能量和动量综合集训（PPT课件）-【高考快车道】2027年高考物理大一轮总复习（基础版）

该高中物理高考复习课件聚焦“能量和动量综合”专题，依据高考评价体系梳理了动能定理、动量守恒、机械能守恒等核心考点，通过近三年模拟题及2024福建卷、2025重庆卷真题分析，明确动能定理应用（占30%）、碰撞问题（占25%）等高频考点分布，归纳出选择、实验、计算三大常考题型。 课件亮点在于“真题解析+模型建构+科学推理”的备考策略，如以2025重庆卷传送带碰撞题为例，拆解“传送带加速-弹性碰撞-地面减速”模型，培养学生运动和相互作用观念及科学思维。特设“易错警示”（如机械能守恒条件判断）和“解题模板”，助力学生掌握答题技巧，教师可据此实施针对性复习，提升备考效率。

能量和动量综合集训 1 一、选择题 二、非选择题 答案核查 2 (限时35分钟) 一、选择题 1.[2025·湖南娄底模拟] 如图所示，质量为 的物体从固定的光滑斜面上静止滑下， 滑到斜面底端时速度为 .在此过程中( ) A.支持力做正功 B.重力做负功 C.重力做功 D.合外力做功为零 [解析] 斜面对物体的支持力垂直运动方向，不做功，故A错误；重力与位移夹角为锐 角，重力做正功，根据动能定理有 ，只有重力做功，则合外力做 功为 ，故B、D错误，C正确. √ 3 2.[2026·山东九五协作体开学考] 滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在 进行滑板运动时，水对滑板的作用力垂直于板面，大小为，其中 为滑板速率 (水可视为静止).如图所示，某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角 为 时，滑板做匀速直线运动，相应的 ，人和滑板的总质量为 ，重力加速度取，， ，忽略空气阻力，则水 平牵引力的功率为( ) A. B. C. D. √ 4 [解析] 以滑板和运动员为研究对象，受力分析如图所示，由共点力平衡条件可得 ， ，联立解得，，据题意有 ， 解得，则滑板的水平牵引力的功率为 ，故选A. 5 3.[2025·重庆北碚区模拟] 如图所示，小球乙静止在水平地面上，小球甲以一定的速度 与小球乙发生对心碰撞.若碰撞时间极短，且不计一切摩擦，则下列关于两个小球碰撞 前后动量与时间 的关系图像可能正确的是( ) A. B. C. D. [解析] 根据题意可知，两球碰撞时间极短，且不计一切摩擦，则碰撞过程中，两球组 成的系统动量守恒，A图中表示小球乙碰撞后与小球甲初速度方向相反，不符合实际， A错误；B图中表示两球碰撞后共速，可能实现，B正确；C、D图中表示两球碰撞后， 两球组成的系统动量增加，不符合动量守恒定律，C、D错误. √ 6 4.[2025·江苏南京一模] 如图所示，在光滑绝缘水平面上同时由静止释放两个带正电的 小球和，已知、两球的质量分别为、.则某时刻、 两球( ) A.速度大小之比为 B.加速度大小之比为 C.动量大小之比为 D.动能大小之比为 [解析] 由于两小球都带正电，则彼此受到斥力作用，所以两小球组成的系统动量守恒， 则，所以，两球动量大小相等，比值为 ，A、C错误；两小球的 加速度大小满足，B错误；两小球的动能满足 ，D正确. √ 7 5.[2025·福建宁德三模] 假设列车在某段雾气较重的水平长直轨道上运行时，列车周围 空气静止，车头前方的空气与水雾碰到车头后速度变为与列车速度相同，空气密度为 ，空气中单位体积内有颗小水珠，每颗小水珠的质量为，车头的横截面积为 ， 列车以速度 匀速运行.