【物理】2019届一轮复习人教版 功和能 学案

【物理】2019届一轮复习人教版 功和能 学案

‎ ‎ ‎3年高考2年模拟1年原创精品高考系列 专题06 功和能 ‎ ‎【2019年高考考点定位】‎ 机械能这部分考点主要集中在功和能的转化部分，其中功和功率部分要关注运动方向和力的方向，动能定理的考察形式很多，但要选择合适的运动过程进行分析才能简化过程，动能定理涉及合外力包括重力弹力和摩擦力以及电磁学部分的电场力，安培力和洛伦兹力等等，所以应用范围广泛，需要备考中对应用动能定理解析的各种情景多分析多训练。机械能守恒的考点大部分集中的三方面即守恒的条件，增加的机械能和减少的机械能。‎ ‎【考点pk】名师考点透析 考点一、功和功率 ‎1.功是描述力的作用效果的物理量，计算公式为，其中为力和位移的夹角，该公式只适用于恒力做功，若变力做功，则不适用。功率是描述做功快慢的物理量，即，此公式计算平均功率，也可以根据计算瞬时功率，此时是力和速度的夹角。功是标量，有正负但没有方向，正负表示对运动的促进或者阻碍作用。求合力做功时，可以求各个力做功的代数和，也可以先求各个力的矢量和在求功。功的计算公式中的位移是相对地面的位移。‎ ‎2.摩擦力做功：摩擦力（包括滑动摩擦力和静摩擦力）既可以做正功，也可以做负功还可以不做功。一对滑动摩擦力做的总共为负功，所以滑动摩擦力做功总伴随着机械能的损失。一对静摩擦力做功的总功等于0，没有机械能损失。‎ ‎3.机动车的两种启动方式：匀加速启动过程分为两个阶段，第一阶段为匀加速直线运动，加速度不变，根据牛顿第二定律，牵引力不变,机车功率逐渐增大，当功率增大到机车额定功率时，匀加速运动阶段结束，此时可以计算匀加速运动时间，据此还可以计算匀加速直线运动的末速度；第二阶段功率等于额定功率不再变化，但加速度不等于0所以速度继续增加 牵引力逐渐减小，当牵引力减小到等于摩擦力时，即，时，速度最大达到，此后以此速度做匀速直线运动。以额定功率启动，则功率不变，随速度逐渐增大，牵引力逐渐减小，加速度 逐渐减小，当时，即时，速度达到最大，此后为匀速直线运动，此种启动过程与第一种启动方法第二阶段相类似，是个加速度逐渐减小的加速运动。不管是哪种启动方式，最后的速度都是一样的。‎ 考点二、动能定理和机械能守恒 ‎1.动能的表达式，动能是个标量，只有大小没有方向，只有正没有负。动能定理的内容表述为：合外力做的功等于动能变化量即。注意合外力做功包括各个力，即不但是重力弹力摩擦力还包括电场磁场力，只有做功都要计算进去。应用动能定理时需要选择合适的运动过程，部分时候运动过程选择的越大过程越简化，需要注意某个力可能是过程中某个阶段做功，而另一个阶段不做功，计算时要分清力的作用过程来计算做功的多少。动能定理不但能把多个运动阶段结合在一起分析，还可以根据初末动能的变化计算变力做功，根据初末动能变化计算机动车以额定功率运动时做功从而计算运动时间。‎ ‎2.重力势能是地球和物体之间相互吸引而具有的能，弹性势能是发生弹性形变产生弹力而具有的能。重力势能表达式，大小与高度有关，而弹性势能和形变量以及劲度系数有关，无论是弹性势能还是重力势能，都和弹力或重力做功有关，若弹力（重力）做正功，弹性（重力）势能减小，若弹力（重力）做负功，弹性（重力）势能增加。对于弹性形变来说，如果拉伸的形变量和压缩的形变量相同，则弹性势能相同，即弹力没有做功。‎ ‎3.机械能守恒定律：只有系统内的重力（或弹力）做功，系统机械能保持不变，机械能守恒。其中弹力主要指弹簧弹力或者弹性绳的弹力，而不是压力支持力拉力等弹力。对于2个或者多个物体组成的系统应用机械能守恒定律的变式即或者增加的动能等于减少的势能分析问题能够简化过程。机械能的变化量等于除重力（或弹力）外其他力对系统做的功，做正功系统机械能增加，做负功机械能减少。‎ ‎【试题演练】‎ ‎1．一汽车在平直公路上行驶，从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t的变化的图线中，可能正确的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】 D ‎2．如图所示，竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数，杆的竖直部分光滑。两部分各套有质量均为的小球A和B，A、B球间用细绳相连。初始A、B均处于静止状态，已知知，，若A球在水平拉力的作用下向右缓慢地移动1m（取），那么该过程中拉力F做功为（ ）‎ A. 14J B. 10‎ C. 6J D. 4J ‎【答案】 A ‎【解析】对AB整体受力分析，受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1，如图；‎ 点睛：本题中拉力为变力，先对整体受力分析后根据共点力平衡条件得出摩擦力为恒力，然后根据动能定理求变力做功。‎ ‎3．（多选）如图所示，竖直平面内四分之一圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点，圆弧轨道的圆心为O，半径为R=2m。小耿同学让一质量为m=1kg的小物块从圆弧顶点A由静止开始沿轨道下滑，再滑上传送带PC，传送带以速度v=4m／s沿逆时针方向的转动。小物块与传送带间的动摩擦因数为，滑块第一次滑到传送带上离P点2.5m处速度为零，不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失，重力加速度为g=10m／s2。则（ ）‎ A. 滑块从A开始下滑到P点过程机械能守恒 B. 滑块再次回到P点时对圆弧轨道P点的压力大小为18N C. 滑块第一次在传送带上运动由于摩擦产生的热量为31.5J D. 滑块第一次在传送带上运动而使电动机额外多做的功为36J ‎【答案】 BD ‎【点睛】本题考查了传送带模型上的动能定理的应用，分析清楚滑块的运动过程，应用动能定理、牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题．‎ ‎ ‎ ‎【三年高考】 16、17、18年高考真题及其解析 ‎1．从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图像是（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【 】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）‎ ‎【答案】 A ‎【解析】本题考查动能的概念和Ek-t图象，意在考查考生的推理能力和分析能力。小球做竖直上抛运动时，速度v=v0-gt，根据动能得，故图象A正确。‎ 点睛：本题以竖直上抛运动为背景考查动能的概念和Ek-t图象，解题的方法是先根据竖直上抛运动物体的速度特点写出速度公式，在根据动能的概念写出函数方程，最后根据函数方程选择图象。‎ ‎2．高空坠物极易对行人造成伤害。若一个50 g的鸡蛋从一居民楼的25层坠下，与地面的撞击时间约为2 ms，则该鸡蛋对地面产生的冲击力约为（ ）‎ A. 10 N B. 102 N C. 103 N D. 104 N ‎【 】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）‎ ‎【答案】 C 点睛：利用动能定理求出落地时的速度，然后借助于动量定理求出地面的接触力 ‎3．