第4节 机械能及其转化（分层作业）物理新教材人教版八年级下册

第4节 机械能及其转化 目录 【A 夯基础】 1 一、动能和重力势能的相互转化 1 二、动能和弹性势能的相互转化 3 三、动能、重力势能和弹性势能间的转化 4 四、机械能守恒的理解与应用 6 【B 提能力】 6 【C 链中考】 7 一、动能和重力势能的相互转化 1．（24-25八年级下·黑龙江大庆·期末）如图所示，小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到鼻子附近的N点，稳定后释放铁锁自由来回摆动，O点是摆动的最低点，M点是摆动到左侧的最高点，若小明静止在地面上，考虑到空气阻力和绳子悬挂处的摩擦，则下列说法不正确的是（　　） A．铁锁摆回到右侧时不会打到小明的鼻子 B．铁锁摆到M点时的重力势能和N点的重力势能一样大 C．铁锁由O点摆到M点的过程中，重力势能增大 D．在摆动过程中，铁锁每次经过O点，其动能都比上一次小 2．（2025·湖北武汉·三模）某同学组装了如图所示的滚摆，将滚摆从最高处由静止释放，观察到滚摆上下往复运动几次后最终静止下来。下列说法正确的是（    ） A．滚摆上升时，重力势能转化为动能 B．滚摆下降时，它的重力势能减小，机械能增大 C．滚摆每次到达最高点的重力势能都比上次小 D．滚摆到达最低点时，若所有外力消失，它将保持静止 3．（24-25八年级下·安徽安庆·期末）如图所示，将小球从A点由静止释放，使其向右侧摆动。B点是小球摆动过程中的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，hA>hC。小球从B点摆动到C点的过程中，绳的拉力对小球 （选填“有”或“没有”）做功，小球重力势能的变化量 动能的变化量（选填“>”、“=”或“<”）。 4．（24-25九年级上·江苏泰州·月考）如图所示滚摆从位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，这三个位置：滚摆动能最大的是 机械能最大的是 。（填写位置序号）该实验说明了 。 5．（24-25八年级下·山东烟台·期末）如图所示，人造地球卫星绕地球运行过程中，机械能 （选填“守恒”或“不守恒”），卫星从近地点向远地点运动时，速度 ，重力势能 （均选填“增大”“减小”或“不变”）。 二、动能和弹性势能的相互转化 6．（24-25八年级下·天津·月考）图是蹦床运动员表演的情景，就运动员离开蹦床弹向空中至最高点的这一过程，下列关于运动员的动能和重力势能变化情况分析正确的是（       ） A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能先增大后减小，重力势能增大 D．动能先减小后增大，重力势能减小 7．（24-25八年级下·四川资阳·期末）蹦床是新型的体育项目，蹦床训练可以帮助少年儿童身体健康、智力发展和感觉知觉系统发展。如图所示，某次比赛时，运动员刚开始静止在蹦床上的B点（未标出），通过调整姿态，多次弹跳后能达到的最高点是A点，距离B点高度为h，然后运动员从A点保持姿势不变由静止下落，一直将蹦床压缩至最低点C点。不计空气阻力，关于上述过程的说法正确的是（　　） A．运动员在B点机械能最大，在C点的加速度竖直向上 B．从A点下落至C点的过程，运动员的机械能先不变后增大 C．从A点下落，在B点至C点的过程，运动员的动能一直减小 D．从静止开始的整个过程中，运动员和弹簧床组成系统机械能守恒 8．（2025·安徽蚌埠·二模）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，在A点弹性绳正好处于原长；在B点运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；在C点是运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）则从O点到C点的过程中，运动员的动能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。 9．（24-25八年级下·河北石家庄·期末）如图所示为蹦床运动简化示意图，运动员在点时速度为零，点是蹦床不发生形变时的原位置，点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处，点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力，则： (1)从点下落到点的过程中，运动员的重力势能转化为 能； (2)从点到点的过程中，蹦床的弹性势能 （选填“增大”“减小”或“不变”），在 （选填“A”“B”或“C”）点时运动员的机械能最大。 三、动能、重力势能和弹性势能间的转化 10．（24-25八年级下·河南新乡·期末）如图甲所示，单人回弹训练器是一种适合单人练习的网球训练器材，通过一根弹性绳将网球与固定在地面的底座连接在一起，帮助球员在没有搭档的情况下进行击球练习。如图乙所示，运动员将网球从点斜向上击出，网球运动到点时弹性轻绳伸长到最大长度，运动到点时弹性轻绳恰好恢复原长。若不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．网球从点运动到点的过程中，其机械能守恒 B．网球从点运动到点的过程中，其动能减小 C．网球从点运动到点的过程中，其重力势能转化为动能 D．网球从点弹起的过程中，弹性轻绳的弹性势能减小 11．（24-25八年级下·广东梅州·期末）科技助力农业生产，如图是无人机喷洒农药的场景。在无人机沿着水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，它的（　　） A．动能不变、机械能不变 B．动能减小、机械能不变 C．动能不变、机械能减小 D．动能减小，机械能减小 12．（24-25八年级下·云南丽江·期末）2025年2月10日，哈尔滨亚冬会单板滑雪男子大跳台决赛，中国队包揽金银牌。某运动员在比赛过程中的运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　） A．运动员的动能一直增大 B．运动员在D点时重力势能最大 C．运动员从C点到D点的过程中，重力势能转化为动能 D．运动员的机械能一直在增加 13．（24-25八年级下·湖北武汉·月考）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。 (1)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。如图甲所示，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 （填“增大”“不变”或“减小”）、机械能 （填“增大”“不变”或“减小”）。 (2)2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图乙所示，神舟十三号载人飞船返回舱在返回时会打开降落伞使返回舱 （填“匀速直线运动”“加速”或“减速”），这个过程中返回舱的动能 （填“增大”“不变”或“减小”），机械能 （填“增大”“不变”或“减小”）。 四、机械能守恒的理解与应用 14．（24-25九年级上·陕西西安·期末）如图所示的装置叫溜豆机，在农业上用来分拣优劣豆子，将豆子从入口倒入，优质豆子和劣质豆子会从不同出口滑出。关于溜豆机分拣豆子的过程，下列说法正确的是（    ） A．豆子从高处下落的过程中，机械能变大 B．豆子从高处下落的过程中，重力势能转化为动能 C．豆子落到地上弹跳过程中，机械能守恒 D．豆子质量越大，下落前具有的动能一定越大 15．（24-25八年级下·山东聊城·期末）如图所示是《天工开物》中古代炼铁工艺的示意图，匠人在打铁成型时，会将手中的重锤高高举起，然后重重落下，这一过程中重锤的 能转化为 能，使得铁器在受到重锤打击时能够发生形变，达到成型的目的。 16．（2022·云南红河·二模）近年来我国抽水蓄能电站发展较快。其工作原理如图所示：用电低谷时利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。抽水蓄能时是将电能转化为水的 能；电站选址时不仅需要当地水资源充足，还要地势陡峭，这样建成的电站上、下水库的高度差比较 ，有利于蓄能与发电。 17．（24-25八年级下·贵州安顺·期末）如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c的过程中ab间的距离Lab和bc间的距离Lbc大小关系如何？请从能量转化的角度说明理由（水平面光滑且忽略空气阻力）。 18．（24-25八年级下·贵州遵义·期末）如图，光滑水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，弹簧左端固定。用物块P压缩弹簧至D点后，由静止释放，物块能达到BC上距水平面最大高度为h1的E点。若换另一体积相同的物块Q（mQ＞mP）将弹簧同样压缩至D点后，由静止释放，物块能达到BC上距水平面最大高度为h2的F点（未画出）。请判断h1与h2的大小关系，并从能量转化的角度写出理由（不计空气阻力）。 19．（2025·山东滨州·中考真题）伽利略在进行落体运动实验时，发现在h高度处沿光滑斜面释放一个小球，它必将会运动到对面一个光滑斜面的同样高度上，无论路线有多长。随着对面斜面倾斜程度的减小，小球就会运动得越来越远。实验过程中，当小球运动到如图所示的A、B、C三个位置时，机械能最大的是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．一样大 1．（2025·山东淄博·中考真题）如图所示，小红在家玩“套圈”游戏，套圈从a点运动到c点的过程中（不计空气阻力）（　　） A．在a点的重力势能最大 B．在c点的机械能大于在a点的机械能 C．由b点到c点的过程中，重力势能转化为动能 D．运动到b点时若所受的力全部消失，套圈将保持静止状态 2．（2025·山东济南·中考真题）科技赋能正深刻改变着传统农业的生产方式，大大减轻了农民的负担，提高了生产效率。如图所示，一架无人机正在进行农药喷洒作业，随着农药的减少，下列情形中无人机（包括水箱和箱中农药）的机械能可能保持不变的是（　　） A．水平向前匀速飞行 B．竖直向下匀速飞行 C．斜向上匀速飞行 D．斜向下匀速飞行 3．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的 能。实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越 。小车在水平木板上运动时，所受重力对小车 （选填“做功”或“不做功”）。 4．