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机械能及其守恒定律专题

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机械能及其守恒定律专题考点一：力与运动结合1.一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。

此后，该质点的动能可能（ ）A ．一直增大B ．先逐渐减小至零，再逐渐增大C ．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D ．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大2.将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v-t 图像如图所示。

以下判断正确的是（ ）Ａ、前3s 内货物处于超重状态 Ｂ、最后2s 内货物只受重力作用Ｃ、前3s 内与最后2s 内货物的平均速度相同 Ｄ、第3s 末至第5s 末的过程中，货物的机械能守恒3．如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t =0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。

通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F 随时间t变化的图像如图（乙）如示，则( )A ．t 1时刻小球动能最大B ．t 2时刻小球动能最大C ．t 2~t 3这段时间内，小球的动能先增加后减少D ．t 2~t 3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能4.质量为m 的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。

力的大小F 与时间t 的关系如图所示，力的方向保持不变，则( )A ．03t 时刻的瞬时功率为mt F 0205 B ．03t 时刻的瞬时功率为m t F 02015C ．在0=t 到03t 这段时间内，水平力的平均功率为mt F 423020 D. 在0=t 到03t 这段时间内，水平力的平均功率为mt F 625020 考点二：机械能守恒定律的应用5.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。

假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ）A ．运动员到达最低点前重力势能始终减小B ．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C ．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D ．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关6．如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A 、B 用轻强连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。

初始时刻，A 、B 处于同一高度并恰好处于静止状态。

剪断轻绳后A 下落、B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块（ ）A.速率的变化量不同B.机械能的变化量不同C.重力势能的变化量相同D.重力做功的平均功率相同7.如图所示，将小球a 从地面以初速度v 。

竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b 从距地面h 处由静止释放，两球恰在2h 处相遇（不计空气阻力）。

则（ ） A.两球同事落地 B.相遇时两球速度大小相等C.从开始运动到相遇，球a 动能的减少量等于球b 动能的增加量D.相遇后的任意时刻，重力对球a 做功功率和对球b 做功功率相等8.如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a 和b ,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m 的a 球置于地面上，质量为m 的b 球从水平位置静止释放。

当a 球对地面压力刚好为零时，b 球摆过的角度为θ.下列结论正确的是（ ）(A)θ=90︒ (B)θ=45︒(C)b 球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小(D)b 球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率一直增大9.如图所示，两光滑斜面的倾角分别为30︒和45︒,质量分别为2 m 和m 的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦)，分别置于两个斜面上并由静止释放;若交换两滑块位置，再由静止释放，则在上述两种情形中正确的有（ ）(A)质量为2m 的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用(B)质量为m 的滑块均沿斜面向上运动(C)绳对质量为m 滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力(D)系统在运动中机械能均守恒考点三：功能关系，动能定理和能量守恒的综合应用10.如图所示，细线的一端固定于O 点，另一端系一小球。

在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点。

在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是（ ）(A)逐渐增大 (B)逐渐减小(C)先增大，后减小 (D)先减小，后增大11.如图所示，在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道，半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 的正上方P 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AP =2R ,重力加速度为g ，则小球从P到B 的运动过程中（ ）A. 重力做功mgR 2B. 机械能减少mgRC. 合外力做功mgRD. 克服摩擦力做功mgR 2112．如图所示，演员正在进行杂技表演。

由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于（ ）A ．0.3JB ．3JC ．30JD ．300J13.如图所示，倾角︒=30θ的粗糙斜面固定在地面上，长为l ，质量为m ，粗细均匀，质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端下斜面顶端齐平。

用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（ ）A ．物块的机械能逐渐增加B ．软绳重力势能共减少了mgl 41 C ．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D ．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和14.如图甲所示，静止在水平地面的物块A ，受到水平向右的拉力F 的作用，F与时间t 的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值f m 与滑动摩擦力大小相等，则（ ）A ．0—t 1时间内F 的功率逐渐增大B ．t 2时刻物块A 的加速度最大C ．t 2时刻后物块A 做反向运动D ．t 3时刻物块A 的动能最大１５.如图所示，在外力作用下某质点运动的t υ-图象为正弦曲线。