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 ‎【 】2018年普通高等学校招生全国统一考试物理（全国II卷）‎ ‎【答案】 A ‎【解析】试题分析：受力分析，找到能影响动能变化的是那几个物理量，然后观测这几个物理量的变化即可。‎ 木箱受力如图所示：‎ 点睛：正确受力分析，知道木箱在运动过程中有那几个力做功且分别做什么功，然后利用动能定理求解末动能的大小。‎ ‎4．滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中 A. 所受合外力始终为零 B. 所受摩擦力大小不变 C. 合外力做功一定为零 D. 机械能始终保持不变 ‎【 】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）‎ ‎【答案】 C 恒定，且在减小，所以曲面对运动员的支持力越来越大，根据可知摩擦力越来越大，B错误；运动员运动过程中速率不变，质量不变，即动能不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合力做功为零，C正确；因为克服摩擦力做功，机械能不守恒，D错误；‎ ‎【点睛】考查了曲线运动、圆周运动、动能定理等；知道曲线运动过程中速度时刻变化，合力不为零；在分析物体做圆周运动时，首先要弄清楚合力充当向心力，然后根据牛顿第二定律列式，基础题，难以程度适中．‎ ‎5．在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的 ‎ A. 2倍 B. 4倍 C. 6倍 D. 8倍 ‎【 】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）‎ ‎【答案】 A ‎【解析】试题分析 本题考查平抛运动规律、机械能守恒定律及其相关的知识点。‎ 解析 设甲球落至斜面时的速率为v1，乙落至斜面时的速率为v2，由平抛运动规律，x=vt，y=gt2，设斜面倾角为θ，由几何关系，tanθ=y/x，小球由抛出到落至斜面，由机械能守恒定律，mv2+mgy=mv12，联立解得：v1=·v，即落至斜面时的速率与抛出时的速率成正比。同理可得，v2=·v/2，所以甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时的速率的2倍，选项A正确。‎ 点睛 此题将平抛运动、斜面模型、机械能守恒定律有机融合，综合性强。对于小球在斜面上的平抛运动，一般利用平抛运动规律和几何关系列方程解答。‎ ‎6．如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球。始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其他轨迹最高点，机械能的增量为（ ）‎ A. 2mgR B. 4mgR C. 5mgR D. 6mgR ‎【 】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）‎ ‎【答案】 C 度a=g，在水平方向的位移为x=at2=2R。由以上分析可知，小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中，水平方向的位移大小为5R，则小球机械能的增加量△E=F·5R=5mgR，选项C正确ABD错误。‎ ‎【点睛】此题将运动的合成与分解、动能定理有机融合，难度较大，能力要求较高。‎ ‎7．高铁列车在启动阶段的运动可看作初速度为零的均加速直线运动，在启动阶段列车的动能（ ）‎ A. 与它所经历的时间成正比 B. 与它的位移成正比 C. 与它的速度成正比 D. 与它的动量成正比 ‎【 】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（新课标I卷）‎ ‎【答案】 B ‎【解析】本题考查匀变速直线运动规律、动能、动量及其相关的知识点。‎ 根据初速度为零匀变速直线运动规律可知，在启动阶段，列车的速度与时间成正比，即v=at，由动能公式Ek=mv2，可知列车动能与速度的二次方成正比，与时间的二次方成正比，选项AC错误；由v2=2ax，可知列车动能与位移x成正比，选项B正确；由动量公式p=mv，可知列车动能Ek=mv2=，即与列车的动量二次方成正比，选项D错误。‎ ‎8．（多选）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置．物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点．在从A到B的过程中，物块（ ）‎ A. 加速度先减小后增大 B. 经过O点时的速度最大 C. 所受弹簧弹力始终做正功 D. 所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功 ‎【 】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）‎ ‎【答案】 AD A点到O点过程，弹簧由压缩恢复原长弹力做正功，从O点到B点的过程，弹簧伸长，弹力做负功，故选项C错误；从A到B的过程中根据动能定理弹簧弹力做的功等于物体克服摩擦力做的功，故选项D正确。‎ 点睛：本题以弹簧弹开物体的运动为背景考查力与运动的关系和功能关系，解题的关键是要分阶段将物体的受力情况和运动情况综合分析，另外还要弄清整个运动过程中的功能关系。‎ ‎9．（多选）地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。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4:5‎ B. 电机的最大牵引力之比为2:1‎ C. 电机输出的最大功率之比为2:1‎ D. 电机所做的功之比为4:5‎ ‎【 】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）‎ ‎【答案】 AC ‎【解析】试题分析 本题考查速度图像，牛顿运动定律、功和功率及其相关的知识点。‎ 解析 设第次所用时间为t，根据速度图象的面积等于位移（此题中为提升的高度）可知，×2t0×v0=×（t+3t0/2）×v0，解得：t=5t0/2，所以第次和第次提升过程所用时间之比为2t0∶5t0/2=4∶5，选项A 点睛 此题以速度图像给出解题信息。解答此题常见错误主要有四方面：一是对速度图像面积表示位移掌握不到位；二是运用牛顿运动定律求解牵引力错误；三是不能找出最大功率；四是不能得出两次提升电机做功。实际上，可以根据两次提升的高度相同，提升的质量相同，利用功能关系得出两次做功相同。‎ ‎1．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力 A．