第6章 4.第3节 机械能守恒定律及其应用（word练习）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习练案

**基本信息** 以机械能守恒判断-单物体应用-系统问题为逻辑主线，通过高考真题与模拟题构建“概念理解-模型应用-综合拓展”的方法体系，渗透能量观念与科学推理素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |机械能守恒的判断|T1、2、6|运用守恒条件（只有重力/弹力做功）分析，结合运动过程受力判断|从概念本质（能量转化）到守恒条件的应用，建立判断流程| |单物体的机械能守恒问题|T4、5|选取运动过程列守恒式，结合运动分解（如斜抛水平分速度不变）|原理直接应用，关联运动学公式，体现能量与运动的综合| |系统的机械能守恒问题|T3、7、8|分析系统内物体间能量转化，忽略非保守内力做功，构建系统守恒模型|从单物体到多体系统，拓展守恒条件适用范围，培养系统思维|

第3节　机械能守恒定律及其应用 机械能守恒的判断T1、2、6　　单物体的机械能守恒问题T4、5　　系统的机械能守恒问题T3、7、8 高考真题 1.★★(2024浙江1月,3,3分)如图所示,质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3,在空中达到最高点2的高度为h,则足球(　　) A.从1到2动能减少mgh B.从1到2重力势能增加mgh C.从2到3动能增加mgh D.从2到3机械能不变 1.答案　B 2.★★(多选)(2023重庆,8,5分)某实验小组测得在竖直方向飞行的无人机飞行高度y随时间t的变化曲线如图所示,E、F、M、N为曲线上的点,EF、MN段可视为两段直线,其方程分别为y=4t-26和y=-2t+140。无人机及其装载物的总质量为2 kg,取竖直向上为正方向。则(　　) A.EF段无人机的速度大小为4 m/s B.FM段无人机内的装载物处于失重状态 C.FM段无人机和装载物总动量变化量的大小为4 kg·m/s D.MN段无人机机械能守恒 2.答案　AB 3.★★(2024北京,7,3分)如图所示,光滑水平轨道AB与竖直面内的光滑半圆形轨道BC在B点平滑连接。一小物体将轻弹簧压缩至A点后由静止释放,物体脱离弹簧后进入半圆形轨道,恰好能够到达最高点C。下列说法正确的是　(　　) A.物体在C点所受合力为零 B.物体在C点的速度为零 C.物体在C点的向心加速度等于重力加速度 D.物体在A点时弹簧的弹性势能等于物体在C点的动能 3.答案　C 4.★★★(2024全国甲,17,6分)如图,一光滑大圆环固定在竖直平面内,质量为m的小环套在大圆环上,小环从静止开始由大圆环顶端经Q点自由下滑至其底部,Q为竖直线与大圆环的切点。则小环下滑过程中对大圆环的作用力大小(　　) A.在Q点最大　　　　B.在Q点最小 C.先减小后增大　　　　D.先增大后减小 4.答案　C 5.★★(2025黑吉辽蒙,13,10分)如图,一雪块从倾角θ=37°的屋顶上的O点由静止开始下滑,滑到A点后离开屋顶。O、A间距离x=2.5 m,A点距地面的高度h=1.95 m,雪块与屋顶的动摩擦因数μ=0.125。不计空气阻力,雪块质量不变,取sin 37°=0.6,重力加速度大小g=10 m/s2。求: (1)雪块从A点离开屋顶时的速度大小v0; (2)雪块落地时的速度大小v1,及其速度方向与水平方向的夹角α。 5.答案　(1)5 m/s　(2)8 m/s　60° 解析　(1)雪块在屋顶从静止开始做匀加速直线运动,根据牛顿第二定律得mg sin θ-μmg cos θ=ma,又=2ax,联立解得v0=5 m/s (2)雪块从A点离开屋顶后做斜抛运动,由机械能守恒定律得mgh=m-m,代入数据解得v1=8 m/s,雪块在做斜抛运动过程中,水平分速度不变,则v1 cos α=v0 cos θ,解得α=60° 思路点拨　本题求雪块落地时与水平方向的夹角,可以巧妙地在已求得初、末速度的情况下,运用斜抛运动初、末速度的水平分速度相等这一特点来列等式。 