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文檔簡介
專題9機械能及其守恒定律(1)
考點愿型歸納
一、功與功率的計算..................................2
二、機車啟動問題....................................3
三、應用動能定理求變力的功..........................5
四、應用動能定理解多段過程問題.....................6
五、用動能定理解決物體在傳送帶運動問題.............9
六、利用動能定理求解其他問題(運動時間、力等)…?…10
1
專題一功與功率的計算
1.(2024?海南?高考真題)神舟十七號載人飛船返回艙于2024年4月30日在東風著陸場成
功著陸,在飛船返回至離地面十幾公里時打開主傘飛船快速減速,返回艙速度大大減小,在
減速過程中()
A.返回艙處于超重狀態B.返回艙處于失重狀態
C.主傘的拉力不做功D.重力對返回艙做負功
2.(2023?北京?高考真題)如圖所示,一物體在力廠作用下沿水平桌面做勻加速直線運動。
己知物體質量為相,加速度大小為物體和桌面之間的動摩擦因數為〃,重力加速度為g,
在物體移動距離為x的過程中()
7777777777777/777777777~
A.摩擦力做功大小與廠方向無關B.合力做功大小與廠方向有關
C.尸為水平方向時,尸做功為〃加g無D.尸做功的最小值為加辦
3.(2023?山東?高考真題)《天工開物》中記載了古人借助水力使用高轉筒車往稻田里引水
的場景。引水過程簡化如下:兩個半徑均為R的水輪,以角速度。勻速轉動。水筒在筒車上
均勻排布,單位長度上有〃個,與水輪間無相對滑動。每個水筒離開水面時裝有質量為加
的水,其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻田。當地的重力加速度為g,則筒車對灌入
稻田的水做功的功率為()
.Inm2arRH-3nmgcoRH3nm^a)2RH「_
A.-----3-------B.-------------C.---------------D.nmgcoRHrr
4.(2024?江西?高考真題)廬山瀑布“飛流直下三千尺,疑是銀河落九天”瀑布高150m,水
流量10m3/s,假設利用瀑布來發電,能量轉化效率為70%,則發電功率為()
A.109WB.107WC.105WD.103W
2
專題二機車啟動問題
5.(2023?湖北?高考真題)兩節動車的額定功率分別為《和巴,在某平直鐵軌上能達到的最
大速度分別為匕和匕?,F將它們編成動車組,設每節動車運行時受到的阻力在編組前后不變,
則該動車組在此鐵軌上能達到的最大速度為()
>匕+(r+一)%%(一+6)%%
6.(2023?山東?高考真題)質量為〃■的玩具動力小車在水平面上運動時,牽引力尸和受到
的阻力/均為恒力,如圖所示,小車用一根不可伸長的輕繩拉著質量為根的物體由靜止開始
運動。當小車拖動物體行駛的位移為,時,小車達到額定功率,輕繩從物體上脫落。物體
繼續滑行一段時間后停下,其總位移為$2。物體與地面間的動摩擦因數不變,不計空氣阻
力。小車的額定功率尸。為()
2尸(尸-7)(邑-sjd
(河+力電一嶼
2尸(尸-/)(邑-E)E
(M+m)S2—mSx
2尸(尸一/)區一
(M+m)S2-MSl
口嚴回"一豕
'\(M+m)S2+mSl
7.(2024?山東?二模)某快遞公司用無人駕駛小車在平直的道路上轉運貨物,該小車自靜止
開始加速到一定速度后勻速行駛,快接近終點時關閉發動機減速行駛。已知關閉發動機前小
車的輸出功率不變,整個運動過程受到的阻力不變,減速階段的加速度大小恒為°;小車后
輪半徑是前輪半徑的2倍,勻速行駛階段后輪的轉速為〃。則小車在加速階段的加速度大小
為2a時前輪的轉速為()
n2-
A.-B.—nC.—nD.2n
232
3
8.(2022?廣東?高考真題)如圖所示,載有防疫物資的無人駕駛小車,在水平段以恒定
功率200W、速度5m/s勻速行駛,在斜坡尸。段以恒定功率570W、速度2m/s勻速行駛。
