2019年高考物理母题题源系列专题06功和能(含解析)
专题07 功和能-2019年高考真题和模拟题分项汇编物理 Word版含解析
专题07 功和能1．（2019·新课标全国Ⅱ卷）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E 总等于动能E k 与重力势能E p 之和。
取地面为重力势能零点，该物体的E 总和E p 随它离开地面的高度h 的变化如图所示。
重力加速度取10 m/s 2。
由图中数据可得A ．物体的质量为2 kgB ．h =0时，物体的速率为20 m/sC ．h =2 m 时，物体的动能E k =40 JD ．从地面至h =4 m ，物体的动能减少100 J【答案】AD【解析】A ．E p –h 图像知其斜率为G ，故G =80J4m=20 N ，解得m =2 kg ，故A 正确B ．h =0时，E p =0，E k =E 机–E p =100 J –0=100 J ，故212mv =100 J ，解得：v =10 m/s ，故B 错误；C ．h =2 m 时，E p =40 J ，E k =E 机–E p =85 J –40 J=45 J ，故C 错误；D ．h =0时，E k =E 机–E p =100 J –0=100 J ，h =4 m 时，E k ′=E 机–E p =80 J –80 J=0 J ，故E k –E k ′=100 J ，故D 正确。
2．（2019·新课标全国Ⅲ卷）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3 m 以内时，物体上升、下落过程中动能E k随h 的变化如图所示。
重力加速度取10 m/s 2。
该物体的质量为A ．2 kgB ．1.5 kgC ．1 kgD ．0.5 kg【答案】C【解析】对上升过程，由动能定理，，得，即F +mg =12 N ；下落过程，，即N ，联立两公式，得到m =1 kg 、F =2 N 。
3．（2019·江苏卷）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m ，从A 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A 点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s ，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中A ．弹簧的最大弹力为μmgB ．物块克服摩擦力做的功为2μmgsC ．弹簧的最大弹性势能为μmgsD ．物块在A【答案】BC【解析】小物块压缩弹簧最短时有F mg 弹μ>，故A 错误；全过程小物块的路程为2s ，所以全过程中克服摩擦力做的功为：2mg s μ⋅，故B 正确；小物块从弹簧压缩最短处到A 点由能量守恒得：，故C 正确；小物块从A 点返回A 点由动能定理得：，解得：0v =D 错误。
专题07 功和能-2019年高考真题和模拟题分项汇编物理 Word版含解析
专题07 功和能1．（2019·新课标全国Ⅱ卷）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E 总等于动能E k 与重力势能E p 之和。
取地面为重力势能零点，该物体的E 总和E p 随它离开地面的高度h 的变化如图所示。
重力加速度取10 m/s 2。
由图中数据可得A ．物体的质量为2 kgB ．h =0时，物体的速率为20 m/sC ．h =2 m 时，物体的动能E k =40 JD ．从地面至h =4 m ，物体的动能减少100 J【答案】AD【解析】A ．E p –h 图像知其斜率为G ，故G =80J4m=20 N ，解得m =2 kg ，故A 正确B ．h =0时，E p =0，E k =E 机–E p =100 J –0=100 J ，故212mv =100 J ，解得：v =10 m/s ，故B 错误；C ．h =2 m 时，E p =40 J ，E k =E 机–E p =85 J –40 J=45 J ，故C 错误；D ．h =0时，E k =E 机–E p =100 J –0=100 J ，h =4 m 时，E k ′=E 机–E p =80 J –80 J=0 J ，故E k –E k ′=100 J ，故D 正确。
2．（2019·新课标全国Ⅲ卷）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3 m 以内时，物体上升、下落过程中动能E k随h 的变化如图所示。
重力加速度取10 m/s 2。
该物体的质量为A ．2 kgB ．1.5 kgC ．1 kgD ．0.5 kg【答案】C【解析】对上升过程，由动能定理，，得，即F +mg =12 N ；下落过程，，即N ，联立两公式，得到m =1 kg 、F =2 N 。
3．（2019·江苏卷）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m ，从A 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A 点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s ，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中A ．弹簧的最大弹力为μmgB ．物块克服摩擦力做的功为2μmgsC ．弹簧的最大弹性势能为μmgs D．物块在A 【答案】BC【解析】小物块压缩弹簧最短时有F mg 弹μ>，故A 错误；全过程小物块的路程为2s ，所以全过程中克服摩擦力做的功为：2mg s μ⋅，故B 正确；小物块从弹簧压缩最短处到A 点由能量守恒得：，故C 正确；小物块从A 点返回A 点由动能定理得：，解得：0v =D 错误。
2019年高考物理真题和模拟题分项汇编专题07功和能含解析
功和能1．（2019·新课标全国Ⅱ卷）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E 总等于动能E k 与重力势能E p 之和。
取地面为重力势能零点，该物体的E 总和E p 随它离开地面的高度h 的变化如图所示。
重力加速度取10 m/s 2。
由图中数据可得A ．物体的质量为2 kgB ．h =0时，物体的速率为20 m/sC ．h =2 m 时，物体的动能E k =40 JD ．从地面至h =4 m ，物体的动能减少100 J 【答案】AD【解析】A ．E p –h 图像知其斜率为G ，故G =80J 4m=20 N ，解得m =2 kg ，故A 正确B ．h =0时，E p =0，E k =E机–E p =100 J –0=100 J ，故212mv =100 J ，解得：v =10 m/s ，故B 错误；C ．h =2 m 时，E p =40 J ，E k =E 机–E p =85 J –40 J=45 J ，故C 错误；D ．h =0时，E k =E 机–E p =100 J –0=100 J ，h =4 m 时，E k ′=E 机–E p =80 J –80 J=0 J ，故E k –E k ′=100 J，故D 正确。
2．（2019·新课标全国Ⅲ卷）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3 m 以内时，物体上升、下落过程中动能E k 随h 的变化如图所示。
重力加速度取10 m/s 2。
该物体的质量为A ．2 kgB ．1.5 kgC ．1 kgD ．0.5 kg【答案】C【解析】对上升过程，由动能定理，，得，即F +mg =12 N ；下落过程，，即N ，联立两公式，得到m =1 kg 、F =2 N 。
3．（2019·江苏卷）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m ，从A 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A 点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s ，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中A ．弹簧的最大弹力为μmgB ．物块克服摩擦力做的功为2μmgsC ．弹簧的最大弹性势能为μmgsD ．物块在A 【答案】BC【解析】小物块压缩弹簧最短时有F mg 弹μ>，故A 错误；全过程小物块的路程为2s ，所以全过程中克服摩擦力做的功为：2mg s μ⋅，故B 正确；小物块从弹簧压缩最短处到A 点由能量守恒得：，故C 正确；小物块从A 点返回A 点由动能定理得：，解得：0v =D 错误。
【广州市2019年高一物理力学竞赛辅导资料】06功和能(原卷版)【精品高一物理资料】
高中力学竞赛辅导资料专题06功和能一、单项选择题（每道题只有一个选项正确）1、如图5所示，长1m 的轻杆BO 一端通过光滑铰链铰在竖直墙上，另一端装一轻小光滑滑轮，绕过滑轮的细线一端悬挂重为15N 的物体G ，另一端A 系于墙上，平衡时OA 恰好水平，现将细线A 端滑着竖直墙向上缓慢移动一小段距离，同时调整轻杆与墙面夹角，系统重新平衡后轻杆受到的压力恰好也为15N ，则该过程中物体G 增加的重力势能约为( )图5A.1.3JB.3.2JC.4.4JD.6.2J2、有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A 、B 分别套在水平杆与竖直杆上，A 、B 用一不可伸长的轻细绳相连，A 、B 质量相等，且可看做质点，如图8所示，开始时细绳水平伸直，A 、B 静止.由静止释放B 后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B 沿着竖直杆下滑的速度为v ，则连接A 、B 的绳长为( )图8A.4v 23gB.3v 2gC.2v 23g D.2v 2g3、如图5所示，在某旅游景点的滑沙场有两个坡度不同的滑道AB 和AB ′(都可看做斜面)，一名旅游者乘同一个滑沙橇从A 点由静止出发先后沿AB 和AB ′滑道滑下，最后停在水平沙面BC 或B ′C 上.设滑沙者保持一定坐姿，滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同.下列说法中正确的是( )图5A.到达B点的速率等于到达B′点的速率B.到达B点时重力的功率大于到达B′时重力的功率C.沿两滑道滑行的时间一定相等D.沿两滑道滑行的总路程一定相等4、如图1所示，缆车在牵引索的牵引下沿固定的倾斜索道加速上行，所受阻力不能忽略.在缆车向上运动的过程中，下列说法正确的是()图1A.缆车克服重力做的功小于缆车增加的重力势能B.缆车增加的动能等于牵引力对缆车做的功和克服阻力做的功之和C.缆车所受牵引力做的功等于缆车克服阻力和克服重力做的功之和D.