1、专题六 机械能及其守恒定律考点15 功与功率 (1、5、7） 考点16 动能定理及其应用 （2、11、12、14、15、16、17、18、20） 考点17 机械能守恒定律及其应用 （3、8、19） 考点18 功能关系 能量守恒 （4、6、9、10、13） 第I卷（选择题 68分）一、选择题（本题共17个小题，每题4分，共68分。每题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题意，有的有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分） 1 【2017长春外国语学校高三上学期期末考试】考点15 易质量为1103 kg、发动机额定功率为60 kW的汽车在平直公路上行驶，若汽
2、车所受阻力大小恒为2103 N，下列判断正确的是( )A汽车行驶能达到的最大速度是40 m/sB汽车从静止开始加速到20 m/s的过程，发动机所做功为2105 JC汽车保持额定功率启动，当速度大小为20 m/s时，其加速度大小为6 m/s2D汽车以2 m/s2的恒定加速度启动，发动机在第2秒末的实际功率是16 kW2 【2017长春外国语学校高三上学期期末考试】考点16 中质量为10 kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图所示物体在x=0处，速度为1 m/s，不计一切摩擦，则物体运动到x=16 m处时，速度大小为( )A2 m/sB3 m/sC4 m/s D.m/
3、s 3 【2017广东省广州市高三模拟考试】考点17 中根据伽利略理想斜面实验，利用如图所示的轨道装置做实验：在斜轨上先后铺垫三种粗糙程度不同的材料，小球从左侧斜轨上的O点由静止释放后沿斜轨向下运动，并沿右侧斜轨上升到的最高位置依次为1、2、3.对比这三次实验可知（ ）A第一次实验中小球接触的材料是最光滑的B第二次实验中小球的机械能守恒C第三次实验中小球的惯性最大D第三次实验中小球对轨道最低点的压力最大4 【2017开封市高三第一次模拟】考点18 难如图所示，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.现用一水平恒力F作用在滑块上，
4、当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s.下列说法正确的是（ ）A上述过程中，滑块克服摩擦力做功为f(L+s)B其他条件不变的情况下，M越大，s越小C其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达木板右端所用时间越长D其他条件不变的情况下，F越大，滑块与木板间产生的热量越多5 【2017河南省中原名校豫南九校高三上学期第四次质量考评】考点15 难如图所示，汽车在平直路面上匀速运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与滑轮间的绳保持水平，当牵引轮船的绳与水平方向成角时，轮船速度为，汽车的功率为P，汽车受到的阻力(不含绳的拉力)恒为，则此时绳对船的拉力大小为（ ）A. B. C. D. 6【2
5、017安徽省合肥市第一中学高三第三阶段考试】考点18 难如图所示，甲、乙两传送带与水平面的夹角相同，都以恒定速率v向上运动。现将一质量为m的小物体（视为质点）轻轻放在A处，小物体在甲传送带到达B处时恰好达到传送带的速率v。在乙传送带上到达离B处竖直高度为h的C处时达到传送带的速率v，已知B处离地面的高度均为H，则在小物块从A到B的过程中（ ）A小物体与甲传送带间的动摩擦因数较小B两传送带对小物体做功相等C甲传送带消耗的电能比较大D两种情况下因摩擦产生的热量相等7 【2017安徽省合肥市第一中学高三第三阶段考试】考点15 难如图甲所示是一打桩机的简易模型。质量m=1kg的物体在拉力F作用下从与钉
6、子接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，到最高点后自由下落，撞击钉子，将钉子打入2cm深度，且物体不再被弹起，若以初始状态物体与钉子接触处为零势能点，物体上升过程中，机械能E与上升高度h的关系图像如图乙所示。撞击前不计所有摩擦，钉子质量忽略不计，。则（ ）A物体上升过程中的加速度为B物体上升过程中的最大速度为2m/sC物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率为12WD钉子受到的平均阻力为600N8.【吉林省普通高中2017届高三下学期第四次调研考试试卷 理综物理】考点17 难如图所示，一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B，两球质量均为m，两球半径忽略不计，杆的长度为L。先将杆AB竖直
