高考物理必備專題18之07 機(jī)械能的新情景問(wèn)題（解析版）

專題07機(jī)械能機(jī)械能是高中物理的主干內(nèi)容，也是歷年高考必考的內(nèi)容。以選擇題形式考查的多集中于功、平均功率和瞬時(shí)功率的分析與計(jì)算，且常與實(shí)際情景聯(lián)系；以計(jì)算題形式多利用新情景來(lái)考查機(jī)械能守恒定律和功能關(guān)系的應(yīng)用。功和功率是高考命題的熱點(diǎn)，重點(diǎn)考查功和功率的計(jì)算，主要涉及的問(wèn)題有摩擦力做功問(wèn)題、變力做功問(wèn)題、力與速度方向不共線的功率問(wèn)題、平均功率問(wèn)題、瞬時(shí)功率問(wèn)題，求功的大體思路是根據(jù)物體的受力情況和物體的運(yùn)動(dòng)情況判斷待求功對(duì)應(yīng)的力是恒力還是變力，求恒力做功的方法有：用功的公式直接求解、正交分解力或位移后再求解；求變力做功的方法有：W=Pt（功率恒定）、圖像法、動(dòng)能定理法。求功率的大體思路是先判斷待求功率是瞬時(shí)功率還是平均功率，根據(jù)公式P=Fυcosα求解瞬時(shí)功率，根據(jù)公式P=eq\F(W,t)求解平均功率。機(jī)械能守恒定律是高中物理學(xué)的一條重要規(guī)律，同時(shí)也是高考命題的熱點(diǎn)，此類問(wèn)題主要涉及的是連接體問(wèn)題、與彈簧結(jié)合的問(wèn)題、與實(shí)際生活相結(jié)合的問(wèn)題，其特點(diǎn)是綜合性強(qiáng)，也可和其他的知識(shí)綜合考查.解題的關(guān)鍵點(diǎn)是分析哪個(gè)物體或系統(tǒng)在哪個(gè)階段機(jī)械能守恒.預(yù)計(jì)2018年仍會(huì)對(duì)機(jī)械能守恒定律進(jìn)行考查，可能會(huì)結(jié)合動(dòng)量進(jìn)行，在復(fù)習(xí)時(shí)要多加重視1.（2022·貴州黔南·模擬預(yù)測(cè)）在多年前的農(nóng)村，人們往往會(huì)選擇讓驢來(lái)拉磨把食物磨成面，假設(shè)驢對(duì)磨桿的平均拉力為，半徑為，轉(zhuǎn)動(dòng)一周為，則（）A．驢轉(zhuǎn)動(dòng)一周拉力所做的功為0B．驢轉(zhuǎn)動(dòng)一周拉力所做的功為C．驢轉(zhuǎn)動(dòng)一周拉力的平均功率為D．磨盤邊緣的線速度為【答案】C【解析】驢對(duì)磨的拉力沿圓周切線方向，拉力作用點(diǎn)的速度方向也在圓周切線方向，故可認(rèn)為拉磨過(guò)程中拉力方向始終與速度方向相同，故根據(jù)微分原理可知，拉力對(duì)磨盤所做的功等于拉力的大小與拉力作用點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)弧長(zhǎng)的乘積，則磨轉(zhuǎn)動(dòng)一周，弧長(zhǎng)所以拉力所做的功故AB錯(cuò)誤；根據(jù)功率的定義得，故C正確；線速度為，故D錯(cuò)誤。2.（2022·廣東佛山市·高三二模）某水上樂(lè)園有兩種滑道，一種是直軌滑道，另一種是螺旋滑道，兩種滑道的高度及粗糙程度相同，但螺旋滑道的軌道更長(zhǎng)，某游客分別沿兩種不同的滑道由靜止從頂端滑下，在由頂端滑至底端的整個(gè)過(guò)程中，沿螺旋滑道下滑（）A．重力對(duì)游客做的功更多B．重力對(duì)游客做的功更少C．摩擦力對(duì)游客做的功更多D．摩擦力對(duì)游客做的功更少【答案】C【解析】重力做功，與路徑無(wú)關(guān)，只與初末位置的高度差相等，而兩種軌道的高度差相同，則重力對(duì)游客做功相同，故A、B錯(cuò)誤；摩擦力做功，沿螺旋軌道下滑時(shí)，做得是曲線運(yùn)動(dòng)，因此有指向圓心方向，其中角度為重力和和豎直方向的夾角，而滑動(dòng)摩擦力大小為，因此螺旋運(yùn)動(dòng)的摩擦力更大，兩種軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，而螺旋滑道更長(zhǎng)，則摩擦力對(duì)游客做的功更多，故C正確，D錯(cuò)誤。3.（2022·湖南岳陽(yáng)模擬）如圖所示，質(zhì)量為60kg的某運(yùn)動(dòng)員在做俯臥撐運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可將她的身體視為一根直棒。已知重心在c點(diǎn)，其垂線與腳、兩手連線中點(diǎn)間的距離Oa、Ob分別為0.9m和0.6m。若她在1min內(nèi)做了30個(gè)俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4m，則1min內(nèi)克服重力做的功和相應(yīng)的功率約為（g取10m/s2）（