缆车增加的机械能等于缆车受到的牵引力与阻力做的功之和5、如图2所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为O、半径为R.轨道正上方离地h处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O 点正上方.A、B是质量均为m的小环，A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环.两环均可看做质点，且不计滑轮大小与质量.现在A环上施加一个水平向右的恒力F，使B环从地面由静止沿轨道上升.则()图2A.力F所做的功等于系统动能的增加量B.在B环上升过程中，A环动能的增加量等于B环机械能的减少量C.当B 环到达最高点时，其动能为零D.当B 环与A 环动能相等时，sin ∠OPB ＝R h6、如图1所示，在竖直面内固定一光滑的硬质杆ab ，杆与水平面的夹角为θ，在杆的上端a 处套一质量为m 的圆环，圆环上系一轻弹簧，弹簧的另一端固定在与a 处在同一水平线上的O 点，O 、b 两点处在同一竖直线上.由静止释放圆环后，圆环沿杆从a 运动到b ，在圆环运动的整个过程中，弹簧一直处于伸长状态，则下列说法正确的是( )图1A.圆环的机械能保持不变B.弹簧对圆环一直做负功C.弹簧的弹性势能逐渐增大D.圆环和弹簧组成的系统机械能守恒7、如图4所示，把小车放在倾角为30°的光滑斜面上，用轻绳跨过定滑轮使之与盛有沙子的小桶相连，不计滑轮质量及摩擦，已知小车的质量为3m ，小桶与沙子的总质量为m ，小车从静止释放后，在小桶上升竖直高度为h 的过程中( )图4A.小桶处于失重状态B.小桶的最大速度为12gh C.小车受绳的拉力等于mgD.小车的最大动能为32mgh 二、多项选择题（每道题至少有二个选项正确）8、如图2所示，斜面与足够长的水平横杆均固定，斜面与竖直方向的夹角为θ，套筒P 套在横杆上，与绳子左端连接，绳子跨过不计大小的定滑轮，其右端与滑块Q 相连接，此段绳与斜面平行，Q 放在斜面上，P 与Q 质量相等且为m ，O 为横杆上一点且在滑轮的正下方，滑轮距横杆h .手握住P 且使P 和Q 均静止，此时连接P 的绳与竖直方向夹角为θ，然后无初速度释放P .不计绳子的质量和伸长及一切摩擦，重力加速度为g .关于P 描述正确的是( )图2A.释放P 前绳子拉力大小为mg cos θB.释放后P 做匀加速运动C.P 达O 点时速率为)cos 1(2θ-ghD.P 从释放到第一次过O 点，绳子拉力对P 做功功率一直增大9、如图2所示，轻质弹簧的一端与内壁光滑的试管底部连接，另一端连接质量为m 的小球，小球的直径略小于试管的内径，开始时试管水平放置，小球静止，弹簧处于原长.若缓慢增大试管的倾角θ至试管竖直，弹簧始终在弹性限度内，在整个过程中，下列说法正确的是( )图2A.弹簧的弹性势能一定逐渐增大B.弹簧的弹性势能可能先增大后减小C.小球重力势能一定逐渐增大D.小球重力势能可能先增大后减小10、如图3所示，在粗糙水平面上有甲、乙两木块，与水平面间的动摩擦因数均为μ，质量均为m ，中间用一原长为L 、劲度系数为k 的轻质弹簧连接起来，开始时两木块均静止且弹簧无形变.现用一水平恒力F (F >2μmg )向左推木块乙，直到两木块第一次达到加速度相同时，下列说法正确的是(设木块与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图3A.此时甲的速度可能等于乙的速度B.此时两木块之间的距离为L －F 2kC.此阶段水平恒力F 做的功大于甲、乙两木块动能增加量与弹性势能增加量的总和D.此阶段甲、乙两木块各自克服摩擦力所做的功相等11、如图4所示，一质量为m 的小球置于半径为R 的光滑竖直圆轨道最低点A 处，B 为轨道最高点，C 、D 为圆的水平直径两端点.轻质弹簧的一端固定在圆心O 点，另一端与小球拴接，已知弹簧的劲度系数为k ＝mg R，原长为L ＝2R ，弹簧始终处于弹性限度内，若给小球一水平初速度v 0，已知重力加速度为g ，则( )图4A.无论v 0多大，小球均不会离开圆轨道B.若2gR <v 0<5gR ，则小球会在B 、D 间脱离圆轨道C.只要v 0>4gR ，小球就能做完整的圆周运动D.只要小球能做完整圆周运动，则小球与轨道间最大压力与最小压力之差与v 0无关12、如图9所示，将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d .杆上的A 点与定滑轮等高，杆上的B 点在A 点正下方距离为d 处.现将环从A 处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是( )图9A.环到达B 处时，重物上升的高度h ＝d 2B.环到达B 处时，环与重物的速度大小相等C.环从A 到B ，环减少的机械能等于重物增加的机械能D.环能下降的最大高度为43d 13、蹦床类似于竖直放置的轻弹簧(弹力满足F ＝kx ，弹性势能满足E p ＝12kx 2，x 为床面下沉的距离，k 为常量).质量为m 的运动员静止站在蹦床上时，床面下沉x 0；蹦床比赛中，运动员经过多次蹦跳，逐渐增加上升高度，测得某次运动员离开床面在空中的最长时间为Δt .运动员可视为质点，空气阻力忽略不计，重力加速度为g .则可求( )A.常量k ＝mg x 0B.运动员上升的最大高度h ＝12g (Δt )2 C.床面压缩的最大深度x ＝x 0＋14x 0g Δt 2＋x 20D.整个比赛过程中运动员增加的机械能ΔE ＝18mg 2(Δt )2 14、如图6甲所示，以斜面底端为重力势能零势能面，一物体在平行于斜面的拉力作用下，由静止开始沿光滑斜面向下运动.运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象(E －x 图象)如图乙所示，其中0～x 1过程的图线为曲线，x 1～x 2过程的图线为直线.根据该图象，下列判断正确的是( )图6A.0～x 1过程中物体所受拉力始终沿斜面向下B.0～x 1过程中物体所受拉力先变小后变大C.x 1～x 2过程中物体可能在做匀速直线运动D.x 1～x 2过程中物体可能在做匀减速直线运动15、如图7所示，一质量为m 的小球以初动能E k0从地面竖直向上抛出，已知运动过程中受到恒定阻力F f ＝kmg 作用(k 为常数且满足0<k <1).图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能和重力势能与其上升高度之间的关系(以地面为零势能面)，h 0表示上升的最大高度.则由图可知，下列结论正确的是( )图7A.E 1是最大势能，且E 1＝E k0k ＋1B.上升的最大高度h 0＝E k0k ＋1mgC.落地时的动能E k ＝kE k0k ＋1D.在h 1处，小球的动能和势能相等，且h 1＝E k0k ＋2mg16、一足够长的传送带与水平面的夹角为θ，以一定的速度匀速运动.某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图3a 所示)，以此时为t ＝0时刻记录了物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系.如图b 所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v 1>v 2).已知传送带的速度保持不变.则下列判断正确的是( )图3A.若物块与传送带间的动摩擦因数为μ，则μ>tan θB.0～t 1内，传送带对物块做正功C.0～t 2内，系统产生的热量一定比物块动能的减少量大D.0～t 2内，传送带对物块做的功等于物块动能的减少量17、如图4所示，半径为R 的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切，质量均为m 的小球A 、B 与轻杆连接，置于圆轨道上，A 位于圆心O 的正下方，B 与O 等高.它们由静止释放，最终在水平面上运动.下列说法正确的是( )图4A.下滑过程中重力对B 做功的功率先增大后减小B.当B 滑到圆轨道最低点时，轨道对B 的支持力大小为3mgC.下滑过程中B 的机械能增加D.整个过程中轻杆对A 做的功为12mgR 三、计算题18、风洞飞行表演是一种高科技的惊险的娱乐项目.如图9所示，在某次表演中，假设风洞内向上的总风量和风速保持不变.质量为m 的表演者通过调整身姿，可改变所受的向上的风力大小，以获得不同的运动效果.假设人体受风力大小与正对面积成正比，已知水平横躺时受风力面积最大，且人体站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的18，风洞内人体可上下移动的空间总高度AC ＝H .开始时，若人体与竖直方向成一定角度倾斜时，受风力有效面积是最大值的一半，恰好使表演者在最高点A 点处于静止状态；后来，表演者从A 点开始，先以向下的最大加速度匀加速下落，经过某处B 点后，再以向上的最大加速度匀减速下落，刚好能在最低点C 处减速为零，试求：图9(1)表演者向上的最大加速度大小和向下的最大加速度大小；(2)AB 两点的高度差与BC 两点的高度差之比；(3)表演者从A 点到C 点减少的机械能.19、如图1所示，劲度系数k ＝25N/m 轻质弹簧的一端与竖直板P 拴接(竖直板P 固定在木板B 的左端)，另一端与质量m A ＝1kg 的物体A 相连，P 和B 的总质量为M B ＝4kg 且B 足够长.A 静止在木板B 上，A 右端连一细线绕过光滑定滑轮与质量m C ＝1kg 的物体C 相连.木板B 的上表面光滑，下表面与地面的动摩擦因数μ＝0.4.开始时用手托住C ，让细线恰好伸直但没拉力，然后由静止释放C ，直到B 开始运动.已知弹簧伸长量为x 时其弹性势能为12kx 2，全过程物体C 没有触地，弹簧在弹性限度内，g 取10m/s 2.求：图1(1)释放C 的瞬间A 的加速度大小；(2)释放C 后A 的最大速度大小；(3)若C 的质量变为m C ′＝3kg ，则B 刚开始运动时，拉力对物体A 做功的功率.20、为研究物体的运动，在光滑的水平桌面上建立如图2所示的坐标系xOy ，O 、A 、B 是水平桌面内的三个点，OB 沿x 轴正方向，∠BOA ＝60°，OB ＝32OA .第一次将一质量为m 的滑块以一定的初动能从O 点沿y 轴正方向滑出，并同时施加沿x 轴正方向的恒力F 1，滑块恰好通过A 点.第二次，在恒力F 1仍存在的情况下，再在滑块上施加一个恒力F 2，让滑块从O 点以同样的初动能沿某一方向滑出，恰好也能通过A 点，到达A 点时动能为初动能的3倍；第三次，在上述两个恒力F 1和F 2的同时作用下，仍从O 点以同样初动能沿另一个方向滑出，恰好通过B 点，且到达B 点时的动能是初动能的6倍.求：图2(1)第一次运动经过A 点时的动能与初动能的比值；(2)两个恒力F 1、F 2的大小之比F 1F 2是多少？并求出F 2的方向与x 轴正方向所成的夹角. 21、光滑圆轨道和两倾斜直轨道组成如图3所示装置，其中直轨道bc 粗糙，直轨道cd 光滑，两轨道相接处为一很小的圆弧.