高考物理力学知识点之功和能难题汇编及答案

1、11高考物理力学知识点之功和能难题汇编及答案一、选择题1 研究“蹦极运动时，在运动员身上装好传感器，用于测量运动员在不同时刻下落的髙度 及速度。如图甲所示，运动员及所携带的全部设备的总质量为50kg,弹性绳有一左长度。 运动员从蹦极台自由下落，根据传感器测到的数据，得到如图乙所示的速度一位移（v-x） 图像。不计空气阻力，重力加速度g取I0m/s2o下列判断正确的是（）运动员下落运动轨迹为一条抛物线弹性绳的原长为16m从*16m到x=30m过程中运动员的加速度逐渐变大运动员下落到最低点时弹性势能为18000J把小球放在竖立的禅簧上，并把球往下按至A位置，如图甲所示.迅速松手后，球升 高至最高位

2、1LC （图丙），途中经过位置B时弹簧正处于原长（图乙）.忽略弹簧的质虽 和空气阻力.则小球从A运动到C的过程中，下列说法正确的是经过位置B时小球的加速度为0经过位程B时小球的速度最大小球、地球、弹簧所组成系统的机械能守恒小球、地球、弹簧所组成系统的机械能先增大后减小假设某次罚点球直接射门时，球恰好从横梁下边缘踢进，此时的速度为讥横梁下边缘离 地面的高度为力，足球质量为加，运动员对足球做的功为叫，足球运动过程中克服空气阻 力做的功为用2,选地而为零势能而，下列说法正确的是（）1运动员对足球做的功为册=吨力+ 2沖2足球机械能的变化量为W,-W21足球克服空气阻力做的功为必=讪+空一陷运动员刚踢

3、完球的瞬间，足球的动能为“讪+2“如图是一汽车在平直路而上启动的速度-时间图象，/I时刻起汽车的功率保持不变.由 图象可知（）000七时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变0-t!时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率不变St2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小trt2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变将横截面枳为S的玻璃管弯成如图所示的连通器，放在水平桌而上，左、右管处在竖直 状态，先关闭阀门K,往左、右管中分别注入高度为加、爪,密度为。的液体，然后打开 阀门K,直到液体静止，重力对液体做的功为（）-pSsUh)6如图所示，地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的公转轨迹则是一个非常

4、扁的椭圆。若已 知哈雷彗星轨道半长轴约为地球公转轨道半径的18倍，哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为斤，速度大小为儿，在远日点与太阳中心距离为勺，速度大小为冬，根据所学物理知 识判断下列说法正确的是哈雷彗星的公转周期约为76年哈雷彗星在近日点速度气小于远日点速度冬C哈雷彗星在近日点加速度也的大小与远日点加速度的大小之比虫=土笆2 V2r哈雷彗星在椭圆轨道上运动的过程中机械能不守恒如图所示，斜而体放在光滑的水平面上，小物块A与斜而体间接触而光滑。在小物块 沿斜而体下滑的过程中，斜而体对小物块的作用力（）垂直于斜而，做功为零垂直于斜而，做功不为零不垂直于斜而，做功为零不垂直于斜而，做功不为零我国“

5、北斗二代计划在2020年前发射35颗卫星，形成全球性的泄位导航系统，比美国 GPS多5颗.多出的这5颗是相对地而静止的高轨道卫星（以下简称“静卫”），英他的有27 颗中轨道卫星（以下简称“中卫“）的轨道高度为“静卫”轨道高度的害下列说法正确的是（）中卫“的线速度介于7.9km/s和11.2km/s之间“静卫“的轨道必须是在赤道上空如果质量相同，“静卫“与“中卫的动能之比为3 : 5“静卫“的运行周期小于“中卫“的运行周期如图，c是竖直而内的光滑固泄轨道，水平，长度为2R：处是半径为/?的四分之 一的圆弧，与”相切于b点.一质量为加的小球.始终受到与重力大小相等的水平外力 的作用，自点处从静止开