）A．430J，7W B．4320J，72W C．720J，12W D．7200J，120W【答案】B【解析】設(shè)重心上升的高度為h，如下圖所示根據(jù)相似三角形有解得h=0.24m則做一次俯臥撐克服重力做的功為WG=mgh=144J所以一分鐘克服重力做的功為W=30WG=4320J功率約為P=W=72W，故選項(xiàng)B正確。4.（2022·福建泉州市高三下學(xué)期三檢）如圖，工人在斜坡上用一繩跨過(guò)肩膀把貨物從A點(diǎn)緩慢拉到B點(diǎn)，輕繩與斜坡的夾角恒為θ。若工人采用身體前傾的姿勢(shì)使θ變小且保持恒定，仍把貨物從A點(diǎn)緩慢拉到B點(diǎn)，則用身體前傾的姿勢(shì)拉貨物（）A.一定更省力，對(duì)貨物做的功也一定更少B.一定更省力，但對(duì)貨物做的功一定更多C.不一定更省力，但對(duì)貨物做的功一定更多D.不一定更省力，但對(duì)貨物做的功一定更少【答案】C【解析】設(shè)繩中拉力為T，斜面傾角為，根據(jù)平衡關(guān)系整理對(duì)貨物做的功θ變小，拉力不一定變小，但做功一定變大。所以選項(xiàng)C正確。5.（2022·湖南岳陽(yáng)模擬）如圖所示為古代的水車，該水車周邊均勻分布著n個(gè)盛水的容器。在流水的沖力作用下，水車邊緣以速率v做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)裝滿水的容器到達(dá)最高處時(shí)將水全部倒入水槽中。設(shè)每個(gè)盛水容器裝入水的質(zhì)量均為m，忽略容器裝水的過(guò)程和水車浸入水的深度。已知重力加速度為g，則水車運(yùn)水的功率為（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】設(shè)水車半徑為，水車轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為水車轉(zhuǎn)動(dòng)一圈對(duì)水做的功則水車的功率故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。6.（2022·廣東省梅州市豐順縣和五華縣一模）幼兒園滑梯（如圖甲所示）是孩子們喜歡的游樂(lè)設(shè)施之一，滑梯可以簡(jiǎn)化為如圖乙所示模型。一質(zhì)量為m的小朋友（可視為質(zhì)點(diǎn)），從豎直面內(nèi)、半徑為r的圓弧形滑道的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，利用速度傳感器測(cè)得小朋友到達(dá)圓弧最低點(diǎn)B時(shí)的速度大小為（g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋Ｒ阎^(guò)A點(diǎn)的切線與豎直方向的夾角為30°，滑道各處動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則小朋友在沿著AB下滑的過(guò)程中（）A.克服摩擦力做功為 B.處于先失重后超重狀態(tài)C.重力的功率先減小后增大 D.在最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)滑道的壓力大小為【答案】BD【解析】在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得聯(lián)立可得克服摩擦力做功為，故A錯(cuò)誤；小朋友在點(diǎn)時(shí)加速度沿著切線向下，處于失重狀態(tài)，到最低點(diǎn)時(shí)加速度豎直向上，處于超重狀態(tài)，故B正確；小朋友在點(diǎn)時(shí)速度為零，重力的功率為零，到最低點(diǎn)時(shí)重力的方向與速度方向垂直，重力的功率也為零，故重力的功率先增大后減小，故C錯(cuò)誤；在點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得，解得結(jié)合牛頓第三定律得小朋友在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)滑道的壓力大小為，故D正確。