搜索
年份卷别题号考查角度命题预测2019卷Ⅰ16动量定理的直接应用能量和动量思想是高中物理解决力学问题的重要法宝,既在选择题中出现,也在综合性的计算题中应用,常将功、功率、动能、势能、冲量、动量等基础知识融入其他问题考查,也常将动能定理、动量定理、机械能守恒定律、功能关系、动量守恒定律作为解题工具在综合题中应用。21万有引力定律、动能定理、机械能守恒定律25动量守恒定律、机械能守恒定律、能量守恒定律卷Ⅱ18重力做功和重力势能的关系、动能定理、功能关系25动量定理、动能定理卷Ⅲ17动能定理的直接应用24匀变速直线运动、牛顿运动定律、动能定理25匀变速直线运动、牛顿运动定律、动能定理、动量守恒定律高考试题统计与命题预测年份卷别题号考查角度命题预测2018卷Ⅰ14动能、动量将本专题内容与其他知识相结合,与实际生产、生活和现代科技相结合,考查动能定理、动量定理、机械能守恒定律、动量守恒定律的应用在近两年有增加的趋势,情景设置为多过程,具有较强的综合性。18机械能、动能定理、功能关系24动能、重力势能、机械能守恒定律卷Ⅱ14功、动能定理15动能定理、动量定理25动量守恒定律、能量守恒定律卷Ⅲ19功、功率25动能定理、动量2017卷Ⅰ14反冲、动量守恒定律24机械能、功能关系卷Ⅱ14做功的判断19万有引力做功与机械能关系卷Ⅲ16重力势能、功能关系20冲量、动量定理12341.(2017全国卷Ⅱ)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解析:小环下滑过程中,光滑大圆环对小环的作用力为弹力,开始时大圆环对小环弹力背离圆心最后指向圆心。小圆环的速度方向沿着大圆环的切线方向,时刻发生改变,与半径垂直。所以光滑大圆环对小环的作用力时刻与小环的速度垂直,一直不做功,故选项A正确,B、C、D错误。答案:A12342.(2019全国卷Ⅲ)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。该物体的质量为()A.2kgB.1.5kgC.1kgD.0.5kg解析:根据动能定理,物体在上升过程中有-mgh-Fh=Ek2-Ek1,其中Ek2=36J,Ek1=72J,h=3m在下落过程中有mgh-Fh=Ek4-Ek3,其中Ek3=24J,Ek4=48J,h=3m联立求得m=1kg故选C。答案:C12343.(多选)(2018全国卷Ⅲ)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()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∶51234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。答案:AC12344.(2019全国卷Ⅲ)空间存在一方向竖直向下的匀强电场,O、P是电场中的两点。从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B。A不带电,B的电荷量为q(q0)。A从O点发射时的速度大小为v0,到达P点所用时间为t;B从O点到达P点所用时间为。重力加速度为g,求(1)电场强度的大小;(2)B运动到P点时的动能。𝑡21234解析:(1)设电场强度的大小为E,小球B运动的加速度为a。根据牛顿运动定律、运动学公式和题给条件,对小球B有mg+qE=ma①12𝑎𝑡22=12gt2②解得E=3𝑚𝑔𝑞③(2)设B从O点发射时的速度为v1,到达P点时的动能为Ek,O、P两点的高度差为h,根据动能定理有Ek-12𝑚𝑣12=mgh+qEh④且有v1𝑡2=v0t⑤h=12gt2⑥联立③④⑤⑥式得Ek=2m(𝑣02+g2t2)⑦答案:(1)3𝑚𝑔𝑞(2)2m(𝑣02+g2t2)考点1考点2考点3利用图象分析功、功率问题例1质量m=1kg的物体在光滑水平面上由静止开始沿直线运动,所受水平外力F与运动距离x的关系如图所示。对图示的全过程进行研究,下列叙述正确的是()A.外力做的功为28JB.物体的运动时间为5sC.外力做功的平均功率约为5.7WD.物体运动到x=5m处时,外力做功的瞬时功率为25W考点1考点2考点3解析:通过计算F-x图象的面积可知,图示的全过程中外力做的功W=6×3J+(-5)×2J=8J,选项A错误;由动能定理W=mv2,计算得到x=3m处的速度为v1=6m/s;x=5m处的速度为v2=4m/s,由牛顿第二定律可知,物体匀加速过程的加速度大小为a1=6m/s2,匀减速过程的加速度大小为a2=5m/s2;设匀加速和匀减速所用的时间分别为t1和t2,则a1t1=v1,解得t1=1s;v1-a2t2=v2,解得t2=0.4s,故物体运动的总时间为t=t1+t2=1.4s,选项B错误;全过程中外力做功的平均功率为≈5.7W,选项C正确;物体运动到x=5m处时,外力做功的瞬时功率为P=5v2=20W,选项D错误。答案:C12P=𝑊𝑡=81.4W考点1考点2考点3方法归纳抓住图象中“面积”的意义1.v-t图象与横轴围成的面积表示物体的位移;2.F-x图象与横轴围成的面积表示力所做的功;3.P-t图象与横轴围成的面积表示力所做的功。考点1考点2考点3对应训练1.(2019河南平顶山模拟)质量m=20kg的物体,在大小恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动。0~2s内F与运动方向相反,2~4s内F与运动方向相同,物体的v-t图象如图所示。g取10m/s2,则()A.