第6章 第3讲 机械能守恒定律及其应用（课时作业）-【优化探究】2027年高考物理一轮复习高考总复习配套课件（教科版）

该高中物理高考复习课件聚焦“机械能守恒定律及其应用”专题，依据高考评价体系梳理了守恒条件判断、动能与势能转化、多物体系统机械能守恒等核心考点，通过2025全国卷、2026四川联考等真题分析，明确系统机械能守恒（如圆盘与物块模型）、圆周运动结合（如半圆形轨道问题）等高频题型分布，构建完整复习框架。 课件亮点在于“真题情境+模型建构+科学推理”的备考策略，如2025全国卷撑竿跳高题（第3题）通过机械能守恒推导最大高度，培养能量观念与科学推理素养，第8题结合v²-h图像构建运动模型。设“易错警示”（如摩擦力做功不守恒判断）和“解题模板”，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准把握考点，提升复习效率。

第3讲　机械能守恒定律及其应用 第六章　机械能及其守恒定律 1 (1－5题，每题4分) 1.如图所示，光滑圆弧轨道AB与粗糙水平面BC平滑连接，一个小球从 圆弧轨道的A点释放，经圆弧轨道AB和平面BC后从C点水平飞出，落在地面上D点，不计空气阻力，在此过程中，下列说法正确的是(　　) A.从A到B的过程机械能不守恒 B.从B到C的过程机械能不守恒 C.从C到D的过程机械能不守恒 D.从A到D的整个过程机械能守恒 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 A 夯实基础 B 2 解析：从A到B过程只有重力做功，机械能守恒，故A错误；从B到C过程，有摩擦力做功，机械能不守恒，故B正确；从C到D过程只有重力做功，机械能守恒，故C错误；从A到D过程，有摩擦力做功，机械能不守恒，故D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 3 2.质量为m的小球从距离水平地面高H处由静止开始自由落下，取水平地面为参考平面，重力加速度大小为g，不计空气阻力，当小球的动能等于重力势能的2倍时，经历的时间为(　　) A.　　 B.2　　 C.　　 D. 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：设下降h时，动能等于重力势能的2倍，根据机械能守恒有mgH＝mg(H－h)＋Ek，即mgH＝3mg(H－h)，解得h＝H，根据h＝gt2解得t＝ 2 ，故选B。 B 4 3.(2025·全国卷)如图，撑竿跳高运动中，运动 员经过助跑、撑竿起跳，最终越过横杆。若运 动员起跳前助跑速度为10 m/s，则理论上运动 员助跑获得的动能可使其重心提升的最大高度 为(重力加速度取10 m/s2)(　　) A.4 m B.5 m C.6 m D.7 m 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 B 5 解析：在理论上，当运动员在最高点速度为零时，重心提升高度最大，以地面为零势能面，根据机械能守恒定律有mv2＝mgh，可得其理论上重心提升的最大高度h＝5 m，故选B。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 6 4.如图所示，一个半径为r、质量均匀的圆盘套在光滑 固定的水平转轴上，一根轻绳绕过圆盘，两端分别连 接着物块A和B，A放在水平地面上，B用手托着，A、 B均处于静止，此时B离地面的高度为7r，圆盘两边的 轻绳沿竖直方向伸直，A和圆盘的质量均为m，B的质 量为2m，快速撤去手，在物块B向下运动的过程中， 绳子始终与圆盘没有相对滑动，已知圆盘转动的动能为EkC＝mr2ω2， 其中ω为圆盘转动的角速度，则物块A上升到最高点时离地面的高度为 (A上升过程中未与圆盘相碰)(　　) A.7r B.8r C.9r D.10r 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 C 7 解析：设B刚落地时速度为v，则根据机械能守恒有2 mg×7r＝mg× 7r×3mv2mv2，解得v＝2，当物块B落地后，A还能上升的高度h＝＝2r，因此A上升到最高点时离地面的高度为9r，故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 8 5.(2026·四川资阳高三诊断)如图所示，在竖直面内固定三枚钉子a、b、c，三枚钉子构成边长d＝10 cm的等边三角形，其中钉子a、b的连线沿着竖直方向。