2019高考物理试题分类汇编（1）-机械能（含详解）
1〔2018福建卷〕如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮〔不计滑轮的质量和摩擦〕。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，那么从剪断轻绳到物块着地，两物块
A、速率的变化量不同B、机械能的变化量不同
C、重力势能的变化量相同D、重力做功的平均功率相同 答案：D 2、〔2018天津卷〕.如图甲所示，静止在水平地面的物块A，受到水平向右的拉力F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，那么
A、0–t1时间内F的功率逐渐增大 B、t2时刻物块A的加速度最大 C、t2时刻后物块A做反向运动 D、t3时刻物块A的动能最大
解析：由F与t的关系图像0～t1拉力小于最大静摩擦力物块静止F的功率为0，A错误；在t1～t2阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度增大的加速运动，在t2～t3阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度减小的加速运动，在t2时刻加速度最大，B正确，C错误；在t1～t3物块一直做加速运动，在t3～t4拉力小于最大静摩擦力物块开始减速，在时刻速度最大，动能最大，D正确。答案BD。 3、〔2018上海卷〕、质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面，绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，直到全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为hA、hB，上述过程中克服重力做功分别为WA、WB。假设〔 〕 〔A〕hA＝hB，那么一定有WA＝WB 〔B〕hA＞hB，那么可能有WA＜WB 〔C〕hA＜hB，那么可能有WA＝WB 〔D〕hA＞hB，那么一定有WA＞WB 答案：B 4、〔2018上海卷〕、如图，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R有光滑圆柱，A的质量为B的两倍。当B位于地面时，A
恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放，B上升的最大高度是〔 〕
A 〔A〕2R 〔B〕5R/3 〔C〕4R/3 〔D〕2R/3
B 答案：C， 5、〔2018上海卷〕、位于水平面上的物体在水 F2 平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动； F1 假设作用力变为斜面上的恒力F2，物体做速度
为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同。那么可能有〔 〕 〔A〕F2＝F1，v1＞v2 〔B〕F2＝F1，v1＜v2 〔C〕F2＞F1，v1＞v2 〔D〕F2＜F1，v1＜v2
答案：B、D，
6、〔2018安徽卷〕.如下图，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。AP=2R,重力加速度为g，那么小球从P到B的运动过程中()
A.重力做功2mgR B.机械能减少mgR C.合外力做功mgR D.克服摩擦力做功1
R O A B 2R P 2mgR16D；
解析：小球从P到B高度下降R，故重力做功mgR，A错。在B点小球对轨道恰好无压力，由重力提供向心力得
vB?gR，取B点所在平面为零势能面，易知机械能减少量
，B错。由动能定理知合外力做功W=1,C错。12112?E?mgR?mvB?mgRmvB?mgR2222根据动能定理
，可得，D选项正确。 112mgR-Wf?mvB-0wf?mgR227、〔2018江苏卷〕、如下图，细线的一端固定于O点，另一端系一小
球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点，在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 A、逐渐增大 B、逐渐减小
C、先增大，后减小 D、先减小，后增大、
O B F A 【解析】设F与速度v的夹角为?，那么P?Fvcos?，力的分解，在切线上〔速度方向上〕合力为0，即mgsi n??Fcos?，所以P?mgsin?，随?增大，P增大。
【答案】A
8、〔2018海南卷〕.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用。以下判断正确的选项是 A.0～2s内外力的平均功率是9W
4B.第2秒内外力所做的功是5J
4C.第2秒末外力的瞬时功率最大
D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是4
5答案；CD
解析：由动量定理求出1s末、2s末速度分别为：v1=2m/s、v2=3m/s故合力做功为w=12mv?4.5J2功率为
1s末、2s末功率分别为：4w、3w第1秒内w4.5p??w?1.5wt3与第2秒动能增加量分别为：12mv?2J21、1，比值：4：5 12mv2?mv1?2.5J2229、(2018全国理综).〔20分〕
一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧，以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如下图，以沟底的O点为原点建立坐标系Oxy。，山沟竖直一侧的高度为2h，坡面的抛物线方程为y=量为m。人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。
，探险队员的质
（1） 求此人落到破面试的动能；
（2） 此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多
少？
【解析】
（1） 平抛运动的分解：x?vt，
012，得平抛运动的轨迹方程
y?2h?gt2的交点为
24h2v02v0?gh此方程与坡面的抛物线方程为y=
g2，
y?2h?2x2v0，
x?
2。 2hv0y?2v0?gh根据机械能守恒，
12mg?2h?mv0?mgy?Ek2
解得
2122mghv0Ek?2mgh?mv0?22v0?gh（3） 〔2〕求
2122mghv0Ek?2mgh?mv0?22v0?gh关于v的导数并令其等于0，解得当
0此人水平跳出的速度为值为
v0?3gh时，他落在坡面时的动能最小，动能的最小
Ekmin76mg2h2?mgh?22v0?gh。
10、〔2018广东卷〕.〔18分〕
图18〔a〕所示的装置中，小物块A、B质量均为m，水平面上PQ段长为l，与物块间的动摩擦因数为μ，其余段光滑。初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为r的连杆位于图中虚线位置；A紧靠滑杆〔A、B间距大于2r〕。随后，连杆以角速度ω匀速转动，带动滑杆作水平运动，滑杆的速度-时间图像如图18〔b〕所示。A在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的B发生完全非弹性碰撞。
〔1〕求A脱离滑杆时的速度uo，及A与B碰撞过程的机械能损失ΔE。
〔2〕如果AB不能与弹簧相碰，设AB从P点到运动停止所用的时间为t1，求ω得取值范围，及t1与ω的关系式。
〔3〕如果AB能与弹簧相碰，但不能返回道P点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为Ep，求ω的取值范围，及Ep与ω的关系式〔弹簧始终在弹性限度内〕。
答案： 解：〔1〕由题知，A脱离滑杆时的速度uo=ωr 设A、B碰后的速度为v1，由动量守恒定律 muo=2mv1
A与B碰撞过程损失的机械能
1212?E?mu0??2mv122解得
122?E?m?r8