2022届高考物理二轮复习专题练习 ：专题6 机械能守恒定律(word版含答案)
2022届高考物理二轮复习专题突破：专题二十六 机械能守恒定律
2022届高考物理二轮复习专题突破：专题二十六机械能守恒定律一、单选题1．（2分）如图，底端固定有挡板的斜面体置于粗糙水平面上，轻弹簧一端与挡板连接，弹簧为原长时自由端在B 点，一小物块紧靠弹簧放置并在外力作用下将弹簧压缩至A 点. 物块由静止释放后，沿粗糙斜面上滑至最高点C，然后下滑，最终静止在斜面上. 若整个过程中斜面体始终静止，则下列判定正确的是（）A．整个运动过程中，物块加速度为零的位置只有一处B．物块上滑过程中速度最大的位置与下滑过程中速度最大的位置不同C．整个运动过程中，系统弹性势能的减少量等于系统内能的增加量D．物块从A 上滑到C 的过程中，地面对斜面体的摩擦力大小先增大再减小，然后不变2．（2分）如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一个光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，让一个物块从槽上高h处由静止开始下滑。
下列说法正确的是（）A．物块沿槽下滑的过程中，物块的机械能守恒B．物块沿槽下滑的过程中，物块与槽组成的系统水平方向动量守恒C．从物块压缩弹簧到被弹开的过程中，弹簧对物块的冲量等于零D．物块第一次被反弹后一定再次回到槽上高h处3．（2分）忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（）A．电梯匀速下降B．汽车刹车到停下来C．物体沿着斜面匀速下滑D．物体做自由落体运动4．（2分）如图所示，轻质动滑轮下方悬挂重物A、轻质定滑轮下方悬挂重物B，悬挂滑轮的轻质细线竖直。
开始时，重物A、B处于静止状态，释放后A、B开始运动。
已知A、B的质量均为m，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g，当A的位移为h时（）A．B的位移为2h，方向向上B．A，B速度大小始终相等C．A的速度大小为√2D．B的机械能减少2mgh5gℎ5．（2分）自动充电式电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池相连。
在刹车或下坡滑行时，开启充电装置，发电机可以向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来。
2024高考物理复习专题06 机械能守恒定律 能量守恒定律(讲义)(解析版)
知积建构
机械能· 机械能是否守恒的三种判断方法
机械能与图象结合的问题， 应用机械能守恒定律解题的一般步骤
系统机械能守恒的三种表示方式· 多物体系统的机械能守恒问题
机械能及守恒的判断
机械能守恒定律
能量守恒定律
机械能守恒 定律的应用
能量守恒定律
及其应用
涉及弹簧的能量问题 摩擦力做功的能量问题
可知铅球速度变大，则动能越来越大，ＣＤ错误。 故选Ｂ。
２．（２０２１·全国·高考真题）如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端 与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底 板上有相对滑动。在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（）
Ａ．弹性绳刚伸直时，运动员开始减速
Ｂ．整个下落过程中，运动员的机械能保持不变 Ｃ．整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功
Ｄ．弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大
【答案】Ｄ 【详解】Ａ．弹性绳刚伸直时，此时运动员的重力大于弹性绳的弹力，加速度向下，运动员仍加速运动，故 Ａ错误；Ｂ．整个下落过程中，运动员连同弹性绳的机械能总和不变，但是整个下落过程中随着弹性绳的弹 性势能增大，运动员的机械能在减小，故Ｂ错误；Ｃ．整个下落过程中，初末状态运动员的速度均为零，重
３．板块问题……………………………………２０
４．传送带问题……………………………………２１ 题型特训·命题预测…２１ 考向一 能量转化及守恒定律的综合应用………２１
考向二 涉及弹簧的能量问题……………………２２
考向三 涉及板块、传送带的能量问题…………２４
2020届物理高考二轮专题复习与测试：专题强化练(六) 机械能守恒定律 功能关系 Word版含解析
