專題6機(jī)械能及其守恒定律功、功率的分析與計(jì)算專題分析3+1+2新高考自主命題省份河北省、遼寧省、廣東省、重慶省、江蘇省、福建省、湖北省、湖南省標(biāo)本量/套考查題量專題考查率高頻考點(diǎn)80108135%功和功率的計(jì)算、動能定理應(yīng)用、機(jī)械能守恒定律題號分布統(tǒng)計(jì)考查題號1234567891011131415考查次數(shù)1281035891313261216從題號分布看難度：本專題是運(yùn)動學(xué)與能的聯(lián)結(jié)橋梁，讓學(xué)生能夠從另一個(gè)角度去看待事物的本質(zhì)，屬于重點(diǎn)考察題型，屬于必考題型。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，直接考查本專題內(nèi)容的平均題量為1.35，因此是得分的重點(diǎn)。從題號分布及考查內(nèi)容來看，功和功率的基本分析與計(jì)算、動能定理的簡單應(yīng)用、機(jī)械能守恒定律的理解與應(yīng)用是考查的重點(diǎn)，直接考查以上知識點(diǎn)時(shí)難度相對較低；同時(shí)本專題內(nèi)容還可以結(jié)合電場、磁場、動量等進(jìn)行考查，一般放在計(jì)算題，難度相對就會較高，通?？疾閮?nèi)容不單純包含本專題內(nèi)容，但需要運(yùn)用本專題內(nèi)容進(jìn)行理解和輔助解題。目錄：功、功率的分析與計(jì)算；動能定理的應(yīng)用；機(jī)械能守恒定律的理解與應(yīng)用；功能關(guān)系與能量守恒；備注：各題題號為原卷題號；一、功、功率的分析與計(jì)算8.（2023·湖南彬州三模）（多選）如圖甲中的塔吊是現(xiàn)代工地必不可少的建筑設(shè)備，圖乙為質(zhì)量建筑材料從地面被吊起后在豎直方向運(yùn)動的圖像（豎直向上為正方向），重力加速度。根據(jù)圖像下列判斷正確的是（）A.在10~30s建筑材料的機(jī)械能增加B.46s時(shí)建筑材料離地面的高度為28mC.在0~10s內(nèi)塔吊拉力做功的功率為3030WD.在30~36s塔吊拉力對建筑材料做負(fù)功，其功率逐漸減小3.（2023·廣東惠州三模）惠州羅浮山風(fēng)景區(qū)于2022年1月啟用新索道，如圖所示，質(zhì)量為M的吊廂通過懸臂固定懸掛在纜繩上，吊廂水平底板上放置一質(zhì)量為m的貨物。若某段運(yùn)動過程中，在纜繩牽引下吊廂載著貨物一起斜向上加速運(yùn)動，且懸臂和吊廂處于豎直方向，重力加速度為g，則（）A.吊廂水平底板對貨物的支持力不做功B.吊廂水平底板對貨物的摩擦力做正功C.懸臂對吊廂的作用力方向與纜繩方向平行且斜向上D.懸臂對吊廂的作用力大小等于5.（2023·廣東江門一模）人利用手推車搬運(yùn)貨物，手推車車沿水平方向以速度v做勻速直線運(yùn)動，如圖所示，已知推力F斜向下且與水平方向夾角為θ，下列說法正確的是（）A.手推車受到的支持力大小為FsinθB.手推車受到的阻力大小FcosθC.推力的功率為FvD.無論推力與水平方向夾角多大，都可以推車前進(jìn)7.（2023·廣東茂名二模）“廣湛”高鐵將茂名到廣州的通行時(shí)間縮短至2小時(shí)。假設(shè)動車啟動后沿平直軌道行駛，發(fā)動機(jī)功率恒定，行車過程中受到的阻力恒為f、已知動車質(zhì)量為m，最駛速度為，下列說法正確的是（）A.動車啟動過程中所受合外力不變B.動車發(fā)動機(jī)功率為C.從啟動到最大速度過程中，動車平均速度為D.從啟動到最大速度過程中，動車牽引力做功為9.