则列车因与空气和水珠冲击而受到的阻力约为( ) A. B. C. D. [解析] 在时间内车头遇到的水珠的质量为 ，遇到的空气的质量为 ，对这些水珠及空气的整体研究，由动量定理有 ， 解得 ，由牛顿第三定律可知列车因与空气和水珠冲击而受到的阻力 约为 ，故选B. √ 8 6.[2025·河北石家庄一模] “复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的. 总质量为 的动车组在平直的轨道上行驶.该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机 的额定功率均为，若动车组所受的阻力与其速率成正比，为常量 ，动车 组能达到的最大速度为 .下列说法正确的是( ) A.动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变 B.若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动 C.若四节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶的速度大小为 D.若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间 达到最大速度 ，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为 √ 9 [解析] 若动车组匀加速启动，则加速度不变，而速度增大，则阻力也增大，要使合力 不变则牵引力也要增大，A错误；若动力车厢输出功率均为额定值，则其加速度为 ，随着速度增大，加速度减小，所以动车组做加速度减小的加速运 动，B错误；当动车组的速度增大到最大速度 时，其加速度为零，则有 ，若总功率变为，则同样有 ，联立两式可得 ，C正确；对动车组根据动能定理有 ，所以该动车组克服 阻力做的功为 ，D错误. 10 7.[2025·山西运城一模] 如图所示，竖直面内固定一带有缺口(缺口大小可调)的光滑圆 弧轨道，其半径为，为圆心，为水平直径，缺口两端、 的高度相等，若处 于轨道最低点点的小球(可视为质点)获得水平初速度后会沿轨道从 点飞出，且恰从 端沿切线进入圆弧轨道，已知重力加速度为，小球的质量为 ，不计空气阻力.则小 球在最低点 获得的初动能的最小值为( ) A. B. C. D. √ 11 [解析] 如图所示，在圆弧轨道内，对小球由 则有 ，小球在飞跃缺口过程中有 ， ，联立可解得 ，可知当 时，即当时，有最小值，可解得 最小值为 ，故选C. 12 8.(多选)[2026·广东深圳多校开学联考] 蹦极是一种极限体育项目，某地在湖面之上建 立一个蹦极项目，由长为的弹簧绳构成，其劲度系数为 ，一端固定在距 离湖面高的跳台上，另外一端系着人，当质量为 的人从蹦极平台自由下落时， 重力加速度为，弹簧绳的弹性势能，其中 为弹簧绳伸长量，忽略 空气阻力和弹簧绳的质量，从人静止开始到下落至最低点的过程中，下列说法正确的 是( ) A.从静止到弹簧绳恰好绷直过程中重力做功为 B.弹簧绳恰好绷直时人的速度最大 C.整个过程中人的机械能守恒 D.人能接触到水面 √ √ 13 [解析] 由题可知，从静止到弹簧绳恰好绷直过程中重力做功为 ，故A正确；当弹簧绳的弹力等于人的重力时， 人的速度最大，故B错误；整个过程中，人及弹簧绳组成的系统机械能守恒，但人的 机械能不守恒，故C错误；以水面为零势能面，则人在跳台上所具有的机械能为 ，人接触水面时，弹簧绳具有的弹性势能为 ，则说明弹簧绳的弹性势能 尚未达到最大值，因此人可以接触到水面，故D正确. 14 9.