2021年高考一轮复习考点集训 物理(湖南省专用)专题六　机械能守恒定律（含答案）

专题六　机械能守恒定律【考情点睛】课标解读考情分析备考指导考点内容功和功率1.理解功和功率。2.了解生产生活中常见功率大小及其意义。考查内容:1.功、功率。2.动能、动能定理。3.机械能守恒定律。4.功能关系。命题趋势:1.一般与实际生产、生活相联系。2.利用功能关系、机械能守恒定律解决单个或多个物体的运动问题能量观点是高中物理解决问题的三大方法之一,既在选择题中出现,也在综合性的计算题中应用,常将功、功率、动能、势能等基础知识融入问题中考查,也常将动能定理、机械能守恒定律、功能关系作为解题工具在综合题中应用。在复习本专题内容时,一定要下大力气打牢基础,尤其对动能定理、机械能守恒定律、功能关系,要深刻理解,灵活应用,形成应用能量观念解决物理问题的基本思路。动能定理、机械能守恒定律及其应用1.理解动能和动能定理。2.能用动能定理解释生产生活中的现象。3.理解重力势能,知道重力势能的变化与重力做功的关系。4.定性了解弹性势能。5.理解机械能守恒定律。6.能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。功能关系、能量守恒定律体会守恒观念对认识物理规律的重要性 【基础训练】考点一　功和功率1.(2018课标Ⅲ,19,6分)(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程,(　　)A.矿车上升所用的时间之比为4∶5B.电机的最大牵引力之比为2∶1C.电机输出的最大功率之比为2∶1D.电机所做的功之比为4∶5答案　AC考点二　动能定理、机械能守恒定律及其应用2.汽车的质量为m,输出功率恒为P,沿平直公路前进距离s的过程中,其速度由v1增至最大速度v2。假定汽车在运动过程中所受阻力恒定,求汽车通过距离s所用的时间。答案　+3.(2018课标Ⅱ,14,6分)如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　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　A4.(多选)正在粗糙水平面上滑动的物块,从t1时刻到t2时刻受到恒定的水平推力F的作用,在这段时间内物块做直线运动,已知物块在t1时刻的速度与t2时刻的速度大小相等,则在此过程中(　　)A.物块可能做匀速直线运动B.物块的位移可能为零C.合外力对物块做功一定为零D.F一定对物块做正功答案　ACD考点三　功能关系、能量守恒定律5.如图所示,质量为m的物体A和质量为2m的物体B通过不可伸长的轻绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧。开始用手托着物体A使弹簧处于原长且细绳伸直,此时物体A与地面的距离为h,物体B静止在地面上。现由静止释放A,A与地面即将接触时速度恰好为0,此时物体B对地面恰好无压力,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　)A.物体A下落过程中一直处于失重状态B.物体A即将落地时,物体B处于失重状态C.物体A下落过程中,弹簧的弹性势能最大值为mghD.物体A下落过程中,A的动能和弹簧的弹性势能之和先增大后减小答案　C6.如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,物体A与斜面之间的动摩擦因数μ=,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点。用一根不可伸长的轻绳,通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子与斜面平行,A的质量为mA=2 kg,B的质量为mB=1 kg,物体A的初始位置到C点的距离为l=0.5 m。现给A、B一初速度v0=3 m/s,使A沿斜面向下运动,B向上运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点。已知重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力,整个过程中轻绳始终处于伸直状态,求:(1)物体A沿斜面向下运动,刚到C点时的速度大小。(2)弹簧的最大压缩量。(3)弹簧的最大弹性势能。答案　(1)2 m/s　(2)0.2 m　(3)3 J【综合训练】拓展一　功和功率1.(2019衡阳四中月考)如图所示,一物体分别沿aO、bO轨道由静止滑下至底端,物体与轨道间的动摩擦因数相同。物体克服摩擦力做功分别是W1和W2则(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.W1>W2 B.W1=W2 C.W1<W2 D.无法比较答案　B2.(2020届长沙一中月考)在离水平地面h高处将一质量为m的小球水平抛出,在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为f。落地时小球距抛出点的水平距离为x,速率为v,那么,在小球运动的过程中(　　)A.重力做功为mgB.克服空气阻力做的功为fC.落地时,重力的瞬时功率为mgvD.重力势能和机械能都逐渐减小答案　D拓展二　动能定理及其应用3.(2019湖南重点高中大联考)如图所示,竖直放置的半径为R的光滑圆形管道,一个小球m1在管道内侧顶点左边从静止释放,经过一段时间后将另一个质量为m2的小球以大小为v=的初速度向右抛出,二者恰好同时运动到过圆心的水平线a、b位置,此时整个装置没有水平方向的运动趋势,则两小球质量之比为(两小球都可视为质点)(　　)A.∶1 B.∶1 C.1∶ D.1∶2答案　D4.