2022年高考物理一轮复习专题6机械能及其守恒定律课件

专题六机械能及其守恒定律考点1功和功率真题分层1基础题组题组1

对功的理解与计算答案1.B

【解题思路】

因重力做功只和高度有关且等于mgh,小球上升和下降经过a点时,高度h相同,所以重力所做的功相同,即W1=W2.因空气阻力做功为负值,根据功能原理

fx=(W2+Ek2)-(W1+Ek1)<0,可得Ek1>Ek2,选项B正确.1.[2017海南·6,3分,难度★★☆☆☆]将一小球竖直向上抛出,小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略.a为小球运动轨迹上的一点,小球上升和下降经过a点时的动能分别为Ek1和Ek2.从抛出开始到小球第一次经过a点时重力所做的功为W1,从抛出开始到小球第二次经过a点时重力所做的功为W2.下列选项正确的是(

)A.Ek1=Ek2,W1=W2B.Ek1>Ek2,W1=W2C.Ek1<Ek2,W1<W2D.Ek1>Ek2,W1<W2题组1

对功的理解与计算答案2.A

【解题思路】

由于大圆环是光滑的,因此小环下滑的过程中,大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直,因此作用力不做功,A项正确,B项错误;小环刚下滑时,大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心,滑到大圆环圆心以下的位置时,大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心,C、D项错误.2.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【解后反思】

本题是竖直面内的圆周运动问题,不论是直线运动还是曲线运动,分析运动物体的动力学及功能关系问题时,一定要受力分析,通过正确的受力分析才能正确判断力与运动的关系,才能正确分析哪些力做功,从而正确判断功能关系.题组1

对功的理解与计算答案

3.[2016海南·13,9分,难度★★★☆☆]水平地面上有质量分别为m和4m的物块A和B,两者与地面的动摩擦因数均为μ.细绳的一端固定,另一端跨过轻质动滑轮与A相连,动滑轮与B相连,如图所示.初始时,绳处于水平拉直状态.若物块A在水平向右的恒力F作用下向右移动了距离s,重力加速度大小为g.求:(1)物块B克服摩擦力所做的功;(2)物块A、B的加速度大小.题组2对功率的理解与计算答案4.C

【解题思路】根据汽车做匀速直线运动可得此时汽车的牵引力等于阻力,即F=f=1.8×103N,此时汽车发动机的实际输出功率即瞬时功率,根据P=Fv,代入数据解得此时汽车发动机的实际输出功率为36kW,A、B、D项均错误,C项正确.4.[2020江苏·1,3分,难度★★☆☆☆]质量为1.5×103kg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1.8×103N.此时,汽车发动机输出的实际功率是(

)A.90W B.30kW C.36kW D.300kW题组2

对功率的理解与计算答案

5.[2017年下半年浙江·10,3分,难度★★☆☆☆]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,则克服重力做的功和相应的功率约为(

)A.430J,7W B.4300J,70WC.720J,12W D.7200J,120W【关键点拨】

要求解克服重力做的功,则要求出重心的上升距离,本题中应先运用数学知识求出重心的上升距离,再进行下一步的求解.题组2

对功率的理解与计算

题组2

对功率的理解与计算答案

题组2

对功率的理解与计算答案

7.[2015上海·23,4分,难度★★★☆☆]如图,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θ角时,轮船速度为v,绳的拉力对船做功的功率为P,此时绳对船的拉力为

.若汽车还受到恒定阻力f,则汽车发动机的输出功率为

.

真题分层2中档题组1.[2018全国Ⅲ·19,6分,难度★★★☆☆](多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面.某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等.不考虑摩擦阻力和空气阻力.对于第①次和第②次提升过程,(

)A.矿车上升所用的时间之比为4∶5B.电机的最大牵引力之比为2∶1C.电机输出的最大功率之比为2∶1D.电机所做的功之比为4∶5答案

答案

【解题关键】

由“缓慢”这个关键词可知,绳动能变化量为零,然后选择QM段绳为研究对象,应用动能定理解题即可.3.[2015浙江·18,6分,难度★★★☆☆](多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器.舰载机总质量为3.0×104kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105N;弹射器有效作用长度为100m,推力恒定.要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则(

)A.弹射器的推力大小为1.1×106NB.弹射器对舰载机所做的功为1.1×108JC.弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107WD.舰载机在弹射过程中的加速度大小为32m/s2答案

答案

5.[2017年下半年浙江·13,3分,难度★★★★☆]如图所示是具有登高平台的消防车,具有一定质量的伸缩臂能够在5min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400kg)上升60m到达灭火位置.此后,在登高平台上的消防员用水炮灭火,已知水炮的出水量为3m3/min,水离开炮口时的速率为20m/s,则用于(

)A.水炮工作的发动机输出功率约为1×104WB.水炮工作的发动机输出功率约为4×104WC.水炮工作的发动机输出功率约为2.4×106WD.伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800W答案

6.[2018天津·10,16分,难度★★☆☆☆]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=1.6×103m时才能达到起飞所要求的速度v=80m/s.已知飞机质量m=7.0×104kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度取g=10m/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P.答案