一直不做功 B．一直做正功 C．始终指向大圆环圆心 D．始终背离大圆环圆心 ‎【答案】A ‎【考点定位】圆周运动；功 ‎【名师点睛】此题关键是知道小圆环在大圆环上的运动过程中，小圆环受到的弹力方向始终沿大圆环的半径方向，先是沿半径向外，后沿半径向里。‎ ‎2．【2017·江苏卷】一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能与位移的关系图线是 ‎【答案】C ‎【解析】向上滑动的过程中，根据动能定理：，同理，下滑过程中，由动能定理可得：，故C正确；ABD错误．‎ ‎【考点定位】动能定理 ‎ ‎【名师点睛】本题考查动能定理及学生的识图能力，根据动能定理写出Ek–x图象的函数关系，从而得出图象斜率描述的物理意义．‎ ‎3．【2017·新课标Ⅲ卷】如图，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为 A． B． C． D．‎ ‎【答案】A ‎【解析】将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，PM段绳的机械能不变，MQ段绳的机械能的增加量为，由功能关系可知，在此过程中，外力做的功，故选A。‎ ‎【考点定位】重力势能、功能关系 ‎【名师点睛】重点理解机械能变化与外力做功的关系，本题的难点是过程中重心高度的变化情况。‎ ‎4．【2017·天津卷】“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是 A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变 B．在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力 C．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零 D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变 ‎【答案】B ‎【考点定位】机械能，向心力，冲量和动量定理，瞬时功率 ‎【名师点睛】本题的难点在于对动量定理的理解，是“物体所受合力的冲量等于动量的变化”，而学生经常记为“力的冲量等于物体动量的变化”。‎ ‎5．【2017·新课标Ⅱ卷】如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时。对应的轨道半径为（重力加速度大小为g）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】B ‎【考点定位】机械能守恒定律；平抛运动 ‎【名师点睛】此题主要是对平抛运动的考查；解题时设法找到物块的水平射程与圆轨道半径的函数关系，即可通过数学知识讨论；此题同时考查学生运用数学知识解决物理问题的能力。‎ ‎6．【2017·江苏卷】如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长．现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由60°变为120°，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g．则此下降过程中 ‎（A）A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于mg ‎（B）A的动能最大时，B受到地面的支持力等于mg ‎（C）弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下 ‎（D）弹簧的弹性势能最大值为mgL ‎ ‎【答案】AB ‎【解析】A球动能最大时，速度最大，受合外力为零，以ABC整体为研究对象，在竖直方向：向下的重力3mg，向上的B、C两球受地面的支持力FN，即2FN=3mg，所以B、C受到地面的支持力等于mg，故B正确；A的动能达到最大前，有向下的加速度，所以整体向下的合力小于3mg，故B、C受到地面的支持力小于mg，所以A正确；当A下降至最低点，弹簧形变量最大，弹性势能最大，此时A的加速度向上，故C错误；弹簧的最大弹性势能等于A球下降至最低点时减少的重力势能，即，D错误．‎ ‎【考点定位】物体的平衡 能量守恒 牛顿第二定律 ‎【名师点睛】本题的重点是当A球的动能最大时，受合外力为零，在竖直方向整体加速度为零，选择整体为研究对象，分析AB两个选项；弹性势能最大对应A球下降至最低点，根据能量守恒定律，可求最大的弹性势能．‎ ‎1．【2016·四川卷】韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J。韩晓鹏在此过程中 A．动能增加了1 900 J B．动能增加了2 000 J C．重力势能减小了1 900 J D．重力势能减小了2 000J ‎【答案】C ‎【名师点睛】此题是对功能关系的考查；关键是搞清功与能的对应关系：合外力的功等于动能的变化量；重力做功等于重力势能的变化量；除重力以外的其它力做功等于机械能的变化量.‎ ‎2．【2016·上海卷】在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下落过程中 A．失重且机械能增加 B．失重且机械能减少 C．超重且机械能增加 D．超重且机械能减少 ‎【答案】B ‎【解析】据题意，体验者漂浮时受到的重力和风力平衡；在加速下降过程中，风力小于重力，即重力对体验者做正功，风力做负功，体验者的机械能减小；加速下降过程中，加速度方向向下，体验者处于失重状态，故选项B正确。‎ ‎【考点定位】平衡条件、机械能变化与外力做功关系、超重和失重 ‎【方法技巧】通过体验者加速度方向判断超重和失重，通过除重力外其他力做正功机械能增加，其他力做负功机械能减少判断机械能变化情况。‎ ‎3．【2016·海南卷】如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在高点时对轨道的压力大小为N2。重力加速度大小为g，则N1–N2的值为 A．3mg B．4mg C．5mg D．6mg ‎【答案】D ‎【考点定位】牛顿第二定律、动能定理 ‎【名师点睛】解决本题的关键知道向心力的 ，知道最高点的临界情况，通过动能定理和牛顿第二定律进行求解。‎ ‎4．【2016·全国新课标Ⅱ卷】小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q 球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点，‎ A．P球的速度一定大于Q球的速度 B．P球的动能一定小于Q球的动能 C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力 D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度 ‎【答案】C ‎【解析】小球摆动至最低点由动能定理：，可得：，因，故，选项A错误；由，因，则动能无法比较，选项B错误；在最低点，，可得，选项C正确；，两球的向心加速度相等，选项D错误，故选C。