专题16 机械能及其转化问题-【迎战中考】2021年物理试卷分类命题备考方略

【迎战中考】2021年物理试卷分类命题备考方略 专题16 机械能及其转化问题（原卷版） 机械能是物体具有的众多能量的一种，机械能伴随着物体运动整个过程，同时也是应用广、常见的一种形式的能。所以，有关机械能的概念和应用，必然是常考热点。 作为一个重要考点，考查机械能的概念及应用的考题，常以选择题形式出现在考卷中，有的也以填空题形式出现。考查方向主要是对机械能概念的理解和机械能的转化，对于影响动能大小的因素已在《力学实验探究题》中论述。 1.物体由于运动而具有的能叫动能。物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。 2.物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。 3.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。动能与势能的相互转化：在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化；在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。 机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。 4.水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。 一、机械能的概念 【典例一】（2020•内江）2020年6月23日，我国将最后一颗全球组网的“北斗三号”导航卫星圆满发射成功。在发射过程中，“北斗三号”导航卫星随火箭加速上升，在加速上升阶段，“北斗三号”导航卫星的（　　）。 A．动能不变 B．重力势能增大 C．机械能减小 D．机械能不变 【典例二】（2020•广州）球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（　　）。 A．速度比在S点的大 B．机械能大于在S点的 C．机械能等于在S点的 D．离地高度比在S点的低 二、机械能的转化与守恒 【典例一】（2020•广西）2020年7月3日长征四号乙运载火箭，成功将高分辨率多模综合成像卫星送入预定轨道，如图所示，火箭加速上升的过程中，它所运载的卫星（　　）。 A．动能增大、重力势能减小；B．动能减小、重力势能增大； C．机械能增大、动能增大； D．机械能减小、重力势能增大 【典例二】（2020•济南）如图所示，“复兴号”列车在平直路段上加速行驶的过程中，它的（　　）。 A．动能增大 B．动能减小 C．重力势能增大 D．重力势能减小 一、机械能的概念 1．（2020•南通）在“探究纸锥下落的快慢”的活动中，将纸锥从高处释放。若纸锥竖直下落时，受到的空气阻力随下落速度的增大而增大，则纸锥在空中竖直下落过程中，下列情形可能的是（　　）。 A．速度先增大后不变 B．速度先增大后减小 C．动能转化为重力势能 D．机械能先增大后减小 2．（2020•鄂州）把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图所示。下列说法中正确的是（　　）。 A．铁锁摆回时会打到鼻子； B．铁锁在摆动过程中动能与重力势能可以相互转化； C．铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能； D．铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用 3．（2020•益阳）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（　　）。 A．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少； B．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少； C．人在B点时动能最大； D．弹性绳的弹性势能在B点时最大 4．（2020•荆州）如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定。做好后将它从不太陡的斜面滚到水平面。下列说法正确的是（　　）。 A．罐子从斜面滚下，重力势能只转化为动能； B．罐子从斜面滚下的过程中，只有动能和弹性势能的相互转化； C．因为能量之间可以相互转化，所