6、始向右运动，重力加速度大小为g.小球从“点开始运动到其 他轨迹最高点，机械能的增量为B. 4mgRC 5mgRD 6mgR连接A、B两点的在竖直而内的弧形轨道ACB和ADB形状相同、材料相同，如图所 示.一个小物体从A点以一泄初速度v开始沿轨道ACB运动，到达B点的速度为刃；若以 相同大小的初速度u沿轨道ADB运动，物体到达B点的速度为畑比较V】和-的大小，nv2D条件不足，无法判泄一滑块在水平地而上沿宜线滑行，匸0时其速度为lm/s.从此刻开始滑块运动方向上 再施加一水平而作用F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示.设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为叫

7、、卜百、，则以下关 系正确的是（）叫=%=吧 B.说吧叱 C. W/,W2 D.函=吧吧某人造地球卫星发射时，先进入椭圆轨道I,在远地点A加速变轨进入圆轨道1【。已 知轨道I的近地点B到地心的距离近似等于地球半径/?，远地点A到地心的距离为3R,则 下列说法正确的是（）卫星在B点的加速度是在A点加速度的3倍卫星在轨道II上A点的机械能大于在轨道I上B点的机械能卫星在轨道I上A点的机械能大于B点的机械能卫星在轨道II上A点的动能大于在轨道I上B点的动能在地而上方某点将一小球以一宦的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在 随后的运动中速度和加速度的方向都在不断变化速度与加速度方向之间的夹角一

8、直减小在相等的时间间隔内，速率的改变量相等在相等的时间间隔内，动能的改变量相等物体受到两个互相垂直的作用力而运动，已知力戸做功6J,物体克服力F2做功8J, 则力鬥、鬥的合力对物体做功（）14JB. 10JC. 2JD. -2J物体在拉力作用下向上运动，英中拉力做功10J,克服阻力做功5J,克服重力做功5J,则A.物体重力势能减少5JB.物体机械能增加5JC.合力做功为20JD.物体机械能减小5J如图所示，长为厶的均匀链条放在光滑水平桌面上，且使长度的丄垂在桌边，松手后4链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚藹开桌边时的速度大小为（）417.如图，某同学用绳子拉动木箱,度，木箱获得的动能一泄

9、：()D使它从静止开始沿粗糙水平路而运动至具有某一速417.如图，某同学用绳子拉动木箱,度，木箱获得的动能一泄：()D使它从静止开始沿粗糙水平路而运动至具有某一速等于拉力所做的功；小于拉力所做的功：等于克服摩擦力所做的功：大于克服摩擦力所做的功：18如图所示，在光滑水平而上放着一个质量为10kg的木箱，拉力F与水平方向成60。如图所示，小球以初速內从A点沿不光滑的轨道运动到髙为力的B点后自动返回，其BB4gh-此D. J2gh-说(此-4ghC.尿 _2gh将一物体竖直向上抛岀，不il空气阻力。用x表示物体运动的路程，r表示物体运动的时间，5表示物体的动能，下列图像正确的是()21质疑为m的均

10、匀木块静止在光滑水平而上，木块左右两侧各有一位持有完全相同步枪和 子禅的射击手.首先左侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为山,然后右侧射手开枪. 子弹水平射入木块的最大深度为ch.如图所示.设子禅均未射穿木块，且两颗子弹与木块之 间的作用大小均相同.当两颗子弹均相对于木块静止时，下列判断正确的是（）55木块静止.d,=d2木块静止,did2木块向右运动.d!d2木块向左运动,di=d2如图所示，一辆汽车以勺= 6m/s的速度沿水平路而行驶时，急刹车后能滑行6=3.6 m,如果改以V2=8 ni/s的速度行驶，同样的情况下急刹车后滑行的距离人为（）1） A. 6.4 mB 5.6 mC. 7

