机械能-2023年高考物理真题 含答案

机械能-2023年高考物理真题

机檐第

目录

真题考查解读

2023年真题展现

考向一功功率和机车启动

考向二动能定理及其应用

考向三机械能守恒定律及其应用

考向四功能关系能量守恒定律

近年真题对比

考向一功功率和机车启动、动能定理应用万

考向二机械能守恒定律应用、功能关系能量守恒定律

命题规律

名校模拟探源

易错易混速记

真题考查解读

------1*

【命题意图】机械能内容近几年来，是每年各省高考必考的内容之一，主要考察功和功率的计算、动能定理

和机械能守恒定律的应用，所涉及到的题型多种多样，一般力学知识综合,构成较为复杂的题型,不论是选

择题还是解答题,往往都是以压轴题的形式出现,综合性较强。而常常还会与电场和磁场相关的知识结合

在一起，综合性也较高。动能定律是每年各省高考的必考内容,既可以出现在简单题中也可以出现在压轴

题中，出题形式多种多样，既能与曲线运动和天体运动结合在一起，又可以与电场和磁场产生联系。

【考查要点】（1）功和功率的计算,变力功的计算方法；（2）应用动能定理解决多过程问题;应用动能定理解

决图像的综合问题；（3）单个物体的机械能守恒问题的理解和计算和多个物体关联的机械能守恒问题的理

解和计算；（4）功能关系的应用和摩擦力做功与能量的转化；

【课标链接】①熟练掌握功和功率的计算方法;熟练掌握并区分机车的两种启动方式,学会运用机车启动知

识去解释起重机牵引物体的运动方式；；②动能定理理解及其应用；③机械能守恒定律的理解及应用、功能

关系和同时解及应用。

2023年真题展现

考向一功功率和机车启动

版目工（2023山东卷）《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简

化如下:两个半径均为R的水轮，以角速度"匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水

轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为小的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻

田。当地的重力加速度为g,则筒车对灌入稻田的水做功的功率为（）

2nmga?RH3nmgcoRH3nmga^RH

-A..~~（_>»~D•HJTYI/QCL）RH

555

题目W（2023辽宁卷）如图⑷，从高处“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

从初点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率。与时间t的关系如图（0所示。由图可知，两物块在离

开加■点后、到达N点前的下滑过程中（）

A.甲沿/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/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

题目（2023湖北卷）两节动车的额定功率分别为8和2,在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为g和

3。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（）

以2-02+g%c（―十2）5%D（—十—加。2

•R+2・R+B.Piv1-\-P2v2*Rg+Bs

题目⑷（2023山东卷）质量为Al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/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小的物体由静止开始运动。当小车拖动物体行驶的位移

为Si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S”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B为（）

/2二（F—力弼―Si）一'2口（尸—力网―SJSi

'V（河+mjSz—MSi

（7W+m）S2—mSi

C"①一/）网-SJS2‘2加（尸-力⑶-&混

'V（M+m'）S2-MS1（M+m）S2-\-mSi

考向二动能定理及其应用

面目匚（2023新课标卷）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。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）

2

A.0B.mghC.-mv2—mghD.-^-mv+mgh

频目回（2023新课标卷）一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿，轴运动,

出发点为多轴零点，拉力做的功W与物体坐标多的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为

0.4,重力加速度大小取lOm/s?。下列说法正确的是（）

A.在力=1m时，拉力的功率为6W

B.在I=4nz时,物体的动能为2J

C.从力=0运动到。=2馆,物体克服摩擦力做的功为8J

D.从力=0运动到2=4的过程中，物体的动量最大为2kg・m/s

题目习（2023全国乙卷）如图，一质量为“、长为/的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为馆的小物块

