机械能守恒-2027高考物理（解析版）

1.・山东・高考真题)“外骨骼机器人”是一种能增强运动能力的可穿戴装置。如图所示，在倾角为。的

斜坡上，某同学最多能拉着质量为m的物体以恒定速度”沿斜坡向上运动；穿戴“外骨骼机器人”后，最

多能拉着质量为1.47几的物体仍以相同的速度沿斜坡向上运动，绳子始终平行于斜坡，物体与斜坡之间

的动摩擦因数为〃，重力加速度大小为g,则该同学穿戴装置后，拉力的功率增加了()

A.0.4mgv(sin4-JJCOSO)B.1.4mg〃(cos0+〃sin。)

C.0.4mgo(sin。—“cos。)D.1.4n7^a(cos。一〃sin。)

命题分析：

⑴情境创设：以“外骨骼机器人”增强运动能力为真实科技情境，结合斜面拉物问题，体现物理在现代装

备中的应用价值。

(2)问题设计：通过”功率增加量”设问，要求学生先建立穿戴前后两个状态的功率表达式再求差，选项设

矍sin。±“cos。与cos。±//sin。形成强力干扰，考察受力分解的准确性。

⑶考查目标：考查受力分析、功率公式应用与代数运算(难度0.65),侧重物理观念中的能量观念与相互

作用观念。

【答案

【详解】该同学拉着物体沿斜坡向上匀速运动时，拉力的功率等于物体克服重力与摩擦力做功的功率，则

穿戴装置前有Pi=(mgsin0+^ngcosO)v

穿戴装道后有4=(l-4m^sin^I/xl.4mgco30)v

所以拉力的功率的增加量为AP=R-E=0.4"g;(sin〃+〃cos。)

故选4。

2.(2026•黑吉辽蒙卷高考真题)如图(。)，水平面上一质量为m的物块在拉力尸作用下，以初速度为由原

点。出发，沿c轴依次经过M、N、Q三点。已知而=丽=而=%,物块与水平面间的动摩擦因

数为〃，重力加速度为g,5=四函，R随位置£的变化如匆⑹所示。设物块经过N、Q两点时尸的

瞬时功率分别为以、与，经过OM、M/V、NQ段F的平均功率分别为九.RWN、BVQ，则()

ffl(a)ffl(b)