(多选)[2025·陕西部分学校联考] 如图甲所示，质量为 的某同学直立于箱子上， 时刻该同学从箱子上跳下，时刻着地，经曲腿缓冲一系列动作后， 时刻起身 直立静止于地面上，该同学所受地面支持力大小随时间 变化的图像如图乙所示，忽 略该同学离开箱子时的初速度和空气阻力，该同学在空中始终处于直立状态，重力加 速度大小为 ，下列说法正确的是( ) A.该同学的最大速度为 B.箱子的高度为 C.图乙中图像与横轴在范围内围成的面积为 D.时间内该同学的机械能减少了 √ √ 15 [解析] 由图像可知，时间内该同学在空中，时刻着地时速度为 , 时间内，支持力小于重力，合力向下，根据牛顿第二定律有 ，知 该同学接触地面后继续向下加速，故该同学的最大速度大于，A错误； 时间 内该同学做自由落体运动，根据运动规律知箱子的高度为 ，B正确；以竖直向上 为正方向，时间内根据动量定理有，图乙中图像与横轴 围成的面积为在 时间内地面对该同学的冲量，根据动量定理有 ，解得，C正确； 时间内该同学的机械 能减少了 ,D错误. 16 10.(多选)[2026·湖北武汉九师联盟开学考] 如图所示，倾斜传送带长为 ， 倾角为 ，以的速度沿顺时针方向转动.一个质量为 的滑块 (可视为质点)从点以初速度 沿传送带向上滑动.滑块与传送带间的动摩擦因数为 ，滑块刚好能运动到顶端点，重力加速度取， ， .下列说法正确的是( ) A.滑块在传送带上先受到滑动摩擦力后受到静摩擦力 B.滑块初速度大小 C.滑块机械能减少 D.滑块与传送带因摩擦产生的内能为 √ √ 17 [解析] 由于，可知 ，则滑块与传送带不 可能保持相对静止，即滑块不可能受到静摩擦力，故A错误；结合上述可知，滑块与 传送带不可能保持相对静止，由于滑块刚好能运动到顶端 点，可知，滑块在传送带 上一直做减速运动，到达点时，滑块速度恰好为0，若 ，对滑块进行分析，根 据牛顿第二定律有，解得 ，利用逆向思维，此 时滑块减速到0能通过的最大位移为 ， 可知，滑块无法运动到 处，则滑块速度一定有 ，开始滑块相对传送带上滑，根据牛顿第 二定律有，解得 ， 18 减速至与传送带速度相等时，利用逆向思维，滑块运动位移大小为 ， 当滑块速度减至与传送带速度相等后相对传送带下滑，再以加速度减速，利用逆向 思维，上滑位移为，由于滑块恰好到达 点，则有，解得 ， ，故B正确；结合上述，滑块动能减少，重力 势能增加 ，则滑块机械能增加量为 ，故C错误；结合上述，滑块相对 传送带上滑的时间为 ，滑块相对传送带上滑的 位移大小 ，滑块相对传送带下滑时间为 ，相对传送带下滑的位移大小为 ，因摩擦产生的内能为 ，故D正确. 二、非选择题 11.[2025·河南安阳一模] 小明同学利用如图甲所示装置研究两球间的碰撞规律，天平 测得小球1质量为，小球2质量为，斜槽末端在白纸上投影为 ，让小球1从斜槽 某位置由静止释放，记录落点为 ，再将小球2置于槽的末端，使小球1在同一位置由 静止释放，与小球2相碰，记录两球落点分别为和 ，如图乙所示. 20 (1) 若该实验要验证动量守恒定律，则下列说法正确的是_____(填选项前的字母). A.小球1的质量应大于小球2的质量 B.斜槽应尽可能光滑 C.轨道末端必须水平 D.实验中复写纸不能移动 √ √ 21 [解析] 小球1的质量大于2的质量，碰撞后小球1才可向右运动，A正确；保证小球1从 同一位置释放即可，斜槽不要求尽可能光滑，B错误；斜槽末端需要保证水平，这样 小球才能做平抛运动，才可以用水平位移表示小球的速度，C正确；复写纸可以移动， 但白纸不能移动，D错误. 22 (2) 通过刻度尺测得长度为，长度为，长度为 ，若该实验要验证小球1 和小球2的碰撞为弹性碰撞，则需要满足的表达式为： ___________. 23 [解析] 若该实验要验证小球1和小球2的碰撞为弹性碰撞，则需要满足 , ，联立可知需要满足的表达式 为 . 