2022年上海市高考物理总复习：机械能守恒定律

1、第 页共7页2022年上海市高考物理总复习：机械能守恒定律1.一质量为2kg的物体静止于粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示。外力F对物体所做的功、物体克服摩擦力Ff做的功W与物体位移x的关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2。下列分析正确的是（）物体运动的总位移为13.5m物体与地面之间的动摩擦因数为0.2物体在前3m运动过程中的加速度为2.5m/s2x=9m时，物体的速度为2二2m/s【分析】物体运动过程所受摩擦力大小不变，乙图中的下面一条直线为摩擦力做功的图象；结合斜率求出摩擦力大小、动摩擦因数和外力F大小，从而求出加速度大小；再由动能定理求解x=9m时的速度大小

2、。【解答】解：AB、摩擦力大小始终不变，?n物体克服摩擦力做功Wf=mgx,图象的斜率k=mg=代入数据解得：=0.1由图乙所示可知，整个过程克服摩擦力做的Wf=27J,代入数据解得，物体运动的最大位移：xmax=13.8m，故A正确;IVt15C、外力F做的功W=Fx，前3m内=N=2NxJ3对物体，由牛顿第二定律得：F1-mg=ma代入数据解得，加速度大小：a=1.3m/s2，故C错误；一10D、由图乙所示图象可知，外力做功W=27J，由动能定理得：W-mgx=代入数据解得：v=3m/s，故D错误。故选：A。【点评】本题综合考查动能定理、图象以及牛顿第二定律的应用等，解题的关键在于对图象的

3、认识，对于图象类的题目，主要是要理解横纵坐标的含义，斜率的含义，然后再结合动能定理求解。2跳台滑雪是一项很富刺激性的运动，运动员在助滑路段获得高速后从起跳区水平飞出。不计运动员所受的空气阻力，选运动员落地点所在的水平面为参考平面p、E、Ek和P分别表示运动员在空中运动的重力势能、机械能、动能、重力的瞬时功率，用t表示运动员在空中的运动时间，则下列图像中可能正确的是（）【分析】根据重力势能、动能与重力功率的计算公式求得其表达式，再分析图像正确与否，不计运动员阻力时，机械能守恒。【解答】解：A、根据重力势能Ep=mg（日-*呂訂）可知Ep-t图像为曲线，故A错误；B、不计运动员所受的空气阻力，则E

4、-t图像为平行t轴的直线；C、动能Ek=*中也#m（卒:+吕2宅7）号2则图像是不过原点的抛物线，故C错误；D、重力的瞬时功率P=mgVy=mggt=mg2t则图像是过原点的直线，故D正确。故选：D。【点评】本题考查机械能守恒定律，关键注意若运动员只有重力做功时机械能守恒。如图所示，高为h=2m的斜轨道ab与半径为r=40cm的圆轨道平滑连接。质量为m=100g的小球从a点由静止开始滑下，运动到圆形轨道的最高点c处时2,则物体从a运动【分析】在c处由球对轨道的压力的大小求出球受到合力的大小，根据牛顿第二定律求出c点的速度，再由动能定理求出整个过程克服摩擦力做的功。【解答】解：小球运动到c点时受

5、到重力和轨道对它的压力，FN/=FN=mg2TOC o 1-5 h z由牛顿第二定律可知：FN+mg=-r联立两式解得：vc=：10X0.7?在小球从a点运动到c点的过程中，由动能定理有mg(h-2r)-Wf=-7代人数据解得：Wf=0.8J。故ABC错误。故选：C。【点评】本题考查了求物块的速度、物体克服摩擦力做功问题，分析清楚物体的各个运动过程，应用牛顿第二定律定律、动能定理即可正确解题。如图所示，质量均为m=1kg的小物体A和B用轻绳连接，轻绳跨过倾角为30的固定斜面顶端的定滑轮，开始时用手托住A，B恰好位于斜面底端，在B沿斜面上滑的过程物体A落地前一瞬间的速度大小为4m/s物体B的动量

6、变化量的大小为2kgm/s物体B沿斜面上滑的最大距离为1.2m【分析】以A、B为系统，由于斜面光滑，故在A落地前系统机械能守恒，可利用机械能守恒定律求解两物体速度。根据匀变速直线运动规律，可以求得B上滑的最大距离。【解答】解：A、静止释放A，A落地前物体A，A落地后不反弹，所以物体A,故A错误；B、设物体A落地前一瞬间的速度为v代入数据解得v=2m/s故B错误；静止释放A,在B沿斜面上滑的过程中，则物体B的动量变化量的大小为零;物体A落地，B物体的机械能守恒，则号m,=mgLsin30。代入数据解得L=4.4m所以物体B沿斜面上滑的最大距离为x=h+L=0.3m+0.4m=6.2m故D正确。故