‎ ‎【考点定位】圆周运动、机械能、向心力 ‎ ‎【名师点睛】此题考查机械能守恒定律及牛顿第二定律的应用；解题时要通过选择合适的物理规律列出方程找到要讨论的物理量，然后根据题目的条件来分析结论；此题意在考查考生对基本规律的掌握情况。‎ ‎5．【2016·全国新课标Ⅱ卷】两实心小球甲和乙由同一种材质制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则 A．甲球用的时间比乙球长 B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 ‎【答案】BD ‎【考点定位】牛顿第二定律、匀变速直线运动 ‎【名师点睛】此题主要考查牛顿第二定律的应用；首先应该根据牛顿第二定律找到物体的加速度与小球的半径的关系，然后比较加速度，再结合运动公式来讨论其他物理量；此题意在考查考生综合分析的能力及对基础知识的运用能力。‎ ‎6．【2016·天津卷】我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组 A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3:2‎ C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比 D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1:2‎ ‎【答案】BD ‎【考点定位】牛顿第二定律、功率、动能定理 ‎【名师点睛】此题是力学综合问题，考查牛顿第二定律、功率以及动能定理等知识点；解题时要能正确选择研究对象，灵活运用整体法及隔离法列方程；注意当功率一定时，牵引力等于阻力的情况，速度最大。‎ ‎7．【2016·浙江卷】如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端（不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，，）。则 A．动摩擦因数 B．载人滑草车最大速度为 C．载人滑草车克服摩擦力做功为mgh D．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为 ‎【答案】AB ‎【解析】由动能定理可知：，解得，选项A正确； 对前一段滑道，根据动能定理有，解得：，则选项B正确；载人滑草车克服摩擦力做功为2mgh，选项C错误；载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为，选项D错误；故选AB。‎ ‎【考点定位】动能定理；牛顿第二定律的应用 ‎【名师点睛】此题以娱乐场中的滑草场为背景，考查了牛顿第二定律的综合应用及动能定理。解本题的关键是分析物体运动的物理过程及受力情况，正确选择合适的物理规律列出方程解答。此题难度中等，考查学生利用物理知识解决实际问题的能力。‎ ‎8．【2016·全国新课标Ⅱ卷】如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点。已知M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<。在小球从M点运动到N点的过程中 A．弹力对小球先做正功后做负功 B．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零 D．小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差 ‎【答案】BCD ‎【考点定位】牛顿第二定律、能量守恒定律 ‎【名师点睛】此题是牛顿第二定律和动能定理的综合应用问题；解题时要认真分析物体的受力情况，尤其是弹力变化情况，结合功的概念及牛顿第二定律来讨论；注意弹簧弹力相等时，无论是压缩状态还是拉伸状态，弹性势能相等。‎ ‎ ‎ ‎【两年模拟】17、18年名师模拟题及其解析 ‎1．如图所示，放在光滑水平桌面上的A、B两小木块中部夹一被压缩的轻弹簧(弹簧与两木块未连接)，当轻弹簧被放开时，A、B两小木块各自在桌面上滑行一段距离后，飞离桌面落在地面上．若mA=3mB，则下列结果正确的是 A. 若轻弹簧对A、B做功分别为W1和W2，则有W1：W2=1:1‎ B. 在与轻弹簧作用过程中，两木块的速度变化量之和不为零 C. 若A、B在空中飞行时的动量变化量分别为△p1和△p2，则有△p1：△p2=1:1‎ D. 若A、B同时离开桌面，则从释放轻弹簧开始到两木块落地的这段时间内，A、B两木块的水平位移大小之比为3:1‎ ‎【 】四川成都七中（高新校区）高2018届高三理科综合物理测试（八）试题 ‎【答案】 B 量分别为△p1=mAgt，△p2=mBgt，所以△p1：△p2=3：1，故C错误。平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动，由x=v0t知，t相等，则A、B两木块的水平位移大小之比等于sA:sB=vA：vB=1：3．故D错误。故选B。‎ 点睛：解决本题的关键要明确弹簧弹开物体时遵守动量守恒定律，求动能变化可根据动能定理，求动量的变化可根据动量定理．‎ ‎2．小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上由图中位置无初速释放，在小球下摆到最低点的过程中，下列说法正确的是( )‎ A. 绳对球的拉力不做功 B. 球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能 C. 绳对车做的功等于球减少的动能 D. 球减少的重力势能等于球增加的动能 ‎【 】云南省景东一中2018届高三复习第二次质量检测物理试题 ‎【答案】 B ‎【解析】AD、在小球下摆到最低点的过程中，绳对球的拉力做负功，球的机械能减小，选项AD错误；‎ BC、对小球，由功能关系，球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能，绳对车做的功等于球克服绳拉力做的功，选项B正确，C错误.‎ 故选B ‎3．如图为一滑雪爱好者建立的一个研究模型。物块自左边斜面A 点静止滑下，滑过下面一段平面后，最高冲至右侧斜面的B点。测出AB连线与水平面的夹角为θ，已知左右斜面的倾角分别为α和β，物块与各接触面动摩擦因数相同且为μ，忽略物块在拐角处的能量损失，以下结论正确的是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【 】【全国百强校】贵州省都匀市第一中学2018届高三高考最后一模物理试题 ‎【答案】 C 所以，μ=tanθ．故C正确，ABD错误。故选C。‎ 点睛：掌握斜面上运动过程中摩擦力做功的特点，对多运动过程应用全过程动能定理解决．同时要熟练运用几何知识帮助解决物理问题．‎ ‎4．如图所示，电梯与水平地面成θ角，一人站在电梯上，电梯从静止沿斜面开始匀加速上升，到达一定速度后再匀速上升．