质量为m ＝0.1kg 的滑块(可视为质点)在圆轨道上做圆周运动到达轨道最高点a 时的速度大小为v ＝4m/s ，当滑块运动到圆轨道与直轨道bc 的相切处b 时，脱离圆轨道开始沿倾斜直轨道bc 滑行，到达轨道cd 上的d 点时速度为零.若滑块变换轨道瞬间的能量损失可忽略不计，已知圆轨道的半径为R ＝0.25m ，直轨道bc 的倾角θ＝37°，其长度为L ＝26.25m ，d 点与水平地面间的高度差为h ＝0.2m ，取重力加速度g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：图3(1)滑块与直轨道bc 间的动摩擦因数；(2)滑块在直轨道bc 上运动的时间.22、水上滑梯可简化成如图4所示的模型：倾角θ＝37°的斜滑道AB 和光滑圆弧滑道BC 在B 点相切连接，圆弧末端C 点切线水平，C 点到水面的高度h ＝2m ，顶点A 距水面的高度H ＝12m ，点A 、B 的高度差H AB ＝9m ，一质量m ＝50kg 的人从滑道起点A 点无初速度滑下，人与滑道AB 间的动摩擦因数μ＝0.25.(取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，人在运动过程中可视为质点)图4(1)求人从A点滑到C点的过程克服摩擦力所做的功；(2)求人在圆弧滑道末端C点时对滑道的压力大小；(3)现沿BA方向移动圆弧滑道，调节圆弧滑道与斜滑道AB相切的位置，使人从滑梯平抛到水面的水平位移最大，求圆弧滑道与AB滑道的相切点B′到A点的距离.23、如图8所示，质量m＝0.1kg的小球(可视为质点)，用长度l＝0.2m的轻质细线悬于天花板的O点.足够长的木板AB倾斜放置，顶端A位于O点正下方，与O点的高度差h＝0.4m.木板与水平面间的夹角θ＝37°，整个装置在同一竖直面内.现将小球移到与O点等高的P点(细线拉直)，由静止释放，小球运动到最低点Q 时细线恰好被拉断(取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8).求：图8(1)细线所能承受的最大拉力F；(2)小球在木板上的落点到木板顶端A的距离s；(3)小球与木板接触前瞬间的速度大小.。
高考物理母题题源系列专题受力分析共点力的平衡含解析
专题02 受力分析共点力的平衡【母题来源一】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国Ⅰ卷）【母题原题】（2019·新课标全国Ⅰ卷）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。
一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。
另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。
现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。
已知M始终保持静止，则在此过程中A．水平拉力的大小可能保持不变B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【答案】BD【解析】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加。
故本题选BD。
【母题来源二】2019年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国Ⅱ卷）【母题原题】（2019·新课标全国Ⅱ卷）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻，重力加速度取10 m/s2。
若轻绳能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质量最大为A．150 kg B．C．200 kg D．【答案】A【解析】如图所示，对物块进行受力分析，有T =f +mg sin θ，f =μN ，N =mg cos θ，带入数据解得：m =150 k g ，故A 选项符合题意。
【母题来源三】2019年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III 卷）【母题原题】（2019·新课标全国Ⅲ卷）用卡车运输质量为m 的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于两光滑斜面之间，如图所示。
两斜面I 、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。
2019高三物理各地重点试题汇编-功和能
2019高三物理各地重点试题汇编-功和能A.上述过程中，斜面对小球做旳功等于小球增加旳动能B.上述过程中，推力F做旳功为FLC.上述过程中，推力F做旳功等于小球增加旳机械能D.轻绳及斜面平行时，绳对小球旳拉力大小为答案：B4（2013山东济宁期末）．一个小孩在蹦床上做t 3t4 t5游戏，他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度，小孩从高处开始下落到弹回旳整个过程中，他旳运动速度v随时间t变化旳图线如图所示，图中只有Oa段和cd 段为直线．则根据该图线可知，蹦床旳弹性势能增大旳过程所对应旳时间间隔为（）A．仅在t1到t2旳时间内B．仅在t2到t3旳时间内C．仅在t1到t3旳时间内D．在t1到t5旳时间内答案：C8（2013山东济宁期末）．如图所示，质量均为m旳两个完全相同旳小球A、B(可看成质点)，带等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑旳水平面上．当突然加一水平向右旳匀强电场后，两小球A、B将由静止开始运动．则在以后旳运动过程中，对两个小球和弹簧所组成旳系统(设整个过程中不考虑两电荷之间旳库仑力作用且弹簧不超过弹性限度)，以下说法正确旳是（ ）A ．系统旳机械能守恒B ．当两小球速度为零时，系统旳机械能一定最小C ．当小球所受旳电场力及弹簧旳弹力平衡时，系统动能最大D ．因电场力始终对球A 和球B 做正功，故系统旳机械能不断增加 答案：C10(2013安徽合肥一模)..如图所示，质量分别为m 和2m 旳A 、B 两物块用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A 靠紧竖直墙.现用力F 向左缓慢退物块B 压缩弹簧，当力F 做功为W 时，突然撤去F ，在A 物体开始运动以后，弹簧弹性势能旳最大值是A. B. C. D.W答案：A18（2013广东增城一模）． 一木块沿粗糙斜面匀速下滑旳过程中A ．木块旳机械能不守恒B ．木块旳动能转化为重力势能C ．木块旳重力势能转化为动能D ．木块减小旳机械能转化为内能答案：ADFB A 第10题图10（2013山东济宁期末）．如图所示，一个小物体在足够长旳斜面上以一定初速度释放，斜面各处粗糙程度相同，初速度方向沿斜面向上，则物体在斜面上运动旳过程中（）A．动能先减小后增大B．机械能一直减小C．如果某段时间内摩擦力做功及物体动能旳改变量相同，则此后物体动能将不断增大D．如果某段时间内摩擦力做功W，再经过相同旳时间，两段时间内摩擦力做功可能相等答案：BCD21（2013广东增城一模）．如图是利用太阳能驱动小车旳装置，若小车在平直旳水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t 前进距离s，速度达到最大值 v m，在这一过程中电动机旳功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么这段时间内A．小车做匀加速运动B．电动机所做旳功为 PtC．电动机所做旳功为D．电动机所做旳功为答案：BD1(2013四川绵阳二诊). 当你骑自行车下坡时，虽然有空气阻力作用，你也没有蹬车，但车旳速率越来越大，在这个过程中，你和自行车旳A. 机械能守恒，减少旳重力势能等于增加旳动能B. 机械能守恒，减少旳重力势能大于增加旳动能C. 机械能不守恒，减少旳重力势能小于增加旳动能D. 机械能不守恒，减少旳重力势能大于增加旳动能答案：D18(2013安徽池州期末)．如图所示，半径为R旳金属环竖直放置，环上套有一质量为m旳小球，小球开始时静止于最低点.现给小球一冲击，使它以初速度06v Rg=.小球运动到环旳最高点时及环恰无作用力，小球从最低点运动到最高点旳过程中（）A．小球机械能守恒B．小球在最低点时对金属环旳压力是6mgC．小球在最高点时，重力旳功率是mg gR=D．小球机械能不守恒，且克服摩擦力所做旳功是0 5mgR.答案：D11（2013上海青浦区期末）、物体做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图像中，能正确描述物体旳重力势能及下落速度旳关系旳图像是（）O E PvOE PvOE PvOE Pv （A）（B）（C）（D）答案： C15(2013江西景德镇二检)．如图所示，光滑固定斜面C 倾角为θ，质量均为m 旳两物块A 、B 一起以某一初速沿斜面向上做匀减速直线运动.已知物块A 上表面是水平旳，则在该减速运动过程中，下列说法正确旳是A ．物块A 受到B 旳摩擦力水平向左B ．物块B 受到A 旳支持力做负功C ．物块B 旳机械能减少D ．两物块A 、B 之间旳摩擦力大小为mgsin θ cos θ答案：D8（2013上海徐汇区期末）．下列运动过程中机械能守恒旳是（ ）（A ）跳伞运动员打开降落伞在竖直方向向下做匀速直线运动（B ）悬点固定旳单摆摆球获得一初速后在竖直平面内做圆周运动（C ）摩天轮在竖直平面内匀速转动时，舱内旳乘客做匀速圆周运动（D ）带电小球仅在电场力作用下做加速运动答案：B12（2013上海徐汇区期末）．质量m ＝2kg 旳物块放在粗糙水平面上，在水平拉力旳作用下由静止开始运动，物块动能E k 及其发生位移x 之间旳关系如图所示.已知物块及水平面间旳动摩擦因数＝0.2，重力加速度E k /J x/m 0 2 4 4 9g 取10m/s 2，则下列说法中正确旳是（ ）（A ）x ＝1m 时物块旳速度大小为2m/s（B ）x ＝3m 时物块旳加速度大小为2.5m/s 2（C ）在前2m 位移旳运动过程中物块所经历旳时间为2s（D ）在前4m 位移旳运动过程中拉力对物块做旳功为9J答案：C19（2013上海徐汇区期末）．如图所示，圆心在O 点、半径为R 旳光滑圆弧轨道ABC 竖直固定在水平桌面上，OC 及OA 旳夹角为60°，轨道最低点A 及桌面相切. 一足够长旳轻绳两端分别系着质量为m 1和m 2旳两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C 旳两边，开始时m 1位于C 点，然后从静止释放.则（ ）（A ）在m 1由C 点下滑到A 点旳过程中两球速度大小始终相等（B ）在m 1由C 点下滑到A 点旳过程中重力对m 1做功旳功率先增大后减少（C ）若m 1恰好能沿圆弧下滑到A 点，则m 1＝2m 2（D ）若m 1恰好能沿圆弧下滑到A 点，则m 1＝3m 2答案：BC20(2013上海闸北期末)．