2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測(新高考專用)專題2.2機械能守恒定理和功能關(guān)系(練)(原卷版+解析)

2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測（新高考專用）專題二動能和動量（練）2.2機械能守恒定律和功能關(guān)系第一部分：練真題【2022年真題】1、（2022·江蘇卷·T10）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與物塊A連接在一起，處于壓縮狀態(tài)，A由靜止釋放后沿斜面向上運動到最大位移時，立即將物塊B輕放在A右側(cè)，A、B由靜止開始一起沿斜面向下運動，下滑過程中A、B始終不分離，當A回到初始位置時速度為零，A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)相同、彈簧未超過彈性限度，則（）A.當上滑到最大位移的一半時，A的加速度方向沿斜面向下B.A上滑時、彈簧的彈力方向不發(fā)生變化C.下滑時，B對A的壓力先減小后增大D.整個過程中A、B克服摩擦力所做的總功大于B的重力勢能減小量2、（2022·全國乙卷·T16）固定于豎直平面內(nèi)的光滑大圓環(huán)上套有一個小環(huán)，小環(huán)從大圓環(huán)頂端P點由靜止開始自由下滑，在下滑過程中，小環(huán)的速率正比于（）A.它滑過的弧長B.它下降的高度C.它到P點的距離D.它與P點的連線掃過的面積3、（2022·山東卷·T16）某糧庫使用額定電壓，內(nèi)阻的電動機運糧。如圖所示，配重和電動機連接小車的纜繩均平行于斜坡，裝滿糧食的小車以速度沿斜坡勻速上行，此時電流。關(guān)閉電動機后，小車又沿斜坡上行路程L到達卸糧點時，速度恰好為零。卸糧后，給小車一個向下的初速度，小車沿斜坡剛好勻速下行。已知小車質(zhì)量，車上糧食質(zhì)量，配重質(zhì)量，取重力加速度，小車運動時受到的摩擦阻力與車及車上糧食總重力成正比，比例系數(shù)為k，配重始終未接觸地面，不計電動機自身機械摩擦損耗及纜繩質(zhì)量。求：（1）比例系數(shù)k值；（2）上行路程L值?！?021年真題】4、（2021·重慶卷·T5）如圖所示。豎直平面內(nèi)有兩個半徑為R，而內(nèi)壁光滑的1/4圓弧軌道，固定在豎直平面內(nèi)，地面水平，O、O1為兩圓弧的圓心，兩圓弧相切于N點。一小物塊從左側(cè)圓弧最高處靜止釋放，當通過N點時，速度大小為（重力加速度為g）A.B.C.D.5、（2021·浙江1月卷·T11）一輛汽車在水平高速公路上以80km/h的速度勻速行駛，其1s內(nèi)能量分配情況如圖所示則汽車（）A.發(fā)動機的輸出功率為70kWB.每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是5.7×104JC.每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是6.9×104JD.每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是7.0×104J6、（2021·浙江1月卷·T6）如圖所示，同學(xué)們坐在相同的輪胎上，從傾角相同的平直雪道先后由同高度靜止滑下，各輪胎與雪道間的動摩擦因數(shù)均相同，不計空氣阻力。雪道上的同學(xué)們（）A.沿雪道做勻速直線運動 B.下滑過程中機械能均守恒C.前后間的距離隨時間不斷增大 D.所受重力沿雪道向下的分力相同7、（2021·廣東卷·T9）長征途中，為了突破敵方關(guān)隘，戰(zhàn)士爬上陡銷的山頭，居高臨下向敵方工事內(nèi)投擲手榴彈，戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為m的手榴彈，手榴彈從投出的位置到落地點的高度差為h，在空中的運動可視為平拋運動，軌跡如圖所示，重力加速度為g，下列說法正確的有（）A.甲在空中的運動時間比乙的長B.兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等C.從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢能減少D.從投出到落地，每顆手榴彈的機械能變化量為8、（2021·山東卷·T18）如圖所示，三個質(zhì)量均為m的小物塊A、B、C，放置在水平地面上，A緊靠豎直墻壁，一勁度系數(shù)為k的輕彈簧將A、B連接，C緊靠B，開始時彈簧處于原長，A、B、C均靜止。現(xiàn)給C施加一水平向左、大小為F的恒力，使B、C一起向左運動，當速度為零時，立即撤去恒力，一段時間后A離開墻壁，最終三物塊都停止運動。已知A、B、C與地面間的滑動摩擦力大小均為f，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。（彈簧的彈性勢能可表示為：，k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量）（1）求B、C向左移動的最大距離和B、C分離時B的動能；（2）為保證A能離開墻壁，求恒力的最小值；（3）若三物塊都停止時B、C間的距離為，從B、C分離到B停止運動的整個過程，B克服彈簧彈力做的功為W，通過推導(dǎo)比較W與的大小；（4）若，請在所給坐標系中，畫出C向右運動過程中加速度a隨位移x變化的圖像，并在坐標軸上標出開始運動和停止運動時的a、x值（用f、k、m表示），不要求推導(dǎo)過程。