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示是每隔相等时间拍摄的某篮球撞击地面过程的照片，由图可知，篮球从A点到B点过程中，速度在逐渐 ，篮球在C点的重力势能 在B点的重力势能，篮球与地面撞击时部分机械能转化为 。 5．（2025·山东德州·中考真题）物理学中，物体重力势能的表达式，动能的表达式。如图所示，光滑水平面AB与光滑圆弧轨道BC相连（连接处无能量损失）。质量m=2kg的小球从A点以v=2m/s的初速度向右运动冲上圆弧轨道，不计空气阻力。小球从A运动到B的过程中机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），小球能到达圆弧的最大高度h= m（g取10N/kg）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 机械能及其转化 目录 【A 夯基础】 1 一、动能和重力势能的相互转化 1 二、动能和弹性势能的相互转化 4 三、动能、重力势能和弹性势能间的转化 6 四、机械能守恒的理解与应用 8 【B 提能力】 9 【C 链中考】 11 一、动能和重力势能的相互转化 1．（24-25八年级下·黑龙江大庆·期末）如图所示，小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到鼻子附近的N点，稳定后释放铁锁自由来回摆动，O点是摆动的最低点，M点是摆动到左侧的最高点，若小明静止在地面上，考虑到空气阻力和绳子悬挂处的摩擦，则下列说法不正确的是（　　） A．铁锁摆回到右侧时不会打到小明的鼻子 B．铁锁摆到M点时的重力势能和N点的重力势能一样大 C．铁锁由O点摆到M点的过程中，重力势能增大 D．在摆动过程中，铁锁每次经过O点，其动能都比上一次小 【答案】B 【详解】A．由于考虑空气阻力和摩擦，摆动的过程中，铁锁的机械能会不断损失，每次摆动的高度都会降低，所以铁锁摆回到右侧时不会打到小明的鼻子，故A正确，不符合题意； B．铁锁摆动到M点和N点，此时动能均为0，铁锁的机械能均等于重力势能，但由于摆动过程中机械能存在损失，M点的机械能比N点小，所以M点时的重力势能比N点的重力势能小，故B错误，符合题意； C．铁锁由O点摆到M点的过程中，速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增大，故C正确，不符合题意； D．在摆动过程中，机械能不断损失，O点是最低点，动能最大，但每次经过时，机械能都比上次小，重力势能相同，则铁锁每次经过O点其动能都比上一次小，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．（2025·湖北武汉·三模）某同学组装了如图所示的滚摆，将滚摆从最高处由静止释放，观察到滚摆上下往复运动几次后最终静止下来。下列说法正确的是（    ） A．滚摆上升时，重力势能转化为动能 B．滚摆下降时，它的重力势能减小，机械能增大 C．滚摆每次到达最高点的重力势能都比上次小 D．滚摆到达最低点时，若所有外力消失，它将保持静止 【答案】C 【详解】A．滚摆上升时，质量不变，高度升高，重力势能增大，速度减小，动能减小，不是重力势能转化为动能，故A错误； B．滚摆下降时，质量不变，高度减小，它的重力势能减小，滚摆上下往复运动几次后最终静止下来，说明存在空气阻力，机械能转化为内能，机械能减小，故B错误； C．由于存在空气阻力，机械能减小，滚摆每次到达最高点时动能都为零，机械能是动能和势能的总和，因此重力势能都比上次小，故C正确； D．滚摆下降时，重力势能除转化为内能外转化为动能，除最终停下外，滚摆到达最低点时，速度是下降时的最大值，速度不为零，若所有外力消失，它将保持匀速直线运动，最终停下时，若所有外力消失，它将保持静止，故D错误。 故选C。 3．（24-25八年级下·安徽安庆·期末）如图所示，将小球从A点由静止释放，使其向右侧摆动。B点是小球摆动过程中的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，hA>hC。小球从B点摆动到C点的过程中，绳的拉力对小球 （选填“有”或“没有”）做功，小球重力势能的变化量 动能的变化量（选填“>”、“=”或“<”）。 【答案】 没有 < 【详解】[1]做功的必要条件：一是力作用在物体上；二是物体沿力方向移动距离。小球在摆动过程中，没有沿绳的拉力方向移动距离，因此绳的拉力对小球没有做功。 [2]由hA>hC可知，小球在摆动过程中机械能总量不断减小。从B到C的过程中，小球质量不变，小球速度逐渐减小为零，动能减小；高度增加，重力势能增大，由于机械能总量逐渐减小，所以减小的动能大于增大的机械能。故小球重力势能的变化量小于动能的变化量。 4．（24-25九年级上·江苏泰州·月考）如图所示滚摆从位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，这三个位置：滚摆动能最大的是 机械能最大的是 。（填写位置序号）该实验说明了 。 【答案】 2 1 动能和势能是可以相互转化的 【详解】[1]滚摆质量不变，2位置速度最大，动能最大。 [2]滚摆下落过程中，不断克服摩擦力做功，机械能不断减小，则机械能最大的是1。 [3]滚摆下落过程中，质量不变，高度降低，速度增大，重力势能减小，动能增大，即重力势能转化为动能；上升过程中，质量不变，速度减小，高度升高，动能减小，重力势能增大，即动能转化为重力势能，该实验说明了动能和势能是可以相互转化的。 