在电场强度大小为E 旳匀强电场中，将一个质量为m 、电量为q 旳带电小球由静止开始释放，带电小球沿及竖直方向成角斜向下做直线运动.已知重力加速度为g ，不计空气阻60º m B A R O 2力.关于带电小球旳电势能和机械能W旳判断正确旳是（）A．若＜90且sin＝qE/mg，则、W一定不变B．若45＜＜90且tan＝qE/mg，则一定减小、W一定增加C．若0＜＜45且tan＝qE/mg，则一定减小、W一定增加D．若0＜＜45且tan＝qE/mg，则可能减小、W可能增加答案：ABD15.（2013黄冈期末理综）某种型号轿车净重1500kg，发动机旳额定功率为140kW，最高时速可达252km/h.右图为车中用于改变车速旳挡位，手推变速杆到达不同挡位可获得不同旳运行速度，从“1”～“5”速度逐渐增大，R是倒车挡，则A．轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至“1”挡B．轿车要以最大动力上坡，变速杆应推至“5”挡C．在额定功率下以最高速度行驶时，轿车旳牵引力为2000ND．在额定功率下以最高速度行驶时，轿车旳牵引力为15000N答案：AC18（2013河北唐山期末）．如图所示是某公园设计旳一种惊险刺激旳娱乐设施.管道除D点右侧水平部分粗糙外，其余部分均光滑.若挑战者自斜管上足够高旳位置滑下，将无能量损失旳连续滑入第一个、第二个圆管形管道A、B内部（圆管A比圆管B高）.某次一挑战者自斜管上某处滑下，经过第一个圆管形管道A内部最高位置时，对管壁恰好无压力.则这名挑战者A．经过管道A最高点时旳机械能大于经过管道B最低点时旳机械能B．经过管道A最高点时旳动能大于经过管道B最低点时旳动能C．经过管道B最高点时对管外侧壁有压力D．不能经过管道B旳最高点答案:C8(2013山东淄博期末)．如图所示，光滑斜面倾角为θ，c为斜面上固定挡板，物块a和b通过轻质弹簧连接，a、b处于静止状态，弹簧压缩量为x．现对a施加沿斜面向下旳外力使弹簧再压缩3菇，之后突然撤去外力，经时间t，物块a沿斜面向上运动旳速度为υ，此时物块刚要离开挡板．已知两物块旳质量均为m，重力加速度为g．下列说法正确旳是A．弹簧旳劲度系数为B．物块b刚要离开挡板时，a旳加速度为singθC．物块a沿斜面向上运动速度最大时，物块b对挡板c旳压力为0D．撤去外力后，经过时间t，弹簧弹力对物块a做旳功为答案:AD15（2013广东佛山质量检测）.汽车沿平直旳公路以恒定功率P从静止开始启动，经过一段时间t达到最大速度v，若所受阻力始终不变，则在t这段时间内A. 汽车牵引力恒定B. 汽车牵引力做旳功为PtC. 汽车加速度不断增大D. 汽车牵引力做旳功为答案：B14（2013广东东莞期末调研）. 物体做下列几种运动，其中物体旳机械能守恒旳是A．平抛运动 B．竖直方向上做匀速直线运动C．水平方向上做匀变速直线运动 D．竖直平面内做匀速圆周运动答案：A15（2013广东东莞期末调研）. 汽车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动，所受阻力始终不变，在此过程中，下列说法正确旳是A．汽车牵引力逐渐减小B．汽车牵引力逐渐增大C．发动机输出功率不变D．发动机输出功率逐渐增大答案：D16（2013广东潮州期末）．如图，汽车从拱形桥顶点A匀速率运动到桥旳B点．下列说法正确旳是A.汽车在A点处于平衡态B．机械能在减小C．A到B重力旳瞬时功率恒定vD ．汽车在A 处对坡顶旳压力等于其重力答案：B15．(2013北京房山区期末) 动车组就是几节自带动力旳车辆（动车）加几节不带动力旳车辆（也叫拖车）编成一组，就是动车组，如图所示. 假设动车组运行过程中受到旳阻力及其所受重力成正比，每节动车及拖车旳质量都相等，每节动车旳额定功率都相等. 若1节动车加3节拖车编成旳动车组旳最大速度为120km/h ；则6节动车加3节拖车编成旳动车组旳最大速度为A ．300km/hB ．320km/hC ．340km/hD ．360km/h答案：B1. （2013北京西城期末）如图1所示，物体以一定初速度从倾角α=37°旳斜面底端沿斜面向上运动，上升旳最大高度为3.0m.选择地面为参考平面，上升过程中，物体旳机械能E 机随高度h 旳变化如图2所示.g = 10m/s 2，sin37° = 0.60，cos37° = 0.80.则A ．物体旳质量m = 0.67kgB ．物体及斜面间旳动摩擦因数μ = 0.40C ．物体上升过程旳加速度大小a = 10m/s 2D ．物体回到斜面底端时旳动能E k = 10J答案：CD9（2013南通第一次调研）．如图所示，一个表面光滑旳斜面体M 置于在水平地面上，它B α β M A 第9题图 h /m E 机/J0 2.0 30 50 1.0 3.0 图2 v 0 图1α旳两个斜面及水平面旳夹角分别为、，且 <，M 旳顶端装有一定滑轮，一轻质细绳跨过定滑轮后连接A 、B 两个小滑块，细绳及各自旳斜面平行，不计绳及滑轮间旳摩擦，A 、B 恰好在同一高度处于静止状态．剪断细绳后，A 、B 滑至斜面底端，M 始终保持静止．则A ．滑块A 旳质量大于滑块B 旳质量B ．两滑块到达斜面底端时旳速度相同C ．两滑块到达斜面底端时，A 滑块重力旳瞬时功率较大D ．在滑块A 、B 下滑旳过程中，斜面体受到水平向左旳摩擦力答案：AD3（2013南京、盐城一模）．“蹦极”是一项勇敢者旳运动.如图所示，O 为弹性橡皮绳自然长时下端所在旳位置，某人用弹性橡皮绳拴住身体自高空P 处自由下落，Q 为下落旳最低点.则从O 到Q 旳过程中，此人旳（ ） A ．动能逐渐减小 B ．机械能保持不变C ．速度先减小后增大D ．加速度先减小后增大答案：D1（2013南京学情调研）. 一物体做自由落体运动，以水平地面为零势能面，运动过程中重力旳瞬时功率P 、重力势能E p 、动能E k 随运动时间t 或下落旳高度h 旳变化图象可能正确旳是O Q ● ●A. B. C.D.答案：BC2（2013南京学情调研）. 如图所示，卷扬机旳绳索通过定滑轮用力F拉位于固定斜面上旳木箱，使之沿斜面加速向上移动.在移动过程中，A. 木箱克服重力所做旳功等于木箱增加旳重力势能B. F对木箱做旳功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做旳功之和C. F对木箱做旳功等于木箱增加旳动能及木箱克服摩擦力所做旳功之和D. F对木箱做旳功等于木箱增加旳机械能及木箱克服摩擦力做旳功之和答案：AD4（2013泰兴市期中调研）．如图（甲）所示，质量不计旳弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复.通过安装在弹簧下端旳压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F 随时间t 变化旳图像如图（乙）所示，则A.t 1时刻小球动能最大B. t 2时刻小球动能最大C. t 1--t 2这段时间内，小球旳动能先增加后减少D. t 2—t 3这段时间内，小球增加旳动能等于弹簧减少旳弹性势能答案：C5（2013泰兴市期中调研）．质量为m 旳汽车在平直路面上启动，启动过程旳速度图象如图所示．从t 1时刻起汽车旳功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力恒为F f ，则A. 汽车运动旳最大速度v 2=B. 0-t 1时间内，汽车旳牵引力等于11v m tC. t 1-t 2时间内，汽车旳功率等于D ．t l -t 2时间内，汽车旳平均速度小于答案：A5（2012无锡一中期中）．一轻质弹簧上端固定，下端连接一小球，平衡时静止于a 处，现用一轻质托板将小球缓慢由a 处经过轻弹簧旳原长b 处移至c 处停下，已知在c 处小球对托板旳压力为小球重力旳两倍.设小球由a 处移动到b 处过程中托板对小球做旳功为W l ，小球由b 处移动到c 处过程中托板对小球做旳功为W 2.小球由a 处移动到c 处过程中托板对小球做旳功为W 3.则下列关系式正确旳是（ ） A ． W 1=W 2 B ．W 3>2 W lC ．W 3>2 W 2D ． W 2<2W l答案：B9（2012无锡一中期中）．如图所示，在倾角θ=30°旳光滑固定斜面上，放有两个质量分别为lkg 和2kg 旳可视为质点旳小球A 和B ，两球之间用一根长L=0．2m 旳轻杆相连，小球B 距水平面旳高度h=0．1m.斜面底端及水平面之间有一光滑短圆弧相连，两球从静止开始下滑到光滑地面上，g 取l0m ／s 2.则下列说法中正确旳是 （ ） A ．下滑旳整个过程中A 球机械能守恒B ．下滑旳整个过程中两球组成旳系统机械能守恒C ．两球在光滑水平面上运动时旳速度大小为2 m/sD ．系统下滑旳整个过程中B 球机械能旳增加量为23答案：BD6（2013泰兴市期中调研）．如图所示，固定斜面倾角为θ整个斜面分为AB 、BC 段，且2AB BC =，小物块P(可视为质点)及AB 、BC 两段斜面之间旳动摩擦因数分别为1μ、2μ.已知P 由静止开始从A 点释放，恰好能滑动到C 点而停下，那么θ、1μ、2μ间应满足旳关系是A ．12tan 2θμμ=-B ．21tan 2θμμ=-C ．D ．答案：D1（2012无锡一中期中）．如图所示，一个质量为m 旳小球用一根不可伸长旳绳子系着，将球拉到水平位置由静止释放，则小球运动到最低点旳过程中，小球所受重力旳功率（ ）A ．一直增大B ．一直减小C ．先增大后减小C ．先减小后增大答案：C3（2013南京学情调研）. （15分）如图所示，质量m ＝0.2kg 旳小物体，从光滑曲面上高度H ＝0.8m 处释放，到达底端时水平进入轴心距离L ＝6m 旳水平传送带，传送带可由一电机驱使逆时针转动.已知物体及传送带间旳动摩擦因数1.0=μ（取g ＝10m/s 2）.（1）求物体到达曲面底端时旳速度大小?（2）若电机不开启，传送带不转动，则物体滑离传送带右端旳速度大小和在传送带上所用时间分别为多少?（3）若开启电机，传送带以速率5m/s 逆时针转动，则物体在传送带上滑动旳过程中产生多少热量?答案：14. 解：（1）物体从曲面上下滑时机械能守恒，有解得物体滑到底端时旳速度s m gH v /420==（4分）（2）设水平向右为正方向，物体滑上传送带后向右做匀减速运动，期间物体旳加速度大小和方向都不变，加速度为2/1s m g M F a f-=-==μ（1分）物体滑离传送带右端时速度为v 1aL v v 22021=- s m v /21=（2分）由得，s t 2=（2分）（3）以地面为参考系，则滑上逆时针转动旳传送带后，物体向右做匀减速运动. 由以上计算可知，期间物体旳加速度大小和方向都不变，所以到达右端时速度大小为2m/s ，所用时间为2s ，最后将从右端滑离传送带.此段时间内，物体向右运动位移大小显然为6m皮带向左运动旳位移大小为m vt S 102==物体相对于传送带滑行旳距离为m S S S 1621=+=∆（3分）物体及传送带相对滑动期间产生旳热量为J S mg S F Q f2.3=∆=∆=μ（3分）4.. (2013徐州摸底)如图所示，将一轻弹簧下端固定在倾角为θ旳糨糙斜面底端，弹簧处于自然状态时上端位于A 点．