机械能守恒 功能关系和能量守恒-2024届新高考物理冲刺专项训练含答案

机械能守恒功能关系和能量守恒-2024届新高考物

理冲刺专项训练

机献惋守惬功犍关系和犍堡守惬

一、单选题

画回工（2024•山东淄博・一模）图甲是淄博市科技馆的一件名为“最速降线”的展品，在高度差一定的不同光

滑轨道中，小球滚下用时最短的轨道叫做最速降线轨道。取其中的“最速降线”轨道I和直线轨道II进行

研究，如图乙所示，两轨道的起点M高度相同，终点N高度也相同，轨道I的末端与水平面相切于N点。若

将两个相同的小球a和b分别放在I、II两轨道的起点加■，同时由静止释放，发现在I轨道上的小球a先到

达终点。下列描述两球速率”与时间以速率平方。2与下滑高度％的关系图像可能正确的是（）

乙

题目团（23-24高三上•广东汕头•期中）如图甲所示为东汉杜诗发明的“杜诗水排”，图乙是其水排装置图,

当水流带动下卧轮转动时，通过转轴带动上卧轮转动，最后依靠弦索带动小轮完成后续的动力传动，a、6、

c分别位于下卧轮、上卧轮和小轮的边缘，下列说法正确的是（）

A.c点的线速度小于b点的线速度

B.a点的线速度大于b点的线速度

C.弦索对小轮的摩擦力方向与小轮转动方向相反

D.该装置能够将河水的重力势能全部转化为水排的机械能

题目反（2023•江西•一模）荡秋千不仅是一种休闲娱乐项目，更是我国很多民族共有且盛行的游艺竞技项目。

在没有他人辅助的情况下，哪种方式更容易让自己越荡越高（）

A.当秋千向前摆时身体向前倾斜，向后摆时向后倾斜

B.当秋千向前摆时身体向后倾斜，向后摆时向前倾斜

C.当秋千摆到最高点时下蹲，下摆时站起

D.当秋千摆到最高点时站起，下摆时下蹲

题目©（2024.浙江.二模）蹦床运动是一项技巧性与观赏性都很强的运动。运动员在比赛的开始阶段会先跳

几下，此阶段上升的最高点会越来越高，后来最高点基本能维持稳定。下列有关此情景说法正确的是

（）

A.运动员每次上升过程，蹦床对运动员先做正功，后做负功

B.如果不考虑空气等各种阻力，运动员和蹦床组成的系统机械能守恒

C.最开始的几次起跳上升过程，蹦床弹性势能的减小量小于运动员机械能的增加量

D.对于最高点基本稳定的情景，运动员的重力势能与蹦床弹性势能之和最小时，运动员的加速度最大

题目可（23-24高三下•浙江宁波•阶段练习）。/丫手工能够让儿童体验到创造过程中的乐趣和成就感。图

为某款D/y太阳能小车,组装成功后质量约为130g,太阳直射时行驶速度约为0.25m/s,行驶过程中阻力约

为车重的0.2倍。已知太阳与地球之间的平均距离约为1.5xUAn,太阳每秒辐射的能量约为3.9X1026J,

太阳光传播到达地面的过程中大约有37%的能量损耗，太阳能电池有效受光面积约为15cm2,则该车所用

太阳能电池将太阳能转化为机械能的效率约为（）

A.5%B.10%C.20%D.30%

题目⑥（2024•吉林•一模）某“失重”餐厅的传菜装置如图所示，运送菜品的小车沿等螺距轨道向下匀速率运

动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中，小车（）

A.机械能保持不变B.动量保持不变C.处于失重状态D.所受合力不为零

题目可（2024.重庆.模拟预测）坐过山车时，人体会分泌大量肾上腺素和多巴胺,让人感觉惊险刺激。如图所

示，某车厢中游客通过环形轨道攀升的一小段时间内速率不变，则该过程中（）

A.该游客所受合力做功为零B.该游客所受合力始终为零

C.该游客的机械能守恒D.该游客所受重力的瞬时功率一定变大

二、多选题

题目回（23-24高三上.四川绵阳.阶段练习）如图甲所示的等双翼式传输机，其两侧等长的传送带倾角可以