A.PN>PQ.POM>PMNB.PN〈PQ,POM>PMN\

...............0

C.PN>PQ,PMNVP^QD.PNVPQ,PMNVPNQ

命题分析：

（1）情境创设：以变力作用下的水平运动为背景，将力一位移图像与功率比较结合，构建综合性较强的单

选题。

（2）问题设计：要求比较瞬时功率R与&的大小关系，以及三段平均功率的大小关系，设问角度从定量

干算过渡到定性比较，需要多步推理。

⑶考杳目标：侧重考查图像信息的提取与转化能力、动能定理与功率公式的综合应用能力.属于综合分

析层次。

【答案】C

【详解】根据题意，从。到N过程中，由动能定理有一“，•2xij-fimg-2rr0=—•喘

乙NN

解得VN=

从N到Q过程中，由动能定理有,XQ—〃"必：（）=-^-mvQ—1m珠

解得9Q=、/3〃gc（）

则有=2Hmg-T互9%=〃mg/8//gg,PQ=〃叱，3阳的

贝］有

设经过OM、MN、NQ段的时间分别为力、12、益,物块在OM阶段，拉力小于滑动摩擦力，随着拉力的增

大，做加速度减小的减速运动，速度由研）减速到孙八物块在MN阶段，拉力大于滑动摩擦力，随着拉力的

增大，做加速度增大的加速运动，物体在。点的加速度大小为Qi=卬%=M

m

N点的加速度大小为。2=―丝也="g

rn

则有%=a2

由对称性可得』=之

物体在NQ阶段做加速度减小的加速运动，则在NQ段的平均速度大于段的平均速度，则有13V益

根据R—c图像面积表做功，由图可知，经过OM、MN、NQ段E做功分别为用=/〃5。，出="；

3

=万〃伙处！

又有反加=普、2w=半、户.网=学

G句

°,得POMVPMNVPNQ

故选。。

3.（多选）（2026年高考湖北卷物理高考真题（网络收集版））某山沟竖直截面图如图所示，山沟的一侧竖直,

另一侧是以O点为圆心、H为半径的J圆弧,圆弧最高点与O点等高。救援队从O点以大小为仙）=

的初速度向该山沟投掷救援物资，其中9是重力加速度大小。物资可视为质点，不计空气阻力。

为避免损坏救援物资，要求物资落到圆弧上的速率最小，则物资（）

B.与水平方向成45°角斜上抛

C.抛出点与落点的高度差为竽D.落到圆弧上的最小速率为9磐

命题分析：

（1）情境创设：以竖直圆环内双小球相向运动为综合情境，结合机械能守恒、圆周运动、作用力分析，体现

力学综合考查。

（2）问题设计：四选项分别考查乙的初速度、周期比较、几何关系（连线是否过圆心）、作用力合力分析。

干扰项A利用“7；02=3”的错误推导（实际为证），C利用”两球对称运动->连线过圆心”的近觉

误区。

⑶考查目标：考查机械能守恒、圆周运动作用力分析、对称性推理（难度0.65）,侧重科学思维中的科学

推理。

【答案】4。

【详解】力CO.设落点与。点的竖直高度为区水平位移为为初速度与水平方向的夹角为巴将初速度沿

水平和竖直方向分解，可得f=Dosin。,t—，I=v^cosO­t

同时有/l2+“2=R2

联立可得"=~T（］i2+--2H

4,gV-2

设落到圆弧上的速度为”，根据机械能守恒mgh+-ymv'i=Jmv1

解得⑦=，犹+2g九

故可知拉越小，。越小，故当3gt2=旦~•二时，九取最小值，落到圆弧上的速度最小；

4gt2

解得t=,除in=/区，vmin=-6gR,故AD正确，C错误；

B.根据前面分析，当［=/^,%=4A时，

V92

代人解得sin〃=；,0=30°,故B错误。

故选人。。

F向四功能关系的应用及催■守恒的问

4.（2026•陕晋青宁卷T10）如图，物块N、P、Q的质量分别为m、m.2m,Q通过不可伸长的轻绳绕过两个

固定轻质光滑定滑轮与P连接，P与位于正下方的N用劲度系数为k的轻弹簧相连。初始时托住N和

Q,使弹簧处于原长，三个物块均静止。现同时无初速度释放N和Q,运动中，物块均视为质点且不与滑

轮相碰，不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，弹性势能与d①为形变量)，重力加速度大小为

A.释放后瞬间Q的加速度大小为弓B.释放后瞬间轻绳上的拉力大小为mg

C.释放后N下降的最大距离为嘤D.释放后N的速度最大值为窄

命题分析：

(1)情境创设：以滑轮一弹簧连接体系统为背景，考查牛顿第二定律、动量守恒和能量守恒的综合应用。

(2)问题设计：四个选项分别考查释放瞬间Q的加速度(/)、绳的拉力(8)、N下降的最大距离(。)和N

的最大速度(。)。力、6考查瞬时加速度分析，C、。考查最大距离和最大速度的求解，需要综合运用动

量守恒和能量守恒。

(3)考查目标：侧重考查科学思维中的综合分析能力和数学运算能力，以及对连接体系统中动量守恒条

件的判断。

【答案】AD

【解析】

AB.根据题意可知，初始时弹簧处于原长，释放后瞬间，弹簧形变量不变，设释放后瞬间轻绳上的拉力

大小为7,对Q、P整体，由牛顿第二定律有2〃以一〃以=(7〃+27n)a

对Q,由牛顿第二定律有2"收一9二2rmz

联立解得a=4~g,故A正确，B错误；

•5J

CD.根据题意，把物块N、P、Q看成整体，左边受向下的2mg,右边也受向下的2mg,整体合力为零，由

动量守恒定律有mvN—(m+2m)vPQ

贝I有mvNt=(m+2m)vPQt

T得mxN=(zn+2m)xPQ

解得Vpj—3VPQ,Xjv—3XPQ

设释放后N下降的最大距离为0N=R则CPQ=J/I,此时弹簧形变量为=+

JJ

由能量守恒定律有rrujh+2mg•。九一mg,之h=三k(ATJ2

解得h=普

2K

；释放后N的速度最大时为小=。皿则有Q=4~&N=4~Om

OO

又有k'x?=mg

5解得

；k

q..................

