第一部分 专题二 考点1　动能定理、机械能守恒定律、功能关系-【金版教程】2023高考物理大二轮刷题首选卷课件PPT（新教材）

考点1　动能定理、 机械能守恒定律、功能关系 1 经典特训题组 2 真题调研题组 27 模拟冲刺题组 78 本课结束 119 1．(多选)放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间的图像和该拉力的功率与时间的图像分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是(　　) A．0～6 s内物体的位移大小为30 m B．0～6 s内拉力做的功为70 J C．合力在0～6 s内做的功与0～2 s内做的功相等 D．滑动摩擦力的大小为5 N 答案　ABC 解析　由v­t图像与t轴围成的面积表示位移，可得0～6 s内物体的位移大小x＝ eq \f(4＋6,2)×6 m＝30 m，故A正确；由P­t图像与t轴围成的面积表示做功多少，可得在0～2 s内拉力对物体做功W1＝ eq \f(30×2,2) J＝30 J，2～6 s内拉力对物体做功W2＝10×4 J＝40 J，所以0～6 s内拉力做的功为W＝W1＋W2＝70 J，B正确；由图甲可知，在2～6 s内，物体做匀速运动，合力为零，则合力在0～6 s内做的功与0～2 s内做的功相等，故C正确；在2～6 s内，v＝6 m/s，P＝10 W，物体做匀速运动，滑动摩擦力f＝F＝ eq \f(P,v)＝ eq \f(10,6) N＝ eq \f(5,3) N，故D错误。 2．(多选)如图甲所示，一轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有质量为m的物块P，弹簧形变量为x0，系统处于静止状态。现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动。用x表示P离开初始位置的位移，向上拉力F和x之间关系如图乙所示。从拉力F作用在物块上开始到弹簧恢复原长的过程中，下列说法正确的是(　　) A．系统机械能的变化量为(2F1－mg)x0 B．物块P的动能变化量大小为(F1－mg)x0 C．弹簧的弹性势能变化量大小为 eq \f(1,2)mgx0 D．物块P的重力势能变化量大小为2mgx0 答案　BC 解析　弹簧上端放有质量为m的物块P，由平衡条件有mg＝kx0，拉力使物块向上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律有F＋k(x0－x)－mg＝ma，联立可得F＝kx＋ma，故x＝0时F0＝ma，x＝x0时，F1＝mg＋ma。根据功能关系，系统机械能的变化量ΔE机＝WF＝ eq \f(F0＋F1,2)x0＝ eq \f(F1－mg＋F1,2)x0＝ eq \f(（2F1－mg）x0,2)，故A错误；物块P做匀加速直线运动，动能变化量ΔEk＝ma·x0＝(F1－mg)x0，故B正确；由功能关系有WG＝－mgx0＝－ΔEpG，可知 物块P的重力势能变化量ΔEpG＝mgx0，故D错误；根据ΔE机＝ΔEk＋ΔEpG＋ΔEp弹可知，弹簧的弹性势能变化量ΔEp弹＝ΔE机－ΔEk－ΔEpG＝－ eq \f(mgx0,2)，故C正确。 3. (多选)如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点。已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN< eq \f(π,2)。在小球从M点运动到N点的过程中(　　) A．弹簧弹力对小球先做正功后做负功 B．有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C．弹簧长度最短时，弹簧弹力对小球做功的功率为零 D．小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差 答案　BCD 解析　由题意分析可知，小球在M点时弹簧处于压缩状态，在N点时弹簧处于伸长状态，则在由M到N过程中有一点弹簧处于原长状态，设该点为B点，另设小球在A点时对应的弹簧最短，如图所示。 从M点到A点，弹簧压缩量变大，弹簧弹力做负功；从A点到B点，弹簧从压缩逐渐恢复至原长，弹簧弹力做正功；从B点到N点，弹簧从原长逐渐伸长，弹簧弹力做负功，A错误。小球在A点时，水平方向上弹簧的弹力与杆的弹力相平衡，小球受到的合力F合＝mg，故加速度a＝g；小球在B点时，弹簧处于原长，弹簧和杆对小球没有作用力，小球受到的合力F合＝mg，故加速度a＝g，B正确。在A点时，弹簧长度最短，弹簧的弹力F弹垂直于杆，小球的速度沿杆向下，则P弹＝F弹v cos 90°＝0，C正确。从 M点到N点，小球与弹簧所组成的系统机械能守恒，则Ek增＝Ep减，即EkN－0＝Ep重M－Ep重N＋Ep弹M－Ep弹N，由于在M、N两点弹簧弹力大小相同，由胡克定律可知，弹簧形变量相同，则弹性势能Ep弹N＝Ep弹M，故EkN＝Ep重M－Ep重N，D正确。 4.如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