7、靠放在竖直墙上，轻轻拨动小球B，使小球B在水平面上由静止开始向右滑动，当小球A沿墙下滑距离为L 时，下列说法正确的是（不计一切摩擦）A. 杆对小球A做功为B. 小球A和B的速度都为C. 小球A、B的速度分别为和D. 杆与小球A和B组成的系统机械能减少了mgL9.【2017河南省中原名校豫南九校高三上学期第四次质量考评】考点18 难如图所示，一个质量为2m的甲球和一个质量为m的乙球，用长度为2R的轻杆连接，两个球都被限制在半径为R的光滑圆形竖直轨道上，轨道固定于水平地面.初始时刻，轻杆竖直,且质量为2m的甲球在上方。此时，受扰动两球开始运动，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）A甲球下滑过程
8、中减少的机械能总等于乙球增加的机械能B甲球下滑过程中减少的重力势能总等于乙球増加的重力势能C整个运动过程中甲球的最大速度为D甲球运动到最低点前，轻杆对乙球一直做正功10.【2017辽宁省本溪市高三联合模拟考试】考点18 难如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，一质量为m的带正电小球在外力F的作用下静止于图示位置，小球与弹簧不连接，弹簧处于压缩状态，现撤去F，在小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力、弹簧弹力对小球做功分别为、，不计空气阻力，则上述过程中（ ）A小球重力势能的增量为B小球与弹簧组成的系统机械能守恒C小球的动能的增量为D小球机械能的增加量为11
9、.【2017长春外国语学校高三上学期期末考试】考点16 难如图所示，重10 N的滑块在倾角为30的光滑斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到最大速度，到d点(图中未画出)开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点若bc=0.1 m，弹簧弹性势能的最大值为8 J，则下列说法正确的是( )A轻弹簧的劲度系数是50 N/mB从d到b滑块克服重力做功8 JC滑块的动能最大值为8 JD从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功8 J12.【2017株洲市高三教学质量统一检测】考点16 难如图所示，质量为m的小滑块（可视为质点），从h高处的A点由静止开始沿斜面下滑，停在水平地面上的B点（斜
10、面和水平面之间有小圆弧平滑连接）。要使物体能原路返回，在B点需给物体的瞬时冲量最小应是（ ）A B C D13【2017株洲市高三教学质量统一检测】考点18 难一质量为m的铝球用细线悬挂静止在足够深的油槽中（图甲），某时刻剪断细线，铝球开始在油槽中下沉，通过传感器得到铝球的加速度随下沉速度变化的图像如图乙所示，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）A铝球刚开始运动的加速度为B铝球下沉的速度将会一直增大C铝球下沉过程所受到油的阻力D铝球下沉过程机械能的减少等于克服油阻力所做功 14 【2017株洲市高三教学质量统一检测】考点16 难光滑水平面上以速度匀速滑动的物块，某时刻受到一水平恒力 F
11、的作用，经一段时间后物块从A点运动到 B 点，速度大小仍为，方向改变了，如图所示，则在此过程中（ ）A物块的动能一定始终不变 B水平恒力 F 方向一定与 AB 连线垂直C物块的速度一定先增大后减小D物块的加速度不变15.【2016-2017学年宁夏石嘴山市第三中学高一下学期期中考试物理试卷】考点16 难如图所示，质量为m的物体，以速度v离开高为H的桌面，在不计空气阻力的情况下，当它落到距地面高为h的A点时，下列判断不正确的是：（ )A. 若以地面为零势能参考面，物体在A点的机械能是B. 若以桌面为零势能参考面，物体在A点的机械能是C. 物体在A点的动能是D. 物体在A点的动能与重力势能零参考面
