新高考物理復習專題六機械能守恒定律練習含答案

專題六機械能守恒定律五年高考考點過關(guān)練考點一功與功率1.(2021山東,3,3分)如圖所示,粗糙程度處處相同的水平桌面上有一長為L的輕質(zhì)細桿,一端可繞豎直光滑軸O轉(zhuǎn)動,另一端與質(zhì)量為m的小木塊相連。木塊以水平初速度v0出發(fā),恰好能完成一個完整的圓周運動。在運動過程中,木塊所受摩擦力的大小為()A.mv022πLB.答案B2.(2023遼寧,3,4分)如圖(a),從高處M點到地面N點有Ⅰ、Ⅱ兩條光滑軌道。兩相同小物塊甲、乙同時從M點由靜止釋放,沿不同軌道滑到N點,其速率v與時間t的關(guān)系如圖(b)所示。由圖可知,兩物塊在離開M點后、到達N點前的下滑過程中()A.甲沿Ⅰ下滑且同一時刻甲的動能比乙的大B.甲沿Ⅱ下滑且同一時刻甲的動能比乙的小C.乙沿Ⅰ下滑且乙的重力功率一直不變D.乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大答案B3.(2022廣東,9,6分)(多選)如圖所示,載有防疫物資的無人駕駛小車,在水平MN段以恒定功率200W、速度5m/s勻速行駛,在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s勻速行駛。已知小車總質(zhì)量為50kg,MN=PQ=20m,PQ段的傾角為30°,重力加速度g取10m/s2,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M到N,小車克服摩擦力做功800JC.從P到Q,小車重力勢能增加1×104JD.從P到Q,小車克服摩擦力做功700J答案ABD4.(2023北京,11,3分)如圖所示,一物體在力F作用下沿水平桌面做勻加速直線運動。已知物體質(zhì)量為m,加速度大小為a,物體和桌面之間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。在物體移動距離為x的過程中()A.摩擦力做功大小與F方向無關(guān)B.合力做功大小與F方向有關(guān)C.F為水平方向時,F做功為μmgxD.F做功的最小值為max答案D考點二動能定理及其應(yīng)用5.(2023新課標,15,6分)無風時,雨滴受空氣阻力的作用在地面附近會以恒定的速率豎直下落。一質(zhì)量為m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的過程中,克服空氣阻力做的功為(重力加速度大小為g)()A.0B.mghC.12mv2-mghD.12mv2答案B6.(2023新課標,20,6分)(多選)一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下,由靜止開始在水平地面上沿x軸運動,出發(fā)點為x軸零點,拉力做的功W與物體坐標x的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為0.4,重力加速度大小取10m/s2。下列說法正確的是()A.在x=1m時,拉力的功率為6WB.在x=4m時,物體的動能為2JC.從x=0運動到x=2m,物體克服摩擦力做的功為8JD.從x=0運動到x=4m的過程中,物體的動量最大為2kg·m/s答案BC7.(2023山東,8,3分)質(zhì)量為M的玩具動力小車在水平面上運動時,牽引力F和受到的阻力f均為恒力。如圖所示,小車用一根不可伸長的輕繩拉著質(zhì)量為m的物體由靜止開始運動。當小車拖動物體行駛的位移為s1時,小車達到額定功率,輕繩從物體上脫落。物體繼續(xù)滑行一段時間后停下,其總位移為s2。物體與地面間的動摩擦因數(shù)不變,不計空氣阻力。小車的額定功率P0為()A.2B.2C.2D.2答案A8.(2023江蘇,11,4分)滑塊以一定的初速度沿粗糙斜面從底端上滑,到達最高點B后返回到底端。利用頻閃儀分別對上滑和下滑過程進行拍攝,頻閃照片示意圖如圖所示。與圖乙中相比,圖甲中滑塊()A.受到的合力較小B.經(jīng)過A點的動能較小C.在A、B之間的運動時間較短D.在A、B之間克服摩擦力做的功較小答案C9.