能量与动量专题一机械能守恒定律-【小尚同学】2024版高考物理真题分类全刷

!2" #$%&$ 1 !"#$%& '( )* [2023·新课标卷,20T,6 分,★★★☆☆](多选) x 轴的位置坐标对应物 体运动的位移 0 ~ 2 m,F1 = ΔW Δx = 6 N > Ff,物体做加速 运动 瞬时功率 P = F1v1,转 换成求速度 v1 已知拉力做的功 W、位 移,不知道时间, 可通 过动能定理求解 拉力做正功,摩擦力做 负功 　 　 一质量为 1 kg 的物体在水平拉力的作用下,由静止开始在水 平地面上沿 x 轴运动,出发点为 x 轴零点,拉力做的功 W 与物体坐 标 x的关系如图所示。 物体与水平地面间的动摩擦因数为 0. 4,重 力加速度 g 取 10 m / s2。 下列说法正确的是 (　 　 ) A. 在 x = 1 m 时,拉力的功率为 6 W B. 在 x = 4 m 时,物体的动能为 2 J C. 从 x = 0 运动到 x = 2 m,物体克服摩擦力做的功为 8 J D. 从 x = 0 运动到 x = 4 m 的过程中, 物体的动量最大为 2 kg·m / s 【解析】 W - x 图像 + 功和功率 + 动能定理 + 动量 W - x 图像中,图线的斜率表示功对应的力,故在 0 ~ 2 m 内, 水平拉力大小 F1 = 6 N;2 ~ 4 m 内,水平拉力的大小 F2 = 3 N。 物 体运动过程中所受的摩擦力 F f = μmg = 4 N。 0 ~ 1 m 内,由动能 定理得W1 - F fx1 = 1 2 mv21,解得 v1 = 2 m / s,故在 x = 1 m 时,拉力的 功率P1 = F1v1 = 6 × 2 W = 12 W,A错误。 0 ~ 4 m 内,由动能定理 得 Ek4 = W4 - F fx4 = (18 - 4 × 4) J = 2 J,B正确。 0 ~ 2 m 内,由 F1 > F f, 且物体在 x = 0 处静止可知, 摩擦力做负功, 即 Wf2 = - F fx2 = 4 × 2 J = - 8 J,故物体克服摩擦力做的功为 8 J,C 正 确。 由 F1 > F f,F2 < F f 可知,物体在 x = 2 m 处速度最大,动量最 大,由动能定理得 W2 - F fx2 = 1 2 mv22,解得 v2 = 2 2 m / s,则最大动 量 pmax = mv2 =2 2 kg·m / s,D 错误。 【答案】BC 初速度为 0 W = Fxcos α(α = 0) 滑 动 摩 擦 力 Ff = μmg = 4 N 2 ~ 4 m,F2 = ΔW Δx = 3 N < Ff,物体做减速 运动 摩擦力为恒力,摩擦力 做的功 Wf = - Ffx p = mv,转换成求速度 的最大值 (考虑 转 折 点) 摩擦力方向与运动方 向相同时,摩擦力做正 功;摩擦力方向与运动 方向相反时,摩擦力做 负功,或者说物体克服 摩擦力做功 2 ! " #$%&$2 专题一 　 机械能守恒定律 P24 1. [2023·新课标卷,15T,6 分,★☆☆☆☆] 无风时,雨滴受空气阻力的作用在地面附近会 以恒定的速率竖直下落。 一质量为 m 的雨滴 在地面附近以速率 v 下落高度 h 的过程中,克 服空气阻力做的功为(重力加速度大小为 g) (　 　 ) A. 0 B. mgh C. 1 2 mv2 - mgh D. 1 2 mv2 + mgh 2. [2023·山东卷,4T,3 分,★★☆☆☆] 《天工开物》 中记载了古人借助水力使用高 转筒车往稻田里引水的场景。 引水过程简化 如下:两个半径均为 R的水轮,以角速度 ω 匀 速转动。 水筒在筒车上均匀排布,单位长度 上有 n 个,与水轮间无相对滑动。 每个水筒 离开水面时装有质量为 m 的水,其中的 60% 被输送到高出水面 H 处灌入稻田。 当地的重 力加速度为 g,则筒车对灌入稻田的水做功的 功率为 (　 　 ) A. 2nmgω 2RH 5 B. 3nmgωRH 5 C. 3nmgω 2RH 5 D. nmgωRH 3. [2023·山东卷,8T,3 分,★★ ☆☆] 质量为M的玩具动力小车在水平地面上运动 时,牵引力 F 和受到的阻力 Ff 均为恒力。 如 图所示,小车用一根不可伸长的轻绳拉着质 量为 m 的物体由静止开始运动。 当小车拖动 物体行驶的位移为 S1 时,小车达到额定功率, 轻绳从物体上脱落。 物体继续滑行一段时间 后停下,其总位移为 S2。 物体与地面间的动 摩擦因数不变,不计空气阻力。 小车的额定 功率 P0 为 (　 　 )