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专题六机械能2010~2019年高考全国卷考情一览表年份题号·考点·情景图方法·技巧201016.功和功率的分析22.实验:验证机械能守恒定律16.图象斜率意义20112012(未考查)15.关于功的分析16.功能关系的理解和应用年份题号·考点·情景图方法·技巧20132卷22.实验:探究弹簧弹性势能的影响因素平抛运动模型20142卷16.功的分析和计算年份题号·考点·情景图方法·技巧20151卷17.动力学和能量观点的综合应用竖直面内的圆周运动模型2卷第21题图17.功率的理解和应用21.功能关系的理解和应用21.机械能守恒定律和运动的合成与分解年份题号·考点·情景图方法·技巧20161卷22.实验:验证机械能守恒定律25.应用动力学和能量观点分析多过程问题25.划分运动过程,根据运动特点选择物理规律年份题号·考点·情景图方法·技巧20162卷16.动力学方法和机械能守恒定律的应用21.功能关系的理解和应用22.研究弹簧的弹性势能25.应用动力学和能量观点分析多过程问题21.抓住特殊位置分析25.划分运动过程,根据运动特点选择物理规律年份题号·考点·情景图方法·技巧20163卷20.动力学和能量观点的综合应用24.动力学和能量观点分析多过程问题20.竖直面内的圆周运动模型年份题号·考点·情景图方法·技巧20171卷24.动能定理功能关系的理解和应用2卷24.动能定理和运动学公式的应用3卷16.功能关系的理解和应用年份题号·考点·情景图方法·技巧20181卷14.动能定理18.功能关系的应用2卷14.动能定理的应用年份题号·考点·情景图方法·技巧20183卷19.功和功率的计算25.动力学方法和能量观点的应用竖直面内圆周运动的临界条件20192卷18.机械能E-h图象25.动力学和能量观点应用3卷17.功能关系24.动力学和能量观点综合应用年份题号·考点·情景图方法·技巧命题研究本专题内容是高考的重点和热点,也是难点。选择题、实验题和计算题都有命题,选择题考查的知识一般较简单,实验题难度在向简单的方向发展,计算题中对本专题内容的考查综合性较强,命题背景由多运动组合的多过程问题向着动量与能量相结合的方向发展。主要的命题点有:一、功和功率的理解和计算;二、动能定理的应用;三、动能定理和验证机械能守恒的实验;四、功能关系的理解和应用。综合性问题命题的情景主要有:一、平抛运动和圆周运动问题;二、弹簧连接的物体运动过程中功能关系问题;三、多物体多运动过程的组合问题。考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点31考点25功和功率的分析和计算答案P2281.(2018·全国2,14,6分,难度★)如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定(A)A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功解析设拉力、克服摩擦力做功分别为WT、Wf,木箱获得的动能为Ek,根据动能定理可知,WT-Wf=Ek,则EkWT,选项A正确。考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点312.(2018·全国3,19,6分,难度★★)(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程,(AC)A.矿车上升所用的时间之比为4∶5B.电机的最大牵引力之比为2∶1C.电机输出的最大功率之比为2∶1D.电机所做的功之比为4∶5考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点31解析由两次提升的高度相同可知,①②图形不重合部分面积应相等,可得②过程的总时间为2.5t0,上升所用时间之比为2t0∶2.5t0=4∶5,A选项正确;加速上升阶段牵引力最大,两次提升的质量和加速度都相同,根据牛顿第二定律,最大牵引力Fm-mg=ma,最大牵引力相等,B选项错误;最大输出功率为Pm=Fm·vm,已知最大牵引力相等,①过程的最大速度是②过程的2倍,故电机输出的最大功率之比为2∶1,C选项正确;设整个过程中电机所做的功为W,根据动能定理W-mgh=0,提升的质量和高度都相等,所以电机所做的功也相等,D选项错误。考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点313.(2018·江苏,7,4分,难度★★)(多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。在从A到B的过程中,物块(AD)A.加速度先减小后增大B.经过O点时的速度最大C.所受弹簧弹力始终做正功D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功解析小物块在水平方向受摩擦力和弹簧弹力作用,二者相等时小物块加速度为零,速度最大,故物体先做加速度减小的加速运动,后做加速度变大的减速运动,选项A正确;因在O点时,弹簧弹力为0,此时小物块做减速运动,故最大速度应在O点之前,故B错误;弹簧弹力先做正功,过O点后做负功,选项C错误;根据动能定理,全过程合力做功为零,故弹簧弹力做功等于克服摩擦力做的功,选项D正确。考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点314.(2015·全国2,17,6分,难度★★)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Ff恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是(A)考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点31解析发动机功率为P1且汽车匀速运动时,v1=𝑃1𝐹f;发动机功率为P2且汽车匀速运动时,v2=𝑃2𝐹f。某时刻开始,若v0v1,由P=Fv及a=𝐹-𝐹f𝑚可知,汽车先做加速度逐渐减小的加速运动,直至速度达到v1;在t1时刻,功率突然变大,牵引力突然变大,之后牵引力逐渐减至Ff,该阶段汽车也是做加速度逐渐减小的加速运动,直至速度达到v2。故只有选项A符合要求。考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点315.