12、有关，因此是不确定的16.【河南省南阳市第一中学校2017届高三第四次模拟考试理综物理试题】考点16 难某位工人师傅用如图所示的装置，将重物从地面沿竖直方向拉到楼上，在此过程中，工人师傅沿地面以速度v向右匀速直线运动，当质量为m的重物上升高度为h时轻绳与水平方向成角，（重力加速度大小为g，滑轮的质量和摩擦均不计）在此过程中，下列说法正确的是A. 人的速度比重物的速度小B. 轻绳对重物的拉力小于重物的重力C. 重物的加速度不断增大D. 绳的拉力对重物做功为mgh +m（vcos）217【2017广东省佛山市第一中学高三上学期第二次段考】考点16 难如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖
13、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点的过程中克服摩擦力所做的功.则（ ），质点恰好可以到达Q点，质点不能到达Q点，质点到达Q点后，继续上升一段距离，质点到达Q点后，继续上升一段距离第II卷（非选择题 42分）二、计算题（共3小题 ，共42分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）18（11分）【江西省吉安市第一中学2017届高三上学期第二次段考
14、】考点16 中某中学的部分学生组成了一个课题小组，对海啸威力进行了模拟研究，他们设计了如下的模型：如图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变化的图象如图乙所示，已知物体与地面之间的动摩擦因数为=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？19(15分)【黑龙江省双鸭山市第一高级中学2017届高三12月月考】考点17 难如图所示,两个半径为R的四分之一圆弧构成的光滑细管道ABC竖直放置,且固定在光滑水平面上,圆心连线O1O
15、2水平。轻弹簧左端固定在竖直挡板上,右端与质量为m的小球接触(不拴接,小球的直径略小于管的内径),长为R的薄板DE置于水平面上,板的左端D到管道右端C的水平距离为R.开始时弹簧处于锁定状态,具有的弹性势能为3mgR,其中g为重力加速度.解除锁定,小球离开弹簧后进入管道,最后从C点抛出 (1)求小球经C点时的动能和小球经C点时所受的弹力；(2)讨论弹簧锁定时弹性势能满足什么条件,从C点抛出的小球才能击中薄板DE.20 (16分)【安徽省皖南八校2017届高三第二次联考】考点16 难如图甲所示，倾角=30的光滑斜面足够长，一轻质弹簧下端与斜面底部的挡板固定，A、B两木块叠放在轻弹簧上端，且静止在斜
16、面上已知木块A、B质量分别为0. 84 kg和 0. 80 kg，弹簧的劲度系数k=100 N/m，若在木块A上施加一个平行于斜面向上的力F，使 A由静止开始以0. 25 m/s2的加速度沿斜面向上做匀加速运动以木块A的的初位置为坐标原点，沿斜面向上建立x轴，力F与木块A沿斜面向上运动的位移x的关系如图乙所示（g=10 m/s2）求：（1）开始时弹簧压缩量x1；（2）图乙中x0、F1和F2的值；（3）木块A、B由静止开始匀加速运动到恰好分离的过程中，弹簧的弹性势能变化量参考答案1.【答案】D【名师点睛】解决本题的关键会通过汽车受力情况判断其运动情况，知道汽车在平直路面上行驶时，当牵引力与阻力相
17、等时，速度最大2.【答案】B【解析】在0-4m位移内F恒定，物体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得，根据得，对物体在4-16m内运动过程运用动能定理得，从图中可知，所以4-16m内力F做功之和为0，所以，B正确.考点：考查了牛顿第二定律，动能定理3.【答案】D【解析】A、如果斜面光滑，则小球应到达等高的位置，则由图可知，三次实验中小球均受到阻力作用，第一次实验中小球上升的高度最低，接触的材料是最不光滑的，A错误；B、第二次实验中小球上升的高度低于原来的高度，说明有阻力做负功，故机械能不守恒，B错误； C、惯性只与质量有关，由于不知道三次实验所用小球的质量的大小关系，故不能明确小球的惯性大小，