在一定范围内调节,方便不同工况下的货物传送作业,工作时两传送带匀速转动且速度相同。图乙为等双

翼式传输机工作示意图，M、此代表两传送带。第一次调整M倾角为30°,此倾角为45°；第二次调整

M倾角为45°,此倾角为30°,两次分别将同一货物无初速放在M的最低端，都能传到此的最高端。货

物与M和峪的接触面粗糙程度相同，两次运输中货物均在M上就已与传送带达共速，先后两次传输机

运行速度相同。则（）

A.两次运送货物经过的时间相等

B.第一次运送货物的时间较短

C.传输机因运送物件而多消耗的能量，两次相等

D.传输机因运送物件而多消耗的能量，第二次较多

题目司（23-24高三上•山东・阶段练习）辘特是中国古代常见的取水设施，某次研学活动中，一种用电动机

驱动的辘轮引发了同学们的兴趣。如图甲所示为该种辘粉的工作原理简化图，已知辘轮的半径为「=

0.2M，电动机以恒定输出功率将质量为m=3kg的水桶由静止开始竖直向上提起，提起过程中辘特转动的

角速度随时间变化的图像如图乙所示。忽略辘粉的质量以及所有摩擦阻力,取重力加速度9=10m/s2,下

列说法正确的是（）

甲乙

A.电动机的输出功率P=30WB.0~4s内水桶上升的高度为3.95m

C.0~4s内井绳对水桶的拉力逐渐增大D.4s~6s内水桶的机械能守恒

颔目①（23-24高三上•福建龙岩・期末）投石机是我国古代人民智慧的结晶,《范落兵法》中记载:“飞石重

十二斤,为机发行三百步。”如图所示为某小组自制的投石机，轻质长杆AB可绕光滑转轴O在竖直面内转

动，CM.长为Zq=2.0力，BC长为2=1.0m。将一质量m=2.8kg的石块放在月端网袋中，另一质量A/=

8kg的重物固定于B端,初始时A端位于地面上，杆与水平面的夹角为37。。由静止释放后，杆转到竖直位

置时将石块沿水平方向抛出。石块与重物均可视为质点,不计空气阻力，已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,

A.石块被抛出瞬间的速度大小为B.石块被抛出瞬间的速度大小为4m/s

C.石块落地前瞬间重力的功率为112WD.石块落地前瞬间重力的功率为224W

版目口口（2024•重庆•模拟预测）某研究小组为研究一款篮球的性能，在篮球上安装了速度传感器。如题图1

所示，某次测试时，由静止释放篮球的同时，竖直向下拍一次篮球,篮球第一次落地前的“速度一时间”图像

如题图2所示。已知篮球质量机=5kg,篮球与水平地面碰撞过程中损失的能量始终为碰撞前篮球动能的

喜，且碰撞后篮球速度反向，篮球可视为质点，重力加速度g取10m/s2«则（）

6

A.释放点到水平地面的高度为0.8mB.释放点到水平地面的高度为1.8m

C.篮球第一次反弹后上升的高度为0.3馆D.篮球第一次反弹后上升的高度为1.5m

题目卫（23-24高三下•河南•阶段练习）如图甲，起重机用钢索吊重物从静止开始加速上升过程中,重物的

重力势能和动能随上升高度，变化的规律分别为图乙中b和a,重力加速度为g,重物在地面时的重力势能

为零，则重物上升g高度过程中（）

甲乙

B.重物的质量为旦

A.重物的加速度越来越小

gx0

C.钢索拉力做功为0.4瓦D.起重机输出功率与时间成正比

三、解答题

题目口口（2023•上海浦东新•二模）运动员从飞机上跳伞后的运动轨迹简化为图示中的ABC。已知运动员

（含伞包）的质量馆=90kg。在B点时打开伞包后运动员沿着直线段滑行，段与地面之间的夹角6

=37°,此时运动员受到的空气升力用与飞行方向垂直，空气阻力月与飞行方向相反,两者大小与滑行速度

。满足：E=。4，月=&n2,其中01、G为可调节的系数。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取lOm/s?。