专题强化练(六)考点1 机械能守恒定律的应用1．以下运动中物体的机械能一定守恒的是( )A ．物体做匀速直线运动B ．物体从高处以的加速度竖直下落g 4C ．不计空气阻力，细绳一端拴一小球，使小球在竖直平面内做圆周运动D ．物体做匀变速曲线运动解析：物体做匀速直线运动时动能不变，而重力势能可能变化，所以机械能不一定守恒，故A 错误；物体从高处以的加速度竖直下落g 4时，必定受到向上的阻力，物体的机械能不守恒，故B 错误；不计空气阻力，细绳一端拴一小球，使小球在竖直平面内做圆周运动，细绳的拉力对小球不做功，只有重力做功，机械能守恒，故C 正确；物体做匀变速曲线运动时可能有除重力以外的其他力做功，机械能不一定守恒，故D 错误．答案：C2．(多选)(2019·郑州模拟)如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道由一段抛物线AB 组成，A 点为抛物线顶点，已知h ＝0.8 m ，x ＝0.8 m ，重力加速度g 取10 m/s 2，一小环套在轨道上的A 点，下列说法正确的是( )A ．小环以初速度v 0＝2 m/s 从A 点水平抛出后，与轨道无相互作用力B ．小环以初速度v 0＝1 m/s 从A 点水平抛出后，与轨道无相互作用力C ．若小环从A 点由静止因微小扰动而滑下，到达B 点的速度为4 m/sD ．若小环从A 点由静止因微小扰动而滑下，到达B 点的时间为0.4 s解析：由x ＝v 0t 和h ＝gt 2可得，若初速度v 0＝2 m/s 时，x ＝2t ，y ＝0.812－5t 2，由数学知识可知，小环运动规律恰好与图中抛物线重合．故小环恰好沿抛物线到达B 点，小环与轨道无相互作用，故A 正确；小环以初速度v 0＝1 m/s 从A 点水平抛出后，做抛物线的轨道与AB 不同，故与轨道间一定有相互作用力，故B 错误；若小环从A 点由静止因微小扰动而滑下，小环下滑中机械能守恒．则有mgh ＝m v 2，解得v ＝4 12m/s ，故C 正确；若小球做平抛运动时，由h ＝gt 2可得时间为0.4 12s ．但如果是让小球由静止下滑时，水平方向上不再是匀速直线运动，并且到达B 点时的水平速度一定小于2 m/s ，因此到达B 点的时间要长于0.4 s ，故D 错误．答案：AC3．(2019·哈尔滨六中检测)如图所示，物体A 的质量为M ，圆环B 的质量为m ，通过绳子连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时连接圆环的绳子处于水平，长度l ＝4 m ，现从静止释放圆环．不计定滑轮和空气的阻力，g 取10 m/s 2，若圆环下降h ＝3 m 时的速度v ＝5m/s ，则A 和B 的质量关系为( )A.＝B.＝M m 3529M m 79C.＝ D.＝M m 3925M m 1519解析：圆环下降3 m 后的速度可以按如图所示分解，故可得v A ＝v cos θ＝，A 、B 和绳子看成一个整体，整体只有重力做功，机v hh 2＋l 2械能守恒，当圆环下降h ＝3 m 时，根据机械能守恒可得mgh ＝Mgh A ＋m v 2＋M v ，其中h A ＝－l ，联立可得＝，故A 正确．12122A h 2＋l 2M m 3529答案：A考点2 能量守恒定律4．(多选)(2019·宜春模拟)某货场有一简易的节能运输装置，如图所示．小车在轨道顶端时，自动将货物装入车中，然后小车载着货物沿不光滑的轨道无初速度下滑，到达斜面底端后，小车前端的缓冲弹簧被压缩，当弹簧被压缩至最短，立即锁定并自动将货物卸下．卸完货物后随即解锁，小车恰好能被弹回到轨道顶端，此后重复上述过程．则下列说法中正确的是( )A．小车在往复运动过程中机械能是守恒的B．小车上滑时经过轨道中点的加速度大于下滑时经过该点的加速度C．小车上滑过程中克服摩擦阻力做的功小于小车下滑过程中克服摩擦阻力做的功D．小车下滑到最低点时弹簧弹性势能的最大值等于货物减少的重力势能解析：小车在往复运动过程中，摩擦力对小车做功，所以其机械能不守恒，故A错误；设下滑的加速度为a1，上滑的加速度为a2，小车质量为M，货物质量为m，则根据牛顿第二定律得，下滑过程(M＋m)g sin θ－μ(M＋m)g cos θ＝(M＋m)a1，上滑过程Mg sin θ＋μMg cos θ＝Ma2，解得a1<a2，故B正确；上滑过程和下滑过程中的摩擦力大小不同，下滑时的摩擦力大于上滑时的摩擦力，故小车上滑过程中克服摩擦阻力做的功小于小车下滑过程中克服摩擦阻力做的功，故C正确；根据能量守恒定律可知，小车与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能和内能，故D错误．答案：BC5．(多选)(2019·株洲模拟)如图所示，在倾角为θ＝30°的足够长的固定粗糙斜面上一质量为m＝0.4 kg的滑块在t＝0时刻自斜面底端以某一初速度沿斜面向上运动，滑块上滑过程中距斜面底端的距离d＝10t－5t2(m)，不计空气阻力，g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是( )A ．在t ＝1 s 时刻滑块开始下滑B ．在t ＝2 s 时刻滑块返回斜面底端C ．滑块和斜面间的动摩擦因数μ＝34D ．滑块在斜面上运动过程中机械能损失10 J解析：由滑块上滑过程中距斜面底端的距离d ＝10t －5t 2(m)，可知滑块的初速度为10 m/s ，加速度大小为10 m/s 2，方向沿斜面向下，则到达最高点时有0＝v 0－at ，代入数据解得t ＝1 s ，故A 正确；对滑块上滑过程由牛顿第二定律得mg sin θ＋μmg cos θ＝ma ，代入数据得μ＝，到达最高点速度为零时有mg sin θ＝μmg cos θ，滑块不会向下滑动，33将处于静止状态，故B 、C 错误；滑块到达最高点时的位移x ＝v 0t －at 212＝10×1 m －×10×12 m ＝5 m ，滑块在斜面上运动过程中机械能损失12ΔE ＝μmg cos θ·x ＝×0.4×10××5 J ＝10 J ，故D 正确．3332答案：AD6．