第1部分 专题2 第6节 功与能(二)-【金版教程】2026年高考物理大二轮大考试题精选重组全书word

第6节　功与能(二)

高考体验

1．(2022·江苏卷，8)某滑雪赛道如图所示，滑雪运动员从静止开始沿斜面下滑，经圆弧滑道起跳。将运动员视为质点，不计摩擦力及空气阻力，此过程中，运动员的动能Ek与水平位移x的关系图像正确的是(　　)

答案：A

解析：设运动员的水平位移为x时，运动员所在位置处滑道与水平方向的夹角为θ，不计摩擦力及空气阻力，根据动能定理可知，运动员下滑过程有ΔEk＝mgΔxtanθ，即＝mgtanθ，θ先不变后逐渐减小到0，则Ek­x图线的斜率mgtanθ先不变后逐渐减小到0；运动员滑过圆弧滑道最低点后向上滑动的过程有ΔEk＝－mgΔx·tanθ，即＝－mgtanθ，θ逐渐增大，则Ek­x图线的斜率－mgtanθ的绝对值逐渐增大。故选A。

2．(2023·新课标卷，20)(多选)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，重力加速度大小取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

答案：BC

解析：由于拉力在水平方向，则拉力做的功为W＝Fx，W­x图像的斜率表示拉力F，由题图可知，0～2 m，F1＝ N＝6 N，2～4 m，F2＝ N＝3 N。物体从x＝0运动到x＝1 m的过程中，根据动能定理有W1－μmgx1＝mv，代入W1＝6 J、x1＝1 m，解得在x＝1 m时，物体的速度v1＝2 m/s，则在x＝1 m时，拉力的功率P1＝F1v1＝12 W，A错误；物体从x＝0运动到x＝4 m的过程中，由动能定理得W4－μmgx4＝Ek4，代入W4＝18 J、x4＝4 m，解得在x＝4 m时，物体的动能Ek4＝2 J，B正确；从x＝0运动到x＝2 m，物体克服摩擦力做的功为Wf2＝μmgx2，代入x2＝2 m，解得Wf2＝8 J，C正确；由于F1＞μmg，F2＜μmg，则物体在0～2 m内由静止开始做加速运动，在2～4 m内做减速运动，在x＝2 m时速度最大，动量最大，物体从x＝0运动到x＝2 m的过程中，由动能定理得W2－μmgx2＝mv，代入W2＝12 J、x2＝2 m，解得在x＝2 m时物体的速度v2＝2 m/s，则从x＝0运动到x＝4 m的过程中，物体的动量最大为pm＝mv2＝2 kg·m/s，D错误。

3．(2024·江苏卷，15)如图所示，粗糙斜面的动摩擦因数为μ，倾角为θ，斜面长为L。一个质量为m的物块(可视为质点)在电动机作用下，从斜面底端A点由静止加速至B点时达到最大速度v，之后做匀速运动至C点，关闭电动机，物块恰好到达最高点D点，重力加速度为g，不计电动机消耗的电热。求：

(1)CD段长度x；

(2)BC段电动机的输出功率P；

(3)全过程储存的机械能E1和电动机消耗的总电能E2的比值。

答案：(1) (2)mgvsinθ＋μmgvcosθ　(3)

解析：(1)对物块从C点运动到D点的过程，由动能定理有－mgxsinθ－μmgcosθ·x＝0－mv2

解得x＝。

(2)物块在BC段做匀速直线运动，由平衡条件知，电动机对物块的作用力大小

F＝mgsinθ＋μmgcosθ

电动机的输出功率P＝Fv

联立解得P＝mgvsinθ＋μmgvcosθ。

(3)根据题意，全过程储存的机械能E1＝mgLsinθ

由能量守恒定律可知，电动机消耗的总电能E2＝mgLsinθ＋μmgcosθ·L

联立可得＝。

好题精选

4．(2025·河南省五市高三下第一次联考)某餐厅的传菜装置如图所示，装载着菜品的小车沿等距螺旋轨道向下匀速率运动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中(　　)

A．小车所受合力为零 B．小车向心力保持不变

C．小车和菜品总的机械能保持不变 D．小车对菜品做负功

答案：D

解析：将小车的运动沿水平方向和竖直方向分解，在水平方向上，小车做匀速圆周运动，合力提供向心力，始终指向圆心，因此方向时刻发生变化，合力不为零，故A、B错误；小车和菜品匀速率下降，动能不变，势能逐渐减小，所以机械能逐渐减小，故C错误；设小车对