18、故C错误； D、第三次实验中小球到达最低点的速度最大，则根据向心力公式可知，小球对轨道最低点的压力最大，故D正确故选：D考点：机械能守恒定律、惯性、向心力4.【答案】AB考点：考查了功的计算，功能关系【名师点睛】对物理过程仔细分析是解题关键，同时对物理模型要把握和熟悉本题就是常见而重要的滑块和木板模型5.【答案】B【解析】船的速度沿绳子方向的分速度，根据P=Fv1得，汽车的牵引力大小F根据平衡得，绳对汽车的拉力大小F=F-f=，那么此时绳对船的拉力大小为，故选B。考点：运动的合成与分解、功率6.【答案】ABC，解得，根据能量守恒定律，电动机消耗的电能E电等于摩擦产生的热量Q与物块增加机械能之和
19、，因物块两次从A到B增加的机械能相同，所以将小物体传送到B处，两种传送带消耗的电能甲更多，故C正确D错误；考点：考查了牛顿第二定律，功能关系，能量守恒7.【答案】BC【解析】物体上升1m高度时的机械能，即，解得物体上升过程中最大速度，根据匀变速直线运动的速度位移公式得，可知物体上升过程的加速度为，故A错误B正确；根据速度位移公式得，解得；根据牛顿第二定律得，解得，则拉力F的瞬时功率为，故C正确；根据机械能守恒得，物体与钉子接触时的动能为12J，根据能量守恒得：，代入数据得，故D错误考点：考查了牛顿第二定律，运动学公式，能量守恒，功率的计算【名师点睛】物体动能与势能之和是物体的机械能，分析清楚图
20、象，应用牛顿第二定律、运动学公式、功率公式等知识即可正确解题8.【答案】C【解析】当小球A沿墙下滑距离为时，设此时A球的速度为vA，B球的速度为vB对两球系统只有重力做功，故机械能守恒，根据系统机械能守恒定律得： 两球沿杆子方向上的速度相等，则有：vAcos60=vBcos30联立两式解得： ，故C正确，ABD错误，故选C.点睛：解决本题的关键知道系统机械能守恒，将球的运动分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，抓住两球沿杆子方向的速度相等，进行求解9.【答案】AD考点：功能关系；机械能守恒定律10.【答案】D考点：考查了动能定理，功能关系【名师点睛】图中电场力对小球做正功，电场力做的功等于电势能的
21、减小量；克服重力做的功等于重力势能的增加量；弹簧对小球做的功等于弹性势能的减小量；小球机械能的增加量等于除重力外其余力做的功之和11.【答案】A【解析】当滑块的合力为0时，滑块速度最大，即知在c点时滑块的速度最大，此瞬间滑块受力平衡，则有，可得，故A正确；滑块从d到a，运用动能定理得，又，可得，即克服重力做功8J，所以从d到b滑块克服重力做功小于8J，故B错误；滑块从d到c，由系统的机械能守恒知：滑块的动能增加量与重力势能增加量之和等于弹簧弹性势能的减小量8J，所以滑块的动能最大值小于8J，故C错误；弹簧弹性势能的最大值为8J，根据功能关系知从d点到b点弹簧的弹力对滑块做功为8J从d点到c点弹
22、簧的弹力对滑块做功小于8J，故D错误考点：考查了动能定理，功能关系【名师点睛】本题的关键是认真分析物理过程，把复杂的物理过程分成几个小过程并且找到每个过程遵守的物理规律，列出相应的物理方程解题同时要明确弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化12.【答案】A考点：考查了动能定理的应用【名师点睛】应用动能定理应注意的几个问题(1)明确研究对象和研究过程，找出始末状态的速度。(2)要对物体正确地进行受力分析，明确各力做功的大小及正负情况(待求的功除外)。(3)有些力在物体运动过程中不是始终存在的。若物体运动过程中包括几个阶段，物体在不同阶段内的受力情况不同，在考虑外力做功时需根据情况区分对待.13.【答案
23、】C考点：考查了牛顿第二定律，功能关系【名师点睛】对小球受力分析，当剪断细线后，小球受重力、油的浮力、摩擦阻力，结合图象可知，小球做加速度减小的加速运动，速度逐渐增大14.【答案】BD【解析】物体在恒力F作用下，物体的初、末动能相同，根据动能定理，合力对物块的功一定为零，故合力与位移垂直，即水平恒力F方向一定与AB连线垂直，B正确；由于水平恒力F与AB连线垂直，故F与V的夹角由钝角逐渐减为锐角，因此物体的速度大小先减小后增大，动能也先减小后增大，A、C 错误；由于运动过程中，受力恒定，所以加速度恒定，D正确.考点：考查了功，曲线运动，动能定理【名师点睛】本题关键是结合动能定理分析合力的方向，然
24、后结合牛顿第二定律分析加速度的情况要注意恒力做功可根据公式分析力和位移的夹角15.【答案】D【解析】物体在运动的过程中机械能守恒，若取地面为零势能面，初始位置的机械能，所以A点的机械能为故A正确若取桌面为零势能面，根据机械能守恒得，则物体在A点具有的机械能是，故B正确根据动能定理可知，在A点的动能： ，选项C正确；由上式可知物体在A点具有的动能大小只与初动能、初末位置的高度差有关，而与零势能面的选取无关，故D错误；此题选择不正确的选项，故选D点睛：解决本题的关键知道物体在运动的过程中机械能守恒，A点的机械能等于初始位置的机械能以及会根据机械能守恒定律，求出A点的动能16.【答案】D【解析】将工