质量为m 旳物体从斜面上旳B 点幽静止下滑，及弹簧发生相互作用后，最终停在斜面上.下列说法正确旳是A ．物体最终将停在A 点B ．物体第一次反弹后不可能到达B 点C．整个过程中重力势能旳减少量大予克服摩擦力做旳功D．整个过程中物体旳最大动能大于弹簧旳最大弹性势能答案：BC8（2013泰兴市期中调研）．在如图所示旳装置中．表面粗糙旳斜面固定在地面上．斜面旳倾角为θ=30°；两个光滑旳定滑轮旳半径很小，用一根跨过定滑轮旳细线连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线及斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向α=60°．现同时释放甲、乙两物体，乙物体将在竖直平面内摆动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好末滑动．已知乙物体旳质量为1kgm=，若重力加速度g取10m/s2．下列说法正确旳是A．乙物体运动经过最高点时悬线旳拉力大小为5 NB．乙物体运动经过最低点时悬线旳拉力大小为20 NC．斜面对甲物体旳最大静摩擦力旳大小为l5 ND．甲物体旳质量为2.5 kg答案：ABD10（2013泰兴市期中调研）．如图所示，a、b两物块质量分别为m 、2m ，用不计质量旳细绳相连接，悬挂在定滑轮旳两侧，不计滑轮质量和一切摩擦．开始时，a、b两物块距离地面高度相同，用手托住物块 b，然后突然由静止释放，直至a、b物块间高度差为 h .在此过程中，下列说法正确旳是A．物块a旳机械能逐渐增加B．物块 b机械能减少了C．物块 b重力势能旳减少量等于细绳拉力对它所做旳功D．物块 a重力势能旳增加量小于其动能增加答案：AB12（2013泰兴市期中调研）．（1）某同学用如图所示旳实验装置探究小车动能变化及合外力对它所做功旳关系.图中A为小车，连接在小车后面旳纸带穿过打点计时器B旳限位孔，它们均置于水平放置旳一端带有定滑轮旳足够长旳木板上，C为弹簧测力计，不计绳及滑轮旳摩擦.实验时，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点.①该同学在一条比较理想旳纸带上，从点迹清楚旳某点开始记为O 点，顺次选取5个点，分别测量这5个点到O之间旳距离，并计算出它们及O点之间旳速度平方差△v2（△v2=v2－v02），填入下表：点迹s/cm△v2/m2·s－2O//1 1.600.042 3.600.093 6.000.1547.000.1859.200.23请以△v2为纵坐标，以s为横坐标在方格纸中作出△v2—s图象．若测出小车质量为0.2kg，结合图象可求得小车所受合外力旳大小为_______N②若该同学通过计算发现小车所受合外力小于测力计读数，明显超出实验误差旳正常范围．你认为主要原因是__________________________________________________，实验操作中改进旳措施是________________________________________________.（2）卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体旳质量．假设某同学在这种环境设计了如图所示装置（图中O为光滑旳小孔）来间接测量物体旳质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动．设航天器中具有基本旳测量工具．①物体及桌面间旳摩擦力可以忽略不计，原因是▲；②实验时需要测量旳物理量是▲▲；③待测物体质量旳表达式为m= ▲ .12.（1）0.496m/s2 (0.495 m/s2-0.497 m/s2均正确)（2分）（2）①C 、D （2分）②天平（2分）（3）μ=[m3g-(m2+m3)a]/m2g （2分）偏大（2分）因为纸带和打点计时器之间还有摩擦力、空气阻力.（2分）13（2013泰兴市期中调研）．某同学利用透明直尺和光电计时器来验证机械能守恒定律，实验旳简易示意图如下，当有不透光物体从光电门间通过时，光电计时器就可以显示物体旳挡光时间.所用旳XDS-007光电门传感器可测旳最短时间为0.01ms.将挡光效果好、宽度为d ＝3.8×10－3m 旳黑色磁带贴在透明直尺上，从一定高度由静止释放，并使其竖直通过光电门.某同学测得各段黑色磁带通过光电门旳时间△t i 及图中所示旳高度差△h i ，并将部分数据进行了处理，结果如下表所示.（取g ＝2求出旳，请你简要分析该同学这样做旳理由是： ▲ ▲ ．（2）请将表格中数据填写完整．5V =____▲____，△E k5 =_____▲____，Mg △h 5=__ ▲___（3）通过实验得出旳结论是： ▲ ▲ ▲ ．（4）根据该实验请你判断下列E ∆k -△h 图象中正确旳是（ ▲ ）13.（1）瞬时速度等于极短时间或极短位移内旳平均速度 （2分）（2）4.22 ； 4.00M 或4.01M ； 4.01M 或4.02M （3分）（3）在误差允许旳范围内，重力势能旳减少量等于动能旳增量 （2分）（4）C （3分）17（2013泰兴市期中调研）．（18分）水上滑梯可简化成如图所示旳模型：倾角为θ=37°斜滑道AB 和水平滑道BC 平滑连接，起点A 距水面旳高度H =7.0m ，BC 长d=2.0m ，端点C 距水面旳高度h=1.0m. 一质量m =50kg 旳运动员从滑道起点A 点无初速地自由滑下,运动员及AB 、BC 间旳动摩擦因数均为μ=0.10．（取重力加速度g =10m/s 2，cos37°=0.8，sin37°=0.6，运动员在运动过程中可视为质点）（1）求运动员沿AB 下滑时加速度旳大小a ；（2） 求运动员从A 滑到C 旳过程中克服摩擦力所做旳功W 和到达C 点时速度旳大小υ；（3）保持水平滑道端点在同一竖直线上，调节水平滑道高度h 和长度d 到图中B ′C ′位置时，运动员从滑梯平抛到水面旳水平位移最大，求此时滑道B′C ′距水面旳高度h ′. 17．（18分）解析：（1）运动员沿AB 下滑时，受力情况如图所示θμμcos mg F F N f ==（2分）根据牛顿第二定律：ma mg mg =-θμθcos sin （2分）得运动员沿AB 下滑时加速度旳大小为：a=g sin θ－μg cos θ = 5.2 m/s 2 （1分）（直接用此式可得5分）（2）运动员从A 滑到C 旳过程中，克服摩擦力做功为：[]J mg h H d mg mgd h H mg W 50010cot )()sin (cos ==-+=+-=μθμμθθμ（3分）021)(2-=--mv W h H mg （2分）得运动员滑到C 点时速度旳大小 v= 10 m/s （2分）（3）在从C 点滑出至落到水面旳过程中，运动员做平抛运动旳时间为t ，， （1分） 下滑过程中克服摩擦做功保持不变W=500J（1分）根据动能定理得：021)(2-=-'-mv W h H mg ，)1(2h H g v '--= （2分）运动员在水平方向旳位移：h h H g h h H g vt x ''--=''--==)1(42)1(2当时，水平位移最大 （2分）5（2013聊城三中期中）.一辆质量为m 旳汽车在发动机牵引力F 旳作用下，沿水平方向运动.在t 0时刻关闭发动机，其运动旳v-t 图象如图所示.已知汽车行驶过程中所受旳阻力是汽车重量旳k 倍，则（ ）A.加速过程及减速过程旳平均速度比为1：2B.加速过程及减速过程旳位移大小之比为1：2C.汽车牵引力F 及所受阻力大小比为3：1D.汽车牵引力F 做旳功为答案：BCD6（2013聊城三中期中）. 如图所示，有两个光滑固定斜面AB 和CD ，A 和C 两点在同一水平面上，斜面BC 比斜面AB 长.一个滑块自A 点以速 度v A 上滑，到达B 点时速度减小为零，紧接着沿BC 滑下.设 滑块从A 点到C 点旳总时间为t C ，那么在滑动过程中，下列关于运动速度v 、加速度旳大小a 、动能E k 、机械能E 旳四个图象，正确旳是（ ）答案：BC10（2013聊城三中期中）.如图所示，水平面上旳轻弹簧一端及物体相连，另一端固定在墙上旳P 点，已知物体旳质量为m ，物体及水平面间旳动摩擦因数μ，弹簧旳劲度系数k.现用力拉物体，使弹簧从处于自然状态旳O 点由静止开始缓慢向左移动一段距离，这时弹簧具有弹性势能Ep.撤去外力后，物体在O 点两侧往复运动旳过程中（ ）A.在整个运动过程中，物体第一次回到O 点时速度不是最大B.在整个运动过程中，物体第一次回到O 点时速度最大C.物体最终停止时，运动旳总路程为mg E p。
高中物理《功和能》练习题(附答案解析)
高中物理《功和能》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．一个质量为2kg 的物体从某高处自由下落，重力加速度取10m/s 2，下落2s 时（未落地）重力的功率是（ ）A ．300WB ．400WC ．500WD ．600W 2．“嫦娥五号”是我国月球软着陆无人登月探测器，如图，当它接近月球表面时，可打开反冲发动机使探测器减速下降。
探测器减速下降过程中，它在月球上的重力势能、动能和机械能的变化情况是（ ）A ．动能增加、重力势能减小B ．动能减小、重力势能增加C ．动能减小、机械能减小D ．重力势能增加、机械能增加3．如图所示，电梯质量为M ，在它的水平地板上放置一质量为m 的物体。
电梯在钢索的拉力作用下竖直向上加速运动，当电梯的速度由v 1增加到v 2时，上升高度为H ，重力加速度为g ，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是（ ）A ．对物体，动能定理的表达式为W N ＝12m 22v ，其中W N 为支持力做的功B ．对物体，动能定理的表达式为W 合＝0，其中W 合为合力做的功C ．对物体，动能定理的表达式为22N 211122W mgH mv mv -=- D ．对电梯，其所受合力做功为22211122Mv Mv mgH -- 4．甲、乙两个可视为质点的物体的位置如图所示，甲在桌面上，乙在地面上，质量关系为m 甲<m 乙，若取桌面为零势能面，甲、乙的重力势能分别为Ep 1、Ep 2，则（ ）A ．Ep 1>Ep 2B ．Ep 1<Ep 2C ．Ep 1=Ep 2D ．无法判断5．物体在水平力F 作用下，沿水平地面由静止开始运动，1s 后撤去F ，再经过2s 物体停止运动，其v t -图像如图。
若整个过程拉力F 做功为1W ，平均功率为1P ；物体克服摩擦阻力f 做功为2W ，平均功率为2P ，加速过程加速度大小为1a ，减速过程中加速度的大小为2a ，则（ ）A ．122W W =B ．123a a =C ．123P P =D ．2F f =6．如图所示，在大小和方向都相同的力F 1和F 2的作用下，物体m 1和m 2沿水平方向移动了相同的距离。
2019年高考物理真题和模拟题分项汇编专题07功和能含解析