高考模拟 6.★★(2026届天津武清杨村一中开学考)高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将专用弹性橡皮绳(质量忽略不计)的一端系在双脚上,另一端固定在高处的跳台上,运动员无初速度地从跳台上落下。若不计空气阻力,则(　　) A.弹性绳刚伸直时,运动员开始减速 B.整个下落过程中,运动员的机械能保持不变 C.整个下落过程中,重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功 D.弹性绳从伸直到最低点的过程中,运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先增大后减小 6.答案　C 7.★★★(2026届江苏扬州新华中学月考)如图所示,光滑斜面固定在水平地面上,质量相等的物块A、B通过一根不可伸长的轻绳跨过光滑定滑轮连接,一轻质弹簧下端固定在斜面底端,另一端连接在A上。开始时B被托住,轻绳伸直但没有弹力。现使B由静止释放,在B运动至最低点的过程中(设B未落地,A未与定滑轮相碰,弹簧始终在弹性限度内)(　　) A.A和B总的重力势能先增大后减小 B.轻绳拉力对A做的功等于A机械能的增加量 C.当A受到的合力为零时,A的速度最大 D.当A和B的速度最大时,A和B的总机械能最大 7.答案　C 8.★★★(2026届四川绵阳丰谷中学开学考)如图所示,左侧竖直墙面上固定半径为0.3 m的光滑半圆环,右侧竖直墙面上与圆环的圆心O等高处固定一水平光滑直杆。质量为2 kg的小球a套在半圆环上,质量为2 kg的小球b套在直杆上,两者之间用长为L=0.4 m的轻杆通过两铰链连接。现将a从圆环的最高处静止释放,让其沿圆环自由下滑,不计一切摩擦,a、b均视为质点,g取10 m/s2,则以下说法正确的是(　　) A.小球a滑到与圆心O等高的P点时,a的速度大小为 m/s B.小球a滑到与圆心O等高的P点时,a的向心加速度为10 m/s2 C.小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点(图中未画出)过程中,a、b及轻杆组成的系统机械能、动量均守恒 D.小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点(图中未画出)的过程中,小球a克服杆的作用力做的功约为6.59 J 8.答案　D 创新风向·挑战思维 运用机械能守恒解决不同方案下的“火箭发射”问题 (2025届山东德州三模)如图所示,某实验小组用轻质压缩弹簧代替推进剂,来研究火箭单级推进与多级推进。火箭的总质量为m,重力加速度为g,弹簧始终处于弹性限度内,火箭始终在竖直方向上运动,不计空气阻力。方案一:将两根相同的轻弹簧并排放置在火箭底部(不连接),模拟火箭的单级推进,将两根弹簧进行同样的压缩,释放后火箭在极短时间内获得速度(此过程忽略重力的影响),此后上升的最大高度为h。方案二:将火箭分为质量相等的两级,将方案一中的两根轻弹簧分别放置在两级火箭的底部(均不连接),将两级火箭上下叠放,并使两根轻弹簧分别压缩与方案一相同长度,以此模拟火箭的二级推进过程。实验时,先释放一级火箭底部的弹簧进行一级推进,使两级火箭迅速获得一共同速度,一级推进完成瞬间立即自动释放两级之间的弹簧进行二级推进,推进过程忽略重力影响。下列说法正确的是(　　) A.两个方案中,火箭的机械能守恒 B.方案二中,一级推进完成瞬间,火箭速度的大小为 C.方案二中,二级火箭上升的最大高度为2h D.方案一中,压缩的单根弹簧储存的弹性势能为mgh 答案 C 学科网（北京）股份有限公司 $