从图中可以判断（ ）A ．在0～t 1时间内，外力做正功B ．在0～t 1时间内，外力的功率逐渐增大C ．在t 2时刻，外力的功率最大D ．在t 1～t 2时间内，外力做的总功为零１６．图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。

木箱在轨道端时，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滑下，与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顶端，再重复上述过程。

下列选项正确的是（ ）A ．m ＝MB ．m ＝2MC ．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度D ．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能１７.质量为M 、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m 的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。

初始时小物块停在箱子正中间，如图所示。

现给小物块一水平向右的初速度v ，小物块与箱壁碰撞N 次后恰又回到箱子正中间，井与箱子保持相对静止。

设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为 （ ）A ．212mvB ．212mM v m M+ C ．12N mgL μ D ．N μm gL １８.如图所示，平直木板AB 倾斜放置，板上的P 点距A 端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由A 到B 逐渐减小，先让物块从A 由静止开始滑到B 。

然后，将A 着地，抬高B ，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B 由静止开始滑到A 。

上述两过程相比较，下列说法中一定正确的有（ ）（A ）物块经过P 点的动能，前一过程较小（B ）物块从顶端滑到P 点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少（C ）物块滑到底端的速度，前一过程较大（D ）物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长计算题部分：１９. 在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此进行了讨论。

如图所示，他们将选手简化为质量m=60kg 的指点， 选手抓住绳由静止开始摆动，此事绳与竖直方向夹角α=300，绳的悬挂点O 距水面的高度为H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深。

取中立加速度g=10m/s 2， （1）求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F ；（2）若绳长l=2m, 选手摆到最高点时松手落入手中。

设水碓选手的平均浮力f1=800N ，平均阻力f2=700N ，求选手落入水中的深度d ；（3）若选手摆到最低点时松手， 小明认为绳越长，在浮台上的落点距岸边越远；小阳认为绳越短，落点距岸边越远，请通过推算说明你的观点。

２０．如图所示，一工件置于水平地面上，其AB 段为一半径R =1.0m 的光滑圆弧轨道，BC 段为一长度L =0.5m 的粗糙水平轨道，二者相切于B 点，整个轨道位于同一竖直平面内，P 点为圆弧轨道上的一个确定点。

一可视为质点的物块，其质量m =0.2K g ，与BC 间的动摩擦因数4.01=μ。

工件质量M =0.8Kg ，与地面间的动摩擦因数1.02=μ。

（取g =10m/s 2） （1）若工件固定，将物块由P 点无初速度释放，滑至C 点时恰好静止，求P 、C 两点间的高度差h 。

（2）若将一水平恒力F 作用于工件，使物块在P 点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动。

①求F 的大小。

②当速度s m v /5=时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B 点间的距离。

２１.某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轩质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f 。

轻杆向右移动不超过l 时，装置可安全工作.一质量为m 的小车若以速度v 0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动l 4。

轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦.(1)若弹簧的劲度系数为k ，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x ;(2)求为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度v m ;(3)讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v '和撞击速度v 的关系.２２．如图所示，物体A 放在足够长的木板B 上，木板B 静止于水平面。

t =0时，电动机通过水平细绳以恒力F 拉木板B ，使它做初速度为零、加速度a B =1.0m/s 2的匀加速直线运动。

已知A 的质量m A 和B 的质量m B 均为2.0kg ，A 、B 之间的动摩擦因数μ1=0.05，B 与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g 取10m/s 2。

求⑴物体A 刚运动时的加速度a A ；⑵t=1.0s 时，电动机的输出功率P ；⑶若t =1.0s 时，将电动机的输出功率立即调整为P ′=5W ，并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，t =3.8s 时物体A 的速度为1.2m/s 。

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高中物理机械能及守恒定律专题及解析

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高中物理机械能及守恒定律专题及解析高中物理机械能及守恒定律专题及解析一、机械能的概念及计算公式机械能是指一个物体同时具有动能和势能的能量，它是物体运动时的总能量。