以撤去F時C的位置為坐標原點，水平向右為正方向。9、（2021·江蘇卷·T14）如圖所示的離心裝置中，光滑水平輕桿固定在豎直轉(zhuǎn)軸的O點，小圓環(huán)A和輕質(zhì)彈簧套在輕桿上，長為的細線和彈簧兩端分別固定于O和A，質(zhì)量為m的小球B固定在細線的中點，裝置靜止時，細線與豎直方向的夾角為，現(xiàn)將裝置由靜止緩慢加速轉(zhuǎn)動，當細線與豎直方向的夾角增大到時，A、B間細線的拉力恰好減小到零，彈簧彈力與靜止時大小相等、方向相反，重力加速度為g，取，，求：（1）裝置靜止時，彈簧彈力的大小F；（2）環(huán)A的質(zhì)量M；（3）上述過程中裝置對A、B所做的總功W。10、（2021·北京卷·T20）秋千由踏板和繩構(gòu)成，人在秋千上的擺動過程可以簡化為單擺的擺動，等效“擺球”的質(zhì)量為m，人蹲在踏板上時擺長為，人站立時擺長為。不計空氣阻力，重力加速度大小為g。（1）如果擺長為，“擺球”通過最低點時的速度為v，求此時“擺球”受到拉力T的大小。（2）在沒有別人幫助的情況下，人可以通過在低處站起、在高處蹲下的方式使“擺球”擺得越來越高。a.人蹲在踏板上從最大擺角開始運動，到最低點時突然站起，此后保持站立姿勢擺到另一邊的最大擺角為。假定人在最低點站起前后“擺球”擺動速度大小不變，通過計算證明。b.實際上人在最低點快速站起后“擺球”擺動速度的大小會增大。隨著擺動越來越高，達到某個最大擺角后，如果再次經(jīng)過最低點時，通過一次站起并保持站立姿勢就能實現(xiàn)在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動，求在最低點“擺球”增加的動能應(yīng)滿足的條件。11、（2021·浙江1月卷·T21）如圖所示，豎直平面內(nèi)由傾角α=60°的斜面軌道AB、半徑均為R的半圓形細圓管軌道BCDE和圓周細圓管軌道EFG構(gòu)成一游戲裝置固定于地面，B、E兩處軌道平滑連接，軌道所在平面與豎直墻面垂直。軌道出口處G和圓心O2的連線，以及O2、E、O1和B等四點連成的直線與水平線間的夾角均為θ=30°，G點與豎直墻面的距離?，F(xiàn)將質(zhì)量為m的小球從斜面的某高度h處靜止釋放。小球只有與豎直墻面間的碰撞可視為彈性碰撞，不計小球大小和所受阻力。(1)若釋放處高度h=h0，當小球第一次運動到圓管最低點C時，求速度大小vc及在此過程中所受合力的沖量的大小和方向；(2)求小球在圓管內(nèi)與圓心O1點等高的D點所受彈力FN與h的關(guān)系式；(3)若小球釋放后能從原路返回到出發(fā)點，高度h應(yīng)該滿足什么條件？【2020年真題】12、（2020·全國=1\*ROMANI卷·T20）一物塊在高3.0m、長5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢能和動能隨下滑距離s的變化如圖中直線Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2。則（）A.物塊下滑過程中機械能不守恒B.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5C.物塊下滑時加速度的大小為6.0m/s2D當物塊下滑2.0m時機械能損失了12J13、（2020·浙江7月卷·T21）小明將如圖所示的裝置放在水平地面上，該裝置由弧形軌道、豎直圓軌道、水平直軌道和傾角的斜軌道平滑連接而成。質(zhì)量的小滑塊從弧形軌道離地高處靜止釋放。已知，，滑塊與軌道和間的動摩擦因數(shù)均為，弧形軌道和圓軌道均可視為光滑，忽略空氣阻力。(1)求滑塊運動到與圓心O等高的D點時對軌道的壓力；(2)通過計算判斷滑塊能否沖出斜軌道的末端C點；(3)若滑下的滑塊與靜止在水平直軌道上距A點x處的質(zhì)量為的小滑塊相碰，碰后一起運動，動摩擦因數(shù)仍為0.25，求它們在軌道上到達的高度h與x之間的關(guān)系。（碰撞時間不計，，）14、（2020·浙江1月卷·T20）如圖所示，一彈射游戲裝置由安裝在水平臺面上的固定彈射器、豎直圓軌道（在最低點E分別與水平軌道和相連）、高度h可調(diào)的斜軌道組成。游戲時滑塊從O點彈出，經(jīng)過圓軌道并滑上斜軌道。全程不脫離軌道且恰好停在B端則視為游戲成功。已知圓軌道半徑，長，長，圓軌道和光滑，滑塊與、之間的動摩擦因數(shù)?；瑝K質(zhì)量m=2g且可視為質(zhì)點，彈射時從靜止釋放且彈簧的彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為滑塊動能。忽略空氣阻力，各部分平滑連接。求