(多选)(2019·张掖模拟)如图所示，质量为m 的滑块以一定初速度滑上倾角为θ的固定斜面，同时施加一沿斜面向上的恒力F ＝mg sin θ，已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝tan θ，取出发点为参考点，能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量Q 、滑块的动能Ek 、机械能E 随时间t 变化关系及滑块的势能E p 随位移x 变化关系的是( )解析：因为μ＝tan θ＝，所以当滑块向上滑动过程中，受到sin θcos θ的滑动摩擦力大小为F f ＝μmg cos θ＝mg sin θ，方向沿斜面向下，而在沿斜面向下的方向上还受到重力的分力，即沿斜面向下的合力为2mg sin θ＞F ，故滑块做匀减速直线运动，E k ＝m v 2＝m (v 0－at )2，动1212能是关于时间的二次函数，不是线性函数，故B 错误；产生热量等于克服滑动摩擦力做的功，即Q ＝F f x ＝mg (v 0t ＋at 2)·cos θ，与t 不是线12性函数，故A 错误；滑块的重力势能等于克服重力所做的功，其大小为E p ＝mgh ＝mgx sin θ，与位移x 成正比，故C 正确；因为F 与摩擦力等大反向，所以两者做功代数和为零，即过程中合力做功等于重力做功，机械能保持不变，故D 正确．答案：CD考点3 功能关系的应用7.如图所示，在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道，半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力．已知AP ＝2R ，重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程中( )A ．重力做功2mgRB ．机械能减少mgRC ．合外力做功mgRD ．克服摩擦力做功mgR 12解析：小球由P 到B 的过程重力做功W G ＝mg (2R －R )＝mgR ，A 错误；小球经过B 点时恰好对轨道没有压力，由牛顿第二定律可知mg＝m ，即小球在B 点的速度v ＝；小球由P 到B 的过程，由动能v 2RgR 定理可知合力做功W 合＝ΔE k ＝m v 2＝mgR ，C 错误；又因为W 合＝W G 1212＋W f ，所以小球由P 到B 的过程摩擦力做功W f ＝W 合－W G ＝－mgR ，12由功能关系知，物体的机械能将减少mgR ，B 错误，D 正确．12答案：D8．(多选)(2019·惠州模拟)如图所示为倾角为θ＝30°的斜面轨道，质量为M 的木箱与轨道间的动摩擦因数为.木箱在轨道顶端时，将质36量为m 的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端．下列选项正确的是( )A ．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能B ．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度C ．M ＝2mD ．m ＝2M解析：在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能，故A 错误；受力分析可知，下滑时加速度为g sin θ－μg cos θ，上滑时加速度为g sin θ＋μg cos θ，故B 正确；设下滑的距离为l ，根据功能关系有：μ(m ＋M )gl cos θ＋μMgl cos θ＝mgl sin θ，得m ＝2M ，故D 正确，C 错误．答案：BD9.(2019·泉州模拟)如图所示为地铁站用于安全检查的装置，主要由水平传送带和X 光透视系统两部分组成，传送过程传送带速度不变．假设乘客把物品轻放在传送带上之后，物品总会先、后经历两个阶段的运动，用v 表示传送带速率，用μ表示物品与传送带间的动摩擦因数，则( )A ．前阶段，物品可能向传送方向的相反方向运动B ．后阶段，物品受到摩擦力的方向跟传送方向相同C ．v 相同时，μ不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同D ．μ相同时，v 增大为原来的2倍，前阶段物品的位移增大为原来的2倍解析：物品轻放在传送带上，前阶段，物品受到向前的滑动摩擦力，所以物品的运动方向一定与传送带的运动方向相同，故A 错误；后阶段，物品与传送带一起做匀速运动，不受摩擦力，故B 错误；设物品匀加速运动的加速度为a ，由牛顿第二定律得F f ＝μmg ＝ma ，物品的加速度大小为a ＝μg ，匀加速的时间为t ＝＝，位移为x ＝t ，传送v a v μg v 2带匀速的位移为x ′＝v t ，物品相对传送带滑行的距离为Δx ＝x ′－x ＝v t 2＝，物品与传送带摩擦产生的热量为Q ＝μmg Δx ＝m v 2，则知v 相v 22μg12同时，μ不同的等质量物品与传送带摩擦产生的热量相同，故C 正确；前阶段物品的位移为x ＝＝，则知μ相同时，v 增大为原来的2倍，v t 2v 22μg前阶段物品的位移增大为原来的4倍，故D 错误．答案：C10.如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A 、B 两点间的距离为l ＝5 m ，传送带在电动机的带动下以v ＝1 m/s 的速度匀速运动．