（2023·廣東湛江二模）（多選）一水箱靜止于水平地面上，小明用水平拉力F拉木箱，拉力F與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圍所示，4s后木箱做勻速直線運(yùn)動，圖中F1、F2、F3已知，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（）A0~2s內(nèi)，木箱保持睜止B.可求出木箱與地面間的動摩擦因數(shù)C.可求出0~6s內(nèi)合力的沖量大小D.可求出0~6s內(nèi)木箱克服摩擦力做的功3．（2023·廣東湛江一模）如圖所示，某商場有一與水平方向成的自動扶梯，現(xiàn)有質(zhì)量為的人與扶梯一起以的速度斜向上勻速運(yùn)動．取重力加速度，，，則此過程中（）．A．人的重力勢能增加了 B．人與扶梯之間產(chǎn)生的內(nèi)能為C．人克服重力做功的功率為 D．扶梯對人所做的功為8.（2023·廣東高州一模）（多選）如圖所示，質(zhì)量分別為2m和m的P、Q按如圖的方式用輕彈簧和輕繩連接，當(dāng)系統(tǒng)靜止時(shí)輕繩的拉力大小為mg，輕彈簧的壓縮量為x，重力加速度用g表示。則下列說法正確的是（）A.剪斷輕繩的瞬間，P的加速度大小為B.剪斷輕繩后，P向下運(yùn)動2x加速度為零C.剪短輕繩后，P向下運(yùn)動x時(shí)重力的功率最大D.撤走長木板的瞬間，Q的加速度大小為g10.（2023·廣東高州一模）（多選）如圖所示，半球形容器ABC固定在水平面上，AC是水平直徑，一個(gè)物塊從A點(diǎn)正上方由靜止釋放剛好能從A點(diǎn)進(jìn)入容器，第一次從P點(diǎn)由靜止釋放，P點(diǎn)離A點(diǎn)高度為h，結(jié)果物塊從C點(diǎn)飛出上升的高度為，第二次由Q點(diǎn)由靜止釋放，Q點(diǎn)離A點(diǎn)高度為物塊與容器內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)恒定，B為容器內(nèi)壁最低點(diǎn)，容器的半徑為h，則下列判斷正確的是（??）A.第一次，物塊由A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程克服摩擦做的功為B.第二次，物塊運(yùn)動到C點(diǎn)的速度剛好為零C.第一次，物塊運(yùn)動到B點(diǎn)的最大動能為D.第一次，物塊從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)克服摩擦力做的功大于從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)克服摩擦力做的功4.（2023·福建福州4月檢測）某工地小型升降電梯的原理圖如圖所示，轎廂A、對重B跨過輕質(zhì)定滑輪通過足夠長輕質(zhì)纜繩連接，電機(jī)通過輕質(zhì)纜繩拉動對重，使轎廂由靜止開始向上運(yùn)動，運(yùn)動過程中A未接觸滑輪、B未落地。已知A、B質(zhì)量分別為、，電機(jī)輸出功率恒為，不考慮空氣阻力與摩擦阻力，重力加速度g取，則當(dāng)轎廂速度為時(shí)，A、B之間輕質(zhì)纜繩的拉力大小為（）A.5400N B.6000N C.6600N D.7000N4.（2023·福建福州5月檢測）2022年11月，我國獨(dú)立自主研制的全球單機(jī)容量最大的16兆瓦海上風(fēng)電機(jī)組在福建下線。如圖每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動時(shí)可形成圓面，當(dāng)?shù)仫L(fēng)向可視為與葉片轉(zhuǎn)動的圓面垂直，發(fā)電機(jī)將此圓面內(nèi)氣流動能轉(zhuǎn)化為輸出電能的效率。風(fēng)速在范圍內(nèi)，可視為不變。設(shè)風(fēng)通過葉片后速度減為零。已知風(fēng)速時(shí)每臺發(fā)電機(jī)輸出電功率為，空氣的密度為，則（）A.該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出電功率與風(fēng)速成正比B.每秒鐘流過面積的氣流動能C.每臺發(fā)電機(jī)葉片轉(zhuǎn)動時(shí)形成的圓面面積約為D.當(dāng)風(fēng)速為時(shí)每臺發(fā)電機(jī)的輸出電功率約為4.（2023·福建南平三模）如圖甲，對花樣跳水的最早描述出現(xiàn)在宋人孟元老《東京夢華錄》中：“又有兩畫船，上立秋千，……筋斗擲身入水，謂之水秋千?！蹦炒巍八锴А北硌葸^程如圖乙，質(zhì)量為m的表演者，以O(shè)點(diǎn)為圓心蕩到與豎直方向夾角的B點(diǎn)時(shí)，松手沿切線方向飛出。若在空中經(jīng)過最高點(diǎn)C時(shí)的速度為v，水秋千繩長為l，A為最低點(diǎn)，表演者可視為質(zhì)點(diǎn)，整個(gè)過程船體靜止不動，不計(jì)空氣阻力和繩的質(zhì)量，重力加速度為g。則（）A.表演者在C處重力的瞬時(shí)功率為mgvB.表演者從A運(yùn)動到B過程中，處于失重狀態(tài)C.表演者在A處受到秋千的作用力大小為D.若B到水面的高度為CB間高度的3倍，則落水點(diǎn)到B點(diǎn)的水平距離為8.（2023·福建福州一模）（多選）如圖所示，質(zhì)量為m的物塊P與物塊Q（質(zhì)量未知）之間拴接一輕彈簧，靜止在光滑的水平地面上，彈簧恰好處于原長。現(xiàn)給P物體一瞬時(shí)初速度，并把此時(shí)記為0時(shí)刻，規(guī)定向左為正方向，內(nèi)P、Q物塊運(yùn)動的圖像如圖所示，其中t軸下方部分的面積大小為，t軸上方部分的面積大小為，則（）A.物體Q的質(zhì)量為B.時(shí)刻Q物體的速度為C.時(shí)刻P物體的速度為D.時(shí)間內(nèi)彈簧始終對Q物體做正功3.（2023·福建漳州二模）在籃球課上，某同學(xué)先后兩次投出同一個(gè)籃球，兩次籃球均垂直打在籃板上，第二次打在籃板上的位置略低一點(diǎn)，假設(shè)兩次籃球出手位置相同，打到籃板前均未碰到籃圈，不計(jì)空氣阻力，則（）A.兩次籃球打在籃板的速度大小相等B.第二次籃球在空中上升的時(shí)間較長C.兩次投籃，該同學(xué)對籃球做的功可能相等D.兩次籃球被拋出后瞬間，籃球重力的功率相等9.（2023·河北保定一模）（多選）如圖所示，固定斜面傾角為，質(zhì)量為2kg小物塊自斜面底端以一定初速度沿斜面向上運(yùn)動，加速度大小為，物塊沿斜面向上運(yùn)動的最大距離為0.8m。斜面足夠長，g取，物塊受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。關(guān)于小物塊在斜面上的運(yùn)動，下列說法中正確的是（）A.物塊最終會回到斜面底端B.物塊克服重力做功的平均功率為20WC.合力對物塊做功16JD.物塊機(jī)械能損失了16J6.（2023·河北省一模）如圖所示，一物體放在粗糙的水平面上，在力F的作用下向右勻速運(yùn)動，下列說法正確的是（）A.如果力的方向不確定，則物體的重力和力的合力方向也無法確定B.力的方向水平時(shí)，力對應(yīng)的值最小C.