高考物理一轮复习考点能力提升训练5、机械能（1）（2份，原卷版+教师版）

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1．【例题1】（单选）新高三伊始换教室时，某同学用一根绳子斜向上拉着书箱在水平地面上滑行，绳子与水平面夹角为，书箱与地面之间的动摩擦因数为0.5，该同学想找到一个省力的角度，于是将从30°逐渐增大到60°，此过程中书箱一直保持匀速直线运动。则在此过程中（ ）
A．书箱所受的摩擦力先减小后增大B．绳子对书箱的作用力先减小后增大
C．当时最省力 D．绳子对书箱作用力的功率一直减小
【答案】D【详解】BC．如图所示，分析书箱受力，设N与f合力的方向与竖直方向成角，由题意显然根据三角形法则，当从30°逐渐增大到60°过程中，拉力F一直增大，故BC错误；AD．此过程中N与f的合力一直减小，f一直减小，N一直减小，一直减小，故一直减小，故A错误，D正确。故选D。
2．【例题2】（单选）我国新能源汽车发展迅速，2022年仅比亚迪新能源汽车全年销量为186.35万辆，位列全球第一、如图所示为比亚迪某型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则（ ）
A．汽车匀加速所需时间为5s B．汽车以恒定功率启动
C．汽车所受阻力为 D．汽车在车速为5m/s时，功率为
【答案】A【详解】B．由图知，汽车以恒定加速度启动，汽车匀加速运动的加速度为2m/s2，故B错误；
A．汽车匀加速运动的末速度解得v=10m/s匀加速运动的时间故A正确；
C．由图可知汽车的最大速度为30m/s，此时汽车做匀速直线运动，有F=f则P=f×30当时，a＝2m/s2，根据牛顿第二定律得即联立解得，P=6×104W故C错误；D．根据牛顿第二定律，汽车匀加速运动时有F-f=ma代入数据得F＝f+ma＝2×103N+2×103×2N＝6×103N车速为5m/s时，功率为P＝Fv＝6×103×5W＝3×104W故D错误。故选A。
3．【例题3】（单选）如图所示，固定于竖直面内的粗糙斜杆长为1m，杆与水平方向的夹角为30°，质量为1kg的小球套在杆上，小球与杆间的动摩擦因数为，小球在恒定拉力F作用下，沿杆由底端匀速运动到顶端。已知拉力F的方向与杆在同一竖直平面内，且与水平方向的夹角大于30°，重力加速度g=10m/s2。则下列说法错误的是（ ）
A．拉力F与杆之间的夹角为30°时，F的值最小B．拉力F的最小值为
C．拉力F的大小可能为15N D．拉力F做功的最小值为5J
【答案】C【详解】AB．若F的值较小，则杆对小球的弹力方向垂直于杆向上，小球匀速运动，令F与沿杆方向的夹角为，根据平衡条件有Fcsα=mgsin30°+μN，N=mgcs30°-Fsinα整理得Fcsα+μFsinα=10N即有令y=csα+μsinα对函数求导当该导数等于0时，解得，则有即拉力F与杆之间的夹角为30°时，拉力F的最小值为，AB正确，不符合题意；C．当F=15N时，设力F与杆之间的夹角为θ，小球匀速运动，结合上述，根据平衡条件，在沿杆方向上有Fcsθ=mgsin30°+μ（mgcs30°﹣Fsinθ）整理得Fcsθ+μFsinθ=mg根据三角函数关系可得由于小球沿杆向上做匀速运动，则有0