11、.2 mD. 10.8 m水平传送带在外力F驱动下以恒泄速度运动，将一块砖放置在传送带上，若砖块所受摩擦力为/,传送带所受摩擦力为厂，砖块无初速放到传送带上至砖块达到与传送带相同 速度的过程中以下正确的是（）f所做的功等于./所做的功的负值F所做的功与厂所做的功之和等于砖块所获得的动能F所做的功与/所做的功之和等于零F所做的功等于砖块所获得的动能质量为用的小球，用长为/的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从最低点P 缓慢地移到0点，如图所示，重力加速度为g,则在此过程中（）C小球受到的合力做功为mgl （1 - cos&）拉力F的功为Flcosd重力势能的变化大于唧（1-cosO）水平力F

12、做功使小球与地球组成的系统机械能变化了 mgl （1 - cos0）如图所示，在竖直平而内有一半径为尺的圆弧轨道，半径0C水平、0B竖直，一个质 量为加的小球自C的正上方A点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对 轨道没有压力。已知AC=3R,重力加速度为g,则小球从A到B的运动过程中（）重力做功3吨R机械能减少mgR23合外力做功JgR克服摩擦力做功占mgR【参考答案】杯*试卷处理标记，请不要删除一.选择题c解析：C【解析】【分析】【详解】卩一，图像不是运动员的运动轨迹。运动员自由下落时做直线运动，运动轨迹为一条直 线，故A错误；由图可知.ul6m时运动员速度最大，即重力与弹力大

13、小相等，所以弹性绳的原长小于 16cm,故B错误；a=16m时，重力与弹力大小相等，从.r=16m到*30m过程中，弹力大于重力，且弹力 越来越大，加速度越来越大，故C正确：从.=0到_r=30m的过程中，运动员的重力势能减少量为AEp = mgh = 50 x 10 x 3OJ = 1.5 x IO4 J根据运动员和弹性绳组成的系统机械能守恒可知弹性绳的最大势能为En =Ar =1.5xlO4Jp绳p故D错误。故选C。C解析:C【解析】试题分析：经位置B时，小球只受重力，加速度为重力加速度g, A错误；在运动到B位 置之前，弹簧的弹力等于重力时，小球的加速度为零，那时速度最大，B错误：由于在

14、运 动过程中，只有重力，弹簧的弹力做功，只有动能，重力势能和弹性势能之间相互转化， 因此小球、地球、弹簧所组成系统的机械能守恒，C正确，D错误.考点：牛顿第二定律，机械能守恒定律B解析:B【解析】A、对运动员踢球到球恰好从横梁下边缘踢进这一过程，由动能定理：?1 7- mqh- W2 = -nvL W = mqh. + -xnvL + Wi，即2，故A错误；B、足球机械能的变化量等于重力以外的其他力做的功，即4E二故BB、一 mgh=一 mgh 一C、由2,可得2,故CC、1 2D、-mqh _ W2 = -mv _ D、设刚踢完球瞬间足球的动能为瓦，由动能定理：2恥扣宀昨+肌故d错误：故选B

15、。【点睛】动能的变化量等于合外力做的功：机械能的变化量等于除重力以外的力做功之 和：重力势能的增量等于克服重力所做的功：运动员踢球过程中只有运动员对球做功，由 动能建理得岀踢完瞬间足球的动能。4 . C解析：C【解析】【分析】【详解】0X时间内，汽车的速度是均匀增加的，是匀加速宜线运动，汽车的牵引力不变，加速度 不变，由P=Fv知功率增大，故AB错误.12时间内，汽车的功率保持不变，速度在增 大，由P=Fv知汽车的牵引力在减小，由牛顿第二泄律知F-f=ma,知加速度减小，故C正 确，D错误.故选C.5. C解析：C【解析】【分析】【详解】当液柱静止时,此问题可等效为左边髙度为|(/72-/ =