现将一质量为m ＝10 kg 的小物体(可视为质点)轻放在传送带上的A 点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝，在传送32带将小物体从A 点传送到B 点的过程中，求(g 取10 m/s 2)：(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功．解析：(1)小物体刚开始运动时，根据牛顿第二定律有μmg cos θ－mg sin θ＝ma ，解得小物体上升的加速度为a ＝＝2.5 m/s 2，g 4当小物体的速度为v ＝1 m/s 时，小物体的位移x ＝＝0.2 m<5 m ，v 22a之后小物体以v ＝1 m/s 的速度匀速运动到B 点，由功能关系得W ＝ΔE k ＋ΔE p ＝m v 2＋mgl sin θ＝255 J ；12(2)电动机做的功等于小物体的机械能的增加量和小物体与传送带间因摩擦产生的热量Q 之和，由v ＝at 得t ＝＝0.4 s ，v a相对位移x ′＝v t －t ＝0.2 m ，v 2摩擦产生的热量Q ＝μmgx ′cos θ＝15 J ，故电动机做的功为W 电＝W ＋Q ＝270 J.答案：(1)255 J (2)270 J考点4 电磁场中的能量问题11．(2019·濮阳模拟)某电场中x 轴上电场强度E 随x 变化的关系如图所示，设x 轴正方向为电场强度的正方向．一带电荷量为q 的粒子从坐标原点O 沿z 轴正方向运动，结果粒子刚好能运动到x ＝3x 0处．假设粒子仅受电场力作用，E 0、x 0已知，则下列说法正确的是( )A ．粒子一定带负电B ．粒子的初动能大小为qE 0x 0C ．粒子沿x 轴正方向运动过程中最大动能为2qE 0x 0D ．粒子沿x 轴正方向运动过程中电势能先增大后减小解析：从图中可知粒子在沿x 轴正向运动过程中，电场强度方向发生改变，并且在x 0～3x 0过程中电场强度和位移都比0～x 0过程中的大，也就是说如果先做负功后做正功，粒子不可能在3x 0处静止，所以只有先做正功后做负功，电势能先减小后增大，故粒子一定带正电，故A 、D 错误；因为电场强度是均匀减小的，0～x 0过程中平均电场强度为E 0，x 0～3x 0过程中平均电场强度为E 0，根据动能定理得E 0qx 0－1212E 0q ·2x 0＝0－E k0，解得初动能E k0＝E 0qx 0，故B 错误；在0～x 0过程32中电场力做正功，所以在x 0处动能最大，最大为E km ＝E k0＋E 0qx 0＝122E 0qx 0，故C 正确．答案：C12．如图所示，绝缘斜面处在一个竖直向上的匀强电场中，一带电金属块由静止开始沿斜面滑到底端．已知在金属块下滑的过程中动能增加0.3 J ，重力做功1.5 J ，电势能增加0.5 J ，则以下判断正确的是( )A ．金属块带负电荷B ．电场力做功0.5 JC ．金属块克服摩擦力做功0.8 JD ．金属块的机械能减少1.2 J解析：金属块的电势能增加，说明电场力做负功，则电场力方向竖直向上，所以金属块带正电荷，选项A 错误；克服电场力做多少功，电势能就增加多少，故金属块克服电场力做功0.5 J ，即电场力做功－0.5 J ，选项B 错误；根据动能定理可得W G ＋W E ＋WF f ＝ΔE k ，解得WF f ＝－0.7 J ，即金属块克服摩擦力做功0.7 J ，选项C 错误；重力做功1.5 J ，金属块的重力势能减少1.5 J ，动能增加0.3 J ，故机械能减少1.2 J ，选项D 正确．答案：D13．(2019·佛山模拟)CD 、EF 是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L ，在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，磁场区域的长度为d ，如图所示．导轨的右端接有一电阻R ，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接．将一阻值也为R 的导体棒从弯曲轨道上h 高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处．已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为u ，则下列说法中正确的是( )A ．电阻R 的最大电流为Bd 2gh RB ．流过电阻R 的电荷量为BdL 2RC ．整个电路中产生的焦耳热为mghD ．电阻R 中产生的焦耳热为mgh 12解析：金属棒下滑过程中，机械能守恒，得mgh ＝m v 2，金属棒12到达水平面时的速度v ＝，金属棒到达水平面后进入磁场受到向2gh 左的安培力做减速运动，则刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为E ＝BL v ，最大的感应电流为I ＝，选项A 错误；BL 2gh 2R通过金属棒的电荷量为q ＝＝，选项B 正确；金属棒在整个运ΔΦ2R BLd 2R动过程中，由动能定理得mgh －W 安－μmgd ＝0，则克服安培力做功W 安＝mgh －μmgd ，选项C 错误；克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生焦耳热Q R ＝Q ＝W 安＝(mgh －μmgd )，选项D 错误．