力的方向斜向上并且與支持力和摩擦力的合力方向垂直時(shí)，力對應(yīng)的值最小D.當(dāng)力對應(yīng)的值最小時(shí)，力的功率也最小7.（2023·河北唐山一模）如圖所示，兩條光滑的軌道下端固定在P點(diǎn)，上端分別固定在豎直墻面上的A、B兩點(diǎn)，現(xiàn)使一小滑塊分別從軌道頂端由靜止釋放，到達(dá)P點(diǎn)所用時(shí)間相同，則（）A.由A、B滑到P的過程中合力的沖量相等B.由A、B滑到P時(shí)重力的功率相等C.兩次下滑過程中的高度乘積是一定值D.下落過程所用時(shí)間與兩次下滑過程中的高度之和成正比8.（2023·湖南彬州三模）（多選）如圖甲中的塔吊是現(xiàn)代工地必不可少的建筑設(shè)備，圖乙為質(zhì)量建筑材料從地面被吊起后在豎直方向運(yùn)動的圖像（豎直向上為正方向），重力加速度。根據(jù)圖像下列判斷正確的是（）A.在10~30s建筑材料的機(jī)械能增加B.46s時(shí)建筑材料離地面的高度為28mC.在0~10s內(nèi)塔吊拉力做功的功率為3030WD.在30~36s塔吊拉力對建筑材料做負(fù)功，其功率逐漸減小2.（2023·湖南邵陽一模）如圖，O為拋物線OM的頂點(diǎn)，A、B為拋物線上兩點(diǎn)，O點(diǎn)的切線水平。從A、B兩點(diǎn)分別以初速度v1、v2水平拋出兩小球，同時(shí)擊中O點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，則兩球（）A.必須同時(shí)拋出B.初速度v1與v2相等C.擊中O點(diǎn)時(shí)速度相同D.擊中O點(diǎn)時(shí)重力的瞬時(shí)功率相等2.（2023·湖南張家界模擬考）如圖所示，相同小球P和Q分別從光滑圓弧、的等高處同時(shí)由靜止釋放。圓弧的半徑是的2倍，兩圓弧底部M、N切線水平且在同一水平面上，M、N間距足夠大，且P、Q不會在空中相遇，下列說法正確的是（）A.P球在圓弧上運(yùn)動的過程重力的功率一直在增加B.小球經(jīng)過M、N時(shí)的向心加速度相同C.小球P、Q做平拋運(yùn)動的水平位移大小相等D.平拋運(yùn)動的過程中，小球P重力的平均功率比小球Q的大3.（2023·遼寧大連二模）以初速度豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小球，上升的最大高度是h，如果空氣阻力的大小恒定，從拋出到落回出發(fā)點(diǎn)的整個(gè)過程中，小球克服空氣阻力做功為（）A.0 B.2mgh C. D.5.（2023·遼寧大連二模）電動車是目前使用最為廣泛的交通工具之一。某駕駛員和電動車總質(zhì)量為m，在平直公路上由靜止開始加速行駛，經(jīng)過時(shí)間t，達(dá)到最大行駛速度vm。通過的路程為s，行駛過程中電動車功率及受到的阻力保持不變，則（）A.在時(shí)間t內(nèi)電動車做勻加速運(yùn)動 B.在時(shí)間t內(nèi)電動車平均速度要小于C.電動車的額定功率為 D.電動車受到的阻力為7.（2023·遼寧遼陽二模）如圖甲所示，一質(zhì)量為1kg的滑塊（視為質(zhì)點(diǎn)）以某一初速度沖上足夠長的固定斜面，以斜面底端為位移的起點(diǎn)，滑塊在斜面上運(yùn)動的動能隨位移x變化的關(guān)系如圖乙所示。取重力加速度大小。下列說法正確的是（）A.斜面傾角的正弦值為0.5B.滑塊上滑過程克服摩擦力做的功為20JC.滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25D.