1、專題。7功和能1. （2020全國高考課標(biāo)1卷）一物塊在高3.0m、長(zhǎng)5.0m的斜而頂端從靜止開始沿斜面下滑，其重力勢(shì)能和動(dòng)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拶。則（）A.物塊下滑過程中機(jī)械能不守恒B.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5C.物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0 m/s?D.當(dāng)物塊下滑2 0 m時(shí)機(jī)械能損失了 12 J【答案】AB【解析】A.下滑5m的過程中，重力勢(shì)能減少30J,動(dòng)能增加10J,減小的重力勢(shì)能并不等與增加的動(dòng)能，所以 機(jī)械能不守恒，A正確；B,斜而高3m、長(zhǎng)5m,則斜面傾角為6=37。令斜而底端為零勢(shì)面，則物塊在斜而頂端時(shí)的重力勢(shì)能rngh =

2、 3QJ可得質(zhì)量= 1kg下滑5m過程中，由功能原理，機(jī)械能的減少量等于克服摩擦力做的功“mg cos6 s=20J求得=0.5B正確：C.由牛頓第二定律，gsm6-/7jgcos6=ma求得a=2m/s2c錯(cuò)誤；D,物塊下滑29nl時(shí)，重力勢(shì)能減少12J,動(dòng)能增加4J,所以機(jī)械能損失了 8J, D選項(xiàng)錯(cuò)誤。故選AB。2. （2020江蘇省高考真題）如圖所示，一小物塊由靜止開始沿斜面向下滑動(dòng)，最后停在水平地而上。斜面和地面平滑連接，且物塊與斜面、物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為常數(shù)。該過程中，物塊的動(dòng)能紇與水平位移X關(guān)系的圖象是（）【答案】A【解析】由題意可知設(shè)斜面傾角為夕動(dòng)摩擦因數(shù)為，則物塊在斜

3、而上下滑水平距離x時(shí)根據(jù)動(dòng)能定理mgx tan 6 - pmg cos 6 xcos 6整理可得（mg tan 8 - pmg ）x = Ek即在斜而上運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能與x成線性關(guān)系；當(dāng)小物塊在水平而運(yùn)動(dòng)時(shí)有mgx = Ek即在水平面運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能與x也成線性關(guān)系：綜上分析可知A正確。故選Ao3. （2020天津高考真題）復(fù)興號(hào)動(dòng)車在世界上首次實(shí)現(xiàn)速度350km，li自動(dòng)駕駛功能，成為我國高鐵自主創(chuàng) 新的又一重大標(biāo)志性成果。一列質(zhì)量為州的動(dòng)車，初速度為%,以恒定功率尸在平直軌道上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)時(shí) 間f達(dá)到該功率下的最大速度%,設(shè)動(dòng)車行駛過程所受到的阻力尸保持不變。動(dòng)車在時(shí)間，內(nèi)（）A.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.加速

4、度逐漸減小C.牽引力的功率P =D.牽引力做功W:八;【答案】BC【解析】AB.動(dòng)車的功率恒定，根據(jù)P二%口可知?jiǎng)榆嚨臓恳p小，根據(jù)牛頓第二定坐得可知?jiǎng)榆嚨募铀俣葴p小，所以動(dòng)車做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B正確:C.當(dāng)加速度為0時(shí); 牽引力等于阻力，則額定功率為C正確;D.動(dòng)車功率恒定，在f時(shí)間內(nèi)，牽引力做功為W = Pt根據(jù)動(dòng)能定理得Pt-Fs = -mvl-mv2 m 2 uD錯(cuò)誤。故選BC04. （2020山東省高考真題）如圖所示，質(zhì)量為河的物塊A放置在光滑水平桌而上，右側(cè)連接一固定于墻面 的水平輕繩，左側(cè)通過一傾斜輕繩跨過光滑定滑輪與一豎直輕彈簧相連?，F(xiàn)將質(zhì)量為川的鉤碼B掛于彈簧

5、下端，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，將B由靜止釋放，當(dāng)B下降到最低點(diǎn)時(shí)（未著地），A對(duì)水平桌面的壓力剛好為零。輕繩不可伸長(zhǎng)，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，物塊A始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，以下判斷正確的是（）A. M2niB. 2m M3nic.在B從釋放位置運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中，所受合力對(duì)B先做正功后做負(fù)功D.在B從釋放位置運(yùn)動(dòng)到速度最大的過程中，B克服彈簧彈力做的功等于B機(jī)械能的減少量【答案】ACD【解析】AB.由題意可知B物體可以在開始位置到最低點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧振動(dòng)，故在最低點(diǎn)時(shí)有彈簧彈力T=2g 對(duì)A分析，設(shè)繩子與桌面間夾角為仇則依題意有2mg sin，= Mg故有M 吆，故A錯(cuò)誤：全過程小物塊的路程為2s,所以全過程