24 (3) 定义碰撞过程的恢复系数为，其中和 分别表示两物体碰撞前的相 对速度和碰撞后的相对速度.已知，且落点总是在、 之间，说明恢复系 数至少为__. 25 [解析] 临界情况为碰后小球2速度等于碰前小球1入射速度，即 ， 可得，则恢复系数为 . 26 12.[2025·四川成都外国语学校模拟] 用如图甲所示装置完成“验证机械能守恒定律”的 实验，查阅当地重力加速度取，电火花计时器的频率为 . (1) 在纸带上确定计数点时，选取起始点为第1个计数点，得到的纸带如图乙所示，打 下点时重物的速度为_____ (结果保留3位有效数字)； 2.07 [解析] 电火花计时器的周期为，打下 点时重物的速度为 . 27 (2) 测得重物的质量为，重物由点运动到点时重力势能的减小量为_____ (结果保留2位有效数字)， 点可能是第____(选填“11”“12”或“13”)计数点； 0.52 13 [解析] 重物由点运动到点时，重力做功为 ，重力做正功，则 重力势能的减小量为.由运动到点，由自由落体运动公式可得 ，运 动时间为，设运动到点有个时间间隔，可得 ，由于存在 阻力作用，因此取12，又因为点为第1个计数点，因此 点可能是第13个计数点. 28 (3) 用测得的数据描绘图像，求得图线斜率为，下落 时，重力势能减小量与动 能增加量之间的差值为___________(结果用字母“”“”“”“ ”表示). 29 [解析] 下落的高度为时，重力势能的减小量为，由 图像和图线斜率 为可得图像的表达式为 ，由于初速度为0，可得动能的增加量为 ，重力势能减小量与动能增加量之间的差值为 . 13.[2024·福建卷] 我国古代劳动人民创造了璀璨的农耕文明.图甲为《天工开物》中描 绘的利用耕牛整理田地的场景，简化的物理模型如图乙所示，人站立的农具视为与水 平地面平行的木板，两条绳子相互平行且垂直于木板边缘.已知绳子与水平地面夹角 为 ，，.当每条绳子拉力的大小为 时，人 与木板沿直线匀速前进，在内前进了 ，求此过程中 31 (1) 地面对木板的阻力大小； [答案] [解析] 人与木板沿直线匀速前进，根据力的平衡条件有 代入题给数据得 32 13.[2024·福建卷] 我国古代劳动人民创造了璀璨的农耕文明.图甲为《天工开物》中描 绘的利用耕牛整理田地的场景，简化的物理模型如图乙所示，人站立的农具视为与水 平地面平行的木板，两条绳子相互平行且垂直于木板边缘.已知绳子与水平地面夹角 为 ，，.当每条绳子拉力的大小为 时，人 与木板沿直线匀速前进，在内前进了 ，求此过程中 (2) 两条绳子拉力所做的总功； [答案] [解析] 根据功的定义，两条绳子拉力做的 总功 代入题给数据得 33 13.[2024·福建卷] 我国古代劳动人民创造了璀璨的农耕文明.图甲为《天工开物》中描 绘的利用耕牛整理田地的场景，简化的物理模型如图乙所示，人站立的农具视为与水 平地面平行的木板，两条绳子相互平行且垂直于木板边缘.已知绳子与水平地面夹角 为 ，，.当每条绳子拉力的大小为 时，人 与木板沿直线匀速前进，在内前进了 ，求此过程中 (3) 两条绳子拉力的总功率. [答案] [解析] 根据功率的定义，两条绳子拉力的 总功率 代入题给数据得 34 14.投沙包游戏规则为：参赛者站在离得分区域边界 有一定距离的外侧将沙包抛出， 每个得分区域的宽度为 ，根据沙包停止点判定得分.如图所示，某同学以大 小为、方向垂直于且与水平地面夹角为 的初速度斜向上抛出沙包， 出手点距的水平距离为，距地面的高度为 .落地瞬间竖直方向速 度减为零，水平方向速度减小.落地后沙包滑行一段距离，最终停在9分、7分得分区的 分界线上.