财有加赞,设=¥

4k<4/c

由能量守恒定律有rngG+2mg-x'PQ-mg-xPQ=-yk(Ag)?+ymv{n+y(m4-2m)(ytm)

解得的n=菅J唔，故。错误，。正确。

故选A。。

「同一功和功;

5.（2026.河北.高考真题）我国科技爱好者复原了春秋战国时期带有刃车害®6i）的马车:并对其性能进行

了测试。在打一勃时间内，若马车以恒定功率在水平路面上沿直线运动，速度从小加速到孙，假定马车所

受阻力不变，则马车运动的。一£图像可能是（）

结合牛顿第二定律F-f=ma

整理得加速度CL-.............—

mvm

随着速度。增大，恒定功率P不变，因此加速度Q逐渐减小。

。一£图像的斜率表示加速度，因此。一力图的斜率应逐渐减小，图像越来越平缓。

故选。。

6.（2026・山东・高考真题）“外骨骼机器人”是一种能增强运动能力的可穿戴装置。如图所示，在倾角为夕；

的斜坡上,某同学最多能拉着质量为加的物体以恒定速度0沿斜坡向上运动；穿戴“外骨骼机器人”后，!

最多能拉着质量为1.4m的物体仍以相同的速度沿斜坡向卜运动.绳子始终平行于斜坡,物体与斜坡之：

............6

间的动摩擦因数为〃，重力加速度大小为g,则该同学穿戴装置后，拉力的功率增加了（）

A.0.4nT^u(sinJ+〃cos。)B.lAmgv(cos/7+/zsin^)

C.OAmgv^sinO//cos。)D.1.4mgv(cos0/zsin^)

【答案】/

【详解】该同学拉着物体沿斜坡向上匀速运动时，拉力的功率等于物体克服重力与摩擦力做功的功率，则

穿戴装置前有R=（mgsinG+/imgcosG）v

穿戴装置后有P2=（1.4TT绚sin〃+〃T.4"媳cos。）&

所以拉力的功率的增加量为AP=凡一P、=0.4mgw（sin9+〃cos。）

故选A。

7.（2026•内蒙古辽宁•高考真题）如图（Q）,水平面上一质量为m的物块在拉力9作用下，以初速度g由原

点。出发，沿c轴依次经过M、N、Q三点。已知面=丽=厢=%,物块与水平面间的动摩擦因

数为〃，重力加速度为g，o°=vZ滴，9随位置I的变化如H⑹所示。设物块经过N、Q两点时R的

瞬时功率分别为夕,、国,经过0M、M7V、NQ段R的平均功率分别为瓦闷、2W、&Q，则1）

%

3F

OMNQX

图⑶图(b)

A.PN>PQ,POM>PMNB.PNVPQ,P°M>PAIN

C.PN>PQ，PMNVPNQD.PN〈PQ，PMN<PNQ

【答案】c

【详解】根据题意，从。到N过程中，由动能定理有驾9­2的一•2网=。m煽-

解得VN=VQ={2呼0

从N到Q过程中，由动能定理有2出世?咳.四）一umgX［）=4m谣—春mv^

解得“2=J3〃gc（）

财有B=21mlg-=冲四48呻0,PQ=〃叫退的的

则有

设经过OM、MN、NQ段的时间分别为11、友、K物块在OM阶段，拉力小于滑动摩擦力，随着拉力的增

大，做加速度减小的减速运动，速度由2%戒速到物,，物块在MN阶段，拉力大于滑动摩擦力，随着拉力的

增大，做加速度增大的加速运初，物体在O点的加速度大小为Q1=""""=uq

m

N点的加速度大小为a>=2am9_丝也=内

m

则有a1=a2

由对称性可得tj=t2

物体在NQ阶段做加速度减小的加速运动，则在NQ段的平均速度大于AW段的平均速度，则有七

根据口一々图像面积表做功，由图可知，经过OM、MN、NQ段R做功分别为用=/〃”（），W2=Wi

3

=q"rvgxo

又有%M=半、%N=半、〜=学

a匕2值

。,得POMVPMN〈PNQ

故选。。

8.（多选）（2025•海南・高考真题）一起重机将质量为小的集装箱由静止匀加速竖直向上提升，加速度为Q,

重力加速度为g，不计空气阻力，匀加速时间为力，则（）

A.匀加速的最大速度为威B.集装箱的机械能增加Jmga廿

C.起重机的最大输出功率为m（g+Q）QXD.起重机对集装箱的作用力为MQ

【答案】4。

【详解】A.匀加速的最大速度%A正确;