（1）滑塊恰好能過圓軌道最高點F時的速度大??；（2）當且游戲成功時，滑塊經(jīng)過E點對圓軌道的壓力大小及彈簧的彈性勢能；（3）要使游戲成功，彈簧的彈性勢能與高度h之間滿足的關(guān)系。第二部分：練新題1、（2023屆·河北五個一名校聯(lián)盟高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，傳送帶與水平方向夾角為，且足夠長?，F(xiàn)有一質(zhì)量為可視為質(zhì)點的物體，以初速度沿著與傳送帶平行的方向，從點開始向上運動，物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為。傳送帶以恒定的速度運行，物體初速度大小和傳送帶的速度大小關(guān)系為。則物體在傳送帶上運動的過程中，下列說法正確的是（）（重力加速度為）A.運動過程中摩擦力對物體可能先做正功再做負功B.運動過程中物體的機械能一直增加C.若傳送帶逆時針運動，則摩擦力對物體做功為零D.若傳送帶順時針運動，則物塊在加速過程中電動機多消耗的電能為2、（2023屆·安徽省卓越縣中聯(lián)盟高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖1所示，在水平光滑臺面上有一端固定的輕質(zhì)彈簧，彈簧處于自然長度時其自由端位于點。平臺的右端有一與平臺等高的傳送帶，傳送帶兩輪中心間距離為，以的速度逆時針勻速運行?，F(xiàn)將一質(zhì)量為的物塊置于平臺上，并對其施加一水平向左的推力，在推力作用下物塊緩慢壓縮彈簧，且知與彈簧的壓縮量間的關(guān)系如圖2所示，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)，重力加速度取。若某時刻撤去推力，則下列判斷正確的是（）A.彈簧的勁度系數(shù)為160N/mB.欲使物塊從傳送帶右端離開傳送帶，彈簧的壓縮量至少為C.若當彈簧壓縮量時，撤去推力，則物塊與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為D.若當彈簧壓縮量時，撤去推力，則物塊將在平臺與傳送帶間不停地往返運動3、（2023屆·湖南九校聯(lián)考高三上學(xué)期開學(xué)考試）“蹦極”是很多年輕人喜愛的極限運動（如圖甲所示），質(zhì)量為m的蹦極愛好者從跳臺上落下，其加速度隨下降位移變化的圖像如圖乙所示（圖中、、g，已知，、未知），忽略空氣阻力以及繩索的重力，蹦極所用的繩索可看成滿足胡克定律的彈性繩，g為重力加速度，對于蹦極愛好者，下列說法正確的是（）A.下降位移為時，速度最大B.下降過程中的最大速度大小為C.下降的最大位移D.下降過程中的最大加速度大小為4、（2023屆·江蘇海安市高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，、兩個物體通過一根繩子相連，跨過水平固定的粗糙桿，拉著吊起。自由釋放，重物豎直下落，使得繞桿在豎直平面內(nèi)做半徑減小的近心旋轉(zhuǎn)，進而使得重物落地前能穩(wěn)穩(wěn)地停住——這就是循環(huán)擺實驗（）A.重物下落過程中，繩中張力B.繩子對重物始終做正功C.整個過程中系統(tǒng)機械能守恒D.物體質(zhì)量值越小，實驗越易成功5、（2023屆·江蘇鎮(zhèn)江市高三上學(xué)期開學(xué)考試）某學(xué)生看到機場關(guān)于“嚴禁攜帶額定能量超過的充電寶搭乘飛機”的規(guī)定。通過仔細閱讀機場的說明后領(lǐng)悟到，機場限定的不是充電寶的電荷量，而是充電寶的能量。則的能量能把物體舉起的高度約為（）A. B. C. D.6、（2023屆·河北滄州市高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，頂端帶有光滑定滑輪、傾角的光滑斜面體固定在水平地面上，質(zhì)量均為m的小球A、B之間用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接，用一根不可伸長的輕繩跨過光滑定滑輪連接物塊C和小球B，輕繩與斜面平行。初始時用手控制住物塊C使彈簧與輕繩在同一豎直平面上，B、C之間的輕繩恰好張緊且無彈力作用。由靜止釋放物塊C后，當其速度恰好達到最大值時，A小球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱?。已知彈簧的彈性勢能可表示為，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x表示彈簧的形變量，當?shù)氐闹亓铀俣葹間，則（）A.物塊C的質(zhì)量為4mB.物塊C速度達到最大值時，小球B的加速度為C.物塊C從釋放到速度達到最大值過程中，輕繩對小球B所做的功為D.物塊C從釋放到速度達到最大值的過程中，彈簧對小球B所做的功為7、（2023屆·西南大學(xué)附中高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，用鉸鏈將三個質(zhì)量均為m的小球A、B、C與兩根長為L輕桿相連，B、C置于水平地面上。在輕桿豎直時，將A由靜止釋放，B、C在桿的作用下向兩側(cè)滑動，三小球始終在同一豎直平面內(nèi)運動。忽略一切摩擦，重力加速度為g。則此過程中（）A.球A落地的瞬時速度為 B.球B對地面的壓力始終等于C.球B一直向左做加速運動 D.當A球機械能最小時，A球的加速度為g8、（2023·河南省安陽市高三上學(xué)期期中）科技館中有一個球體上移的裝置，一個球體放在一個架子上，架子是傾斜的，球可以從架子的低處向高處滾動。簡化裝置如圖所示，兩條支撐桿是向上抬起的，但是桿間距離在不斷增大，在球向高處滾動的過程中，不計—切阻力，下列說法正確的是（）A.球的重心升高 B.桿的支持力逐漸增大C.桿的支持力方向垂直于桿豎直向上 D.違背了能量守恒定律9、（2023屆·山東日照市高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，以的速度運行的水平傳送帶與傾角為的斜面的底端B平滑連接，將一質(zhì)量的小物塊輕輕放到傳送帶的A端。