6、中克服摩擦力做的功為：mg 2,故B正確：小物塊從彈簧壓縮最短處到A點(diǎn)由能量守恒得： 昂2=m器，故C正確；小物塊從乂點(diǎn)返點(diǎn)由動(dòng)能定理得：一圖-2$ = 0-；m詔，解得： % = 24gs，故D錯(cuò)誤。10. （2019.浙江選考）奧運(yùn)會(huì)比賽項(xiàng)目撐桿跳高如圖所示，下列說法不正確的是A.加速助跑過程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能增加B.起跳上升過程中，桿的彈性勢(shì)能一直增加C.起跳上升過程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能增加D.越過橫桿后下落過程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能減少動(dòng)能增加【答案】B【解析】加速助跑過程中速度增大，動(dòng)能增加，A正確；撐桿從開始形變到撐桿恢復(fù)形變時(shí)， 先是運(yùn)動(dòng)員部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為桿的彈性勢(shì)能，后彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為

7、運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能與重力勢(shì)能，桿的 彈性勢(shì)能不是直增加，B錯(cuò)誤：起跳上升過程中，運(yùn)動(dòng)員的高度在不斷增大，所以運(yùn)動(dòng)員的 重力勢(shì)能增加，C正確：當(dāng)運(yùn)動(dòng)員越過橫桿下落的過程中，他的高度降低、速度增大，重力勢(shì) 能被轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，D正確。11. （2019浙江選考）如圖所示為某一游戲的局部簡(jiǎn)化示意圖。為彈射裝置，43是長(zhǎng)為21m的水平軌 道，傾斜直軌道3C固定在豎直放置的半徑為K=10m的圓形支架上，5為圓形的最低點(diǎn)，軌道X8與8。 平滑連接，且在同一豎直平面內(nèi)。某次游戲中，無動(dòng)力小車在彈射裝置。的作用下，以vo=lOm/s的速 度滑上軌道.鋁，并恰好能沖到軌道3c的最高點(diǎn)。已知小車在

8、軌道.上受到的摩擦力為其重量的0.2 倍，軌道8C光滑，則小車從H到C的運(yùn)動(dòng)時(shí)間是【答案】A【解析】設(shè)小車的質(zhì)量為，小車在段所勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度4=/ = 2g = O.2g = 2m/s2,在.45段，根據(jù)動(dòng)能定理可得力加=1吟一，說，解得m m/220=4m/s,故/比& = 3s；小車在5c段，根據(jù)機(jī)械能守恒可得L%=mg/，解得221hcl) = 0.8 m .過圓形支架的圓心O點(diǎn)作BC的垂線，根據(jù)幾何知識(shí)可得 =支上，解得 XBCxa.=4m，sin6 = =:，故小車在5C上運(yùn)動(dòng)的加速度為, =gsin6 = 2m/s2,故小車在5cv 4段的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為心=上= ；s = 2s

9、,所以小車運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為f = a+f)=5s，A Il-R.出 21212. (2018江蘇卷)從地面豎直向上拋出一只小球，小球運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后落回地面。忽略空氣阻力，該過 程中小球的動(dòng)能及與時(shí)間，的關(guān)系圖象是【答案】A【解析】本題考查動(dòng)能的概念和&T圖象，意在考查考生的推理能力和分析能力。小球做豎直上拋運(yùn)動(dòng) 時(shí)，速度1=所寫，根據(jù)動(dòng)能Ek =1/nv2得Ek =1w(v0-),故圖象A正確。13. (2018新課標(biāo)全國II卷)高空墜物極易對(duì)行人造成傷害.若一個(gè)50 g的雞蛋從一居民樓的25層墜下，與地而的撞擊時(shí)間約為2 ms,則該雞蛋對(duì)地面產(chǎn)生的沖擊力約為A. 10NB. 102NC. 10

