19第十章 机械能及其转化-【智乐星中考·学考传奇】2025年山东省中考物理讲练本（五四制）

1 2 机械能及其转化 第十章 　 3 知识梳理·夯基础 教材素材·寻根源 科学探究·理实验 目 录 母题研究·破难点 4 知识点1　动能和势能 1.能量 (1)定义：物体能够对外________，我们就说这个物体具有________， 简称能。  (2)单位：_________。  (3)理解：一个物体能够做的功越多，表示这个物体具有的能量越大。 做功 能量 焦耳(J) 5 2.动能和势能的比较 类型 动能 势能 重力势能 弹性势能 定义 物体由于_______而具有的能  在地球表面附近，物体 由于受到重力并处在一定 _______时所具有的能  物体由于 ______________ 而具有的能  影响 因素 物体的_______和物体________ _______。质量相同的物体， 运动的速度越大，它的动能 _______；运动速度相同的物体， 质量越大，它的动能_______  物体的________和物体的 ________。物体的质量越 大，位置越高，它具有 的重力势能就越_______ 物体的__________。 物体的弹性形变 越大，它的弹性势 能越大  运动 高度 发生弹性形变 质量 运动的 速度 越大 越大 质量 位置 大   弹性形变 6 知识点2　机械能及其转化 1.机械能：________、___________和____________统称为机械能。  2.动能和势能可以相互转化 3.机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小 会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是________的。  动能 重力势能 弹性势能 守恒 7 【夯基辨疑】 ①一个物体能够做的功越多，这个物体具有的能量越大( ) ②运动的物体具有能，静止的物体不具有能( ) ③速度大的物体的动能一定大( ) ④质量大的物体的重力势能大( ) ⑤两辆汽车速度相同，动能一定相等( ) ⑥弹簧被压缩时具有弹性势能，而被拉伸时没有( ) ⑦一个物体具有机械能，这个物体一定既具有动能也具有势能( ) ⑧木块从光滑的斜面滑下的过程中，动能增大，重力势能减小( ) ⑨将物体竖直向上抛出，物体的动能增大，重力势能增大( ) ⑩乘客站在水平台阶上随自动扶梯匀速上楼，乘客的机械能不变( ) √ × × × × × × √ × × 8 教材素材 命题角度 命题内容 八下P98图10-2-5 动能和势能 1.图10-2-5是某位选手射箭比赛时 的照片，她拉弯的弓具有________ 能，弓拉得越弯，离弦后箭的 ______能就越大  弹性势 动 9 教材素材 命题角度 命题内容 八下P95图10-1-4 动能和势能 2.图10-1-4为某道路交通标志牌：小型车 最高行驶速度不得超过100 km/h，而大 型客车、载货汽车最高行驶速度不得超 过80 km/h。请用动能的知识解释这样 规定的原因：________________________ ______________________________ 车的行驶速度相同，质量 大的，动能大，行驶危险性更大 10 教材素材 命题角度 命题内容 八下P99图10-3-1 机械能及其转化 3.如图10-3-1所示，滚摆由最高点释 放，旋转着下降到最低点后又上升， 每次上升的最大高度逐渐降低。下列 说法正确的是( ) A.下降时重力势能转化为动能和内能 B.下降时减少的重力势能等于增加的动能 C.上升时减少的动能等于增加的重力势能 D.滚摆整个运动过程中，机械能守恒 A 11 教材素材 命题角度 命题内容 八下P99图10-3-2乙 机械能及其转化 4.如图10-3-2乙所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则 ( ) A.小球在A处的动能等于在D处的动能 B.小球在A处的动能大于在D处的动能 C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能 D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能 D 12 教材素材 命题角度 命题内容 八下P101图10-3-6 机械能及其转化 5.立定跳远是初中毕业体育考试项目之一，小红同学在立定跳远考试中起跳、腾空、落地的几个阶段如图10-3-6所示(不考虑空气阻力)。下列说法正确的是( ) A.小红在起跳时，机械能最小 B.小红在最高点时，动能最大 C.小红从起跳到最高点的过程中，部分动能转化为重力势能 D.小红从起跳到落地的过程中，机械能先变小后变大 C 13 教材素材 命题角度 命题内容 八下P101图10-3-5 机械能及其转化 6.图10-3-5是人造地球卫星的轨道示意 图。卫星在大气层外运行，不受空气 阻力，只有动能和势能的转化，因此 机械能守恒。卫星在远地点时________ 能最大，从远地点向近地点运动时，它的 势能减小、_____能增大，速度也就增大  重力势 动 14 命题点　机械能的转化与守恒 　 【核心母题】 根据所学机械能的知识将横线补充完整，每空均选填 “增大”“减小”或“不变”。 (1)(匀速上升)小明乘坐自动扶梯匀速上升的过程中，他的动能_______， 重力势能________，机械能________。  (2)(匀速下降)跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，他的动能 ________，重力势能________，机械能________。  不变 增大 增大 不变 减小 减小 15 (3)(加速上升)火箭加速升空的过程中，搭载卫星的动能________，重力势 能________，机械能________。  (4)(加速下降)在抗震救灾中，要空投救灾物资，物资在加速下落的过程 中，动能________，重力势能________，机械能________。(不计空气阻力)  (5)(减速上升)篮球场上，小明投篮，篮球在斜向上运动过程中，篮球的 动能________，重力势能________，机械能_______。(不计空气阻力)  增大 增大 增大 增大 减小 不变 减小 增大 不变 16 (6)(减速下降)“神舟十七号”载人飞船的返回舱下落到地面附近时，由于 受到阻力而做减速运动，在减速下降的过程中，返回舱动能________， 重力势能________，机械能________。  (7)(质量变化)炎热的夏天，一辆正在洒水的洒水车匀速行驶在水平公路 上，洒水车的动能________，重力势能________，机械能________。  减小 减小 减小 减小 减小 减小 17 【解题模板】 18 【易错警示】 　　“光滑”“忽略空气阻力”表示无阻力做功，机械能不变；“粗糙”“受到空气阻力”表示需要克服阻力做功，机械能减小。 19 【变式1】 飞机运动 (2023·自贡)2022年5月14日，一架国产C919大飞机从上海浦东机场起飞， 经过3个多小时的飞行后安全降落，这标志着首架C919大飞机首飞试验成 功。下列说法正确的是(　　) A.飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大 B.飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变 C.飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变 D.飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能 A 20 【变式2】 摆球模型 (2022·烟台)如图所示，用绳子把一块橡皮悬挂起来，把橡皮贴近自己的 鼻子，稳定后松手，头保持不动，橡皮向前摆去又摆回来，不会碰到鼻 子。下列说法正确的是( ) A.橡皮在摆动的过程中机械能保持不变 B.橡皮摆动到最低点时动能最小 C.橡皮在下降过程中，重力势能转化为动能 D.橡皮在上升过程中，重力势能转化为动能 C 21 【变式3】 小球弹跳 (2023·枣庄)掉在地上的弹性小球会跳起，但是越跳越低。如图是小球 在地面弹跳的频闪照片，下列说法不正确的是(　　) A.小球越跳越低，说明小球的机械能逐渐减少 B.从A点运动到B点，小球的重力势能转化为动能 C.经过相同高度的B、C两点时，小球的重力势能相同 D.经过相同高度的B、C两点时，小球的动能相同 D 22 【变式4】 跳水运动 (2023·烟台)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 C 23 【变式5】 卫星模型 (2023·荆州)2023年5月30日，景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员乘坐神 舟十六号载人飞船，成功进入中国空间站，与神舟十五号航天员乘组会 师天宫，如图所示。下列说法正确的是(　　) A.飞船在升空过程中，只存在动能和势能的相互转化 B.漂浮在空间站中的航天员重力势能为零 C.空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒 D.空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行，在近地点时动能最小 C 24 【变式6】掷实心球 (2024·淄博博山三模)掷实心球是中考体育测试项目之一，如图是某同学掷 出的实心球的运动轨迹，O点是实心球刚离开手的位置，A点是实心球运动 到最高点的位置，B点是实心球落地前瞬间的位置，不计空气阻力，下列 说法正确的是( ) A.实心球在最高点A时，动能为零 B.实心球从O点运动到A点时，动能转化为重力势能 C.实心球从O点运动到B点的过程中，动能先增大后减小 D.实心球在O点的机械能大于在B点的机械能 B 25 【变式7】滑雪运动 (2024·淄博张店二模)如图是滑雪运动的轨道。一运动员从A点由静止 滑下，经过B点到达最低点O，然后到达另一侧与B点等高的C点时速 度刚好为零。下列说法正确的是( ) A.从A点到B点的过程，运动员的动能转化为重力势能 B.从O点到C点的过程，运动员的动能不断增加 C.运动员在B点和C点的机械能相等 D.运动员在C点的机械能小于在A点的机械能 D 26 【变式8】 高超音速导弹 (2024·淄博临淄二模)如图是我国高超音速导弹“DF-17”从起飞到击中目 标的轨迹示意图，它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是( ) A.导弹在a点所具有的动能最大 B.在大气层内，导弹向上飞行时受到的大气压强增大 C.导弹飞出大气层后至上升到a点过程中，重力势能转化为动能 D.导弹再次穿越大气层从c点至命中攻击点的过程中，重力势能转化为动能和内能 D 27 【变式9】 弹簧模型 (2024·潍坊)(多选)弹簧置于光滑管内，下端固定在水平地面上，上端与管 口平齐。如图所示，将一直径略小于管的小球放在弹簧上端，先后两次 向下按压弹簧到不同位置后释放小球，小球沿竖直方向运动，第一次小 球到达的最高点为a，第二次小球到达的最高点为b，c为小球运动路径上 的一点，小球所受空气阻力忽略不计，则先后两次(　　 ) A.第一次释放小球时弹簧的弹性势能大 B.小球由c到b过程，弹性势能转化为重力势能 C.小球上升过程，经过c点时的重力势能相等 D.