考点2

动能及动能定理真题分层1基础题组题组1

对动能的理解与计算答案

1.[2018全国Ι·14,6分,难度★★☆☆☆]高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的匀加速直线运动.在启动阶段,列车的动能(

)A.与它所经历的时间成正比B.与它的位移成正比C.与它的速度成正比D.与它的动量成正比题组1

对动能的理解与计算答案

2.[2020上海·10,4分,难度★★☆☆☆]

在某次碰撞试验中,质量均为1.2×105kg的两火车头从长为6.4km的直轨道两端同时由静止开始以0.25m/s2的加速度相向而行.它们碰撞前瞬间的总动能为(

)A.0 B.9.6×107JC.1.92×108J D.3.84×108J题组1

对动能的理解与计算答案

题组2

动能定理及其应用答案4.A

【解题思路】

由动能定理WF-Wf=Ek-0,可知木箱获得的动能一定小于拉力所做的功,A正确.4.[2018全国Ⅱ·14,6分,难度★☆☆☆☆]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.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功题组2

动能定理及其应用答案

题组2

动能定理及其应用答案6.AD

【解题思路】

物块在从A到B的运动过程中,弹簧对物块的弹力先大于摩擦力后小于摩擦力,其所受合外力先减小后增大,根据牛顿第二定律,物块的加速度先减小后增大,选项A正确;物块受到弹簧的弹力等于摩擦力时速度最大,此位置一定位于A、O之间,选项B错误;物块所受弹簧的弹力先做正功后做负功,选项C错误;对物块从A到B的运动过程,由动能定理可知,物块所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功,选项D正确.6.[2018江苏·7,4分,难度★★☆☆☆](多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置.物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点.在从

A到

B的过程中,物块(

)A.加速度先减小后增大B.经过O点时的速度最大C.所受弹簧弹力始终做正功D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功题组3

动能定理的图象问题答案

7.[2018江苏·4,3分,难度★★☆☆☆]从地面竖直向上抛出一只小球,小球运动一段时间后落回地面.忽略空气阻力,该过程中小球的动能Ek与时间

t的关系图象是(

)题组3

动能定理的图象问题答案8.C

【解题思路】

设物体的质量为m,则物体在上升过程中,受到竖直向下的重力mg和竖直向下的恒定外力F,由动能定理结合题图可得-(mg+F)×3m=(36-72)J;物体在下落过程中,受到竖直向下的重力mg和竖直向上的恒定外力F,再由动能定理结合题图可得(mg-F)×3m=(48-24)J,联立解得m=1kg、F=2N,选项C正确,A、B、D均错误.8.[2019全国Ⅲ·17,6分,难度★★★☆☆]从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用.距地面高度h在3m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示.重力加速度取10m/s2.该物体的质量为(

)A.2kg B.1.5kgC.1kg D.0.5kg【易错分析】

结合动能定理可知Ek-h图象的斜率为物体运动过程中受到的合外力,同时要根据图中信息判断出各个力的方向,这里考生很容易弄错,从而使解题的难度增大.真题分层2中档题组1.[2018年下半年浙江·13,3分,难度★★★☆☆]如图所示为某一游戏的局部简化示意图.D为弹射装置,AB是长为21m的水平轨道,倾斜直轨道BC固定在竖直放置的半径为R=10m的圆形支架上,B为圆形的最低点,轨道AB与BC平滑连接,且在同一竖直平面内.某次游戏中,无动力小车在弹射装置D的作用下,以v0=10m/s的速度滑上轨道AB,并恰好能冲到轨道BC的最高点.已知小车在轨道AB上受到的摩擦力为其重量的0.2,轨道BC光滑,则小车从A到C的运动时间是(

)A.5s B.4.8s C.4.4s D.3s答案

2.[2014上海·16,3分,难度★★★☆☆]如图,竖直平面内的轨道Ⅰ和Ⅱ都由两段细直杆连接而成,两轨道长度相等.用相同的水平恒力将穿在轨道最低点B的静止小球,分别沿Ⅰ和Ⅱ推至最高点A,所需时间分别为t1、t2;动能增量分别为ΔEk1、ΔEk2.假定球在经过轨道转折点前后速度大小不变,且球与Ⅰ、Ⅱ轨道间的动摩擦因数相等,则(

)A.ΔEk1>ΔEk2;t1>t2 B.ΔEk1=ΔEk2;t1>t2C.ΔEk1>ΔEk2;t1<t2 D.ΔEk1=ΔEk2;t1<t2答案2.B

【解题思路】

由于推力恒定,设某一段轨道与水平方向的夹角为θ,推力为F,轨道高为h,球与轨道的动摩擦因数为μ,轨道底端与顶端水平距离为x,则小球从轨道底端运动到顶端,克服摩擦力做功为Wf=μ(mgcosθ+Fsinθ)·=μ(mg+Fh)=μ(mgx+Fh),由于轨道Ⅰ、Ⅱ的水平长度和高度相等,因此沿两个轨道运动克服摩擦力做功相等,根据动能定理,WF-Wf-WG=ΔEk,由于重力和推力做功相等,因此动能的增量相等,AC项错误;由于轨道Ⅰ开始的倾斜度大,所以小球沿轨道Ⅰ运动时的起动的加速度小,由于到最高点路程相等,速度大小相等,根据路程随时间变化的图象可知,t1>t2,B项正确.