B.集装箱的动能增加量为△瓦=春皿点=今谈产

乙乙

集装箱上升的高度/1=9产

重力势能的增加量为dEp=mgh=-^-nigai-

乙

集装箱的机械能增加△£=AE.+△耳=1~7n（g+a）at2,B错误：

CD.对集装箱进行受力分析，集装箱受到重力mg和起重机的拉力尸，根据牛顿第二定律尸一mg=ma

可得起重机对集装箱的作用力F=a（g+a）

起重机的最大输出功率为P=Fvm=m（g+a）at,。正确，。错误。

故选4。。

9.（2025年高考云南物理真题）如图所示，中老铁路国际旅客列车从云南某车站由静止出发,沿水平直轨道

逐渐加速到144km/h,在此过程中列车对库椅上的一高中生所做的功最接近（）

...........»

A.4x10VB.4x107C.4x107D.4x102J

【答案】B

【详解】高中生的质量约为50kg,根据动能定理有IV==4.0X10V

故选6。

10.(2025年高考福建卷物理真题)如图甲，竖直平面内，一长度大于4m的水平轨道。尸与光滑半圆形轨道

FNM在P点平滑连接，固定在水平地面上。可视为质点的4、3两小物块靠在一起，静置于轨道左端。

现用一水平向右推力尸作用在/上，使,4、8向右运动。以，表示/离开初始位置的位移，R随。变化

的图像如图乙所示。己知力、B质量均为0.2kg,A与水平轨道间的动摩擦因数为0.25,3与水平轨道

间的摩擦不计，重力加速度大小取10m/s2o

⑴求A离开初始位置向右运动1m的过程中，推力R做的功；

(2)求力的位移为1m时，A、3间的作用力大小：

(3)若B能到达“点，求半圆形轨道半径应满足的条件。

【答案】(1)L5J

⑵0.5N

(3)r<0.2m

【详解】(1)求0—1m,9做的功IV=Fx=1.5x1J=1.5J

(2)对AB整体，根据牛顿第二定律F-f=2ma

其中

对8根据牛顿第二定律FAB=ma

瑕立解得3s=0-5N

(3)当A、3之间的弹力为零时，A、3分离，根据(2)分析可知此时尸=0.5N

此时c=3m

2

过程中，对？1、B根据动能定理WF-urngx=Jx2mv

根据题图可得跖=L5J+2峙1立x2J=3.5J

2

从产点到M点，根据动能定理—mg-2r,nax=-ymv^in-^-mu

在M■点的最小速度满足mg=m"

^*max

联立可得rmax=0.2m

即圆弧半径满足的条件r40.2zn。

11.(2025年黑龙江、吉林、辽宁、内蒙占高考物理真题)如图，一雪块从倾角9=37。的屋顶上的。点由静止

开始下滑，滑到A点后离开屋顶。O、A间距离c=2.5m,4点距地面的高度拉=1.95m,雪块与屋顶的

匆摩擦因数〃=0.125。不计空气阻力，雪块质量不变，取sin37°=0.6,重力加速度大小g=10m/s2。求：

(1)雪块从A点离开屋顶时的速度大小v。；

(2)雪块落地时的速度大小5,及其速度方向与水平方向的夹角a。

【答案】(l)5m/s

(2)8m/s,G0°

【详解】⑴雪块在屋顶上运动过程中,由动能定理779扁11。一〃77的850・4=卷771优一0

代入数据解得雪块到A点速度大小为讪=5ni/s

⑵雪块离开屋顶后，做斜向下施运动，由动能定理mgh=-ymv?—

代入数据解得雪块到地面速度大小5=8m/s

速度与水平方向夹角。，满足8$0=幽幽=①等=4

V[82

解得a=60°

12.(2026.浙江•高考真题)如图所示，钢架雪车运动员在具有阻力的倾斜赛道上滑行，则()

A.运动员在转弯时加速度为0

B.运动员和钢架雪车整体机械能守恒

C.钢架雪车所受重力和赛道对钢架雪车的支持力是一对平衡力

D.钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力

【答案】。

【详解】力.运动员在转弯时一定有向心加速度，加速度不可能为零，故力错误；

B.倾斜赛道有阻力，阻力对运动员和钢架雪车做负功，运动员和钢架雪车整体机械能不守恒，故0错

沃•3；I

C.钢架雪车所受重力竖直向下，赛道对钢架雪车的支持力垂直赛道向上，不在同一条直线上，不是一对:

平衡力，故。错误：

.........亩

D.钢架雪车对赛道的压力与赛道对钢架雪车的支持力是一对作用力和反作用力，故。正确。

故选。。

13.（2026・湖北・高考真题）（多选）如图所示,半径为A、内壁光滑的圆环轨道固定在竖直平面内。初始时亥U，

质量为m的小球甲从圆环内表面最高处以大小为=j2gR（g为重力加速度大小）的水平初速度向右

运动，同时质量为2M的小球乙从圆环内表面最低处以某一水平初速度向左运动。当中第一次运动到圆

式最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点。不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A.乙的初速度大小为3项B.甲、乙两小球运动的周期相等

C.任意时刻两小球的连线均过圆环圆心D.任意时刻两小球对圆环作用力的合刀均不为零

【答案】

【详解】4根据题意当甲第一次运动到最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点，根据对称性可知，

乙的初速度大小等于甲到达最低点时的速度大小，故乙在最高点时的速度大小等于线=，硒，设乙球

在最低处时速度为&02,由机械能守恒得—4mgR=-y•2mv^--y•27n加

解得出2=故力错误；

B.根据题意当甲第一次运动到最低点时，乙恰好第一次运动到圆环最高点，根据对称性可知，球从最高

点到最低点和从最低点到最高点的时间相等，故甲乙两球运动的周期相等，故B正确；

CD.分析叮知，甲从最高点、运动到最低点，速度大小从J硒增大到，硒，乙从最低点到最高点，速度

大小从佝原减小到西从初始时刻取一很短时间△口甲经过的弧长短，乙经过的弧长长，转过的角

度不同，故不可能任意时刻两小球的连线均过圆心；故C错误；

D.根据前面分析可知除两球分别在最高点和最低点时两球连线经过圆心，其它位置均不满足两小球的

连线过圆心，乙球在最高点和最低点时，分别有FN2+2mg=2m'j炉’,FNl—2mg=2/几。3.）

解得/1=14mg,FN?=2mg

甲球在最低点和最高点时，分别有FN2-ing=zn（§中）,%'+mg=m（?严）

H,K

解得FNS=7rng,&'=mg

根据牛顿第三定律可知乙球在最高点时对圆环的作用力大小为2mg,此时甲球在最低点对圆环的作用

力大小为7mg;当乙球在最低点时对圆环的作用力大小为14mg,此时甲球在最高点对圆环的作用力大

小为mg,故这两个位置两球对圆环的作用力的合力不为零，结合前面分析其它位置均不满足两小球的

连线过圆心，即其它位置两球对圆环的作用力不共线，故合力不可能为零，故对任意时刻两小球对圆环

作用力的合力均不为零，故。正确。

故选BD。

14.（2025年高考河南卷物理真题）野外高空作业时，使用无人机给工人运送零件。如图，某次运送过程中的

一段时间内，无人机向左水平飞行，零件用轻绳悬挂于无人机下方，并相对于无人机静止,轻绳与竖直方

向成一定角度。忽略零件所受空气阻力，则在该段时间内（）

A.无人机做匀速运动B.零件所受合外力为零

C.零件的惯性逐渐变大D.零件的重力势能保持不变

【答案】。

【详解】O.无人机沿水平方向飞行，零件相对于无人机静止，也沿水平方向飞行做直线运动，故零件的

高度不变，可知零件的重力势能保持不变，。正确；

AB.对零件受力分析，受重力和绳子的拉力，由于零件沿水平方向做直线运动，可知合外力沿水平方

向，提供水平方向的加速度。零件水平向左做勺加速直线运动错误；

C.惯性的大小只与质量有关，零件的质量不变，故零件的惯性不变，。错误。

故选

卜向四功能关系能■守

15.（2024・北京・高考真题）如图所示,光滑水平轨道A6与竖宜面内的光滑半圆形轨道6C在3点平滑连接。

一小物体将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，物体脱离弹簧后进入半圆形轨道，恰好能够到达最高点

A.物体在。点所受合力为零

B.物体在。点的速度为零

C.物体在。点的向心加速度等于重力加速度

D.物体在力点时弹簧的弹性势能等于物体在。点的动能

【答案】。

【详解】4B.物体恰好能到达最高点。，则物体在最高点只受重力，且重力全部用来提供向心力，设半圆

轨道的半径为7,，由牛顿第二定律得：

=：

VI

解得物体在C点的速度

.............国

错误；

C.由牛顿第二定律得

mg=ma

解得物体在。点的向心加速度

C正确；

D,由能量守恒定律知，物体在力点时弹簧的弹性势能等于物体在。点时的动能和重力势能之和，。错

误。

故选。。

16.(多选)(2025年高考海南卷物理部分真题(1-6.14-18题))一起重机将质量为m的集装箱由静止匀加

速竖直向上提升，加速度为Q,重力加速度为g,不计空气阻力，匀加速时间为3则()