7．如圖，消防員用高壓水槍噴出的強(qiáng)力水柱沖擊著火物，直徑為D的水柱以水平速度v垂直射向著火物。假設(shè)水流進(jìn)入水槍的速度忽略不計(jì)，水柱沖擊著火物后速度為零，水的密度為。下列說(shuō)法正確的是（）A．單位時(shí)間流經(jīng)水槍的水的體積為B．水槍對(duì)水做功的功率為C．水柱對(duì)著火物的沖擊力為D．水槍水平向前噴水時(shí)，消防員對(duì)水槍的作用力方向水平向前【答案】B【詳解】A．單位時(shí)間流經(jīng)水槍的水的體積為選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．水槍對(duì)水做功的功率為選項(xiàng)B正確；C．根據(jù)動(dòng)量定理；解得水柱對(duì)著火物的沖擊力為選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．水槍水平向前噴水時(shí)，水平方向消防員對(duì)水槍的水平作用力方向水平向前，豎直方向消防員對(duì)水槍的作用力豎直向上，則消防員對(duì)水槍的作用力方向斜向前偏上方向，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。..8（2022·浙江·模擬預(yù)測(cè)）小型的射電望遠(yuǎn)鏡相比于大口徑的射電望遠(yuǎn)鏡，有能夠全方位轉(zhuǎn)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。設(shè)地球上有兩臺(tái)直徑分別為、的小型射電望遠(yuǎn)鏡A和B，兩者能觀測(cè)到天體需要收集的電磁波總功率的最小值相同。在宇宙大尺度上，天體的空間分布是均勻的?，F(xiàn)僅以輻射功率為P的同類天體為觀測(cè)對(duì)象，望遠(yuǎn)鏡A能夠觀測(cè)到此類天體數(shù)量為N，則望遠(yuǎn)鏡B能夠觀測(cè)到此類天體的數(shù)量為（）A． B． C． D．【答案】D【解析】地球上不同望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)同一天體，單位面積上接收的功率相同，則在宇宙大尺度上，天體的空間分布是均勻的。因此一個(gè)望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到的此類天體數(shù)目正比于以望遠(yuǎn)鏡為球心、以最遠(yuǎn)觀測(cè)距離為半徑的球體體積。設(shè)能接收到的最小功率為，直徑為望遠(yuǎn)鏡和能觀測(cè)到的最遠(yuǎn)距離分別為、，則，又可得，故D正確，ABC錯(cuò)誤。9．圖甲所示的救生緩降器由掛鉤（或吊環(huán)）、吊帶、繩索及速度控制裝置等組成，是一種可使人沿（隨）繩（帶）緩慢下降的安全營(yíng)救裝置。如圖乙所示，高層建筑工人在一次險(xiǎn)情中，將安全帶系于腰部，從離地面某高度處通過(guò)鋼絲繩先勻加速運(yùn)動(dòng)后勻減速運(yùn)動(dòng)安全著陸，圖丙是工人運(yùn)動(dòng)全過(guò)程的圖像。已知工人的質(zhì)量m=70kg，，則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．發(fā)生險(xiǎn)情處離地面的高度為B．加速下滑時(shí)鋼絲繩對(duì)工人的拉力大小為C．整個(gè)過(guò)程中工人所受重力做功為31500JD．時(shí)鋼絲繩對(duì)工人拉力的瞬時(shí)功率為630W【答案】D【解析】根據(jù)v-t圖像與坐標(biāo)軸所圍面積表示位移可知發(fā)生險(xiǎn)情處離地面的高度為，故A正確；根據(jù)v-t圖像的斜率表示加速度可得工人加速下滑時(shí)的加速度大小為根據(jù)牛頓第二定律可得加速下滑時(shí)鋼絲繩對(duì)工人的拉力大小為故B正確；整個(gè)過(guò)程中工人所受重力做功為故C正確；t=4s時(shí)工人的加速度大小為工人的速度大小為此時(shí)鋼絲繩對(duì)工人的拉力大小為此時(shí)鋼絲繩對(duì)工人拉力的瞬時(shí)功率為，故D錯(cuò)誤。本題選錯(cuò)誤的，故選D。10.（2022安徽皖南八校第二次聯(lián)考）某糧食加工廠的谷物傳送機(jī)如圖所示,水平傳送帶AB的正上方有一個(gè)漏斗,漏斗的出口與傳送帶的豎直距離為h.