易错点06 机械能相互转化及能量守恒（3陷阱点3考点4题型）-备战2025年中考科学考试易错题（浙江专用）

2024-2025学年高考物理易错 易错点06 机械能相互转化及能量守恒 目 录 01 易错陷阱 02 易错知识点 知识点一、功的计算中距离问题 知识点二、功和能的关系 知识点三、功能转换关系的应用 03 举一反三——易错题型 题型一．动能与势能的相互转化 题型二．动能和势能的大小比较 题型三．机械能守恒 题型四．能量的转化与守恒定律 04 易错题通关 易错点一、机械能与动能、势能关系理解不够清楚 易错点二、机械能守恒与否的判断方法没有掌握 易错点三、竖直弹簧模型、水平弹簧模型动能最大点混淆不清 知识点一、机械能与动能、势能关系 知识点二、机械能守恒与否的判断方法 1.方法一：做功法 ①对于一个物体而言，只受到重力的作用时机械能一定守恒（只有重力对物体做功） ②对于多个物体组成系统而言，只有重力和系统内的弹力做功，系统机械能守恒 2.方法二：定义法 机械能守恒：物体具有的动能和势能发生相互转化，但是动能和势能的总和保持不变，我们称这个物体的机械能守恒。 只需要判断该物体的机械能有没有对外转化出去，如果只是自身动能与势能相互转化，那么自身的机械能总和不变，即机械能守恒，若有将机械能转化为其他物体的能量，则该物体机械能不守恒。 知识点三、竖直弹簧模型、水平弹簧模型动能最大点混淆不清。 1.竖直弹簧模型/蹦极模型 竖直弹簧模型动能最大点（速度最大点）在F弹=G的“平衡点”，这个点位于最低点和原长点之间 2.水平弹簧模型 (1)水平面粗糙：①压缩到A点释放，速度最大点在AB之间 ②拉伸到C点释放，速度最大点在BC之间 (2)水平面光滑：速度最大点在原长点B（从弹簧的弹性势能与木块动能之间相互转换角度思考） 题型一．动能与势能的相互转化 1. （2024•江北区一模）“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”，上升到最高位置C点，其中在B点时速度最快，上下震荡后静止在空中。对此过程，下列描述正确的是（　　） A．到达B点时，弹性绳处于原长位置 B．最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大 C．人上升和下降时最大速度相同，所处位置也相同 D．人从A点到B点的过程中，人的重力势能和动能都增加 2. （2024•衢州一模）投掷实心球是中考体育选考项目之一。图甲为实心球出手后的运动示意图，其中v0是实心球出手瞬间的速度，θ是出手角度，h是出手高度。图乙为投掷距离s随出手角度θ变化的图像。下列说法不正确的是（　　） A．实心球离手后至落地过程中，实心球的动能先减小后增大 B．实心球在运动到最高点时，如果一切外力消失，实心球将做匀速直线运动 C．实心球的投掷距离s随角度θ增大而先增大后减小，角度θ＝40°时，投掷距离s最大 D．若要探究实心球投掷距离s是否与出手高度h有关，只需控制出手角度θ相同即可 题型二．动能和势能的大小比较 3. （2024•上城区校级三模）如图，木块以某初速度从A滑过B点，到C点滑出下落至D点，A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析正确的是（　　） A．D点与A点相比，动能一定增加，势能一定减少，机械能不变 B．A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能 C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于D点的动能 D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能 4. （2025•杭州模拟）物体G和弹簧相连固定于墙壁上，当物体处于位置B处弹簧没有形变，用力将其拉至C处，松手后物体从C点出发在CA之间往返运动并最终停留在某处，停留时弹簧弹性势能为0。则 （1）由C到B时，弹簧的弹性势能 。（填“不变”、“增大”或“减少”） （2）物体在CA之间运动过程中，物体动能最大的点位于 。（选填“B点”、“AB之间”或“BC之间”） （3）物体最终停留在 。（选填“B点”、“AB之间”、“BC之间”） 题型三．机械能守恒 5. （2023•鄞州区一模）如图所示，相同的甲、乙两木块用一无弹性的细线相连后静置于粗糙水平地面，橡皮筋的两端分别与墙面和甲木块相连，如图1所示，图中橡皮筋松弛而细线处于绷直状态。现用水平力F拉动乙木块沿直线向右运动时开始计时，0～t1时间内橡皮筋逐渐被拉直至原长；t2时刻细线恰好被拉断：t2～t3乙木块继续向右运动，整个过程乙木块的速度始终保持不变，力F的大小随时间t变化关系的如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．