A.匀加速的最大速度为位B.集装箱的机械能增加春7/。俨

C.起重机的最大输出功率为m(g+Q)QtD.起重机对集装箱的作用力为

【答案】AC

【详解】4月加速的最大速度为―a±,A正确；

B.集装箱的动能增加量为AE%==-^-ma2t2

集装箱上升的高度九=♦■位2

重力势能的增加量为XEp=mgh=-ymgaf，

集装箱的机械能增加△£?=△_£,：+△Ep=1_m(g+a)Q士2,石错误；

CD.对集装箱进行受力分析，集装箱受到重力mg和起重机的拉力£根据牛顿第二定律=

可得起重机对集装箱的作用力F=m(g+a)

起重机的最大输出功率为P=Fv,n=m(g4-a)at,。正确，。错误。

故选40。

17.(2025・山东・高考真题)如图所示，内有弯曲光滑轨道的方形物体置于光滑水平面上，P、Q分别为轨道的

两个端点且位于同一高度，P处轨道的切线沿水平方向，Q处轨道的切线沿竖直方向。小物块Q、6用轻

胞簧连接置于光滑水平面上"被锁定。一质量m=〈kg的小球自Q点正上方儿=2m处自由下落，无

能量损失地滑入轨道，并从。点水平抛出，恰好击中Q,与。粘在一起且不弹起。当弹簧拉力达到F=

15N时，b解除锁定开始运动。已知Q的质量nia=1kg,b的质量加,>=^kg,方形物体的质量M=

?kg,重力加速度大小g=10m/s2,弹簧的劲度系数k=50N/m,,整个过程弹簧均在弹性限度内，弹性势

能表达式耳,=<"/3为弹簧的形变量)，所有过程不计空气阻力。求：

(1)小球到达尸点时，小球及方形物体相对于地面的速度大小幼、也；

(2)弹簧弹性势能最大时，b的速度大小电及弹性势能的最大值

【答案】⑴6m/s,水平向左，4~m/s,水平向右

(2)?m/s,水平向左，

JZ

【详解】(1)根据题意可知，小球从开始下落到。处过程中，水平方向上动量守恒，则有加幼=人例2

由能量守恒定律有rngh=-ynw孑+-yMvj

联立解得幼=6m/s,v2=^-m/s

o

即小球速度为6m/s,方向水平向左，大物块速度为等m/s,方向水平向右。

(2)由于小球落在物块a正上方，并与其粘连，小球竖直方向速度变为0,小球和物块a水平方向上动量

守恒，则有mvi=(m+mn)t>3

解得S=2mls

设当弹簧形变量为电时物块b的固定解除，此时小球和物块a的速度为必，根据胡克定律E=hr1

系统机械能守恒(m-^m)vl=-y(m+m0)M+-y/cx'i

NaNN

联立解得办=lm/s,—0.3m

固定解除之后，小球、物块a和物块b组成的系统动量守恒，当二者共速时，弹簧的弹性势能最大，由动量

守恒定律有(772+私2)%=(恒+7710+皿)%

解得以=4■m/s,方向水平向左。

由能量守恒定律可得，最大弹性势能为%n=1~(771+7沱“)0；+Jk城一J(771+"%+状=)

乙乙乙乙

18.(2026•黑龙江大庆•模拟预测)电动方程式(劭7立mZa@是目前世界上新能源汽车运动中级别最高的赛

事，赛车在专业赛道水平路面二山静止启动，在前2s内做匀加速直线运动，2s末达到额定功率,之后保

捋额定功率继续运动，其&-［图像如图所示。已知汽车的质量为m=8xICTkg,汽车受到地面的阻力

为车重的/，取g=10m/s2,下列说法正确的是()

...................0

A.赛车在2s内的位移为8mB.赛车在加速过程中牵引力保持不变

C.当速度o=20m/s时，其加速度为5m/s2D.该赛车的最大速度是288km/h

【答案】。

【详解】A.赛车在前两秒内做匀加速直线运动，设在第二秒末的速度为小，则在这段时间内的位移为出

=t=16m,故A错误：

B.赛车在匀加速直线运动过程中牵引力保持不变，在达到额定功率之后牵引力随速度增加而逐渐减

小。故B错误;

C.汽车在匀加速阶段的加速度为Q=今^=8m/s?

