備考2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)分層練習(xí)第六章機(jī)械能專題十動力學(xué)和能量觀點的綜合應(yīng)用

專題十動力學(xué)和能量觀點的綜合應(yīng)用1.[多選]如圖所示，一長木板B放在粗糙的水平地面上，在B的左端放一物塊A，現(xiàn)以恒定的外力F拉A，經(jīng)一段時間物塊A從長木板B的右端滑下，在此過程中以地面為參考系，長木板B也向右移動一段距離，則在此過程中（CD）A.外力F對A做的功等于A和B動能的增加量B.A對B摩擦力做的功與B對A摩擦力做的功確定值相等C.外力F做的功等于A、B動能的增加量與系統(tǒng)由于摩擦而產(chǎn)生的熱量之和D.A對B摩擦力做的功等于B動能的增加量和B與地面之間因摩擦產(chǎn)生的熱量之和解析依據(jù)功能關(guān)系和能量守恒定律可知，外力F做的功等于A、B動能的增加量

與系統(tǒng)由于摩擦而產(chǎn)生的熱量(包括A、B之間，B和地面之間因摩擦所產(chǎn)生的熱量)

之和；同理，A對B的摩擦力做的功等于B動能的增加量和B與地面之間因摩擦產(chǎn)生的

熱量之和，雖然A對B的摩擦力與B對A的摩擦力大小相等，但在力的方向上的位移大

小不同，所以A對B的摩擦力做的功與B對A的摩擦力做的功的確定值不相等，故C、

D正確，A、B錯誤.2.[圖像創(chuàng)新/2024江西撫州黎川二中?？糫如圖甲所示，表面粗糙的“L”形水平軌道固定在地面上，勁度系數(shù)為k、原長為l0的輕彈簧一端固定在軌道上的O點，另一端與安裝有加速度傳感器的小滑塊相連，滑塊總質(zhì)量為m.以O(shè)為坐標(biāo)原點，水平向右為正方向建立x軸，將滑塊拉至坐標(biāo)為x3的A點由靜止釋放，滑塊向左最遠(yuǎn)運(yùn)動到坐標(biāo)為x1的B點，測得滑塊的加速度a與坐標(biāo)x的關(guān)系如圖乙所示，其中a0為圖線縱截距.則滑塊由A運(yùn)動至B過程中（彈簧始終處于彈性限度內(nèi)），下列描述正確的是（B）A.x2＝l0B.最大動能為12ma3（x3－x2C.動摩擦因數(shù)μ＝a0gD.滑塊在x3和x1處的彈性勢能Ep3＝Ep1解析由圖可知，當(dāng)滑塊運(yùn)動到x2位置時，滑塊的加速度為零，滑塊受到水平向右

的滑動摩擦力和水平向左的彈力，所以彈簧處于伸長狀態(tài)，而不是復(fù)原原長，故A

錯誤.加速度為零時，速度達(dá)到最大，動能最大，依據(jù)動能定理，結(jié)合圖線與橫軸所

圍區(qū)域的面積可得Ekm＝12ma3(x3-x2)，故B正確.依據(jù)牛頓其次定律得-k(x-l0)＋μmg＝

ma，當(dāng)x＝0時，a＝a0，解得動摩擦因數(shù)μ＝a0g-kl0mg，故C錯誤.由能量守恒定律可得

Ep3＝Ep1＋μmg(x33.[2024福建廈門雙十中學(xué)?？?多選]如圖甲所示，傳送帶是物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動化傳送用具.如圖乙所示，傳送帶與水平面間的夾角θ＝37°，逆時針勻速轉(zhuǎn)動.某次將靜止的物體從高處傳送至低處的過程中，以水平地面為重力勢能的零勢能面，物體的機(jī)械能E和傳送距離s的關(guān)系如圖丙所示.已知物體的質(zhì)量為10kg，可視為質(zhì)點，重力加速度為10m/s2，下列說法中正確的是（AC）A.傳送帶的運(yùn)行速度為2m/sB.物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0.25C.在0～0.2m內(nèi)與0.2～0.4m內(nèi)，傳送帶對物體做的功大小相等D.在0～0.2m內(nèi)與0.2～0.4m內(nèi)，物體與傳送帶之間產(chǎn)生的熱量相等解析傳送距離0～0.2m內(nèi)，物體速度小于傳送帶速度，受到摩擦力沿傳送帶向

