江苏版高考物理复习专题六机械能守恒定律练习课件

这是一份江苏版高考物理复习专题六机械能守恒定律练习课件，共60页。
2. (2020江苏单科,1,3分)质量为1.5×103 kg的汽车在水平路面上匀速行驶,速度为20 m/s,受到的阻力大小为1.8×103 N。此时,汽车发动机输出的实际功率是 (　    )A.90 W　　　    B.30 kW　　　    C.36 kW　　　    D.300 kW 
3. (2023北京,11,3分)如图所示,一物体在力F作用下沿水平桌面做匀加速直线运动。已知物体质量为m,加速度大小为a,物体和桌面之间的动摩擦因数为μ,重力加速度 为g。在物体移动距离为x的过程中 (　    ) A.摩擦力做功大小与F方向无关B.合力做功大小与F方向有关C.F为水平方向时,F做功为μmgx
D.F做功的最小值为max
4. (2023辽宁,3,4分)如图(a),从高处M点到地面N点有Ⅰ、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放,沿不同轨道滑到N点,其速率v与时间t的关系 如图(b)所示。由图可知,两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中 (　    ) A.甲沿Ⅰ下滑且同一时刻甲的动能比乙的大B.甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小
C.乙沿Ⅰ下滑且乙的重力功率一直不变D.乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大
5. (2022江苏,14,13分)在轨空间站中物体处于完全失重状态,对空间站的影响可忽略。空间站上操控货物的机械臂可简化为两根相连的等长轻质臂杆,每根臂杆长 为L。如题图1所示,机械臂一端固定在空间站上的O点,另一端抓住质量为m的货物。 在机械臂的操控下,货物先绕O点做半径为2L、角速度为ω的匀速圆周运动,运动到A 点停下。然后在机械臂操控下,货物从A点由静止开始做匀加速直线运动,经时间t到达 B点,A、B间的距离为L。(1)求货物做匀速圆周运动时受到的向心力大小Fn;(2)求货物运动到B点时机械臂对其做功的瞬时功率P;(3)在机械臂作用下,货物、空间站和地球的位置如题图2所示,它们在同一直线上。货
物与空间站同步做匀速圆周运动。已知空间站轨道半径为r,货物与空间站中心的距 离为d,忽略空间站对货物的引力,求货物所受的机械臂作用力与所受的地球引力之比 F1∶F2。 
答案    (1)2mLω2    (2)     (3)     
考点二　动能定理及其应用
6. (2023新课标,15,6分)无风时,雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中,克服空气阻力做 的功为(重力加速度大小为g) (　    )A.0　　　     B.mghC. mv2-mgh　　　    D. mv2+mgh
7. (2021山东,3,3分)如图所示,粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆,一端可绕竖直光滑轴O转动,另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度v 0出发,恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中,木块所受摩擦力的大小为 (　    ) A. 　　　    B. 　　　    C. 　　　    D. 
8. (2022全国甲,14,6分)北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下,到b处起跳,c点为a、b之间的最低点,a、c两处的高度差 为h。要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍,运动过程中 将运动员视为质点并忽略所有阻力,则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于 (　    ) A. 　　　    B. 　　　    C. 　　　    D. 
9. (2021重庆,5,4分)如图所示。竖直平面内有两个半径为R,而内壁光滑的 圆弧轨道,固定在竖直平面内,地面水平,O、O'为两圆弧的圆心,两圆弧相切于N点。一小物块 从左侧圆弧最高处静止释放,当通过N点时,速度大小为(重力加速度为g) (　    ) A. 　　　    B. 　　　    C. 　　　    D. 