121212答案：B14．(2019·玉溪模拟)如图所示，两根光滑的平行金属导轨位于水平面内，匀强磁场与导轨所在平面垂直，两根金属杆甲和乙可在导轨上无摩擦地滑动，滑动过程中与导轨接触良好且保持垂直．起初两根杆都静止．现突然给甲一个冲量使其获得速度v 而开始运动，回路中的电阻不可忽略，那么在以后的运动中，下列说法正确的是( )A ．甲克服安培力做的功等于系统产生的焦耳热B ．甲动能的减少量等于系统产生的焦耳热C ．甲机械能的减少量等于乙获得的动能与系统产生的焦耳热之和D ．最终两根金属杆都会停止运动解析：给甲一个冲量使其获得速度v 而开始运动，回路中产生逆时针方向的感应电流．根据左手定则，甲棒受到向左的安培力而减速，乙棒受到向右的安培力而加速，根据能量守恒定律，故甲棒减小的动能等于系统增加的内能和乙棒增加的动能之和，故A 、B 、D 错误，C 正确．答案：C。
专题精讲06+机械能守恒定律+能量守恒定律(课件)-2024年高中物理二轮复习专题精讲精练(新高考)
专题06
机械能守恒 定律 能量守恒定律
目录
1、提炼必备知识 2、突破高考热点 3、链接高考真题 4、课时跟踪训练
1、提炼必备知识
目录
1、提炼必备知识
内容
重要的规律、公式和二级结论
(1) 重力势能：Ep＝mgh，与参考平面的选取有关，而重力势能的
变化量与参考平面选取无关。 1.重力势能
(2) 重力做功只与初、末位置有关，而与路径无关；重力做正功，
重力势能减小；重力做负功，重力势能增大。
(3) 弹簧的弹力做功只与位置有关，而与路径无关。 2.弹性势能 (4) 弹性势能：Ep＝12kx2。
(5) 机械能守恒的条件：只有重力和弹簧的弹力做功，其他力做功 3.机械能守 为 0。
恒定律 (6) 表达式：mgh1＋12mv21＝mgh2＋12mv22或者 Ep 减＝Ek 增。
度大小 vB＝31 m/s，物块的速度大小 v＝vBcos α＝0.2 m/s，故 C 正确；小球从 A
运动到
B，弹簧伸长量
x1＝sinL
α－L＝0.01
m，根据机械能守恒定律有
L mg·tan
α
＝12m 块 v2＋12mv2B＋ΔEp 弹，弹簧弹力做功 ΔEp 弹＝21kx21，解得 m 块＝496 kg，故 B
定斜面上，放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的球A和B，两球之
间用一根长L＝0.5 m的轻杆相连，球B距水平面的高度h＝0.1 m。两球从静止
开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10 m/s2，
sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则下列说法中正确的是( BC )
Q＝m（v2＋3v22甲－2v甲v），根据二次函数性质知，当 v 甲＝v3时上式
2022年天津市高考物理总复习：机械能守恒定律
2022年天津市高考物理总复习：机械能守恒定律1．“跳楼机”以惊险刺激深受年轻人的欢迎，它的基本原理是将巨型娱乐器械由升降机送到离地面一定高处，然后让座舱自由落下.一段时间后，使座舱均匀减速，到达地面时刚好停下（）A．游客在下降过程中先经历超重，后经历失重B．自由落体阶段和制动阶段，游客的平均速度相同C．自由落体阶段和制动阶段，游客所受合力的冲量相同D．自由落体阶段和制动阶段，游客的机械能守恒【分析】根据加速度方向分析游客的运动状态；根据匀变速直线运动的平均速度公式＝分析自由落体阶段和制动阶段游客的平均速度关系；根据动量定理分析合力的冲量关系；对照机械能守恒的条件分析游客的机械能是否守恒。
【解答】解：A、游客在下降过程中，后向上，后超重过程；B、设游客的最大速度为v＝分析可知，故B正确；C、根据动量定理可知游客合力的冲量等于动量的变化量，则知两个过程中合力冲量大小相等，合力的冲量不同；D、在减速过程中，其机械能减少。
故选：B。
【点评】本题属于多过程问题，要分清过程，找准每一过程的运动规律，把握两个过程之间的联系，如速度关系，然后选择合适公式列式分析。
2．一起重机的钢绳由静止开始提起质量为m的重物匀加速竖直上升，当重物的速度为v1时，起重机达到额定功率。
以后起重机保持该功率不变，继续提升重物2。
已知重力加速度为g，则整个过程中重物的v﹣t图如图所示，下列说法正确的是（）A．起重机的额定功率为mgv1B．重物速度为v1时钢绳拉力大小等于重物重力大小C．重物的平均速度大小为D．重物匀加速运动的加速度大小为g﹣g【分析】重物匀速上升时功率为额定功率，可以根据功率公式求出额定功率，匀加速过程中拉力恒定，根据功率公式，求出匀加速过程中钢绳的拉力，根据牛顿第二定律可求得重物匀加速过程的加速度大小；对于非匀变速直线运动，其平均速度并不等于初末速度的平均值。
【解答】解：AD、重物在钢绳拉力下先做匀加速直线运动，当物体的加速度为零时，物体的速度达到最大值v2，此时钢绳的拉力F＝mg，所以起重机的额定功率P＝Fv2＝mgv8，重物做匀加速直线运动的过程中，钢绳对重物的拉力根据牛顿第二定律可得：F1﹣mg＝ma联立解得匀加速直线运动的加速度，故A错误。
适用于新高考新教材高考物理二轮复习专题分动能定理机械能守恒定律功能关系的应用(含答案)
适用于新高考新教材高考物理二轮复习专题：专题分层突破练5动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用A 组基础巩固练1.(2023全国新课标卷)无风时,雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。
一质量为m 的雨滴在地面附近以速率v 下落高度h 的过程中,克服空气阻力做的功为(重力加速度大小为g )( ) A.0 B.mgh C.12mv 2-mghD.12mv 2+mgh2.(2023辽宁卷)如图(a)所示,从高处M 点到地面N 点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。
两相同小物块甲、乙同时从M 点由静止释放,沿不同轨道滑到N 点,其速率v 与时间t 的关系如图(b)所示。
由图可知,两物块在离开M 点后、到达N 点前的下滑过程中( )A.甲沿Ⅰ下滑且同一时刻甲的动能比乙的大B.甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小C.乙沿Ⅰ下滑且乙的重力功率一直不变D.乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大3.(2023浙江6月选考)铅球被水平推出后的运动过程中,不计空气阻力,下列关于铅球在空中运动时的加速度大小a 、速度大小v 、动能E k 和机械能E 随运动时间t 的变化关系中,正确的是( )4.(多选)(2023江西南昌高三期中)图甲为一种新型的电动玩具,整体质量为m ,下方的圆球里有电动机、电池、红外线发射器等,打开开关后叶片转动时会产生一个与叶片转动平面垂直的升力F ,使玩具在空中飞行。
将玩具从离地面高度为4h0处由静止释放,使玩具在竖直方向运动,升力F随离地面高度h变化的关系如图乙所示,重力加速度为g,玩具只受升力和自身重力作用。
对于4h0~2h0过程,下列判断正确的是()A.玩具先做匀加速运动再做匀减速运动B.玩具下落到距地面3h0高处速度最大C.玩具下落的最大速度为√gℎ0D.玩具下落的最大速度为√3gℎ025.(多选)(2023四川德阳二模)甲、乙两赛车在平直赛道上由静止开始保持额定功率启动。
甲车启动12 s后,速度达到108 km/h,30 s后,速度达到最大速度216 km/h;乙车启动9 s后,速度达到108 km/h,25 s后,速度达到最大速度234 km/h。
近6年全国各地高考物理真题汇编：机械能守恒定律(Word版含答案)
2017-2022年全国各地高考物理真题汇编：机械能守恒定律学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共11题）1．（2022·全国·高考真题）固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P 点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于（ ）A ．它滑过的弧长B ．它下降的高度C ．它到P 点的距离D ．它与P 点的连线扫过的面积2．（2022·全国·高考真题）北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。
运动员从a 处由静止自由滑下，到b 处起跳，c 点为a 、b 之间的最低点，a 、c 两处的高度差为h 。
要求运动员经过c 点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k 倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c 点处这一段圆弧雪道的半径不应小于（ ）A ．1h k +B ．hk C ．2h k D ．21h k - 3．（2021·重庆·高考真题）如图所示，竖直平面内有两个半径为R ，而内壁光滑的14圆弧轨道，固定在竖直平面内，地面水平，1O O 、为两圆弧的圆心，两圆弧相切于N 点。
一小物块从左侧圆弧最高处静止释放，当通过N 点时，速度大小为（重力加速度为g ）（ ）A B C D 4．（2021·海南·高考真题）水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。
如图所示，滑梯顶端到末端的高度 4.0m H =，末端到水面的高度 1.0m h =。
取重力加速度210m /s g =，将人视为质点，不计摩擦和空气阻力。
则人的落水点到滑梯末端的水平距离为（ ）A ．4.0mB ．4.5mC ．5.0mD ．5.5m5．（2021·北京·高考真题）2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。
高考物理二轮复习：机械能及其守恒定律含答案
2021届高考物理：机械能及其守恒定律（二轮）含答案专题：机械能及其守恒定律1、如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动．已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在最高点时对轨道的压力大小为N2.重力加速度大小为g，则N1－N2的值为()A．3mg B．4mgC．5mg D．6mg2、如图所示，由电动机带动着倾角θ=37°的足够长的传送带以速率v=4 m/s=2 m/s的速顺时针匀速转动。