答案

4.[2020江苏·4,3分,难度★★★☆☆]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为常数.该过程中,物块的动能Ek与水平位移x关系的图象是(

)答案

答案

6.[2015浙江·23,16分,难度★★★☆☆]如图所示,用一块长L1=1.0m的木板在墙和桌面间架设斜面,桌子高H=0.8m,长L2=1.5m.斜面与水平桌面的夹角θ可在0~60°间调节后固定.将质量m=0.2kg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=10m/s2;最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(1)求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;(已知sin37°=0.6,cos37°=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xm.答案

答案

8.[2015山东·23,18分,难度★★★☆☆]如图甲所示,物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接.物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上,小球与右侧滑轮的距离为l.开始时物块和小球均静止,将此时传感装置的示数记为初始值.现给小球施加一始终垂直于l段细绳的力,将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60°角,如图乙所示,此时传感装置的示数为初始值的1.25倍;再将小球由静止释放,当运动至最低位置时,传感装置的示数为初始值的0.6,不计滑轮的大小和摩擦,重力加速度的大小为g.求:(1)物块的质量;(2)从释放到运动至最低位置的过程中,小球克服空气阻力所做的功.答案8.【解析】

(1)设开始时细绳的拉力大小为T1,传感装置的初始值为F1,物块质量为M,由平衡条件得对小球,T1=mg①对物块,F1+T1=Mg②当细绳与竖直方向的夹角为60°时,设细绳的拉力大小为T2,传感装置的示数为F2,据题意可知,F2=1.25F1,由平衡条件得对小球,T2=mgcos60°③对物块,F2+T2=Mg④联立①②③④式,代入数据得M=3m⑤答案

答案

考点3

机械能守恒定律真题分层1基础题组题组1

单个物体的机械能守恒答案

题组1

单个物体的机械能守恒答案

2.[2012广东·17,6分,难度★★☆☆☆](多选)如图是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部B处安装一个压力传感器,其示数N表示该处所受压力的大小.某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑,通过B时,下列表述正确的有(

)A.N小于滑块重力B.N大于滑块重力C.N越大表明h越大D.N越大表明h越小【易错点拨】

对称设计,又是双选题,因此属容易题.很多考生解答此题的选项A、B时,总认为向心力是竖直向下的,进而作出错误的判断,并导致后面的选项选错.题组1

单个物体的机械能守恒答案3.B

【解题思路】

因水平板1、2的间距等于水平板2、3的间距,则小球在水平板1、2之间运动的时间大于小球在水平板2、3之间运动的时间,因小球在水平方向做匀速运动,有x2-x1>x3-x2,又因小球在平抛运动过程中机械能守恒,则有ΔE1=ΔE2=ΔE3=0,故B项正确,其他选项错误.

3.[2013北京·19,6分,难度★★☆☆☆]在实验操作前应该对实验进行适当的分析.研究平抛运动的实验装置示意如图.小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放,并从斜槽末端水平飞出.改变水平板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后三次做平抛运动,将水平板依次放在如图1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距.若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3,机械能的变化量依次为ΔE1、ΔE2、ΔE3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是(

)A.x2-x1=x3-x2,ΔE1=ΔE2=ΔE3B.x2-x1>x3-x2,ΔE1=ΔE2=ΔE3C.x2-x1>x3-x2,ΔE1<ΔE2<ΔE3D.x2-x1<x3-x2,ΔE1<ΔE2<ΔE3题组1

单个物体的机械能守恒

题组1

单个物体的机械能守恒答案

题组2

多个物体的机械能守恒答案5.CD

【解题思路】由于M与ab面之间存在滑动摩擦力,故两滑块组成的系统机械能不守恒,A项错;合外力对M做的功等于M动能的增加,B项错;除了m的重力对其做功外,只有轻绳对其做功,故轻绳对m做的功等于m机械能的增加量,C项正确;对于两滑块组成的系统,其在运动过程中克服摩擦阻力做功,系统的机械能转化为内能,故该系统损失的机械能等于M克服摩擦力做的功,D项正确.5.[2013山东·16,5分,难度★★☆☆☆](多选)如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮.质量分别为M、m(M>m)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中(

)A.两滑块组成的系统机械能守恒B.重力对M做的功等于M动能的增加C.轻绳对m做的功等于m机械能的增加D.两滑块组成的系统损失的机械能等于M克服摩擦力做的功题组2多个物体的机械能守恒答案

6.[2017上海·17,4分,难度★★★☆☆]如图所示,光滑固定斜面的倾角为30°,A、B两物体的质量之比为4∶1.B用不可伸长的轻绳分别与A和地面相连,开始时A、B离地高度相同.在C处剪断轻绳,当B落地前瞬间,A、B的速度大小之比为

,机械能之比为

(以地面为零势能面).