10、3 nD. KHN【答案】C【解析】設(shè)雞蛋落地瞬間的速度為每層樓的高度大約是3 m,由動(dòng)能定理可知：吆=小1尸,解 2得：y =調(diào)= ,2x10x3x25 =10VFm/s,落地時(shí)受到自身的重力和地面的支持力，規(guī)定向上為正，由動(dòng)量定理可知：（N-帆g）/ = 0（fv）,解得：N* 1000N,根據(jù)牛頓第三定律可知雞蛋對(duì)地而產(chǎn)生的沖擊力約為IO? n,故C正確。14. （2018新課標(biāo)全國n卷）如圖，某同學(xué)用繩子拉動(dòng)木箱，使它從靜止開始沿粗糙水平路而運(yùn)動(dòng)至具有 某一速度，木箱獲得的動(dòng)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

11、析】受力分析，找到能影響動(dòng)能變化的是那幾個(gè)物理量，然后觀測(cè)這幾個(gè)物理量的變化即可。木箱受力如圖所示：木箱在移動(dòng)的過程中有兩個(gè)力做功，拉力做正功，摩擦力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理可 知即：WF-W=-mv2-0t所以動(dòng)能小于拉力做的功，故A正確：無法比較動(dòng)能與摩擦力做功的大 小，CD錯(cuò)誤。15. （2018天津卷）滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾的喜愛，某滑雪運(yùn)動(dòng)員（可視為質(zhì)點(diǎn)）由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB,從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)8的過程中，由于摩擦力的存在，運(yùn)動(dòng)員的速率不變，則 運(yùn)動(dòng)員沿A8下滑過程中BA.所受合外力始終為零 B.所受摩擦力大小不變 C.合外力做功一定為零 D.機(jī)械能始終保持不變【答案】

12、C【解析】根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)分析物體受力情況，根據(jù)牛頓第二定律求解出運(yùn)動(dòng)員與曲面間的正壓力變 化情況，從而分析運(yùn)動(dòng)員所受摩擦力變化：根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能變化情況，結(jié)合動(dòng)能定理分析合外力做功： 根據(jù)運(yùn)動(dòng)過程中，是否只有重力做功來判斷運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能是否守恒；因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員做曲線運(yùn)動(dòng)，所以合 力一定不為零，A錯(cuò)誤：運(yùn)動(dòng)員受力如圖所示，重力垂直曲面的分力與曲面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力的合力充I廠V I U心力，故仃Fn -mgcosO = m = FN = mFmgcosS，運(yùn)動(dòng)程中速率恒定，L 0 4：“小,RR所以曲面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力越來越大，根據(jù)/ = 入可知摩擦門也來越k B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)珥 速率不變，質(zhì)量

13、不變，即動(dòng)能不變，動(dòng)能變化量為零，根據(jù)動(dòng)能定理可知合力做功為零，c正確；因?yàn)?克服摩擦力做功，機(jī)械能不守恒，D錯(cuò)誤。16. （2018.新課標(biāo)全國III卷）在一斜而頂端，將甲乙兩個(gè)小球分別以u(píng)和上的速度沿同一方向水平拋出, 2兩球都落在該斜而上。甲球落至斜面時(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)速率的A. 2倍B. 4倍C. 6倍D. 8倍【答案】A【解析】設(shè)甲球落至斜而時(shí)的速率為小乙落至斜面時(shí)的速率為小由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，戶必產(chǎn);,靖，設(shè)斜而傾角為仇由幾何關(guān)系，ianey/x,小球由拋出到落至斜而，由機(jī)械能守恒定律，1八，斗依、=一22聯(lián)立解得：也M + tai?外,即落至斜面時(shí)的速率與拋出時(shí)的速率成正比。同

14、理可簿,3 Jl + tanW N2,所以甲球落至斜面時(shí)的速率是乙球落至斜面時(shí)的速率的2倍，選項(xiàng)A正確。17. （2018新課標(biāo)全國I卷第18題）如圖，是豎直而內(nèi)的光滑固定軌道，“水平，長(zhǎng)度為2R：兒是 半徑為R的四分之一的圓弧，與外相切于人點(diǎn)。一質(zhì)量為/的小球。始終受到與重力大小相等的水平 外力的作用，自“點(diǎn)處從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為以小球從“點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其他軌跡最 高點(diǎn)，機(jī)械能的增量為C. 5mgRD. 6mgR【答案】C【解析】設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的速度大小為火，則對(duì)小球由“到C的過程，由動(dòng)能定理得：F-3R-mgR= !八F又0ng,解得：心:抬旦小球離開c點(diǎn)后，在水平方向做初