已知A、B的距離，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)。取重力加速度，，。求：（1）第1次滑到B點的過程中摩擦力對物塊做的功；（2）第1次在斜面上滑行最遠點P到點B的距離L；（3）從釋放至第3次到達B點的過程中，因摩擦產(chǎn)生的熱量Q。10、（2023屆·四川巴中市高三上學(xué)期開學(xué)考試）滑板是同學(xué)們喜愛的體育運動，如圖所示，一同學(xué)正在進行滑板運動。圖中ABD是同一水平路面，BC是一段R=4m的圓弧路面，圓弧的最高點C與其圓心O在同一豎直線上，BC圓弧對應(yīng)的圓心角為37°，該同學(xué)從A點由靜止開始在AB路段單腳用力蹬地，然后收腿和滑板一起沖上圓弧路段到達C點，在C點時滑板對路面的壓力為300N；已知他和滑板的總質(zhì)量為50kg，不計滑板與各路段之間的摩擦力以及經(jīng)過B點時的機械能損失。已知重力加速度g=10m/s2，cos37°=0.8，sin37°=0.6。求∶（1）從C點水平拋出，其落地點與C點的水平距離x為多少？（2）該同學(xué)在AB段消耗的體能中有多少焦轉(zhuǎn)化為他和滑板的機械能。2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)講練測（新高考專用）專題二動能和動量（練）2.2機械能守恒定律和功能關(guān)系第一部分：練真題【2022年真題】1、（2022·江蘇卷·T10）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與物塊A連接在一起，處于壓縮狀態(tài)，A由靜止釋放后沿斜面向上運動到最大位移時，立即將物塊B輕放在A右側(cè)，A、B由靜止開始一起沿斜面向下運動，下滑過程中A、B始終不分離，當A回到初始位置時速度為零，A、B與斜面間的動摩擦因數(shù)相同、彈簧未超過彈性限度，則（）A.當上滑到最大位移的一半時，A的加速度方向沿斜面向下B.A上滑時、彈簧的彈力方向不發(fā)生變化C.下滑時，B對A的壓力先減小后增大D.整個過程中A、B克服摩擦力所做的總功大于B的重力勢能減小量【答案】B【解析】B．由于A、B在下滑過程中不分離，設(shè)在最高點的彈力為F，方向沿斜面向下為正方向，斜面傾角為θ，AB之間的彈力為FAB，摩擦因素為μ，剛下滑時根據(jù)牛頓第二定律對AB有對B有聯(lián)立可得由于A對B的彈力FAB方向沿斜面向上，故可知在最高點F的方向沿斜面向上；由于在最開始彈簧彈力也是沿斜面向上的，彈簧一直處于壓縮狀態(tài)，所以A上滑時、彈簧的彈力方向一直沿斜面向上，不發(fā)生變化，故B正確；A．設(shè)彈簧原長在O點，A剛開始運動時距離O點為x1，A運動到最高點時距離O點為x2；下滑過程AB不分離，則彈簧一直處于壓縮狀態(tài)，上滑過程根據(jù)能量守恒定律可得化簡得當位移為最大位移的一半時有帶入k值可知F合=0，即此時加速度為0，故A錯誤；C．根據(jù)B的分析可知再結(jié)合B選項的結(jié)論可知下滑過程中F向上且逐漸變大，則下滑過程FAB逐漸變大，根據(jù)牛頓第三定律可知B對A的壓力逐漸變大，故C錯誤；D．整個過程中彈力做的功為0，A重力做的功為0，當A回到初始位置時速度為零，根據(jù)功能關(guān)系可知整個過程中A、B克服摩擦力所做的總功等于B的重力勢能減小量，故D錯誤。故選B。2、（2022·全國乙卷·T16）固定于豎直平面內(nèi)的光滑大圓環(huán)上套有一個小環(huán)，小環(huán)從大圓環(huán)頂端P點由靜止開始自由下滑，在下滑過程中，小環(huán)的速率正比于（）A.它滑過的弧長B.它下降的高度C.它到P點的距離D.它與P點的連線掃過的面積【答案】C【解析】如圖所示設(shè)圓環(huán)下降的高度為，圓環(huán)的半徑為，它到P點的距離為，根據(jù)機械能守恒定律得由幾何關(guān)系可得聯(lián)立可得可得故C正確，ABD錯誤。故選C。3、（2022·山東卷·T16）某糧庫使用額定電壓，內(nèi)阻的電動機運糧。如圖所示，配重和電動機連接小車的纜繩均平行于斜坡，裝滿糧食的小車以速度沿斜坡勻速上行，此時電流。關(guān)閉電動機后，小車又沿斜坡上行路程L到達卸糧點時，速度恰好為零。卸糧后，給小車一個向下的初速度，小車沿斜坡剛好勻速下行。已知小車質(zhì)量，車上糧食質(zhì)量，配重質(zhì)量，取重力加速度，小車運動時受到的摩擦阻力與車及車上糧食總重力成正比，比例系數(shù)為k，配重始終未接觸地面，不計電動機自身機械摩擦損耗及纜繩質(zhì)量。求：（1）比例系數(shù)k值；（2）上行路程L值?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）設(shè)電動機的牽引繩張力為，電動機連接小車的纜繩勻速上行，由能量守恒定律有解得小車和配重一起勻速，設(shè)繩的張力為，對配重有設(shè)斜面傾角為，對小車勻速有而卸糧后給小車一個向下的初速度，小車沿斜坡剛好勻速下行，有聯(lián)立各式解得，（2）關(guān)閉發(fā)動機后小車和配重一起做勻減速直線運動，設(shè)加速度為，對系統(tǒng)由牛頓第二定律有可得由運動學(xué)公式可知解得【2021年真題】4、（2021·重慶卷·T5）如圖所示。豎直平面內(nèi)有兩個半徑為R，而內(nèi)壁光滑的1/4圓弧軌道，固定在豎直平面內(nèi)，地面水平，O、O1為兩圓弧的圓心，兩圓弧相切于N點。