专题06 机械能—2023年高考物理母题题源解密（全国通用）

专题06 机械能 考向一 功、功率、动能定理 【母题来源一】2022年高考广东卷 【母题题文】（2022·广东卷·T9）如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平段以恒定功率、速度匀速行驶，在斜坡段以恒定功率、速度匀速行驶。已知小车总质量为，，段的倾角为，重力加速度g取，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 B. 从M到N，小车克服摩擦力做功 C. 从P到Q，小车重力势能增加 D. 从P到Q，小车克服摩擦力做功 【答案】ABD 【解析】 A．小车从M到N，依题意有 代入数据解得 故A正确； B．依题意，小车从M到N，因匀速，小车所受的摩擦力大小为 则摩擦力做功为 则小车克服摩擦力做功为800J，故B正确； C．依题意，从P到Q，重力势能增加量为 故C错误； D．依题意，小车从P到Q，摩擦力为f2，有 摩擦力做功为 联立解得 则小车克服摩擦力做功为700J，故D正确。 故选ABD。 【母题来源二】2022年高考湖北卷 【母题题文】（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2v，在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v。前后两段时间内，合外力对质点做功分别为W1和W2，合外力的冲量大小分别为I1和I2。下列关系式一定成立的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】C 【解析】 根据动能定理可知 可得 由于速度是矢量，具有方向，当初、末速度方向相同时，动量变化量最小，方向相反时，动量变化量最大，因此冲量的大小范围是 可知 故选C。 【母题来源三】2022年高考湖北卷 【母题题文】（2022·浙江6月卷·T13）小明用额定功率为、最大拉力为的提升装置，把静置于地面的质量为的重物竖直提升到高为的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过的匀减速运动，到达平台速度刚好为零，取，则提升重物的最短时间为（　　） A. 13.2s B. 14.2s C. 15.5s D. 17.0s 【答案】C 【解析】 为了以最短时间提升重物，一开始先以最大拉力拉重物做匀加速上升，当功率达到额定功率时，保持功率不变直到重物达到最大速度，接着做匀速运动，最后以最大加速度做匀减速上升至平台速度刚好为零，重物在第一阶段做匀加速上升过程，根据牛顿第二定律可得 当功率达到额定功率时，设重物速度为，则有 此过程所用时间和上升高度分别为 重物以最大速度匀速时，有 重物最后以最大加速度做匀减速运动的时间和上升高度分别为 设重物从结束匀加速运动到开始做匀减速运动所用时间为，该过程根据动能定理可得 又 联立解得 故提升重物的最短时间为 C正确，A 【母题来源四】2022年高考浙江卷 【母题题文】（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AB、圆心为O1的半圆形光滑轨道BCD、圆心为O2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、D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、O1、D、O2和F点处于同一直线上。已知可视为质点的滑块质量m=0.1kg，轨道BCD和DEF的半径R=0.15m，轨道AB长度，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°=0.6，cos37°=0.8。滑块开始时均从轨道AB上某点静止释放， （1）若释放点距B点的长度l=0.7m，求滑块到最低点C时轨道对其支持力FN的大小； （2）设释放点距B点的长度为，滑块第一次经F点时的速度v与之间的关系式； （3）若滑块最终静止在轨道FG的中点，求释放点距B点长度的值。 【答案】（1）7N；（2）；（3）见解析 【解析】 （1）到C点过程据动能定理可得 C点时 （2）能过最高点时，则能到F点，则恰到最高点时 据动能定理可得 解得 要能过F点 （3）设摩擦力做功为第一次到达中点时的n倍 据动能定理可得 解得 当时 当时 当时 BD错误； 故选C。 【命题意图】本类题通常主要考查对摩擦力、向心力、功、动能等基本运动概念的理解，以及对摩擦力做功、动能定理等物理概念与规律的理解与简单的应用。 【考试方向】从近几年高考来看，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。 【得分要点】 （1）变力做功的计算方法 ①用动能定理W=ΔEk或功能关系求。 ②当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车恒功率启动时。 ③当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这