2023届高考物理一轮复习学案：高考动向10 动能定理及机械能守恒定律

高考动向10 动能定律及机械能守恒定律 知识框架 例题详解 【例1】如图所示，A物体质量为m，B质量为2m，用一轻绳相连，将A用一轻弹簧悬挂于天花板上，系统处于静止状态，此时弹簧的伸长量为x，弹性势能为Ep，已知弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比，且弹簧始终在弹性限度内．现将悬线剪断，则在以后的运动过程中，A物体的 A．最大动能为 B．最大动能为 C．速度达到最大时，弹簧弹力做功为 D．速度达到最大时，弹簧弹力做功为 【例2】如图所示，质量为m的小球A沿高度为h倾角为θ的光滑斜面由静止滑下，另一质量与A相同的小球B自相同高度由静止落下。下列说法正确的是 A．从释放至落地瞬间，重力对两球做的功相同 B．落地前的瞬间A球的速度大于B球的速度 C．落地前的瞬间A球重力的瞬时功率大于B球重力的瞬时功率 D．从释放至落地瞬间，两球重力的平均功率相同 【例3】（2018云南昭通五校联考）质量为2×103kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，行驶过程中牵引力F和车速倒数的关系图象如图所示．已知行驶过程中最大车速为30 m/s，设阻力恒定，则(　　) A． 汽车所受阻力为6×103N B． 汽车在车速为5 m/s时，加速度为3 m/s2 C． 汽车在车速为15 m/s时，加速度为1 m/s2 D． 汽车在行驶过程中的最大功率为6×104W 综合训练 1.下列所述的实例中，机械能守恒的是（ ） A．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降 B．斜向上抛出的石子 C．飞机在竖直平面内做匀速圆周运动的过程 D．光滑水平桌面上匀速运动的木块 2.如图，质量为1kg的小物块从倾角为30°、长为2m的光滑固定斜面顶端由静止开始下滑，若选初始位置为零势能点，重力加速度取10m/s2，则它滑到斜面中点时具有的机械能和动能分别是 A．5J，5J 　　 B．10J，15J C. 0，5J 　 D． 0，10J 3.如图所示，竖直放置的半径为r的光滑圆轨道被固定在水平地面上，最低点处有一小球（半径比r小很多），现给小球一水平向右的初速度，则要使小球不脱离圆轨道运动，应当满足 A．≥ B．≥ C．≥ D．≤ 4.如图甲所示，光滑斜面上有一滑块，受到沿斜面向上的作用力，从静止开始向上运动，物块的机械能与位移的关系如图乙所示（沿斜面向上为正方向）。下列说法正确的是（　　） A．过程中，力逐渐增大 B．过程中，物块的加速度一直减小 C．过程中，物块的动能一直增大 D．过程中，物块受到的力为零 5.如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点。将小球拉至A点，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，当小球运动到O点正下方与A点的竖直高度差为h的B点时，速度大小为v。已知重力加速度为g，下列说法正确的是 A．小球运动到B点时的动能等于mgh B．小球由A点到B点重力势能减少 C．小球由A点到B点克服弹力做功为mgh D．小球到达B点时弹簧的弹性势能为mgh－ 6.如图所示,轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上,右端与一个质量为m的滑块接触,弹簧处于原长.现施加水平力F缓慢地将滑块向左压至某位置静止,此过程中力F做功为W1,滑块克服摩擦力做功为W2.撤去力F后,滑块向右运动最终和弹簧分离.若不计空气阻力,滑块所受摩擦力大小恒定,则 (　　) A.撤去力F时,弹簧的弹性势能为W1-W2 B.撤去力F后,滑块和弹簧组成的系统机械能守恒 C.滑块与弹簧分离时的加速度为零 D.滑块与弹簧分离时的动能为W1-2W2 7.如图所示,让一小球分别从竖直墙壁上的A点和B点沿不同的粗糙斜面AC和BC到达水平面上同一点C,小球释放的初速度均等于0,两个斜面的粗糙程度相同.关于小球的运动,下列说法正确的是(　　) A.下滑到C点时合外力的冲量可能相同 B.下滑到C点时的动能可能相同 C.下滑到C点过程中损失的机械能一定相同 D.若小球质量增大,则沿同一斜面到达斜面底端的速度增大 8.从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得 A.物体的质量为2 kg B．h=0时，物体的速率为20 m/s C．h=2 m时，物体的动能Ek=40 J D．从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J 9.如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时。对应的轨道半径为（重力加速度大小为g）