16、 = 随着时间t变大，tan 0变小，g/e变小，故选项B正确：Av根据加速度定义式d = = g,则A-=gAt,即在相等的时间间隔内，速度的改变量相等，故选项C错误；根据动能怎理，在相等的时间间隔内，动能的改变量等于重力做的功，即WG=mgh, 对于平抛运动，由于在竖直方向上，在相等时间间隔内的位移不相等，故选项D错误。【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖宜方向上的运动规律，结合加速度公式和动 能泄理公式灵活求解即可。【考点】平抛运动、动能左理D解析：D【解析】【分析】【详解】ABCD.合力对物体做功等于个分力对物体做功的代数和，即戸、F?的合力对物体做功 W = WFl+WF

17、2 = 6 + (-8)= -2JABC错误，D正确：故选D.B解析：B【解析】【详解】A.物体向上运动重力做负功5J,故重力势能增加了 5J；故A错误.C.合力做功410-5-5=0,即合力做功为零；故C错误.BD.除重力以外的力做功衡量机械能的变化，因此物体的机械能增加了 E= 10-5=5J；故B 正确，D错误.16 . C解析：C【解析】【分析】链条在重力作用而向下滑动，只有重力做功，苴机械能守恒：可设桌面为零势能面，列出 机械能守恒方程可得出链条的速度。【详解】设桌而为零势能而，链条的总质量为m1 1开始时链条的机械能为：Ei= -当链条刚脱离桌而时的机械能：E2=|mv2 -由机械

18、能守恒可得：e1=e2 TOC o 1-5 h z 11mgL即：_=尹-解得：V = O4故应选：Co【点睛】零势能而的选取是任意的，本题也可以选链条滑至刚刚离开桌边时链条的中心为零势能 而，结果是一样的，要注意重力势能的正负：抓住机械能守恒时，链条动能的变化取决于 重力势能的变化呈:。B解析：B【解析】【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.【详解】木箱受力如图所示：木箱在移动的过程中有两个力做功，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能立理可知即：W.-W, =Lnv2-0 ,所以动能小于拉力做的功，故B正确；无 法比较动能与摩擦力做功的大小，AC

19、D错误.故选B【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，然后利用动能泄 理求解末动能的大小.B解析:B【解析】【详解】2xl根据牛顿第二泄律得，力II速度rf_Fcgy60o_ZX2_0 bn/?：则4s末的速度m 10v=w/=0.1x4nVs=0.4nVs,则拉力的功率 P=Fvcos60=2x0.4x - W=0.4W.故 B 正确，ACD 错2误。B解析：B【解析】【分析】【详解】设小球在由A到B的过程中阻力做功为W,由人到B的过程中由动能定理-High + W =_!叫 22当小球由B返回到A的过程中，阻力做的功依旧为W,再由动能左理得 mgh+W =

20、mv2以上两式联立可得A、C、D错误，B正确。 故选B。20. B解析：B【解析】【详解】AB.由机械能守恒得叱+耳=|/MV(；Ek与x是线性关系，故A错误，B正确;CD.根据机械能守恒定律得得Ek = 就一 gOV *g尸)加、巾、g都是泄值，则区是/的二次函数，价寸图象是抛物线，故CD错误。 故选B。21. B解析:B【解析】左侧射手开枪后,子弹射入木块与木块一起向右运动，设共同速度为v1，由动量守恒有 mv0=(M+m)vi/由能量守恒有Ffdi=-/nvJ -!(M.右侧射手开枪后，射出的子弹与木块及左侧射手射岀的第一颗子弹共同运动的速度设为V2,由动量守恒有(M+m)V1-mvo=(M+2m)v2/ 由能量守恒有Ffd2=/m;；+i(M +讪彳一(M +2m)v；M之可得V2=0/dV2=0/d1=(M + 2m)mvQ2Ff(M +m)，故B正确.22A解析：A【解析】【分析】【详解】汽车在同样的路而上急刹车，所受的阻力大小相同，设为汽车的末速度都为零，根据动能左理有-Fsi=0- mv2-Fsi=0- m22 2所以，a=45 吟v2852=( )2X5)=( )2x3.6 m=6.4 niVi6故选A。C解析：C【解析】【详解】A.因为砖块由静止被传送带带动并达到与传送带相同速度的过程中发生相