长为L＝0.3 m的细线一端固定在钉子a上，另一端系着质量m＝200 g的小球，细线水平拉直，然后将小球以v0＝ m/s的初速度竖直向下抛出，小球可视为质点，不考虑钉子的粗细，重力加速度g取10 m/s2，细线碰到钉子c后，小球到达最高点时， 细线拉力大小为(　　) A.0 B.1 N C.2 N D.3 N 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 C 9 解析：设小球到达最高点时速度大小为v，以初始位置所在水平面为参考平面，根据机械能守恒定律有mmv2＋mgh，h＝L－d－d＝Ld，代入数据联立解得v＝ m/s，小球在最高点时根据牛顿第二定律有F＋mg＝，解得细线拉力大小为F＝2 N，故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 10 6.(12分)(2026·四川攀枝花联考)如图所示，竖直平面内有一半径为R＝0.50 m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，C点位于O点正下方，水平面DQ与圆弧槽相接于D点，一质量为m＝0.10 kg的小球从B点的正上方H＝0.95 m高处的A点自由下落，由B点进入圆弧槽轨道，从D点飞出后落在水平面上的Q点，DQ间的距离x＝2.4 m，球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h＝0.80 m，取g＝10 m/s2，不计空气阻力，求： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 (1)小球经过C点时轨道对它的支持力大小FN； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：设小球经过C点时的速度为v1，由机械能守恒定律有mg(H＋R)＝m， 由牛顿第二定律有FN－mg＝m， 代入数据解得FN＝6.8 N。 答案：6.8 N 12 (2)小球经过P点时的速度大小vP； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：从P到Q小球做平抛运动， 竖直方向有h＝gt2， 水平方向有＝vPt， 代入数据解得vP＝3 m/s。 答案：3 m/s 13 (3)D点与圆心O的高度差hOD。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：小球从开始运动到P点的过程中，机械能守恒，取DQ水平面为零势能面， 则mmgh＝mg(H＋hOD)， 代入数据解得hOD＝0.3 m。 答案：0.3 m 14 (7－8题，每题6分) 7.(多选)如图，ab、cd为在同一竖直面内的 两光滑水平轨道，两轨道间的竖直距离为h。 轨道上有两个可视为质点的物体A和B，质 量均为m，它们通过一根绕过定滑轮的不 可伸长的轻绳相连接。现用水平向右的拉力拉着物体A，使A、B一起运动，当轻绳OB与水平轨道的夹角θ＝30°时，撤掉拉力，此时物体A在cd轨道运动的速率为v，设绳长BO远大于滑轮直径，不计轻绳与滑轮间的摩擦，不计空气阻力。下列说法正确的是 (　　) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 B 能力提升 15 A.当轻绳OB与水平轨道夹角为30°时，物体B的速度大小为v B.当轻绳OB与水平轨道夹角为90°时，物体B的速度大小为v C.轻绳OB与水平轨道夹角从30°到90°的 过程中，轻绳对B做的功为mv2 D.轻绳OB与水平轨道夹角从30°到90°的 过程中，轻绳对B做的功为mv2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 答案：BD 16 解析：当轻绳OB与水平轨道夹角为30°时， 物体B的速度大小vB＝v，选项 A错误；当轻绳OB与水平轨道夹角为90° 时，此时物体A的速度为零，从撤去外力到 该位置由机械能守恒定律mv2mmv'2B，解得物体B的速度大小为v'B＝v，选项B正确；轻绳OB与水平轨道夹角从30°到90°的过程中，轻绳对B做的功为W＝mv'2Bmmv2，选项C错误，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 17 8.(多选)(2026·四川重点中学高三联考)如图1，在竖直平面内固定一光滑的半圆形轨道ABC，半径为0.4 m，小球以一定的初速度从最低点A冲上轨道，图2是小球在半圆形轨道上从A运动到C的过程中，其速度平方与其对应高度的关系图像。已知小球在最高点C受到轨道的作用力为 2.5 N，空气阻力不计，B点为AC轨道中点，重力加速度g取10 m/s2，下列说法正确的是(　 　) A.最高点时小球所受的合外力竖直向下 B.图2中x＝25 m2/s2 C.