一小物塊從左側(cè)圓弧最高處靜止釋放，當通過N點時，速度大小為（重力加速度為g）A.B.C.D.【答案】D【解析】由圖中幾何關(guān)系可知，圖中NO連線與水平方向的夾角θ=30°。設(shè)小物塊通過N點時速度為v，小物塊從左側(cè)圓弧最高點靜止釋放，由機械能守恒定律，mgRsinθ=mv2，解得：v=，選項D正確。5、（2021·浙江1月卷·T11）一輛汽車在水平高速公路上以80km/h的速度勻速行駛，其1s內(nèi)能量分配情況如圖所示則汽車（）A.發(fā)動機的輸出功率為70kWB.每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是5.7×104JC.每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是6.9×104JD.每1s消耗的燃料最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是7.0×104J【答案】C【解析】A．由圖可知，發(fā)動機1s內(nèi)克服轉(zhuǎn)動阻力做功為0.45×104J，則輸出功率為選項A錯誤；BCD．每1s消耗的燃料有6.9×104J進入發(fā)動機，則最終轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能的量為6.9×104J，選項C正確，BD錯誤。故選C。6、（2021·浙江1月卷·T6）如圖所示，同學(xué)們坐在相同的輪胎上，從傾角相同的平直雪道先后由同高度靜止滑下，各輪胎與雪道間的動摩擦因數(shù)均相同，不計空氣阻力。雪道上的同學(xué)們（）A.沿雪道做勻速直線運動 B.下滑過程中機械能均守恒C.前后間的距離隨時間不斷增大 D.所受重力沿雪道向下的分力相同【答案】C【解析】A．同學(xué)坐在輪胎上從靜止開始沿雪道下滑，做加速運動，受力分析如圖根據(jù)牛頓第二定律可知加速度又因為相同，所以同學(xué)們做勻加速直線運動，A錯誤；B．下滑過程中摩擦力做負功，雪道上的同學(xué)們機械能減小，B錯誤；C．根據(jù)勻加速直線運動位移與時間的關(guān)系，可知同學(xué)們前后距離隨著時間不斷增大，也可以從速度的角度分析，同學(xué)們做勻加速直線運動，隨著時間的增加，速度越來越大，相等時時間內(nèi)通過的位移越來越大，所以同學(xué)們前后距離隨著時間不斷增大，C正確；D．各同學(xué)質(zhì)量可能不同，所以重力沿雪道向下的分力也可能不相同，D錯誤。故選C。7、（2021·廣東卷·T9）長征途中，為了突破敵方關(guān)隘，戰(zhàn)士爬上陡銷的山頭，居高臨下向敵方工事內(nèi)投擲手榴彈，戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為m的手榴彈，手榴彈從投出的位置到落地點的高度差為h，在空中的運動可視為平拋運動，軌跡如圖所示，重力加速度為g，下列說法正確的有（）A.甲在空中的運動時間比乙的長B.兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等C.從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢能減少D.從投出到落地，每顆手榴彈的機械能變化量為【答案】BC【解析】A．由平拋運動規(guī)律可知，做平拋運動的時間因為兩手榴彈運動的高度差相同，所以在空中運動時間相等，故A錯誤；B．做平拋運動的物體落地前瞬間重力的功率因為兩手榴彈運動的高度差相同，質(zhì)量相同，所以落地前瞬間，兩手榴彈重力功率相同，故B正確；C．從投出到落地，手榴彈下降的高度為h，所以手榴彈重力勢能減小量故C正確；D．從投出到落地，手榴彈做平拋運動，只有重力做功，機械能守恒，故D錯誤。故選BC。8、（2021·山東卷·T18）如圖所示，三個質(zhì)量均為m的小物塊A、B、C，放置在水平地面上，A緊靠豎直墻壁，一勁度系數(shù)為k的輕彈簧將A、B連接，C緊靠B，開始時彈簧處于原長，A、B、C均靜止?，F(xiàn)給C施加一水平向左、大小為F的恒力，使B、C一起向左運動，當速度為零時，立即撤去恒力，一段時間后A離開墻壁，最終三物塊都停止運動。已知A、B、C與地面間的滑動摩擦力大小均為f，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。（彈簧的彈性勢能可表示為：，k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量）（1）求B、C向左移動的最大距離和B、C分離時B的動能；（2）為保證A能離開墻壁，求恒力的最小值；（3）若三物塊都停止時B、C間的距離為，從B、C分離到B停止運動的整個過程，B克服彈簧彈力做的功為W，通過推導(dǎo)比較W與的大??；（4）若，請在所給坐標系中，畫出C向右運動過程中加速度a隨位移x變化的圖像，并在坐標軸上標出開始運動和停止運動時的a、x值（用f、k、m表示），不要求推導(dǎo)過程。以撤去F時C的位置為坐標原點，水平向右為正方向?！敬鸢浮浚?）