（高考物理高分突破试题）专题6功和能量（原卷版）

（高考物理高分突破试题）专题6功和能量（原卷版）（高考物理高分突破试题）专题6功和能量（原卷版）/（高考物理高分突破试题）专题6功和能量（原卷版）专题6功和能量一、判断某力是否做功,做正功还是负功①F与x的夹角(恒力)②F与v的夹角(曲线运动的情况)③能量变化(两个相联系的物体做曲线运动的情况)如图所示,质量为m的物体相对静止在倾角为θ的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l,物体相对斜面静止,则下列说法正确的是()A．重力对物体做正功B．摩擦力对物体做负功C．合力对物体做功不为零D．支持力对物体不做功如图所示为某款磁吸式车载手机支架,手机支架本身具有磁性,在手机背面贴上贴片后,手机放在支架上后便会被牢牢吸住,两者始终保持相对静止,给司机带来很大方便.若手机面向司机按如图所示角度放置,汽车在水平路面上()A．静止时,手机受到三个力的作用B．沿直线加速前进时,支架对手机的力的方向竖直向上C．沿直线匀减速前进时,手机受到的合力不断减小D．沿直线匀速前进时,摩擦力对手机做正功,支持力对手机做负功大型商场为了方便顾客上下楼,都会安装自动扶梯.自动扶梯可以分为两类,一类无台阶(如图1所示,甲扶梯与地面倾角为α),另一类有台阶(如图2所示,乙扶梯与地面倾角为β).质量相等的A、B两顾客分别站上甲、乙两扶梯,各自一起随扶梯从静止开始向上做加速度大小相等的匀加速直线运动,则加速运动过程中()A．A所受支持力大于B所受支持力B．A所受摩擦力大于B所受摩擦力C．A所受支持力的功大于B所受支持力的功D．A所受支持力的功等于B所受支持力的功如图,拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了200m,那么下列说法正确的是()A．摩擦力对轮胎做了负功B．重力对轮胎做了正功C．拉力对轮胎不做功D．支持力对轮胎做了正功如图A、B叠放着,A用绳系在固定的墙上,用力F将B拉着右移,用T、fAB和fBA分别表示绳子拉力,A对B的摩擦力和B对A的摩擦力,则下面正确的叙述是()A．F做正功,fAB做负功,fBA做正功,T不做功B．F和fBA做正功,fAB和T做负功C．F做正功,其它力都不做功D．F做正功,fAB做负功,fBA和T都不做功二、求功的六种方法①W＝Flcosα(恒力)【人在起跳(爬杆)时,由于力的作用点位移为0,故此时支持力(摩擦力)不做功】②W＝Pt(变力,恒力)③W＝ΔEk(变力,恒力)④W＝ΔE(除重力做功的变力,恒力)功能原理⑤图象法(变力,恒力)⑥气体做功;W＝pΔV(p——气体的压强;ΔV——气体的体积变化)三、恒力做功的大小与路面粗糙程度无关,与物体的运动状态无关．近年来,随着国家乡村振兴战略深入实施,绝大部分农村在农业生产中基本实现了机械化,极大的提高了农业生产效率.如图所示为一农业展览馆中展示的上个世纪七八十年代农村农业生产中驴拉磨(将食物磨成粉浆)的情景.假设在驴拉磨的过程中,驴对磨杆的拉力大小为300N,半径r为0.5m,转动一周为5s,则下列说法正确的是()A．驴拉磨一周过程中拉力做功为0B．驴拉磨一周过程中拉力做功为350πJC．驴拉磨一周过程中拉力做功平均功率为60πWD．驴拉磨一周过程中拉力做功平均功率为65πW一物体所受的力F随位移x变化的图像如图所示,求在这一过程中,力F对物体做的功为()A．力F在0～3m的过程中对物体做了3J的功B．力F在3～4m的过程中对物体做了﹣2J的功C．物体在4～5m的过程中克服力F做了1J的功D．力F在0～5m的过程中对物体做了8J的功如图所示,将一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点,水平拉力F将小球从平衡位置P缓慢地拉至轻绳与竖直方向夹角为θ处.已知重力加速度为g,则下列说法正确的是()A．小球的重力势能增加了mglcosθB．拉力F所做的功为FlsinθC．拉力F所做的功为mgl(1﹣cosθ)D．轻绳的拉力所做的功为mgl(多选)如图所示,长度为R的轻杆上等距离固定质量均为m的n个小球,轻杆一端连接转动点O,将轻杆拨动到与转动点O等高的水平位置后自由释放,忽略一切阻力,重力加速度为g,则从释放到轻杆摆至竖直位置的过程中()A．n＝1时,轻杆对小球不做功B．n＝2时,轻杆对第1个小球做功为15C．n＝10时,轻杆对第7个小球不做功D．当轻杆对第k个小球做正功时,应满足k＞理想气体的p﹣V图像如图所示,一定质量的理想气体从状态A开始经过状态B、C、D又回到状态A,其中AB、CD的延长线经过坐标原点O,BC与横轴平行,AD⊥DC,下列说法正确的是()A．