专题13 机械能及能量守恒定律-【木牍中考】安徽中考十年（2016-2025）物理真题分类汇编

专题13 机械能及其守恒定律 一、填空题　 1.（2025安徽）网球比赛中,高速飞行的网球撞击球拍使球拍发生形变,如图所示,则在球拍恢复原状的过程中,球拍的弹性势能转化为网球的　　　　。   【答案】动能 【解析】本题考查动能和弹性势能之间的相互转化。在球拍恢复原状的过程中，球拍的形变程度减小，弹性势能减小，网球的速度增大，动能增大，球拍的弹性势能转化为网球的动能。 2.（2023安徽）如图，在射箭比赛中，运动员释放弓弦将箭射出，弓弦的弹性势能转化为箭的________能。  【答案】动　 【解析】本题考查机械能的转化。在射箭比赛中，被运动员拉开的弓弦由于发生弹性形变具有了弹性势能，运动员释放弓弦将箭射出，弓弦对箭做了功，箭由于运动具有了动能，这个过程弓弦的弹性势能转化为箭的动能。 二、选择题 3.（2024 安徽）如图为某次蹦极运动的精彩瞬间。若一游客绑上安全绳之后从平台上由静止开始下落,则从开始下落至第一次到达最低点的过程中,游客的 A.动能一直增大 B.重力势能一直减小 C.机械能保持不变 D.机械能一直增大 【答案】B 【解析】本题考查动能、重力势能及机械能大小的变化。游客从平台上由静止开始下落,刚开始安全绳处于自然下垂状态,对游客没有拉力,则游客只受重力作用,做加速运动,速度变大,当重力等于拉力时,合力为零,速度最大,游客继续向下运动,重力小于拉力,合力方向与运动方向相反,做减速运动,速度减小,在达到最低点时,速度为零,所以游客动能先增大后减小,A项错误;游客下落过程中,其高度一直减小,则重力势能一直减小,B项正确;游客下落过程中克服空气阻力做功,同时安全绳被拉长后,其弹性势能增大,这些都是由游客的机械能转化而来,所以游客的机械能一直减小,C、D项错误。 4.（2022安徽）如图,在2022年北京冬奥会开幕式上,质量约为3 t的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动,则该过程中奥运五环的(　　) A.重力势能不变 B.动能增大 C.机械能不变 D.机械能增大 【答案】D　 【解析】本题考查动能、重力势能及机械能大小的变化。由题意可知,奥运五环缓缓升起的过程中,奥运五环的质量不变,速度不变,动能不变,B项错误;高度变高,重力势能增大,A项错误;机械能是动能、重力势能和弹性势能的统称,因此机械能增大,C项错误,D项正确。 5.（2021安徽）图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮,小红乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中(　　) A.动能减小 B.重力势能不变 C.机械能增大 D.机械能不变 【答案】C　 【解析】本题考查动能、势能和机械能影响因素的分析。小红随摩天轮做匀速圆周运动,她的质量不变、速度不变,所以动能不变,A项错误;她从最低点上升到最高点的过程中,重力势能增大,动能不变,机械能增大,B、D项错误,C项正确。 6.（2020安徽）一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么（ ） A. 卫星在远地点的势能最大、动能为零 B. 卫星在近地点的动能最大、势能为零 C. 卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大，动能减小 D. 卫星以近地点向远地点运动过程中，动能增大，势能减小 【答案】C 【解析】人造地球卫星在远地点时，卫星和地球的相对距离最大，速度最小，故人造地球卫星在远地点时势能最大，动能最小但不是零。故A不符合题意；人造地球卫星在近地点时，卫星和地球相对距离最小，速度最大，故人造地球卫星在近地点时动能最大，势能最小但不是零。故B不符合题意；卫星从近地点到远地点运动过程中，高度增大，速度变小，重力势能增大，动能变小，动能转化为重力势能。故C符合题意，故D不符合题意。 7.（2019安徽）如图所示，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，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO=OB）．小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（ ） A. 小球的动能不断增加 B. 弹簧的弹性势能不断减少 C. 小球运动到O点时动能与此时弹簧的弹性势能相等 D. 在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变 【答案】D 【解析】本题考查动能、弹性势能及其转化和机械能守恒。小球从A位置运动到B位置的过程中,质量不变,速度先增加后减少,小球的动能先增加后减少,A项错误;小球从A位置运动到B位置,形变量先减小后增大,所以弹簧的弹性势能先减少后增加,B项错误;小球运动到O点时,动能最大,但此时弹簧恢复到原长,形变量为0,弹性势能为0,所以动能和弹性势能不相等,C项错误;由于水平台面光滑,小球和弹簧都不受摩擦力,对小球和弹簧组成的系统而言,只有弹力做功,或只有小球的动能和弹簧的弹性势能发生转化,所以系统机械能守恒,所以在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变,D项正确。 8.（2016安徽）掷实心球是某市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力）。则实心球（ ） [来源:学科网ZXXK] A在a处重力势能最小 B在b处动能为零 C在a、b、c三处机械能相等 D 在d处动能为零 【答案】C 【解析】重力势能的大小与物体的质量、高度有关,由图可知,d、e两点高度最小,重力势能最小,A项错误;球在b点时,虽然它在竖直方向上的速度为0,但在水平方向上仍有速度,所以此时球的动能不为零,B项错误;不计空气阻力,球在空中的机械能是守恒的,在a、b、c三处的机械能相等,C项正确;球达到d点后没有静止,仍然向前滚动,所以动能不为零,D项错误。 三、实验题 9.(2018安徽）图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。 （1）实验原理： ①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。起点位置越高，该速度越______________。 ②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的动能越___________。 （2）实验现象: ①同一钢球从斜面上不同高度处由停止向下运动。在水平木板上撞击木块，钢球开始向下运动的起点位置越_____________，木块运动的距离越长。 ②同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越_______，木块运动的距离越长。 【答案】 (1)①大　②大　(2)①高　②大 【解析】本题考查动能大小的影响因素。(1)①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动,重力势能转化为动能,起点位置越高,重力势能越大,到达斜面底端时的动能越大,速度越大;②实验中是通过钢球撞击木块移动的距离来观察钢球动能大小的,被撞木块的运动距离越长,说明钢球对被撞物体所做的功就越多,钢球原来所具有的动能就越大;(2)①质量一定的钢球开始向下运动的起点位置越高,到达水平面时的速度越大,因此动能越大,对木块做功越多,木块移动的距离越长;②不同质量的钢球从斜面上同一高度由静止向下运动,钢球撞击木块时的速度不变,即到达水平面时的速度一定,质量越大,所具有的动能越大,对木块做功越多,木块移动的距离越长。 四、计算题 10.（2017安徽） 已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为EK=mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求： （1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1； （2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W； （3）物体落地前瞬间的动能EK2。 【答案】解：(1)由题可知,物体的重力势能 Ep=mgh=6 J 动能Ek1=mv2=0.8 J (2)物体从被抛出至落地的过程中,其重力所做的功 W=Gh=mgh=6 J (3)物体下落时高度减小,速度增大,所以重力势能转化为动能,落地时高度为0,重力势能全部转化为动能,所以物体落地前瞬间的动能 Ek2=Ek1+Ep=6.8 J 立足安徽 精准备考 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $