11.4机械能及其转化-2024-2025学年八年级物理下册同步知识导航与微点作业（人教版2024）

初中物理新教材知识导航与微点作业 第十一章《功和机械能》 11.4机械能及其转化 知识导航与规律点拨 1、机械能：_______________和_______________统称为机械能。 （1）如左图所示，单摆在竖直平面内左右往复运动。 当单摆从左往右运动的过程中，分析单摆的动能、重力势能的变化： 小球在A点时_______能最大，动能为_______。从A摆向B的过程中，速度越来越_____，由_______能转化为_______能，到达B点时________能最大，_______能最小；从B点向C点摆动过程中，速度越来越______，_______能转化为______能。 （2）如右图所示，滚摆在竖直平面内上下往复运动． ①当滚摆从上往下运动的过程中，滚摆的动能、重力势能的变化： 可以观察到，滚摆在最高处时，______能最大，动能为________。滚摆向下运动时，高度下降，速度_____，是_______能转化为___________能，到达最低点时，___________能最大，___________能最小。从下向上运动时，高度上升，速度___________，是___________能转化为___________能； ②滚摆在上下往复运动的过程中，能上升到的最大高度会逐渐下降，滚摆最终停下来是由于与空气的摩擦和阻力，使机械能转化为了内能．故在这个过程中，机械能的总量是在________的． 2.机械能守恒：________________________________________________________________。 注意：机械能守恒的条件只有重力或弹力做功。 【动能 势能 重力势 零 大 重力势 动 动 重力势 小 动 重力势 重力势能 零 变大 重力势 动 动 重力势 变小 动 重力势 变小 只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的 】 微点作业 一、单选题 1．下列实例中物体的机械能增大的是（　　） A．飞机在空中水平匀速飞行 B．运载火箭迅速升入高空 C．乒乓球触地后向上弹起 D．滑雪运动员从山坡上滑下 2．学校春季运动会跳远比赛中，运动员跳远的几个阶段如图所示，则运动员（　　） A．助跑阶段机械能不变 B．经过最高点时动能为零 C．经过最高点时动能最大 D．经过最高点时重力势能最大 3．2024年4月25日，“神舟十八号”载人飞船由“长征二号F”遥十八运载火箭从中国酒泉卫星发射中心载人工位点火发射，在火箭点火后加速上升的过程中，以下关于飞船的说法正确的是（　　） A．重力势能增加，动能增加 B．机械能增加，动能不变 C．重力势能增加，动能不变 D．机械能不变，动能增加 4．下列四个实例中，机械能正在减小的是（　　） A．空中加速上升的飞艇 B．高空中匀速下降的热气球 C．地面上蓄势待发的火箭 D．空中水平匀速飞行的小鸟 5．2024年1月17日，搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭在文昌航天发射场发射成功，在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（    ） A．重力对飞船不做功 B．飞船的动能不变 C．飞船的重力势能增大 D．飞船的机械能守恒 6．图所示，在竖直平面内用细线悬挂一个小球，将小球拉至A点，不计空气阻力，小球可在A，以下说法正确的是（　　）      A．小球在最低点C时动能最大，若在此点绳子突然断开，小球将做匀速直线运动 B．小球由A点运动到B点的过程中，机械能逐渐增加 C．小球摆至C点时速度为0 D．小球由A运动到C的过程中只有重力对小球做功，细线的拉力对小球不做功 7．如图甲所示，铁架台的光滑金属杆竖直立在水平底座上，将一个带孔的金属球和一弹簧套在铁架台的金属杆上，现将小球提到A点后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．弹簧的原长为40cm B．0～t1过程中，小球的动能先增大后减小 C．0～t1过程中，小球的减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能 D．小球在t1时刻的动能大于在t2时刻的动能 8．一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中正确的是（　　） A．小球在B点的动能大于在C点的动能 B．小球在B点的重力势能小于在C点的重力势能 C．小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功 D．小球所受的重力在AB段做功的功率等于在BC段做功的功率 9．如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（　　） A．小球反弹经过D点时动能为零 B．小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少 C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑 D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能 10．如图甲是北京冬奥会中运动员翻跃大跳台的情景。运动员不借助滑雪杖，只踩着雪板从高处滑行而下，通过起跳台起跳，完成各种空翻、转体等技术动作后落地。图乙中的虚线是比赛过程中运动员的轨迹，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．从a点到b点的过程中，机械能守恒 B．从b点到c点的过程中，运动员的动能减少，重力势能增加 C．在c点时，运动员的动能为零 D．从c点到d点的过程中，运动员的机械能变小 二、填空题 11．为创建文明城市，环卫工人采用电动扫地车将水平地面上的杂物吸入车内，在此过程中，扫地车整体的惯性 ，当关闭吸尘功能后，扫地车继续匀速前进，扫地车整体的动能 ，重力势能 ，机械能 。（均选填“不变”、“变大”或“变小”） 12．中国的载人航天技术已经取得了举世瞩目的成就，其中，返回技术已经处于世界领先水平，嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。返回器由A点到B点的动能 （填“变大”“不变”或“变小”）；B点返回器的机械能 （填“等于”或“不等于”）C点返回器的机械能。 13．我国在文昌航天发射场使用“长征七号甲”运载火箭，成功将“实践二十三号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。 （1）点火后火箭腾空而起，说明力可以改变物体的 ，火箭的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）； （2）“实践二十三号”卫星进入预定轨道绕地球运动，受 （选填“平衡力”或“非平衡力”）作用。从近地点到远地点的运行过程中，卫星的 能转化为 能。 14．神舟十三号乘组共在轨飞行183天，创造了中国航天员连续在轨飞行时间的最长纪录。2021年10月16日，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。如图所示，神舟十三号载人飞船与空间站组合体沿椭圆轨道环绕地球运行，不受空气阻力，当它从远地点向近地点运动时，势能 、机械能 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。 15．在2024年巴黎奥运会跳水女子双人3米板的比赛中，中国组合陈艺文和昌雅妮夺冠，中国队实现了该项目的奥运六连冠。此项目涉及很多物理知识： (1)她们站在跳板上时，跳板向下弯曲，说明力可以 ，此时跳板具有 势能。如果陈艺文的体重比昌雅妮的体重大，她们并肩站在跳板上时， 的重力势能较大； (2)她们向下压跳板获得向上的力，说明 。她们离开跳板后仍能继续向上运动，是因为她们具有 ； (3)忽略空气阻力，她们从刚离开跳板到最高点的过程中， 能转化成 能，机械能将 。 16．如图所示，某次演习任务中，一架飞机要对地面上某一指定目标进行定点轰炸，则飞行员应在飞机到达目标 （选填“之前”、“正上方”、“之后”）投弹才能击中，投弹后匀速飞行的飞机的动能 ，炸弹离开飞机后重力势能 。（后两空选填“变小”、“变大”、“不变”） 17．如图1为蹦床运动简化示意图，其中运动员在O点时速度为零，A点是蹦床不发生形变时的原位置。运动员到达B点时速度达到最大值，然后逐渐减慢，直至到达最低点C。若整个过程忽略空气阻力，则 （1）运动员从O点运动到A点的过程中，他的 转化为 （以上两空均选填“动能”或“重力势能”）； （2）从B点运动到C点的过程中，运动员的动能 ，重力势能 ，机械能 （以上三空均选填“增大”、“减小”或“不变”）； （3）运动员从B点运动到C点的过程中，蹦床的弹性势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）； （4）以点代表运动员，请在图2中画出运动员在O点的受力示意图（虚线为运动员下落的方向）。 18．（1）运送救灾物资的飞机一直在某一水平高度匀速飞行，当它把救灾物资投下后，飞机的动能 （选填“变大”“不变”或“变小”），重力势能 （选填“变大”“不变”或“变小”），机械能 （选填“变大”“不变”或“变小”）； （2）如图1所示，一小球从固定轨道A处静止下滑，经过B处，再向上运动到轨道右端的最高点C处（图中并未画出，轨道足够长），整个过程只有动能和势能之间的转化。