(2023湖北,14,15分)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(nèi)表面光滑,擋板的兩端A、B在桌面邊緣,B與半徑為R的固定光滑圓弧軌道CDE在同一豎直平面內(nèi),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A點切入擋板內(nèi)側(cè),從B點飛出桌面后,在C點沿圓弧切線方向進入軌道CDE內(nèi)側(cè),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(shù)為12π,重力加速度大小為g,忽略空氣阻力,小物塊可視為質(zhì)點。求(1)小物塊到達D點的速度大小。(2)B和D兩點的高度差。(3)小物塊在A點的初速度大小。答案(1)gR(2)0(3)3考點三機械能守恒定律10.(2023浙江1月選考,4,3分)一位游客正在體驗蹦極,綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺縱身而下。游客從跳臺下落直到最低點過程中()A.彈性勢能減小B.重力勢能減小C.機械能保持不變D.繩一繃緊動能就開始減小答案B11.(2021河北,6,4分)一半徑為R的圓柱體水平固定,橫截面如圖所示。長度為πR、不可伸長的輕細繩,一端固定在圓柱體最高點P處,另一端系一個小球。小球位于P點右側(cè)同一水平高度的Q點時,繩剛好拉直。將小球從Q點由靜止釋放,當與圓柱體未接觸部分的細繩豎直時,小球的速度大小為(重力加速度為g,不計空氣阻力)()A.(2+π)gRB.C.2(1+π)gRD.2答案A12.(2021廣東,9,6分)(多選)長征途中,為了突破敵方關(guān)隘,戰(zhàn)士爬上陡峭的山頭,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mghD.從投出到落地,每顆手榴彈的機械能變化量為mgh答案BC13.(2020課標Ⅰ,20,6分)(多選)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AB14.(2023湖南,8,5分)(多選)如圖,固定在豎直面內(nèi)的光滑軌道ABC由直線段AB和圓弧段BC組成,兩段相切于B點,AB段與水平面夾角為θ,BC段圓心為O,最高點為C,A與C的高度差等于圓弧軌道的直徑2R。小球從A點以初速度v0沖上軌道,能沿軌道運動恰好到達C點,下列說法正確的是(重力加速度為g)()A.小球從B到C的過程中,對軌道的壓力逐漸增大B.小球從A到C的過程中,重力的功率始終保持不變C.小球的初速度v0=2D.若小球初速度v0增大,小球有可能從B點脫離軌道答案AD考點四功能關(guān)系能量守恒15.(2022浙江6月選考,12,3分)風力發(fā)電已成為我國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要途徑之一。如圖所示,風力發(fā)電機是一種將風能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某風力發(fā)電機在風速為9m/s時,輸出電功率為405kW,風速在5~10m/s范圍內(nèi),轉(zhuǎn)化效率可視為不變。該風機葉片旋轉(zhuǎn)一周掃過的面積為A,空氣密度為ρ,風場風速為v,并保持風正面吹向葉片。下列說法正確的是()A.該風力發(fā)電機的輸出電功率與風速成正比B.單位時間流過面積A的流動空氣動能為12ρAvC.若每天平均有1.0×108kW的風能資源,則每天發(fā)電量為2.4×109kW·hD.若風場每年有5000h風速在6~10m/s范圍內(nèi),則該發(fā)電機年發(fā)電量至少為6.0×105kW·h答案D16.(2023山東,4,3分)《天工開物》中記載了古人借助水力使用高轉(zhuǎn)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ω勻速轉(zhuǎn)動。水筒在筒車上均勻排布,單位長度上有n個,與水輪間無相對滑動。