（可视为质点）从木板上的左端以速度。。开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为力当物块从木

板右端离开时（）

'/////〃////〃///〃//〃〃〃/，

A.木板的动能一定等于力B.木板的动能一定小于力

C.物块的动能一定大于1利褚一力D.物块的动能一定小于专机褚―力

蜃目回（2023江苏卷）如图所示,滑雪道由坡道和水平道组成，且平滑连接，坡道倾角均为45°。平台

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。滑雪者现从人点由静止开始下

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〃，重力加速度为g,不计空

气阻力。

（1）求滑雪者运动到P点的时间土；

（2）求滑雪者从B点飞出的速度大小小

（3）若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上,求平台3。的最大长度力。

题亘⑥（2023湖北卷）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4、8在桌面边缘，B与半径为五的固定光滑圆弧轨道谈在同一竖直平面内，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。点沿圆弧切线方向进入轨道近内侧,并恰好能到达轨道的最高点。。小物块与桌面之间的

动摩擦因数为与，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。点的速度大小；

（2）B和。两点的高度差；

（3）小物块在A点的初速度大小。

考向三机械能守恒定律及其应用

题目Qo（2023全国甲卷）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

意目可（2023•浙江•高考真题）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

顾目01）（2023湖南卷）如图，固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段组成，两段相切

于B点，AB段与水平面夹角为仇段圆心为。，最高点为。、A与。的高度差等于圆弧轨道的直径2R。

小球从A点以初速度2冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达。点，下列说法正确的是（）

c

A.小球从B到。的过程中，对轨道的压力逐渐增大

B.小球从人到。的过程中，重力的功率始终保持不变

C.小球的初速度*=/硒

D.若小球初速度v0增大,小球有可能从3点脱离轨道

题目巨（2023浙江6月卷）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°、动能耳和机械能否随运动时间力的变化关系中，正确的是（）

面目亘（2023全国甲卷）如图，光滑水平桌面上有一轻质弹簧,其一端固定在墙上。用质量为机的小球压

弹簧的另一端，使弹黄的弹性势能为珞。释放后，小球在弹簧作用下从静止开始在桌面上运动，与弹黄分

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言。小球与地而碰撞后，弹起的最大高度为限重力加速度大小

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。

考向四功能关系能量守恒定律

题目五（2023浙江1月卷）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

题目」反（2023辽宁卷）某大型水陆两柄飞机具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演练中，该飞机在

水而上由静止开始匀加速直线滑行并汲水，速度达到v।=80m/s时离开水面,该过程滑行距离L=1600m.

汲水质量?7i=1.0X104kg。离开水面后,飞机琴升高度九=lOOwi时速度达到02=100m/s,之后保持水平

匀速飞行，待接近目标时开始空中投水。取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）飞机在水面滑行阶段的加速度a的大小及滑行时间t；

（2）整个攀升阶段，飞机汲取的水的机械能增加量ASo

『近年真题对比］

考向一功、功率、动能定理

［题目［（2022•广东卷•"）如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平跖V段以恒定功率200W、速度

5m/s匀速行驶,在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s匀速行驶。已知小车总质量为50kg,

PQ=20m,PQ段的倾角为30°,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。下列说法正确的有（）

A.从M到N,小车牵引力大小为40NB.从河到N,小车克服摩擦力做功800J

C.从P到Q,小车重力势能增加1x104JD.从P到Q,小车克服摩擦力做功700J

趣目区（2022•湖北・T7）一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由v增大到2。,在随后的一段时间内

速度大小由2n增大到5-u,前后两段时间内，合外力对质点做功分别为期和叱，合外力的冲量大小分别

为和上。下列关系式一定成立的是（）

A.%=3陀，724371B.C.D.W^7WX,

建目叵〕（2022•浙江6月卷・T13）小明用额定功率为1200W、最大拉力为300N的提升装置，把静置于地面的

质量为20kg的重物竖直提升到高为85.2m的平台,先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5m/s2的匀减

速运动，到达平台速度刚好为零，g取lOm/s,,则提升重物的最短时间为（）

A.13.2sB.14.2sC.15.5sD.17.0s

题目⑷（2022•浙江1月卷・T20）如图所示，处于竖直平面内的一探究装置，由倾角。=37。的光滑直轨道

4B、圆心为Q的半圆形光滑轨道BCD、圆心为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、。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、Oi、D、O?和