傳送帶以速率v勻速運(yùn)行，打開(kāi)谷物漏斗閥門K,谷物落到傳送帶上,谷物經(jīng)過(guò)一段時(shí)間加速后與傳送帶達(dá)到共同速度；然后從B端輸出，系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行時(shí)，傳送帶從B端輸送的谷物量為q(kg/s).重力加速度為g,空氣阻力不計(jì)，則A.谷物在空中的質(zhì)量為qB.傳送帶對(duì)谷物作用力的水平分量為qvC.電機(jī)對(duì)傳送帶做功的功率為qv2D.傳送帶對(duì)谷物做功的功率為qv2【答案】ABC【解析】谷物拋出后做平拋運(yùn)動(dòng)，在空中下落時(shí)間為t=，空中谷物質(zhì)量m=qt=q，選項(xiàng)A正確；設(shè)動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，谷物在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間t’=v/μg，加速運(yùn)動(dòng)的谷物的總質(zhì)量m’=qt’=qv/μg，這些谷物所受傳送帶的摩擦力之和為μm’g=qv，即傳送帶對(duì)谷物作用力的水平分量為qv，選項(xiàng)B正確；由牛頓第三定律，傳送帶受到谷物的摩擦力為qv，由P=Fv，可知電機(jī)對(duì)傳送帶做功的功率為qv2，選項(xiàng)C正確；傳送帶穩(wěn)定運(yùn)行后，單位時(shí)間內(nèi)有q的谷物從傳送帶末端送出，它們獲得的動(dòng)能為qv2，傳送帶對(duì)谷物做功的功率為qv2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。.11。(2022江西吉安模擬)如圖甲所示，“水上飛人”是一種水上娛樂(lè)運(yùn)動(dòng)。噴水裝置向下持續(xù)噴水，總質(zhì)量為M的人與噴水裝置，受到向上的反沖作用力騰空而起，在空中做各種運(yùn)動(dòng)。一段時(shí)間內(nèi)，人與噴水裝置在豎直方向運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示，水的反沖作用力的功率恒定，規(guī)定向上的方向?yàn)檎?，忽略水管?duì)噴水裝置的拉力以及空氣的阻力，重力加速度為g，下列說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)間內(nèi)，水的反沖作用力越來(lái)越大B.水的反沖作用力的功率為C.時(shí)刻，v-t圖像切線的斜率為.D.時(shí)間內(nèi)，水的反沖作用力做的功為.【答案】BC【解析】設(shè)水的反沖作用力的恒定功率為P，由可得水的反沖作用力，由v-t圖像可知時(shí)間內(nèi)，人與噴水裝置的速度v越來(lái)越大，則水的反沖作用力越來(lái)越小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；時(shí)刻，人與噴水裝置的速度達(dá)到最大值，開(kāi)始勻速上升，水的反沖作用力，水的反沖作用力的恒定功率，B項(xiàng)正確；由v-t圖像可知時(shí)刻，人與噴水裝置的速度為，設(shè)水的反沖作用力為，由、，可知，由牛頓第二定律，可得時(shí)刻，v-t圖像切線的斜率即人與噴水裝置的加速度，C項(xiàng)正確；由可得，結(jié)合，可知時(shí)間內(nèi)，水的反沖作用力做的功，D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.(2022云南省昆明市5月“三診一?！?人們有時(shí)用“打夯”的方式把松散的地面夯實(shí)。某次打夯過(guò)程簡(jiǎn)化為以下模型∶兩人同時(shí)通過(guò)繩子對(duì)重物各施加一個(gè)大小為320N，方向與豎直方向成37°的恒力作用，使重物離開(kāi)水平地面40cm后即停止施力，最后重物自由下落把地面砸深4cm。已知重物的質(zhì)量為40kg，取重力加速度g=9.8m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。忽略空氣阻力，則（）A.重物剛落地時(shí)的速度為3.2m/s B.重物剛落地時(shí)的速度為2.8m/sC.地面對(duì)重物的平均阻力為4312N D.地面對(duì)重物的平均阻力為5512N【答案】AD【解析】【詳解】AB．