（1）若运动员在A点起跳的初速度v0大小为10m/s，下落高度h=400m时的速度vt大小为50m/s，求这段

过程中机械能的损失量AE;

（2）若运动员在BC段的某时刻调节G的值为4.8,G的值为1-2，求此时运动员加速度a的大小；

（3）若在BC末段通过调节最终达到匀速滑行,求此时警的值。

A

题目运(2024.山东青岛.一模)桶装水电动抽水器可以轻松实现一键自动取水。如图,某同学把一个简易抽

水器安装在水桶上,出水口水平。某次取水时，桶内水位高度自=20cm，按键后测得土=16s内注满了

0.81/的水壶。已知抽水器出水口高度H=60cm、横截面积S=0.Sen?,水壶的高度殳—15cm，若该

次取水过程中抽水器将电能转化为水的机械能的效率〃=15%,忽略取水过程中桶内水位高度的变化，重

33

力加速度g=lOm/s?,水的密度p=1.0x10kg/mo

(1)求接水时出水口到水壶口左边缘的最大水平距离；

(2)估算本次取水抽水器的功率。

水桶

1工〃2

77/77////77777777777777777777

题目,(2024.辽宁.一模)如图所示，两个顶端带有小定滑轮的完全相同的斜面对称固定在水平地面上,斜

面倾角为30。。一不可伸长的轻质细绳跨过两定滑轮，两端分别连接质量均为2M的滑块8、。，质量为小

的物块A悬挂在细绳上的。点，O点与两滑轮的距离均为人先托住使两滑轮间的细绳呈水平状态，然

后将A由静止释放。A下落过程中未与地面接触，8、。运动过程中均未与滑轮发生碰撞，不计一切摩擦。

已知重力加速度为g,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求：

(1)物块A下落的最大高度H；

(2)从A开始下落直至结点。两侧细绳与竖直方向夹角为53°的过程中，物块A机械能的变化量。

机兼於守便功於美金布德量守根

一、单选题

随回工（2024•山东淄博・一模）图甲是淄博市科技馆的一件名为“最速降线”的展品，在高度差一定的不同光

滑轨道中，小球滚下用时最短的轨道叫做最速降线轨道。取其中的“最速降线”轨道I和直线轨道II进行

研究，如图乙所示，两轨道的起点M高度相同，终点N高度也相同，轨道I的末端与水平面相切于N点。若

将两个相同的小球a和b分别放在I、II两轨道的起点加■，同时由静止释放，发现在I轨道上的小球a先到

达终点。下列描述两球速率”与时间以速率平方。2与下滑高度％的关系图像可能正确的是（）

【答案】A

【详解】AB.根据机械能守恒可得

可得小球Q和b到达轨道底端的速度大小均为

v—{2gH

小球b沿直线轨道II做匀加速直线运动，其u—力图像为一条倾斜直线，小球Q沿“最速降线”轨道I运动过

程，加速度逐渐减小，则其。一方图像的切线斜率逐渐减小，且小球Q所用时间小于小球b所用时间，故4正

确，B错误；

CD.根据机械能守恒可得

mgh7——1mv2

可得小球Q和b下滑过程速率平方d与下滑高度九的关系为

2gh

1

可知小球a和b的v2-h图像均为一条过原点的倾斜直线,故CD错误。

故选A。

题目可（23-24高三上•广东汕头•期中）如图甲所示为东汉杜诗发明的“杜诗水排”，图乙是其水排装置图,

当水流带动下卧轮转动时，通过转轴带动上卧轮转动，最后依靠弦索带动小轮完成后续的动力传动，a、6、

c分别位于下卧轮、上卧轮和小轮的边缘，下列说法正确的是（）

甲乙

A.c点的线速度小于b点的线速度

B.a点的线速度大于b点的线速度

C.弦索对小轮的摩擦力方向与小轮转动方向相反