F点处于同一直线上。己知可视为质点的滑块质量m=0.1kg,轨道BCD和DEF的半径R=0.15小,轨道

长度，钻=3小，滑块与轨道FG间的动摩擦因数〃=”,滑块与弹性板作用后，以等大速度弹回，sin37°

O

=0.6,cos37°=0.8=滑块开始时均从轨道4B上某点静止释放，

（1）若释放点距B点的长度I=0.7m,求滑块到最低点。时轨道对其支持力FN的大小；

（2）设释放点距B点的长度为射滑块第一次经F点时的速度n与乙之间的关系式；

（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。

A

考向二机械能守恒定律功能关系与能量守恒

〔题目■（2022•全国乙卷・T16）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

,题目§（2022•河北如图,轻质定滑轮固定在天花板上，物体P和Q用不可伸长的轻绳相连，悬挂定滑轮

上，质量mP,t=0时刻将两物体由静止释放，物体Q的加速度大小为4°T时刻轻绳突然断开，物

体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度，取1=0时刻物体P所在水平面为零势能面，

此时物体Q的机能为E。重力加速度大小为g,不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点。下列说法正

A.物体P和Q的质量之比为1:3B.2T时刻物体Q的机械能为专

C.2T时刻物体P重力的功率为第D.2T时刻物体P的速度大小尊

命题规律

分析近三年的高考试题,在近几年的高考题中，主要分关于机械能的考查，多以选择题的形式出现，.有时与电

流及电磁感应相结合命题。动能定理和机械能守恒定律多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以

及电磁学等知识相结合的综合性试题;动能定理仍将是高考考查的重点，高考题注重与生产、生活、科技相结

合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中。

名校模拟探源

题目工（2023•广东潮州二模）疫情期间利用无人机运送物资，已知质量为8kg的物资在无人机拉力作用下

匀速上升35m,然后匀加速水平移动20馆,若空气阻力不能忽略，取g=10m/s20则下列说法正确的是

A.匀速上升时，物资重力势能不变

B.整个过程，物资机械能增加了2800J

C.物资在匀速上升时机械能增量为2800J

D.无人机水平移动过程中空气对它的作用力、重力均不做功

题目团（2023•山东泰安•统考二模）如图所示，在光滑水平面上，一物体在水平向右的恒定拉力F作用下由静

止开始向右做直线运动，物体的动能及随时间土变化的图像如右图所示，虚线为图像上P点的切线，切线

与力轴交点的坐标力1是（）

题目叵］（2023•四川凉山•统考二模）光滑水平面上质量分别为小、2小的甲、乙两个物体，在相同的水平拉力

F的作用下从静止开始运动，甲、乙分别经过去2t时间的动能之和为反,则乙从静止经过3t时间的动能为

（）

A.9及B.赳C.与&D.3及

236

题自0（2023•福建福州4月检测）（多选）某研究小组研发了一款弹跳机器人，总质量仅为30g,其结构如图

所示,流线型头部内的微型电机先将碳纤维细条制成的弹性结构压缩，之后弹性势能迅速释放,在约为

10ms的时间内将机器人由静止加速到28m/s,此时机器人恰好离开地面,接着沿竖直方向上升,离地最大

高度为33m,当地重力加速度为9.8m/s2^1J（）

△

A.微型电机工作时,消耗的电能全部转化为弹性结构储存的弹性势能

B.机器人在10ms的加速时间内平均加速度大小约为2800m/s2

C.弹跳机器人在空中上升时加速度大小大于9.8m/s2

D.弹跳机器人在空中上升的过程中机械能守恒

题目回（2023•四川眉山•校考模拟预测）下列四幅图所描述的情景中，人对物体做功的是（)