、；（2）；（3）；（4）【解析】（1）從開始到B、C向左移動到最大距離的過程中，以B、C和彈簧為研究對象，由功能關(guān)系得彈簧恢復(fù)原長時B、C分離，從彈簧最短到B、C分離，以B、C和彈簧為研究對象，由能量守恒得聯(lián)立方程解得（2）當A剛要離開墻時，設(shè)彈簧得伸長量為，以A為研究對象，由平衡條件得若A剛要離開墻壁時B得速度恰好等于零，這種情況下恒力為最小值，從彈簧恢復(fù)原長到A剛要離開墻得過程中，以B和彈簧為研究對象，由能量守恒得結(jié)合第（1）問結(jié)果可知根據(jù)題意舍去，所以恒力得最小值為（3）從B、C分離到B停止運動，設(shè)B的路程為，C的位移為，以B為研究對象，由動能定理得以C為研究對象，由動能定理得由B、C得運動關(guān)系得聯(lián)立可知（4）小物塊B、C向左運動過程中，由動能定理得解得撤去恒力瞬間彈簧彈力為則坐標原點的加速度為之后C開始向右運動過程（B、C系統(tǒng)未脫離彈簧）加速度為可知加速度隨位移為線性關(guān)系，隨著彈簧逐漸恢復(fù)原長，減小，減小，彈簧恢復(fù)原長時，B和C分離，之后C只受地面的滑動摩擦力，加速度為負號表示C的加速度方向水平向左；從撤去恒力之后到彈簧恢復(fù)原長，以B、C為研究對象，由動能定理得脫離彈簧瞬間后C速度為，之后C受到滑動摩擦力減速至0，由能量守恒得解得脫離彈簧后，C運動的距離為則C最后停止的位移為所以C向右運動的圖象為9、（2021·江蘇卷·T14）如圖所示的離心裝置中，光滑水平輕桿固定在豎直轉(zhuǎn)軸的O點，小圓環(huán)A和輕質(zhì)彈簧套在輕桿上，長為的細線和彈簧兩端分別固定于O和A，質(zhì)量為m的小球B固定在細線的中點，裝置靜止時，細線與豎直方向的夾角為，現(xiàn)將裝置由靜止緩慢加速轉(zhuǎn)動，當細線與豎直方向的夾角增大到時，A、B間細線的拉力恰好減小到零，彈簧彈力與靜止時大小相等、方向相反，重力加速度為g，取，，求：（1）裝置靜止時，彈簧彈力的大小F；（2）環(huán)A的質(zhì)量M；（3）上述過程中裝置對A、B所做的總功W。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）設(shè)、的張力分別為、，A受力平衡B受力平衡解得（2）設(shè)裝置轉(zhuǎn)動的角速度為，對A對B解得（3）B上升的高度，A、B的動能分別為；根據(jù)能量守恒定律可知解得10、（2021·北京卷·T20）秋千由踏板和繩構(gòu)成，人在秋千上的擺動過程可以簡化為單擺的擺動，等效“擺球”的質(zhì)量為m，人蹲在踏板上時擺長為，人站立時擺長為。不計空氣阻力，重力加速度大小為g。（1）如果擺長為，“擺球”通過最低點時的速度為v，求此時“擺球”受到拉力T的大小。（2）在沒有別人幫助的情況下，人可以通過在低處站起、在高處蹲下的方式使“擺球”擺得越來越高。a.人蹲在踏板上從最大擺角開始運動，到最低點時突然站起，此后保持站立姿勢擺到另一邊的最大擺角為。假定人在最低點站起前后“擺球”擺動速度大小不變，通過計算證明。b.實際上人在最低點快速站起后“擺球”擺動速度的大小會增大。隨著擺動越來越高，達到某個最大擺角后，如果再次經(jīng)過最低點時，通過一次站起并保持站立姿勢就能實現(xiàn)在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動，求在最低點“擺球”增加的動能應(yīng)滿足的條件?！敬鸢浮浚?）；（2）a.見解析；b.【解析】（1）根據(jù)牛頓運動定律解得（2）a.設(shè)人在最低點站起前后“擺球”的擺動速度大小分別為v1、v2，根據(jù)功能關(guān)系得已知v1=v2，得因為，得所以b.設(shè)“擺球”由最大擺角擺至最低點時動能為，根據(jù)功能關(guān)系得“擺球”在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動，通過最高點最小速度為,根據(jù)牛頓運動定律得“擺球”在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動，根據(jù)功能關(guān)系得得11、（2021·浙江1月卷·T21）如圖所示，豎直平面內(nèi)由傾角α=60°的斜面軌道AB、半徑均為R的半圓形細圓管軌道BCDE和圓周細圓管軌道EFG構(gòu)成一游戲裝置固定于地面，B、E兩處軌道平滑連接，軌道所在平面與豎直墻面垂直。軌道出口處G和圓心O2的連線，以及O2、E、O1和B等四點連成的直線與水平線間的夾角均為θ=30°，G點與豎直墻面的距離?，F(xiàn)將質(zhì)量為m的小球從斜面的某高度h處靜止釋放。小球只有與豎直墻面間的碰撞可視為彈性碰撞，不計小球大小和所受阻力。(1)若釋放處高度h=h0，當小球第一次運動到圓管最低點C時，求速度大小vc及在此過程中所受合力的沖量的大小和方向；(2)求小球在圓管內(nèi)與圓心O1點等高的D點所受彈力FN與h的關(guān)系式；(3)若小球釋放后能從原路返回到出發(fā)點，高度h應(yīng)該滿足什么條件？【答案】(1)，，水平向左；(2)（h≥R）；(3)或【解析】(1)機械能守恒解得動量定理方向水平向左(2)機械能守恒牛頓第二定律解得滿足的條件(3)第1種情況:不滑離軌道原路返回，條件是第2種情況：與墻面垂直碰撞后原路返回，在進入G之前是平拋運動其中，，則得機械能守恒h滿足的條件【2020年真題】12、（2020·全國=1\*ROMANI卷·T20）一物塊在高3.0m、長5.0m的斜面頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢能和動能隨下滑距離s的變化如圖中直線Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2。則（）A.物塊下滑過程中機械能不守恒B.