機械能-2023年高考物理真題 含答案

機械能-2023年高考物理真題

機檐第

目錄

真題考查解讀

2023年真題展現(xiàn)

考向一功功率和機車啟動

考向二動能定理及其應(yīng)用

考向三機械能守恒定律及其應(yīng)用

考向四功能關(guān)系能量守恒定律

近年真題對比

考向一功功率和機車啟動、動能定理應(yīng)用萬

考向二機械能守恒定律應(yīng)用、功能關(guān)系能量守恒定律

命題規(guī)律

名校模擬探源

易錯易混速記

真題考查解讀

------1*

【命題意圖】機械能內(nèi)容近幾年來，是每年各省高考必考的內(nèi)容之一，主要考察功和功率的計算、動能定理

和機械能守恒定律的應(yīng)用，所涉及到的題型多種多樣，一般力學(xué)知識綜合,構(gòu)成較為復(fù)雜的題型,不論是選

擇題還是解答題,往往都是以壓軸題的形式出現(xiàn),綜合性較強。而常常還會與電場和磁場相關(guān)的知識結(jié)合

在一起，綜合性也較高。動能定律是每年各省高考的必考內(nèi)容,既可以出現(xiàn)在簡單題中也可以出現(xiàn)在壓軸

題中，出題形式多種多樣，既能與曲線運動和天體運動結(jié)合在一起，又可以與電場和磁場產(chǎn)生聯(lián)系。

【考查要點】（1）功和功率的計算,變力功的計算方法；（2）應(yīng)用動能定理解決多過程問題;應(yīng)用動能定理解

決圖像的綜合問題；（3）單個物體的機械能守恒問題的理解和計算和多個物體關(guān)聯(lián)的機械能守恒問題的理

解和計算；（4）功能關(guān)系的應(yīng)用和摩擦力做功與能量的轉(zhuǎn)化；

【課標(biāo)鏈接】①熟練掌握功和功率的計算方法;熟練掌握并區(qū)分機車的兩種啟動方式,學(xué)會運用機車啟動知

識去解釋起重機牽引物體的運動方式；；②動能定理理解及其應(yīng)用；③機械能守恒定律的理解及應(yīng)用、功能

關(guān)系和同時解及應(yīng)用。

2023年真題展現(xiàn)

考向一功功率和機車啟動

版目工（2023山東卷）《天工開物》中記載了古人借助水力使用高轉(zhuǎn)筒車往稻田里引水的場景。引水過程簡

化如下:兩個半徑均為R的水輪，以角速度"勻速轉(zhuǎn)動。水筒在筒車上均勻排布，單位長度上有n個，與水

輪間無相對滑動。每個水筒離開水面時裝有質(zhì)量為小的水，其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻

田。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則筒車對灌入稻田的水做功的功率為（）

2nmga?RH3nmgcoRH3nmga^RH

-A..~~（_>?~D?HJTYI/QCL）RH

555

題目W（2023遼寧卷）如圖⑷，從高處“點到地面N點有I、II兩條光滑軌道。兩相同小物塊甲、乙同時

從初點由靜止釋放，沿不同軌道滑到N點，其速率。與時間t的關(guān)系如圖（0所示。由圖可知，兩物塊在離

開加■點后、到達(dá)N點前的下滑過程中（）

A.甲沿/下滑且同一時刻甲的動能比乙的大B.甲沿II下滑且同一時刻甲的動能比乙的小

C.乙沿/下滑且乙的重力功率一直不變D.乙沿II下滑且乙的重力功率一直增大

題目（2023湖北卷）兩節(jié)動車的額定功率分別為8和2,在某平直鐵軌上能達(dá)到的最大速度分別為g和

3。現(xiàn)將它們編成動車組，設(shè)每節(jié)動車運行時受到的阻力在編組前后不變，則該動車組在此鐵軌上能達(dá)到

的最大速度為（）

以2-02+g%c（―十2）5%D（—十—加。2

?R+2?R+B.Piv1-\-P2v2*Rg+Bs

題目⑷（2023山東卷）質(zhì)量為Al的玩具動力小車在水平面上運動時，牽引力F和受到的阻力/均為恒力，如

圖所示，小車用一根不可伸長的輕繩拉著質(zhì)量為小的物體由靜止開始運動。當(dāng)小車拖動物體行駛的位移

為Si時，小車達(dá)到額定功率，輕繩從物體上脫落。物體繼續(xù)滑行一段時間后停下，其總位移為S”物體與

地面間的動摩擦因數(shù)不變,不計空氣阻力。小車的額定功率B為（）

/2二（F—力弼―Si）一'2口（尸—力網(wǎng)―SJSi

'V（河+mjSz—MSi

（7W+m）S2—mSi

C"①一/）網(wǎng)-SJS2‘2加（尸-力⑶-&混

'V（M+m'）S2-MS1（M+m）S2-\-mSi

考向二動能定理及其應(yīng)用

面目匚（2023新課標(biāo)卷）無風(fēng)時，雨滴受空氣阻力的作用在地面附近會以恒定的速率豎直下落。一質(zhì)量為

m的雨滴在地面附近以速率。下落高度h的過程中,克服空氣阻力做的功為（重力加速度大小為g）

2

A.0B.mghC.-mv2—mghD.-^-mv+mgh

頻目回（2023新課標(biāo)卷）一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下，由靜止開始在水平地面上沿，軸運動,

出發(fā)點為多軸零點，拉力做的功W與物體坐標(biāo)多的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為

0.4,重力加速度大小取lOm/s?。下列說法正確的是（）

A.在力=1m時，拉力的功率為6W

B.在I=4nz時,物體的動能為2J

C.從力=0運動到。=2館,物體克服摩擦力做的功為8J

D.從力=0運動到2=4的過程中，物體的動量最大為2kg?m/s

題目習(xí)（2023全國乙卷）如圖，一質(zhì)量為“、長為/的木板靜止在光滑水平桌面上，另一質(zhì)量為館的小物塊

（可視為質(zhì)點）從木板上的左端以速度。。開始運動。已知物塊與木板間的滑動摩擦力大小為力當(dāng)物塊從木

板右端離開時（）

'/////〃////〃///〃//〃〃〃/，

A.木板的動能一定等于力B.木板的動能一定小于力

C.物塊的動能一定大于1利褚一力D.物塊的動能一定小于專機褚―力

蜃目回（2023江蘇卷）如圖所示,滑雪道由坡道和水平道組成，且平滑連接，坡道傾角均為45°。平臺

與緩沖坡CD相連。若滑雪者從P點由靜止開始下滑，恰好到達(dá)B點。滑雪者現(xiàn)從人點由靜止開始下

滑，從B點飛出。已知A、P間的距離為d,滑雪者與滑道間的動摩擦因數(shù)均為〃，重力加速度為g,不計空

氣阻力。

（1）求滑雪者運動到P點的時間土；

（2）求滑雪者從B點飛出的速度大小小

（3）若滑雪者能著陸在緩沖坡CD上,求平臺3。的最大長度力。

題亙⑥（2023湖北卷）如圖為某游戲裝置原理示意圖。水平桌面上固定一半圓形豎直擋板，其半徑為2R、內(nèi)

表面光滑，擋板的兩端4、8在桌面邊緣，B與半徑為五的固定光滑圓弧軌道談在同一豎直平面內(nèi)，過

C點的軌道半徑與豎直方向的夾角為60°。小物塊以某一水平初速度由A點切入擋板內(nèi)側(cè)，從B點飛出桌

面后，在。點沿圓弧切線方向進(jìn)入軌道近內(nèi)側(cè),并恰好能到達(dá)軌道的最高點。。小物塊與桌面之間的

動摩擦因數(shù)為與，重力加速度大小為g,忽略空氣阻力，小物塊可視為質(zhì)點。求：

（1）小物塊到達(dá)。點的速度大??；

（2）B和。兩點的高度差；

（3）小物塊在A點的初速度大小。

考向三機械能守恒定律及其應(yīng)用

題目Qo（2023全國甲卷）一同學(xué)將鉛球水平推出，不計空氣阻力和轉(zhuǎn)動的影響，鉛球在平拋運動過程中

（）

A.機械能一直增加B.加速度保持不變C.速度大小保持不變D.被推出后瞬間動能最大

意目可（2023?浙江?高考真題）一位游客正在體驗蹦極，綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺縱身而下。游客從

跳臺下落直到最低點過程中（）

A.彈性勢能減小B.重力勢能減小

C.機械能保持不變D.繩一繃緊動能就開始減小

顧目01）（2023湖南卷）如圖，固定在豎直面內(nèi)的光滑軌道ABC由直線段AB和圓弧段組成，兩段相切

于B點，AB段與水平面夾角為仇段圓心為。，最高點為。、A與。的高度差等于圓弧軌道的直徑2R。

小球從A點以初速度2沖上軌道，能沿軌道運動恰好到達(dá)。點，下列說法正確的是（）

c

A.小球從B到。的過程中，對軌道的壓力逐漸增大

B.小球從人到。的過程中，重力的功率始終保持不變

C.小球的初速度*=/硒

D.若小球初速度v0增大,小球有可能從3點脫離軌道

題目巨（2023浙江6月卷）鉛球被水平推出后的運動過程中，不計空氣阻力,下列關(guān)于鉛球在空中運動時

的加速度大小a、速度大小°、動能耳和機械能否隨運動時間力的變化關(guān)系中，正確的是（）

面目亙（2023全國甲卷）如圖，光滑水平桌面上有一輕質(zhì)彈簧,其一端固定在墻上。用質(zhì)量為機的小球壓

彈簧的另一端，使彈黃的彈性勢能為珞。釋放后，小球在彈簧作用下從靜止開始在桌面上運動，與彈黃分

離后,從桌面水平飛出。小球與水平地面碰撞后瞬間，其平行于地面的速度分量與碰撞前瞬間相等;垂直于

地面的速度分量大小變?yōu)榕鲎睬八查g的言。小球與地而碰撞后，彈起的最大高度為限重力加速度大小

為g,忽略空氣阻力。求

（1）小球離開桌面時的速度大小；

（2）小球第一次落地點距桌面上其飛出點的水平距離。

考向四功能關(guān)系能量守恒定律

題目五（2023浙江1月卷）一位游客正在體驗蹦極，綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺縱身而下.游客從跳

臺下落直到最低點過程中（

A.彈性勢能減小B.重力勢能減小

C.機械能保持不變D.繩一繃緊動能就開始減小

題目」反（2023遼寧卷）某大型水陸兩柄飛機具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演練中，該飛機在

水而上由靜止開始勻加速直線滑行并汲水，速度達(dá)到v?=80m/s時離開水面,該過程滑行距離L=1600m.

汲水質(zhì)量?7i=1.0X104kg。離開水面后,飛機琴升高度九=lOOwi時速度達(dá)到02=100m/s,之后保持水平

勻速飛行，待接近目標(biāo)時開始空中投水。取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）飛機在水面滑行階段的加速度a的大小及滑行時間t；

（2）整個攀升階段，飛機汲取的水的機械能增加量ASo

『近年真題對比］

考向一功、功率、動能定理

［題目［（2022?廣東卷?"）如圖所示，載有防疫物資的無人駕駛小車，在水平跖V段以恒定功率200W、速度

5m/s勻速行駛,在斜坡PQ段以恒定功率570W、速度2m/s勻速行駛。已知小車總質(zhì)量為50kg,

PQ=20m,PQ段的傾角為30°,重力加速度g取10m/s2,不計空氣阻力。下列說法正確的有（）

A.從M到N,小車牽引力大小為40NB.從河到N,小車克服摩擦力做功800J

C.從P到Q,小車重力勢能增加1x104JD.從P到Q,小車克服摩擦力做功700J

趣目區(qū)（2022?湖北?T7）一質(zhì)點做曲線運動，在前一段時間內(nèi)速度大小由v增大到2。,在隨后的一段時間內(nèi)

速度大小由2n增大到5-u,前后兩段時間內(nèi)，合外力對質(zhì)點做功分別為期和叱，合外力的沖量大小分別

為和上。下列關(guān)系式一定成立的是（）

A.%=3陀，724371B.C.D.W^7WX,

建目叵〕（2022?浙江6月卷?T13）小明用額定功率為1200W、最大拉力為300N的提升裝置，把靜置于地面的

質(zhì)量為20kg的重物豎直提升到高為85.2m的平臺,先加速再勻速，最后做加速度大小不超過5m/s2的勻減

速運動，到達(dá)平臺速度剛好為零，g取lOm/s,,則提升重物的最短時間為（）

A.13.2sB.14.2sC.15.5sD.17.0s

題目⑷（2022?浙江1月卷?T20）如圖所示，處于豎直平面內(nèi)的一探究裝置，由傾角。=37。的光滑直軌道

4B、圓心為Q的半圓形光滑軌道BCD、圓心為的半圓形光滑細(xì)圓管軌道DEF、傾角也為37°的粗糙直

軌道FG組成，B、。和F為軌道間的相切點,彈性板垂直軌道固定在G點（與B點等高）,B、Oi、D、O?和

F點處于同一直線上。己知可視為質(zhì)點的滑塊質(zhì)量m=0.1kg,軌道BCD和DEF的半徑R=0.15小,軌道

長度，鉆=3小，滑塊與軌道FG間的動摩擦因數(shù)〃=”,滑塊與彈性板作用后，以等大速度彈回，sin37°

O

=0.6,cos37°=0.8=滑塊開始時均從軌道4B上某點靜止釋放，

（1）若釋放點距B點的長度I=0.7m,求滑塊到最低點。時軌道對其支持力FN的大??；

（2）設(shè)釋放點距B點的長度為射滑塊第一次經(jīng)F點時的速度n與乙之間的關(guān)系式；

（3）若滑塊最終靜止在軌道FG的中點,求釋放點距B點長度lx的值。

A

考向二機械能守恒定律功能關(guān)系與能量守恒

〔題目■（2022?全國乙卷?T16）固定于豎直平面內(nèi)的光滑大圓環(huán)上套有一個小環(huán)，小環(huán)從大圓環(huán)頂端P點由

靜止開始自由下滑,在下滑過程中，小環(huán)的速率正比于（）

A.它滑過的弧長B,它下降的高度

C.它到P點的距離D.它與P點的連線掃過的面積

,題目§（2022?河北如圖,輕質(zhì)定滑輪固定在天花板上，物體P和Q用不可伸長的輕繩相連，懸掛定滑輪

上，質(zhì)量mP,t=0時刻將兩物體由靜止釋放，物體Q的加速度大小為4°T時刻輕繩突然斷開，物

體P能夠達(dá)到的最高點恰與物體Q釋放位置處于同一高度，取1=0時刻物體P所在水平面為零勢能面，

此時物體Q的機能為E。重力加速度大小為g,不計摩擦和空氣阻力，兩物體均可視為質(zhì)點。下列說法正

A.物體P和Q的質(zhì)量之比為1:3B.2T時刻物體Q的機械能為專

C.2T時刻物體P重力的功率為第D.2T時刻物體P的速度大小尊

命題規(guī)律

分析近三年的高考試題,在近幾年的高考題中，主要分關(guān)于機械能的考查，多以選擇題的形式出現(xiàn)，.有時與電

流及電磁感應(yīng)相結(jié)合命題。動能定理和機械能守恒定律多數(shù)題目是與牛頓運動定律、平拋運動、圓周運動以

及電磁學(xué)等知識相結(jié)合的綜合性試題;動能定理仍將是高考考查的重點，高考題注重與生產(chǎn)、生活、科技相結(jié)