拉力F的大小为100NB.在4s时拉力的瞬时功率为120WC.4s内拉力所做的功为480JD.4s内物体克服摩擦力做的功为320J考点1考点2考点3解析:取物体初速度方向为正方向,由题图可知物体与水平面间存在摩擦力,由题图可知0~2s内,-F-Ff=ma1,且a1=-5m/s2;2~4s内,-F+Ff=ma2,且a2=-1m/s2,联立以上两式解得F=60N,Ff=40N,选项A错误;由P=Fv得4s时拉力的瞬时功率为120W,选项B正确;由W=Fx,可知0~2s内,W1=-Fx1,2~4s内,W2=Fx2,由题图可知x1=10m,x2=2m,代入数据解得,4s内拉力所做的功为-480J,选项C错误;摩擦力做功W'=Ffs,摩擦力始终与速度方向相反,故s为路程,由题图可求得总路程为12m,4s内物体克服摩擦力做的功为480J,选项D错误。答案:B考点1考点2考点32.(多选)(2019山东济宁五校联考)在某一粗糙的水平面上,一质量为2kg的物体在水平恒定拉力作用下做匀速直线运动,当运动一段时间后,拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动,图中给出了拉力随位移变化的关系图象。重力加速度g取10m/s2。根据以上信息能得出的物理量有()A.物体与水平面间的动摩擦因数B.合外力对物体所做的功C.物体做匀速运动时的速度D.物体运动的时间考点1考点2考点3解析:由题意知物体开始做匀速直线运动,故拉力F与滑动摩擦力Ff大小相等,物体与水平面间的动摩擦因数为μ==0.35,选项A正确;减速过程由动能定理得WF+WFf=0-mv2,根据F-x图象中图线与横轴围成的面积可以估算力F做的功WF,而WFf=-μmgx,由此可求得合外力对物体所做的功,及物体做匀速运动时的速度v,选项B、C正确;因为物体做变加速运动,所以运动时间无法求出,选项D错误。答案:ABC𝐹𝑚𝑔12考点1考点2考点3机车启动问题例2(多选)(2018江西赣中南五校模拟)质量为m的汽车在平直路面上启动,启动过程的速度—时间图象如图所示。从t1时刻起汽车的功率保持不变,整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff,则()A.0~t1时间内,汽车的牵引力做功的大小等于汽车动能的增加量B.t1~t2时间内,汽车的功率等于m𝑣1𝑡1+Ffv1C.汽车运动的最大速度v2=𝑚𝑣1𝐹f𝑡1+1v1D.t1~t2时间内,汽车的平均速度等于𝑣1+𝑣22考点1考点2考点3解析:0~t1时间内,根据动能定理可以知道,汽车的牵引力和阻力的合力做功的大小等于动能的增加量,选项A错误;由题图可以知道,0~t1阶段,汽车做匀加速直线运动,a=𝑣1𝑡1,F1-Ff=ma,联立得:F1=m𝑣1𝑡1+Ff,在t1时刻汽车达到额定功率为:P=F1v1=m𝑣1𝑡1+Ffv1,t1~t2时间内,汽车保持额定功率不变,选项B正确;t2时刻,速度达到最大值v2,此时刻有:F2=Ff,P=F2v2,v2=𝑃𝐹2=𝑚𝑣1𝐹f𝑡1+1v1,选项C正确;由v-t图线与横轴所围面积表示位移的大小可以知道,t1~t2时间内,汽车的平均速度大于𝑣1+𝑣22,选项D错误。答案:BC考点1考点2考点3方法归纳机车启动的三个重要关系式(3)机车以恒定功率运行时,牵引力做的功W=Pt,由动能定理得Pt-F阻x=ΔEk,此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移或速度。(1)无论哪种启动过程,机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度,即vm=𝑃𝐹阻。(2)机车以恒定加速度启动时,匀加速过程结束后功率最大,速度不是最大,即v=𝑃𝐹vm=𝑃𝐹阻。考点1考点2考点3对应训练3.一质量为m的汽车原来在平直路面上以速度v匀速行驶,发动机的输出功率为P。从某时刻开始,司机突然加大油门将汽车发动机的输出功率提升至某个值并保持不变,结果汽车在速度到达2v之后又开始匀速行驶。若汽车行驶过程中所受路面阻力保持不变,不计空气阻力。下列说法正确的是()C.汽车在速度从v增大到2v过程中做匀加速运动D.汽车速度增大时发动机产生的牵引力随之不断增大A.汽车加速过程的最大加速度为𝑃𝑚𝑣B.汽车加速过程的平均速度为32v考点1考点2考点3解析:设汽车所受的阻力为Ff,则开始时P=Ffv;加大油门速度到达2v匀速运动后有P1=2f·v,则P1=2P;汽车在开始加大油门时的加速度最大,最大加速度为am=2𝑃𝑣-𝐹f𝑚=𝑃𝑚𝑣,选项A正确;汽车若做匀加速运动,则平均速度为𝑣+2𝑣2=32v,而实际上随汽车速度的增加,牵引力逐渐减小,汽车做加速度逐渐减小的加速运动,平均速度大于32v,选项B、C、D错误。答案:A考点1考点2考点3动能定理在多过程问题中的应用例3(2018浙江嘉兴模拟)小明同学在上海迪士尼乐园体验了超刺激的游戏项目“创极速光轮”后,对“过山车”类型的轨道运动充满了兴趣。为此他自己利用器材设计拼接了一条轨道,如图所示,ABC为一条水平轨道,BC段长度为20cm,斜直轨道CD段长度15cm,与水平面夹角θ=37°,BC段与CD段在C点平滑连接,竖直圆弧轨道DEF的圆心为O1,半径R1=10cm,圆轨道与CD相切于D点,E为圆弧轨道的最高点,半径O1F水平,FG段为竖直轨道,与圆轨道GH相切于G点,圆形轨道GH圆心为O2,半径R2=4cm,G、O2、D在同一水平线上,水平轨道HK长度为40cm,HK与CD轨道错开。在AB段