10. (2022江苏,8,4分)某滑雪赛道如图所示,滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑,经圆弧滑道起跳,将运动员视为质点,不计摩擦力及空气阻力。此过程中,运动员的动能 Ek与水平位移x的关系图像正确的是 (　    )
11. (2021湖北,4,4分)如图(a)所示,一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小f恒定,物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示。重力加 速度大小取10 m/s2,物块质量m和所受摩擦力大小f分别为 (　    ) A.m=0.7 kg,f=0.5 NB.m=0.7 kg,f=1.0 N
C.m=0.8 kg,f=0.5 ND.m=0.8 kg,f=1.0 N
考点三　机械能守恒定律
12. (2023全国甲,14,6分)一同学将铅球水平推出,不计空气阻力和转动的影响,铅球在平抛运动过程中 (　    )A.机械能一直增加B.加速度保持不变C.速度大小保持不变D.被推出后瞬间动能最大
13. (2021海南,2,3分)水上乐园有一末段水平的滑梯,人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示,滑梯顶端到末端的高度H=4.0 m,末端到水面的高度h=1.0 m。 取重力加速度g=10 m/s2,将人视为质点,不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯 末端的水平距离为 (　    ) A.4.0 m　　　    B.4.5 m　　　    C.5.0 m　　　    D.5.5 m
14. (2023浙江6月选考,3,3分)铅球被水平推出后的运动过程中,不计空气阻力,下列关于铅球在空中运动时的加速度大小a、速度大小v、动能Ek和机械能E随运动时间t 的变化关系中,正确的是 (　    )
15. (2022全国乙,16,6分)固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环。小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑,在下滑过程中,小环的速率正比于 (　    ) A.它滑过的弧长B.它下降的高度C.它到P点的距离D.它与P点的连线扫过的面积
16. (多过程+空间思维的应用)(2023湖北,14,15分)如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板,其半径为2R、内表面光滑,挡板的两端A、B 在桌面边缘,B与半径为R的固定光滑圆弧轨道 在同一竖直平面内,过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60°。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧,从B点飞 出桌面后,在C点沿圆弧切线方向进入轨道 内侧,并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为 ,重力加速度大小为g,忽略空气阻力,小物块可视为质点。求
 (1)小物块到达D点的速度大小。(2)B和D两点的高度差。(3)小物块在A点的初速度大小。
答案    (1)     (2)0    (3) 
考点四　功能关系　能量守恒
17. (2023浙江1月选考,4,3分)一位游客正在体验蹦极,绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中     (　    )A.弹性势能减小B.重力势能减小C.机械能保持不变D.绳一绷紧动能就开始减小 
18. (2023全国甲,24,12分)如图,光滑水平桌面上有一轻质弹簧,其一端固定在墙上。用质量为m的小球压弹簧的另一端,使弹簧的弹性势能为Ep。释放后,小球在弹簧 作用下从静止开始在桌面上运动,与弹簧分离后,从桌面水平飞出。小球与水平地面 碰撞后瞬间,其平行于地面的速度分量与碰撞前瞬间相等;垂直于地面的速度分量大 小变为碰撞前瞬间的 。小球与地面碰撞后,弹起的最大高度为h。重力加速度大小为g,忽略空气阻力。求(1)小球离开桌面时的速度大小;(2)小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离。
答案    (1)     (2)  
1. (2023湖北,4,4分)两节动车的额定功率分别为P1和P2,在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为v1和v2。现将它们编成动车组,设每节动车运行时受到的阻力在编组 前后不变,则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为 (　    )A. 　　　    B. C. 　　　    D. 
2. (2023山东,8,3分)质量为M的玩具动力小车在水平面上运动时,牵引力F和受到的阻力f均为恒力。如图所示,小车用一根不可伸长的轻绳拉着质量为m的物体由静止 开始运动。当小车拖动物体行驶的位移为s1时,小车达到额定功率,轻绳从物体上脱 落。物体继续滑行一段时间后停下,其总位移为s2。物体与地面间的动摩擦因数不变, 不计空气阻力。小车的额定功率P0为 (　    )A. 