合，將對相關(guān)知識的考查放在一些與實際問題相結(jié)合的情境中。

名校模擬探源

題目工（2023?廣東潮州二模）疫情期間利用無人機運送物資，已知質(zhì)量為8kg的物資在無人機拉力作用下

勻速上升35m,然后勻加速水平移動20館,若空氣阻力不能忽略，取g=10m/s20則下列說法正確的是

A.勻速上升時，物資重力勢能不變

B.整個過程，物資機械能增加了2800J

C.物資在勻速上升時機械能增量為2800J

D.無人機水平移動過程中空氣對它的作用力、重力均不做功

題目團（2023?山東泰安?統(tǒng)考二模）如圖所示，在光滑水平面上，一物體在水平向右的恒定拉力F作用下由靜

止開始向右做直線運動，物體的動能及隨時間土變化的圖像如右圖所示，虛線為圖像上P點的切線，切線

與力軸交點的坐標(biāo)力1是（）

題目叵］（2023?四川涼山?統(tǒng)考二模）光滑水平面上質(zhì)量分別為小、2小的甲、乙兩個物體，在相同的水平拉力

F的作用下從靜止開始運動，甲、乙分別經(jīng)過去2t時間的動能之和為反,則乙從靜止經(jīng)過3t時間的動能為

（）

A.9及B.赳C.與&D.3及

236

題自0（2023?福建福州4月檢測）（多選）某研究小組研發(fā)了一款彈跳機器人，總質(zhì)量僅為30g,其結(jié)構(gòu)如圖

所示,流線型頭部內(nèi)的微型電機先將碳纖維細(xì)條制成的彈性結(jié)構(gòu)壓縮，之后彈性勢能迅速釋放,在約為

10ms的時間內(nèi)將機器人由靜止加速到28m/s,此時機器人恰好離開地面,接著沿豎直方向上升,離地最大

高度為33m,當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?.8m/s2^1J（）

△

A.微型電機工作時,消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為彈性結(jié)構(gòu)儲存的彈性勢能

B.機器人在10ms的加速時間內(nèi)平均加速度大小約為2800m/s2

C.彈跳機器人在空中上升時加速度大小大于9.8m/s2

D.彈跳機器人在空中上升的過程中機械能守恒

題目回（2023?四川眉山?校考模擬預(yù)測）下列四幅圖所描述的情景中，人對物體做功的是（)

旗同（多選）（2023?黑龍江哈爾濱?哈爾濱三中校考模擬預(yù)測）如圖甲所示，一足夠長的水平傳送帶以某一

恒定速率順時針轉(zhuǎn)動，一根輕彈簧一端與豎直墻而連接，另一端與物塊不栓接。物塊將彈簧壓縮一段距離

后置于傳送帶最左端無初速度釋放,物塊向右運動受到的摩擦力f隨位移7的關(guān)系如圖乙所示，g為已知

量,則下列說法正確的是（）

圖甲圖乙

A.工件在傳送帶上先加速,后減速B.工件向右運動2g后與彈簧分離

C.彈簧勁度系數(shù)％=四

D.整個過程中摩擦力對物塊做功W=O.75foxo

題目（2023?湖南彬州三模）（多選）如圖甲中的塔吊是現(xiàn)代工地必不可少的建筑設(shè)備，圖乙為質(zhì)量小=

600kg建筑材料從地面被吊起后在豎直方向運動的”-力圖像（豎直向上為正方向），重力加速度g=

lOm/s?。根據(jù)圖像下列判斷正確的是（）

甲

A.在10~30s建筑材料的機械能增加

B.46s時建筑材料離地面的高度為287n

C.在0~10s內(nèi)塔吊拉力做功的功率為3030W

D.在30~36s塔吊拉力對建筑材料做負(fù)功，其功率逐漸減小

題目0（2023?福建福州2月檢測）在無風(fēng)天氣里，翅子受到的空氣阻力大小與其下落的速度大小成正比。

一毯子從高處由靜止豎直下落至地面過程中,位移大小為力、速度大小為期、加速度大小為a,重力勢能為

導(dǎo)、動能為后對、下落時間為九取地面為零勢能面,則下列圖像正確的是（）

題目⑥（多選）（2023?河南?校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖一所示，輕桿與水平面的傾角為。=37°,帶有小孔的小球

套在輕桿上，小球與輕桿之間的動摩擦因數(shù)〃=0.5,小球的質(zhì)量m=0.1kg。t=0時由靜止釋放小球，同

時對小球施加沿輕桿向上的外力F,力F與時間的關(guān)系如圖二所示。重力加速度為g=10m/s2,下列說法

正確的是（）

圖一圖二

A.0—2s內(nèi)，小球的最大速度為7.5m/s

B.0—2s內(nèi)小球的機械能一直在增加

C.2s后小球的重力勢能最多增加0.75J

D.2s后，小球做勻減速直線運動,速度為零后,小球?qū)⑻幱谄胶鈶B(tài)

題目口0（2023?江蘇鹽城?統(tǒng)考三模）現(xiàn)體從離地高H處的河點開始做自由落體運動，下落至離地高度為

力8處的N點，下列能量條形圖表示了物體在朋■和N處的動能雖和重力勢能E的相對大小關(guān)系，可能正確

一近！一號-——

口口

物體在以處物體在N處

B.