0～t1时间内，乙受到的摩擦力是8N B．t1～t2时间内，橡皮筋对甲的拉力方向是水平向右 C．整个过程中，细线能承受的最大拉力是10N D．整个过程中，甲、乙的机械能始终守恒 6. （2024•钱塘区一模）某工厂发货传输分拣线示意如图，等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台，在工作台AB上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台BC，最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB与BC材料相同，且长度均为1米，空气阻力忽略不计。 （1）若货物对AB的压力小于对BC的压力，则货物在BC上减小的机械能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）在AB上减小的机械能。 （2）若机械手臂每隔4秒钟取走一件货物，传送带运动的速度为0.7米/秒，为防止货物的碰撞与堆积，货物之间的距离d至少为 米。 题型四．能量的转化与守恒定律 7. （2024•鄞州区校级模拟）如图甲所示，在粗糙的斜面底部固定一个可伸缩的轻质弹簧，现将质量为m的物块左侧由高度为ha的A点沿斜面向下压缩弹簧至高度为hb的B点并由静止释放，物块沿斜面向上滑动，最终静止在斜面上高度为hd的D点；若换成表面光滑、其他条件完全相同的斜面，仍将质量为m的木块左侧从A点沿斜面向下压缩弹簧至B点由静止释放（如图乙所示），物块沿斜面向上滑至高度为hc的最高处C后。在斜面上的BC两点间来回滑动。已知斜面上AB的长度为s1，AD的长度为s2，AC的长度为s3，则： （1）甲图中，物块离开弹簧后，沿斜面向上滑动最终静止在D点的过程中受到的摩擦力方向为 。（选填“向上”、“向下”、“先向下后向上”或“先向上后向下”） （2）甲图中物块沿斜面向上滑动时受到的摩擦力大小为 。（用字母表示） 1．2022年2月6日女足亚洲杯决赛中，中国女足3：2逆转韩国女足夺冠！如图所示为一队员传球的情景，下列分析正确的是（　　） A．足球上升到最高点时受平衡力的作用 B．足球下降过程中动能转化为重力势能 C．足球到达最高点时动能不为零 D．足球在空中飞行的过程中机械能一定守恒 2．如图所示是蹦极运动的简化示意图。弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（　　） A．从O点到A点运动员的机械能不变 B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大 C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小 D．从O点到C点运动员速度一直减小 3．某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受的弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点，运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为竖直方向的运动）。下列判断正确的是（　　） A．从A点到B点过程中运动员加速下落 B．从B点到C点过程中运动员匀速下落 C．t0时刻运动员刚好位于B点 D．运动员重力大小等于F0 4．（2023秋•东阳市期末）如图甲所示是蹦极运动过程示意图，小东从O点开始静止下落，OA段的长度是弹性绳的自由长度，B点小东所受拉力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。蹦极过程中动能变化情况如图乙所示（忽略空气摩擦的影响）。下列判断正确的是（　　） A．A点小东的速度达到最大 B．OB段对应图乙0﹣t2时间段 C．AB段动能转化为弹性绳的弹性势能 D．BC段重力势能转化为动能和弹性绳的弹性势能 5．（2024•黄岩区二模）一弹簧竖直固定在水平地面上（如图甲所示），将一金属小球从弹簧的正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点。用速度探测仪得到小球速度v随时间t变化的图象如图乙所示，说明力的作用效果是 。t2﹣t3时间段内能量转化的情况是 。（弹簧质量不计，空气阻力不计） 6．（2023•萧山区模拟）如图，在平直路面上向右行驶的小车中，有一轻质弹簧，它的一端固定在车厢右壁，另一端与放在小车底板上的木块相连，此时弹簧处于原长状态并保持水平。当小车在加速运动时，木块受到的摩擦力方向 （选填“向右”或“向左”）；若木块突然压缩弹簧，此时小车在 （选填“匀速运动”“突然加速”或“突然减速”），木块的动能转化成 。 