真题分层2中档题组1.[2018天津·2,6分,难度★★☆☆☆]滑雪运动深受人民群众喜爱.某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB,从滑道的A点滑行到最低点B的过程中,由于摩擦力的存在,运动员的速率不变,则运动员沿AB下滑过程中(

)A.所受合外力始终为零B.所受摩擦力大小不变C.合外力做功一定为零D.机械能始终保持不变答案1.C

【解题思路】运动员做匀速圆周运动,所受合外力指向圆心,A项错误;由动能定理可知,合外力做功一定为零,C项正确;运动员所受滑动摩擦力大小随运动员对滑道压力大小的变化而变化,B项错误;运动员动能不变,重力势能减少,所以机械能减少,D项错误.2.[2021年1月浙江·6,3分,难度★★★☆☆]如图所示,同学们坐在相同的轮胎上,从倾角相同的平直雪道先后由同一高度静止滑下,各轮胎与雪道间的动摩擦因数均相同,不计空气阻力.雪道上的同学们(

)A.沿雪道做匀速直线运动B.下滑过程中机械能均守恒C.前后间的距离随时间不断增大D.所受重力沿雪道向下的分力相同答案

3.[2014安徽·15,6分,难度★★★☆☆]如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN是通过椭圆中心O点的水平线.已知一小球从M点出发,初速率为v0,沿管道MPN运动,到N点的速率为v1,所需时间为t1;若该小球仍由M点以初速率v0出发,而沿管道MQN运动,到N点的速率为v2,所需时间为t2.则(

)A.v1=v2,t1>t2 B.v1<v2,t1>t2C.v1=v2,t1<t2 D.v1<v2,t1<t2答案3.A

【解题思路】

由于椭圆形管道内壁光滑,小球不受摩擦力作用,因此小球从M到N的过程机械能守恒,由于M、N在同一高度,根据机械能守恒定律可知,小球在M、N点的速率相等,B、D项错误;小球沿MPN运动的过程中,速率先减小后增大,而沿MQN运动的过程中,速率先增大后减小,两个过程运动的路程相等,到N点速率都为v0,根据速率随时间变化关系图象可知,由于两图象与时间轴所围面积相等,因此t1>t2,A项正确,C项错误.

答案

答案

答案

7.[2020江苏·15,16分,难度★★★☆☆]如图所示,鼓形轮的半径为R,可绕固定的光滑水平轴O转动.在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆,杆上分别固定有质量为m的小球,球与O的距离均为2R.在轮上绕有长绳,绳上悬挂着质量为M的重物.重物由静止下落,带动鼓形轮转动.重物落地后鼓形轮匀速转动,转动的角速度为ω.绳与轮之间无相对滑动,忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量,不计空气阻力,重力加速度为g.求:(1)重物落地后,小球线速度的大小v;(2)重物落地后一小球转到水平位置A,此时该球受到杆的作用力的大小F;(3)重物下落的高度h.答案

答案

9.[2018江苏·14,16分,难度★★★☆☆]如图所示,钉子A、B相距5l,处于同一高度.细线的一端系有质量为M的小物块,另一端绕过A固定于B.质量为m的小球固定在细线上C点,B、C间的线长为3l.用手竖直向下拉住小球,使小球和物块都静止,此时BC与水平方向的夹角为53°.松手后,小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零,然后向下运动.忽略一切摩擦,重力加速度为g,取sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:(1)小球受到手的拉力大小F;(2)物块和小球的质量之比M∶m;(3)小球向下运动到最低点时,物块M所受的拉力大小T.答案

10.[2013浙江·23,16分,难度★★★☆☆]山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤,其示意图如图所示.图中A、B、C、D均为石头的边缘点,O为青藤的固定点,h1=1.8m,h2=4.0m,x1=4.8m,x2=8.0m.开始时,质量分别为M=10kg和m=2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上,当大猴发现小猴将受到伤害时,迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头.大猴抱起小猴跑到C点,抓住青藤下端,荡到右边石头上的D点,此时速度恰好为零.运动过程中猴子均可看成质点,空气阻力不计,重力加速度g=10m/s2.求:(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值;(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小;(3)猴子荡起时,青藤对猴子的拉力大小.答案

答案

考点4

功能关系能量守恒定律真题分层1基础题组题组1

功能关系的应用答案1.BC

【解题思路】

物体重力做的功总等于重力势能的减少量,因此A错;根据动能定理可知合力对物体所做的功等于物体动能的改变量,因此B正确;根据重力势能的定义和特性可知C正确;当有除重力以外的力对物体做功时,运动物体动能的减少量不等于其重力势能的增加量,因此D错.1.[2012海南·7,4分,难度★☆☆☆☆](多选)下列关于功和机械能的说法,正确的是(

)A.在有阻力作用的情况下,物体重力势能的减少量不等于重力对物体所做的功B.合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C.物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能,其大小与势能零点的选取有关D.运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量题组1