---，-f^R+----------------------------,----4

物體說灰物體在W處

痼目□[（2023?江蘇南京?統(tǒng)考二模）將一個小球從地球豎直上拋，過程中小球受到的阻力與速率成正比，設(shè)

向上為正方向，小球的速率、位移、動能和機械能分別為。、小耳和E,以地面為零勢能面，則下列描述小球

運動過程的圖像可能正確的是（）

:題目至1（2023?貴州貴陽?統(tǒng)考二模）籃球比賽中，進(jìn)攻球隊獲得罰球機會。罰球時球員站在罰球線上方的橫

線后面立定向斜上方拋投，投進(jìn)一個空心球。球從離手到進(jìn)入籃框為止的過程中，其動能Ek隨距地面的高

度%變化的圖線，最接近下列哪個圖（）（圖中箭頭的方向表示過程的先后順序）

［易錯易混速記

1.一對作用力與反作用力的功

做功情形圖例備注

都做正功

都做負(fù)功

（1）一對相互作用力做的總功與參考系無關(guān)

//////////////////////

（2）一對相互作用力做的總功W=FZcosa"是相對位

一正一負(fù)〃〃鏟

//////////////////////移，a是F與Z間的夾角

〃費—到（3）一對相互作用力做的總功可正、可負(fù)，也可為零

一為零一為正

一為負(fù)

2o摩擦力做功有以下特點：

①單個摩擦力（包括靜摩擦力和滑動摩擦力）可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功。

②相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零;相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和不為零，且

總為負(fù)值。

③相互作用的一對滑動摩擦力做功過程中會發(fā)生物體間機械能轉(zhuǎn)移和機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能。=用

土相對。

（5）一對平衡力的功

一對平衡力作用在同一個物體上，若物體靜止,則兩個力都不做功;若物體運動，則這一對力所做的功一定

是數(shù)值相等,一正一負(fù)或均為零。

2.四類圖像圍城面積的含義

”一力圖像由公式2=況，可知，”-力圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體的位移

a—t圖像由公式△v=at,可知，a-力圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示物體速度的變化量

F—t圖像由公式W^Fx,可知，F(xiàn)-t圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功

P—力圖像由公式W=Pt可知，P-力圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示力所做的功

3.機械能守恒的三種表達(dá)式

表達(dá)式表達(dá)意義

守恒觀點瓦+Ep=Ek-\-Ep系統(tǒng)內(nèi)初末狀態(tài)機械能總和相等

系統(tǒng)（或物體）機械能守恒時，系統(tǒng)減少（或增加）的動能等于系統(tǒng)

轉(zhuǎn)化觀點△耳=一△瑪

減少（或增加）的動能

在組成的系統(tǒng)中，4機械能的增加量等于B機械能的減少

轉(zhuǎn)移觀點^E=-/\E

AB量

4.機械能守恒判斷的三種方法

利用機械能的定義直接判斷，分析物體或系統(tǒng)的動能和勢能的和是否變化，若不

定義法

變,則機械能守恒

若物體或系統(tǒng)只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，或有其他力做功,但其他力做功的代數(shù)

做功法

和為零，則機械能守恒

若物體或系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化，則

轉(zhuǎn)化法

機械能守恒

5.幾種常見力的功能關(guān)系

對應(yīng)不同形式能的變

不同的力做功定量關(guān)系

化

合外力做功動能變化及2—耳尸

重力做正功，重力勢能減少;重力做負(fù)功,重力勢

重力做功重力勢能變化

能增加％=—^EP=Ep-Ep2

彈力做正功,彈性勢能減少;彈力做負(fù)功,彈性勢能

彈簧彈力做功彈性勢能變化

增力口.以=—△/=

EP-EP.2

只有重力、彈力做功不引起機械能變化機械能守恒，/\E=0

除重力和彈力之外除重力和彈力之外的力做多少正功，物體的機械

機械能變化

的力做功能就增加多少；除重力和彈力之外的力做多少負(fù)

功，物體的機械能就減少多少.W=AE

一對相互作用的滑作用于系統(tǒng)的一對滑動摩擦力一定做負(fù)

內(nèi)能變化

動摩擦力做的總功功，系統(tǒng)內(nèi)能增加。=加相

專題六機檐第

目錄

真題考查解讀

2023年真題展現(xiàn)