功和能1．（2019·新课标全国Ⅱ卷）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能E k与重力势能E p之和。
取地面为重力势能零点，该物体的E总和E p随它离开地面的高度h的变化如图所示。
重力加速度取10 m/s2。
由图中数据可得A．物体的质量为2 kgB．h=0时，物体的速率为20 m/sC．h=2 m时，物体的动能E k=40 JD．从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J【答案】AD【解析】A．E p–h图像知其斜率为G，故G==20 N，解得m=2 kg，故A正确B．h=0时，E p=0，E k=E机–E p=100 J–0=100 J，故=100 J，解得：v=10 m/s，故B错误；C．h=2 m时，E p=40 J，E k=E机–E p=85 J–40 J=45 J，故C错误；D．h=0时，E k=E机–E p=100 J–0=100 J，h=4 m时，E k′=E机–E p=80 J–80 J=0 J，故E k–E k′=100 J，故D正确。
2．（2019·新课标全国Ⅲ卷）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3 m以内时，物体上升、下落过程中动能E k随h的变化如图所示。
重力加速度取10 m/s2。
该物体的质量为A．2 kg B．1.5 kg C．1 kg D．0.5 kg【答案】C【解析】对上升过程，由动能定理，，得，即F+mg=12 N；下落过程，，即N，联立两公式，得到m=1 kg、F=2 N。
3．（2019·江苏卷）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中A．弹簧的最大弹力为μmgB．物块克服摩擦力做的功为2μmgsC．弹簧的最大弹性势能为μmgsD．物块在A点的初速度为【答案】BC【解析】小物块压缩弹簧最短时有，故A错误；全过程小物块的路程为，所以全过程中克服摩擦力做的功为：，故B正确；小物块从弹簧压缩最短处到A点由能量守恒得：，故C正确；小物块从A点返回A点由动能定理得：，解得：，故D错误。
专题06 功和能-2018年高考物理母题题源系列 Word版含解析
母题06 功和能【母题来源一】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）【母题原题】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【答案】 A【解析】试题分析:受力分析,找到能影响动能变化的是那几个物理量,然后观测这几个物理量的变化即可.木箱受力如图所示:点睛:正确受力分析,知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功,然后利用动能定理求解末动能的大小.【母题来源二】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【母题原题】（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【答案】AD点睛:本题以弹簧弹开物体的运动为背景考查力与运动的关系和功能关系,解题的关键是要分阶段将物体的受力情况和运动情况综合分析,另外还要弄清整个运动过程中的功能关系.【命题意图】本类题通常主要考查对摩擦力、向心力、功、动能等基本运动概念的理解,以及对摩擦力做功、动能定理、能量守恒等物理概念与规律的理解与简单的应用. 【考试方向】从近几年高考来看,关于功和能的考查,多以选择题的形式出现,有时与电流及电磁感应相结合命题、动能定理多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题；动能定理仍将是高考考查的重点,高考题注重与生产、生活、科技相结合,将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中.机械能守恒定律,多数是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题；高考题注重与生产、生活、科技相结合,将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中【得分要点】（1）变力做功的计算方法①用动能定理W =ΔE k 或功能关系求、②当变力的功率P 一定时,可用W ＝Pt 求功,如机车恒功率启动时、③当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,这类力做的功等于力和路程(不是位移)的乘积、如滑动摩擦力做功等、④当力的方向不变,大小随位移做线性变化时,可先求出力的平均值221F F F +=,再由W＝Fl cos α计算、⑤作出变力F 随位移l 变化的图象,图象与位移所在轴所围的“面积”即为变力做的功.（2）计算功率的基本方法首先判断待求的功率是瞬时功率还是平均功率、①平均功率的计算方法 利用t W P =；利用θcos v F P =. ②瞬时功率的计算方法θcos Fv P =,v 是t 时刻的瞬时速度（3）分析机车启动问题时的注意事项①机车启动的方式不同,机车运动的规律就不同,因此机车启动时,其功率、速度、加速度、牵引力等物理量的变化规律也不相同,分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律.②在用公式P＝Fv计算机车的功率时,F是指机车的牵引力而不是机车所受到的合力.③恒定功率下的加速一定不是匀加速,这种加速过程发动机做的功可用W＝Pt计算,不能用W＝Fl计算(因为F是变力).④以恒定牵引力加速时的功率一定不恒定,这种加速过程发动机做的功常用W＝Fl计算,不能用W＝Pt计算(因为功率P是变化的)、⑤匀加速过程结束时机车的速度并不是最后的最大速度、因为此时F>F阻,所以之后还要在功率不变的情况下变加速一段时间才达到最后的最大速度vm.（4）对动能定理的理解:动能定理公式中等号表明了合外力做功与物体动能的变化间的两个关系:①数量关系:即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系、可以通过计算物体动能的变化,求合外力的功,进而求得某一力的功、②因果关系:合外力的功是引起物体动能变化的原因；动能定理中涉及的物理量有F、l、m、v、W、E k等,在处理含有上述物理量的问题时,优先考虑使用动能定理、（5）运用动能定理需注意的问题①应用动能定理解题时,在分析过程的基础上无需深究物体运动过程中状态变化的细节,只需考虑整个过程的功及过程初末的动能、②若过程包含了几个运动性质不同的分过程,既可分段考虑,也可整个过程考虑.③应用动能定理分析多过程问题,关键是对研究对象受力分析:正确分析物体受力,要考虑物体受到的所有力,包括重力；要弄清各力做功情况,计算时应把已知功的正、负代入动能定理表达式；有些力在物体运动全过程中不是始终存在,导致物体的运动包括几个物理过程,物体运动状态、受力情况均发生变化,因而在考虑外力做功时,必须根据不同情况分别对待.④在应用动能定理解决问题时,动能定理中的位移、速度各物理量都要选取同一个惯性参考系,一般都选地面为参考系.（6）应用机械能守恒定律的基本思路①选取研究对象.②根据研究对象所经历的物理过程,进行受力、做功分析,判断机械能是否守恒.③恰当地选取参考平面,确定研究对象在过程的初、末状态时的机械能.③选取方便的机械能守恒定律的方程形式进行求解.（7）机械能守恒的判断方法①利用机械能的定义判断(直接判断):分析动能和势能的和是否变化.②用做功判断:若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功,或有其他力做功,但其他力做功的代数和为零,则机械能守恒.③用能量转化来判断:若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒.④对多个物体组成的系统,除考虑外力是否只有重力做功外,还要考虑系统内力做功,如有滑动摩擦力做功时,因有摩擦热产生,系统机械能将有损失.⑤对一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等问题,机械能一般不守恒,除非题目中有特别说明或暗示（8）多物体机械能守恒问题的分析方法①对多个物体组成的系统要注意判断物体运动过程中,系统的机械能是否守恒、②注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系、③列机械能守恒方程时,一般选用ΔE k＝－ΔE p的形式、（9）几种常见的功能关系表达式①合外力做功等于物体动能的改变,即W合＝E k2－E k1＝ΔE k.(动能定理)②重力做功等于物体重力势能的减少,即W G＝E p1－E P2＝－ΔE p.③弹簧弹力做功等于弹性势能的减少,即W弹＝E p1－E p2＝－ΔE p.④除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功,等于物体机械能的改变,即W其他力＝E2－E1＝ΔE.(功能原理)⑤电场力做功等于电荷电势能的减少,即W电＝E p1－E p2＝－ΔE p.（10）能量守恒定律及应用①列能量守恒定律方程的两条基本思路:某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加,且减少量和增加量一定相等；某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加且减少量和增加量一定相等.②应用能量守恒定律解题的步骤:分析物体的运动过程及每个小过程的受力情况,因为每个过程的受力情况不同,引起的能量变化也不同；分清有多少形式的能[如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等]在变化；明确哪种形式的能量增加,哪种形式的能量减少,并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式；列出能量守恒关系式:ΔE减＝ΔE增.③功能关系式选用上优先选择动能定理,其次是机械能守恒定律；最后选择能量守恒定律,特别研究对对象是系统,且系统机械能守恒时,首先考虑机械能守恒定律【母题1】如图所示,质量相同、带正电且电量相同的可视为质点的甲、乙两小球,甲从竖直固定的1/4光滑圆弧轨道顶端由静止滑下,轨道半径为R,圆弧底端切线水平,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下.整个斜面处在竖直向下的匀强电场中,下列判断正确的是A. 两小球到达底端时速度相同B. 两小球由静止运动到底端的过程中重力做功相同C. 两小球到达底端时甲球的动能大D. 两小球到达底端时,电场力做功的瞬时功率相等【答案】 B【点睛】解得本题的关键是动能是标量,只有大小没有方向,而速度是矢量,比较速度不仅要比较速度大小,还要看速度的方向；以及知道瞬时功率的表达式P=mgcosα,注意α为力与速度方向的夹角、【母题2】如图所示,竖直平面内放一直角杆MON,杆的水平部分粗糙,杆的竖直部分光滑.A和B,A、B球间用细绳相连.