气体从状态A到状态B分子平均动能减小B．气体从状态C到状态D从外界吸热C．气体在状态A的温度和状态D的温度相同D．从状态D到状态A,外界对气体做功为0.24p0V0四、功率的计算①平均功率：P=W/t②瞬时功率：P=Fvcosθ五、机车启动问题：(可以根据牛顿第二定律以及动能定理进行分析相关问题)(恒定功率启动)(恒定加速度启动)(恒定加速度运动)六、斜面上的机车启动问题,当F牵=f+mgsinθ时,汽车速度达到最大.某款质量m＝1000kg的汽车沿平直公路从静止开始做直线运动,其v﹣t图像如图所示.汽车在0～t1时间内做匀加速直线运动,t1～50s内汽车保持额定功率不变,50s～70s内汽车做匀速直线运动,最大速度vm＝40m/s,汽车从70s末开始关闭动力减速滑行,t2时刻停止运动.已知,t1＝10s,汽车的额定功率为80kW,整个过程中汽车受到的阻力大小不变.下列说法正确的是()A．t1时刻的瞬时速度10m/sB．汽车在t1～50s内通过的距离x＝1300mC．t2为80sD．阻力大小为1000N如图所示,配送机器人作为新一代配送工具,可以做到自动规避道路障碍与往来车辆行人,做到自动化配送的全场景适应.该配送机器人机身净质量为350kg,最大承载质量为200kg,在正常行驶中,该配送机器人受到的阻力约为总重力的110,满载时最大时速可达5m/s,已知重力加速度g＝10m/s2,关于该机器人在配送货物过程中的说法正确的是(A．该配送机器人的额定功率为5500WB．该配送机器人以额定功率启动时,先做匀加速运动,后做变加速运动直至速度达到最大速度C．该配送机器人空载时,能达到得最大速度为10m/sD．满载情况下以额定功率启动,当速度为2m/s时,该配送机器人的加速度大小为1.5m/s2我国新能源汽车发展迅速,2022年仅比亚迪新能源汽车全年销量为186.35万辆,位列全球第一、如图所示为比亚迪某型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数1v的关系图像.若汽车质量为2×103kg,它由静止开始沿平直公路行驶,且行驶中阻力恒定,最大车速为30m/s,则(A．汽车匀加速所需时间为5sB．汽车以恒定功率启动C．汽车所受阻力为1×103ND．汽车在车速为5m/s时,功率为6×104W在通往某景区的公路上,一辆小汽车沿倾角为θ的斜坡向上由静止启动,在前20s内做匀加速直线运动,第20s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v﹣t图像如图所示.已知汽车的质量m＝1×103kg,汽车受到地面的阻力和空气阻力的合力大小恒为车重的110,sinθ＝0.1,重力加速度g＝10m/s2.则汽车的最大速为(A．25m/sB．28m/sC．30m/sD．35m/s近段时间,针对佩洛西窜访台湾,我解放军在台海周边6个区域组织了航母编队威慑演练.如图甲,我国山东舰航母上的舰载机采用滑跃式起飞,甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分组成,假设上翘甲板BC是与水平甲板AB平滑连接的一段斜面,模型简化图如图乙所示,BC长为L,BC与AB间夹角为α.若舰载机从A点处由静止开始以加速度a做初速度为零的匀加速直线运动,经时间t达到B点,进入BC保持恒定功率加速,在C点刚好达到起飞速度v.已知舰载机的总质量为m(忽略滑行过程中的质量变化),舰载机在甲板上运动时受到甲板的摩擦力和空气阻力之和看作恒力,大小为其重力的k倍,重力加速度为g.求：(1)舰载机的最小额定功率;(2)舰载机在BC段运行的最长时间.七、摩擦生热：Q＝Ffl相对．(若动摩擦因数处处相同,两图中克服摩擦力做功均为W＝μmgs)八、注意区分以下两个概念(不能重复计算)：①摩擦力做功Wf＝fl对地(研究对象为单个物体)——用于动能定理②摩擦生热Qf＝fl相对(研究对象为整个系统)——用于能量守恒九、静摩擦力可以做正功、负功、还可以不做功,但不会摩擦生热;滑动摩擦力可以做正功、负功、还可以不做功,但会摩擦生热.十、几种常见的功能关系及其表达式力做功能的变化定量关系合力的功动能变化W＝Ek2－Ek1＝ΔEk重力的功重力势能变化(1)重力做正功,重力势能减少(2)重力做负功,重力势能增加(3)WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2弹簧弹力的功弹性势能变化(1)弹力做正功,弹性势能减少(2)弹力做负功,弹性势能增加(3)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2只有重力、弹簧弹力做功机械能不变化机械能守恒ΔE＝0除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功机械能变化(1)其他力做多少正功,物体的机械能就增加多少(2)其他力做多少负功,物体的机械能就减少多少(3)W其他＝ΔE一对相互作用的滑动摩擦力的总功机械能减少内能增加(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功,系统内能增加(2)摩擦生热Q＝Ff·x相对有三个斜面a、b、c,底边长与高度分别如图所示.