滑塊返回斜面底端時(shí)，滑塊所受重力的功率為12W9.（2023·重慶主城區(qū)一診）（多選）如題圖甲，轆轤是古代民間提水設(shè)施，由轆轤頭、支架、井繩、水斗等部分構(gòu)成。如題圖乙為提水設(shè)施工作原理簡化圖，某次需從井中汲取m=2kg的水，轆轤繞繩輪軸半徑為r=0.1m，水斗的質(zhì)量為0.5kg，井足夠深且井繩的質(zhì)量忽略不計(jì)。t=0時(shí)刻，輪軸由靜止開始繞中心軸轉(zhuǎn)動，其角速度隨時(shí)間變化規(guī)律如題圖丙所示，g取，則（）A.水斗速度隨時(shí)間變化規(guī)律為v=0.4tB.井繩拉力瞬時(shí)功率隨時(shí)間變化規(guī)律為P=10tC.0~10s內(nèi)水斗上升的高度為4mD.0~10s內(nèi)井繩拉力所做的功為520J11.（2023·湖北十堰4月調(diào)研）（多選）如圖所示，光滑直角桿aOb固定，質(zhì)量均為0.1kg的P、Q兩小球（均視為質(zhì)點(diǎn)）分別套在水平桿Oa和豎直桿Ob上，兩小球用長為5m的細(xì)線（不可伸長）相連。開始時(shí)P靜止在O點(diǎn)，現(xiàn)對P施加一水平拉力，使P向右做加速度大小為0.5m/s2的勻加速直線運(yùn)動（Q未到達(dá)O點(diǎn)）。取重力加速度大小g=10m/s2。在P從O點(diǎn)向右運(yùn)動4m的過程中（）A.該水平拉力F先增大后減小 B.P所受重力的沖量大小為4N·sC.Q所受重力對Q做的功為3J D.該水平拉力F做的功為13.（2023·福建龍巖3月檢測）跳臺滑雪是一種觀賞性很強(qiáng)的體育運(yùn)動。運(yùn)動員不帶雪杖、踏著專用滑雪板在弧形助滑道上獲得水平速度飛出，在空中飛行一段距離后著地，如圖所示。若運(yùn)動員從A點(diǎn)水平飛出的速度為，落到傾斜雪坡上的B點(diǎn)。雪坡足夠長且傾角，運(yùn)動員質(zhì)量為，運(yùn)動員和滑雪板可看作質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力、重力加速度，，。求：（1）運(yùn)動員在空中飛行的時(shí)間t；（2）運(yùn)動員落到B點(diǎn)時(shí)的重力功率。

13.（2023·福建寧德5月檢測）如圖所示，單人雙槳賽艇比賽中，運(yùn)動員用雙槳同步劃水使賽艇沿直線運(yùn)動。運(yùn)動員每次動作分為劃水和空中運(yùn)槳兩個(gè)階段，假設(shè)劃水和空中運(yùn)槳用時(shí)均為0.8s，賽艇（含運(yùn)動員和雙槳）質(zhì)量為70kg，受到的阻力恒定，劃水加速階段和空中運(yùn)槳減速階段均看成勻變速直線運(yùn)動且加速度大小相等。某時(shí)刻雙槳剛?cè)胨畷r(shí)賽艇的速度大小為3m/s，運(yùn)動員緊接著完成1次動作，此過程賽艇在加速階段前進(jìn)3.2m，求：（1）賽艇的最大速度大小；（2）賽艇所受阻力大??；（3）運(yùn)動員在完成1次劃水動作的過程對賽艇做的功。

13.（2023·福建泉州二模）2022年9月29日，我國自行研制、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式民用飛機(jī)——C919大型客機(jī)獲得型號合格證，標(biāo)志著我國航空事業(yè)水平達(dá)到新的高度。如圖，質(zhì)量為的C919飛機(jī)，在水平跑道上滑行時(shí)可達(dá)到飛機(jī)起飛的速度。若飛機(jī)滑行過程可視為從靜止開始的勻加速直線運(yùn)動，受到的阻力為自身重力的0.1倍