下，摩擦力做正功，物體的機(jī)械能增加，可得μmgΔxcosθ＝ΔE，物體與傳送帶之間

的動摩擦因數(shù)為μ＝ΔEmgΔxcosθ＝248-24010×10×0.2×0.8＝0.5，故B錯誤.傳送距離0～0.2m內(nèi)，物體的加速度為a＝gsinθ＋μgcosθ＝10m/s2，傳送帶的運(yùn)行速度為v＝2aΔx＝2×10×0.2m/s＝2m/s，故A正確.在0～0.2m內(nèi)與0.2～0.4m內(nèi)，物體受到的滑動摩擦力大小相等，方向相反，物體的位移相同，可知傳送帶對物體做的功大小相等，故C正確.在0～0.2m內(nèi)，傳送帶的位移x1＝vt，物體的位移為x2＝12at2＝12vt，物體與傳送帶間的相對位移為Δx1＝x1-x2＝x2＝0.2m，物體與傳送帶之間產(chǎn)生的熱量Q1＝Wf1＝fΔx1；在0.2～0.4m內(nèi)，物體與傳送帶之間產(chǎn)生的熱量Q2＝Wf2＝fΔx2，物體與傳送帶間的相對位移為Δx2＝x物-x傳送帶＝0.2m-x傳送帶＝Δx4.[多選]如圖甲所示，一質(zhì)量為m的小物塊以初動能E0向右滑上足夠長的水平傳送帶，傳送帶以恒定速率逆時針轉(zhuǎn)動.小物塊在傳送帶上運(yùn)動時，小物塊的動能Ek與小物塊的位移x的關(guān)系圖像如圖乙所示，傳送帶與小物塊之間的動摩擦因數(shù)不變，重力加速度為g，則（BC） A.小物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為EB.從小物塊起先滑動到與傳送帶達(dá)到共同速度所需時間為9C.整個過程中小物塊與傳送帶間產(chǎn)生的熱量為94ED.整個過程中傳送帶電動機(jī)多消耗的電能為94E解析由題圖乙可知，Ek-x圖像的斜率大小E0x0表示合力的大小，小物塊向右滑動時

所受的合外力為μmg，解得μ＝E0mgx0，故A錯誤；取向右為正方向，設(shè)傳送帶的速度大小為v'，依據(jù)題意作出小物塊的v-t圖像如圖所示，由圖像可知，小物塊做勻變速直線運(yùn)動且共速前加速度不變，全程有-v'＝v0-μgt0，又E0＝12mv02，14E0＝12mv'2，解得t0＝9mx022E0，故B正確；以傳送帶為參考系，小物塊運(yùn)動的位移Δx＝(v0＋v')22μg，產(chǎn)生的熱量Q＝μmgΔx＝15.[2024湖北黃岡模擬/多選]如圖所示，AB為固定水平長木板，長為L，C為長木板的中點，AC段光滑，CB段粗糙，一原長為25L的輕彈簧一端連在長木板左端的擋板上，另一端連一物塊，起先時將物塊拉至長木板的右端B點，由靜止釋放物塊，物塊在彈簧彈力的作用下向左滑動，已知物塊與長木板CB段間的動摩擦因數(shù)為μ，物塊的質(zhì)量為m，彈簧的勁度系數(shù)為k，且k＞10μmgL，物塊第一次到達(dá)C點時，物塊的速度大小為v，此時彈簧的彈性勢能為E，不計物塊的大小，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，則下列說法正確的是（A.物塊可能會停在CB面上某處B.物塊最終會做往復(fù)運(yùn)動C.彈簧起先具有的最大彈性勢能為E＋12mv2＋D.最終物塊和彈簧系統(tǒng)損失的總機(jī)械能為12mv2＋1解析由于k＞10μmgL，可得k·(L2-2L5)＞μmg，所以物塊不行能停在CB面上某處，