若以N表示水平梯板对人的支持力，G为人受到的重力，f为电梯对人的静摩擦力，则下列结论正确的是 A. 加速过程中，N=G B. 加速过程中，人受到的支持力大于人对电梯的压力 C. 匀速过程中，f＝0，N、G都做功 D. 匀速过程中，摩擦力方向水平向右 ‎【 】【全国百强校】宁夏石嘴山市第三中学2018届高三下学期第四次模拟考试理综物理试题 ‎【答案】 C ‎【点睛】解决本题时可以把加速度进行分解，结合牛顿第二定律求解各力，明确在理的方向上通过的位移即可。‎ ‎5．把质量是m的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示，迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C(图丙)，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙)，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略。则 A. 由状态甲到状态丙，小球的机械能守恒 B. 由状态甲至状态乙，有三个时刻小球的加速度大小等于重力加速度的大小 C. 在乙状态时，小球重力的功率最大 D. 由状态甲到状态丙，在甲状态弹黄的弹性势能等于小球克服重力所做的功 ‎【 】【全国百强校】辽宁省大连市第二十四中学2018届高三下学期高考模拟考试物理试题 ‎【答案】 D ‎【点睛】根据加速度的方向，分析弹簧的弹力与小球重力的关系．小球从A上升到B位置的过程中，平衡位置速度最大，动能增大；小球上升过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒．由此分析解答．‎ ‎6．（多选）如图所示,竖直放置的半径为R的光滑半圆轨道与粗糙水平面平滑连接,水平面上放置一轻弹簧,其右端固定,左端被质量为m的小物块压缩至P点(弹簧左端与小物块末连接),P点与圆弧最低点A的距离为R.‎ 现将小物块由P点静止释放,此后它恰能到达圆弧最高点C.已知物块与弹簧分离的位置在AP之间,物块和水平面间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.则有关上述过程说法正确的是( )‎ A. 弹簧对物块做的功为3mgR B. 在最高点物块与轨道间有相互作用力 C. 物块在B点对轨道的作用大小为3mg D. 在PA段物块机械能减少了0.5mgR ‎【 】【全国市级联考】安徽合肥市2018届高三调研性考试物理试题 ‎ ‎【答案】 ACD ‎【解析】小物块恰能到达圆弧最高点C时，由重力提供向心力，则有  mg=m；物块从P到C的过程，运用动能定理得 W-2mgR-μmgR=mvC2，联立解得弹簧对物块做的功为 W=3mgR，故A正确。小物块恰能到达圆弧最高点C时，由重力提供向心力，物块与轨道间无相互作用力，故B错误。物块从P到B的过程，运用动能定理得 W-mgR-μmgR=mvB2；在B点，由向心力公式得 N=m，可得 N=3mg，则由牛顿第三定律得知物块在B点对轨道的作用大小为3mg，故C正确。在PA段物块机械能减少为△E=μmgR=0.5mgR，故D正确。故选ACD。‎ 点睛：本题综合考查了动能定理、能量守恒、牛顿第二定律的运用，关键理清物块在整个过程中的运动规律，选择合适的规律进行求解，要抓住最高点的临界条件：重力等于向心力．要灵活选取研究的过程，运用动能定理研究速度．‎ ‎7．（多选）如图所示，足够长的木板P静止于光滑水平面上，小滑块Q位于木板P的最右端，木板P与小滑块Q之间的动摩擦因数，木板P与小滑块Q质量相等，均为m=1 kg。用大小为6 N、方向水平向右的恒力F拉动木板P加速运动1 s后将其撤去，系统逐渐达到稳定状态，已知重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是 A. 木板P与小滑块Q所组成的系统的动量增加量等于拉力F的冲量 B. 拉力F做功为6 J C. 小滑块Q的最大速度为3m/s D. 整个过程中，系统因摩擦而产生的热量为3J ‎【 】2018年普通高等学校招生全国统一考试模拟试题（押题卷）(一）理综物理试题 ‎【答案】 ACD 的速度最大，Ft=2mv共，解得v共=3m/s；选项C正确；整个过程中，对系统由能量守恒可知，解得Q=3J，选项D正确；故选ACD.‎ 点睛：此题关键是要搞清物体运动的物理过程，尤其是关注共速时的状态，结合牛顿定律、动量定理及能量守恒关系分析解答.‎ ‎8．（多选）如图所示，质量相等的A、B两物体在同一水平线上，当A物体被水平抛出的同时，B物体开始自由下落（空气阻力忽略不计），曲线AC为A物体的的运动轨迹，直线BD为B物体的运动轨迹，两轨迹相交于O点，则两物体：（ ）‎ A. 在O点具有的机械能一定相等 B. 在O点时重力的功率一定相等 C. A、B两物体运动过程的动量变化率大小相等，方向相同 D. A、B两物体从开始到相遇过程中动能的变化量相等 ‎【 】【全国百强校】江西省新余市第四中学2018届高三适应性考试物理试题 ‎【答案】 BCD D项：根据动能定理可知，由于A、B两物体从开始到相遇过程中下落的高度相同，所以动能的变化量相等，故D正确。‎ 点晴：解决本题关键理解动量的变化率为，从而判断两物体的动量变化率相等。‎ ‎9．如图所示,一根长为L=2.5m的轻绳一端固定在O'点,另一端系一质量m=1kg的小球(可视为质点).将小球拉至偏离竖直方向600并将小球由静止释放,小球运动到最低点O时轻绳刚好绷断（绷断时间极短).O'点下方有一以O点为圆心、半径R=5 m的圆弧状固定曲面轨道,g取10m/s2,求:‎ ‎(1)轻绳刚要拉断时绳的拉力Fm的大小;‎ ‎(2)小球从O点运动到曲面的时间t.‎ ‎【 】【全国市级联考】安徽合肥市2018届高三调研性考试物理试题 ‎【答案】 （1）20N（2）1s ‎【解析】（1）设小球摆到O点的速度为v，小球由A到O的过程，由机械能守恒定律有：‎ mgL＝mv2…①‎ 在O点由牛顿第二定律得：F−mg＝…②‎ 联解①②并代入数据得：F=20N…③‎ ‎（2）绳被拉断后，小球做平抛运动，有：‎ x=vt…④‎ y＝gt2…⑤‎ x2+y2=R2…⑥‎ 联解①④⑤⑥并代入数据得：t=1s…⑦‎ ‎10．如图所示，光滑轨道ABCD由倾斜轨道AB和半圆轨道BCD组成。倾斜轨道AB与水平地面的夹角为θ，半圆轨道BCD的半径为R，BD竖直且为直径，B为最低点，O是BCD的圆心，C是与O等高的点。一个质量为m的小球在斜面上某位置由静止开始释放，小球恰好可以通过半圆轨道最高点D。小球由倾斜轨道转到圆轨道上时不损失机械能。重力加速度为g。求：‎ ‎（1）小球在D点时的速度大小 ‎（2）小球开始下滑时与水平地面的竖直高度与半圆半径R的比值。‎ ‎（3）小球滑到斜轨道最低点B时（仍在斜轨道上），重力做功的瞬时功率 ‎【 】北京市一零一中学2018年高三物理三模试题 ‎【答案】 （1） （2） （3）‎ 解得：‎ ‎（3）设小球到达最低点B时的速度大小为，则滑到最低点B的过程中 满足方程： 解得 所以在B点，小球重力的瞬时功率=‎ ‎【点睛】（1）小球恰好通过圆弧轨道的最高点，这是一个轻绳模型，由此可判断，此时在D点，只有重力充当向心力，可以求出小球在D点的速度。