兩人對(duì)繩子的合力為F合=2×cos37°×F=512N兩人通過(guò)繩子對(duì)重物做功為W=F合h1=204.8J根據(jù)動(dòng)能定理得重物剛落地時(shí)速度大小為故A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)重物先上升后下降的全過(guò)程，由動(dòng)能定理有F合h1+mgh2-fh2=0-013.（2022·浙江·高三階段練習(xí)）某地有一個(gè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，安裝有20臺(tái)風(fēng)電機(jī)組，年發(fā)電量約為2400萬(wàn)千瓦時(shí)。已知發(fā)電機(jī)葉片長(zhǎng)度為30米，空氣的密度為1.3kg/m3，若風(fēng)以15m/s的速度垂直葉片面吹來(lái)，空氣的動(dòng)能約有10%可以轉(zhuǎn)化為電能，風(fēng)電機(jī)組剛好滿負(fù)荷發(fā)電，則該風(fēng)電場(chǎng)一年之中能滿負(fù)荷發(fā)電的時(shí)間約為（）A．40天 B．80天 C．160天 D．320天【答案】B【解析】根據(jù)題意得解得，由，故選項(xiàng)B正確解得f=5512N，故C錯(cuò)誤，D正確。14.（2022·天津·模擬預(yù)測(cè)）北京冬奧會(huì)高臺(tái)滑雪場(chǎng)地示意如圖。一運(yùn)動(dòng)員（含裝備）的質(zhì)量為m，從助滑坡上A點(diǎn)由靜止沿坡（曲線軌道）下滑，經(jīng)最低點(diǎn)B從坡的末端C起跳，在空中飛行一段時(shí)間后著陸于著陸坡上D點(diǎn)。已知A、C的高度差為，C、D的高度差為，重力加速度大小為g，摩擦阻力和空氣阻力不能忽略，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)。則下列判定正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)員在B點(diǎn)處于超重狀態(tài)B．運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的速率C．運(yùn)動(dòng)員著陸前瞬間的動(dòng)能D．運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間【答案】AD【解析】由題意運(yùn)動(dòng)員在B點(diǎn)滿足，所以。即運(yùn)動(dòng)員在B點(diǎn)處于超重狀態(tài)，故A正確；從A到C由動(dòng)能定理得，所以故B錯(cuò)誤；從A到D滿足，所以，故C錯(cuò)誤；因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)起跳時(shí)，速度方向斜向上，即做斜拋運(yùn)動(dòng)，故運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間，故D正確。15.(2022廣東華南師大附中高三綜合測(cè)試）簡(jiǎn)易兒童蹦極裝置如圖所示?；顒?dòng)開(kāi)始前，先給小朋友綁上安全帶，然后將彈性繩拉長(zhǎng)后固定在小朋友身上，并通過(guò)其它力作用使小朋友停留在蹦床上。當(dāng)撤去其它力后，小朋友被“發(fā)射”出去沖向高空，小朋友到達(dá)最高點(diǎn)，然后下落到B點(diǎn)時(shí)，彈性繩恰好為原長(zhǎng)，然后繼續(xù)下落至最低點(diǎn)A。若小朋友可視為質(zhì)點(diǎn)，并始終沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，忽略彈性繩質(zhì)量與空氣阻力，則小朋友（）A.在C點(diǎn)時(shí)的加速度大小為0B.在A點(diǎn)時(shí)處于平衡狀態(tài)C.在B點(diǎn)時(shí)處于失重狀態(tài)D.在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒【答案】C【解析】小朋友在C點(diǎn)時(shí)只受重力作用，加速度大小為g，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小朋友減速運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A點(diǎn)，彈性繩的拉力大于重力，處于非平衡狀態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在B點(diǎn)時(shí)彈性繩恰好為原長(zhǎng)，小朋友只受重力作用向下運(yùn)動(dòng)，加速度大小為g，處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)C正確；小朋友在下落過(guò)程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈性繩的彈性勢(shì)能，機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。