15、速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，豎 直方向在重力作用力下做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可知，小球離開c點(diǎn)后水平方向和豎直方 向的加速度大小均為g，則由豎直方向的運(yùn)動(dòng)可知，小球從離開c點(diǎn)到其軌跡最高點(diǎn)所需的時(shí)間為： =2 C 小球在水平方向的加速度”=處在水平方向的位移為由以上分析可知，小 球從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)的過程中，水平方向的位移大小為5凡則小球機(jī)械能的增加量 AE=F5R=5mgR,選項(xiàng)C正確ABD錯(cuò)誤。18. （2018新課標(biāo)全國I卷）高鐵列車在啟動(dòng)階段的運(yùn)動(dòng)可看作初速度為零的均加速直線運(yùn)動(dòng)，在啟動(dòng)階 段列車的動(dòng)能A.與它所經(jīng)歷的時(shí)間成正比B.與它的位移成正比C.與它的速度成正比D

16、.與它的動(dòng)量成正比【答案】B【解析】根據(jù)初速度為零勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，在啟動(dòng)階段，列車的速度與時(shí)間成正比，即之， 由動(dòng)能公式&=1桁V2,可知列車動(dòng)能與速度的二次方成正比,與時(shí)間的二次方成正比，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤： 2由/=2的 可知列車動(dòng)能。位移x成正比，選項(xiàng)B正確：由動(dòng)狀公式片八，可知列車動(dòng)能以=；M= 2，即。列車的動(dòng)量二次方成正比，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2m19. （2018,江蘇卷）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一小物塊，0點(diǎn)為彈簧在原長(zhǎng)時(shí)物塊的位 置。物塊由A點(diǎn)靜止釋放，沿粗糙程度相同的水平而向右運(yùn)動(dòng)，最遠(yuǎn)到達(dá)B點(diǎn)。在從A到B的過程中， 物塊一 一AORA.加速度先減小后增大B.經(jīng)過。

17、點(diǎn)時(shí)的速度最大C.所受彈簧彈力始終做正功D.所受彈簧彈力做的功等于克服摩擦力做的功【答案】AD【解析】物體從A點(diǎn)到。點(diǎn)過程，彈力逐漸減為零，剛開始彈簧彈力大于摩擦力，故可分為彈力大于 摩擦力過程和彈力小于摩擦力過程：彈力大于摩擦力過程，合力向右，加速度也向右，由于彈力減小， 摩擦力不變，小球所受合力減小加速度減小，彈力等于摩擦力時(shí)速度最大，此位置在A點(diǎn)與。點(diǎn)之間； 彈力小于摩擦力過程，合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，彈力減小，摩擦力大小不變，物體所受合力增大， 物體的加速度隨彈簧形變量的減小而增加，物體作減速運(yùn)動(dòng)；從。點(diǎn)到8點(diǎn)的過程彈力增大，合力向 左，加速度繼續(xù)增大，選項(xiàng)A正確、選項(xiàng)B錯(cuò)誤：從A點(diǎn)到

18、。點(diǎn)過程，彈簧由壓縮恢復(fù)原長(zhǎng)彈力做正 功，從。點(diǎn)到8點(diǎn)的過程，彈簧伸長(zhǎng)，彈力做負(fù)功，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤：從A到8的過程中根據(jù)動(dòng)能定理 彈簧彈力做的功等于物體克服摩擦力做的功，故選項(xiàng)D正確。20. （2018新課標(biāo)全國HI卷）地下礦井中的礦石裝在礦車中，用電機(jī)通過豎井運(yùn)送至地面。某豎井中礦車 提升的速度大小v隨時(shí)間/的變化關(guān)系如圖所示，其中圖線分別描述兩次不同的提升過程，它們變 速階段加速度的大小都相同：兩次提升的高度相同，提升的質(zhì)量相等。不考慮摩擦阻力和空氣阻力。 對(duì)于第次和第次提升過程VA,礦車上升所用的時(shí)間之比為4:5B.電機(jī)的最大牽引力之比為2:1C.電機(jī)輸出的最大功率之比為2:1D.電機(jī)所做的功之比為4:5【答案】AC【解析】設(shè)第2次所用時(shí)間為八限扭:速度網(wǎng)象的面積等于位僅此陋中為提升的高度）可知，-X2/OX1*O=2-X（/+3/O/2） x-vo,解得：U5心2,所以第次和第次提升過程所用時(shí)間之比為2r0： 5W2=4 ： 5. 22選項(xiàng)A正確：由于兩次提升變速階段的加速度大小相同，在勻加速階段，由牛頓第二定