C. D.
模型二　常见的涉及功能关系的模型
3. (2020江苏单科,4,3分)如图所示,一小物块由静止开始沿斜面向下滑动,最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接,且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均 为常数。该过程中,物块的动能Ek与水平位移x关系的图像是 (　    )
4. (2023江苏,11,4分)滑块以一定的初速度沿粗糙斜面从底端上滑,到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄,频闪照片示意图如图所 示。与图乙中相比,图甲中滑块 (　    ) A.受到的合力较小
B.经过A点的动能较小C.在A、B之间的运动时间较短D.在A、B之间克服摩擦力做的功较小
5. (2022江苏,10,4分)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与物块A连接在一起,处于压缩状态。A由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时,立即将物块B轻放在A右侧, A、B由静止开始一起沿斜面向下运动,下滑过程中A、B始终不分离,当A回到初始位 置时速度为零。A、B与斜面间的动摩擦因数相同,弹簧未超过弹性限度。则 (　    ) 
A.当上滑到最大位移的一半时,A的加速度方向沿斜面向下B.A上滑时,弹簧的弹力方向不发生变化C.下滑时,B对A的压力先减小后增大D.整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功大于B的重力势能减小量
答案    (1)     (2)     (3) (1-μ)d
(1)求滑雪者运动到P点的时间t;(2)求滑雪者从B点飞出的速度大小v;(3)若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上,求平台BC的最大长度L。
6. (2023江苏,15,12分)如图所示,滑雪道AB由坡道和水平道组成,且平滑连接,坡道倾角均为45°。平台BC与缓冲坡CD相连。若滑雪者从P点由静止开始下滑,恰好到达B 点。滑雪者现从A点由静止开始下滑,从B点飞出。已知A、P间的距离为d,滑雪者与 滑道间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,不计空气阻力。
7. (2022浙江1月选考,20,12分)如图所示,处于竖直平面内的一探究装置,由倾角α=37°的光滑直轨道AB、圆心为O1的半圆形光滑轨道BCD、圆心为O2的半圆形光滑细圆管 轨道DEF、倾角也为37°的粗糙直轨道FG组成,B、D和F为轨道间的相切点,弹性板垂 直轨道固定在G点(与B点等高),B、O1、D、O2和F点处于同一直线上。已知可视为质 点的滑块质量m=0.1 kg,轨道BCD和DEF的半径R=0.15 m,轨道AB长度lAB=3 m,滑块与 轨道FG间的动摩擦因数μ= ,滑块与弹性板作用后,以等大速度弹回,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g=10 m/s2。滑块开始时均从轨道AB上某点静止释放。(1)若释放点距B点的长度l=0.7 m,求滑块到最低点C时轨道对其支持力FN的大小;(2)设释放点距B点的长度为lx,滑块第1次经过F点时的速度v与lx之间的关系式;
(3)若滑块最终静止在轨道FG的中点,求释放点距B点长度lx的值。 答案    (1)7 N    (2)v=  (m·s-1)(lx≥0.85 m)    (3)设全程摩擦力做功为第一次到达FG中点时摩擦力做功的n倍(n为奇数)mglx sin 37°-mg·  sin 37°-nμmg·  cs 37°=0
lx=  m,且lx≤lAB当n=1时, =  m当n=3时, =  m当n=5时, =  m
1. (2023届无锡期中,4)如图所示,高速公路上汽车定速巡航(即保持汽车的速率不变)沿拱形路面上坡,空气阻力和摩擦阻力的大小不变。此过程中 (　    ) A.汽车的牵引力大小不变B.汽车的牵引力逐渐增大C.汽车的输出功率保持不变D.汽车的输出功率逐渐减小
2. (2024届南京零模,8)如图所示,毛毛虫沿着树枝向上爬行一段距离,树枝与水平方向有一定夹角,则在该运动过程中 (　    ) A.树枝对毛毛虫做的功为0B.重力对毛毛虫做的功为0C.树枝对毛毛虫的弹力做负功D.摩擦力对毛毛虫做负功
3. (2023届南通如东期末,6)如图,O为抛物线OM的顶点,A、B为抛物线上的两点,O点的切线水平。从A、B两点分别以初速度v1、v2水平抛出两小球,同时击中O点,不计 空气阻力,则两球 (　    ) A.必须同时抛出B.初速度v1与v2相等C.击中O点时速度相同