D.该装置能够将河水的重力势能全部转化为水排的机械能

【答案】B

【详解】A.由图知c点与6点位于轮的边缘，且通过弦索传动，所以二者的线速度相等，故A错误；

B.a点与b点在同一转轴上，二者的角速度相等，由于a点做圆周运动的半径大于6点做圆周运动的半

径，根据”可知a的线速度大于b点的线速度，故B正确；

C.弦索对小轮的摩擦力对小轮提供动力使小轮转动，方向与小轮转动方向相同，故。错误；

D.由于该装置存在摩擦阻力等因素的影响，所以该装置不能够将河水的重力势能全部转化为水排的机械

能，故。错误。

故选B。

题目可（2023•江西•一模）荡秋千不仅是一种休闲娱乐项目，更是我国很多民族共有且盛行的游艺竞技项目。

在没有他人辅助的情况下，哪种方式更容易让自己越荡越高（）

A.当秋千向前摆时身体向前倾斜，向后摆时向后倾斜

B.当秋千向前摆时身体向后倾斜，向后摆时向前倾斜

C.当秋千摆到最高点时下蹲，下摆时站起

D.当秋千摆到最高点时站起，下摆时下蹲

【答案】。

【详解】仅仅通过将身体向前或者向后倾斜，人身体重心上升或下降的高度不变，人的机械能不会增

大,秋千不会越荡越高，故AB错误；

CD.若秋千越荡越高，需要使秋千在最低点的速度越来越大，当人从最高处向下摆时，身体由直立变为下

蹲，降低重心高度，将更多的重力势能转化为动能，当人从最低处向上摆时，身体由下蹲变为直立,增大重

心高度,如此循环往复,将更多的能量转化为机械能，可知，当秋千摆到最高点时站起，下摆到最低点时下

蹲，更容易让自己越荡越高，故。正确，。错误。

故选。。

题目©（2024•浙江・二模）蹦床运动是一项技巧性与观赏性都很强的运动。运动员在比赛的开始阶段会先跳

几下，此阶段上升的最高点会越来越高，后来最高点基本能维持稳定。下列有关此情景说法正确的是

A.运动员每次上升过程，蹦床对运动员先做正功，后做负功

B.如果不考虑空气等各种阻力，运动员和蹦床组成的系统机械能守恒

C.最开始的几次起跳上升过程，蹦床弹性势能的减小量小于运动员机械能的增加量

D.对于最高点基本稳定的情景，运动员的重力势能与蹦床弹性势能之和最小时，运动员的加速度最大

【答案】。

【详解】上升过程，离开蹦床前，蹦床给运动员的弹力向上，做正功，离开蹦床之后没有弹力，不做功，故

A错误；

B.站在蹦床上到跳起过程,运动员自己对自己做功，系统机械能会增加，故B错误；

C.最开始的几次起跳的上升过程,运动员自己对自己做功，故蹦床弹性势能的减小量小于运动员机械能

的增加量,故。正确；

D.最高点基本稳定时，人和蹦床组成的系统机械能可认为守恒，人的重力势能与蹦床的弹性势能之和最

小时，运动员的动能最大，加速度应该最小，故。错误。

故选C。

题目—（23-24高三下•浙江宁波•阶段练习）。/丫手工能够让儿童体验到创造过程中的乐趣和成就感。图

为某款D/y太阳能小车,组装成功后质量约为130g,太阳直射时行驶速度约为0.25m/s,行驶过程中阻力约

为车重的0.2倍。己知太阳与地球之间的平均距离约为L5x太阳每秒辐射的能量约为3.9xl（）26j,

太阳光传播到达地面的过程中大约有37%的能量损耗，太阳能电池有效受光面积约为15cm2,则该车所用

太阳能电池将太阳能转化为机械能的效率约为（）

A.5%B.10%C.20%D.30%

【答案】A

【详解】由题意可知，驱动该太阳能小车正常行驶时所需要的机械功率为

&=Fv=fv=Q.2mgu

代入数据可得

珠=0.065W

该太阳能小车接收太阳的功率为

p.