16.(2022.廣東韶關(guān)市一模）在圖（a）為某科技興趣小組制作的重力投石機(jī)示意圖。支架固定在水平地面上，輕桿AB可繞支架頂部水平軸OO＇在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。A端凹槽內(nèi)裝有一石子，B端固定一配重。某次打靶時(shí)，將桿沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)至與豎直方向成θ角后由靜止釋放，桿在配重重力作用下轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)石子被水平拋出。石子投向正前方豎直放置的靶，打到靶心上方的“6”環(huán)處，如圖（b）所示。若要打中靶心的“10”環(huán)處，可能實(shí)現(xiàn)的途徑有（）A.僅增大石子的質(zhì)量B.僅增大配重的質(zhì)量C.僅增大投石機(jī)到靶的距離D.僅增大θ角【答案】AC【解析】?jī)H增大石子的質(zhì)量，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，石子平拋的初速度變小，拋物線向下偏移，可以擊中靶心，A正確；僅增大配重的質(zhì)量，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，石子平拋的初速度變大，拋物線向上偏移，不能擊中靶心，B錯(cuò)誤；僅增大投石機(jī)到靶的距離，拋物線向左偏移，可以擊中靶心，C正確；僅增大θ角，配重升高，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，石子平拋的初速度變大，拋物線向上偏移，不能擊中靶心，D錯(cuò)誤。17.(2022湛江市高三（下）普通高考測(cè)試（二））26．懸崖速降是選擇崖面平坦、高度適合的崖壁，用專業(yè)的登山繩作保護(hù)，由崖壁主體緣繩下滑，從崖頂下降到崖底的一種運(yùn)動(dòng)。如圖所示，某次速降可視為豎直方向的直線運(yùn)動(dòng)，速降者先從靜止開(kāi)始勻加速運(yùn)動(dòng)（加速度小于重力加速度），之后做勻減速運(yùn)動(dòng)，到達(dá)地面時(shí)速度恰好減為零。則下列說(shuō)法正確的是（）A．在加速下降階段，速降者處于失重狀態(tài)B．在加速下降階段，速降者的機(jī)械能增大，在減速下降階段，速降者的機(jī)械能減小C．在整個(gè)下降過(guò)程中，速降者的重力勢(shì)能一直減小D．在整個(gè)下降過(guò)程中，繩對(duì)速降者先做正功后做負(fù)功【答案】AC【解析】對(duì)速降者受力分析可知，受繩的拉力和重力，當(dāng)加速下降時(shí)，加速度向下，則速降者處于失重狀態(tài)，故Ａ正確；對(duì)速降者而言無(wú)論是加速下降和減速下降，位移向下而拉力向上，故繩的拉力始終做負(fù)功即為除重力以外的其它力做功，則速降者的機(jī)械能一直減小，故BD錯(cuò)誤；在整個(gè)下降過(guò)程中，重力做正功，則速降者的重力勢(shì)能一直減小，故C正確.18.（2022·全國(guó)高考理綜甲卷·14）北京2022年冬奧會(huì)首鋼滑雪大跳臺(tái)局部示意圖如圖所示。運(yùn)動(dòng)員從a處由靜止自由滑下，到b處起跳，c點(diǎn)為a、b之間的最低點(diǎn)，a、c兩處的高度差為h。要求運(yùn)動(dòng)員過(guò)c點(diǎn)時(shí)對(duì)滑雪板的壓力不大于自身所受重力的k倍，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)并忽略所有阻力，則c點(diǎn)處這一段圓弧雪道的半徑不應(yīng)小于（）A．B．C．D．【答案】D【解析】從a到c，由機(jī)械能守恒定律，mgh=mv2，在c點(diǎn)，由牛頓第二定律，F(xiàn)-mg=m，F(xiàn)≤kmg，聯(lián)立解得R≥，選項(xiàng)D正確。