D.击中O点时重力的瞬时功率相等  
4. (2023届南通海安质量监测,6)如图所示,一物体静置于光滑水平面,在水平恒力F1作用下物体开始加速,经过一段时间后撤去F1,同时施加与F1方向相反的恒力F2,经相 同的时间物体恰好返回出发点。该过程中力F1、F2对物体做功分别为W1、W2,力F1、 F2的最大功率分别为P1、P2,则 (　    ) A.P1W2 
5. (2023届淮安模拟,13)如图所示,某风力发电机叶片转动可形成横截面积为S的圆面,某段时间风速为v,并保持风正面吹向叶片。若空气密度为ρ,风的动能转化为电 能的效率为η,则 (　    ) A.单位时间内转化的电能为 ρSv
B.单位时间内转化的电能为 ρSv2C.转化为电能的功率为 ηρSv3D.转化为电能的功率为 ηρSv2
6. (2023届南京中华中学月考,6)如图所示,某一斜面的顶端到正下方水平面O点的高度为h,斜面与水平面平滑连接。一小木块从斜面的顶端由静止开始滑下,滑到水平 面上的A点停止。已知斜面倾角为θ,小木块质量为m,小木块与斜面、水平面间的动摩 擦因数均为μ,A、O两点间的距离为x,重力加速度为g。在小木块从斜面顶端滑到A点 的过程中,下列说法正确的是 (　    )
A.如果h和μ一定,θ越大,x越大B.如果h和μ一定,θ越大,x越小C.摩擦力对木块做的功为-μmgx cs θD.重力对木块做的功为μmgx
7. (2023届南京等两地一模,7)如图所示,4个相同钢球甲、乙、丙、丁,它们自同一高度6h处从各自的四分之一光滑圆弧轨道上滑下,其出口速度水平向右,出口端所在 高度分别为5h、4h、3h、2h。落地点距O点最远的钢球是 (　    ) A.甲　　　    B.乙　　　    C.丙　　　    D.丁
8. (2023届苏州模拟,5)如图所示,撑竿跳高全过程可分为四个阶段:A→B阶段人加速助跑;B→C阶段竿弯曲程度增大、人上升;C→D阶段竿弯曲程度减小、人上升;D→ E阶段人过横杆后下落,D点为全过程的最高点。取地面为零势能面,空气阻力不计,则  (　    )
A.C→E阶段可以把人看成质点B.四个阶段中人的机械能都不守恒C.人落地时的动能大于人在D点时的重力势能D.C→D阶段竿对人做的功大于人机械能的变化量
9. (2023届扬州模拟,5)如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到 最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此往复。通过安装在弹 簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示,则 (　    ) 　     
A.t1时刻小球动能最大B.t2时刻小球动能最大C.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少D.t2~t3这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 
10. (信息呈现方式新)(2023届盐城三模,7)物体从离地高H处的M点开始做自由落体运动,下落至离地高度为 H处的N点。下列能量条形图表示了物体在M点和N点的动能Ek和重力势能Ep的相对大小关系,可能正确的是(忽略空气阻力) (　    )
11. (2023届苏锡常镇调研反馈,7)如图所示,在竖直平面内的光滑管形圆轨道的半径为R(管径远小于R),小球a、b大小相同,质量均为m,直径均略小于管径,均能在管中 无摩擦运动。两球先后以相同速度v通过轨道最低点,且当小球a在最低点时,小球b在 最高点,重力加速度为g。下列说法正确的是 (　    ) A.当小球b在最高点对轨道无压力时,小球a比小球b所需向心力大4mgB.当v= 时,小球b在轨道最高点对轨道压力为mgC.速度v至少为 ,才能使两球在管内做完整的圆周运动
D.只要两小球能在管内做完整的圆周运动,就有小球a在最低点对轨道的压力比小球b 在最高点对轨道的压力大6mg  
12. (2024届镇江一中月考,9)如图所示,原长为 l的轻质弹簧,一端固定在O点,另一端与一质量为m的小球相连,小球套在竖直固定的光滑杆上。杆上M、N两点与O点的 距离均为l,P点到O点的距离为 l,OP与杆垂直。小球从M点由静止开始向下运动,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度大小为g。在小球向下运动的过程中,下列说法正确 的是 (　    ) A.小球的加速度先增大后减小B.小球在P点时有最大速度
C.小球将在MN之间往复运动D.小球在N点的速度大小为  