物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5C.物塊下滑時加速度的大小為6.0m/s2D當物塊下滑2.0m時機械能損失了12J【答案】AB【解析】A．下滑5m的過程中，重力勢能減少30J，動能增加10J，減小的重力勢能并不等與增加的動能，所以機械能不守恒，A正確；B．斜面高3m、長5m，則斜面傾角為θ＝37°。令斜面底端為零勢面，則物塊在斜面頂端時的重力勢能mgh＝30J可得質(zhì)量m＝1kg下滑5m過程中，由功能原理，機械能減少量等于克服摩擦力做的功μmg·cosθ·s＝20J求得μ＝0.5B正確；C．由牛頓第二定律mgsinθ－μmgcosθ＝ma求得a＝2m/s2C錯誤；D．物塊下滑2.0m時，重力勢能減少12J，動能增加4J，所以機械能損失了8J，D選項錯誤。故選AB。13、（2020·浙江7月卷·T21）小明將如圖所示的裝置放在水平地面上，該裝置由弧形軌道、豎直圓軌道、水平直軌道和傾角的斜軌道平滑連接而成。質(zhì)量的小滑塊從弧形軌道離地高處靜止釋放。已知，，滑塊與軌道和間的動摩擦因數(shù)均為，弧形軌道和圓軌道均可視為光滑，忽略空氣阻力。(1)求滑塊運動到與圓心O等高的D點時對軌道的壓力；(2)通過計算判斷滑塊能否沖出斜軌道的末端C點；(3)若滑下的滑塊與靜止在水平直軌道上距A點x處的質(zhì)量為的小滑塊相碰，碰后一起運動，動摩擦因數(shù)仍為0.25，求它們在軌道上到達的高度h與x之間的關(guān)系。（碰撞時間不計，，）【答案】(1)8N，方向水平向左；(2)不會沖出；(3)（）；（）【解析】(1)機械能守恒定律牛頓第二定律牛頓第三定律方向水平向左(2)能在斜軌道上到達的最高點為點，功能關(guān)系得故不會沖出(3)滑塊運動到距A點x處的速度為v，動能定理碰撞后的速度為，動量守恒定律設(shè)碰撞后滑塊滑到斜軌道的高度為h，動能定理得14、（2020·浙江1月卷·T20）如圖所示，一彈射游戲裝置由安裝在水平臺面上的固定彈射器、豎直圓軌道（在最低點E分別與水平軌道和相連）、高度h可調(diào)的斜軌道組成。游戲時滑塊從O點彈出，經(jīng)過圓軌道并滑上斜軌道。全程不脫離軌道且恰好停在B端則視為游戲成功。已知圓軌道半徑，長，長，圓軌道和光滑，滑塊與、之間的動摩擦因數(shù)。滑塊質(zhì)量m=2g且可視為質(zhì)點，彈射時從靜止釋放且彈簧的彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為滑塊動能。忽略空氣阻力，各部分平滑連接。求

（1）滑塊恰好能過圓軌道最高點F時的速度大??；（2）當且游戲成功時，滑塊經(jīng)過E點對圓軌道的壓力大小及彈簧的彈性勢能；（3）要使游戲成功，彈簧的彈性勢能與高度h之間滿足的關(guān)系。【答案】(1)(2)(3)【解析】（1）滑塊恰過F點的條件：解得：（2）滑塊從E到B，動能定理：在E點根據(jù)牛頓第二定律：解得：從O到B點，根據(jù)能量守恒定律：解得：（3）滑塊恰能過F點的彈性勢能：到B點減速到0：解得：能停在B點，則：解得：，此時從O到B點：其中第二部分：練新題1、（2023屆·河北五個一名校聯(lián)盟高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，傳送帶與水平方向夾角為，且足夠長。現(xiàn)有一質(zhì)量為可視為質(zhì)點的物體，以初速度沿著與傳送帶平行的方向，從點開始向上運動，物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為。傳送帶以恒定的速度運行，物體初速度大小和傳送帶的速度大小關(guān)系為。則物體在傳送帶上運動的過程中，下列說法正確的是（）（重力加速度為）A.運動過程中摩擦力對物體可能先做正功再做負功B.運動過程中物體的機械能一直增加C.若傳送帶逆時針運動，則摩擦力對物體做功為零D.若傳送帶順時針運動，則物塊在加速過程中電動機多消耗的電能為【答案】CD【解析】動摩擦因數(shù)為，滑動摩擦力的大小為且C．若傳送帶逆時針運動，物體在傳送帶上先減速為零，再反向加速，加速階段和減速階段的加速度均為又因為，根據(jù)運動的對稱性可知，再與傳送帶共速之前，物體從B端以速度離開傳送帶，整個過程中重力做功為零，支持力不做功，物體動能的變化量為0，根據(jù)動能定理可知，整個過程中摩擦力做功也為零，C正確；D．若傳送帶順時針運動，物體放上傳送帶后摩擦力做正功，加速度大小為則物體加速至跟傳送帶共速所用的時間為物塊在加速過程中電動機多消耗的電能等于傳送帶克服摩擦力所做的功，則有D正確；B．若傳送帶逆時針運動，物體在傳送帶上先減速為零，該過程摩擦力做負功，物體機械能減小，B錯誤；A．若傳送帶逆時針運動，摩擦力先做負功，物體減速為零之后的反向加速過程中，摩擦力做正功；若傳送帶順時針運動，物體先加速至傳送帶共速，再與傳送帶一起勻速，整個過程摩擦力均做正功，因此，無論傳送帶如何轉(zhuǎn)動，摩擦力對物體不可能先做正功再做負功，A錯誤。故選CD。2、（2023屆·安徽省卓越縣中聯(lián)盟高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖1所示，在水平光滑臺面上有一端固定的輕質(zhì)彈簧，彈簧處于自然長度時其自由端位于點。平臺的右端有一與平臺等高的傳送帶，傳送帶兩輪中心間距離為，以的速度逆時針勻速運行?