功能关系的应用答案2.D

【解题思路】

火箭匀速下降过程中,动能不变,重力势能减小,故机械能减小,A错误;火箭在减速下降时,携带的检测仪器受到的支持力大于自身重力,故处在超重状态,B错误;由功能关系知,合力做功等于火箭动能变化量,而除重力外的其他力做功之和等于机械能变化量,C错误;火箭着地时,加速度向上,所以火箭对地面的作用力大于自身重力,D正确.2.[2017年4月浙江·12,3分,难度★★★☆☆]火箭发射回收是航天技术的一大进步.如图所示,火箭在返回地面前的某段运动,可看成先匀速后减速的直线运动,最后撞落在地面上.不计火箭质量的变化,则(

)A.火箭在匀速下降过程中,机械能守恒B.火箭在减速下降过程中,携带的检测仪器处于失重状态C.火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭机械能的变化量D.火箭着地时,火箭对地的作用力大于自身的重力题组1

功能关系的应用3.[2012重庆·23,16分,难度★★★☆☆]如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,其主要部件有: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.题组1

功能关系的应用答案

题组2

对能量守恒定律的理解与应用答案4.B

【解题思路】

在车厢相互撞击使弹簧压缩过程中,由于要克服摩擦力做功,且缓冲器所受合外力做功不为零,因此机械能不守恒,A项错误;克服摩擦力做功消耗机械能,B项正确;撞击以后垫板和车厢有相同的速度,因此动能并不为零,C项错误;压缩弹簧过程弹簧的弹性势能增加,并没有减少,D项错误.4.[2014广东·16,4分,难度★★☆☆☆]如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图.图中①和②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦.在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中(

)A.缓冲器的机械能守恒B.摩擦力做功消耗机械能C.垫板的动能全部转化为内能D.弹簧的弹性势能全部转化为动能题组2

对能量守恒定律的理解与应用5.[2017全国Ⅰ·24,12分,难度★★★☆☆]一质量为8.00×104kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60×105m处以7.50×103m/s的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100m/s时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8m/s2.(结果保留2位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;(2)求飞船从离地面高度600m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.题组2

对能量守恒定律的理解与应用答案

真题分层2中档题组1.[2014上海·11,3分,难度★★★☆☆]静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力.不计空气阻力,在整个上升过程中,物体机械能随时间变化的图象是(

)答案

2.[2018全国Ⅰ·18,6分,难度★★★☆☆]如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2R;bc是半径为R的四分之一圆弧,与ab相切于b点.一质量为m的小球,始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动.重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其轨迹最高点,机械能的增量为(

)A.2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR答案

3.[2020全国Ⅰ·20,6分,难度★★★☆☆](多选)一物块在高3.0m、长5.0m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10m/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6.0m/s2D.当物块下滑2.0m时机械能损失了12J答案

答案4.BCD

【解题思路】

小球在从M点运动到N点的过程中,弹簧的压缩量先增大,后减小,到某一位置时,弹簧处于原长,再继续向下运动到N点的过程中,弹簧又伸长.弹簧的弹力方向与小球速度的方向的夹角先大于90°,再小于90°,最后又大于90°,因此弹力先做负功,再做正功,最后又做负功,A项错误;弹簧与杆垂直时,小球的加速度等于重力加速度,当弹簧的弹力为零时,小球的加速度也等于重力加速度,B项正确;弹簧长度最短时,弹力与小球的速度方向垂直,这时弹力对小球做功的功率为零,C项正确;由于在M、N两点处,弹簧的弹力大小相等,即弹簧的形变量相等,根据动能定理可知,小球从M点到N点的过程中,弹簧的弹力做功为零,重力做功等于动能的增量,即小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差,D项正确.【解题关键】

本题中小球初末状态时弹簧的弹力大小相等,即弹簧的形变量相等,弹簧的弹性势能相等,为分析D项提供了“该过程中弹簧的弹力做功为零”这一条件.5.[2018年4月浙江·13,3分,难度★★★★☆]如图所示,一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处,A、B两点水平距离为16m,竖直距离为2m,A、B间绳长为20m.质量为10kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处.以A点所在水平面为参考平面,猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态)(

)A.-1.2×103J B.-7.5×102J C.-6.0×102J D.-2.0×102J答案

答案

7.[2013北京·23,18分,难度★★★☆☆]蹦床比赛分成预备运动和比赛动作两个阶段.最初,运动员静止站在蹦床上;在预备运动阶段,他经过若干次蹦跳,逐渐增加上升高度,最终达到完成比赛动作所需的高度;此后,进入比赛动作阶段.把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧,弹力大小F=kx(x为床面下沉的距离,k为常量).质量m=50kg的运动员静止站在蹦床上,床面下沉x0=0.10m;在预备运动中,假定运动员所做的总功W全部用于增加其机械能;在比赛动作中,把该运动员视作质点,其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为Δt=2.0s,设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为x1.取重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力的影响.(1)求常量k,并在图中画出弹力F随x变化的示意图;(2)求在比赛动作中,运动员离开床面后上升的最大高度hm;(3)借助F-x图象可以确定弹力做功的规律,在此基础上,求x1和W的值.答案

