押廣東卷選擇題5機械能守恒定律高考對于這部分學問點主要以常見模型為背景，考查功和能量等。強化對物理基本概念、基本規律的考核。在解決此類問題時要將所學物理學問與題意中的模型聯系起來，抓住問題實質，具備肯定的物理分析力量和數學推導力量。主要考查的學問點有：功；機車的功率；動能定理；機械能守恒定律，能量守恒定律。常考考點真題舉例重力做功的計算應用動能定理求變力的功2023·廣東·高考真題機車的額定功率、最大速度摩擦力做功2022·廣東·高考真題功率機械能守恒2021·廣東·高考真題考點1：功和功率1、恒力做功的計算方法只有一個力做功用公式W＝Flcosα計算。多個力做功①先求合力F合，再用W合＝F合lcosα求功。②先求各個力做的功W1、W2、W3、…，再應用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功。2、變力做功的計算方法方法說明圖例適用條件微元法物體的位移分割成很多小段，因小段很小，每一小段上作用在物體上的力可以視為恒力，這樣就將變力做功轉化為在很多多個無窮小的位移上的恒力所做元功的代數和。質量為m的木塊在水平面內做圓周運動，運動一周克服摩擦力做功Wf＝Ff·Δx1＋Ff·Δx2＋Ff·Δx3＋…＝Ff(Δx1＋Δx2＋Δx3＋…)＝Ff·2πR此法常應用于求解大小不變、方向轉變的變力做功問題。等效轉換法若通過轉換爭辯的對象，有時可化為恒力做功，用W＝Flcosα求解。恒力F把物塊從A拉到B，繩子對物塊做功W＝F·(eq\f(h,sinα)－eq\f(h,sinβ))此法經常應用于輕繩通過定滑輪拉物體的問題中。圖像法在F-x圖象中，圖線與x軸所圍“面積”的代數和就表示力F在這段位移所做的功，且位于x軸上方的“面積”為正，位于x軸下方的“面積”為負。一水平拉力拉著一物體在水平面上運動的位移為x0，圖線與橫軸所圍面積表示拉力所做的功，W＝eq\f(F0＋F1,2)x0此方法只適用于便于求圖線所圍面積的狀況(如三角形、矩形、圓等規章的幾何圖形)。平均值法在求解變力做功時，若物體受到的力方向不變，而大小隨位移呈線性變化，即力均勻變化時，則可以認為物體受到一大小為F＝F＝eq\f(F1＋F2,2)的恒力作用，F1、F2分別為物體初、末態所受到的力，然后用公式W＝Flcosα求此力所做的功。當力與位移為線性關系，力可用平均值eq\x\to(F)＝eq\f(F1＋F2,2)表示，代入功的公式得W＝eq\f(kΔx,2)·Δx此法只適用于物體受到的力方向不變，而大小隨位移呈線性變化，即力是均勻變化的。應用動能定理使用動能定理可依據動能的變化來求功，是求變力做功的一種方法。用力F把小球從A處緩慢拉到B處，F做功為WF，則有：WF－mgL(1－cosθ)＝0，得WF＝mgL(1－cosθ)。動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動，既適用于求恒力做功也適用于求變力做功。3、功率的計算定義式P＝eq\f(W,t)只能計算平均功率，其中F為恒力，α不變計算式P＝Fvcosα計算平均功率(v是平均速度)和瞬時功率(v是瞬時速度),α是F和v的夾角。F可為恒力，也可為變力，α為F與v的夾角，α可以不變，也可以變化。求解功率時的留意事項：要明確所求功率是平均功率還是瞬時功率；平均功率與一段時間(或過程)相對應，計算時應明確是哪個力在哪段時間(或過程)內做功的平均功率；瞬時功率計算時應明確是哪個力在哪個時刻(或狀態)的功率。4、機車功率類型過程分析圖像以恒定功率啟動v↑?F↓=P/v?a↓＝(F－f)/m，當F=f時a＝0，v達到最大速度，機車講以最大速度做勻速直線運動。以恒定牽引力啟動a＝(F－f)/m不變，v↑，P↑=Fv，當達到額定功率時，速度連續增大，功率保持額定功率不變，v↑，F↓，a↓＝(F－f)/m，當F=f時a＝0，v達到最大速度，機車講以最大速度做勻速直線運動。無論哪種啟動過程，機車的最大速度都等于其勻速運動時的速度。考點2:能量觀點1、動能定理表達式：W＝Ek2－Ek1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)。W表示物體所受合外力做的功，Ek1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)、Ek2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,2)分別表示物體的初、末動能。動能解題步驟對于多個物理過程要認真分析，將簡單的過程分割成一個個子過程，分別對每個過程進行分析，得出每個過程遵循的規律，當每個過程都可以運用動能定理時，可以選擇分段或全程應用動能定理。物體所受的力在哪段位移上做功，哪些力做功，做正功還是負功，然后再正確寫出總功。2、對動能定理的理解合外力所做的總功就是動能的增量，也不意味著功轉變成了動能，而是意味著功引起了動能的變化。總功的求法：①先由力的合成與分解法或依據牛頓其次定律求出合力F合，然后由W＝F合lcosα計算；②計算各個力對物體做的功W1、W2、…、Wn，然后將各個外力所做的功求代數和。合外力做的功中的位移和速度必需是相對于同一個參考系的，一般以地面（相對地面靜止的物體）為參考系。列動能定理方程時，必需明確各力做功的正、負，的確難以推斷的先假定為正功，最終依據結果加以確定。優先使用該定理的問題：①不涉及加速度、時間的問題；②有多個物理過程且不需要爭辯整個過程中的中間狀態的問題；③變力做功的問題；④含有F、l、m、v、W、Ek等物理量的力學問題。應用動能定理的關鍵在于對爭辯對象進行精確?????的受力分析及運動過程分析，并畫出運動過程的草圖，借助草圖理解物理過程之間的關系。3、動能定理與F－x圖像F－x圖：以力為縱坐標，位移為橫坐標建立的平面直角坐標系，F－x圖線與坐標軸圍成的面積表示力所做的功。圖像的實質是力與運動的關系問題，求解這類問題的關鍵是理解圖像的物理意義，理解圖像的軸、點、線、截、斜、面六大功能。解題方法：看清圖像的橫、縱坐標所表示的物理量及單位并留意坐標原來是否從0開頭。理解圖像的物理意義，能夠抓住圖像的一些關鍵點，如斜率、截距、面積、交點、拐點的物理意義。推斷物體的運動狀況或受力狀況，明確因變量與自變量間的制約關系，明確物理量的變化趨勢，分析圖線進而弄懂物理過程，再結合牛頓運動定律等相關規律列出與圖像對應的函數方程式，進而明確“圖像與公式”、“圖像與物體”間的關系，以便對有關物理問題做出精確?????推斷。4、動能解決多過程問題對于多個物理過程要認真分析，將簡單的過程劃分成多個子過程，分別對每個過程進行分析，得出每個過程遵循的規律，當每個過程都可以運用動能定理時，可以選擇分段或全程應用動能定理，題目不涉及中間量時，選擇全程應用動能定理比較簡潔和便利。全程應用動能定理解題求功時，有些力不是全過程都作用的，必需依據不同的狀況分別對待，弄清楚物體所受的力在哪段位移上做功，哪些力做功，做正功還是負功，然后再正確寫出總功。對于物體運動過程中有往復運動的狀況，物體所受的滑動摩擦力、空氣阻力等大小不變，方向發生變化，但在每一段上這類力均做負功，而且這類力所做的功等于力和路程的乘積，與位移無關。若題目中涉及求解物體運動的路程或位置的變化，可利用動能定理求出摩擦力做的功，然后進一步確定物體運動的路程或位置的變化。5、機械能守恒定律的三種觀點觀點表達式物理意義留意事項守恒Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2系統初狀態的機械能等于末狀態的機械能。要選取零勢能面，在整個分析過程中必需選取同一個零勢能面。轉化ΔEk＝－ΔEp系統削減（或增加）的重力勢能等于系統增加（或削減）的動能。不需要選取零勢能面，要明確勢能的增加量或削減量。轉移ΔEA減＝ΔEB增若系統由A、B兩部分組成，當系統的機械能守恒時，則A部分機械能的增加量等于B部分機械能的削減量。不需要選取零勢能面，A部分機械能的增加量等于A部分末狀態的機械能減初狀態的機械能，而B部分機械能的削減量等于B部分初狀態的機械能減末狀態的機械能。6、機械能守恒推斷方法利用定義進行推斷分析動能和勢能的和是否發生變化。利用做功進行推斷系統內只有重力和彈簧彈力做功，其他力均不做功，或有其他力做功，但其他力做功的代數和為零，則機械能守恒。利用能量轉化進行推斷若系統內物體間只有動能和重力勢能及彈性勢能的相互轉化，沒有其他形式的能（如沒有內能增加）的轉化，則系統的機械能守恒。7、機械能守恒定律解題方法明確爭辯對象；分析爭辯對象的受力狀況和運動狀況，分析清楚各力做功的狀況；選取適當的勢能平面，明確爭辯對象的初末狀態的機械能；選取合適的機械能守恒定律的觀點列表達式；對結果進行爭辯和說明。8、機械能守恒定律的應用應用類型分析方法單個物體的機械能守恒問題明確爭辯對象；分析爭辯對象的受力狀況和運動狀況，分析清楚各力做功的狀況；選取合適的機械能守恒定律的觀點列表達式；對結果進行爭辯和說明。多個物體的機械能守恒問題分析多個物體組成的系統所受的外力是否只有重力或彈力做功，內力是否造成了機械能與其他形式能的轉化，從而推斷系統機械能是否守恒。對多個物體組成的系統，一般用“轉化法”和“轉移法”來推斷其機械能是否守恒。留意查找用繩或桿相連接的物體間的速度關系和位移關系。含彈簧的機械能守恒問題彈簧的形變會具有彈性勢能，系統的總動能將發生變化，若系統所受的外力和除彈簧彈力以外的內力不做功，系統機械能守恒。彈簧兩端物體把彈簧拉伸至最長（或壓縮至最短）時，兩端的物體具有相同的速度，彈性勢能最大。非質點的機械能守恒問題像“鏈條”“液柱”類的物體，其在運動過程中將發生形變，其重心位置相對物體也發生變化，因此這類物體不能再看成質點來處理，雖然不能看成質點來處理，但因只有重力做功，物體整體機械能守恒。一般狀況下，可將物體分段處理，確定質量分布均勻的規章并確定物體各部分的重心位置，然后依據初末狀態物體重力勢能的變化列式進行求解。1．（2023·廣東·高考真題）人們用滑道從高處向低處運送貨物．如圖所示，可看作質點的貨物從圓弧滑道頂端點靜止釋放，沿滑道運動到圓弧末端點時速度大小為。已知貨物質量為，滑道高度為，且過點的切線水平，重力加速度取。關于貨物從點運動到點的過程，下列說法正確的有（

）

A．重力做的功為 B．克服阻力做的功為C．經過點時向心加速度大小為 D．經過點時對軌道的壓力大小為2．（2022·廣東·高考真題）如圖所示，載有防疫物資的無人駕駛小車，在水平段以恒定功率、速度勻速行駛，在斜坡段以恒定功率、速度勻速行駛。已知小車總質量為，，段的傾角為，重力加速度g取，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 B．從M到N，小車克服摩擦力做功C．從P到Q，小車重力勢能增加 D．從P到Q，小車克服摩擦力做功3．