一质量m=2 kg的小滑块以平行于传送带向下v率滑上传送带，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数μ=，g取10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止的时间内( )A.小滑块的加速度大小为0.1 m/s2B.重力势能增加了120 JC.小滑块与传送带因摩擦产生的内能为84 JD.电动机多消耗的电能为336 J3、半径为R的圆环竖直放置，圆环可以绕过圆心的竖直轴旋转，两个质量相等可视为质点的小环套在圆环上A、B两点并处于静止状态，A、B连线过圆心且与竖直方向成37°角，某时刻大圆环开始绕竖直轴旋转，角速度从零不断增大，则下列说法正确的是()A．小环与大环之间动摩擦因数μ≥0.75B．B处的小环先相对大环开始滑动C．两小环的高度最终都将升高D．只要小环不发生相对滑动，大环就不对小环做功4、(双选)如图所示，两质量相同的小球A、B，分别用线悬在等高的O1、O2点，A球的悬线比B球的长，把两球的悬线均拉到水平位置后将小球无初速度释放，则经过最低点时(以悬点为零势能点)()A．A球的速度等于B球的速度B．A球的动能大于B球的动能C．A球的机械能大于B球的机械能D．A球的机械能等于B球的机械能5、如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一根轻质弹性橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的A点，橡皮绳竖直且处于原长，原长为h，现让圆环沿杆从静止开始下滑，滑到杆的底端时速度为零。
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试卷第1页，共8页 专题6 机械能守恒定律 专题训练 一、单选题 1．（2022·湖北·武汉东湖新技术开发区教育发展研究院模拟预测）伽利略的理想斜面实验反映了一个重要
事实：如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略不计，自由释放的小球必将准确地运动到它开始释放相同高度的点，绝不会更高一点，这说明，小球在运动过程中有一个“物理量”是不变的，这个“物理量”是（ ）
A．弹力 B．速度 C．动能 D．机械能 2．（2021·湖南·模拟预测）由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段都是半径为R的四分之
一圆弧，A、C处切线均沿水平方向，轨道固定在竖直平面内。一质量为m的小球从距离水平地面高为H的管口D处由静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是（ ）
A．小球落到地面时相对于A点的水平位移为222RHR
B．小球落到地面时相对于A点的水平位移为
224RHR
C．小球能从细管A端水平抛出的条件是H＞2R D．小球能从细管A端水平抛出的条件是H52＞R
3．（2022·江苏南通·二模）如图所示，水平轻弹簧一端固定，另一端与滑块连接，当滑块轻放在顺时针转
动的水平传送带上瞬间，弹簧恰好无形变。在滑块向右运动至速度为零的过程中，下列关于滑块的速度v、加速度a随时间t，滑块的动能Ek、滑块与弹簧的机械能E随位移x变化的关系图像中，一定错误的
是（ ） 试卷第2页，共8页
A． B． C． D． 二、多选题 4．（2022·广东韶关·模拟预测）如图所示，拉力F将物体沿斜面向下拉，已知拉力大小与摩擦力大小相
等，则下列说法中正确的是（ ）
A．物体的动能增加 B．物体的动能保持不变 C．物体的总机械能增加 D．物体的总机械能保持不变 5．（2022·河南洛阳·二模）如图甲，在倾角为θ=30°的斜面上放一轻质弹簧，其下端固定，静止时上端位
置在B点。小物块在A点由静止释放，从开始运动的一段时间内的v-t图像如图乙所示。小物块在0.8s时运动到B点，在1.0s时到达C点（图中未标出），在1.3s时到达D点，经过一段时间后又回到B点，且速度不为零。取g=10m/s2。由图知（ ）
A．小物块从A点运动到D点的过程中，小物块在C点时，弹簧的弹性势能最小 B．小物块从A点运动到D点的过程中，小物块机械能不断减少 C．小物块从D点运动到B点的过程中，加速度不断减小 D．小物块第一次经过B点的加速度值小于第二次经过B点的加速度值 6．（2022·山东·烟台市教育科学研究院一模）如图所示，内壁光滑的圆形细管固定在倾角为θ的斜面上，
其半径为R，A、C分别为细管的最高点和最低点，B、D为细管上与圆心O处于同一水平高度的两点，细管内有一直径稍小于细管内径的质量为m的小球，小球可视为质点。开始时小球静止在A点，某时刻试卷第3页，共8页
对小球施加轻微扰动，使小球自A向B沿着细管开始滑动。以过直线BOD的水平面为重力势能的参考平面，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球不能返回到A点 B．小球自A点到B点的过程中，重力的瞬时功率一直增大 C．小球在C点时的机械能为2mgRsinθ D．小球到达D点时，细管对小球的作用力大小为
2
13sinmg
7．（2022·全国·模拟预测）如图，在竖直平面内有光滑轨道,ABCDABCD、