8.[2020年1月浙江·20,12分,难度★★★★☆]如图所示,一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连)、高度h可调的斜轨道AB组成.游戏时滑块从O点弹出,经过圆轨道并滑上斜轨道.全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功.已知圆轨道半径r=0.1m,OE长L1=0.2m,AC长L2=0.4m,圆轨道和AE光滑,滑块与AB、OE之间的动摩擦因数μ=0.5,滑块质量m=2g且可视为质点,弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能.忽略空气阻力,各部分平滑连接.求:(1)滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度vF大小;(2)当h=0.1m且游戏成功时,滑块经过E点对圆轨道的压力FN大小及弹簧的弹性势能Ep0;(3)要使游戏成功,弹簧的弹性势能Ep与高度h之间满足的关系.答案

考点5

机械能相关实验真题分层1基础题组题组1

实验原理

1.[2014天津·9,节选,难度★★☆☆☆]某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系.此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等.组装的实验装置如图所示.(1)若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些

.

(2)实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行.他这样做的目的是下列的哪个

(填字母代号).

A.避免小车在运动过程中发生抖动B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车速度.在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决方法:

.

题组1实验原理答案1.【参考答案】

(1)刻度尺、天平(包括砝码)

(2)D

(3)可在小车上加适量的砝码(或钩码)

(4)CD【解题思路】

(1)实验要处理纸带测速度,需要刻度尺,要分析动能的变化,必须要测出小车的质量,因此还需要天平.(2)实验中调节定滑轮高度,使细绳与木板平行,可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力,如果不平行,细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力,改变了摩擦力就不能使细绳拉力等于小车所受的合力,D正确.(3)在所挂钩码个数不变的情况下,要减小小车运动的加速度,可以增大小车的质量,即可在小车上加适量的砝码(或钩码).(4)如果将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,发现拉力做的功总比小车动能的增量大,原因可能是阻力未被完全平衡掉,因此拉力做功一部分用来增大小车动能,一部分用来克服阻力做功;也可能是钩码做加速运动,因此细绳的拉力小于钩码的重力,钩码的重力做的功大于细绳的拉力做的功,即大于小车动能的增量,C、D项正确.(4)他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些.这一情况可能是下列哪些原因造成的

(填字母代号).

A.在接通电源的同时释放了小车B.小车释放时离打点计时器太近C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D.钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力题组1

实验原理2.[2021年1月浙江·17,节选,难度★★☆☆☆]用如图1所示装置进行“探究功与速度变化的关系”实验.装有砝码的盘用绕过滑轮的细线牵引小车,盘和砝码的重力可当作牵引力.小车运动的位移和速度可以由打点纸带测出,以小车为研究对象,改变砝码质量,便可探究牵引力所做的功与小车速度变化的关系.(1)关于这个实验,下列说法正确的是

(多选).

A.需要补偿小车受到阻力的影响B.该实验装置可以“验证机械能守恒定律”C.需要通过调节定滑轮使细线与长木板平行D.需要满足盘和砝码的总质量远小于小车的质量(2)如图2所示是两条纸带,实验时打出的应是第

条(填写“Ⅰ”或“Ⅱ”)纸带.

图2(3)根据实验数据,在坐标纸上画出的W-v2图象是一条过原点的直线,据此图象

(填“能”或“不能”)求出小车的质量.

题组1实验原理答案

题组2

数据处理与误差分析3.[2017天津·9,节选,难度★★☆☆☆]如图1所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律.(1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是

.

A.重物选用质量和密度较大的金属锤B.两限位孔在同一竖直面内上下对正C.精确测量出重物的质量D.用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物

图1(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,有部分未画出,如图2所示.纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点.重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有

.A.OA、AD和EG的长度

B.OC、BC和CD的长度C.BD、CF和EG的长度

图2D.AC、BD和EG的长度

题组1

数据处理与误差分析答案

题组2

数据处理与误差分析4.[2020全国Ⅲ·22,6分,难度★★☆☆☆]某同学利用图(a)所示装置验证动能定理.调整木板的倾角平衡摩擦阻力后,挂上钩码,钩码下落,带动小车运动并打出纸带.某次实验得到的纸带及相关数据如图(b)所示.

图(a)图(b)已知打出图(b)中相邻两点的时间间隔为0.02s,从图(b)给出的数据中可以得到,打出B点时小车的速度大小vB=

m/s,打出P点时小车的速度大小vP=

m/s.(结果均保留2位小数)

若要验证动能定理,除了需测量钩码的质量和小车的质量外,还需要从图(b)给出的数据中求得的物理量为

.

题组2

数据处理与误差分析答案

题组3

创新型实验5.[2020上海·18,10分,难度★★★☆☆]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)(多选题)实验中测得C点的机械能偏大的原因可能是

.