已知沙包与地面的动摩擦因数为，， ， 重力加速度大小取 ，空气阻力不计.求： 35 (1) 沙包从出手点到落地点的水平距离 ； [答案] [解析] 沙包的初速度在竖直方向上的分速度为 沙包在竖直方向上先减速到0，后做自由落体运动，设竖直向上为正，则有 代入数据解得 (舍负值) 沙包的初速度在水平方向上的分速度为 所以从抛出到落地沙包的水平位移大小为 36 14.投沙包游戏规则为：参赛者站在离得分区域边界 有一定距离的外侧将沙包抛出， 每个得分区域的宽度为 ，根据沙包停止点判定得分.如图所示，某同学以大 小为、方向垂直于且与水平地面夹角为 的初速度斜向上抛出沙包， 出手点距的水平距离为，距地面的高度为 .落地瞬间竖直方向速 度减为零，水平方向速度减小.落地后沙包滑行一段距离，最终停在9分、7分得分区的 分界线上.已知沙包与地面的动摩擦因数为，， ， 重力加速度大小取 ，空气阻力不计.求： (2) 沙包与地面碰撞前、后动能的比值 . [答案] 20 37 [解析] 沙包滑行的距离为 沙包滑行的加速度大小为 滑行的初速度大小满足 解得 沙包与地面碰撞后的动能为 沙包从抛出到落地根据动能定理有 解得沙包落地前瞬间的动能为 所以 38 15.[2025·重庆卷] 如图所示，长度为的水平传送带以顺时针方向匀速运动.质量为 的 小物块在传送带左端由静止释放.还未与传送带达到相同速度时就从右端 平滑地 进入光滑水平面，且与向右运动的小物块发生碰撞(碰撞时间极短).碰后、 均向 右运动，从点进入粗糙水平地面.设与传送带间的动摩擦因数和、 与地面间的动 摩擦因数均为 ，重力加速度为 . (1) 求 在传送带上的加速度大小及离开传送带时的速度大小； [答案] [解析] 设在传送带上的加速度大小为，离开传送带时的速度大小为 由， 解得， 39 15.[2025·重庆卷] 如图所示，长度为的水平传送带以顺时针方向匀速运动.质量为 的 小物块在传送带左端由静止释放.还未与传送带达到相同速度时就从右端 平滑地 进入光滑水平面，且与向右运动的小物块发生碰撞(碰撞时间极短).碰后、 均向 右运动，从点进入粗糙水平地面.设与传送带间的动摩擦因数和、 与地面间的动 摩擦因数均为 ，重力加速度为 . (2) 若碰前瞬间，的速度大小为的一半，碰撞为弹性碰撞，且碰后、 在粗糙地面 上停下后相距为，求 的质量； [答案] 40 [解析] 设的质量为，碰后瞬间、的速度大小分别为、，、 在粗糙地面 上运动的距离分别为、 由, ， ,， 解得 41 15.[2025·重庆卷] 如图所示，长度为的水平传送带以顺时针方向匀速运动.质量为 的 小物块在传送带左端由静止释放.还未与传送带达到相同速度时就从右端 平滑地 进入光滑水平面，且与向右运动的小物块发生碰撞(碰撞时间极短).碰后、 均向 右运动，从点进入粗糙水平地面.设与传送带间的动摩擦因数和、 与地面间的动 摩擦因数均为 ，重力加速度为 . (3) 若的质量是的倍，碰后瞬间和的动量相同，求的取值范围及碰后瞬间 的 速度大小范围. [答案] 42 [解析] 设碰前瞬间的速度大小为，碰后瞬间、的速度大小分别为、 . 由， 解得 由， 43 可得 可得 又 可得 44 答 案 核 查 45 一、选择题 1.C 2.A 3.B 4.D 5.B 6.C 7.C 8.AD 9.BC 10.BD 二、非选择题 11.(1)AC (2)<m></m> (3)<m></m> 12.(1)2.07 (2)0.52 13 (3)<m></m> 13.(1)<m></m> (2)<m></m> (3)<m></m> 14. (1)<m></m> (2)20 15.(1)<m></m> (2)<m></m> (3)<m></m> 答 案 核 查 46 $