25、人的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于重物上升的速度，根据平行四边形定则得，工人在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为减小，所以重物的速度增大，重物做加速上升运动，故，所以拉力大于重物的重力，AB错误；根据余弦值图像，当夹角越来越小时，图像的斜率越来越小，即加速度越来越小，C错误；绳子的拉力对重物做的功等于其动能增加量和重力势能增加量，故，D正确17.【答案】C【解析】在N点，根据牛顿第二定律有：，解得，对质点从下落到N点的过程运用动能定理得，mg2RWmvN20，解得W=mgR由于对于任意等高位置的两点在PN段速度大于NQ段速度，所以NQ段的支持力小于PN段的
26、支持力，所以NQ段的摩擦力小于PN段的摩擦力，则在NQ段克服摩擦力做功小于在PN段克服摩擦力做功，对NQ段运用动能定理得，mgRWmvQ2mvN2，因为WmgR，可知vQ0，所以质点到达Q点后，继续上升一段距离故C正确，ABD错误故选C。考点：牛顿第二定律；动能定理【名师点睛】本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用，知道在最低点，靠重力和支持力的合力提供向心力，通过牛顿第二定律求出N点的速度是关键注意在NQ段克服摩擦力做功小于在PN段克服摩擦力做功。18.【答案】（1）20m/s2（2）3. 2m（3）10m【解析】（1）由牛顿第二定律，得F-mg=ma （2分） 当推力F=100N时，物
27、体所受的合力最大，加速度最大代入解得解得 （1分）（2）由图象可得推力随位移x是变化的，当推力等于摩擦力时，加速度为0，速度最大则F=mg=20N （1分）由图得到F与x的函数关系式F=100-25x （2分）则得到x=3.2m （1分）（3）由图象得到推力对物体做功等于“面积”，得推力做功W=200J （1分）根据动能定理W-mgxm=0 （2分）代入数据得xm=10m （1分）考点：牛顿第二定律；动能定理的应用【名师点睛】本题有两个难点：一是分析物体的运动过程，得出速度最大的条件；二是能理解图象的物理意义，“面积”等于推力做功，是这题解题的关键.19.【答案】（1）mgR；mg，方向向下；
28、（2）【解析】（1）小球从解除弹簧锁定到运动至C点过程，弹簧和小球系统机械能守恒，由机械能守恒定律得：3mgR=2mgR+Ek，解得：Ek=mgR （3分）小球过C时的动能：Ekmv2 （1分）设小球经过C点时轨道对小球的作用力为F，由牛顿第二定律得： （2分）解得：F=mg，方向向下 （1分）（2）小球离开C点后做平抛运动，竖直方向：2Rgt2 （1分）水平方向：x1=v1t， （1分）若要小球击中薄板，应满足：Rx12R （2分） 弹簧的弹性势能：EP=2mgR+mv12 （2分）弹性势能EP满足：时，小球才能击中薄板 （2分）考点：牛顿第二定律的应用；动能定理；平抛运动【名师点睛】本题考
29、查了求小球的动能、弹力、弹簧的弹性势能，分析清楚小球的运动过程，应用机械能守恒定律、牛顿第二定律、平抛运动规律即可正确解题。20.【答案】（1）8.210-2m（2）F1=0.41N； F2=4.41N（3）-0.248J【解析】（1）对AB整体初始位置由平衡关系可得：（mA+mB）gsin=kx1 （2分） 代入数据可知：x1=8.210-2m （1分）（2）AB恰要分离时，对A由牛顿第二定律：F2-mAgsin=mAa （2分）代入数据可得：F2=4.41N （1分）设此时的弹簧压缩量为x 对AB整体由牛顿第二定律可知：F2+kx-（mA+mB）gsin=（mA+mB）a （2分）代入数据解得：x=4.210-2m （1分）x0=x1-x=4.010-2m （1分）AB刚开始运动时，F1=（mA+mB）a （2分）代入数据解得：F1=0.41N （1分）（3）对AB由静止开始到分离由动能定理： （2分）由运动学知道：分离时v2=2ax0代入数据可知： （1分）考点：动能定理及牛顿定律的应用【名师点睛】本题考查了胡克定律、牛顿第二定律及动能定理的综合运用