每個水筒離開水面時裝有質(zhì)量為m的水,其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻田。當?shù)氐闹亓铀俣葹間,則筒車對灌入稻田的水做功的功率為()A.2nmgω2C.3nmgω答案B17.(2020山東,11,4分)(多選)如圖所示,質(zhì)量為M的物塊A放置在光滑水平桌面上,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m的鉤碼B掛于彈簧下端,當彈簧處于原長時,將B由靜止釋放,當B下降到最低點時(未著地),A對水平桌面的壓力剛好為零。輕繩不可伸長,彈簧始終在彈性限度內(nèi),物塊A始終處于靜止狀態(tài)。以下判斷正確的是()A.M<2mB.2m<M<3mC.在B從釋放位置運動到最低點的過程中,所受合力對B先做正功后做負功D.在B從釋放位置運動到速度最大的過程中,B克服彈簧彈力做的功等于B機械能的減少量答案ACD模型強化練模型一機車啟動模型1.(2021北京,8,3分)如圖所示,高速公路上汽車定速巡航(即保持汽車的速率不變)通過路面abcd,其中ab段為平直上坡路面,bc段為水平路面,cd段為平直下坡路面。不考慮整個過程中空氣阻力和摩擦阻力的大小變化。下列說法正確的是()A.在ab段汽車的輸出功率逐漸減小B.汽車在ab段的輸出功率比bc段的大C.在cd段汽車的輸出功率逐漸減小D.汽車在cd段的輸出功率比bc段的大答案B2.(2020天津,8,5分)(多選)復興號動車在世界上首次實現(xiàn)速度350km/h自動駕駛功能,成為我國高鐵自主創(chuàng)新的又一重大標志性成果。一列質(zhì)量為m的動車,初速度為v0,以恒定功率P在平直軌道上運動,經(jīng)時間t達到該功率下的最大速度vm,設(shè)動車行駛過程所受到的阻力F保持不變。動車在時間t內(nèi)()A.做勻加速直線運動B.加速度逐漸減小C.牽引力的功率P=FvmD.牽引力做功W=12mvm2-答案BC3.(2021湖南,3,4分)“復興號”動車組用多節(jié)車廂提供動力,從而達到提速的目的。總質(zhì)量為m的動車組在平直的軌道上行駛。該動車組有四節(jié)動力車廂,每節(jié)車廂發(fā)動機的額定功率均為P,若動車組所受的阻力與其速率成正比(F阻=kv,k為常量),動車組能達到的最大速度為vm。下列說法正確的是()A.動車組在勻加速啟動過程中,牽引力恒定不變B.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值,則動車組從靜止開始做勻加速運動C.若四節(jié)動力車廂輸出的總功率為2.25P,則動車組勻速行駛的速度為34vD.若四節(jié)動力車廂輸出功率均為額定值,動車組從靜止啟動,經(jīng)過時間t達到最大速度vm,則這一過程中該動車組克服阻力做的功為12mvm答案C4.(2022浙江6月選考,13,3分)小明用額定功率為1200W、最大拉力為300N的提升裝置,把靜置于地面的質(zhì)量為20kg的重物豎直提升到高為85.2m的平臺,先加速再勻速,最后做加速度大小不超過5m/s2的勻減速運動,到達平臺的速度剛好為零,g取10m/s2,則提升重物的最短時間為()A.13.2sB.14.2sC.15.5sD.17.0s答案C模型二功能關(guān)系中的常見模型5.(2020課標Ⅲ,25,20分)如圖,相距L=11.5m的兩平臺位于同一水平面內(nèi),二者之間用傳送帶相接。傳送帶向右勻速運動,其速度的大小v可以由驅(qū)動系統(tǒng)根據(jù)需要設(shè)定。質(zhì)量m=10kg的載物箱(可視為質(zhì)點),以初速度v0=5.0m/s自左側(cè)平臺滑上傳送帶。載物箱與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.10,重力加速度取g=10m/s2。(1)若v=4.0m/s,求載物箱通過傳送帶所需的時間;(2)求載物箱到達右側(cè)平臺時所能達到的最大速度和最小速度;(3)若v=6.0m/s,載物箱滑上傳送帶Δt=1312答案(1)2.75s(2)43m/s2m/s(3)見解析解析(3)傳送帶的速度為v=6.0m/s時,由于v0<v<v2,載物箱先做勻加速運動,加速度大小仍為a。