小球上升过程，经过c点时的机械能相等 AC 28 【变式10】 过山车模型 (2024·呼和浩特)如图所示，海天同学将小球由a点静止释放，小球在管道 内沿abcd运动，ab段和bc段内壁光滑，cd段内壁粗糙，a点略高于c点， b点与d点等高。下列说法正确的是(　　) A.从a到c的过程中，小球重力势能不变 B.小球在c、d两点的动能可能相等 C.从a到d的过程中，小球运动到d点时，动能最大 D.从a到d的过程中，小球机械能守恒 B 29 【变式11】 蹦极运动 (2024·枣庄滕州一模)小王系好安全弹性绳玩蹦极，他从最高点下落到最低点过程的v-t图像如图所示(忽略空气阻力)。已知：在t1时，弹性绳处于自然伸直状态；t3时小王到达最低点。则下列说法正确的是(　　) A.0～t3，小王的动能不断增大 B.0～t3，小王的重力势能不断减少 C.0～t1，小王的机械能不断增大 D.t1～t2，小王的机械能转化为绳的 弹性势能，小王的速度逐渐变小 B 30 实验16 探究物体的动能与哪些因素有关 1.实验器材：质量不同的钢球、斜面、木块、水平面、刻度尺。 (1)斜面的作用： 使物体具有速度并控制速度的大小 。  (2)刻度尺的作用： 测量木块被推动的距离 。  2.实验装置 31 3.实验步骤 (1)让同一钢球分别从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块在水平面上前进，测出木块被推动的距离。 (2)换用质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下，推动木块在水平面上前进，测量木块被推动的距离。 32 4.实验分析 (1)实验中让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下的目的： 使钢球到达水平面的初速度相同 。  (2)钢球从斜面滚下的过程中机械能的转化： 重力势能转化为动能 。  (3)钢球与木块碰撞后在水平面运动一段距离后停下来的过程中能量的转化： 动能转化为内能 。  (4)木块最终停下来的原因： 受到水平面摩擦力的作用 。  (5)推理与假设：若水平面绝对光滑，木块将做 匀速直线 运动， 不能 达到实验目的。  33 (6)实验方法 ①转换法的应用：通过 木块被推动的距离 来反映钢球动能的大小，木块被推动得越远，钢球的动能越 大 。  ②控制变量法的应用 A.控制速度一定，探究动能与 质量 的关系：让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下，使钢球到达水平面的初速度相同。  B.控制质量一定，探究动能与 速度 的关系：让同一钢球分别从斜面的不同高度由静止滚下，使钢球到达水平面的初速度不相同。  34 5.实验结论 物体的动能与物体的 质量 和 速度 有关。质量相同时，速度越大的物体具有的动能 越大 ；速度相同时，质量越大的物体具有的动能 越大 。  35 【实验分层训练】 某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m的两个钢球，木块和斜面等。实验过程如图1所示： 36 【基础设问】 (1)实验中所探究的动能是指________(选填“钢球”或“木块”)的动能。  (2)实验中钢球动能的大小是通过___________________来判断的， 这种探究方法是_______法。  (3)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择图1_________两图进行 实验分析。  钢球 木块被推动的距离 转换 乙、丙 37 (4)由图1甲、乙两图可得实验结论：________相同的物体，________越大， 动能越大。这个结论可用于解释汽车________(选填“超速”或“超载”)带来 的危害。  (5)实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容？ 并说明理由。________________________________________。  质量 速度 超速 不能，木块将做匀速直线运动，无法停下来 38 【能力设问】 (6)三次实验中，碰撞前动能最小的是图______(选填“甲”“乙”或“丙”)中 的钢球，理由是______________________。  (7)甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力分别为f1、 f2， 则f1 ___(选填“>”“<”或“=”)f2。  甲 木块被推动的距离最小 = 39 (8)若在进行乙、丙两图实验时，使钢球撞击放在水平木板上的木块， 且图丙中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，需要重新进 行图丙的实验，下列方法可行的是 。  A.换用表面更粗糙的木板 B.换用一个质量较大的木板 C.换用质量较小的钢球 D.降低钢球滚下时的高度 C 40 【创新设问】 (9)某同学用如图2所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质 量的小球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛 巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是__________(选填“正 确的”或“错误的”)。  错误的 41 (10)在探究动能的大小与质量的关系时，有同学提议可以在光滑水平桌面 上将同一根弹簧压缩相同的程度，分别弹出质量不同的小球去撞击木块 (如图3所示)，撞击木块时小球的动能________(选填“相等”或“不相等”)， 该方案________(选填“正确”或“错误”)。  相等 错误 42 $$