（2）确定好物理过程的初、末位置及状态后，根据机械能守恒，或利用动能定理，均可求解相关量；（3）重力的瞬时功率，应等于重力与重力方向分速度的乘积。‎ ‎1．取水平地面为零势能面，一物块从某高处水平抛出，在抛出点其重力势能为动能的3倍。不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【 】【全国百强校】黑龙江省哈尔滨市第六中学2017届高三下学期第三次模拟考试理科综合物理试题 ‎【答案】 D 解得：物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为 故选D。‎ ‎2．如图所示，竖直平面内有一半径为R的固定四分之一圆轨道与水平轨道相切于最低点B．一质量为m的小物块P（可视为质点）从A处由静止滑下，经过最低点B后沿水平轨道运动，到C处停下，B、C两点间的距离为R，物块P与圆轨道、水平轨道之间的动摩擦因数均为μ。若将物块P从A处正上方离A高度为R处由静止释放后，从A处进入轨道，最终停在水平轨道上D点，B、D两点间的距离为s，下列关系正确的是 （ ）‎ A. s < (1 +)R B. s = (1 +)R C. s< (1－)R D. s = 2R ‎【 】【全国百强校】宁夏银川一中2017届高三考前适应性训练（二）物理试题 ‎【答案】 A ‎3．劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，如图所示。空间存在水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里，图中未画出。一个带正电的小物块（可视为质点）从A点以初速度向左运动，接触弹簧后运动到C点时速度恰好为零，弹簧始终在弹性限度内。已知A、C两点间距离为L，物块与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则物块出A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是 A. 小物块的加速度先不变后减小 B. 弹簧的弹性势能增加量为 C. 小物块与弹簧接触的过程中，弹簧弹力的功率先增加后减小 D. 小物块运动到C点时速度为零，加速度也一定为零 ‎ ‎【 】山西省实验中学2017届高三下学期质量检测理综 -物理试题 ‎【答案】 C ‎【解析】物块向左运动过程中，接触弹簧前，小物块受向下的洛伦兹力作用，随速度的减小，洛伦兹力减小，正压力减小，摩擦力减小，加速度减小；接触弹簧后受到向右的弹力作用，随弹力增大，加速度变大，选项A错误；由能量关系可知，弹簧的弹性势能增加量为，式子中的f是变化的不等于μmg，选项B错误；小物块与弹簧接触的过程中，刚接触弹簧时弹力为零，弹力的功率为零；当压缩到最短时，速度为零，弹簧的弹力功率也为零，故弹簧弹力的功率先增加后减小，选项C正确；物块运动到C点时速度为零，此时弹簧的弹力最大，加速度不为零，选项D错误；故选C.‎ ‎4．冲击摆是用来测量子弹速度的一种简单装置．如图所示，将一个质量很大的砂箱用轻绳悬挂起来，一颗子弹水平射入砂箱，砂箱发生摆动．若子弹射击砂箱时的速度为，测得冲击摆的最大摆角为，砂箱上升的最大高度为，则当子弹射击砂箱时的速度变为时，下列说法正确的是（ ）‎ A. 冲击摆的最大摆角将变为 B. 冲击摆的最大摆角的正切值将变为 C. 砂箱上升的最大高度将变为 D. 砂箱上升的最大高度将变为 ‎【 】2017届北京市西城区高三4月统一测试理综物理试卷（带解析）‎ ‎【答案】 D ‎．故A错误；由于不知道与之间的关系，所以不能判断出冲击摆的最大摆解的正切值是否将变为．故B错误；由公式①可知，当增大为时，砂箱上升的最大高度将变为．故C错误，D正确；故选D．‎ 点睛：本题属于动量守恒与机械能守恒在日常生活中的应用的例子，分析清楚物体运动过程、应用机械能守恒定律与动量守恒定律即可正确解题求出子弹的初速度与冲击摆上升的高度、摆动的夹角之间的关系是解答的关键．‎ ‎5．如图甲所示，倾角的光滑斜面固定在水平面上，自然伸长的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上．一质量为m的小球，从离弹簧上端一定距离的位置静止释放，接触弹簧后继续向下运动．小球运动的v-t图象如图乙所示，其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的平滑曲线，BC是平滑曲线，不考虑空气阻力，重力加速度为g．关于小球的运动过程，下列说法正确的是 A. 小球在tB时刻所受弹簧弹力大于 B. 小球在tC时刻的加速度大于 C. 小球从tC时刻所在的位置由静止释放后，不能回到出发点 D. 小球从tA时刻到tC时刻的过程中重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 ‎【 】四川省宜宾市2017届高三二诊理综物理试题 ‎【答案】 B ‎6．（多选）一辆汽车在平直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的图象如图所示．若已知汽车的质量m、牵引力和速度及该车所能达到的最大速度，运动过程中所受阻力恒定，则根据图象所给的信息，下列说法正确的是 A. 汽车行驶中所受的阻力为 B. 汽车匀加速运动的过程中牵引力的冲量大小为 C. 速度为时的加速度大小为 D. 若速度为时牵引力恰为，则有，‎ ‎【 】湖南省衡阳市2017届高三第二次联考理科综合物理试题 ‎【答案】 ABD 持力、牵引力和阻力，根据牛顿第二定律，有速度为v2时加速度大小为 ，故C错误．若速度为时牵引力恰为 则，则，选项D正确；故选ABD．‎ ‎7．（多选）如图所示为某探究活动小组设计的节能运动系统.斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为，木箱在轨道A端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下，在轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道A端，重复上述过程.下列选项正确的是 A. m＝3M B. m＝2M C. 木箱不与弹簧接触时，上滑过程的运动时间大于下滑过程的运动时间 D. 若货物的质量减少，则木箱一定不能回到A处 ‎ ‎【 】2017届湖北省六校联合体高三4月联考理科综合物理试卷（带解析）‎ ‎【答案】 AD ‎【解析】AB、设下滑的距离为l，根据能量守恒有，得m＝3M，A正确、B错误；‎ C、受力分析可知，下滑时加速度为，上滑时加速度为，上滑过程可以看做相同大小加速度的反向的初速度为零的下滑过程，位移相同，加速度大的时间短，C错误；‎ D、根据，木箱恰好被弹回到轨道A端，如果货物的质量减少，等号前边一定小于后边，即轻弹簧被压缩至最短时的弹性势能小于木箱回到A处所需的能量，则木箱一定不能回到A处，D正确；故选AD。‎ ‎8．