設(shè)載物箱做勻加速運動通過的位移為s2,所用時間為t2,由運動學公式有v=v0+at2⑩v2-v02=2as2聯(lián)立①⑩11式并代入題給數(shù)據(jù)得t2=1.0s12s2=5.5m13因此載物箱加速運動1.0s、向右運動5.5m時,達到與傳送帶相同的速度。此后載物箱與傳送帶共同勻速運動Δt-t2后,傳送帶突然停止。設(shè)載物箱勻速運動階段通過的路程為s3,有s3=(Δt-t2)v14由①121314式可知,12mv2>μmg(L-s2-s3),即載物箱運動到右側(cè)平臺時速度大于零,設(shè)為v3v32-v2=-2a(L-s2-s3)設(shè)載物箱通過傳送帶的過程中,傳送帶對它的沖量為I,由動量定理有I=m(v3-v0)16聯(lián)立①1213141516式并代入題給數(shù)據(jù)得I=0176.(2023遼寧,15,17分)如圖,質(zhì)量m1=1kg的木板靜止在光滑水平地面上,右側(cè)的豎直墻面固定一勁度系數(shù)k=20N/m的輕彈簧,彈簧處于自然狀態(tài)。質(zhì)量m2=4kg的小物塊以水平向右的速度v0=54m/s滑上木板左端,兩者共速時木板恰好與彈簧接觸。木板足夠長,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。彈簧始終處在彈性限度內(nèi),彈簧的彈性勢能Ep與形變量x的關(guān)系為Ep=12kx2。取重力加速度g=10m/s2(1)求木板剛接觸彈簧時速度v1的大小及木板運動前右端距彈簧左端的距離x1。(2)求木板與彈簧接觸以后,物塊與木板之間即將相對滑動時彈簧的壓縮量x2及此時木板速度v2的大小。(3)已知木板向右運動的速度從v2減小到0所用時間為t0。求木板從速度為v2時到之后與物塊加速度首次相同時的過程中,系統(tǒng)因摩擦轉(zhuǎn)化的內(nèi)能ΔU(用t0表示)。答案(1)1m/s0.125m(2)0.25m32m/s(3)43t0-87.(2022福建,14,12分)如圖,L形滑板A靜置在粗糙水平面上,滑板右端固定一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,彈簧左端與一小物塊B相連,彈簧處于原長狀態(tài)。一小物塊C以初速度v0從滑板最左端滑入,滑行s0后與B發(fā)生完全非彈性碰撞(碰撞時間極短),然后一起向右運動;一段時間后,滑板A也開始運動。已知A、B、C的質(zhì)量均為m,滑板與小物塊、滑板與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ,重力加速度大小為g;最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。求:(1)C在碰撞前瞬間的速度大小;(2)C與B碰撞過程中損失的機械能;(3)從C與B相碰后到A開始運動的過程中,C和B克服摩擦力所做的功。答案(1)v02?2μgs0(2)14(3)2三年模擬考點強化練考點一功與功率1.(2023屆山東濱州統(tǒng)考,9)(多選)如圖,質(zhì)量為m的小物塊在傾角為θ的固定斜面上運動,某時刻速度方向與水平方向成α角沿斜面向下,速度大小為v。重力加速度為g,小物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ。此時重力的功率大小為P1,摩擦力的功率大小為P2,則()A.P1=mgvsinθcosαB.P1=mgvsinθsinαC.P2=μmgvcosθsinαD.P2=μmgvcosθ答案BD2.(2023屆湖北模擬預測,6)如圖所示,AB為豎直固定的四分之一粗糙圓弧軌道,O為圓心,P為圓弧AB的中點,OA水平,OB豎直,軌道半徑R=2m,一質(zhì)量m=4kg的小物塊以2m/s的速度從A到B做勻速圓周運動,重力加速度g=10m/s2,則下列說法不正確的是()A.A到B的過程中合力對小物塊的沖量大小為8N·sB.