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1、专题专题 0606 功和能功和能一、选择题一、选择题1 【2017新课标卷】如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力A一直不做功B一直做正功C始终指向大圆环圆心D始终背离大圆环圆心【答案】A【考点定位】圆周运动；功【名师点睛】此题关键是知道小圆环在大圆环上的运动过程中，小圆环受到的弹力方向始终沿大圆环的半径方向，先是沿半径向外，后沿半径向里。2【2017江苏卷】一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处物块初动能为k0E，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能kE与位移的关系图线
2、是【答案】C【考点定位】动能定理【名师点睛】本题考查动能定理及学生的识图能力，根据动能定理写出Ekx图象的函数关系，从而得出图象斜率描述的物理意义3 【2017新课标卷】如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时。对应的轨道半径为（重力加速度大小为g）A216v gB28v gC24v gD22v g【答案】B【解析】物块由最低点到最高点有：22 111222mvmgrmv；物块做平抛运动：x=v1t；4rtg；联立解得：2 2416vxrrg，由数学知识可知，当2
3、242 168v vgrg时，x最大，故选 B。【考点定位】机械能守恒定律；平抛运动【名师点睛】此题主要是对平抛运动的考查；解题时设法找到物块的水平射程与圆轨道半径的函数关系，即可通过数学知识讨论；此题同时考查学生运用数学知识解决物理问题的能力。4【2017江苏卷】如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角由 60变为 120，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g则此下降过程中（A）A的动能达到最大前，B受到地面的支持力
4、小于3 2mg（B）A的动能最大时，B受到地面的支持力等于3 2mg（C）弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下（D）弹簧的弹性势能最大值为3 2mgL【答案】AB【考点定位】物体的平衡能量守恒牛顿第二定律【名师点睛】本题的重点是当A球的动能最大时，受合外力为零，在竖直方向整体加速度为零，选择整体为研究对象，分析AB两个选项；弹性势能最大对应A球下降至最低点，根据能量守恒定律，可求最大的弹性势能5 【2016四川卷】韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功 1 900 J，他克服阻力做功 100 J
5、。韩晓鹏在此过程中A动能增加了 1 900 J B动能增加了 2 000 JC重力势能减小了 1 900 J D重力势能减小了 2 000J【答案】C【解析】根据动能定理可知，动能的增加量等于合外力做功，即动能的增加量为 1 900 J-100 J=1 800 J，选项 AB 错误；重力做功等于重力势能的变化量，故重力势能减小了 1 900 J，选项 C 正确，D 错误。考点：功能关系【名师点睛】此题是对功能关系的考查；关键是搞清功与能的对应关系：合外力的功等于动能的变化量；重力做功等于重力势能的变化量；除重力以外的其它力做功等于机械能的变化量.6【2016上海卷】在今年上海的某活动中引入了全
6、国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下落过程中A失重且机械能增加 B失重且机械能减少C超重且机械能增加 D超重且机械能减少【答案】B【考点定位】平衡条件、机械能变化与外力做功关系、超重和失重【方法技巧】通过体验者加速度方向判断超重和失重，通过除重力外其他力做正功机械能增加，其他力做负功机械能减少判断机械能变化情况。7 【2016海南卷】如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在高点时对轨道的压力大小为N2。重力加速度大小为g，则N1N2的值为A3mg B4mg C5mg D6
7、mg【答案】D【解析】设小球在最低点时速度为v1，在最高点时速度为v2，根据牛顿第二定律有，在最低点：N1mg=2 1mv R，在最高点：N2+mg=2 2mv R；从最高点到最低点，根据动能定理有mg2R=2 1 2mv2 2 2mv，联立可得：N1N2=6mg，故选项 D 正确。【考点定位】牛顿第二定律、动能定理【名师点睛】解决本题的关键知道向心力的来源，知道最高点的临界情况，通过动能定理和牛顿第二定律进行求解。8【2017新课标卷】如图，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距1 3l 。重力加速度大小为g。在此过程
8、中，外力做的功为A1 9mgl B1 6mgl C1 3mgl D1 2mgl【答案】A【考点定位】重力势能、功能关系【名师点睛】重点理解机械能变化与外力做功的关系，本题的难点是过程中重心高度的变化情况。9 【2016全国新课标卷】小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q 球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示。将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点，AP球的速度一定大于Q球的速度BP球的动能一定小于Q球的动能CP球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力DP球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度【答案】C【考点定位】圆周运动、机械能、向心