小球在B点受到轨道作用力为10 N D.小球质量为0.2 kg 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ABD 18 解析：在最高点，小球所受合外力提 供向心力，故方向竖直向下，故A正 确；由题图2可得在最高点，小球的 速度＝9 m2/s2，由牛顿第二定律有 mg＋FC＝m，可解得小球的质量m ＝0.2 kg，故D正确；小球从A运动到C的过程中，由机械能守恒定律有mmmg×2R，解得x＝＝25 m2/s2，故B正确；小球从A运动到B的过程中，由机械能守恒定律有mmmgR，解得＝ 17 m2/s2，小球在B点受到轨道作用力为FB＝m＝8.5 N，故C错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 19 9.(14分)如图所示，一倾角θ＝30°的光滑倾斜轨道与水平轨道PQ平滑连接，水平轨道上M点的左侧光滑、右侧粗糙且足够长。质量均为m＝0.1 kg的滑块A和B，用长L＝0.4 m且与斜面平行的轻杆相连，置于光滑倾斜轨道上，B到斜面底端P点的距离、P与M两点间的距离均为L，滑块与粗糙轨道间的动摩擦因数均为μ＝0.5。两滑块可视为质点，不计两滑块经过P点的机械能损失，重力加速度g取10 m/s2。现同时由静止释放A、B，求： 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 20 (1)A从释放到运动到P点过程中，两滑块系统重力势能的减少量； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：A从释放到运动到P点过程中，两滑块系统重力势能的减少量为 ΔEp＝mg·2Lsin θ＋mgLsin θ＝mgL＝0.6 J。 答案：0.6 J 21 (2)A从释放到运动到P点过程中，轻杆对B做的功； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：A从释放到运动到P点过程中，根据系统机械能守恒可得 mg·2Lsin θ＋mgLsin θ＝×2mv2， 解得A运动到P点时，A、B的速度大小均为v＝ m/s。 对B根据动能定理可得 mgLsin θ＋W杆＝mv2， 解得轻杆对B做的功W杆＝0.1 J。 答案：0.1 J 22 (3)A停止运动时的位置与M点的距离。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 解析：设A停止运动时的位置与M点的距离为x，以A、B为整体，根据动能定理可得 －μmgx－μmg(L＋x)＝0×2mv2， 解得x＝0.4 m。 答案：0.4 m 23 (10题6分) 10.(多选)如图所示，滑块A、B的质量均为m， A套在固定倾斜直杆上，倾斜直杆与水平面成45° 角，B套在固定水平直杆上，两直杆分离不接触， 两直杆间的距离忽略不计且杆足够长，A、B通过 铰链用长度为L的刚性轻杆(初始时轻杆与水平面成30°角)连接，A、B从静止释放，B沿水平面向右运动，不计一切摩擦，滑块A、B均视为质点，重力加速度大小为g，在运动的过程中，下列说法正确的是(　　 ) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 C 尖优选做练 24 A.当A到达B所在水平面时vB＝vA B.当A到达B所在水平面时，B的速度为 C.滑块B到达最右端时，A的速度为 D.滑块B的最大动能为mgL 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 答案：ABD 25 解析：当A到达B所在水平面时，由运动的合成与 分解有vAcos 45°＝vB，解得vB＝vA，故A正确； 从开始到A到达B所在的水平面的过程中，A、B两 滑块组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律有mgLsin 30°＝mm，解得vB＝，故B正确；滑块B到达最右端时，此时轻杆与倾斜直杆垂直，则此时滑块B的速度为零，由机械能守恒可得 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 26 mgL(sin 30°＋sin 45°)＝m，解得vA＝ ，故C错误；由题意可知，B的 加速度为零时速度最大，当轻杆与水平直杆 垂直时B的合力为零，速度最大，此时A的速度为零，由系统机械能守恒可得mgL(1＋sin 30°)＝EkB，解得EkB＝mgL，故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 27 $