13. (2023届镇江三模,15)如图所示,两根轻绳连接小球P,右侧绳一端固定于A点,左侧绳通过光滑定滑轮B连接一物体Q,物体Q、N通过一轻弹簧连接,Q、N的质量均为m, 整个系统处于静止状态时,小球P位于图示位置,两绳与水平方向的夹角分别为37°和53°,此时物体N与地面的弹力恰好为0。现将小球P托至与A、B两点等高的水平线上,两绳均拉直且无弹力,释放小球P让其开始运动,已知右侧绳长为L,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,重力加速度为g。求:
(1)小球P的质量M;(2)小球P运动到图示位置时Q的速度大小v;(3)小球P从释放到图示位置过程中轻绳对物体Q做的功W。
答案    (1) m    (2)      (3) mgL
14. (2023届泰州中学期末,8)一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替,如图甲所示, 曲线上A点的曲率圆定义:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一个圆,在极限情况 下,这个圆叫作A点的曲率圆,其半径叫作A点的曲率半径。现将一物体沿着与水平面 成α角的方向以某一速度从地面抛出,如图乙所示,其轨迹最高点P离地面的高度为h,曲 率半径为 ,忽略空气阻力,则tan α的值为 (　    )      
A. 　　　    B. 　　　    C.2　　　    D.4  
15. (2023届苏锡常镇二调,10)如图所示,质量分别为m和M的两个物块A、B用劲度系数为k的轻质弹簧相连,竖直叠放在水平地面上,初始时,A静止在弹簧上端。现将A竖直 向上缓缓提起一段距离x(过程中B始终未离开地面)后释放。对于不同的x,下列关于B 对地面的最小压力Fmin、B对地面的最大压力Fmax、A在最低点时具有的加速度a、A在 运动中的最大动能Ekm的图像中,可能正确的是 (　    )
16. (2023届扬州高邮期末,15)如图所示,弹簧左端系于A点,右端与质量为m的小球接触但不连接。现用外力推动小球将弹簧压缩至P点保持静止,此时弹簧的弹性势能 Ep=Kmg(K为已知常量),P、B之间的距离为2.5K。小球与水平轨道间的动摩擦因数μ= 0.1。DEF是固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,轨道上端D点的切线水平,圆心O与轨 道下端F的连线与竖直墙面的夹角为127°。静止释放小球,小球进入圆弧轨道后恰好 能沿着轨道DEF运动,一段时间后从轨道下端F点脱离,已知重力加速度为g。求:
答案    (1)     (2)     (3)5.65mgK
(1)小球运动到B点的速度大小;(2)轨道DEF的半径R;(3)在F点下方整个空间有水平向左、大小F0=0.75mg的恒定风力,求小球从F点运动到 O点正下方时的动能。
17. (2023届苏锡常镇一调,14)如图所示,一轻支架由水平段ON和竖直段OO'组成。轻弹簧一端固定于O点,另一端与套在水平杆ON上的A球相连,一根长L=10 cm的细绳连 接A、B两球。A球质量mA=1 kg,B球质量mB=4 kg,A球与水平杆间的动摩擦因数μ=0.36, 弹簧原长l=20 cm,劲度系数k=450 N/m。初始时使A球尽量压缩弹簧并恰好处于静止 状态。现使系统绕OO'轴缓慢转动起来,转动过程中保持A、B两球始终与OO'在同一 竖直平面内。当系统以某角速度稳定转动时,细绳与竖直方向成37°角,此时弹簧的弹 力大小恰好与初始时相同。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力。sin 37° =0.6,cs 37°=0.8,g取10 m/s2。求:
 (1)初始时弹簧的长度;(2)细绳与竖直方向成37°角时,系统转动的角速度;(3)整个过程中驱动力对系统所做的总功。答案    (1)0.16 m    (2)5 rad/s    (3)7.46 J
18. (2023届苏州期中,14)如图所示,某游戏装置固定在水平固定的平台上。由光滑弧形轨道AB、半径R=0.8 m的光滑竖直圆轨道BMCND、长L=4 m的粗糙水平直轨道 DE平滑连接而成(弧形轨道底端与各轨道间略错开,不影响小球进入水平轨道)。小球 与水平直轨道DE间的动摩擦因数μ=0.4+0.1x(x为到D端的距离),质量m=1 kg的小球从 离地高为h的A点由静止释放,已知g=10 m/s2。
(1)若h=2R,求小球通过圆弧轨道最低点B时对轨道压力的大小;(2)若小球不脱离轨道,求h的取值范围;(3)若在竖直圆轨道上端开一段缺口MCN,M、N两点关于OC对称,小球能沿路径BMND运动,缺口所对的圆心角θ不同则h不同,求h的最小值。
答案    (1)50 N    (2)2 m≤h≤2.4 m或0