7．光滑斜面甲与水平面AB平滑连接，从斜面甲高H＝0.5米处静止释放一质量为0.6千克的小球，小球运动到B点静止（如图①）；若在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙（如图②）；已知AB＝5m，AC＝1.2m。回答下列问题： （1）图①中，小球在水平面由A到B运动过程中，小球受到的摩擦力大小为 。 （2）图②中，小球能在“斜面甲—水平面AC—斜面乙”之间来回运动，那么小球第二次冲上斜面乙的最大高度h＝ ；小球最终由于摩擦，消耗了机械能而停留在水平面AC上，则小球在水平面AC上所经过的路程之和为 。 8．如图，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，P点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至M位置，然后释放小球，小球在 时速度最大（填“P点”或“P点左侧”或“P点右侧”），若小球能到达的最右端为N位置，小球从M位置运动到N位置的过程中，弹簧的弹性势能变化是 （填“先增大后减小”或“先减小后增大”）。 9．（2021•杭州模拟）如图两个相同实心小球以一样的速度分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。图中小球从A点到达B点的过程中，小球的动能 。小球通过甲弧槽的时间 小球通过乙弧槽的时间。（填“大于”“小于”或“等于”） 10．（2024秋•慈溪市期末）同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计）。 （1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （2）小球能到达最高点的高度h1 h2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 11．如图所示。连着弹簧的小球套在水平杆上，弹簧自由伸长时，小球位于O点。小幅度向左或向右改变小球位置，小球仍能静止，现较大幅度改变小球位置，把小球移至A点后使其静止，然后释放。 （1）小球向右运动过程中速度最大点出现在 （选填“O点”、“O点左侧”、“O点右侧”、“都有可能”）； （2）小球第一次向右经过O点至到达最右端B的过程中能量转化情况为 ； （3）小球最终静止的位置是 （选填“O点”、“O点左侧”、“O点右侧”、“可能是O点，也可能偏左或是偏右”）。 12．（2022•鄞州区校级模拟）已知质量不变时，物体的重力势能与高度成正比。现有一小球从离地面高度为H的空中由静止开始下落。 （1）若小球在下落过程中不受任何阻力，当小球的重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h1，则h1 （填“＞”、“＝”或“＜”）。 （2）若小球在下落过程中要受到的空气摩擦阻力，当小球的重力势能与动能相等时，物体离地面的高度记为h2，则h2 （填“＞”、“＝”或“＜”）。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$2024-2025学年高考物理易错 易错点06 机械能相互转化及能量守恒 目 录 01 易错陷阱 02 易错知识点 知识点一、功的计算中距离问题 知识点二、功和能的关系 知识点三、功能转换关系的应用 03 举一反三——易错题型 题型一．动能与势能的相互转化 题型二．动能和势能的大小比较 题型三．机械能守恒 题型四．能量的转化与守恒定律 04 易错题通关 易错点一、机械能与动能、势能关系理解不够清楚 易错点二、机械能守恒与否的判断方法没有掌握 易错点三、竖直弹簧模型、水平弹簧模型动能最大点混淆不清 知识点一、机械能与动能、势能关系 知识点二、机械能守恒与否的判断方法 1.方法一：做功法 ①对于一个物体而言，只受到重力的作用时机械能一定守恒（只有重力对物体做功） ②对于多个物体组成系统而言，只有重力和系统内的弹力做功，系统机械能守恒 2.方法二：定义法 机械能守恒：物体具有的动能和势能发生相互转化，但是动能和势能的总和保持不变，我们称这个物体的机械能守恒。 只需要判断该物体的机械能有没有对外转化出去，如果只是自身动能与势能相互转化，那么自身的机械能总和不变，即机械能守恒，若有将机械能转化为其他物体的能量，则该物体机械能不守恒。 知识点三、竖直弹簧模型、水平弹簧模型动能最大点混淆不清。 1.竖直弹簧模型/蹦极模型 竖直弹簧模型动能最大点（速度最大点）在F弹=G的“平衡点”，这个点位于最低点和原长点之间 2.水平弹簧模型 (1)水平面粗糙：①压缩到A点释放，速度最大点在AB之间 ②拉伸到C点释放，速度最大点在BC之间 (2)水平面光滑：速度最大点在原长点B（从弹簧的弹性势能与木块动能之间相互转换角度思考） 题型一．动能与势能的相互转化 1. （2024•江北区一模）“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”，上升到最高位置C点，其中在B点时速度最快，上下震荡后静止在空中。对此过程，下列描述正确的是（　　） A．到达B点时，弹性绳处于原长位置 B．最低点A和最高点C弹性绳的弹性势能一样大 C．人上升和下降时最大速度相同，所处位置也相同 D．人从A点到B点的过程中，人的重力势能和动能都增加 【解答】解：A、人在B点时速度最快，此时弹力与人的重力相等，此时弹性绳对人还有弹力，则不是绳的原长位置，故A错误； B、扣环打开前，弹性绳的弹性形变程度最大，弹性势能最大，最高点C弹性绳没有形变，没有弹性势能，故B错误； C、上下震荡后静止在空中，说明受到了空气阻力，因而整个过程机械能逐渐减小，因而人上升和下降时最大速度不同，故C错误； D、从A到B的过程中，人的质量不变、高度增大，重力势能增加；质量不变、速度逐渐变大，动能变大，所以机械能增大，故D正确。 故选：D。 2. （2024•衢州一模）投掷实心球是中考体育选考项目之一。图甲为实心球出手后的运动示意图，其中v0是实心球出手瞬间的速度，θ是出手角度，h是出手高度。图乙为投掷距离s随出手角度θ变化的图像。下列说法不正确的是（　　） A．实心球离手后至落地过程中，实心球的动能先减小后增大 B．实心球在运动到最高点时，如果一切外力消失，实心球将做匀速直线运动 C．实心球的投掷距离s随角度θ增大而先增大后减小，角度θ＝40°时，投掷距离s最大 D．若要探究实心球投掷距离s是否与出手高度h有关，只需控制出手角度θ相同即可 【解答】解： A、实心球离手后，在上升过程中，质量不变，速度变小，动能变小，在下降过程中，速度变大，质量不变，动能变大，所以实心球的动能先减小后增大，故A正确； B、实心球在运动到最高点时，水平方向上有一定的速度，如果一切外力消失，根据牛顿第一定律可知，实心球将做匀速直线运动，故B正确； C、根据图乙可知，投掷距离随θ的增大先变大后变小，当θ＝40°时，投掷距离s是最大的，故C正确； D、若要探究实心球投掷距离s是否与出手高度h有关，需要改变出手的高度，控制实心球的质量、球的初速度、出手角度θ相同，故D错误。 故选：D。 题型二．动能和势能的大小比较 3. （2024•上城区校级三模）如图，木块以某初速度从A滑过B点，到C点滑出下落至D点，A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析正确的是（　　） A．D点与A点相比，动能一定增加，势能一定减少，机械能不变 B．A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能 C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于D点的动能 D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能 【解答】解：A、D点与A点相比，高度减小，则重力势能减少，由于接触面可能存在摩擦，则部分机械能可能会转化为内能，机械能可能减小，忽略空气阻力，D点的动能大于A点的动能，故A错误； B、A和B、C和D之间的垂直距离均为h，则A点到C点减少的重力势能等于C点到D点减少的重力势能，故B正确； C、木块以一定的速度滑过AB点，若AB是粗糙的，木块可能进行匀速直线运动，若BC之间是光滑的，则木块的速度不变，所以B点、C点的动能可能等于A点的动能，忽略空气阻力，D点的动能大于A点的动能，故C错误； D、木块从B到C，木块与地面有摩擦，则C处的动能小于B处的动能，从C到D，由于忽略空气阻力，木块的重力势能减小，动能增加，故D点动能大于C点动能，但与A点的动能不确定，故D错误。 故选：B。 4. （2025•杭州模拟）物体G和弹簧相连固定于墙壁上，当物体处于位置B处弹簧没有形变，用力将其拉至C处，松手后物体从C点出发在CA之间往返运动并最终停留在某处，停留时弹簧弹性势能为0。则 （1）由C到B时，弹簧的弹性势能 。（填“不变”、“增大”或“减少”） （2）物体在CA之间运动过程中，物体动能最大的点位于 。（选填“B点”、“AB之间”或“BC之间”） （3）物体最终停留在 。（选填“B点”、“AB之间”、“BC之间”） 【解答】解：（1）由题可知，松手后，物体在A、C间往复运动，则物体由C到B过程中，弹簧的弹性形变程度变小，弹性势能减少； （2）物体从C点出发在CA之间往返运动并最终停留在某处，这说明物体与地面之间存在摩擦，机械能不守恒； 由C到A时，开始弹力大于摩擦力，物体做加速运动，当弹力等于摩擦力时，物体的速度最大，此时弹簧还未恢复原状，故物体动能最大的点位于BC之间； （3）停留时弹簧弹性势能为0，这说明弹簧恢复了原状，所以会停留在B点。 