A.光电门在C的下方B.摆锤释放时绳子松弛C.摆锤在摆动的过程中有空气阻力D.摆锤释放时在A的上方

图(a)

(3)为了验证单摆的机械能守恒,某同学制作了摆下摆时动能Ek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0.0075kg,则摆长为

m.

图(b)题组3

创新型实验答案

题组3

创新型实验6.[2016全国Ⅱ·22,6分,难度★★★☆☆]某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图(a)所示:轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接.向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.

图(a)

图(b)(1)实验中涉及下列操作步骤:①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是

(填入代表步骤的序号).

(2)图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果.打点计时器所用交流电的频率为50Hz.由M纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为

m/s.比较两纸带可知,

(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大.

题组3

创新型实验答案

题组3

创新型实验7.[2021广东适应性测试·11,7分,难度★★★☆☆]为了探究小球在竖直平面内摆动过程中机械能是否守恒,利用图(a)所示装置做了以下实验.不可伸长的轻绳一端系住一小球,另一端连接力传感器,小球质量为m,球心到悬挂点的距离为L,小球释放的位置到最低点的高度差为h,实验记录轻绳拉力大小随时间的变化如图(b),其中Fmax是实验中测得的最大拉力值,重力加速度为g,请回答以下问题:(1)小球第一次运动至最低点的过程,重力势能的减少量ΔEp=

,动能的增加量ΔEk=

.(均用题中所给字母表示)

(2)观察图(b)中拉力峰值随时间变化规律,试分析造成这一结果的主要原因:

.

(3)为减小实验误差,实验时应选用密度

(选填“较大”或“较小”)的小球.

题组3

创新型实验答案

真题分层2中档题组1.[2016北京·21,节选,难度★★★☆☆]利用图1装置做“验证机械能守恒定律”实验.(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的

.

A.动能变化量与势能变化量B.速度变化量与势能变化量C.速度变化量与高度变化量(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是

.

A.交流电源B.刻度尺C.天平(含砝码)

答案

答案

答案

4.[2013课标Ⅱ·22,8分,难度★★★☆☆]某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究:一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示.向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.回答下列问题:(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等.已知重力加速度大小为g.为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的

(填正确答案标号).

A.小球的质量mB.小球抛出点到落地点的水平距离sC.桌面到地面的高度hD.弹簧的压缩量ΔxE.弹簧原长l0(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=

.

(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-Δx图线.从理论上可推出,如果h不变,m增加,s-Δx图线的斜率会

(填“增大”“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,s-Δx图线的斜率会

(填“增大”“减小”或“不变”).由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与Δx的

次方成正比.答案

5.[2017北京·21,18分,难度★★★★☆]如图1所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况.利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验.(1)打点计时器使用的电源是

(选填选项前的字母).

A.直流电源 B.交流电源(2)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,正确操作方法是

(选填选项前的字母).

A.把长木板右端垫高 B.改变小车的质量在不挂重物且

(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车.若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.

A.计时器不打点 B.计时器打点(3)接通电源,释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点,将打下的第一个点标为O.在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点,已知相邻计数点间的时间间隔为T.测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……,如图2所示.实验中,重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg.从打O点到打B点的过程中,拉力对小车做的功W=

,打B点时小车的速度v=

.

(4)以v2为纵坐标,W为横坐标,利用实验数据作出如图3所示的v2-W图象.由此图象可得v2随W变化的表达式为

.

根据功与能的关系,动能的表达式中可能包含v2这个因子;分析实验结果的单位关系,与图线斜率有关的物理量应是

.

(5)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图4中正确反映v2-W关系的是

.

答案专项综合应用力学两大

观点解决三类问题

1.[2021江苏适应性考试·15,12分,难度★★★★☆]如图所示,水平传送带足够长,向右前进的速度v=4m/s,与倾角为37°的斜面的底端P平滑连接,将一质量m=2kg的小物块从A点由静止释放.已知A、P的距离L=8m,物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为μ1=0.25、μ2=0.20,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求物块:(1)第1次滑过P点时的速度大小v1;(2)第1次在传送带上往返运动的时间t;(3)从释放到最终停止运动,与斜面间因摩擦而产生的热量Q.答案

模型1

传送带问题

模型1

传送带问题答案

2.[2012山东·22,15分,难度★★★☆☆]如图所示,一工件置于水平地面上,其AB段为一半径R=1.0m的光滑圆弧轨道,BC段为一长度L=0.5m的粗糙水平轨道,二者相切于B点,整个轨道位于同一竖直平面内,P点为圆弧轨道上的一个确定点.一可视为质点的物块,其质量m=0.2kg,与BC间的动摩擦因数μ1=0.4.工件质量M=0.8kg,与地面间的动摩擦因数μ2=0.1.(取g=10m/s2)(1)若工件固定,将物块由P点无初速度释放,滑至C点时恰好静止,求P、C两点间的高度差h.(2)若将一水平恒力F作用于工件,使物块在P点与工件保持相对静止,一起向左做匀加速直线运动.a.求F的大小.b.当速度v=5m/s时,使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移),物块飞离圆弧轨道落至BC段,求物块的落点与B点间的距离模型2