旗同（多选）（2023•黑龙江哈尔滨•哈尔滨三中校考模拟预测）如图甲所示，一足够长的水平传送带以某一

恒定速率顺时针转动，一根轻弹簧一端与竖直墙而连接，另一端与物块不栓接。物块将弹簧压缩一段距离

后置于传送带最左端无初速度释放,物块向右运动受到的摩擦力f随位移7的关系如图乙所示，g为已知

量,则下列说法正确的是（）

图甲图乙

A.工件在传送带上先加速,后减速B.工件向右运动2g后与弹簧分离

C.弹簧劲度系数％=四

D.整个过程中摩擦力对物块做功W=O.75foxo

题目（2023•湖南彬州三模）（多选）如图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为质量小=

600kg建筑材料从地面被吊起后在竖直方向运动的”-力图像（竖直向上为正方向），重力加速度g=

lOm/s?。根据图像下列判断正确的是（）

甲

A.在10~30s建筑材料的机械能增加

B.46s时建筑材料离地面的高度为287n

C.在0~10s内塔吊拉力做功的功率为3030W

D.在30~36s塔吊拉力对建筑材料做负功，其功率逐渐减小

题目0（2023•福建福州2月检测）在无风天气里，翅子受到的空气阻力大小与其下落的速度大小成正比。

一毯子从高处由静止竖直下落至地面过程中,位移大小为力、速度大小为期、加速度大小为a,重力势能为

导、动能为后对、下落时间为九取地面为零势能面,则下列图像正确的是（）

题目⑥（多选）（2023•河南•校联考模拟预测）如图一所示，轻杆与水平面的倾角为。=37°,带有小孔的小球

套在轻杆上，小球与轻杆之间的动摩擦因数〃=0.5,小球的质量m=0.1kg。t=0时由静止释放小球，同

时对小球施加沿轻杆向上的外力F,力F与时间的关系如图二所示。重力加速度为g=10m/s2,下列说法

正确的是（）

图一图二

A.0—2s内，小球的最大速度为7.5m/s

B.0—2s内小球的机械能一直在增加

C.2s后小球的重力势能最多增加0.75J

D.2s后，小球做匀减速直线运动,速度为零后,小球将处于平衡态

题目口0（2023•江苏盐城・统考三模）现体从离地高H处的河点开始做自由落体运动，下落至离地高度为

力8处的N点，下列能量条形图表示了物体在朋■和N处的动能虽和重力势能E的相对大小关系，可能正确

一近！一号-——

口口

物体在以处物体在N处

B.

---，-f^R+----------------------------,----4

物体说灰物体在W处

痼目□[（2023•江苏南京・统考二模）将一个小球从地球竖直上抛，过程中小球受到的阻力与速率成正比，设

向上为正方向，小球的速率、位移、动能和机械能分别为。、小耳和E,以地面为零势能面，则下列描述小球

运动过程的图像可能正确的是（）

:题目至1（2023•贵州贵阳•统考二模）篮球比赛中，进攻球队获得罚球机会。罚球时球员站在罚球线上方的横

线后面立定向斜上方抛投，投进一个空心球。球从离手到进入篮框为止的过程中，其动能Ek随距地面的高

度%变化的图线，最接近下列哪个图（）（图中箭头的方向表示过程的先后顺序）

［易错易混速记

1.一对作用力与反作用力的功

做功情形图例备注

都做正功

都做负功

（1）一对相互作用力做的总功与参考系无关

//////////////////////

（2）一对相互作用力做的总功W=FZcosa"是相对位

一正一负〃〃铲

//////////////////////移，a是F与Z间的夹角

〃费—到（3）一对相互作用力做的总功可正、可负，也可为零

一为零一为正

一为负

2o摩擦力做功有以下特点：

①单个摩擦力（包括静摩擦力和滑动摩擦力）可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。

②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零;相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且