19．2022年第24屆冬奧會(huì)在北京-張家口成功舉辦，圖甲為在張家口的國(guó)家跳臺(tái)滑雪中心“雪如意”,圖乙為跳臺(tái)滑雪的示意圖。質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從長(zhǎng)直傾斜的助滑道AB的A處由靜止滑下，為了改變運(yùn)動(dòng)員的速度方向，在助滑道AB與起跳臺(tái)D之間用一段彎曲滑道相切銜接，其中最低點(diǎn)C處附近是一段以O(shè)為圓心的圓弧，圓弧軌道半徑為R。A與C的豎直高度差為H，彎曲滑道末端即起跳臺(tái)D與滑道最低點(diǎn)C的高度差為h，重力加速度為g。不計(jì)空氣阻力及摩擦，則運(yùn)動(dòng)員（）A．到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為mgHB．到達(dá)C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為C．到起跳臺(tái)D點(diǎn)的速度大小為D．從C點(diǎn)到D點(diǎn)重力勢(shì)能增加了mg(H-h)【答案】AC【解析】由A到C機(jī)械能守恒，則到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為Ek=mgH選項(xiàng)A正確；根據(jù)解得則到達(dá)C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從A到D由機(jī)械能守恒定律解得到起跳臺(tái)D點(diǎn)的速度大小為選項(xiàng)C正確；從C點(diǎn)到D點(diǎn)重力勢(shì)能增加了mgh，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。20.（2022四川省成都市第一次診斷性檢測(cè)）將圖（a）中的蹦床簡(jiǎn)化為圖（b）所示的彈簧，當(dāng)質(zhì)量50kg的運(yùn)動(dòng)員站在蹦床上靜止時(shí)，彈簧的上端由O點(diǎn)壓縮到A點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員重心在O點(diǎn)。現(xiàn)將比賽過(guò)程分為兩段，過(guò)程1：運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)開(kāi)始，通過(guò)多次起跳，在空中完成動(dòng)作，且越跳越高，直至重心達(dá)到距O點(diǎn)高為6.1m的最高點(diǎn)（此時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度為零）；過(guò)程2：運(yùn)動(dòng)員在最高點(diǎn)結(jié)束表演，此后不做任何動(dòng)作，多次往返，最后靜止在蹦床上，彈回過(guò)程中重心與O點(diǎn)最大高度差為4m。若整個(gè)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員所受空氣阻力大小恒為重力的0.2倍，重力加速度大小為10m/s2。則（）A.過(guò)程1中，運(yùn)動(dòng)員能夠越跳越高，是因?yàn)閺椈蓪?duì)運(yùn)動(dòng)員不斷做正功B.在過(guò)程2的每一次單向向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的速度最大時(shí)，彈簧的上端都處于A點(diǎn)下方C.過(guò)程2中，從開(kāi)始下落到彈至重心距O點(diǎn)高4m處，運(yùn)動(dòng)員克服空氣阻力做的功為1010JD.過(guò)程2中，彈簧的最大彈性勢(shì)能為2520J【答案】BD【解析】過(guò)程1中，上升階段，運(yùn)動(dòng)員與彈簧未分離時(shí)，彈簧對(duì)運(yùn)動(dòng)員做正功，運(yùn)動(dòng)員與彈簧未分離后，彈簧對(duì)運(yùn)動(dòng)員不做功，故A錯(cuò)誤；由題可知，當(dāng)物體靜止時(shí)，在A點(diǎn)彈簧的彈等于重力，在過(guò)程2的每一次單向向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，阻力方向向下，運(yùn)動(dòng)員的速度最大時