故答案为：（1）减小；（2）BC之间；（3）B点。 题型三．机械能守恒 5. （2023•鄞州区一模）如图所示，相同的甲、乙两木块用一无弹性的细线相连后静置于粗糙水平地面，橡皮筋的两端分别与墙面和甲木块相连，如图1所示，图中橡皮筋松弛而细线处于绷直状态。现用水平力F拉动乙木块沿直线向右运动时开始计时，0～t1时间内橡皮筋逐渐被拉直至原长；t2时刻细线恰好被拉断：t2～t3乙木块继续向右运动，整个过程乙木块的速度始终保持不变，力F的大小随时间t变化关系的如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．0～t1时间内，乙受到的摩擦力是8N B．t1～t2时间内，橡皮筋对甲的拉力方向是水平向右 C．整个过程中，细线能承受的最大拉力是10N D．整个过程中，甲、乙的机械能始终守恒 【解答】解：A、0～t1时间内，拉力和摩擦力大小相等，拉力大小不变，摩擦力大小不变，甲、乙整体摩擦力是8N，甲、乙受摩擦力分别都是4N，故A错误； B、t1～t2时刻随着橡皮筋被拉长，橡皮筋产生的拉力也逐渐增大，橡皮筋对甲的拉力方向是水平向左，故B错误； C、t2时刻拉力达到14N时细线被拉断，乙受到摩擦力是4N，整个过程中，细线能承受的最大拉力是14N﹣4N＝10N，故C正确； D、整个过程中，拉力对物体做功，同时物体又克服摩擦力做功，甲、乙的机械能不守恒，故D错误。 故选：C。 6. （2024•钱塘区一模）某工厂发货传输分拣线示意如图，等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台，在工作台AB上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台BC，最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB与BC材料相同，且长度均为1米，空气阻力忽略不计。 （1）若货物对AB的压力小于对BC的压力，则货物在BC上减小的机械能 （选填“大于”、“等于”或“小于”）在AB上减小的机械能。 （2）若机械手臂每隔4秒钟取走一件货物，传送带运动的速度为0.7米/秒，为防止货物的碰撞与堆积，货物之间的距离d至少为 米。 【解答】解： （1）货物在工作台上运动时和工作台之间存在摩擦力，机械能转化为内能，若货物对AB的压力小于对BC的压力，AB与BC材料相同，接触面粗糙程度相同，货物和AB的摩擦力小于和BC的摩擦力，且长度均为1米，货物在BC面上克服摩擦力做功多，机械能转化为的内能多，机械能减少量就多，所以，则货物在AB上减小的机械能小于在BC上减小的机械能。 （2）机械手臂每隔4秒钟取走一件货物，传送带运动的速度为0.7米/秒，所以货物之间的距离最小为：d＝vt＝0.7m/s×4s＝2.8m。 故答案为：（1）大于；（2）2.8。 题型四．能量的转化与守恒定律 7. （2024•鄞州区校级模拟）如图甲所示，在粗糙的斜面底部固定一个可伸缩的轻质弹簧，现将质量为m的物块左侧由高度为ha的A点沿斜面向下压缩弹簧至高度为hb的B点并由静止释放，物块沿斜面向上滑动，最终静止在斜面上高度为hd的D点；若换成表面光滑、其他条件完全相同的斜面，仍将质量为m的木块左侧从A点沿斜面向下压缩弹簧至B点由静止释放（如图乙所示），物块沿斜面向上滑至高度为hc的最高处C后。在斜面上的BC两点间来回滑动。已知斜面上AB的长度为s1，AD的长度为s2，AC的长度为s3，则： （1）甲图中，物块离开弹簧后，沿斜面向上滑动最终静止在D点的过程中受到的摩擦力方向为 。（选填“向上”、“向下”、“先向下后向上”或“先向上后向下”） （2）甲图中物块沿斜面向上滑动时受到的摩擦力大小为 。（用字母表示） 【解答】解：（1）甲图中，物块离开弹簧滑到D点的过程中，物块相对于斜面向上运动，物块受到的滑动摩擦力的方向与物块的相对运动方向相反，即滑动摩擦力沿斜面向下； 当物块静止在D点时，物块相对于斜面有向下运动的趋势，物块受到静摩擦力作用，且静摩擦力的方向与物块相对运动趋势的方向相反，即静摩擦力沿斜面向上； 故物块所受摩擦力的方向是先向下后向上； （2）根据能量守恒定律，甲图中，物块由B运动至D的过程中，弹簧具有的能量用于克服重力和摩擦力做功，则有：E弹簧＝﹣（WG+Wf）； 又由功的计算公式可得：WG＝mg（hd﹣hb）、Wf＝f×BD＝f（s1+s2）； 即E弹簧＝﹣mg（hd﹣hb）﹣f（s1+s2）……①； 在乙图中，弹簧的压缩量与甲图相同，物块在由B运动至C的过程中，弹簧具有的能量全部用于克服重力做功，则有：E弹簧＝﹣WG′＝﹣mg（hc﹣hb）……②； 整理①②两式得：mg（hc﹣hb）﹣mg（hd﹣hb）＝f（s1+s2），即mg（hc﹣hd）＝f（s1+s2）； 解得：f。 