小球从A运动到B的过程中，动能和势能的总和 （选填“变大”“不变”或“变小”）：小球在C处的位置应该在图2中的 （填写序号）。 19．如图所示，两个完全相同的小木块A 和B 分别沿高度相同、倾角不同的光滑斜面由顶端自由下滑，不计空气阻力，当两木块滑到斜面底端时的速度vA （选填“>”“<”或“=”）vB，你判断的依据是 20．图中AOB是光滑轨道，A点的高度大于B点的高度，让小球由A点静止开始自由落下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），从A点到O点的过程中 能转化为 能，小球到达B点后由于惯性会继续运动，它的运动轨迹a，b，c，d最符合实际的是 。 21．小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子旁，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图所示，若不计空气阻力，铁锁摆回时 （选填“一定会”、“一定不会”或“可能会”）打到他的鼻子。A点是锁摆到左边的最高处，请画出锁在A点时受力示意图 。 22．如图所示，A、B两个一样的钢球以相同速度v0分别进入两个路程一样的光滑圆弧轨道，并以相同速度v0离开轨道，A球的平均速度v1，B球的平均速度v2，则v0 v1，v1 v2（均选填“＞”、“＜”或“＝”）。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D A B C D D C D B 1．B 【详解】A．飞机在空中水平匀速飞行时，高度、速度和质量均不变，则飞机的动能和势能不变，即机械能不变，故A不符合题意； B．运载火箭迅速升入高空时，质量不变，速度和高度均变大，则火箭的动能和势能均变大，即机械能变大，故B符合题意； C．乒乓球触地后向上弹起，质量不变，速度减小，高度升高，动能减小，重力势能增大，将动能转化为重力势能，机械能总量不变，故C不符合题意； D．滑雪运动员从山坡上滑下，质量不变，速度变大，高度降低，运动员的动能变大，势能减小，将重力势能转化为动能，机械能总量不变，故D不符合题意。 故选B。 2．D 【详解】A．助跑阶段，运动员的质量不变，速度逐渐增大，因此动能增大；运动员的高度不变，则重力势能不变，机械能等于动能和势能的和，动能增大，重力势能不变，所以机械能增大，故A不符合题意； B．经过最高点时运动员的速度不为零，所以动能不为零，故B不符合题意； CD．上升过程中，运动员质量不变，速度减小，高度上升，动能转化为重力势能；下落过程中，质量不变，速度增加，高度降低，重力势能转化为动能，所以经过最高点时动能最小，重力势能最大，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 3．A 【详解】火箭点火后加速上升过程中，质量不变，速度增加，高度增加，所以动能增加，重力势能增加，机械能增加，故BCD错误，A正确。 故选A。 4．B 【详解】A．加速上升的飞艇，飞艇的质量不变，速度变大，动能变大；高度变大，重力势能变大，飞艇的机械能变大，故A不符合题意； B．高空中匀速下降的热气球，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，机械能减小，故B符合题意； C．蓄势待发的火箭（即火箭是静止的），火箭的质量不变，速度不变，动能不变；高度不变，重力势能不变，火箭的机械能不变。故C不符合题意； D．空中水平匀速飞行的小鸟，质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，机械能不变，故D不符合题意。 故选 B。 5．C 【详解】AC．运载火箭加速升空的过程中，飞船的质量不变，高度增大，飞船需克服重力做功，重力做负功，重力势能增大，故A错误，C正确； B．运载火箭加速升空的过程中，飞船的质量不变，速度增加，动能增大，故B错误； D．飞船的重力势能增大、动能增大，机械能等于动能与势能之和，因此飞船的机械能增大，故D错误。 故选C。 6．D 【详解】AC．小球质量不变，小球由A点运动到B点的过程中，速度先变大后变小，小球在最低点C时速度最大，动能最大，若在此点绳子突然断开，小球只受到重力作用，小球继续向前运动并落向地面，做曲线运动，故AC错误； B．不计空气阻力，小球由A点运动到B点的过程中，重力势能和动能相互转化，机械能保持不变，故B错误； D．小球由A运动到C的过程中，沿重力方向移动了一段距离，运动方向始终与拉力方向垂直，没有在拉力方向上移动，只有重力对小球做功，细线的拉力对小球不做功，故D正确。 故选 D。 7．D 【详解】A．由图乙可知当弹力与重力平衡时，弹簧的长度为40cm，由于此时弹簧处于压缩状态，所以弹簧原来的长度应大于40cm，故A错误； B．0～t1过程中，未接触弹簧前，小球在重力的作用下向下做加速运动；接触弹簧后，开始的弹力小于重力，小球继续做加速运动，在t1时刻，小球的重力与弹力大小相等，此时小球的速度最大，动能最大，故0～t1过程中小球的动能一直增大，故B错误； C．小球在运动的过程中，克服空气的阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以0～t1过程中，小球的减少的机械能大于弹簧增加的弹性势能，故C错误； D．在t1、t2两个时刻，由于能量的损失，机械能减小，则t1时刻的机械能大于在t2时刻的机械能，由于这两个时刻小球的高度相同，则重力势能相同，所以小球在t1时刻的动能大于在t2时刻的动能，故D正确。 故选D。 8．C 【详解】A．小球从A点由静止开始下落，质量不变，速度越来越大，动能不断变大，排球在B点的动能小于在C点的动能，故A错误； B．小球的质量不变，C点的高度小于在B点的高度，故小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能，故B错误； C．已知AB=BC，根据W=Gh可知，重力一定，通过的距离相同，所以重力做的功相同，故C正确； D．由题意可知，小球在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度，AB和BC的距离相等，所以在BC段所用的时间小于在AB段所用时间，根据可知，重力做功相同的情况下，BC段的时间短，所以BC段做功的功率大，故D错误。 故选C。 9．D 【详解】A．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，小球在最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在 D点的动能不为零，故A错误； B．小球从A点运动到B点的过程中，因光滑桌面没有摩擦阻力，小球处于平衡状态，其速度大小不变，又高度不变，所以动能和重力势能不变，故机械能不变，故B错误； C．弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反映小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大，小球在C点与在F点时相比较，小球的动能与重力势能都为零，而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低，说明小球机械能逐渐变小，所以小球到达C点前的机械能大于到达F点前的机械能，故小球在C点的弹性势能大于在F点的弹性势能，小球在 C点的圆斑要大于在F点的圆斑，故C错误； D．小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而E点在G点之前，故小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能，故D正确。 故选D。 10．B 【详解】A．从a点到b点的过程中，受到雪面的摩擦，一部分机械能转化为内能，机械能不守恒，故A错误； B．从b点到c点的过程中，运动员质量不变，速度减小，运动员的动能减少，高度增大，重力势能增加，故B正确； C．在c点时，运动员仍具有向前的速度，运动员的动能不为零，故C错误； D．从c点到d点的过程中，不计空气阻力，运动员只受到重力作用，运动员的机械能不变，故D错误。 故选B。 11． 变大 不变 不变 不变 【详解】[1]环卫工人采用电动扫地车将水平地面上的杂物吸入车内，扫地车的质量变大，惯性变大。 [2][3]当关闭吸尘功能后，扫地车继续匀速前进，速度不变，质量不变，动能不变，高度不变，重力势能不变。 [4]由于机械能为动能、势能的和，所以，当关闭吸尘功能后，扫地车继续匀速前进时，机械能不变。 12． 变小 等于 【详解】[1]由图知，返回器由A点到B点，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，是返回器的动能转化为重力势能，所以返回器的动能变小。 [2]在BC段，返回器处在大气层外，没有受到空气的阻力，由于机械能是守恒的，所以，B点返回器的机械能等于C点返回器的机械能。 13． 运动状态 不守恒 非平衡力 动 重力势 【详解】（1）[1]点火后火箭腾空而起，火箭的运动状态发生改变，说明力可以改变物体的运动状态。 [2]火箭上升时，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，机械能包括动能和势能，所以机械能增大。 （2）[3]卫星进入预定轨道绕地球运动，运动的方向和速度发生改变，运动状态发生改变，受到非平衡力的作用。 [4][5]从近地点到远地点运行过程中，卫星的动能减小，重力势能增加，卫星的动能转化为重力势能。 14． 