滑块-板块模型问题答案

模型2

滑块-板块模型问题

模型3

多过程问题答案

模型3

多过程问题答案

模型3

多过程问题4.[2020全国Ⅱ·25,20分,难度★★★★★]如图,一竖直圆管质量为M,下端距水平地面的高度为H,顶端塞有一质量为m的小球.圆管由静止自由下落,与地面发生多次弹性碰撞,且每次碰撞时间均极短;在运动过程中,管始终保持竖直.已知M=4m,球和管之间的滑动摩擦力大小为4mg,g为重力加速度的大小,不计空气阻力.(1)求管第一次与地面碰撞后的瞬间,管和球各自的加速度大小;(2)管第一次落地弹起后,在上升过程中球没有从管中滑出,求管上升的最大高度;(3)管第二次落地弹起的上升过程中,球仍没有从管中滑出,求圆管长度应满足的条件.模型3

多过程问题

答案模型3

多过程问题

答案

模型3

多过程问题易错疑难集训1.[2014海南·10,5分,难度★★★☆☆](多选)如图,质量相同的两物体a、b,用不可伸长的轻绳跨接在一光滑的轻质定滑轮两侧,a在水平桌面的上方,b在水平粗糙桌面上.初始时用力压住b使a、b静止,撤去此压力后,a开始运动.在a下降的过程中,b始终未离开桌面.在此过程中(

)A.a的动能小于b的动能B.两物体机械能的变化量相等C.a的重力势能的减少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易错点1对功能关系理解不透答案

2.[2012上海·16,3分,难度★★★☆☆]如图,可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱,A的质量为B的两倍.当B位于地面时,A恰与圆柱轴心等高.将A由静止释放,B上升的最大高度是(

)A.2R B.5R/3 C.4R/3 D.2R/3易错点2把握不准运动状态和运动过程答案

疑难点1机车启动问题答案

疑难点1机车启动问题答案

疑难点2应用动能定理求解多过程、曲线过程问题疑难点2应用动能定理求解多过程、曲线过程问题答案

疑难点2应用动能定理求解多过程、曲线过程答案

素养题型专练

答案

2.[2021年1月浙江·11,3分,难度★★★☆☆](科学推理、能量观念)一辆汽车在水平高速公路上以80km/h的速度匀速行驶,其1s内能量分配情况如图所示.则汽车(

)A.发动机的输出功率为70kWB.每1s消耗的燃料最终转化成的内能是5.7×104JC.每1s消耗的燃料最终转化成的内能是6.9×104JD.每1s消耗的燃料最终转化成的内能是7.0×104J答案

3.[2015四川·9,15分,难度★★★☆☆](科学态度与责任)严重的雾霾天气,对国计民生已造成了严重的影响,汽车尾气是形成雾霾的重要污染源,“铁腕治污”已成为国家的工作重点.地铁列车可实现零排放,大力发展地铁,可以大大减少燃油公交车的使用,减少汽车尾气排放.若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动,先匀加速运动20s达最高速度72km/h,再匀速运动80s,接着匀减速运动15s到达乙站停住.设列车在匀加速运动阶段牵引力为1×106N,匀速运动阶段牵引力的功率为6×103kW,忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功.(1)求甲站到乙站的距离;(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同,求公交车排放气态污染物的质量.(燃油公交车每做1焦耳功排放气态污染物3×10-6克)答案

答案

2.[2015北京·23,18分,难度★★★☆☆](利用F-x图象求变力做功)如图所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计.物块(可视为质点)的质量为m,在水平桌面上沿x轴运动,与桌面间的动摩擦因数为μ.以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O,当弹簧的伸长量为x时,物块所受弹簧弹力大小为F=kx,k为常量.(1)请画出F随x变化的示意图;并根据F-x图象求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功.(2)物块由x1向右运动到x3,然后由x3返回到x2,在这个过程中,a.求弹力所做的功,并据此求弹性势能的变化量;b.求滑动摩擦力所做的功;并与弹力做功比较,说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念.答案

专题综合训练1.[2018年下半年浙江·5,3分,难度★★☆☆☆]奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示.下列说法不正确的是(

)A.加速助跑过程中,运动员的动能增加B.起跳上升过程中,杆的弹性势能一直增加C.起跳上升过程中,运动员的重力势能增加D.越过横杆后下落过程中,运动员的重力势能减少动能增加答案1.B

【解题思路】

加速助跑过程中,运动员的速度增大,动能增大,A正确.起跳上升过程中,杆的形变量先变大再变小,故杆的弹性势能先增加再减少,B错误.起跳上升过程中,运动员的重力势能增加,C正确.越过杆后下落过程中,运动员的重力做正功,故重力势能减少,动能增加,D正确.

答案

3.[2017江苏·3,3分,难度★★★☆☆]一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处.物块初动能为Ek0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能Ek与位移x关系的图线是(

)答案3.C

【解题思路】

设物块与斜面间的动摩擦因数为μ,物