（多选）如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切，质量均为m的小球A、B与轻杆连接，置于圆轨道上，A位于圆心O的正下方，B与O等高。它们由静止释放，最终在水平面上运动。下列说法正确的是 ( )‎ A. 下滑过程中重力对B做功的功率增加 B. 当B滑到圆轨道最低点时，轨道对B的支持力大小为2mg C. 下滑过程中B的机械能守恒 D. 整个过程中轻杆对A做的功为 ‎【 】【全国百强校】陕西省西安市长安区第一中学大学区2017届高三第三次联考理综物理试题 ‎【答案】 BD 故C错误；整个过程中对A，根据动能定理得：W＝mv2＝mgR，故D正确．故选BD.‎ 点睛：本题主要考查了机械能守恒定律、动能定理以及牛顿第二定律的直接应用，知道在下滑过程中，AB小球组成的系统机械能守恒，能根据重力和速度方向的关系判断重力功率的变化，难度适中.‎ ‎9．小物块质量 m=0.99kg ,静止在光滑水平面上,一颗质量为 m0=0.01kg的子弹以速度 v0 =400m/s从左边射入小物块,子弹没有打穿小物块,之后小物块滑上一倾角为 37°的斜坡,最后返回水平面。水平面与斜坡的连接处有一小段光滑圆弧,小物块与斜坡的动摩擦因数 μ=0.5 ,重力加速度 g=10m/s2 。(sin37°=0.6 , cos37°=0.8 )求:‎ ‎(1)小物块被打入子弹后沿斜坡上滑的最大距离;‎ ‎(2)小物块返回水平面的速度。‎ ‎【 】湖北武汉市蔡甸区汉阳一中2017届高三第三次模拟考试理综物理试题 ‎【答案】 （1）0.8m（2）‎ 解得 ‎10．某种弹射装置的示意图如图所示，光滑的水平导轨MN右端N处与倾斜传送带理想连接，传送带长度L=15.0m，皮带以恒定速率v=5.0m/s顺时针转动．三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，滑块B与轻弹簧连接，C未连接弹簧，B、C处于静止状态且离N点足够远，现让滑块A以初速度v0=6.0m/s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起，碰撞时间极短．滑块C脱离弹簧后滑上倾角θ＝37o传送带，并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上．已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.8，重力加速度g=10m/s2， sin37o=0.6, cos37o=0.8．求：‎ ‎(1)滑块A、B碰撞时损失的机械能；‎ ‎(2)滑块C在传送带上因摩擦产生的热量Q；‎ ‎(3)若每次实验开始时滑块A的初速度v0大小不相同，要使滑块C滑离传送带后总能落至地面上的同一位置，则v0的取值范围是什么？（结果可用根号表示）‎ ‎【 】广西玉林市陆川县2016-2017学年第二学期期末考试高一年级物理试题 ‎【答案】 (1) (2) (3) ‎ ‎【解析】试题分析：A、B碰撞过程，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以机械能损失；设A、B 碰撞后，弹簧第一次恢复原长时,根据由动量守恒和机械能守恒求出A、B的速度，在传送带上根据运动学公式求出相对位移进而求出热量；根据物体在传送带上的运动情况结合动量守恒及机械能守恒求出速度范围。‎ ‎1）设A与B碰撞后共同速度为，对A、B有：‎ 动量守恒 ‎，‎ 解得 加速运动的时间为t，有 所以相对位移 摩擦生热 ‎（3）设A的最大速度为，滑块C与弹簧分离时C的速度为，AB的速度为，‎ 则C在传送带上一直做加速度为的匀减速直线运动直到P点与传送带共速，有： ‎ 解得 设A的最小速度为，滑块C与弹簧分离时C的速度为，AB的速度为，则C在传送带上一直做加速度为的匀加速直线运动直到P点与传送带共速，有：‎ 解得。‎ 对A、B、C和弹簧组成的系统从AB碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中，有：‎ 动量守恒： ‎ 机械能守恒： ‎ 解得，同理， ‎ 所以 点睛：本题主要考查了滑块碰撞后在在传送带上的运动情况，应用了动量守恒定律、机械能守恒、运动学公式和牛顿第二定律等知识，过程较复杂，要求具有较高的分析解题能力。‎ ‎ ‎ ‎【一年原创】 2018年原创试题及其解析 ‎1．如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上，上面放一质量为m的带正电小球，小球与弹簧不连接，施加外力F将小球向下压至某位置静止.现撤去F，小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中，重力、电场力对小球所做的功分别为W1和W2，小球离开弹簧时速度为v，不计空气阻力，则上述过程中 A. 小球与弹簧组成的系统机械能守恒 B. 小球的重力势能增加W1‎ C. 小球的机械能增加W1＋mv2 D. 小球的电势能减少W2‎ ‎【答案】 D ‎【解析】A、由于电场力对小球做正功，故小球与弹簧组成的系统机械能增加，机械能不守恒，故A错误；‎ ‎【点睛】电场力对小球做正功，电场力做的功等于电势能的减小量；重力做的功等于重力势能的减小量；小球机械能的增加量等于除重力外其余力做的功。‎ ‎2．如图所示为某游乐园滑草场的示意图，某滑道由上下两段倾角不同的斜面组成，斜面倾角θ1>θ2，滑 车与坡面草地之间的动摩擦因数处处相同。载人滑车从坡顶A处由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好滑到滑道的底端C点停下。若在A、C点位置不变的情况下，将两段滑道的交接点B 向左平移一小段距离，使第一段AB的倾角稍稍变大，第二段BC的倾角稍稍变小。不计滑车在两段滑道交接处的机械能损失，则平移后 A. 滑车到达滑道底端C点之前就会停下来 B. 滑车仍恰好到达滑道的底端C点停下 C. 滑车到达滑道底端C点后仍具有一定的速度，所以应在C点右侧加安全防护装置 D. 若适当增大滑车与草地之间的动摩擦因数，可使滑车仍恰好到达滑道的底端C点停下 ‎【答案】 B ‎【解析】A、B、C项：对整个过程，由动能定理得：‎ 变形得：，而，其中k为定值即为AC为水平距离，所以滑车到达滑道底端C点的速度与两斜面的角度无关，故A错误，B正确，C错误；‎ D项：由A、B、C分析可知：，如果增大滑车与草地之间的动摩擦因数，‎ 滑车达滑道底端C点之前就会停下来，故D错误。‎ ‎3．如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮，质量分别为M、m（M>m）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行，两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 A. M克服摩擦力做的功等于M减少的机械能 B. 轻绳对m做的功等于m机械能的增加 C. 轻绳对M的冲量与对m的冲量相同 D. 