在P點時,重力的瞬時功率為40WC.AP段克服摩擦力做的功大于PB段克服摩擦力做的功D.在B點時,小物塊對圓弧軌道的壓力大小為40N答案D3.(2024屆河北滄州聯(lián)考,5)如圖所示,質(zhì)量分別為4m和m的物塊A和B通過輕質(zhì)細繩連接,細繩繞過輕質(zhì)動滑輪,滑輪中心通過細繩懸掛一質(zhì)量為m的物塊C,開始時物塊A、B均靜止,細繩剛好拉直。動滑輪在豎直向上的拉力F=6mg(g為重力加速度)作用下由靜止向上加速運動,經(jīng)時間t,力F做的功為()A.1.8mg2t2B.6mg2t2C.4.8mg2t2D.2.4mg2t2答案A4.(2024屆湖北荊州月考,9)(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的物塊在水平恒力F推動下,從山坡底部A處由靜止開始運動至高為h的坡頂B,獲得速度為v,A、B的水平距離為s,重力加速度為g。下列說法正確的是()A.重力對物塊所做的功為mghB.物塊動能的變化量為Fs-mghC.阻力對物塊做功為12mv2+mgh-D.物塊機械能增加了12mv2+答案CD考點二動能定理及其應(yīng)用5.(2023屆河南開封通許三模,4)如圖所示,處于豎直平面內(nèi)的一探究裝置,傾角α=37°的直軌道AB與半徑R=0.15m的圓弧形光滑軌道BCD相切于B點,O為圓弧軌道的圓心,CD為豎直方向上的直徑。一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊可從斜面上的不同位置由靜止釋放,已知小物塊與直軌道AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。若小物塊恰好能通過圓弧軌道的最高點D,則釋放點到B點的距離為()A.1.725mB.1.5mC.1.25mD.0.75m答案A6.(2023屆安徽滁州定遠二模,2)如圖所示,豎直平面內(nèi)的軌道Ⅰ和Ⅱ都由兩段細直桿連接而成,兩軌道長度相等。用相同的水平恒力將穿在軌道最低點B處的靜止小球,分別沿Ⅰ和Ⅱ推至最高點A,所需時間分別為t1、t2,動能增量分別為ΔEk1、ΔEk2。假定球在經(jīng)過軌道轉(zhuǎn)折點前后速度的大小不變,且球與Ⅰ、Ⅱ軌道間的動摩擦因數(shù)相等,則()A.ΔEk1>ΔEk2,t1>t2B.ΔEk1=ΔEk2,t1>t2C.ΔEk1>ΔEk2,t1<t2D.ΔEk1=ΔEk2,t1<t2答案B7.(2024屆山東泰安測試,11)(多選)冬奧會上有一種單板滑雪U型池項目,如圖所示為U型池模型。池內(nèi)各處粗糙程度相同,其中a、c為U型池兩側(cè)邊緣,且在同一水平面上,b為U型池最低點。某運動員從a點正上方h高的O點自由下落,由左側(cè)沿切線方向進入池中,從右側(cè)沿切線方向飛出后上升至最高位置d點(相對c點高度為?2)。不計空氣阻力,重力加速度為g,則運動員()A.每次經(jīng)過b點時重力的功率不同B.第一次經(jīng)過c點時的速度大小為g?C.第一次從a到b與從b到c的過程中機械能損失相同D.從d向下返回一定能越過a點再上升一定高度答案BD8.(2023屆福建廈門二檢,4)如圖甲所示,一光滑斜面固定在水平地面上,其底端固定一輕質(zhì)彈簧,將質(zhì)量為m的物塊從斜面頂端由靜止釋放,物塊運動到最低點的過程中,其加速度隨位移變化的規(guī)律如圖乙所示,則()A.彈簧的勁度系數(shù)為mB.x3-x2=x2-x1C.物塊的最大動能為12ma1(x1+x2D.彈簧的最大彈性勢能為ma1(x3-x1)答案C考點三機械能守恒定律9.(2024屆江浙高中發(fā)展共同體10月聯(lián)考,5)將一個物體以一定的初速度豎直向上拋出,不計空氣阻力,上升過程中,物體的動能為Ek,上升高度為h,物體的重力勢能為Ep,運動的速度為v,物體的機械能為E,運動時間為t。下列描述上述物理量關(guān)系的圖像一定錯誤的是()答案B10.(2023屆河南名校調(diào)研,6)(多選)如圖所示,質(zhì)量均為m的M、N兩小球固定在輕桿兩端,放置在內(nèi)壁光滑、半徑為R的半球形凹槽內(nèi)部,M球處在槽口邊緣,N球恰好處在凹槽最低點,兩小球均可視為質(zhì)點,重力加速度為g。由靜止釋放輕桿,則兩球在沿槽壁運動過程中,下列說法正確的是()A.M球運動的最大速度為(B.N球運動的最大速度為2(C.從靜止釋放到M球速度最大過程中,輕桿對M球做功為(2-12)D.從靜止釋放到N球速度最大過程中,輕桿對N球做功為mgR答案AD11.(2023屆北京東城期末,13)如圖甲所示,輕彈簧豎直放置,下端固定在水平地面上,一質(zhì)量為m的小球,從離彈簧上端高h處由靜止釋放。以小球開始下落的位置為坐標原點,沿豎直向下方向建立坐標軸Ox,小球所受彈力F的大小隨小球位置坐標x的變化關(guān)系如圖乙所示。小球向下運動的過程中,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。小球可視為質(zhì)點。不計空氣阻力的影響。重力加速度為g。下列說法正確的是()A.x=h+2x0處,小球的速度為零B.x=h處與x=h+2x0處,小球的加速度相同C.x=h+x0處,小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和最大D.從x=h到x=h+2x0過程中,小球所受彈力做功為-2mgx0答案D考點四功能關(guān)系能量守恒12.(2023屆湖北八市聯(lián)考,7)如圖所示,質(zhì)量為1kg的物體在力F=8N的作用下,由靜止開始從傾角為θ=37°的光滑斜面底端向上運動,6s后撤去力F。取物體在斜面底端的重力勢能為零,且g=10m/s2,sin37°=0.6,則下列說法正確的是()A.力F做的功為360JB.物體的最大重力勢能為480JC.物體回到斜面底端時重力的功率為144WD.物體回到斜面底端時重力的功率為240W答案C13.(2023屆河南安陽二模,7)(多選)如圖所示,質(zhì)量為2m的P物體套在光滑的豎直桿上,質(zhì)量為m的Q物體放置在傾角為θ的足夠長的固定粗糙斜面上,用一不可伸長輕繩連接。初始時輕繩右端經(jīng)過定滑輪呈水平,P物體從a點由靜止釋放,下落到b點時速度大小為v,a、b之間的距離為l,此時連接P物體的輕繩與水平方向夾角為θ,重力加速度為g。在此過程中,下列說法正確的是()A.P物體做勻加速直線運動B.P物體從a點由靜止釋放時加速度大小等于gC.P物體到b點時,Q物體的速度大小為vsinθD.該過程中產(chǎn)生的熱量為mgl(1+cosθ)-mv2-12mv2sin2答案BCD14.(2023屆遼寧沈陽三模,9)(多選)如圖所示為某探究活動小組設(shè)計的節(jié)能運輸系統(tǒng)。斜面軌道傾角θ=37°,質(zhì)量為M的集裝箱與軌道間的動摩擦因數(shù)為0.5,集裝箱在軌道頂端時,自動裝貨裝置將質(zhì)量為m的貨物裝入箱中,之后集裝箱載著貨物沿軌道無初速度滑下(貨物與箱之間無相對滑動),當輕彈簧被壓縮至最短時,自動卸貨裝置立刻將貨物卸下,然后集裝箱恰好被彈回到軌道頂端,再重復上述過程。下列說法正確的是()A.集裝箱與彈簧沒有接觸時,上滑與下滑的加速度大小之比為5∶2B.集裝箱與貨物的質(zhì)量之比為1∶4C.若集裝箱與貨物的質(zhì)量之比為1∶1,則集裝箱不能回到軌道頂端D.若集裝箱與貨物的質(zhì)量之比為1∶6,則集裝箱不能回到軌道頂端答案BC模型綜合練模型一機車啟動模型1.(2024屆河北邢臺期中,7)一輛汽車在平直公路上由靜止開始勻加速啟動,汽車的輸出功率與速度的關(guān)系如圖所示,當汽車的速度達到v0后功率保持不變,汽車能達到的最大速度為2v0。已知汽車的質(zhì)量為m,運動過程中所受的阻力恒為f,下列說法正確的是()A.汽車的最大功率為2fv0B.汽車勻加速時的加速度大小為fC.汽車做勻加速直線運動的時間為mD.汽車的速度從v0增加到2v0的過程中,其加速度保持不變答案A2.(2023屆湖南湘西聯(lián)考,10)(多選)一輛玩具賽車在水平直跑道上由靜止開始以800W的恒定功率加速前進,玩具賽車瞬時速度的倒數(shù)和瞬時加速度a的關(guān)系圖像如圖所示,已知玩具賽車在跑道上運動時受到的阻力大小不變,玩具賽車從起點到終點所用的時間為30s,玩具賽車到達終點前已達到最大速度。下列說法正確的是()A.玩具賽車的質(zhì)量為10kgB.玩具賽車所受的阻力大小為40NC.玩具賽車的速度大小為10m/s時的加速度大小為2m/s2D.起點到終點的距離為500m答案BCD模型二功能關(guān)系中的常見模型3.(2024屆河北衡水中學一調(diào),7)(多選)如圖甲所示,一足夠長的水平傳送帶以某一恒定速度順時針轉(zhuǎn)動,一根輕彈簧一端與豎直墻面連接,另一端與工件不拴接。工件將彈簧壓縮一段距離后置于傳送帶最左端無初速度釋放,工件向右運動受到的摩擦力Ff隨位移x變化的關(guān)系如圖乙所示,x0、Ff0為已知量,則下列說法錯誤的是(工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)處處相等)()A.工件在傳送帶上先做加速運動,后做減速運動B.工件向右運動2x0后與彈簧分離C.彈簧的勁度系數(shù)為FD.整個運動過程中摩擦力對工件做功為1.25Ff0x0答案AD4.(2023屆河北衡水中學三調(diào),7)如圖所示,質(zhì)量m=1kg的物體從高h=0.2m的光滑軌道上P點由靜止開始下滑,滑到水平傳送帶上的A點,物體和傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,傳送帶上A、B之間的距離L=5m,傳送帶一直以v=4m/s的速度順時針轉(zhuǎn)動,取g=10m/s2,下列說法正確的是()A.物體從A運動到B的時間是1sB.物體從A運動到B的過程中,摩擦力對物體做的功為-6JC.物體從A運動到B的過程中,產(chǎn)生的熱量為2JD.物體從A運動到B的過程中,帶動傳送帶轉(zhuǎn)動的電動機多做的功為10J答案C5.(2023屆河南高三聯(lián)考,8)(多選)如圖1所示,木板靜止放在光滑的水平面上,可視為質(zhì)點的小物塊靜置于木板左端,用F=4N的恒力拉動小物塊,使小物塊運動到木板右端,此過程小物塊的機械能隨位移變化的E機?x圖像如圖2所示,木板和小物塊的速度隨時間變化的v?t圖像如圖3所示,已知木板和物塊間存在摩擦,g取10m/s2,下列說法正確的是()A.木板長度為2mB.木板和小物塊間的動摩擦因數(shù)為0.3C.木板的質(zhì)量為6kgD.系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量為3J答案BCD6.(2024屆福建廈門二中月考,15)如圖所示,在光滑的水平面上有一長L=4m、質(zhì)量為M=4kg的木板,在木板右端有一質(zhì)量為m=1kg的小物塊,木板與小物塊間動摩擦因數(shù)為μ=0.2,木板與小物塊均靜止。現(xiàn)用F=18N的水平恒力作用在木板上(g取10m/s2)。(1)求木板加速度a1和小物塊加速度a2的大小;(2)0~3s時間內(nèi),板塊間產(chǎn)生的熱量為多少?答案(1)4m/s22m/s2(2)8J7.(2024屆江蘇南通海門一調(diào),15)如圖甲所示,一傾斜傳送帶與水平面夾角θ=37°,輕質(zhì)彈簧一端與傳送帶底端B處的擋板固定,其勁度系數(shù)k=6N/m,彈簧上端與傳送帶頂點A的距離d=2m,傳送帶以v0=26m/s逆時針轉(zhuǎn)動,現(xiàn)在A處輕放質(zhì)量m=1kg的物塊P,其沿傳送帶向下運動的v?t圖像如圖乙所示,已知P與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.75,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,彈簧足夠長且始終在彈性限度內(nèi),彈性勢能的表達式為Ep=12kx2,重力加速度g=10m/s2,求:(1)時間t1及0~t1時間內(nèi)P的位移d1;(2)t1~t2時間內(nèi)P的位移d2;(3)t3=263s時,t3時刻P與A點的距離s及0~t3時間內(nèi)P與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量答案(1)66微專題專練微專題9動能定理在多過程問題中的應(yīng)用1.