总为负值。

③相互作用的一对滑动摩擦力做功过程中会发生物体间机械能转移和机械能转化为内能，内能。=用

土相对。

（5）一对平衡力的功

一对平衡力作用在同一个物体上，若物体静止,则两个力都不做功;若物体运动，则这一对力所做的功一定

是数值相等,一正一负或均为零。

2.四类图像围城面积的含义

”一力图像由公式2=况，可知，”-力图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移

a—t图像由公式△v=at,可知，a-力图线与坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量

F—t图像由公式W^Fx,可知，F-t图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功

P—力图像由公式W=Pt可知，P-力图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功

3.机械能守恒的三种表达式

表达式表达意义

守恒观点瓦+Ep=Ek-\-Ep系统内初末状态机械能总和相等

系统（或物体）机械能守恒时，系统减少（或增加）的动能等于系统

转化观点△耳=一△玛

减少（或增加）的动能

在组成的系统中，4机械能的增加量等于B机械能的减少

转移观点^E=­/\E

AB量

4.机械能守恒判断的三种方法

利用机械能的定义直接判断，分析物体或系统的动能和势能的和是否变化，若不

定义法

变,则机械能守恒

若物体或系统只有重力或系统内弹力做功，或有其他力做功,但其他力做功的代数

做功法

和为零，则机械能守恒

若物体或系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式能的转化，则

转化法

机械能守恒

5.几种常见力的功能关系

对应不同形式能的变

不同的力做功定量关系

化

合外力做功动能变化及2—耳尸

重力做正功，重力势能减少;重力做负功,重力势

重力做功重力势能变化

能增加％=—^EP=Ep-Ep2

弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能

弹簧弹力做功弹性势能变化

增力口.以=—△/=

EP-EP.2

只有重力、弹力做功不引起机械能变化机械能守恒，/\E=0

除重力和弹力之外除重力和弹力之外的力做多少正功，物体的机械

机械能变化

的力做功能就增加多少；除重力和弹力之外的力做多少负

功，物体的机械能就减少多少.W=AE

一对相互作用的滑作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负

内能变化

动摩擦力做的总功功，系统内能增加。=加相

专题六机檐第

目录

真题考查解读

2023年真题展现

考向一功功率和机车启动

考向二动能定理及其应用

考向三机械能守恒定律及其应用

考向四功能关系能量守恒定律

近年真题对比

考向一功功率和机车启动、动能定理应用万

考向二机械能守恒定律应用、功能关系能量守恒定律

命题规律

名校模拟探源

易错易混速记

真题考查解读

------1*

【命题意图】机械能内容近几年来，是每年各省高考必考的内容之一，主要考察功和功率的计算、动能定理

和机械能守恒定律的应用，所涉及到的题型多种多样，一般力学知识综合,构成较为复杂的题型,不论是选

择题还是解答题,往往都是以压轴题的形式出现,综合性较强。而常常还会与电场和磁场相关的知识结合

在一起，综合性也较高。动能定律是每年各省高考的必考内容,既可以出现在简单题中也可以出现在压轴

题中，出题形式多种多样，既能与曲线运动和天体运动结合在一起，又可以与电场和磁场产生联系。

【考查要点】（1）功和功率的计算,变力功的计算方法；（2）应用动能定理解决多过程问题;应用动能定理解

决图像的综合问题；（3）单个物体的机械能守恒问题的理解和计算和多个物体关联的机械能守恒问题的理

解和计算；（4）功能关系的应用和摩擦力做功与能量的转化；

【课标链接】①熟练掌握功和功率的计算方法;熟练掌握并区分机车的两种启动方式,学会运用机车启动知

识去解释起重机牵引物体的运动方式；；②动能定理理解及其应用；③机械能守恒定律的理解及应用、功能

关系和同时解及应用。

2023年真题展现

考向一功功率和机车启动

版目工（2023山东卷）《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简

化如下:两个半径均为R的水轮，以角速度。匀速转动。水筒在筒车上均匀排布,单位长度上有九个，与水

轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为小的水,其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻

田。当地的重力加速度为g,则筒车对灌入稻田的水做功的功率为（）

Q.nmga^RH3nmgcoRH3nmga^RH

-A..~~（_>»~D•HJTYI/QCL）RH

555

【答案】B

【解析】由题知，水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有几个，且每个水筒离开水面时装有质量为小的水、其

中的60%被输送到高出水面〃处灌入稻田，则水轮转一圈灌入农田的水的总质量为

m总=2nRnmX60%=1.2nRnm,则水轮转一圈灌入稻田的水克服重力做的功W=1.2icRnimgH,则

筒车对灌入稻田的水做功的功率为P=27=2二联立有P=3侬?。无”故选E。

135

题目g（2023辽宁卷）如图（a）,从高处加■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

从初点由静止释放,沿不同轨道滑到N点，其速率。与时间t的关系如图（0所示。由图可知，两物块在离

开河点后、到达N点前的下滑过程中（）

A.甲沿/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/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