机械能可以通过以下公式计算：机械能 = 动能 + 势能其中，动能的公式为：动能 = 1/2 ×质量 ×速度²势能的公式为：势能 = 质量 ×重力加速度 ×高度二、机械能守恒定律的表述及应用机械能守恒定律指的是，在一个封闭系统中，如果只有重力做功，没有其他非保守力做功，那么该系统的机械能守恒，即机械能的总量不会发生变化。

这一定律可以通过以下实验进行验证：将一个小球从一定高度上自由落下，当小球下落到一定高度时，用一个弹性绳接住小球，使其反弹上升，然后再次自由下落。

实验结果表明，当小球反弹的高度恰好等于初始下落高度时，机械能守恒定律成立。

在实际应用中，机械能守恒定律常常用于解决与能量转换和效率有关的问题。

例如，我们可以利用机械能守恒定律计算斜面上物体的滑动速度或滑动距离，来评估机械装置的效率。

此外，机械能守恒定律还可以用于解决弹簧振子、单摆等周期性运动问题。

三、机械能守恒定律的应用实例分析1. 斜面上物体滑动问题假设一个物体从斜面的顶端自由滑下，忽略空气阻力和摩擦力，那么当物体滑到斜面的底端时，动能和势能的变化可以用机械能守恒定律来表达。

设物体的质量为m，斜面的高度差为h，斜面的倾角为θ。

假设物体在斜面上的速度为v，那么动能和势能的变化可以表示为：动能的变化：ΔK = K(终) - K(始) = 1/2 × m × v² - 0 = 1/2 × m ×v²势能的变化：ΔU = U(终) - U(始) = m × g × h × sinθ - 0 = m × g× h × sinθ根据机械能守恒定律，动能的变化等于势能的变化，即：1/2 × m × v² = m × g × h × sinθ通过求解上述方程，可以得到物体在斜面上的滑动速度v的数值。

专题12 机械能守恒定律的理解与应用、功能关系与能量守恒(原卷版)

专题12 机械能守恒定律的理解与应用、功能关系与能量守恒(原卷版)

专题12 机械能守恒定律的理解与应用、功能关系与能量守恒目录题型一机械能守恒的判断 (1)题型二单物体的机械能守恒问题 (2)题型三连接体的机械能守恒问题 (4)类型1 轻绳连接的物体系统 (5)类型2 轻杆连接的物体系统 (6)类型3 含“弹簧类”系统的机械能守恒 (7)题型四功能关系的理解和应用 (9)类型1功能关系的理解 (9)类型2 功能关系与图像的结合 (10)类型3 功能关系的综合应用 (11)题型五能量守恒定律的理解和应用 (12)题型一机械能守恒的判断【解题指导】机械能是否守恒的三种判断方法(1)利用机械能的定义判断：若物体动能、势能之和不变，则机械能守恒．(2)利用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功(或做功代数和为0)，则机械能守恒．(3)利用能量转化判断：若物体或系统与外界没有能量交换，物体或系统也没有机械能与其他形式能的转化，则机械能守恒．【例1】(2022·广东惠州一中月考)(多选)如图所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一固定的竖直墙壁(不与槽粘连)．现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，从A 点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是()A．小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功B．小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球的机械能守恒C．小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与半圆形槽组成的系统机械能守恒D．小球从下落到从右侧离开半圆形槽的过程中，机械能守恒【例2】如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，弹簧一直保持竖直，空气阻力不计，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，下列说法中正确的是()A．小球的动能一直减小B．小球的机械能守恒C．克服弹力做功大于重力做功D．最大弹性势能等于小球减少的动能【例3】(2022·湖南永州市模拟)伽利略在研究力和运动的关系的时候，采用两个平滑对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，小球又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐减小直至为零，如图1所示。

2024全国高考真题物理汇编：机械能守恒定律章节综合

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2024全国高考真题物理汇编机械能守恒定律章节综合一、单选题1．（2024海南高考真题）神舟十七号载人飞船返回舱于2024年4月30日在东风着陆场成功着陆，在飞船返回至离地面十几公里时打开主伞飞船快速减速，返回舱速度大大减小，在减速过程中（）A ．返回舱处于超重状态B ．返回舱处于失重状态C ．主伞的拉力不做功D ．重力对返回舱做负功2．（2024全国高考真题）福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。

