2m
B ．2m <M <3m
C ．在B 从释放位置运动到最低点的过程中，所受合力对B 先做正功后做负功
D ．在B 从释放位置运动到速度最大的过程中，
B 克服弹簧弹力做的功等于B 机械能的减少量
5．(2020·浙江省高考真题)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20kg 、额定功率为5kW 的系留无人机从地面起飞沿竖直方向上升，经过200s 到达100m 高处后悬停并进行工作。
已知直流电源供电电压为400V ，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200N
B ．直流电源对无人机供电的额定电流为12.5A
C ．无人机上升过程中消耗的平均功率为100W
D ．无人机上升及悬停时均有部分功率用于对空气做功
6．(2020·江苏省高考真题)质量为31.510kg ⨯的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为
20m/s ，
受到的阻力大小为31.810N ⨯。
此时，汽车发动机输出的实际功率是( ) A ．90W
B ．30kW
C ．36kW
D ．300kW。