故答案为：（1）先向下后向上；（2）。 1．2022年2月6日女足亚洲杯决赛中，中国女足3：2逆转韩国女足夺冠！如图所示为一队员传球的情景，下列分析正确的是（　　） A．足球上升到最高点时受平衡力的作用 B．足球下降过程中动能转化为重力势能 C．足球到达最高点时动能不为零 D．足球在空中飞行的过程中机械能一定守恒 【解答】解：A、足球上升到最高点时受到阻力和重力的作用，这两个力的方向不同，不是平衡力，故A错误； B、足球下降过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，球的速度不断变大，动能变大，是重力势能转化为动能，故B错误； C、足球在上升过程中，高度增大，速度减小，当足球运动至最高点时，速度并不为零（仍具有向前的速度），所以动能不为零，故C正确； D、足球在空中飞行的过程中，阻力做功使机械能减少，内能增加，故D错误。 故选：C。 2．如图所示是蹦极运动的简化示意图。弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（　　） A．从O点到A点运动员的机械能不变 B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大 C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小 D．从O点到C点运动员速度一直减小 【解答】解： A、从O点到A点，运动员的重力势能转化为动能，由于忽略空气阻力，所以运动员的机械能不变，故A正确。 BC、从O点到A点，运动员的机械能不变；从A点到C点过程中，弹性绳的弹性形变增大，其弹性势能增大，该过程中运动员的机械能转化为绳的弹性势能，则该过程中运动员的机械能逐渐减小；由此可知，整个过程中运动员的机械能先不变再减小，故BC错误。 D、从O点到C点运动员速度先增大后减小，故D错误。 故选：A。 3．某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受的弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点，运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为竖直方向的运动）。下列判断正确的是（　　） A．从A点到B点过程中运动员加速下落 B．从B点到C点过程中运动员匀速下落 C．t0时刻运动员刚好位于B点 D．运动员重力大小等于F0 【解答】解：A、由题知，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，运动员从A点到B点过程中，由于重力大于弹力，所以人的运动速度增大，向下做加速运动，故A正确； B、从B点到C点过程中，绳子的长度越来越长，弹性越来越大，弹力大于重力，运动员做减速运动，故B错误； C、由图乙可知，t0时刻弹力最大，则绳子的弹性形变是最大的，所以运动员应达到了最低点C，此时速度为零，动能最小为零，故C错误； D、由图乙可知，最后绳的弹力几乎不变，说明此时运动员已经静止下来，此时弹力与重力平衡，由图象可知，运动员的重力小于F0，故D错误。 故选：A。 4．（2023秋•东阳市期末）如图甲所示是蹦极运动过程示意图，小东从O点开始静止下落，OA段的长度是弹性绳的自由长度，B点小东所受拉力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。蹦极过程中动能变化情况如图乙所示（忽略空气摩擦的影响）。下列判断正确的是（　　） A．A点小东的速度达到最大 B．OB段对应图乙0﹣t2时间段 C．AB段动能转化为弹性绳的弹性势能 D．BC段重力势能转化为动能和弹性绳的弹性势能 【解答】解：AB、小东同学从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，AB阶段的形变大小小于B点，故弹力小于B点的弹力，因而AB段小东受到弹性绳的拉力F和自身重力G的大小关系是F小于G，做加速运动；则B点速度最大，OB段对应的动能始终在增大，且B点之后开始减速运动，动能减小，故OB对应图乙0﹣t2时间段，故A错误，B正确； C、AB段的速度变大，动能变大，没有转化为弹性势能，故C错误； D、从B到C，动能减小，动能和重力势能都转化为弹性势能，故D错误。 故选：B。 5．（2024•黄岩区二模）一弹簧竖直固定在水平地面上（如图甲所示），将一金属小球从弹簧的正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点。