7、选：D。【点评】本题考查机械能守恒定律以及牛顿第二定律，考查范围较广，对学生分析能力以及知识整合能力有一定要求。在光滑绝缘水平面上，两个带正电小球A、B用绝缘轻弹簧连接。初始时弹簧处于原长，小球A固定，经过O点所受合力为零，向右最远到达N点（O、N两点在图中未标出）（）小球B运动过程中，弹簧与两小球组成的系统机械能保持不变B球到达N点时速度为零，加速度也为零M、N两点一定关于O点位置对称从O到N的过程中，库仑力对小球B做功的功率逐渐减小【分析】分析物体的受力情况，明确本题中有库仑力做功，机械能不守恒；根据受力情况确定物体的运动情况，根据弹力和库仑力与位移的关系分析MN两点的对称情况。【解答】解

8、：A、球B运动过程中，故弹簧与两小球组成的系统机械能不守恒；B、O点时，F库=卩弹，过O点以后，F库不断减小，F弹不断增大，故在N点，加速度不库弹库弹为零；%也C、由于F弹=kx,，F弹与位移成正比关系，F库与位移的平方成反比关系，r故M,故C错误；D、O到N的过程中，v不断减小，F不断减小，故P也逐渐减小。库故选：D。【点评】本题考查电场中功能关系的应用，要注意明确机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，从能量转化的角度讲，只发生机械能间的相互件转化，没有其他形式的能量参与。在光滑水平面上，有一质量为10kg的滑块，在变力F的作用下沿x轴做直线运动，4m8m和12m16m的两段曲线关于坐标点（

9、10,0）对称。滑块在坐标原点处速度为1m/s【解答】解：由图可知，图形所围面积即为变力做的功，所以；物体在运动过程中只有变力F做功，故由动能定理可得：-寺們；解得v=3m/s；故A正确；故选：A。【点评】本题考查F-x图和动能定理的综合运用，对于恒力做功求末速度，可以使用匀变速运动规律求解，但一般来说动能定理更简单；对于变力做功求末速度，则一般用动能定理求解如图所示，质量为m的小车在与竖直方向成a角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向左运动一段距离1。在此过程中，则（）拉力对小车做功为Flsina支持力对小车做功为Flcosa阻力对小车做功为Flcosa重力对小车做功为mgl【分析】小车所受的各

10、力都是恒力，可根据恒力F做功的计算公式：W=FLcos9,9为F与l之间的夹角，来分析计算各力做的功。【解答】解：对小车受力分析，如图所示A、拉力做功为：WF=Flcos9=Flsina,故A正确；BD、重力和支持力垂直于位移，故BD错误；C、阻力做功为：Wf=-Fl，故C错误。故选：A。【点评】本题考查功的计算，要明确恒力F做功的计算公式：W=FLcos9,9为F与l之间的夹角。注意功的公式只适用于恒力做功。8如图所示，质量为m的小球，从A点由静止下落到地面上的B点，A点到桌面距离为选桌面为零势能面，小球下落到桌面时机械能为mgh选桌面为零势能面，小球下落到B点时机械能为mgh+mgh2选地

11、面为零势能面，小球下落到桌面时机械能为mgh2选地面为零势能面，小球下落到B点时机械能为mgh1-mgh2【分析】小球在下落过程只有重力做功，机械能守恒；根据零势能的位置确定小球在A点的机械能，根据机械能守恒确定出小球在桌面和B点处的机械能。【解答】解：AB.选桌面为零势能面i=mgh，下落过程中机械能守恒，则下落到桌面时机械能为mgh6，故A正确，B错误；CD、选地面为零势能面i+mgh2，下落过程中机械能守恒，小球下落到桌面时机械能为mgh4+mgh2，小球下落到B点时机械能为mgh1+mgh3，故CD错误。故选：A。【点评】本题考查机械能守恒定律的应用，要注意明确重力势能大小与零势能面有关，所以在确定重力势能的大小时需要先确定零势能面。9.如图所示，滑草场由两段宽度相同但坡度不同的斜面AB和BC连接而成，一名滑草的游客与两段斜面间的动摩擦因数相同。从A滑到B然后到CA和WB，则（）A.WAWBB.WA=WBC.WAWBD.无法确定【分析】明确游客在斜面上受到的摩擦力，根据摩擦力