△t

其牵引力为伤=ma+/=8X10W

额定功率为鸟=玛%=1.28x1。6W

则当速度。=20。m/s时，其牵引力典'二”■=6.4xlOW

V

加速度为a==————=6mle2

mm

故。错误；

D.当牵引力等于阻力时有最大速度，即40ax=~7~=80mzs=288km//i

J

故Q正确。

故选。。

19.（2026・湖南怀化・三模）如图所示，工人师傅利用两根绳子把空调拉到安装位置.。两根绳子的一端均固定

在空调上,其中一根绳子的另一端固定于墙上A7点，另一根绳子的一端在工人手上。工人在N处收绳

子，空调由尸处匀速率运动到Q处的过程，克服重力做功的功率变化情况为（）

A.逐渐减小B,逐渐增大C.先减小后增大D.先增大后减小

【答案】B

【详解】克服重力做功的功率%因为空调由尸处匀速率运动到Q处的过程，速度的竖直分量逐

渐变大，可知克服重力做功的初率逐渐变大。

故选6。

2。.（多选）（2026.山西忻州・模拟预测）如图为牵引力E和车速倒数+的关系图像。若汽车质量为2X

10：,kg,它由静止开始沿平直公路行驶，目行驶中阻力恒定，设其最大车速为30m/s,下列说法正确的是

A.汽车所受阻力为2xlO：WB.汽车车速为5m/s时,功率为3xlO」W

C.汽车匀加速运动时的加速度为3m/s2D.汽车匀加速所需时间为10s

【答案】AB

【详解】A.结合F—工图像分析：汽车从静止启动，先做匀加速直线运动，牵引力R恒定，对应图像的水

v

平段；

当功率达到额定功率后，功率保持不变尸=£=?•上

VV

F随工线性变化，对应图像的斜线段，取斜线上点工•妫几，b=3xlO；sN,得额定功率P=N=3

vv20

X103X20W=6X10'IV

当季引力减小到等于阻力时，速度达到最大值?“=30m/s,则/=互=吗£N=2X10W,故4正确；

Vm30

B.匀加速阶段牵引力R=6xlO；W,匀加速的末速度幼=W^m/s=10m/s

尸6X103

车速&=5m/sV10m/s,仍处于匀加速阶段，功率尸'=网=6乂103乂5卬=3乂10」卬，故吕正确；

C.由牛顿第二定律厂一/=机

代入数据得a=巴』=6xl03-2X1O3ni/s2=2in/s2,故。错误；

m2xIO，

D.匀加速末速度v{=lOrn/s,a=2m/s'2,得匀加速时间力=%=5s，故。错误。

a

故选月B。

21.（多选）（2026•安徽合肥•模拟预测）如图甲为中国五大面食之一的山西大同刀削面的切削过程。某次连

续削出的面片中有一片的空中运动轨迹如图乙所示，P、Q为轨迹上的两点，已知该面片以某一水平初

速度由O点削出，从。到P与从P到Q的时间比为4：5,不计空气阻力，下列说法正确的是（）

..........................................................................