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的加速度為零，此時(shí)有，則速度最大時(shí)，運(yùn)動(dòng)員比靜止在彈簧上時(shí)，彈簧的彈力更大，則被壓縮更短，所以彈簧的上端都處于A點(diǎn)下方，故B正確；過(guò)程2中，從距O點(diǎn)高為6m開(kāi)始下落到彈至重心距O點(diǎn)高4.1m處，設(shè)運(yùn)動(dòng)員克服空氣阻力做的功W，由動(dòng)能定理得解得，故C錯(cuò)誤；過(guò)程2中，當(dāng)彈簧第一次到最低點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大，設(shè)彈簧的壓縮量為，運(yùn)動(dòng)員從距O點(diǎn)高為6m開(kāi)始下落到重心與O點(diǎn)最大高度差為4.1m過(guò)程中，克服空氣阻力做的功為解得過(guò)程2中，當(dāng)彈簧第一次到最低點(diǎn)時(shí)，由動(dòng)能定理得代入數(shù)據(jù)得，故D正確21.（2022·廣東韶關(guān)市一模）在蹦極（BungeeJumping），也叫機(jī)索跳，是近些年來(lái)新興的一項(xiàng)非常刺激的戶外休閑活動(dòng)。為了研究運(yùn)動(dòng)員下落速度與下落距離的關(guān)系在運(yùn)動(dòng)員身上裝好傳感器，讓其從靜止開(kāi)始豎直下落，得到如圖所示的v2—h圖像。運(yùn)動(dòng)員及其所攜帶裝備的總質(zhì)量為60kg，彈性繩原長(zhǎng)為10m，忽略空氣阻力，彈性繩上的彈力遵循胡克定律。以下說(shuō)法正確的是（）A.彈性繩的勁度系數(shù)為40N/mB.運(yùn)動(dòng)員在下落過(guò)程中先失重再超重C.運(yùn)動(dòng)員在最低點(diǎn)處加速度大小為10m/s2D.運(yùn)動(dòng)員在速度最大處繩子的彈性勢(shì)能為1500J【答案】BD【解析】由題圖知，在，運(yùn)動(dòng)員速度最大，則加速度為0，故有代入數(shù)據(jù)求得彈性繩的勁度系數(shù)為k=120N/m，故A錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員在下落過(guò)程中，先加速后減速，所以加速度先向下后向上，則運(yùn)動(dòng)員先失重后超重，故B正確；運(yùn)動(dòng)員在最低點(diǎn)處時(shí)，若下降高度為25m，則由牛頓第二定律可得代入數(shù)據(jù)求得：，由題圖可知，運(yùn)動(dòng)員下降高度大于25m，故加速度大于20m/s2，故C錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員在速度最大處，由功能關(guān)系有代入數(shù)據(jù)求得繩子的彈性勢(shì)能為，故D正確。22.(2022·福建省莆田市二檢）圖甲為北京2022年冬奧會(huì)的“雪如意”跳臺(tái)滑雪場(chǎng)地，其簡(jiǎn)化示意圖如圖乙，助滑道AB的豎直高度，B、C間的距離，B、C連線與水平方向的夾角。某質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)員從出發(fā)點(diǎn)A沿助滑道無(wú)初速下滑，從起跳點(diǎn)B處沿水平方向飛出，在著地點(diǎn)C處著地，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2.求（1）運(yùn)動(dòng)員在起跳點(diǎn)B處的速度v0；（2）運(yùn)動(dòng)員在助滑過(guò)程中阻力做的功。【答案】（1）；（2）【解析】（1）運(yùn)動(dòng)員從B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)水平方向豎直方向解得（2）由動(dòng)能定理得，解得23.（2022·廣東省茂名市高州市第二次模擬）如圖“和諧號(hào)”是由提供動(dòng)力的車廂（動(dòng)車），不提供動(dòng)力的車廂（拖車）編制而成。某“和諧號(hào)”由8節(jié)車廂組成，其中第1節(jié)、第5節(jié)為動(dòng)車，每節(jié)車廂所受的阻力Ff大小為自身重力的0.01倍。已知每節(jié)車廂的質(zhì)量均為m=2104kg，每節(jié)動(dòng)車的額定功率均為P0=600kW，重力加速度g=10m/s2。求：（1）若“和諧號(hào)