(2015·浙江,18,6分,难度★★)(多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为3.0×104kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105N;弹射器有效作用长度为100m,推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则(ABD)A.弹射器的推力大小为1.1×106NB.弹射器对舰载机所做的功为1.1×108JC.弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107WD.舰载机在弹射过程中的加速度大小为32m/s2解析由v2=2al得a=𝑣22𝑙=32m/s2,D项正确;设总推力为F,则F-0.2F=ma,解得F=1.2×106N,故弹射器的推力大小为F弹=F-F机=1.1×106N,A项正确;由W弹=F弹·l=1.1×108J得B项正确;由𝑃=F弹·𝑣=F弹·𝑣2=4.4×107W知C项错误。考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点316.(2015·海南,3,3分,难度★)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(D)解析因阻力的大小正比于速率,即Ff=kv,当摩托艇匀速运动时,速度达到最大,则P=Ffv,所以P=kv2。由此可知,功率P变为原来的2倍时,最大速率变为原来的倍,故D正确。A.4倍B.2倍C.3倍D.2倍2考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点317.(2014·全国2,16,6分,难度★)一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。对于上述两个过程,用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功,Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则(C)A.WF24WF1,Wf22Wf1B.WF24WF1,Wf2=2Wf1C.WF24WF1,Wf2=2Wf1D.WF24WF1,Wf22Wf1解析由v=at,可知a2=2a1;由x=12at2,可知x2=2x1;根据题意,物体受的摩擦力Ff不变,由Wf=Ffx,可知Wf2=2Wf1;由a=𝐹-𝐹f𝑚,可知F22F1。由WF=Fx,可知WF24WF1,选项C正确。考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点318.(2014·重庆,2,6分,难度★)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2,则(B)A.v2=k1v1B.v2=𝑘1𝑘2v1C.v2=𝑘2𝑘1v1D.v2=k2v1解析根据机车的起动规律可知,当牵引力等于阻力时,车速最大,有vm=𝑃𝐹f,又Ff=kmg,则𝑣1𝑣2=𝐹f2𝐹f1=𝑘2𝑘1,B项正确。考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点31机车启动的两种典型方式恒定功率启动恒定加速度启动P-t图象和v-t图象OA段过程分析P不变:v↑⇒F=Pv↓⇒a=F-F𝑓m↓a不变:a=F-F𝑓m⇒F不变v↑P=Fv↑⇒P额=Fv1运动性质加速度减小的加速直线运动匀加速直线运动,维持时间t0=v1aAB段过程分析F=Ff⇒a=0⇒vmax=PF𝑓v↑⇒F=P额v↓⇒a=F-F𝑓m↓运动性质做速度为vmax的匀速直线运动加速度减小的加速直线运动,在B点达到最大速度,vmax=P额F𝑓考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点319.(2013·上海,16,2分,难度★)汽车以恒定功率沿公路做直线运动,途中通过一块沙地。汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力,且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力。汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动,它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移s随时间t的变化关系可能是(A)解析汽车由公路驶入沙地,受到的阻力变大,汽车减速;当汽车驶出沙地,受到的阻力变小,汽车的速度变大,稳定后的速度与驶进沙地前的速度相等,在沙地的速度也不会为零,A项正确。考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点3110.(2013·江苏,5,3分,难度★★)水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等。碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的(A)A.30%B.50%C.70%D.90%解析通过刻度尺可测量出碰前的白球照片间距与碰后白球照片间距及灰球照片间距的比值约为1.5∶0.9∶0.9,设碰撞前白球的速度为v0,碰撞后白球速度大小为v1,灰球速度大小为v2,由于闪光时间是相等的,则v0∶v1∶v2=1.5∶0.9∶0.9,根据系统损失的动能ΔEk=12𝑚𝑣02−12𝑚𝑣12−12𝑚𝑣22可解得ΔEk=750𝑚𝑣02,则Δ𝐸k𝐸k0≈28%,与选项A接近,故本题答案为A。考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点3111.(2011·全国,15,6分,难度★)(多选)一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用。此后,该质点的动能可能(ABD)A.一直增大B.先逐渐减小至零,再逐渐增大C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小D.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大解析若恒力的方向与初速度的方向相同或二者夹角为锐角,物体一直做加速运动,选项A正确;若恒力的方向与初速度的方向相反,物体先做匀减速运动,再反向做匀加速运动,选项B正确;若恒力方向与初速度方向之间的夹角为钝角(如斜上抛运动),则选项D正确,故本题正确选项为A、B、D。考点25考点26考点27考点28考点29考点30考点3112