用速度探测仪得到小球速度v随时间t变化的图象如图乙所示，说明力的作用效果是 。t2﹣t3时间段内能量转化的情况是 。（弹簧质量不计，空气阻力不计） 【解答】解：由图可知，速度的大小一直在改变，即力改变了物体的运动状态； 由图可知，在t2～t3时间段内，小球的速度减小，高度减小，到t3末，速度变为0．到达最低点，此时弹簧的压缩程度最大，弹力最大，重力势能全部转化为弹性势能，故结论为：小球受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力，弹力逐渐变大，弹力一直大于重力，小球做减速运动，小球的机械能转化为弹性势能。 故答案为：改变物体的运动状态；小球的机械能转化为弹性势能。 6．（2023•萧山区模拟）如图，在平直路面上向右行驶的小车中，有一轻质弹簧，它的一端固定在车厢右壁，另一端与放在小车底板上的木块相连，此时弹簧处于原长状态并保持水平。当小车在加速运动时，木块受到的摩擦力方向 （选填“向右”或“向左”）；若木块突然压缩弹簧，此时小车在 （选填“匀速运动”“突然加速”或“突然减速”），木块的动能转化成 。 【解答】解：当小车在加速运动时，木块由于惯性保持原来的运动状态而相对于小车有向左运动的趋势，所以受到的摩擦力方向向右； 若木块突然压缩弹簧，这说明木块是向右运动的，由于木块具惯性，则此时小车在突然减速； 木块的动能变小，弹簧的弹性形变程度变大，是动能转化为弹性势能。 故答案为：向右；突然减速；弹性势能。 7．光滑斜面甲与水平面AB平滑连接，从斜面甲高H＝0.5米处静止释放一质量为0.6千克的小球，小球运动到B点静止（如图①）；若在AB上的C点平滑拼接另一光滑斜面乙（如图②）；已知AB＝5m，AC＝1.2m。回答下列问题： （1）图①中，小球在水平面由A到B运动过程中，小球受到的摩擦力大小为 。 （2）图②中，小球能在“斜面甲—水平面AC—斜面乙”之间来回运动，那么小球第二次冲上斜面乙的最大高度h＝ ；小球最终由于摩擦，消耗了机械能而停留在水平面AC上，则小球在水平面AC上所经过的路程之和为 。 【解答】解：（1）小球重力做的功为： W1＝GH＝mgH＝0.6kg×10N/kg×0.5m＝3J； 根据能量守恒定律，小球重力做的功等于克服摩擦力做的功，因此小球受到的摩擦力为： F0.6N； （2）小球在AC平面每次克服摩擦力做的功为： W2＝FsAC＝0.6N×1.2m＝0.72J； 小球在斜面乙上克服重力做的功为： W3＝Gh＝mgh＝0.6kg×10N/kg×h＝6h； 因为第二次滚上斜面乙，有3次经过AC段， 根据能量守恒定律：W1＝3W2+W3，代入数据得： 3J＝3×0.72J+6h； 解得： h＝0.14m； 因为甲、乙两个光滑斜面没有摩擦，小球在水平面AC克服摩擦做功，所以小球在水平面AC上所经过的路程之和等于AB段路程，为5m。 故答案为：（1）0.6N； （2）0.14m；5m。 8．如图，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，P点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至M位置，然后释放小球，小球在 时速度最大（填“P点”或“P点左侧”或“P点右侧”），若小球能到达的最右端为N位置，小球从M位置运动到N位置的过程中，弹簧的弹性势能变化是 （填“先增大后减小”或“先减小后增大”）。 【解答】解：小球从M运动到P的过程中，弹簧逐渐恢复原状，弹性形变程度变小，弹性势能变小，水平台面光滑，则小球不受摩擦力；该过程中小球所受弹力方向向右，其速度不断增大，动能变大，所以此过程中弹性势能转化为动能；到达P点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时小球的速度最大，动能最大； 小球从P运动到N的过程中，弹簧被拉长，弹性形变程度变大，弹性势能变大，该过程中小球所受弹力方向向左，其速度不断减小，动能变小； 所以整个过程中弹簧的弹性势能先减小后增大。 故答案为：P点；先减小后增大。 9．（2021•杭州模拟）如图两个相同实心小球以一样的速度分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。图中小球从A点到达B点的过程中，小球的动能 。小球通过甲弧槽的时间 小球通过乙弧槽的时间。（填“大于”“小于”或“等于”） 【解答】解：由题知，轨道光滑，则小球在运动过程中不受摩擦力作用，其机械能守恒，当小球运动到另一侧相同高度时，其重力势能相同，动能也相同，即此时的速度相同； 甲图中，在凹形光滑弧形槽中运动的小球，以速度v进入轨道到最低点的过程中，速度变大（在最低点时速度大于初速度），其动能变大；在从最低点到弧形槽末端的过程中，速度变小，动能变小；所以图中小球从A点到达B点的过程中，小球的动能先增大后减小； 乙图中，在凸形光滑弧形槽中运动的小球，以速度v进入弧形槽到最高点的过程中，由于受重力的缘故，其速度减小（在最高点时速度小于初速度）；在从最高点到弧形槽末端的过程中，小球在重力作用下做加速运动，到达槽末端（D点）时，速度又增大到初速度v； 比较两球的两个运动过程，容易判断整个过程中甲图中小球的平均速度大于乙图中小球的平均速度，而两球运动的路程相同，根据公式v知t甲＜t乙。 