P=^1rXSx（l-37%）

4+

其中

/=7=3.9X1。26卬，r=1.5x10nm,S=15cm2=0.0015m2

代入数据解得

P=1.304W

该车所用太阳能电池将太阳能转化为机械能的效率约为

〃=今x100%=:累鬻X100%-5%

IJ.•OUTLVV

故选A。

题目回（2024吉林•一模）某“失重”餐厅的传菜装置如图所示，运送菜品的小车沿等螺距轨道向下匀速率运

动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中，小车（）

A.机械能保持不变B.动量保持不变C.处于失重状态D.所受合力不为零

【答案】。

【详解】小车沿等螺距轨道向下匀速率运动，速度大小不变，动能不变，小车高度减小，即重力势能减

小，可知，小车的机械能减小，故A错误；

B.小车做螺旋运动，速度大小不变，方向改变，根据动量表达式有

p—mv

可知，小车的动量大小不变，动量的方向发生变化，即动量发生了变化，故6错误；

C.由于小车沿等螺距轨道向下做匀速率运动，沿轨道方向的速度大小不变，即小车沿轨道方向的合力为

0，即沿轨道方向的加速度为0,又由于该轨道各处弯曲程度相同，则轨道对小车的指向图中轴心的作用力

提供圆周运动的向心力，该作用力方向沿水平方向，可知，小车的加速度方向方向沿水平方向，小车不存在

竖直方向的加速度，即小车既不处于超重，又不处于失重，故。错误；

D.根据上述可知，小车沿轨道方向的合力为0,轨道对小车的指向图中轴心的作用力提供圆周运动的向心

力，即小车的合力不为零，合力方向总指向图中轴心，故。正确。

故选。。

题目⑦（2024.重庆.模拟预测）坐过山车时，人体会分泌大量肾上腺素和多巴胺,让人感觉惊险刺激。如图所

示，某车厢中游客通过环形轨道攀升的一小段时间内速率不变，则该过程中（）

A.该游客所受合力做功为零B.该游客所受合力始终为零

C.该游客的机械能守恒D.该游客所受重力的瞬时功率一定变大

【答案】A

【详解】4根据题意可知，由于游客速率不变，则动能变化量为零，由动能定理可知，该游客所受合力做功

为零，故4正确；

B.由于游客速率不变，游客做匀速圆周运动，该游客所受合力不为零，指向圆心提供做圆周运动的向心

力，故B错误；

C.游客匀速率上升，动能不变，重力势能增加，则该游客的机械能增加，故。错误；

D.若游客在环形轨道下半部分爬升，竖直分速度逐渐增大，重力的瞬时功率变大，若游客在环形轨道上半

部分爬升，竖直分速度逐渐减小，重力的瞬时功率减小，故。错误。

故选4。

二、多选题

题目回（23-24高三上.四川绵阳.阶段练习）如图甲所示的等双翼式传输机，其两侧等长的传送带倾角可以

在一定范围内调节,方便不同工况下的货物传送作业，工作时两传送带匀速转动且速度相同。图乙为等双

翼式传输机工作示意图，M、此代表两传送带。第一次调整M倾角为30°,此倾角为45°；第二次调整

M倾角为45°,此倾角为30°,两次分别将同一货物无初速放在M的最低端，都能传到峪的最高端。货

物与M和此的接触面粗糙程度相同，两次运输中货物均在M上就已与传送带达共速，先后两次传输机

运行速度相同。则（）

A.两次运送货物经过的时间相等