某物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同,这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端.三种情况相比较,下列说法正确的是()A．物体损失的机械能ΔEc＝2ΔEb＝2ΔEaB．物体重力势能的变化量Epa＝2Epb＝EpcC．物体到达底端的动能Eka＝2Ekb＝2EkcD．因摩擦产生的热量Qa＝2Qb＝2Qc如图所示,质量为2000kg电梯的缆绳发生断裂后向下坠落,电梯刚接触井底缓冲弹簧时的速度为4m/s,缓冲弹簧被压缩2m时电梯停止了运动,下落过程中安全钳总共提供给电梯17000N的滑动摩擦力.已知弹簧的弹性势能为Ep=12kx2(k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量),A．弹簧的劲度系数为3000N/mB．整个过程中电梯的加速度一直在减小C．电梯停止在井底时受到的摩擦力大小为17000ND．电梯接触弹簧到速度最大的过程中电梯和弹簧组成的系统损失的机械能约为4600J如图1所示,水平传送带以恒定的速度顺时针转动,质量为m＝10kg的箱子在水平传送带上由静止释放,经过6s后,箱子滑离传送带,箱子的v﹣t图像如图2所示,对于箱子从静止释放到相对传送带静止这一过程,重力加速度g取10m/s2,下列说法正确的是()A．箱子与传送带间的动摩擦因数为0.5B．箱子对传送带做功为﹣45JC．传送带对箱子做功为180JD．箱子与传送带因摩擦产生的热量为45J如图所示,某斜面的顶端到正下方水平面O点的高度为h,斜面与水平面平滑连接,斜面倾角为θ,小木块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ,一小木块从斜面的顶端由静止开始滑下,滑到水平面上距离O点为x的A点停下.以O点为原点建立xOy坐标系,改变斜面倾角和斜面长度,小木块仍在A点停下,则小木块静止释放点的坐标可能是()A．(16x,23h)B．(14x,12h)C．(13x,13h)D如图所示,一轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,自然伸长时弹簧上端处于A点.t＝0时将小球从A点正上方O点由静止释放,t1时到达A点,t2时弹簧被压缩到最低点B.以O为原点,向下为正方向建立x坐标轴,以B点为重力势能零点,弹簧形变始终处于弹性限度内.小球在运动过程中的动能Ek、重力势能Ep1、机械能E0及弹簧的弹性势能Ep2变化图像可能正确的是()A．B．C．D．′如图所示,劲度系数为k的轻质弹性绳一端固定在O点,另一端与一质量为m、套在摩擦因数为μ的粗糙竖直固定杆的圆环相连,M处有一光滑定滑轮,初始圆环置于A处,OMA三点在同一水平线上,弹性绳的原长等于OM,圆环从A处由静止开始释放,到达C处时速度为零,AC＝h.如果圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A,弹性绳始终在弹性限度内,重力加速度为g,则下列分析正确的是()A．下滑过程中,竖直杆对圆环摩擦力越来越大B．从A下滑到C过程中摩擦发热为1C．在C处,弹性绳的弹性势能为mgD．圆环的机械能在下滑过程中持续减小,上升过程中持续增加如图所示为处于竖直平面内的一实验探究装置的示意图,该装置由长L1＝3m、速度可调的固定水平传送带,圆心分别在O1和O2,圆心角θ＝120°、半径R＝0.4m的光滑圆弧轨道BCD和光滑细圆管EFG组成,其中B点和G点分别为两轨道的最高点和最低点,B点在传送带右端转轴的正上方.在细圆管EFG的右侧足够长的光滑水平地面上紧挨着一块与管口下端等高、长L2＝2.2m、质量M＝0.4kg木板(与轨道不粘连).现将一块质量m＝0.2kg的物块(可视为质点)轻轻放在传送带的最左端A点,物块由传送带自左向右传动,在B处的开口和E、D处的开口正好可容物块通过.已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ1＝0.2,物块与木