考向一功功率和機車啟動

考向二動能定理及其應(yīng)用

考向三機械能守恒定律及其應(yīng)用

考向四功能關(guān)系能量守恒定律

近年真題對比

考向一功功率和機車啟動、動能定理應(yīng)用萬

考向二機械能守恒定律應(yīng)用、功能關(guān)系能量守恒定律

命題規(guī)律

名校模擬探源

易錯易混速記

真題考查解讀

------1*

【命題意圖】機械能內(nèi)容近幾年來，是每年各省高考必考的內(nèi)容之一，主要考察功和功率的計算、動能定理

和機械能守恒定律的應(yīng)用，所涉及到的題型多種多樣，一般力學(xué)知識綜合,構(gòu)成較為復(fù)雜的題型,不論是選

擇題還是解答題,往往都是以壓軸題的形式出現(xiàn),綜合性較強。而常常還會與電場和磁場相關(guān)的知識結(jié)合

在一起，綜合性也較高。動能定律是每年各省高考的必考內(nèi)容,既可以出現(xiàn)在簡單題中也可以出現(xiàn)在壓軸

題中，出題形式多種多樣，既能與曲線運動和天體運動結(jié)合在一起，又可以與電場和磁場產(chǎn)生聯(lián)系。

【考查要點】（1）功和功率的計算,變力功的計算方法；（2）應(yīng)用動能定理解決多過程問題;應(yīng)用動能定理解

決圖像的綜合問題；（3）單個物體的機械能守恒問題的理解和計算和多個物體關(guān)聯(lián)的機械能守恒問題的理

解和計算；（4）功能關(guān)系的應(yīng)用和摩擦力做功與能量的轉(zhuǎn)化；

【課標(biāo)鏈接】①熟練掌握功和功率的計算方法;熟練掌握并區(qū)分機車的兩種啟動方式,學(xué)會運用機車啟動知

識去解釋起重機牽引物體的運動方式；；②動能定理理解及其應(yīng)用；③機械能守恒定律的理解及應(yīng)用、功能

關(guān)系和同時解及應(yīng)用。

2023年真題展現(xiàn)

考向一功功率和機車啟動

版目工（2023山東卷）《天工開物》中記載了古人借助水力使用高轉(zhuǎn)筒車往稻田里引水的場景。引水過程簡

化如下:兩個半徑均為R的水輪，以角速度。勻速轉(zhuǎn)動。水筒在筒車上均勻排布,單位長度上有九個，與水

輪間無相對滑動。每個水筒離開水面時裝有質(zhì)量為小的水,其中的60%被輸送到高出水面H處灌入稻

田。當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,則筒車對灌入稻田的水做功的功率為（）

Q.nmga^RH3nmgcoRH3nmga^RH

-A..~~（_>?~D?HJTYI/QCL）RH

555

【答案】B

【解析】由題知，水筒在筒車上均勻排布，單位長度上有幾個，且每個水筒離開水面時裝有質(zhì)量為小的水、其

中的60%被輸送到高出水面〃處灌入稻田，則水輪轉(zhuǎn)一圈灌入農(nóng)田的水的總質(zhì)量為

m總=2nRnmX60%=1.2nRnm,則水輪轉(zhuǎn)一圈灌入稻田的水克服重力做的功W=1.2icRnimgH,則

筒車對灌入稻田的水做功的功率為P=27=2二聯(lián)立有P=3儂?。無”故選E。

135

題目g（2023遼寧卷）如圖（a）,從高處加■點到地面N點有I、II兩條光滑軌道。兩相同小物塊甲、乙同時

從初點由靜止釋放,沿不同軌道滑到N點，其速率。與時間t的關(guān)系如圖（0所示。由圖可知，兩物塊在離

開河點后、到達(dá)N點前的下滑過程中（）

A.甲沿/下滑且同一時刻甲的動能比乙的大B.甲沿II下滑且同一時刻甲的動能比乙的小

C.乙沿/下滑且乙的重力功率一直不變D.乙沿II下滑且乙的重力功率一直增大

【答案】8

【解析】AB.由圖乙可知，甲下滑過程中，甲做勻加速直線運動，則甲沿II下滑，乙做加速度逐漸減小的加

速運動，乙沿/下滑，任意時刻甲的速度都小于乙的速度，可知同一時刻甲的動能比乙的小，力錯誤，B正

確；CD.乙沿/下滑，開始時乙速度為0,到N點時乙豎直方向速度為零，根據(jù)瞬時功率公式P=zng與可

知重力瞬時功率先增大后減小，CD錯誤。故選B。

題目（2023湖北卷）兩節(jié)動車的額定功率分別為8和2,在某平直鐵軌上能達(dá)到的最大速度分別為g和

3。現(xiàn)將它們編成動車組，設(shè)每節(jié)動車運行時受到的阻力在編組前后不變，則該動車組在此鐵軌上能達(dá)到

的最大速度為（）

A—”1+如2B?—+￡%（一+2）。@2D

'P1+P2'P1+P2'PiVi+PiVi'P^Vi+PiV-i

【答案】。

【解析】由題意可知兩節(jié)動車分別有丹=力%呂=/2。2當(dāng)將它們編組后有與+2=（力+力）”