借助配重小车可以进行弹射测试，测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后，落到海面上。

调整弹射装置，使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍。

忽略空气阻力，则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的（）A ．0.25倍B ．0.5倍C ．2倍D ．4倍3．（2024浙江高考真题）一个音乐喷泉喷头出水口的横截面积为42210m ，喷水速度约为10m/s ，水的密度为3110 kg/m 3，则该喷头喷水的功率约为（）A ．10WB ．20WC ．100WD ．200W4．（2024浙江高考真题）如图所示，质量为m 的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h ，则足球（）A ．从1到2动能减少mghB ．从1到2重力势能增加mghC ．从2到3动能增加mghD ．从2到3机械能不变5．（2024江西高考真题）两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动，半径分别为1r 、2r ，则动能和周期的比值为（）A．k121k212,E r T E r T B．k111k222,E r T E r T C．k121k212,E r T E r T D．k111k222E r T E r T ，6．（2024北京高考真题）水平传送带匀速运动，将一物体无初速度地放置在传送带上，最终物体随传送带一起匀速运动。

下列说法正确的是（）A ．刚开始物体相对传送带向前运动B ．物体匀速运动过程中，受到静摩擦力C ．物体加速运动过程中，摩擦力对物体做负功D ．传送带运动速度越大，物体加速运动的时间越长7．（2024安徽高考真题）某同学参加户外拓展活动，遵照安全规范，坐在滑板上，从高为h 的粗糙斜坡顶端由静止下滑，至底端时速度为v ．已知人与滑板的总质量为m ，可视为质点．重力加速度大小为g ，不计空气阻力．则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为（）A ．mghB ．212mvC ．212mgh mvD ．212mgh mv8．（2024重庆高考真题）2024年5月3日，嫦娥六号探测成功发射，开启月球背面采样之旅，探测器的着陆器上升器组合体着陆月球要经过减速、悬停、自由下落等阶段。

2024年高考物理一轮复习专题17机械能守恒定律及其应用限时训练含解析

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专题17 机械能守恒定律及其应用(限时：45min)一、选择题（共11小题）1．(2024·天津高考)滑雪运动深受人民群众宠爱。

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 ．合外力做功肯定为零D ．机械能始终保持不变【答案】C【解析】运动员从A 点滑到B 点的过程做匀速圆周运动，合外力指向圆心，不做功，故A 错误，C 正确。

如图所示，沿圆弧切线方向运动员受到的合力为零，即F f ＝mg sin α，下滑过程中α减小，sin α变小，故摩擦力F f 变小，故B 错误。

运动员下滑过程中动能不变，重力势能减小，则机械能减小，故D 错误。

2.如图所示，在水平桌面上的A 点有一个质量为m 的物体，以初速度v 0被抛出，不计空气阻力，当它到达B 点时，其动能为( )A.12mv 02＋mgHB.12mv 02＋mgh 1 C ．mgH －mgh 2 D.12mv 02＋mgh 2 【答案】B【解析】由机械能守恒，mgh 1＝12mv 2－12mv 02，到达B 点的动能12mv 2＝mgh 1＋12mv 02，B 正确。

3.如图所示，具有肯定初速度的物块，沿倾角为30°的粗糙斜面对上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面对上的拉力F 作用，这时物块的加速度大小为4 m/s 2，方向沿斜面对下，那么，在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是( )A ．物块的机械能肯定增加B ．物块的机械能肯定减小C ．物块的机械能可能不变D ．物块的机械能可能增加也可能减小 【答案】A【解析】机械能改变的缘由是非重力、弹力做功，题中除重力外，有拉力F 和摩擦力F f 做功，则机械能的改变取决于F 与F f 做功大小关系。

由mg sin α＋F f －F ＝ma 知：F －F f ＝mg sin 30°－ma ＞0，即F ＞F f ，故F 做正功多于克服摩擦力做功，故机械能增加，A 项正确。