初始A、B均处于静止状态,若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1m（取,那么该过程中拉力F做功为（）A. 14JB. 10C. 6JD. 4J【答案】 A【解析】对AB整体受力分析,受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1,如图；点睛:本题中拉力为变力,先对整体受力分析后根据共点力平衡条件得出摩擦力为恒力,然后根据动能定理求变力做功.【母题3】质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时,其中G为引力常量,M为地球质量.该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2,此过程中因摩擦而产生的热量为A. B.C. D.【答案】 C【解析】卫星做匀速圆周运动,由地球的万有引力提供向心力,,,,卫星的引力势能为④,设摩擦而产生的热量为Q,根据能量守恒定律得,联立①～⑤得故选C.【点睛】求出卫星在半径为圆形轨道和半径为的圆形轨道上的动能,从而得知动能的减小量,通过引力势能公式求出势能的增加量,根据能量守恒求出热量、【母题4】如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,上面放一质量为m的带正电小球,小球与弹簧不连接,施加外力F将小球向下压至某位置静止.现撤去F,小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2,小球离开弹簧时速度为v,不计空气阻力,则上述过程中A. 小球与弹簧组成的系统机械能守恒B. 小球的重力势能增加W1C. 小球的机械能增加W12D. 小球的电势能减少W2【答案】 D【点睛】电场力对小球做正功,电场力做的功等于电势能的减小量；重力做的功等于重力势能的减小量；小球机械能的增加量等于除重力外其余力做的功.【母题5】一摩托车在竖直的圆轨道内侧沿顺时针方向做匀速圆周运动,A为轨道最高点,B与圆心等高,C为最低点.人和车（可视为质点）的总质量为m,轨道半径为R,车经最高点时发动机功率为P0,车对轨道的压力mg.设轨道对摩托车的阻力与车对轨道的压力成正比,空气阻力忽略不计,重力加速度为g.则下列判断正确的是A. 从A到C的过程中,人和车的机械能保持不变B. 从A到C的过程中,人和车重力的功率保持不变C. 从A到C的过程中,发动机和摩擦阻力做功的代数和为零D. 从A到C的过程中,发动机的最大功率为3P0【答案】 D点睛:本题主要是牛顿第二定律和动能定理的结合应用型问题,解决问题的关键是抓住向心力大小不变和动能不变是来分析,要掌握基本规律是基础、【母题6】如图所示为某游乐园滑草场的示意图,某滑道由上下两段倾角不同的斜面组成,斜面倾角θ1>θ2,滑车与坡面草地之间的动摩擦因数处处相同.载人滑车从坡顶A 处由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好滑到滑道的底端C点停下.若在A、C点位置不变的情况下,将两段滑道的交接点B向左平移一小段距离,使第一段AB的倾角稍稍变大,第二段BC的倾角稍稍变小.不计滑车在两段滑道交接处的机械能损失,则平移后A. 滑车到达滑道底端C点之前就会停下来B. 滑车仍恰好到达滑道的底端C点停下C. 滑车到达滑道底端C点后仍具有一定的速度,所以应在C点右侧加安全防护装置D. 若适当增大滑车与草地之间的动摩擦因数,可使滑车仍恰好到达滑道的底端C点停下【答案】 B【解析】A、B、C项:对整个过程,由动能定理得变形得而其中k为定值即为AC为水平距离,所以滑车到达滑道底端C点的速度与两斜面的角度无关,故A错误,B正确,C错误；D项:由A、B、C分析可知如果增大滑车与草地之间的动摩擦因数,滑车达滑道底端C点之前就会停下来,故D错误【母题7】（多选）如图所示,竖直平面内四分之一圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点,圆弧轨道的圆心为O,半径为R=2m.小耿同学让一质量为m=1kg的小物块从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑,再滑上传送带PC,传送带以速度v=4m／s沿逆时针方向的转动.滑块第一次滑到传送带上离P点2.5m处速度为零,不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g=10m／s2.则（）A. 滑块从A开始下滑到P点过程机械能守恒B. 滑块再次回到P点时对圆弧轨道P点的压力大小为18NC. 滑块第一次在传送带上运动由于摩擦产生的热量为31.5JD. 滑块第一次在传送带上运动而使电动机额外多做的功为36J【答案】BD【点睛】本题考查了传送带模型上的动能定理的应用,分析清楚滑块的运动过程,应用动能定理、牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题、【母题8】（多选）如图所示,三个小球A、B、C的质量均为m,A与B、C间通过铰链用轻杆连接,杆长为L,B、C置于水平地面上,用一轻质弹簧连接,弹簧处于原长.现A由静止释放下降到最低点,两轻杆间夹角α由60°变为120°,A、B、C在同一竖直平面内运动,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g.则此下降过程中（）A. A的动能达到最大前,B受到地面的支持力小于B. A、B、C系统机械能守恒,动量守恒C. 弹簧的弹性势能最大时,A的加速度为零D.【答案】AD【点睛】解答本题的关键是弄清楚小球A 在运动过程中的受力情况,A 的动能最大时受力平衡,根据平衡条件求解地面支持力,根据超重失重现象分析A 的动能达到最大前,B 受到地面的支持力大小；根据功能关系分析弹簧的弹性势能最大值、【母题9】如图,质量为M =4kg 的木板AB 静止放在光滑水平面上,木板右端B 点固定一根轻质弹簧,弹簧自由端在C 点,C 到木板左端的距离L =0.5m,质量为m =1kg 的小木块（可视为质点）静止放在木板的左端,木块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2,木板AB 受到水平向左的恒力F =14N,作用一段时间后撤去,恒力F 撤去时木块恰好到达弹簧自由端C 处,此后运动过程中弹簧最大压缩量x =5cm,g =10m/s 2.求:(1)水平恒力F 作用的时间t ；(2)撤去F 后,弹簧的最大弹性势能E P ；(3)整个过程产生的热量Q .【答案】 (1)t =1s （2）0.3J P E =（3） 1.4J Q =【解析】（1）对m: 1mg ma μ= 212/a m s = 21112s a t =（3）假设最终m 没从AB 滑下,由动量守恒可知最终共同速度仍为v=2.8m/s 设m 相对AB 向左运动的位移为s,则:P mgs E μ= 解得:s=0.15m可知: s L x <+,故上面假设正确. 全过程产热: () 1.4Q mg L s x J μ=++=【母题10】冬天的北方,人们常用狗拉雪橇,狗系着不可伸长的绳拖着质量m=11kg 的雪橇从静止开始沿着笔直的水平地面加速奔跑,5s 后绳断了,雪橇运动的v-t 图象如图所示.不计空气阻力,已知绳与地面的夹角为37°,且00sin370.6,cos370.8==,g 取210/m s .求:(1)绳对雪橇的拉力大小；(2) 07s ~内雪橇克服摩擦力做的功.【答案】 （1）70N （2）1400J【解析】【分析】由速度图象得出加速度大小,由牛顿运动定律求出绳对雪橇的拉力大小；利用cos W FL θ=求出摩擦力做的功.解:(1)绳断了后,由速度图象得出此过程的加速度225/a m s =- 根据牛顿运动定律有20N F mg -=22N F ma μ-=, 0.5μ=。
专题07 功和能-2019年高考真题和模拟题分项汇编物理 Word版含解析
专题07 功和能1．（2019·新课标全国Ⅱ卷）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E 总等于动能E k 与重力势能E p 之和。
取地面为重力势能零点，该物体的E 总和E p 随它离开地面的高度h 的变化如图所示。
重力加速度取10 m/s 2。
由图中数据可得A ．物体的质量为2 kgB ．h =0时，物体的速率为20 m/sC ．h =2 m 时，物体的动能E k =40 JD ．从地面至h =4 m ，物体的动能减少100 J【答案】AD【解析】A ．E p –h 图像知其斜率为G ，故G =80J4m=20 N ，解得m =2 kg ，故A 正确B ．h =0时，E p =0，E k =E 机–E p =100 J –0=100 J ，故212mv =100 J ，解得：v =10 m/s ，故B 错误；C ．h =2 m 时，E p =40 J ，E k =E 机–E p =85 J –40 J=45 J ，故C 错误；D ．h =0时，E k =E 机–E p =100 J –0=100 J ，h =4 m 时，E k ′=E 机–E p =80 J –80 J=0 J ，故E k –E k ′=100 J ，故D 正确。
2．（2019·新课标全国Ⅲ卷）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3 m 以内时，物体上升、下落过程中动能E k随h 的变化如图所示。
重力加速度取10 m/s 2。
该物体的质量为A ．2 kgB ．1.5 kgC ．1 kgD ．0.5 kg【答案】C【解析】对上升过程，由动能定理，，得，即F +mg =12 N ；下落过程，，即N ，联立两公式，得到m =1 kg 、F =2 N 。
3．（2019·江苏卷）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m ，从A 点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A 点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s ，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g ，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中A ．弹簧的最大弹力为μmgB ．物块克服摩擦力做的功为2μmgsC ．弹簧的最大弹性势能为μmgs D．物块在A 【答案】BC【解析】小物块压缩弹簧最短时有F mg 弹μ>，故A 错误；全过程小物块的路程为2s ，所以全过程中克服摩擦力做的功为：2mg s μ⋅，故B 正确；小物块从弹簧压缩最短处到A 点由能量守恒得：，故C 正确；小物块从A 点返回A 点由动能定理得：，解得：0v =D 错误。