聯(lián)立可得o=故選。。

P1V2+P2^1

題目可（2023山東卷）質(zhì)量為M的玩具動力小車在水平面上運動時，牽引力F和受到的阻力/均為恒力，如

圖所示，小車用一根不可伸長的輕繩拉著質(zhì)量為小的物體由靜止開始運動。當(dāng)小車拖動物體行駛的位移

為S1時，小車達(dá)到額定功率，輕繩從物體上脫落。物體繼續(xù)滑行一段時間后停下，其總位移為S2。物體與

地面間的動摩擦因數(shù)不變，不計空氣阻力。小車的額定功率區(qū)為（）

/2-（F—力⑸―8）Si‘2尸2（尸一力02—S1）S1

（河+）

'VmS2—MSi（7W+mjS2—TnSi

C/2F?（F—/）網(wǎng)-SJS2’2?2（F—力⑸―S1）S2

（M+m）S2+mSi

'V{M+m）S2-MSr

【答案】Z

【解析】設(shè)物體與地面間的動摩擦因數(shù)為〃，當(dāng)小車拖動物體行駛的位移為Si的過程中有

1

=（m+M）av—2asiPQ=Fv

2

輕繩從物體上脫落后a2—ngv=2a2（S2—Si）

聯(lián)立有.=/2/y-，汽]了故選Ao

y（TVf+771）82—MS]

考向二動能定理及其應(yīng)用

題目5〕（2023新課標(biāo)卷）無風(fēng)時,雨滴受空氣阻力的作用在地面附近會以恒定的速率豎直下落。一質(zhì)量為

m的雨滴在地面附近以速率。下落高度拉的過程中，克服空氣阻力做的功為（重力加速度大小為g）

（）

A.0B.mghC.—mv2—mghD.—mv2+mgh

【答案】8

【解析】在一地面附近雨滴做勻速運動，根據(jù)動能定理得nig八一用=0

故雨滴克服空氣阻力做功為恒。鼠故選8。

題目回（2023新課標(biāo)卷）一質(zhì)量為1kg的物體在水平拉力的作用下，由靜止開始在水平地面上沿。軸運動,

出發(fā)點為7軸零點，拉力做的功W與物體坐標(biāo)c的關(guān)系如圖所示。物體與水平地面間的動摩擦因數(shù)為

0.4,重力加速度大小取10m/s2。下列說法正確的是（）

01234x/m

A.在力=1館時，拉力的功率為6W

B.在力=4館時,物體的動能為2J

C.從力=。運動到力=2恒,物體克服摩擦力做的功為8J

D.從力=。運動到力=4的過程中，物體的動量最大為2kg?m/s

【答案】8C

【解析】由于拉力在水平方向，則拉力做的功為W=Rc可看出W—C圖像的斜率代表拉力F。AB.在

物體運動的過程中根據(jù)動能定理有W—//mga;=Jm//則re=1m時物體的速度為幼=2m/sx=l?rz時，

拉力為

/=當(dāng)匕=6N則此時拉力的功率P=FV1=12W,x=4m,時物體的動能為%=2J,力錯誤、B正確；

l\x

C.從k=0運動到土=2館,物體克服摩擦力做的功為％=//mge=8J,C正確；D根據(jù)W—力圖像

可知在0—2小的過程中E=6N,2—4館的過程中月=3N,由于物體受到的摩擦力恒為/=4N,則物體

在力=27n處速度最大，且根據(jù)選項AB分析可知此時的速度O2=J§m/s則從力=0運動到n=4的過程

中，物體的動量最大為p=??w=2，^kg?m/s_D錯誤。故選BC。

題目⑦（2023全國乙卷）如圖，一質(zhì)量為“、長為，的木板靜止在光滑水平桌面上，另一質(zhì)量為m的小物塊

（可視為質(zhì)點）從木板上的左端以速度比開始運動。已知物塊與木板間的滑動摩擦力大小為了，當(dāng)物塊從木

板右端離開時（）

M

7//////////////////////////Z

A.木板的動能一定等于力B.木板的動能一定小于力

C.物塊的動能一定大于D.物塊的動能一定小于

I答案】BD

【解析】當(dāng)物塊從木板右端離開時，對m有—fxm=--mv^n—*，對M有fxM—弓*???/或其中

I=xm-xMAB.由于1>/兇，則根據(jù)以上分析可知木板的動能一定小于#,4錯誤、E正確；CD.根據(jù)

以上分析，聯(lián)立有^送一/7=晚則物塊的動能一■定小于1~?71嫌—八，C錯誤、O正確。故選

皿

題目回（2023江蘇卷）如圖所示,滑雪道由坡道和水平道組成，且平滑連接，坡道傾角均為45°。平臺

BC與緩沖坡CD相連。若滑雪者從P點由靜止開始下滑，恰好到達(dá)B點。滑雪者現(xiàn)從A點由靜止開始下

滑，從B點飛出。已知A、P間的距離為d,滑雪者與滑道間的動摩擦因數(shù)均為〃，重力加速度為g,不計空

氣阻力。

（1）求滑雪者運動到P點的時間t；

（2）求滑雪者從B點飛出的速度大小”；

（3）若滑雪者能著陸在緩沖坡CD上,求平臺BC的最大長度乙。

【答案】（l）t=./2^/2d3,⑵人為d（l—〃）；（3）V2cZ（l—//）

VgQ-U）

【解析】（1）滑雪者從A到P根據(jù)動能定理有m5dsin45°—〃mgcos45°d=0

根據(jù)動量定理有（mgsin45°—//mgcos45°）t=mvp-O

聯(lián)立解得力=、/Vp=個四gdQ—〃）

vg（i—〃）

（2）由于滑雪者從P點由靜止開始下滑，恰好到達(dá)B點，故從P點到B點合力做功為0,所以當(dāng)從A點下滑

時，到達(dá)B點有比=i>p=y/V2gd{l—//）

（3）當(dāng)滑雪者剛好落在。點時，平臺BC的長度最大；滑雪者從B點飛出做斜拋運動，豎直方向上有

t>Pcos45°=gX0，水平方向上有L=t>Psin45°-t

聯(lián)立可得乙=Cd（l—〃）

題目⑥（2023湖北卷）如圖為某游戲裝置原理示意圖。水平桌面上固定一半圓形豎直擋板，其半徑為272、內(nèi)