减小 不变 【详解】[1][2]当它从远地点向近地点运动时，质量不变，高度下降，势能减小；速度增大，动能增大。这一过程中，只有势能转化为动能，机械能守恒，即机械能不变。 15．(1) 改变物体的形状 弹性 陈艺文 (2) 物体间力的作用是相互的 惯性 (3) 动 重力势 守恒 【详解】（1）[1]跳板在力的作用下向下弯曲，形状发生变化，说明力可以改变物体的形状。 [2]跳板由于被压缩，具有弹性势能。 [3]物体的重力势能与物体的质量与高度有关。如果陈艺文的体重比昌雅妮的体重大，说明陈艺文的质量比昌雅妮的质量大，她们并肩站在跳板上时，高度相同，所以，陈艺文的重力势能较大。 （2）[1]她们向下压跳板，对跳板有力的作用，同时跳板对她们也有力的作用，说明了物体间力的作用是相互的。 [2]惯性是物体保持原来的运动状态不变的性质，她们离开跳板后仍能继续向上运动，是因为她们具有惯性。 （3）[1][2][3]忽略空气阻力，她们从刚离开跳板到最高点的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，因此是动能转化为重力势能，由于忽略空气阻力，所以机械能将守恒。 16． 之前 变小 变小 【详解】[1]由于惯性，炸弹在离开飞机后会保持原来的运动状态继续向前飞行，因此，为了击中地面上的指定目标，飞行员需要在飞机到达目标之前投弹，这样炸弹在惯性的作用下才能继续飞行并击中目标。 [2]动能是物体由于运动而具有的能量，它的大小与物体的质量和速度有关，飞机是匀速飞行的，即速度保持不变，同时，投弹后飞机的质量会减小（因为炸弹已经离开飞机），当速度不变而质量减小时，动能会变小。 [3]重力势能是物体由于被举高而具有的能量，它的大小与物体的质量和高度有关，炸弹的质量在离开飞机后是不变的，当质量不变而高度减小时，重力势能会变小。 17． 重力势能 动能 减小 减小 减小 增大 【详解】（1）[1][2]运动员从O点运动到A点的过程中，他的质量不变，高度下降，速度增大，重力势能减小，动能增大，将重力势能转化为动能。 （2）[3][4][5]从B点运动到C点的过程中，运动员的质量不变，速度减小，高度下降，动能减小，重力势能减小，机械能为动能与势能的总和，则运动员的机械能减小。 （3）[6]运动员从B点运动到C点的过程中，蹦床的弹性形变增大，弹性势能增大。 （4）[7]运动员在O点受到竖直向下的重力作用，过O点做竖直向下的带箭头的直线表示重力，并在箭头旁标注符号G，如图所示： 18． 变小 变小 变小 不变 ② 【详解】（1）[1][2][3]在某一水平高度匀速飞行的飞机，投下物资后质量变小，故动能变小，重力势能变小，机械能也变小。 （2）[4][5]因为整个过程只有动能和势能之间的转化，则小球从A运动到B的过程中机械能守恒，故动能和势能的总和不变，最后小球的最高点即重力势能应该和开始运动时一样，故应该在图2中的②。 19． = 见解析 【详解】[1][2]A 和B的质量相同，高度相同，重力势能相同；木块沿光滑的斜面下滑，只有重力做功，木块机械能守恒，到底端时，重力势能全部转化为动能，所以动能的大小相同，木块的质量相同，所以木块到达底端时的速度相同。 20． 重力势 动 c 【详解】[1][2]根据题意知道，AOB为完全光滑轨道，所以，不计空气阻力，小球运动时其机械能守恒，从A点到O点的过程中，小球质量不变，高度变小，速度变大，故重力势能变小，动能变大，小球的重力势能转化为动能。 [3]小球从A点由静止滑下，则小球的机械能等于A点时的重力势能，整个过程中，机械能守恒，a虚线的最高点超过了A点的高度，不符合题意； b虚线的最高点与A点的高度相同，而在b虚线的最高点时，小球仍具有向右运动的速度，所以b虚线表示小球的机械能大于A点的机械能，不符合题意； c虚线的最高点低于A点，由于在最高点时小球仍运动，其总机械能可能与开始时的机械能相等，符合题意； d虚线中小球离开轨道时，由于惯性，应具有沿轨道方向向上运动的速度，则d虚线不符合题意，故最符合实际的是c。 21． 一定不会 【详解】[1]铁锁在摆动过程，不计空气阻力，机械能守恒；鼻子和铁锁的初始高度相同，整个过程中铁锁的机械能不变，所以铁锁摆回时重力势能不变，铁锁摆回时，会回到原位置，故铁锁摆回时一定不会打到鼻子。 [2]A点是锁摆到左边的最高处，锁子受到重力、绳子的拉力，重力的方向竖直向下， 拉力的方向沿着绳向上，作用点都在梭子的重心，过重心分别沿两个方向做有向线段，标上里的符号，即为力的示意图，如图 22． ＞ ＜ 【详解】[1][2]小球在光滑圆弧轨道上运动时，不受阻力，则机械能守恒，上坡时，重力势能增加，则动能减小，做减速运动；下坡时，重力势能减少，则动能增加，做加速运动。所以A球先减速后加速，B球先加速后减速，初始和结尾速度均为，所以，。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$