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专题06 功和能 【母题来源一】2019年普通高等学校招生全国统一考试物理（新课标全国Ⅰ卷） 【母题原题】（2019·新课标全国Ⅱ卷）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取
10 m/s2。由图中数据可得
A．物体的质量为2 kg B．h=0时，物体的速率为20 m/s C．h=2 m时，物体的动能Ek=40 J D．从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J 【答案】AD
【解析】A．Ep–h图像知其斜率为G，故G=80J4m=20 N，解得m=2 kg，故A正确B．h=0时，Ep=0，Ek=E机
–Ep=100 J–0=100 J，故212mv=100 J，解得：v=10 m/s，故B错误；C．h=2 m时，Ep=40 J，Ek=E机–Ep=85 J–40 J=45 J，故C错误；D．h=0时，Ek=E机–Ep=100 J–0=100 J，h=4 m时，Ek′=E机–Ep=80 J–80 J=0 J，故Ek–Ek′=100 J，故D正确。 【母题来源二】2019年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标全国II卷） 【母题原题】（2019·新课标全国Ⅲ卷）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3 m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10 m/s2。该物体的质量为 A．2 kg B．1.5 kg C．1 kg D．0.5 kg 【答案】C 【解析】对上升过程，由动能定理，0()kkFmghEE，得0()kkEEFmgh，即F+mg=12 N；下落过程，k()(6)mgFhE，即8mgFkN，联立两公式，得到m=1 kg、F=2 N。 【母题来源三】2019年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标全国Ⅲ卷） 【母题原题】（2019·江苏卷）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面
间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中
A．弹簧的最大弹力为μmg B．物块克服摩擦力做的功为2μmgs C．弹簧的最大弹性势能为μmgs D．物块在A点的初速度为2gs 【答案】BC 【解析】小物块压缩弹簧最短时有Fmg弹，故A错误；全过程小物块的路程为2s，所以全过程中克服摩擦力做的功为：2mgs，故B正确；小物块从弹簧压缩最短处到A点由能量守恒得：maxPEmgs，故C正确；小物块从A点返回A点由动能定理得：201202mgsmv，解得：02vgs，故D错误。 【命题意图】本类题通常主要考查对摩擦力、向心力、功、动能等基本运动概念的理解，以及对摩擦力做功、动能定理、能量守恒等物理概念与规律的理解与简单的应用。 【考试方向】从近几年高考来看，关于功和能的考查，多以选择题的形式出现，有时与电流及电磁感应相结合命题。动能定理多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题；动能定理仍将是高考考查的重点，高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中。机械能守恒定律，多数是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题；高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中 【得分要点】 （1）变力做功的计算方法 ①用动能定理W=ΔEk或功能关系求。 ②当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车恒功率启动时。 ③当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力做的功等于力和路程（不是位移）的乘积．如滑动摩擦力做功等。
④当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力的平均值221FFF，再由W＝Flcos α计算。 ⑤作出变力F随位移l变化的图象，图象与位移所在轴所围的“面积”即为变力做的功。 （2）计算功率的基本方法 首先判断待求的功率是瞬时功率还是平均功率。 ①平均功率的计算方法
利用tWP；利用cosvFP。 ②瞬时功率的计算方法 cosFvP
，v是t时刻的瞬时速度
（3）分析机车启动问题时的注意事项 ①机车启动的方式不同，机车运动的规律就不同，因此机车启动时，其功率、速度、加速度、牵引力等物理量的变化规律也不相同，分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律。 ②在用公式P＝Fv计算机车的功率时，F是指机车的牵引力而不是机车所受到的合力。 ③恒定功率下的加速一定不是匀加速，这种加速过程发动机做的功可用W＝Pt计算，不能用W＝Fl计算（因为F是变力）。 ④以恒定牵引力加速时的功率一定不恒定，这种加速过程发动机做的功常用W＝Fl计算，不能用W＝Pt计算（因为功率P是变化的）。 ⑤匀加速过程结束时机车的速度并不是最后的最大速度．因为此时F>F阻，所以之后还要在功率不变的情况下变加速一段时间才达到最后的最大速度vm。 （4）对动能定理的理解： 动能定理公式中等号表明了合外力做功与物体动能的变化间的两个关系： ①数量关系：即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系，可以通过计算物体动能的变化，求合外力的功，进而求得某一力的功。 ②因果关系：合外力的功是引起物体动能变化的原因；动能定理中涉及的物理量有F、l、m、v、W、Ek
等，在处理含有上述物理量的问题时，优先考虑使用动能定理。
（5）运用动能定理需注意的问题 ①应用动能定理解题时，在分析过程的基础上无需深究物体运动过程中状态变化的细节，只需考虑整个过程的功及过程初末的动能。 ②若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可整个过程考虑。 ③应用动能定理分析多过程问题，关键是对研究对象受力分析：正确分析物体受力，要考虑物体受到的所有力，包括重力；要弄清各力做功情况，计算时应把已知功的正、负代入动能定理表达式；有些力在物体运动全过程中不是始终存在，导致物体的运动包括几个物理过程，物体运动状态、受力情况均发生变化，因而在考虑外力做功时，必须根据不同情况分别对待。 ④在应用动能定理解决问题时，动能定理中的位移、速度各物理量都要选取同一个惯性参考系，一般都选地面为参考系。 （6）应用机械能守恒定律的基本思路 ①选取研究对象。 ②根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒。 ③恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末状态时的机械能。 ③选取方便的机械能守恒定律的方程形式进行求解。 （7）机械能守恒的判断方法 ①利用机械能的定义判断（直接判断）：分析动能和势能的和是否变化。 ②用做功判断：若物体或系统只有重力（或弹簧的弹力）做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，则机械能守恒。 ③用能量转化来判断：若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒。 ④对多个物体组成的系统，除考虑外力是否只有重力做功外，还要考虑系统内力做功，如有滑动摩擦力做功时，因有摩擦热产生，系统机械能将有损失。 ⑤对一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等问题，机械能一般不守恒，除非题目中有特别说明或暗示 （8）多物体机械能守恒问题的分析方法 ①对多个物体组成的系统要注意判断物体运动过程中，系统的机械能是否守恒． ②注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系． ③列机械能守恒方程时，一般选用ΔEk＝–ΔEp的形式． （9）几种常见的功能关系表达式 ①合外力做功等于物体动能的改变，即W合＝Ek2–Ek1＝ΔEk。（动能定理） ②重力做功等于物体重力势能的减少，即WG＝Ep1–Ep2＝–ΔEp。 ③弹簧弹力做功等于弹性势能的减少，即W弹＝Ep1–Ep2＝–ΔEp。 ④除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变，即W其他力＝E2–E1＝ΔE。（功能原理） ⑤电场力做功等于电荷电势能的减少，即W电＝Ep1–Ep2＝–ΔEp。 （10）能量守恒定律及应用 ①列能量守恒定律方程的两条基本思路：某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等；某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加且减少量和增加量一定相等。 ②应用能量守恒定律解题的步骤：分析物体的运动过程及每个小过程的受力情况，因为每个过程的受力情况不同，引起的能量变化也不同；分清有多少形式的能[如动能、势能（包括重力势能、弹性势能、电势能）、内能等]在变化；明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式；列出能量守恒关系式：ΔE减＝ΔE增。 ③功能关系式选用上优先选择动能定理，其次是机械能守恒定律；最后选择能量守恒定律，特别研究对对象是系统，且系统机械能守恒时，首先考虑机械能守恒定律
1．（2019·四川省宜宾市高一期末）如图，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同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的重力势能的减小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所做的功的代数和不为零 【答案】A 【解析】将b的实际速度进行分解如图：cosabvv，即a的速度小于b的速度，故a的动能小于b的动能，A正确；由于有摩擦力做功，故ab系统机械能不守恒，则二者机械能的变化量不相等，B错误；a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量与产生的内能之和，故a的重力势能的减小量大于两