(2021全國甲,20,6分)(多選)一質(zhì)量為m的物體自傾角為α的固定斜面底端沿斜面向上滑動。該物體開始滑動時的動能為Ek,向上滑動一段距離后速度減小為零,此后物體向下滑動,到達斜面底端時動能為Ek5。已知sinα=0.6,重力加速度大小為g。則()A.物體向上滑動的距離為EB.物體向下滑動時的加速度大小為gC.物體與斜面間的動摩擦因數(shù)等于0.5D.物體向上滑動所用的時間比向下滑動的時間長答案BC2.(2021遼寧,10,6分)(多選)冰滑梯是東北地區(qū)體驗冰雪運動樂趣的設(shè)施之一。某冰滑梯的示意圖如圖所示,螺旋滑道的摩擦可忽略;傾斜滑道和水平滑道與同一滑板間的動摩擦因數(shù)μ相同,因滑板不同μ滿足μ0≤μ≤1.2μ0。在設(shè)計滑梯時,要確保所有游客在傾斜滑道上均減速下滑,且滑行結(jié)束時停在水平滑道上,以下L1、L2的組合符合設(shè)計要求的是()A.L1=?2μ0,L2=3?2μ0B.L1C.L1=4?3μ0,L2=2?3μ0D.L答案CD3.(2021浙江1月選考,20,12分)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16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d=3R。現(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,重力加速度為g。(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I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?答案見解析解析(1)由機械能守恒定律得mgh0=12mvC=2由動量定理得I=mvC=m2方向水平向左(2)由動能定理得mg(h-R)=12m由牛頓第二定律得FN=mFN=2mg(?R滿足的條件h≥R(3)第1種情況:小球不滑離軌道原路返回,條件是h≤52第2種情況:小球與墻面垂直碰撞后原路返回,在進入G之前是平拋運動vxt=vxvyg=d,其中vx=vGsinθ,vy=vGvGsinθvGcos得vG=2gR由動能定理得mg(h-52R)=12h滿足的條件為h=924.(2022浙江6月選考,20,12分)如圖所示,在豎直面內(nèi),一質(zhì)量m的物塊a靜置于懸點O正下方的A點,以速度v逆時針轉(zhuǎn)動的傳送帶MN與直軌道AB、CD、FG處于同一水平面上,AB、MN、CD的長度均為l。圓弧形細管道DE半徑為R,EF在豎直直徑上,E點高度為H。開始時,與物塊a相同的物塊b懸掛于O點,并向左拉開一定的高度h由靜止下擺,細線始終張緊,擺到最低點時恰好與a發(fā)生彈性正碰。已知m=2g,l=1m,R=0.4m,H=0.2m,v=2m/s,物塊與MN、CD之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,軌道AB和管道DE均光滑,物塊a落到FG時不反彈且靜止。忽略M、B和N、C之間的空隙,CD與DE平滑連接,物塊可視為質(zhì)點,重力加速度g=10m/s2。(1)若h=1.25m,求a、b碰撞后瞬時物塊a的速度v0的大小;(2)物塊a在DE最高點時,求管道對物塊的作用力FN與h間滿足的關(guān)系;(3)若物塊b釋放高度0.9m<h<1.65m,求物塊a最終靜止的位置x值的范圍(以A點為坐標原點,水平向右為正,建立x軸)。答案(1)5m/s(2)FN=0.1h-0.14(h≥1.2m)(3)見解析解析(3)當1.2m≤h<1.65m時,物塊a靜止的位置在E點或E點右側(cè)水平面FG上,根據(jù)動能定理得mgh-2μmgl-mgH=12m從E點飛出后,物塊a做平拋運動,則H=12gts1=vEt根據(jù)幾何關(guān)系可得xDF=R2?(即物塊a的位置x=3l+xDF+s1代入數(shù)據(jù)解得3+35m≤x<設(shè)物塊b釋放的高度為h0時,物塊a恰好到達D點,由動能定理得mgh0-μmg·2l=0,解得h0=1m此時物塊a靜止的位置