【答案】8

【解析】AB.由图乙可知，甲下滑过程中，甲做匀加速直线运动，则甲沿II下滑，乙做加速度逐渐减小的加

速运动，乙沿/下滑，任意时刻甲的速度都小于乙的速度，可知同一时刻甲的动能比乙的小，力错误，B正

确；CD.乙沿/下滑，开始时乙速度为0,到N点时乙竖直方向速度为零，根据瞬时功率公式P=zng与可

知重力瞬时功率先增大后减小，CD错误。故选B。

题目（2023湖北卷）两节动车的额定功率分别为8和2,在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为g和

3。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—”1+如2B♦—+£%（一+2）。@2D

'P1+P2'P1+P2'PiVi+PiVi'P^Vi+PiV-i

【答案】。

【解析】由题意可知两节动车分别有丹=力%吕=/2。2当将它们编组后有与+2=（力+力）”

联立可得o=故选。。

P1V2+P2^1

题目可（2023山东卷）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/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小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。小车的额定功率区为（）

/2-（F—力⑸―8）Si‘2尸2（尸一力02—S1）S1

（河+）

'VmS2—MSi（7W+mjS2—TnSi

C/2F?（F—/）网-SJS2’2?2（F—力⑸―S1）S2

（M+m）S2+mSi

'V{M+m）S2-MSr

【答案】Z

【解析】设物体与地面间的动摩擦因数为〃，当小车拖动物体行驶的位移为Si的过程中有

1

=（m+M）av—2asiPQ=Fv

2

轻绳从物体上脱落后a2—ngv=2a2（S2—Si）

联立有.=/2/y-，汽]了故选Ao

y（TVf+771）82—MS]

考向二动能定理及其应用

题目5〕（2023新课标卷）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。下落高度拉的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为g）

（）

A.0B.mghC.—mv2—mghD.—mv2+mgh

【答案】8

【解析】在一地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得nig八一用=0

故雨滴克服空气阻力做功为恒。鼠故选8。

题目回（2023新课标卷）一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿。轴运动,

出发点为7轴零点，拉力做的功W与物体坐标c的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为

0.4,重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是（）

01234x/m

A.在力=1馆时，拉力的功率为6W

B.在力=4馆时,物体的动能为2J

C.从力=。运动到力=2恒,物体克服摩擦力做的功为8J

D.从力=。运动到力=4的过程中，物体的动量最大为2kg・m/s

【答案】8C

【解析】由于拉力在水平方向，则拉力做的功为W=Rc可看出W—C图像的斜率代表拉力F。AB.在

物体运动的过程中根据动能定理有W—//mga;=Jm//则re=1m时物体的速度为幼=2m/sx=l?rz时，

拉力为

/=当匕=6N则此时拉力的功率P=FV1=12W,x=4m,时物体的动能为%=2J,力错误、B正确；

l\x

C.从k=0运动到土=2馆,物体克服摩擦力做的功为％=//mge=8J,C正确；D根据W—力图像

可知在0—2小的过程中E=6N,2—4馆的过程中月=3N,由于物体受到的摩擦力恒为/=4N,则物体

在力=27n处速度最大，且根据选项AB分析可知此时的速度O2=J§m/s则从力=0运动到n=4的过程

中，物体的动量最大为p=??w=2，^kg・m/s_D错误。故选BC。

题目⑦（2023全国乙卷）如图，一质量为“、长为，的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块

（可视为质点）从木板上的左端以速度比开始运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为了，当物块从木

板右端离开时（）

M

7//////////////////////////Z

A.木板的动能一定等于力B.木板的动能一定小于力

C.物块的动能一定大于D.物块的动能一定小于

I答案】BD

【解析】当物块从木板右端离开时，对m有—fxm=--mv^n—*，对M有fxM—弓*???/或其中

I=xm-xMAB.由于1>/凶，则根据以上分析可知木板的动能一定小于#,4错误、E正确；CD.根据

以上分析，联立有^送一/7=晚则物块的动能一■定小于1~?71嫌—八，C错误、O正确。故选

皿

题目回（2023江苏卷）如图所示,滑雪道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〃，重力加速度为g,不计空