斜面对M的支持力与摩擦力之和方向竖直向上 ‎【答案】 B ‎【点睛】本题关键理解透机械能守恒的条件和功能关系，重力做功对应重力势能变化、弹力做功对应弹性势能变化、合力做功对应动能变化、除重力或系统内的弹力做功对应机械能变化．‎ ‎4．如图所示，某生产厂家为了测定该厂所生产的玩具车的性能，将两个完全相同的玩具车A、B并排放在两平行且水平的轨道上，分别通过挂钩连接另一个与玩具车等质量的货车(无牵引力)，控制两车以相同的速度v0做匀速直线运动。某时刻，通过控制器使两车的挂钩断开，玩具车A保持原来的牵引力不变，玩具车B保持原来的输出功率不变，当玩具车A的速度为2v0时，玩具车B的速度为1.5v0，则( )‎ A. 在这段时间内两车的位移之比为6∶5 B. 玩具车A的功率变为原来的4倍 C. 两车克服阻力做功的比值为12∶11 D. 两车牵引力做功的比值为5∶1‎ ‎【答案】 C ‎【解析】设挂钩断开瞬间的牵引力为F，车受的摩擦力大小，对A分析有；对B分析有，已知P=Fv0，对A分析由动量定理得：， 解得：，故A错；克服阻力做功Wf=fx，则，故C正确；牵引力做功，，得，故D错；由，故B错。综上分析，C正确。‎ ‎5．如图所示，水平面上质量相等的两木块A、B用一轻弹簧相连，整个系统处于静止状态，t=0时刻起用一竖直向上的拉力拉动木块，使A向上做匀加速直线运动，t1时刻弹簧恰好恢复原长，t2时刻木块B恰好要离开水平面．以下说法正确的是（　　）‎ A. 在0-t2时间内，拉力F与时间t成正比 B. 在0-t2时间内，拉力F与A位移成正比 C. 在0-t2间间内，拉力F做的功等于A的机械能增量 D. 在0-t1时间内，拉力F做的功等于A的动能增量 ‎【答案】 C ‎【点睛】对于匀变速直线运动，运用根据牛顿第二定律研究力的大小是常用的思路．分析功能关系时，要注意分析隐含的相等关系，要抓住t=0时刻和时刻弹簧的弹性势能相等进行研究．‎ ‎6．（多选）如图所示，一质量为M=2m、长为L质量均匀的板放在光滑水平桌面上，板的右端与桌边定滑轮距离足够大，板的左端有一可视为质点、质量为m的物块，物块上连接一条很长的细绳，某人拉绳并使其以恒定速率v=向下运动，物块只能运动到板的中点．下列说法正确的是(　　)‎ A. 物块对板做功的功率保持不变 B. 物块与板间因摩擦产生的热量为mgL C. 整个过程绳的拉力对物块做的功为mgL D. 若板与桌面间有摩擦，则当板与桌面间动摩擦因数为时，物块一定能到达板右端 ‎【答案】 BD ‎【解析】木板受木块对它的摩擦力作用，做匀加速直线运动，当速度与木块速度相等后保持相对静止，根 对m有：，，联立得，所以桌面与板间的摩擦因数应满足，所以当板与桌面间动摩擦因数为时，物块-定能到达板右端，D正确．‎ ‎【点睛】解决本题的关键理清m和M的运动过程，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解，知道物块能到达板的右端的临界情况是物块到达右端时与木板共速．‎ ‎7．（多选）如图所示，不可伸缩、质量不计的细线跨过同一高度处的两个光滑定滑轮连接着质量相同的物体A和B，A套在固定的光滑水平杆上，物体、细线、滑轮和杆都在同一竖直平面内，水平细线与杆的距离h＝0.2 m．当倾斜细线与杆的夹角α＝53°时，同时无初速度释放A、B.关于此后的运动过程，下列判断正确的是(cos 53°＝0.6，sin 53°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2)(　　 )‎ A. 当53°＜α＜90°时，A、B的速率之比vA∶vB＝1∶cos α B. 当53°＜α＜90°时，A、B的速率之比vA∶vB＝cos α∶1‎ C. A能获得的最大速度为1 m/s D. B能获得的最大速度为1 m/s ‎【答案】 AC ‎【解析】AB、将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于B的速度大小，有：，则，故A正确，B错误；‎ CD、A、B组成的系统机械能守恒，当θ=90°时，A的速率最大，此时B的速率为零，根据系统机械能守恒有：，解得，故C正确，D错误；‎ 故选AC。‎ ‎【点睛】本题是一道关于运动的合成和分解的题目，解决本题的关键知道A沿绳子方向上的分速度等于B的速度大小，以及知道A、B组成的系统机械能守恒。‎ ‎8．（多选）如图所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的轻弹簧下端固定，将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h＝0.1 m处，滑块与弹簧不拴接．现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的动能Ek－h图象，其中h＝0.18 m时对应图象的最顶点，高度从0.2 m上升到0.35 m范围内图象为直线，其余为曲线，取g＝10 m/s2，由图象可知 A. 滑块的质量为0.18 kg B. 弹簧的劲度系数为100 N/m C. 滑块运动的最大加速度为40 m/s2‎ D. 弹簧的弹性势能最大值为0.7 J ‎【答案】 BC 放瞬间加速度最大。由牛顿第二定律可得：，故C正确；根据能的转化与守恒可知，当滑块上升至最大高度时，增加的重力势能即为弹簧最大弹性势能，所以，故D错误。故选BC。‎ ‎【点睛】根据图象的斜率表示滑块所受的合外力，高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，说明h=0.2m，滑块与弹簧分离，弹簧的原长的0.2m，当弹簧弹力等于重力时，物块的速度最大，根据平衡条件求出k．物块在释放瞬间加速度最大，由牛顿第二定律可求最大加速度．根据能的转化与守恒可知滑块上升至最大高度时，增加的重力势能即为弹簧最大弹性势能．‎ ‎9．如图所示，半径为R的光滑圆环竖直放置，直径MN为竖直方向，环上套有两个小球A和B，A、B之间用一长为R的轻杆相连，小球可以沿环自由滑动，开始时杆处于水平状态，已知A的质量为m，重力加速度为g.‎ ‎(1)若B球质量也为m，求此时杆对B球的弹力大小；‎ ‎(2)若B球质量为3m，由静止释放轻杆，求B球由初始位置运动到N点的过程中，轻杆对B球所做的功．‎ ‎【答案】 （1） （2）‎ ‎10．如图，质量为M=4kg 的木板AB静止放在光滑水平面上，木板右端B点固定一根轻质弹簧，弹簧自由端在C点，C到木板左端的距离L=0.5m，质量为m=1kg 的小木块（可视为质点）静止放在木板的左端，木块与木板间的动摩擦因数为μ=0.2，木板AB受到水平向左的恒力F=14N，作用一段时间后撤去，恒力F撤去时木块恰好到达弹簧自由端C处，此后运动过程中弹簧最大压缩量x=5cm，g=10m/s2。求：‎ ‎(1)水平恒力F作用的时间t；‎ ‎(2)撤去F后，弹簧的最大弹性势能EP；‎ ‎(3)整个过程产生的热量Q。‎ ‎【答案】 (1)t=1s （2）（3）‎ 解得： ‎ ‎（3）假设最终m没从AB滑下，由动量守恒可知最终共同速度仍为v=2.8m/s 设m相对AB向左运动的位移为s，则：‎ ‎  解得：s=0.15m 可知： ，故上面假设正确。  全过程产热： ‎ ‎ ‎