B.第一次运送货物的时间较短

C.传输机因运送物件而多消耗的能量，两次相等

D.传输机因运送物件而多消耗的能量，第二次较多

【答案】BD

【详解】

AB.设传送带的速度为v,M倾角为（9,货物在M上加速运动时有

/imgcos0—mgsin®=ma

解得

a="geos。—gsin。

5

故可知6*越大，加速度越小，作出两次物块的口一力图像，分析可知到达峪上为匀速运动，两次货物的运输

长度相同，即两次。一力图像与坐标轴围成的面积相等，根据图像可知tx<t2，即第一次运送货物的时间较

短，故A错误，B正确；

CD.根据能量守恒，传输机因运送物件而多消耗的能量转化为货物的动能，重力势能和摩擦产生的内能，

两种情况下货物增加的动能和重力势能之和相等，故只需比较两种情况下因摩擦产生的热量Q,设货物加

速的时间为力,货物与传送带的相对位移为△2,可得

t=—

a

Q=f9△/

△力—vt--^-t

f=/Ltmgcosd

联立得

2（〃一tan。）

可知夕越大，Q越大，即此时传输机因运送物件而多消耗的能量多，故第二次较多，故。错误，。正确。

故选BD。

痼目叵〕（23-24高三上•山东•阶段练习）辘物是中国古代常见的取水设施，某次研学活动中,一种用电动机

驱动的辘轮引发了同学们的兴趣。如图甲所示为该种辘粉的工作原理简化图，已知辘轮的半径为r=

0.2m,电动机以恒定输出功率将质量为恒=3kg的水桶由静止开始竖直向上提起，提起过程中辘转转动的

角速度随时间变化的图像如图乙所示。忽略辘轮的质量以及所有摩擦阻力,取重力加速度g=10m/s2,下

列说法正确的是（）

A.电动机的输出功率P=30WB.0~4s内水桶上升的高度为3.95m

C.0~4s内井绳对水桶的拉力逐渐增大D.4s~6s内水桶的机械能守恒

【答案】AB

【详解】A.水桶被提起的最大速度为

vm=cor=5X0.2m/s=lm/s

电动机的输出功率为

P=Fvm=mgvm—3x10x30IV

故4正确；

B.0〜4s内，根据动能定理有

12

Pt~mgh=­mvm

0〜4s内水桶上升的高度为

=3.95m

故B正确；

C.0〜4s内根据牛顿第二定律有

口_P_P

%=-=---

vcor

0〜4s内，辘铲转动的角速度逐渐增大，则井绳对水桶的拉力逐渐减小，故。错误；

D.4s〜6s内水桶向上做匀速直线运动，速度不变，高度升高，重力势能增大，4s〜6s内水桶的机械能增大,

故。错误。

故选AB。

【题目®(23-24高三上•福建龙岩・期末)投石机是我国古代人民智慧的结晶,《范蕊兵法》中记载:“飞石重

十二斤,为机发行三百步。”如图所示为某小组自制的投石机,轻质长杆AB可绕光滑转轴。在竖直面内转

动，。4长为〃=2.0m,BC长为L?=l.Orrio将一质量机=2.8kg的石块放在A端网袋中，另一质量Af=

8kg的重物固定于B端,初始时A端位于地面上，杆与水平面的夹角为37°。由静止释放后，杆转到竖直位

置时将石块沿水平方向抛出。石块与重物均可视为质点,不计空气阻力，已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,

重力加速度g取lOm/sz,则()