故A錯誤；只要物塊滑上BC段，就要克服摩擦力做功，物塊的機(jī)械能就減小，所以

物塊最終會在AC段做往復(fù)運(yùn)動，故B正確；物塊從起先運(yùn)動到第一次運(yùn)動到C點的

過程中，依據(jù)能量守恒定律得Epmax＝E＋12mv2＋μmg·L2，故C錯誤；物塊第一次到達(dá)C

點時，物塊的速度大小為v，物塊最終會在AC段做來回運(yùn)動，到達(dá)C點的速度為0，

可知物塊克服摩擦力做的功最終為：Wfmax＝Epmax-E6.[2024江蘇揚(yáng)州儀征中學(xué)?？糫大貨車裝載很重的貨物時，在行駛過程中要防止貨物發(fā)生相對滑動，否則存在平安隱患.下面進(jìn)行平安模擬測試試驗：如圖1所示，一輛后車廂表面粗糙且足夠長的小貨車向前以未知速度v0勻速行駛，質(zhì)量mA＝10kg的貨物A（可看成質(zhì)點）和質(zhì)量mB＝20kg的貨物B（可看成水平長板）疊放在一起，起先時A位于B的右端，在t＝0時刻將貨物A、B輕放到小貨車的后車廂前端，最終貨物A恰好沒有滑離貨物B，貨物A、B在0～1s時間內(nèi)的速度—時間圖像如圖2所示，已知貨物A、B間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.40，取重力加速度g＝10m/s2.（1）求運(yùn)動過程中貨物A的加速度大小.（2）求貨物B與車廂表面之間的動摩擦因數(shù)μ2.（3）求貨物A、B間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能.答案（1）aA＝4m/s2（2）μ2＝0.67（3）Q＝40J解析（1）對貨物A，剛放上車廂時，由牛頓其次定律有μ1mAg＝mAaA解得A的加速度為aA＝4m/s2（2）對貨物A，剛放上車廂時，A的加速度aA＝4m/s2，由圖2知，v0＝aAt2＝4m/s對貨物B，由圖2知剛放上車廂時，貨物B的加速度aB＝8m/s2，由牛頓其次定律有μ2（mA＋mB）g－μ1mAg＝mBaB，解得μ2＝0.67（3）解法1由圖2知，貨物B經(jīng)時間t1＝0.5s與車共速，貨物A經(jīng)時間t2＝1s與車共速，從將貨物A、B放上車廂到A、B均與車相對靜止的過程中，xB＝12aBt12＋v（t2－t1），xA＝1貨物B的長度：L＝xB－xA，解得L＝1.0m貨物A、B間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能Q＝μ1mAgL＝40J.解法2從將貨物A、B放上車廂到A、B均與車相對靜止的過程中，貨物B對地的位移設(shè)為xB，貨物A對地的位移設(shè)為xA，則貨物B的長度：L＝xB－xA由圖2知，貨物A、B對地位移之差在數(shù)值上等于圖中斜三角形的面積值，即：L＝ΔS＝12×（1－0.5）×4m＝1.0m，貨物A、B間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能Q＝μ1mAgL＝7.[2024遼寧沈陽二十中一模]如圖，傾角θ＝30°的足夠長光滑斜面固定，長L＝1.2m，質(zhì)量M＝2kg的長木板下端靠著插銷置于斜面上，上表面底端放有一質(zhì)量m＝1kg的物塊（視為質(zhì)點），不行伸長的伸直細(xì)線一端連接物塊，一端拴在固定擋板上.零時刻拔去插銷，0.8s末將細(xì)線剪斷.已知物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝33，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g＝10m/s2（1）求0.2s末細(xì)線對物塊的拉力大?。唬?）求0.8s末長木板的速度大?。唬?）求在木板下滑的過程中，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量是多少.答案（1）10N（2）2m/s（3）163解析（1）以物塊為探討對象，其受力如圖甲所示物塊靜止，由力的平衡條件有F＝mgsinθ＋f，f＝μmgcos30°代入數(shù)據(jù)解得F＝10N 圖甲圖乙（2）以木板為探討對象，其受力如圖乙所示由牛頓其次定律有Mgsin30°－f'＝MaM，f'＝f代入數(shù)據(jù)得aM＝2.5m/s2由運(yùn)動學(xué)規(guī)律有v＝aMt將t＝0.8s代入解得v＝2m/s（3）0～0.8s內(nèi)木板發(fā)生的位移為x＝12aMt代入數(shù)據(jù)得x＝0.8m.0.8s之后，由于物塊與木板間摩擦力不變，則木板加速度aM不變，二者均向下做勻加速運(yùn)動.假設(shè)經(jīng)時間t'兩者共速時，物塊仍在木板上，對物塊，由牛頓其次定律有mgsin30°＋f＝mam代入數(shù)據(jù)得am＝10m/s2由運(yùn)動學(xué)規(guī)律有v共＝amt'v共＝v＋aMt'代入數(shù)據(jù)得t'＝415v共＝83木板發(fā)生的位移為x1＝12（v＋v共）物塊發(fā)生的位移為x2＝12v共代入數(shù)據(jù)得x1＝2845m，x2＝16兩者間的相對位移為Δx＝x1－x2＝415因Δx＋x＝1615m＜LQ＝f（x＋Δx）＝1638.[2024山東東營統(tǒng)考]如圖所示，與水平面夾角θ＝30°的傳送帶正以v＝2m/s的速度順時針勻速運(yùn)行，A、B兩端相距l(xiāng)＝12m.現(xiàn)每隔1s把質(zhì)量m＝1kg的工件（視為質(zhì)點）輕放在傳送帶A端，在傳送帶的帶動下，工件向上運(yùn)動，工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝32，取重力加速度g＝10m/s2.（1）每個工件經(jīng)過多長時間后與傳送帶共速；（2）每個工件與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量；（3）與空載相比，傳送帶持續(xù)運(yùn)輸工件狀況下電動機(jī)增加的平均功率.答案（1）0.8s（2）6J（3）68W解析（1）對工件受力分析，依據(jù)牛頓其次定律得μmgcosθ－mgsinθ＝ma即a＝μmgcosθ－mg工件加速至傳送帶共速所用時間為t1＝va＝（2）工件加速至與傳送帶速度相等時運(yùn)動的距離為x1＝v2t1＝該過程中傳送帶運(yùn)動的位移x2＝vt1＝1.6m工件相對于傳送帶運(yùn)動的位移Δx＝x2－x1工件與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝μmgcosθ·Δx解得Q＝6J（3）傳送帶持續(xù)傳送工件時每經(jīng)過1s放一個工件，故以1s為周期，傳送帶多做的功為W＝Q＋12mv2＋mglsin故電動機(jī)增加的平均功率P＝Wt＝9.[板塊＋彈簧模型/多選]如圖所示，固定在地面上的斜面傾角為θ＝30°，物塊B固定在木箱A的上方，一起從a點由靜止起先下滑，到b點接觸輕彈簧，又壓縮至最低點c，此時快速將B拿走，然后木箱A又恰好被輕彈簧彈回到a點.已知木箱A的質(zhì)量為m，物塊B的質(zhì)量為3m，a、c間距為L，重力加速度為g，下列說法正確的是（BD）A.在木箱A上滑的過程中，與彈簧分別時A的速度最大B.彈簧被壓縮至最低點c時，其彈性勢能為0.8mgLC.在木箱A從斜面頂端a下滑至再次回到a點的過程中，因摩擦產(chǎn)生的熱量為1.25mgLD.若物塊B沒有被拿走，A、B能夠上升的最高位置距離a點0.75L解析在A上滑的過程中，與彈簧分別是在彈簧復(fù)原原長的時候，之前A已經(jīng)起先