（2021·廣東·高考真題）長征途中，為了突破敵方關隘，戰士爬上陡銷的山頭，居高臨下向敵方工事內投擲手榴彈，戰士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質量均為m的手榴彈，手榴彈從投出的位置到落地點的高度差為h，在空中的運動可視為平拋運動，軌跡如圖所示，重力加速度為g，下列說法正確的有（）A．甲在空中的運動時間比乙的長B．兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等C．從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢能削減D．從投出到落地，每顆手榴彈的機械能變化量為多選題1．（2024·廣東廣州·二模）如圖，將磁鐵在回形針正上方緩慢靠近。回形針被吸離桌面后向上運動過程（）A．加速度增大 B．加速度不變C．機械能增大 D．機械能不變2．（2024·廣東惠州·一模）爭辯“蹦極”運動時，在運動員身上系好彈性繩并安裝傳感器，可測得運動員豎直下落的距離h及其對應的速度v，得到如圖所示的圖像。運動員及其所攜帶裝備的總質量為60kg，彈性繩原長為10m，彈性繩上的彈力遵循胡克定律，忽視空氣阻力，取重力加速度。以下說法正確的是（）A．彈性繩的勁度系數為120N/mB．運動員在下落過程中先超重再失重C．運動員在最低點處加速度大小為D．運動員在速度最大處繩子的彈性勢能為3000J3．（2024·廣東·一模）跳繩是一項減肥效率較高的運動，如圖所示，一名質量為50kg的女生在某次跳繩中重的心上升的高度為5cm，落地時與地面接觸的時間為上升時間的，忽視運動過程中的阻力，重力加速度，下列說法正確的是（??）A．圖中A點的線速度比B點的線速度大B．在空中運動過程中，該女生處于失重狀態C．在空中上升過程中，該女生克服重力做功的平均功率為250WD．每次著地過程中，該女生對地面的平均作用力大小為1250N4．（2024·廣東深圳·一模）節能電梯在無人時緩慢運行或靜止不動，有人上電梯后，電梯先加速后勻速運行。一乘客坐電梯下樓，始終與電梯保持相對靜止，如圖所示，則（）A．加速時乘客所受的摩擦力方向水平向左B．加速時乘客處于失重狀態C．下樓過程中電梯對乘客的作用力大于乘客對電梯的作用力D．下樓過程中乘客受到的摩擦力始終做負功5．（2024·廣東湛江·一模）在兒童樂園的蹦床項目中，小孩在兩根彈性繩和彈性網繩的幫忙下實現上下彈跳。如圖所示，某次蹦床活動中，小孩靜止時處于O點，當其彈跳到最高點A后下落，可將彈性網繩壓到最低點B，小孩可看成質點，不計彈性繩的重力、彈性網繩的重力和空氣阻力。則從最高點A到最低點B的過程中，小孩的（

）A．重力的功領先增大后減小B．機械能始終減小C．重力勢能的削減量大于彈性網繩彈性勢能的增加量D．機械能的削減量等于彈性網繩彈性勢能的增加量6．（2024·廣東佛山·二模）如圖所示，我國排球主攻手朱婷在某次墊球訓練中將下落的排球從墊擊面上墊出后，排球豎直向上運動，之后又落回到原位置，假設整個運動過程中排球所受空氣阻力大小不變，下列說法正確的是（

）A．球上升階段處于超重狀態B．球上升階段重力做的功多于下降階段重力做的功C．球上升階段動量的變化率大于下降階段動量的變化率D．球從接觸手臂到離開手臂的時間內，手臂對排球的沖量不為零7．（2024·廣東茂名·一模）某品牌電動汽車在平直大路上由靜止開頭啟動，若啟動過程中加速度傳感器測量到汽車加速度隨時間變化的規律如圖所示，汽車后備箱中水平放置一質量的物塊，與汽車始終相對靜止，重力加速度g取，下列說法正確的是（

）A．第末，汽車的速度為B．第末，汽車的速度為C．前內，汽車對物塊的作用力做功大小為D．前內，汽車對物塊的最大摩擦力為8．（2024·廣東肇慶·二模）在水平面上靜置有質量相等的a、b兩個物體，水平推力、分別作用在a、b上，一段時間后撤去推力，物體連續運動一段距離后停下，a、b在運動過程中未相撞，a、b的v-t圖像如圖所示，圖中平行于，整個過程中a、b的最大速度相等，運動時間之比。則在整個運動過程中下列說法正確的是（）A．物體a、b受到的摩擦力大小相等B．兩水平推力對物體的沖量之比為C．兩水平推力對物體的做功之比為D．兩水平推力的大小之比為9．（2024·廣東惠州·二模）圖為深坑打夯機工作示意圖．電動機帶動兩個摩擦輪勻速轉動，將夯桿從深坑豎直提起；當夯桿的下端剛到達坑口時，夯桿被松開，一段時間后又落回坑底；周而復始地這樣工作，就可將坑底夯實。已知電動機皮帶運行速率v=4m/s，兩摩擦輪對夯桿的壓力均為與夯桿的動摩擦因數均為夯桿的質量坑深重力加速度不計空氣阻力及夯實坑底引起的深度變化，則（

）A．夯桿在上升階段經受了加速運動、勻速運動和減速運動B．夯桿下端離開坑底的最大高度為5mC．每個打夯周期中，摩擦輪對夯桿做的功為D．由題目所給信息，可以計算出該深坑打夯機的打夯周期10．（2024·廣東惠州·二模）2023年9月26日，廣汕高鐵惠州南站首趟動車G6413以額定功率P在平直軌道上加速啟動，若該動車的質量為m，受到的阻力f保持不變，其出站過程的速度—時間圖像如圖所示。則該動車在0~t?時間內（

）A．做變加速直線運動 B．牽引力做功C．最大速度 D．平均速度多選題11．（2024·山東泰安·二模）投石機是我國古代人民才智的結晶，《范蠡兵法》中記載：“飛石重十二斤，為機發，行三百步。”如圖所示為某試驗小組自制的投石機，輕質長桿AB可繞光滑轉軸O在豎直面內轉動，OA長為，OB長為。將一質量的石塊放在A端網袋中，另一質量的重物固定于B端，初始時A端位于地面上，桿與水平面的夾角為。由靜止釋放后，桿轉到豎直位置時將石塊沿水平方向拋出。石塊與重物均可視為質點，不計空氣阻力，已知，，重力加速度g取，則（）A．從靜止釋放到被拋出，輕桿對石塊做的功為B．從靜止釋放到被拋出，輕桿對石塊做的功為C．石塊落地前瞬間重力的功率為D．石塊落地前瞬間重力的功率為12．（2024·四川綿陽·三模）籃球運動是深受同學寵愛的一項體育運動。某同學練習投籃，籃球在空中的運動軌跡如圖中虛線所示。若不計空氣阻力，下列關于籃球在空中運動時的速度大小v，加速度大小a，動能和機械能E隨運動時間t的變化關系中，可能正確的是（??）A． B．C． D．13．（2024·重慶·模擬猜測）如圖所示，A為L形框架，滑輪1固定在A上方，滑輪2、3固定在豎直墻面上，滑輪1和滑輪2處于同一水平線上，滑輪2和滑輪3處于同一豎直線上。物體B被一根細線通過三個定滑輪與L形框架A相連，連線始終處于豎直或者水平。初始狀態系統靜止，物體B距離A底板上表面為d，已知A的質量為5m，B的質量為m，當地重力加速度為g，全部接觸面均光滑，不計定滑輪的質量。從物體B下落到恰與A底板上表面接觸的過程中，則（）A．A的水平位移與B的豎直位移之比為1:2B．物體B下落的時間為C．物體B的最大速度為D．物體A的最大動能為14．（2024·遼寧朝陽·二模）蹦極是一項具有挑戰性的運動。如圖所示，用橡皮繩一端拴一小球，另一端固定在架子上，可以模擬蹦極運動。小球由靜止開頭，在空中下落到最低點的過程中，不計空氣阻力，則（）A．小球的重力勢能與動能之和始終在減小B．小球的重力勢能與橡皮繩彈性勢能之和始終在減小C．小球的動能和橡皮繩彈性勢能之和始終在增大D