段是竖直轨道，BC段是半径为
R的半圆弧轨道，BC、均与圆心等高，两个完全相同的小球
PQ、
（可视为质点）用一根长为3R的轻杆
连接在一起，套在AB段轨道上，则从Q球在B点处由静止释放到两球第一次上升到最高点过程中，下列说法正确的是（ ）
A．整个过程中两球与轻杆组成的系统机械能守恒 B．两球第一次上升到最高点时，Q球可能位于C处 C．当小球Q位于半圆弧轨道最低点时，小球Q的速度是小球P速度的2倍 D．当小球P下降的速度为零时，连接小球
PQ、
的轻杆与AB成30°角
8．（2022·广东·模拟预测）如图所示，滑块2套在光滑的竖直杆上并通过细绳绕过光滑定滑轮连接物块
1，物块1又与一轻质弹簧连接在一起，轻质弹簧另一端固定在地面上、开始时用手托住滑块2，使绳子
刚好伸直处于水平位置但无张力，此时弹簧的压缩量为d．现将滑块2从A处由静止释放，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，此时物块1还没有到达滑轮位置。已知滑轮与杆的水平距离为3d，AC间距离为4d，不计滑轮质量、大小及摩擦。下列说法中正确的是（ ） 试卷第4页，共8页
A．滑块2下滑过程中，加速度一直减小 B．滑块2经过B处时的加速度等于零 C．物块1和滑块2的质量之比为3：2 D．若滑块2质量增加一倍，其它条件不变，仍让滑块2由A处从静止滑到C处，滑块2到达C处时，
物块1和滑块2的速度之比为4：5 9．（2022·全国·模拟预测）质量为1kg的物块以某一初速度沿斜面从底端上滑，其重力势能和动能随上滑
距离s的变化如图中直线I、Ⅱ所示，以斜面底端所在水平面为重力势能的参考面，重力加速度取210m/s。则（ ）
A．物块上滑过程中机械能守恒 B．物块与斜面间的滑动摩擦力大小为4N C．物块下滑时加速度的大小为2
4m/s D．物块返回到斜面底端时的动能为10J
10．（2022·广东梅州·一模）如图所示，倾角为
的固定斜面下端固定一挡板，一劲度系数为k的轻弹簧
下端固定在挡板上。现将一质量为m的小物块从斜面上离弹簧上端距高为s处，由静止释放，已知物块与斜面间的动摩擦因数为，物块下滑过程中的最大动能为kmE，则小物块从释放到运动至最低点的过程中，下列说法中正确的是（ ） 试卷第5页，共8页
A．
tan
B．物块刚与弹簧接触的瞬间动能最大 C．物块与弹簧接触后运动到最低点的过程中加速度先减小后增大 D．弹簧的最大弹性势能等于整个过程中重力与摩擦力对物块做功之和 11．（2022·广东韶关·一模）图（a）为某科技兴趣小组制作的重力投石机示意图。支架固定在水平地面
上，轻杆AB可绕支架顶部水平轴OO＇在竖直面内自由转动。A端凹槽内装有一石子，B端固定一配重。某次打靶时，将杆沿逆时针方向转至与竖直方向成θ角后由静止释放，杆在配重重力作用下转到竖直位置时石子被水平抛出。石子投向正前方竖直放置的靶，打到靶心上方的“6”环处，如图（b）所示。若要打中靶心的“10”环处，可能实现的途径有（ ）
A．仅增大石子的质量 B．仅增大配重的质量 C．仅增大投石机到靶的距离 D．仅增大θ角 12．（2022·河南·二模）如图所示，光滑斜面倾角θ=60°，其底端与竖直平面内半径R的光滑圆弧轨道平
滑对接，位置D为圆弧轨道的最低点。两个质量均为m的小球A和小环B（均可视为质点）用L=1.5R的轻杆通过轻质铰链相连。B套在固定竖直光滑的长杆上，杆和圆轨道在同一竖直平面内，杆过轨道圆心，初始时轻杆与斜面垂直。在斜面上由静止释放A，假设在运动过程中两杆不会碰撞，小球通过轨道连接处时无能量损失（速度大小不变）。重力加速度为g。下列判断正确的是（ ） 试卷第6页，共8页
A．刚释放时，小球A的加速度大小为
A
3
2ag
B．小球A由静止释放运动到最低点时，机械能一直减小 C．小球A运动到最低点时的速度大小为
A
142gRv
D．已知小球A运动到最低点时，小环B的瞬时加速度大小为a，则此时小球A受到圆弧轨道的支持力
大小为5.5mg+ma 三、实验题 13．（2020·安徽·模拟预测）图甲为测定当地重力加速度的实验装置，不可伸长的轻摆线一端固连在铅质
小圆柱的上端，另一端固定在O点。将轻绳拉至水平后由静止释放，在小圆柱通过的最低点附近安置一组光电门，测出小圆柱运动到最低点通过光电门的挡光时间t，用游标卡尺测出小圆柱的直径d，如图乙所示。忽略空气阻力，实验步骤如下：
(1)小圆柱的直径d＝________cm； (2)测出悬点到圆柱中心的距离l，并测出对应的挡光时间Ⅱt； (3)改变摆线的长度，重复步骤 (2)，多测几组数据； (4)以悬点到圆柱重心的距离l为纵坐标，以_______为横坐标，得到的图象是一条通过坐标原点的直线，
如图丙所示。计算得该图线的斜率为k，则当地重力加速度g=_______(用物理量的符号表示)。 14．（2022·全国·北大附中一模）某同学利用图示装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是
质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g．实验操作如下：a．开始时，系统在一外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，速度传感器测出C的速度为v．b．在实验中保持A、B质量不变，改变C的质量M，多次重复a．