表面光滑，擋板的兩端A、B在桌面邊緣，B與半徑為R的固定光滑圓弧軌道場在同一豎直平面內(nèi)，過

C點的軌道半徑與豎直方向的夾角為60°。小物塊以某一水平初速度由A點切入擋板內(nèi)側(cè)，從B點飛出桌

面后，在。點沿圓弧切線方向進(jìn)入軌道,內(nèi)側(cè),并恰好能到達(dá)軌道的最高點。。小物塊與桌面之間的

動摩擦因數(shù)為4，重力加速度大小為g,忽略空氣阻力，小物塊可視為質(zhì)點。求：

⑴小物塊到達(dá)。點的速度大??；

（2）B和。兩點的高度差；

（3）小物塊在A點的初速度大小。

【答案】（1）①；（2）0;（3）風(fēng)反

7,2

【解析】（1）由題知，小物塊恰好能到達(dá)軌道的最高點。，則在。點有m-f-=mg

解得vD—4gR

（2）由題知，小物塊從。點沿圓弧切線方向進(jìn)入軌道CDE內(nèi)側(cè)，則在。點有cos60°=—

小物塊從（7到。的過程中，根據(jù)動能定理有_mg（R+2?cos60°）=gm虎—5n儻

則小物塊從B到D的過程中，根據(jù)動能定理有mgHBD=

聯(lián)立解得vB=/,HBD=Q

⑶小物塊從A到B的過程中，根據(jù)動能定理有—jLtmgS=frrwl—^-mv\

S=R?2R解得vA=y/3gR

考向三機械能守恒定律及其應(yīng)用

題目□0（2023全國甲卷）一同學(xué)將鉛球水平推出,不計空氣阻力和轉(zhuǎn)動的影響，鉛球在平拋運動過程中

（）

A.機械能一直增加B.加速度保持不變C.速度大小保持不變D.被推出后瞬間動能最大

【答案】B

【解析】鉛球做平拋運動，僅受重力，故機械能守恒，4錯誤；B.鉛球的加速度恒為重力加速度保持不

變,B正確；CD.鉛球做平拋運動,水平方向速度不變,豎直方向做勻加速直線運動，根據(jù)運動的合成可知

鉛球速度變大，則動能越來越大，CD錯誤。故選B

題目RT（2023?浙江?高考真題）一位游客正在體驗蹦極，綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺縱身而下。游客從

跳臺下落直到最低點過程中（）

A.彈性勢能減小B.重力勢能減小

C.機械能保持不變D.繩一繃緊動能就開始減小

【答案】B

【詳解】游客從跳臺下落，開始階段橡皮繩未拉直，只受重力作用做勻加速運動，下落到一定高度時橡皮繩

開始繃緊，游客受重力和向上的彈力作用，彈力從零逐漸增大，游客所受合力先向下減小后向上增大，速度

先增大后減小，到最低點時速度減小到零，彈力達(dá)到最大值。

A.橡皮繩繃緊后彈性勢能一直增大，4錯誤；

B.游客高度一直降低，重力一直做正功，重力勢能一直減小，B正確；

C.下落階段橡皮繩對游客做負(fù)功，游客機械能減少，轉(zhuǎn)化為彈性勢能，。錯誤；

D.繩剛繃緊開始一段時間內(nèi)，彈力小于重力，合力向下做正功，游客動能在增加；當(dāng)彈力大于重力后，合力

向上對游客做負(fù)功，游客動能逐漸減小，。錯誤。

題目至I（2023湖南卷）如圖，固定在豎直面內(nèi)的光滑軌道ABC由直線段AB和圓弧段BC組成，兩段相切

于8點，AB段與水平面夾角為段圓心為。，最高點為。、人與。的高度差等于圓弧軌道的直徑2R。

小球從A點以初速度為沖上軌道，能沿軌道運動恰好到達(dá)。點，下列說法正確的是（）

A.小球從B到C的過程中,對軌道的壓力逐漸增大

B.小球從A到。的過程中，重力的功率始終保持不變

C.小球的初速度2=J硒

D.若小球初速度為增大,小球有可能從B點脫離軌道

【答案】AD

【解析】4.由題知，小球能沿軌道運動恰好到達(dá)。點，則小球在。點的速度為%=0則小球從。到B的

2

過程中，有?ng_R(l—cosa)=?]館"2琉=mgcosa-m萬v聯(lián)立有&=3nzgcosa—2mg，則從。至4B的過

2