9、力【名师点睛】此题考查机械能守恒定律及牛顿第二定律的应用；解题时要通过选择合适的物理规律列出方程找到要讨论的物理量，然后根据题目的条件来分析结论；此题意在考查考生对基本规律的掌握情况。10 【2016全国新课标卷】两实心小球甲和乙由同一种材质制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则A甲球用的时间比乙球长B甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小C甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小D甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功【答案】BD【解析】两球的质量343mr，对两球由牛顿第二定律32=4433mgfk
10、rkaggmrr ，可得aa乙甲，由21 2hat知甲球的运动时间较短，选项 A、C 错误。由2vah得vv乙甲，故选项 B 正确。因ff乙甲，由fWf h知阻力对甲球做功较大，选项 D 正确。故选 BD。【考点定位】牛顿第二定律、匀变速直线运动【名师点睛】此题主要考查牛顿第二定律的应用；首先应该根据牛顿第二定律找到物体的加速度与小球的半径的关系，然后比较加速度，再结合运动公式来讨论其他物理量；此题意在考查考生综合分析的能力及对基础知识的运用能力。11 【2015海南3】假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的 2 倍，则摩托艇的最大速率变为原来的（）A4
11、 倍 B2 倍 C3倍 D2倍【答案】D【解析】设fkv，当阻力等于牵引力时，速度最大，输出功率变化前，有2PFvfvkv vkv，变化后有22 PF vkv vkv，联立解得2vv，D 正确。【考点定位】功率的计算。【方法技巧】本题的关键是知道当阻力等于牵引力时，速度最大，然后根据公式PFv计算。12 【2015四川1】在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小A一样大 B水平抛的最大 C斜向上抛的最大 D斜向下抛的最大【答案】A【考点定位】抛体运动特点、动能定理（或机械能守恒定律）的理解与应用。【名师点睛】本题首先要能从
12、三个小球做平抛、斜上抛、斜下抛的不同运动形式中分析出其共同特性即仅在重力作用下运动，其次根据其共同特性选择相应物理规律稍作分析，得出小球速率的变化与其质量无关，问题便能迎刃而解。【方法技巧】 （1）在物理学中要善于运用假设法，对未知的物理量、物理条件、物理情境等可先一一进行假设，通过假设后便可选择合适物理规律分析、求解；（2）在分析曲线运动时，培养优先考虑能量观念求解的习惯。【规律总结】落体运动中，物体的速率变化与其质量无关。13 【2015全国新课标17】一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随
13、时间t变化的图像中，可能正确的是A B C D【答案】A【考点定位】机车起动问题【方法技巧】本题主要是机车起动问题，不过本题是两次恒定功率启动问题。但实质是一样的。14 【2015全国新课标21】如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则Aa落地前，轻杆对b一直做正功Ba落地时速度大小为Ca下落过程中，其加速度大小始终不大于gDa 落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg【答案】BD【解析】当a物体刚释放时，两者的速度都为 0，当a物体落地时，没杆的分速度为 0
14、，由机械能守恒定律可知，a落地时速度大小为ghva2故 B 正确；b物体的速度也是为0，所以轻杆对b先做正功，后做负功，故 A 错误；a落地前，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时杆对b作用力为 0，这时，b对地面的压力大小为mg，a的加速度为g，故C 错误，D 正确。【考点定位】机械能守恒定律；运动的合成与分解【方法技巧】本题主要是理解a、b两物体沿杆的分速度相等：sincosbavv；b的速度最大，此时杆对b作用力为 0，也是本题的一大考点的。15 【2015全国新课标17】如图所示，一半径为R，粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处
15、由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点 N 时，对轨道的压力为 4mg，g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中客服摩擦力所做的功。则AmgRW21，质点恰好可以到达Q点BmgRW21，质点不能到达Q点CmgRW21，质点到达Q后，继续上升一段距离DmgRW21，质点到达Q后，继续上升一段距离【答案】C力变小，滑动摩擦力NfF变小，所以摩擦力做功变小，那么从N到Q，根据动能定理，Q点动能32KQmgREmgRw，由于mgR2w ，所以Q点速度仍然没有减小到 0，仍会继续向上运动一段距离，对照选项 C 对。【考点定位】功能关系【方法技巧】动能定理分析摩擦力做功是基础，对于滑动摩擦力一定要注意压力的变化，最大的误区是根据对称性误认为左右两部分摩擦力做功相等。16 【2015浙江18】我国科学教正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为43 10 kg，设起飞过程中发动机的