己知小車總質量為50kg,MN=PQ=20m,尸。段的傾角為30。,重力加速度g取lOm/sz,
不計空氣阻力。下列說法正確的有()
A.從M到N,小車牽引力大小為40NB.從/到N,小車克服摩擦力做功800J
C.從尸到0,小車重力勢能增加IxlO,jD.從尸到。,小車克服摩擦力做功700J
9.(2025?福建福州?二模)一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運動,運動過程中保持汽
車發動機恒定的牽引功率為尸,其加速度°和速度的倒數(,)圖像如圖所示,若已知汽車
V
的質量為2.4x103kg,運動過程中阻力保持不變,則根據圖像所給的信息,可以求出汽車的
功率P=W,汽車行駛的最大速度=m/So
10.(2024?廣東廣州?二模)某型號“雙引擎”節能環保汽車的工作原理:當行駛速度v<15m/s
時僅靠電動機輸出動力:當行駛速度v"15m/s時,汽車自動切換引擎,僅靠汽油機輸出動
力。該汽車在平直的公路上由靜止啟動,其牽引力/隨時間,變化關系如圖。已知該汽車質
量為1500kg,行駛時所受阻力恒為1250N。汽車在辦時刻自動切換引擎后,保持牽引力功
率恒定。求:
(1)汽車切換引擎后的牽引力功率p;
(2)汽車由啟動到切換引擎所用的時間。。
4
專題三應用動能定理求變力的功
11.(2025?廣東珠海?二模)網球運動員在離地面4高度處將網球以大小為匕的速度斜向上擊
出,空氣阻力的影響不可忽略,網球經過一段時間后升到最高點,此時網球離地面高為生,
速度大小為匕。已知網球質量為加,重力加速度為g。則()
A.網球從被擊出到最高點的過程,機械能守恒
B.網球從被擊出到最高點的過程,減少的動能全部轉化為增加的重力勢能
C.網球在其軌跡最高點時重力的功率等于零
D.網球從被擊出到最高點的過程,克服空氣阻力做功為(加片-g加學
12.(2024?貴州?高考真題)質量為1kg的物塊靜置于光滑水平地面上,設物塊靜止時的位置
為x軸零點。現給物塊施加一沿x軸正方向的水平力尸,其大小隨位置x變化的關系如圖所
示,則物塊運動到x=3m處,尸做功的瞬時功率為()
“FN
3-------:
2-------———
1-
01---17-~,7
123x/m
A.8WB.16WC.24WD.36W
13.(2024?新疆河南?高考真題)將重物從高層樓房的窗外運到地面時,為安全起見,要求
下降過程中重物與樓墻保持一定的距離。如圖,一種簡單的操作方法是一人在高處控制一端
系在重物上的繩子尸,另一人在地面控制另一根一端系在重物上的繩子。,二人配合可使重
物緩慢豎直下降。若重物的質量機=42kg,重力加速度大小g=10m/s2,當尸繩與豎直方向
的夾角a=37。時,Q繩與豎直方向的夾角P=53°,(sin37°=0.6)
(1)求此時尸、。繩中拉力的大小;
(2)若開始豎直下降時重物距地面的高度"=10m,求在重物下降到地面的過程中,兩根繩
5
子拉力對重物做的總功。
專題四應用動能定理解多段過程問題
14.(2024?廣東?高考真題)如圖所示,光滑斜坡上,可視為質點的甲、乙兩個相同滑塊,
分別從“甲、女乙高度同時由靜止開始下滑。斜坡與水平面在。處平滑相接,滑塊與水平面
間的動摩擦因數為〃,乙在水平面上追上甲時發生彈性碰撞。忽略空氣阻力。下列說法正確
A.甲在斜坡上運動時與乙相對靜止
B.碰撞后瞬間甲的速度等于碰撞前瞬間乙的速度
C.乙的運動時間與女乙無關
D.甲最終停止位置與。處相距區
6
15.(2023?浙江?高考真題)為了探究物體間碰撞特性,設計了如圖所示的實驗裝置。水平
直軌道/5、CD和水平傳送帶平滑無縫連接,兩半徑均為R=0.4m的四分之一圓周組成的
豎直細圓弧管道DEF與軌道CD和足夠長的水平直軌道FG平滑相切連接。質量為3m的滑
塊6與質量為2m的滑塊c用勁度系數上=100N/m的輕質彈簧連接,靜置于軌道尸G上?,F
有質量%=0.12kg的滑塊。以初速度%=2V7im/s從。處進入,經DM管道后”與PG上
的滑塊6碰撞(時間極短)。已知傳送帶長Z=0.8m,以v=2m/s的速率順時針轉動,滑塊