(2020届长沙一中月考)(多选)如图所示,足够长传送带与水平方向的夹角为θ,,物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,b的质量为m,开始时a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用,现让传送带逆时针匀速转动, 则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中(　　)A.物块a重力势能减少mghB.摩擦力对a做的功大于a机械能的增加C.摩擦力对a做的功小于物块a、b动能增加之和D.任意时刻,重力对a、b做功的瞬时功率大小相等答案　ABD5.(2020届长沙一中月考)(多选)如图所示左侧为一个固定在水平桌面上的半径为R的半球形碗,碗口直径AB水平。O点为球心。碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个足够长的固定光滑斜面。一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及竖直固定的轻质光滑定滑轮,细绳两端分别系有可视为质点的小球m1和物块m2,m1>m2,开始时m1恰在A点,m2在斜面上且距斜面顶端足够远,此时连接m1、m2的细绳与斜面平行且伸直,C点在圆心O的正下方。m1由静止释放开始运动,则下列说法中正确的是(　　)A.m1从A点运动到C点的过程中,轻质细绳对m1、m2的总功等于零B.当m1运动到C点时,m2的速率是m1速率的倍C.当m1运动到C点时绳断开,m1可能沿碗面上升到B点D.m2沿斜面上滑过程中,地面对斜面的摩擦力始终保持恒定答案　AD拓展三　功能关系6.(2019衡阳第二次联考)(多选)如图所示,一根轻弹簧一端固定在O点,另一端固定一个带有孔的小球,小球套在固定的竖直光滑杆上,小球位于图中的A点时,弹簧处于原长,现将小球从A点由静止释放,小球向下运动,经过与A点关于B点对称的C点后,小球能运动到最低点D,OB垂直于杆,则下列结论正确的是(　　)A.小球从A点运动到D点的过程中,其最大加速度一定大于重力加速度gB.小球从B点运动到C点的过程中,小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和可能增大C.小球运动到C点时,重力对其做功的功率最大D.小球在D点时弹簧的弹性势能一定最大答案　AD7.(2019岳阳统考,14,11分)A、B两个木块叠放在竖直轻弹簧上,如图所示,已知mA=mB=1.5 kg,轻弹簧的劲度系数k=100 N/m。若在木块A上作用一个竖直向上的力F使木块A由静止开始以2 m/s2的加速度竖直向上做匀加速运动,且已知轻弹簧弹性势能的表达式为Ep=kx2(k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。取g=10 m/s2,求:(1)刚开始运动时弹簧的弹性势能;(2)求使木块A竖直向上做匀加速运动的过程中力F的最小值;(3)从木块A竖直向上做匀加速运动直到A、B分离的过程中,力F对木块做的功。答案　(1)4.5 J　(2)6 N　(3)1.44 J8.(2019益阳沅江中学月考,16)如图所示,倾角θ=37°的光滑且足够长的斜面固定在水平面上,在斜面顶端固定一个半径和质量不计的光滑定滑轮D,质量均为m=1 kg的物体A和B用一劲度系数k=240 N/m的轻弹簧连接,物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住。用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接,小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆,当整个系统静止时,环C位于Q处,绳与细杆的夹角 α=53°,且物体B对挡板P的压力恰好为零。图中SD水平且长度为d=0.2 m,位置R与位置Q关于位置S对称,轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行。现让环C从位置R由静止释放,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。求(1)小环C的质量M;(2)小环C运动到位置Q的速率v;(3)小环C通过位置S时的动能Ek及环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功WT。答案　(1)0.72 kg　(2)2 m/s　(3)0.3 J【专题训练】小专题一　机车启动问题的处理方法　(2019湖南重点高中联考)(多选)一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶,汽车所受牵引力F随时间t变化关系图线如图所示。若汽车的质量为1.5×103 kg,阻力恒定,汽车的最大功率恒定,则以下说法正确的是(　　)A.汽车的最大功率为6×103 WB.汽车匀加速运动阶段的加速度是4 m/s2C.汽车先做匀加速运动,然后再做匀速直线运动D.汽车从静止开始运动10.5 s内位移是60 m答案　AD小专题二　巧用功能关系处理问题　如图所示,传送带AB总长为l=10 m,与一个半径为R=0.4 m的光滑四分之一圆弧轨道BC相切于B点,传送带速度恒为v=6 m/s,方向向右,现有一个滑块以一定初速度从A点水平滑上传送带,滑块质量为m=10 kg,滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.1,已知滑块运动到B端时,刚好与传送带同速,求:(1)滑块的初速度;(2)滑块能上升的最大高度;(3)滑块第二次在传送带上滑行时,滑块和传送带系统产生的内能。答案　(1)2m/s或4 m/s　(2)1.8 m　(3)220 J