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专题23 机械能及其转化(易)
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知识梳理
1、动能和势能的转化
(1)动能和重力势能之间可以相互转化。动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运动过程中,例如滚摆在下降的过程中,越转越快,它的重力势能越来越小,动能越来越大,重力势能转化为动能;滚摆在上升过程中,越转越慢,它的重力势能越来越大,动能越来越小,动能转化为重力势能。
(2)动能和弹性势能之间可以相互转化。动能和弹性势能之间的相互转化可以发生在同一物体上,也可以发生在不同物体之间,例如,从高处落下的皮球与地面撞击的过程中,由于皮球发生弹性形变,皮球的动能转化为弹性势能,皮球在恢复形变的过程中,它的弹性势能转化为动能。
2、机械能守恒条件
(1)如果只有动能和势能的相互转化,机械能是守恒的。
(2)做功角度
①只有重力或弹力做功;②其它力不做功或其它力做功之和为零。
(3) 能量角度
①只有动能和势能之间能量转化,无其它形式能量转化;②只有系统内能量的交换,没有与外界的能量交换。
1.如图所示,足球以初速度沿着凹凸不平的草地从运动到。下列分析中正确的是 ( )
A. 在、两点的动能相等 B. 在、两点的机械能相等
C. 从到的过程中,机械能减少 D. 从到的过程中,重力势能减少
2.跳水运动中蕴含着许多物理知识,如图所示,有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是( )
A. 运动员用力下压跳板的过程中,跳板的弹性势能减小
B. 运动员被跳板向上弹起的过程中,重力势能减小
C. 运动员离开跳板向上运动的过程中,动能减小
D. 运动员从最高点下落的过程中,机械能增大
3.如图所示,掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低。下列说法正确的是( )
A. 弹性小球反复跳起落下过程中,小球机械能总量保持不变
B. 小球越跳越低,说明小球的一部分机械转化为其它形式的能量
C. 小球越跳越低,说明能量不可能是守恒的
D. 小球越跳越低,最终会停止跳动,说明小球的机械能凭空消失
4.图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后,若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动,则关于返回舱在这段时间内,下列说法正确的是( )
A. 返回舱的动能不变 B. 返回舱的重力势能不变
C. 返回舱的机械能不变 D. 返回舱所受重力不做功
5.如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后,在空中飞行过程中动能随时间变化的曲线最接近的是( )
A. B.
C. D.
6.牛顿坐在苹果树下深思,一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下落的过程,下列分析正确的是( )
A. 重力势能转化为动能,动能增加 B. 动能转化为重力势能,动能减小
C. 动能转化为重力势能,重力势能增加 D. 无能量的转化,重力势能和动能不变
7.如图甲所示的是人造地球卫星随火箭加速上升的情景如图乙所示的是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的情景,离地球最近的点叫近地点,最远的点叫远地点。下列说法中正确的是( )
A. 图甲:在加速上升的过程中,人造地球卫星的动能转化为重力势能
B. 图乙:在运行过程中,当人造地球卫星从远地点向近地点运行时,其机械能减小
C. 图乙:在运行过程中,当人造地球卫星从近地点向远地点运行时,其重力势能增大,速度减小
D. 在甲、乙两图中,人造地球卫星的机械能都不变
8.如图所示,小球从左侧斜面的点由静止释放,在右侧斜面上能到达的最高位置是点,、是小球运动过程中先后通过的两个等高点,下列关于该过程的说法中正确的是( )
A. 小球在左侧斜面向下运动的过程中,重力势能全部转化为动能
B. 小球从点向点运动的过程中,机械能保持不变
C. 小球从点向点运动的过程中,所受支持力不做功
D. 小球通过、两点时的速度大小相等
9.在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中,我国选手谷爱凌从高的跳台由静止出发,在空中完成了一次超高难度的度旋转,获得金牌。如图在谷爱凌加速下落过程中,下列说法中正确的是( )
A. 动能增大,重力势能减小
B. 动能减小,重力势能增大
C. 重力势能转化为动能,机械能增大
D. 无能量转化,重力势能和动能不变
10.如图所示,用细线系住小球悬挂在点,将小球拉至点释放,从点经过点运动到点的过程中,小球的重力势能先变小后______,动能先______后______。选填“变大”、“变小”或“不变”
11.如图所示,在一个金属罐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,橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,使小铁块悬于罐体内。做好后