，F(xiàn)將一質(zhì)量為的物塊置于平臺上，并對其施加一水平向左的推力，在推力作用下物塊緩慢壓縮彈簧，且知與彈簧的壓縮量間的關(guān)系如圖2所示，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)，重力加速度取。若某時刻撤去推力，則下列判斷正確的是（）A.彈簧的勁度系數(shù)為160N/mB.欲使物塊從傳送帶右端離開傳送帶，彈簧的壓縮量至少為C.若當彈簧壓縮量時，撤去推力，則物塊與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為D.若當彈簧壓縮量時，撤去推力，則物塊將在平臺與傳送帶間不停地往返運動【答案】ABD【解析】A．物塊緩慢移動，推力F等于彈簧彈力，即由圖2可知彈簧的進度系數(shù)為故A正確；B．物體向右滑上傳動帶欲從右端脫離初速度根據(jù)圖2知其面積為推力F做的功，由功能關(guān)系可知解得故B正確；C．若，物塊一定從傳動帶右端脫離，則物塊相對傳動帶的位移由功能關(guān)系故C錯誤；D．若，物塊從左側(cè)以的速度滑上傳送帶，速度減小至零然后在滑動摩擦力作用下向左勻加速運動，脫離傳動帶時速度大小依然為，然后壓縮彈簧至，再向右加速重復(fù)上述運動。物塊將在平臺與傳送帶間往返運動下去，故D正確。故選ABD。3、（2023屆·湖南九校聯(lián)考高三上學(xué)期開學(xué)考試）“蹦極”是很多年輕人喜愛的極限運動（如圖甲所示），質(zhì)量為m的蹦極愛好者從跳臺上落下，其加速度隨下降位移變化的圖像如圖乙所示（圖中、、g，已知，、未知），忽略空氣阻力以及繩索的重力，蹦極所用的繩索可看成滿足胡克定律的彈性繩，g為重力加速度，對于蹦極愛好者，下列說法正確的是（）A.下降位移為時，速度最大B.下降過程中的最大速度大小為C.下降的最大位移D.下降過程中的最大加速度大小為【答案】BD【解析】A．由圖乙可知，下降位移為時，蹦極愛好者加速度為零，此時速度最大，故A錯誤；B．根據(jù)動能定理可得整理可得解得故B正確；C．設(shè)繩子勁度系數(shù)為，對全過程由機械能守恒定律可得在處，由平衡條件可得聯(lián)立解得故C錯誤；D．在處，由牛頓第二定律可得解得故D正確故選BD。4、（2023屆·江蘇海安市高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，、兩個物體通過一根繩子相連，跨過水平固定的粗糙桿，拉著吊起。自由釋放，重物豎直下落，使得繞桿在豎直平面內(nèi)做半徑減小的近心旋轉(zhuǎn)，進而使得重物落地前能穩(wěn)穩(wěn)地停住——這就是循環(huán)擺實驗（）A.重物下落過程中，繩中張力B.繩子對重物始終做正功C.整個過程中系統(tǒng)機械能守恒D.物體質(zhì)量值越小，實驗越易成功【答案】B【解析】A．重物先加速后減速，物體繞桿在豎直平面內(nèi)做半徑減小的近心旋轉(zhuǎn)，繩子將與水平桿纏繞，纏繞后力的大小不再相同，A錯誤；B．物體繞桿在豎直平面內(nèi)做半徑減小的近心旋轉(zhuǎn)，繩子張力對物體做正功，B正確；C．水平桿粗糙，有摩擦生熱，機械能不守恒，C錯誤；D．值不能太小，當mA趨近于零時，物體不會繞桿，即重物會一直下落，D錯誤。故選B。5、（2023屆·江蘇鎮(zhèn)江市高三上學(xué)期開學(xué)考試）某學(xué)生看到機場關(guān)于“嚴禁攜帶額定能量超過的充電寶搭乘飛機”的規(guī)定。通過仔細閱讀機場的說明后領(lǐng)悟到，機場限定的不是充電寶的電荷量，而是充電寶的能量。則的能量能把物體舉起的高度約為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】能量為根據(jù)功能關(guān)系解得故選D。6、（2023屆·河北滄州市高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，頂端帶有光滑定滑輪、傾角的光滑斜面體固定在水平地面上，質(zhì)量均為m的小球A、B之間用勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接，用一根不可伸長的輕繩跨過光滑定滑輪連接物塊C和小球B，輕繩與斜面平行。初始時用手控制住物塊C使彈簧與輕繩在同一豎直平面上，B、C之間的輕繩恰好張緊且無彈力作用。由靜止釋放物塊C后，當其速度恰好達到最大值時，A小球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱?。已知彈簧的彈性勢能可表示為，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x表示彈簧的形變量，當?shù)氐闹亓铀俣葹間，則（）A.物塊C的質(zhì)量為4mB.物塊C速度達到最大值時，小球B的加速度為C.物塊C從釋放到速度達到最大值過程中，輕繩對小球B所做的功為D.物塊C從釋放到速度達到最大值的過程中，彈簧對小球B所做的功為【答案】AC【解析】A．物塊C速度恰好達到最大值時，加速度為0，此時整體受力分析可知則故A正確；B．物塊C速度達到最大值時，B和C用輕繩連接運動狀態(tài)相同，加速度為0，故B錯誤；CD．運動過程中，系統(tǒng)機械能守恒，初狀態(tài)對小球B受力分析可知末狀態(tài)對小球A受力分析可知則彈簧形變量因此彈性勢能相同，彈簧不做功，則機械能守恒表達式為對于B球，由動能定理聯(lián)立解得故C正確，D錯誤。故選AC。7、（2023屆·西南大學(xué)附中高三上學(xué)期開學(xué)考試）如圖所示，用鉸鏈將三個質(zhì)量均為m的小球A、B、C與