气阻力。

（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”；

（3）若滑雪者能着陆在缓冲坡CD上,求平台BC的最大长度乙。

【答案】（l）t=./2^/2d3,⑵人为d（l—〃）；（3）V2cZ（l—//）

VgQ-U）

【解析】（1）滑雪者从A到P根据动能定理有m5dsin45°—〃mgcos45°d=0

根据动量定理有（mgsin45°—//mgcos45°）t=mvp-O

联立解得力=、/Vp=个四gdQ—〃）

vg（i—〃）

（2）由于滑雪者从P点由静止开始下滑，恰好到达B点，故从P点到B点合力做功为0,所以当从A点下滑

时，到达B点有比=i>p=y/V2gd{l—//）

（3）当滑雪者刚好落在。点时，平台BC的长度最大；滑雪者从B点飞出做斜抛运动，竖直方向上有

t>Pcos45°=gX0，水平方向上有L=t>Psin45°-t

联立可得乙=Cd（l—〃）

题目⑥（2023湖北卷）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272、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场在同一竖直平面内，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。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。。小物块与桌面之间的

动摩擦因数为4，重力加速度大小为g,忽略空气阻力，小物块可视为质点。求：

⑴小物块到达。点的速度大小；

（2）B和。两点的高度差；

（3）小物块在A点的初速度大小。

【答案】（1）①；（2）0;（3）风反

7,2

【解析】（1）由题知，小物块恰好能到达轨道的最高点。，则在。点有m-f-=mg

解得vD—4gR

（2）由题知，小物块从。点沿圆弧切线方向进入轨道CDE内侧，则在。点有cos60°=—

小物块从（7到。的过程中，根据动能定理有_mg（R+2?cos60°）=gm虎—5n傥

则小物块从B到D的过程中，根据动能定理有mgHBD=

联立解得vB=/,HBD=Q

⑶小物块从A到B的过程中，根据动能定理有—jLtmgS=frrwl—^-mv\

S=R・2R解得vA=y/3gR

考向三机械能守恒定律及其应用

题目□0（2023全国甲卷）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

【答案】B

【解析】铅球做平抛运动，仅受重力，故机械能守恒，4错误；B.铅球的加速度恒为重力加速度保持不

变,B正确；CD.铅球做平抛运动,水平方向速度不变,竖直方向做匀加速直线运动，根据运动的合成可知

铅球速度变大，则动能越来越大，CD错误。故选B

题目RT（2023•浙江•高考真题）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

【答案】B

【详解】游客从跳台下落，开始阶段橡皮绳未拉直，只受重力作用做匀加速运动，下落到一定高度时橡皮绳

开始绷紧，游客受重力和向上的弹力作用，弹力从零逐渐增大，游客所受合力先向下减小后向上增大，速度

先增大后减小，到最低点时速度减小到零，弹力达到最大值。

A.橡皮绳绷紧后弹性势能一直增大，4错误；

B.游客高度一直降低，重力一直做正功，重力势能一直减小，B正确；

C.下落阶段橡皮绳对游客做负功，游客机械能减少，转化为弹性势能，。错误；

D.绳刚绷紧开始一段时间内，弹力小于重力，合力向下做正功，游客动能在增加；当弹力大于重力后，合力

向上对游客做负功，游客动能逐渐减小，。错误。

题目至I（2023湖南卷）如图，固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成，两段相切

于8点，AB段与水平面夹角为段圆心为。，最高点为。、人与。的高度差等于圆弧轨道的直径2R。

小球从A点以初速度为冲上轨道，能沿轨道运动恰好到达。点，下列说法正确的是（）

A.小球从B到C的过程中,对轨道的压力逐渐增大

B.小球从A到。的过程中，重力的功率始终保持不变

C.小球的初速度2=J硒

D.若小球初速度为增大,小球有可能从B点脱离轨道

【答案】AD

【解析】4.由题知，小球能沿轨道运动恰好到达。点，则小球在。点的速度为%=0则小球从。到B的

2

过程中，有?ng_R(l—cosa)=?]馆"2琉=mgcosa-m万v联立有&=3nzgcosa—2mg，则从。至4B的过

2