故答案为：先增大后减小；小于。 10．（2024秋•慈溪市期末）同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计）。 （1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。 （2）小球能到达最高点的高度h1 h2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 【解答】解：（1）小球在沿斜面上升的过程中，不考虑空气的阻力没有摩擦，机械能是守恒的，即小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量不变； （2）已知小球的质量和抛出时的速度相同，所以具有的动能Ek相同，无论小球沿什么方向抛出，不考虑空气阻力，小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零，即动能全部转化为重力势能，重力势能大，高度高；而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度，即动能只有一部分转化为重力势能，重力势能小，因此上升高度小一些，故h1大于h2。 故答案为：（1）不变；（2）大于。 11．如图所示。连着弹簧的小球套在水平杆上，弹簧自由伸长时，小球位于O点。小幅度向左或向右改变小球位置，小球仍能静止，现较大幅度改变小球位置，把小球移至A点后使其静止，然后释放。 （1）小球向右运动过程中速度最大点出现在 （选填“O点”、“O点左侧”、“O点右侧”、“都有可能”）； （2）小球第一次向右经过O点至到达最右端B的过程中能量转化情况为 ； （3）小球最终静止的位置是 （选填“O点”、“O点左侧”、“O点右侧”、“可能是O点，也可能偏左或是偏右”）。 【解答】解：（1）由题意“小幅度向左或向右改变小球位置，小球仍能静止”可知，水平杆是粗糙的，小球在摩擦力和弹力作用下也能处于静止状态。 小球向右运动过程中，始终受水平向左的摩擦力；开始一段时间内，向右的弹力大于向左的摩擦力，小球做加速运动；弹簧的压缩量逐渐减小，弹力逐渐减小，当向右的弹力等于向左的摩擦力时，小球的速度达到最大，此时弹簧仍处于压缩状态，故速度最大点出现在O点左侧；小球继续向右运动，小球将做减速运动（其中，O处弹力为0N，摩擦力向左，此时小球在做减速运动，速度不是最大）。 综上，小球向右运动过程中速度最大点出现在O点左侧。 （2）小球从O点向右运动到最右端过程中，小球的速度减小，动能减小；弹簧的形变量逐渐增大，弹簧的弹性势能增大；该过程中，小球要克服摩擦力做功，内能增大。 所以，此过程中小球的动能转化为内能和弹性势能； （3）最初只有弹簧的弹性势能，若弹性势能全部转化内能（即弹簧最终处于原长），则小球将停在O点； 若弹性势能没有全部转化内能（还有少量的弹性势能），小球将停在O点的左侧或右侧，此时小球在摩擦力和弹力作用下处于静止状态； 综上，小球最终静止的位置：可能是O点，也可能偏左或是偏右。 故答案为： （1）O点左侧；（2）动能转化为内能和弹性势能；（3）可能是O点，也可能偏左或是偏右。 12．（2022•鄞州区校级模拟）已知质量不变时，物体的重力势能与高度成正比。现有一小球从离地面高度为H的空中由静止开始下落。 （1）若小球在下落过程中不受任何阻力，当小球的重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h1，则h1 （填“＞”、“＝”或“＜”）。 （2）若小球在下落过程中要受到的空气摩擦阻力，当小球的重力势能与动能相等时，物体离地面的高度记为h2，则h2 （填“＞”、“＝”或“＜”）。 【解答】解：（1）小球在下落过程中不受任何阻力，机械能是守恒的；物体离地面的高度记为h1时；减少的重力势能为转化为的动能：mg（H﹣h1），剩余的重力势能为：mgh1，动能和势能相等，则：mg（H﹣h1）＝mgh1，解得：h1； （2）若小球在下落过程中要受到的空气摩擦阻力，机械能不守恒，减小的重力势能中的一部分转化为内能；根据能量守恒定律可知：mgH＝2mgh2+E内，则mgH＞2mgh2，解得：h2。 故答案为：（1）＝；（2）＜。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$