。與傳送帶間的動摩擦因數〃=0.5,其它摩擦和阻力均不計,各滑塊均可視為質點,彈簧的
彈性勢能與(x為形變量)。
(1)求滑塊a到達圓弧管道DEF最低點F時速度大小VF和所受支持力大小FN;
(2)若滑塊a碰后返回到B點時速度為=lm/s,求滑塊0、b碰撞過程中損失的機械能AE;
(3)若滑塊。碰到滑塊6立即被粘住,求碰撞后彈簧最大長度與最小長度之差以。
7
16.(2023?湖北?高考真題)如圖為某游戲裝置原理示意圖。水平桌面上固定一半圓形豎直
擋板,其半徑為2R、內表面光滑,擋板的兩端/、2在桌面邊緣,3與半徑為尺的固定光
滑圓弧軌道,在同一豎直平面內,過C點的軌道半徑與豎直方向的夾角為60。。小物塊
以某一水平初速度由N點切入擋板內側,從3點飛出桌面后,在C點沿圓弧切線方向進入
軌道芯內側,并恰好能到達軌道的最高點D。小物塊與桌面之間的動摩擦因數為二,
重力加速度大小為g,忽略空氣阻力,小物塊可視為質點。求:
(1)小物塊到達。點的速度大?。?/p>
(2)2和。兩點的高度差;
(3)小物塊在4點的初速度大小。
8
專題五用動能定理解決物體在傳送帶運動問題
17.(2024?吉林長春?二模)如圖所示,以v=5m/s的速度順時針勻速轉動的水平傳送帶,左
端與粗糙的弧形軌道平滑對接,右端與光滑水平面平滑對接。水平面上有位于同一直線上、
處于靜止狀態的5個相同小球,小球質量砥=0.2kg。質量/=01kg的物體從軌道上高
〃=4.0m的尸點由靜止開始下滑,滑到傳送帶上的N點時速度大?。?7m/s,物體和傳送
帶之間的動摩擦因數〃=0.5,傳送帶之間的距離Z=3.4m。物體與小球、小球與小球之
間發生的都是彈性正碰,重力加速度g=10m/s:下列說法正確的是()
L
A.物體從P點下滑到/點的過程中,克服摩擦力做的功為L55J
B.物體第一次向右通過傳送帶的過程中,摩擦生熱為0.2J
C.第1個小球最終的速度大小為5m/s
D.物體第一次與小球碰撞后,在傳送帶上向左滑行的最大距離為3m
18.(2024?遼寧鞍山?二模)如圖甲所示,足夠長的水平傳送帶以某一恒定速率順時針轉動,
一根輕彈簧兩端分別與物塊和豎直墻面連接,將物塊在傳送帶左端無初速度釋放,此時彈簧
恰處于原長且為水平。物塊向右運動的過程中,受到的摩擦力大小與物塊位移的關系如圖乙
所示,已知物塊質量為加,物塊與傳送帶間的動摩擦因數為〃,重力加速度為g,最大靜摩
擦力等于滑動摩擦力,/為已知量,則下列說法正確的是()
、
、
、
、
、
、
、■yuuuuuuuMZl.
、
、
、
圖甲
A.0~x0過程,物塊所受摩擦力方向向右
B彈簧的勁度系數為堂
c.傳送帶的速度為、阿盤
D.物塊能運動到3%處
9
19.(24-25高三上?山東?二模)如圖所示,足夠長的傳送帶傾角為巴以恒定速率匕沿順時
針方向傳動。一物塊從傳送帶頂端以沿傳送帶向下的初速度丫2滑上傳送帶,已知匕>匕,物
塊與傳送帶間的動摩擦因數〃〉tan。。以物塊剛滑上傳送帶的位置為位移起點,物塊的動能
紇與位移x的關系圖像可能正確的是()
專題六利用動能定理求解其他問題(運動時間、力等)
20.(2025?陜西寶雞?二模)在巴黎奧運會上,中國運動員全紅嬋在10m跳臺跳水決賽中獲
得冠軍。全紅嬋的質量為40kg,假設她從10m跳臺由靜止跳入水中,水的平均阻力是她體
重的3.5倍。在粗略計算時,空氣阻力不計,可以將運動員視為質點。則水池的深度至少
為()
A.5mB.4mC.3mD.2m
21.(2024?四川攀枝花?二模)如圖所示,一傾角9=30。、長度為乙的光滑絕緣斜槽固定在方
向豎直向下的勻強電場中,一質量為〃?、電量絕對值為《的帶電小球從斜槽頂端以速度v沿
斜槽向下運動,恰能到達斜面底端。已知重力加速度為g,小球可視為質點,則小球的帶電
性質及場強E的大小為()
,.mv2me
A.小球市正電,---+—B.小球帶負電,
qLq
c.小球帶正電,叱-整
D.小球帶負電,
qLq
10
22.
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