A.该面片从O到P的速度变化率比P到Q的速度变化率大

B.落到锅里的面片，飞得远的在空中运动时间较长

C.该面片运动到P点与Q点时，重力做功的瞬时功率之比为4；9

D.从。到。与从。到Q过程,重力做功的平均功率之比为4：13

【答案】CO

【详解】A.面片做平抛运动，只受重力作用，加速度恒为重力加速度g,根据加速度定义。=用可知，

速度变化率保持不变，故A错误；

B.平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，运动时间由高度决定，即£=

落到锅里的面片，若下落高度相同，则在空中运动时间相同，飞得远说明水平初速度较大，故B错误；

C.设从。到P的时间为4£,则从。到Q的时间为5人从O到Q的总时间为91。面片在竖直方向做自

由落体运动，尸点竖直分速度n&=g・4£

Q点竖直分速度％y=g・9£

重力做功的瞬时功率P=7闻％

贝］该面片运动到尸点与Q点时，重力做功的瞬时功率之比为丹,：々=4:9,故。正确；

D.从。到。过程，竖直方向平均速度％=上詈=2/

重力做功的平均功率户1=mg均1=2mg

从P到Q过程，竖直方向平均速度列2=加=63gt

重力做功的平均功率户2=mg%=6.5mg2t

贝I从O到尸与从尸到Q过程，重力做功的平均功率之比为凡：2=4:13,故。正确。

故选C。。

22.（2026•江苏扬州•模拟预测）质点做直线运动的£图像如图所示，规定向右为正方向，则该质点

A.在0-8s内的平均速度的大小为0.25m/s,方向向左

B.在£=2s和1=4s时的加速度方向相反

C.在£=2s和£=4s时的速度相同

D.在0〜5s内所受的合外力对其所做的功为零

【答案】。

【详解】根据图线与横坐标轴围成的图形的面积表示质点的位移，由图象可知质点在0〜8s内

的位移为x=-1-X（1+3）x2m+-1-x5x（―2）m=-Im

质点在0~8s内的平均速度。=亍=-0.125m/s

则质点在0-8s内的平均速度大小为0.125m/8,方向向左，故4错误：

B.在1~4s内，图线是一条直线，质点做匀变速直线运动，加速度不变，在t=2s和£=4s时的加速度

方向相同，故6错误：

C.由图像可知£=26时质点的速度为lm/s"=4s时质点的速度为一1m/s,速度方向相反，故。错

误；

D.£=0时与£=5s时质点的速度大小相等，因此质点在这两时刻的动能大小相等，由动能定理可知，

在0〜5s内合外力对质点所做的功为零，故。正确。

故选。

23.（2026・湖南长沙•三模）某校高一年级某班同学做了如图所示实验，长为L的木板水平放置，在木板的4

端放置一个质量为小的小物块，现缓慢地抬高力端，使木板以左端为轴转动，转至与水平面的夹角为。

（弧度），在整个过程中，小物块与木板保持相对静止。下列说法正确的是（）

片二苗口力

A.摩擦力对小物块做功为零B.摩擦力对小物块做功为-m^Lsina

C.支持力对小物块做功为零D.支持力对小物块做功为7/Lcosa

【答案】4

【详解】AB.在木板从水平位置,开始转动到与水平面的夹角为a的过程中，静摩擦力与物体运动的方向

垂直，所以静摩擦力对小物块俶功为零，故人正确，8错误；

CD.在木板从水平位置开始转动到与水平面的夹角为“的过程中，小物块的动能保持不变，根据动能定

理可得WN-mgLsina=0

解得支持力对小物块做功为1小=次加sina,故CD错误。

故选A。

24.（多选）（2026•山西忻州•模拟预测）学习小组用如图所示的装置来测量空气阻力对小球所做的功。小组

同学将细线一端固定在力学传感器上的O点，另一端与质量为0.5kg的小球相连。小组同学测得细线

的长度L=1m,小球的半径远小于线长。现将细线拉直，并使其位于水平位置，然后将小球由静止释放。

当小球运动到最低点时,传感器的示数R=13N,取g=10m/s2。下列说法正确的是（）

..........................................................................

O

力学传感器o

o

A.小球运动到最低点时向心力大小为18N

B.小球运动到最低点时的速度大小为4m/s

C.小球运动过程中加速度始终沿绳指向。点

D.小球运动到最低点的过程中，空气阻力对小球做的功为-1。J

【答案】BD

【详解】4小球运动到最低点时，向心力由拉力和重力的合力提供用,=9—7%=13N—0.5xl（）N=

8N,故从错误;

B.由向心力公式舔=卫卢

代入解得v=4m/s，故3正确;

C.小球做变速圆周运动，速度大小不断变化，除了指向。点的向心加速度，i卫有改变速度大小的切向

加速度，合加速度不沿绳指向。点，故C错误；

D.对小球从释放到最低点过程应用动能定理〃均乙+%=」7碇2-0

代入解得%=-1J,故。正确。

故选BD。

25.（2026•天津河西•三模）如图所示为拍电影时吊威亚的情景简化图。工作人员A向左运动,用绕过定滑轮

的轻绳（不可伸长）将演员8竖直向上吊起。不计轻绳和定滑轮之间的摩擦，演员6沿竖直方向匀速上

升的过程中，下列说法正确的是（）

A.演员6的机械能不变B.轻绳对定滑轮的作用力减小

C.工作人员只对地面的压力减小D.工作人员人向左做加速运动

【答案】，

【详解】4