減速，故分別時A的速度不是最大，故A錯誤；設(shè)彈簧上端在最低點c時，其彈性勢

能為Ep，在A、B一起下滑的過程中，由功能關(guān)系有4mgLsinθ＝μ·4mgLcosθ＋Ep，

將物塊B拿走后木箱A從c點到a點的過程，由功能關(guān)系可得Ep＝mgLsinθ＋μmgLcos

θ，聯(lián)立解得Ep＝0.8mgL，故B正確；由以上分析可得，木箱A從斜面頂端a下滑至

再次回到a點的過程中，因摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝4μmgLcosθ＋μmgLcosθ＝1.5mgL，

故C錯誤；若物塊B沒有被拿走，設(shè)A、B能夠上滑的距離為L'，由功能關(guān)系得Ep＝

4mgL'sinθ＋4μmgL'cosθ，解得L'＝L4，即A、B能夠上升的最高位置距離a點0.75L，

故D正確10.[水平和傾斜傳送帶結(jié)合/2024吉林白山撫松縣第一中學(xué)一模]工廠中有如圖所示傳送帶，其水平部分AP長L1＝9m，傾斜部分PB長L2＝18m.傾斜部分與水平面的夾角為θ＝53°，貨物（可視為質(zhì)點）與傳送帶間的動摩擦