A.石块被抛出瞬间的速度大小为B.石块被抛出瞬间的速度大小为4m/s

C.石块落地前瞬间重力的功率为112WD.石块落地前瞬间重力的功率为224W

【答案】BD

【详解】AB.根据机械能守恒可知，B减少的重力势能转化成4B的动能与人的重力势能之和，既

A^(L2+i2sin37°)=mg(L1+L1sin37°)+

A、B绕轴做同轴转动,则速度关系为

0=2PB

联立可得石块被抛出瞬间的速度大小为

化4=4m/s

故4错误，B正确；

CD.石块抛出后做平抛运动，由

2^(L1+L1sin37°)=Vy

可得石块落地前瞬间的竖直速度为

v广8m/s

则石块落地前瞬间重力的功率为

P=mgvy=224W

故。错误，。正确。

故选BD。

题目兀（2024.重庆.模拟预测）某研究小组为研究一款篮球的性能，在篮球上安装了速度传感器。如题图1

所示，某次测试时，由静止释放篮球的同时,竖直向下拍一次篮球,篮球第一次落地前的“速度一时间”图像

如题图2所示。已知篮球质量巾=5kg,篮球与水平地面碰撞过程中损失的能量始终为碰撞前篮球动能的

!，且碰撞后篮球速度反向，篮球可视为质点，重力加速度g取10m/s2»则（）

6

图1图2

A.释放点到水平地面的高度为0.8mB.释放点到水平地面的高度为L8m

C.篮球第一次反弹后上升的高度为0.3馆D.篮球第一次反弹后上升的高度为L5m

【答案】AD

【详解】AB.0~0.2s时间内，篮球的v-t图像与t轴围成的面积即为释放点到水平地面的高度，由此可得

Zz=Jx5x0.1m+x（5+6）x0.1m=0.8m

故A正确，B错误；

CD.由v-t图像知，0.1~0.2s时间内，篮球的加速度

2

a2—6c'5mzs2=10m/s=g

0.1?

可见篮球所受阻力可忽略，因此篮球第一次反弹后上升到最高点过程中，篮球的机械能守恒，篮球第一次

落地的速度

。产6m/s

设第一次反弹上升的高度为自，由机械能守恒定律有

12y5_,

1b

解得

hi=1.5m

故。正确，。错误。

故选AD。

题目至〕（23-24高三下•河南•阶段练习）如图甲，起重机用钢索吊重物从静止开始加速上升过程中,重物的

重力势能和动能随上升高度立变化的规律分别为图乙中b和a,重力加速度为g,重物在地面时的重力势能

为零，则重物上升g高度过程中（）

甲乙

B.重物的质量为旦

A.重物的加速度越来越小

gx0

C.钢索拉力做功为0.4瓦D.起重机输出功率与时间成正比

【答案】BD

【详解】

A.根据动能定理

Fa=Ek

由图可知，合力不变，则重物的加速度保持不变,A错误；

B.重力势能随高度的关系为

Ep—mgx

得

图线b的斜率为

E

一o=mg

x0

重物的质量为

E

m=-o--

gx0

B正确；

C.上升x0高度过程中，重力势能增加斯，动能增加0.6与，即重物机械能增加L6E。，钢索拉力做功为

1.6E0,。错误；

D.起重机输出功率为

P—Fv—Fat

重物加速度不变，则起重机输出功率与时间成正比，D正确。

故选BO。

三、解答题

意目口口（2023•上海浦东新•二模）运动员从飞机上跳伞后的运动轨迹简化为图示中的ABC。已知运动员

（含伞包）的质量馆=90kg。在B点时打开伞包后运动员沿着直线段滑行，BC段与地面之间的夹角3

=37。,此时运动员受到的空气升力R与飞行方向垂直，空气阻力后与飞行方向相反,两者大小与滑行速度

“满足：E=C]V2,月=其中G、G为可调节的系数。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2o

（1）若运动员在A点起跳的初速度©o大小为10m/s,下落高度h=400机时的速度q大小为50m/s,求这段

过程中机械能的损失量AE；

⑵若运动员在8。段的某时刻调节G的值为4.8，G的值为1.2,求此时运动员加速度a的大小；

【详解】（1）根据题意可知，这段过程中机械能的损失量为

AE=—mvo+mgh——mvl

代入数据解得

AS=2.52x105J

（2）根据题意，由平衡条件有

CiV2=mgeosd

由牛顿第二定律有

2

mgsinff—C2v=ma

解得

a=gsinJ-*gcos3

代入数据解得

a—4m/s2

（3）若在末段通过调节最终达到匀速滑行，则有a=0,即

.nGa

gsm〃---geos（J-

Ci

解得

G+A3

--=tant/=—

G4

题目H（2024.山东青岛.一模）桶装水电动抽水器可以轻松实现一键自动取水。如图,某同学把一个简易抽

水器安装在水桶上,出水口水平。某次取水时,桶内水位高度5=20cm,按键后测得t=16s内注满了

0.8L的水壶。已知抽水器出水口高度H=60cm、横截面积S=0.Sen?,水壶的高度海—15cm，若该

次取水过程中抽水器将电能转化为水的机械能的效率〃=15%,忽略