5．（24-25八年级下·山东烟台·期末）如图所示，人造地球卫星绕地球运行过程中，机械能 （选填“守恒”或“不守恒”），卫星从近地点向远地点运动时，速度 ，重力势能 （均选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】 守恒 减小 增大 【详解】[1]如图所示，人造地球卫星绕地球运行过程中，只有重力做功，机械能守恒。 [2][3]卫星从近地点向远地点运动时，做减速运动，速度减小；质量不变，高度升高，重力势能增大。 二、动能和弹性势能的相互转化 6．（24-25八年级下·天津·月考）图是蹦床运动员表演的情景，就运动员离开蹦床弹向空中至最高点的这一过程，下列关于运动员的动能和重力势能变化情况分析正确的是（       ） A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，重力势能增大 C．动能先增大后减小，重力势能增大 D．动能先减小后增大，重力势能减小 【答案】B 【详解】运动员离开蹦床弹向空中至最高点的这一过程，运动员做减速运动，速度越来越小，由于运动员的质量不变，所以他的动能减小；运动员质量不变，高度越来越高，他的重力势能越来越大。故B正确，ACD不正确。 故选B。 7．（24-25八年级下·四川资阳·期末）蹦床是新型的体育项目，蹦床训练可以帮助少年儿童身体健康、智力发展和感觉知觉系统发展。如图所示，某次比赛时，运动员刚开始静止在蹦床上的B点（未标出），通过调整姿态，多次弹跳后能达到的最高点是A点，距离B点高度为h，然后运动员从A点保持姿势不变由静止下落，一直将蹦床压缩至最低点C点。不计空气阻力，关于上述过程的说法正确的是（　　） A．运动员在B点机械能最大，在C点的加速度竖直向上 B．从A点下落至C点的过程，运动员的机械能先不变后增大 C．从A点下落，在B点至C点的过程，运动员的动能一直减小 D．从静止开始的整个过程中，运动员和弹簧床组成系统机械能守恒 【答案】C 【详解】A．从运动员接触蹦床开始到B点，运动员向下运动，此时蹦床对运动员的弹力方向向上，运动员的机械能有一部分转化为蹦床的弹性势能，则运动员从接触蹦床开始到B点的过程中机械能减小，即运动员在B点的机械能小于运动员接触蹦床之前的机械能，因此运动员在B点机械能不是最大。运动员在C点蹦床对运动员的弹力大于运动员的重力，加速度方向竖直向上，故A错误； B．结合上述可知，从A点下落至C点的过程，运动员的机械能先不变后减小，故B错误； C．从A点下落，接触蹦床之前，运动员做自由落体运动，运动员动能增大，刚刚接触蹦床时，蹦床对运动员的弹力小于运动员的重力，运动员向下运动过程中，蹦床弹力增大，则运动员向下做加速运动，到达B点时，弹力与重力平衡，速度达到最大，动能达到最大，随后，蹦床的弹力大于重力，运动员向下做减速运动，由此可知，运动员在B点至C点的过程，动能一直减小，故C正确； D．根据题意可知运动员最初处于静止状态，多次弹跳后能达到的最高点是A点，此过程，运动员的机械能增大，可知，从静止开始的整个过程中，运动员和弹簧床组成系统机械能不守恒，故D错误。 故选C。 8．（2025·安徽蚌埠·二模）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，在A点弹性绳正好处于原长；在B点运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；在C点是运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）则从O点到C点的过程中，运动员的动能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。 【答案】先增大后减小 【详解】O点到A点，运动员自由下落，其重力势能转化为动能，动能增大，A点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大，到达B时速度达到最大，动能最大，B点到C点的过程中，弹力大于重力，速度减小，动能减小，从O点到C点的过程中，运动员的动能先增大后减小。 9．（24-25八年级下·河北石家庄·期末）如图所示为蹦床运动简化示意图，运动员在点时速度为零，点是蹦床不发生形变时的原位置，点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处，点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力，则： (1)从点下落到点的过程中，运动员的重力势能转化为 能； (2)从点到点的过程中，蹦床的弹性势能 （选填“增大”“减小”或“不变”），在 （选填“A”“B”或“C”）点时运动员的机械能最大。 【答案】(1)动 (2) 增大 A 【详解】（1）从O点下落到A点的过程中，运动员的质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增加，动能增加，其重力势能转化为动能。 （2）[1]从点到点的过程中，蹦床发生弹性形变的程度变大，蹦床的弹性势能增大。 [2]运动员经过A点后，将机械能逐渐变化为蹦床的弹性势能，运动员的机械能逐渐变小，因此运动员在A点时机械能最大。 三、动能、重力势能和弹性势能间的转化 10．（24-25八年级下·河南新乡·期末）如图甲所示，单人回弹训练器是一种适合单人练习的网球训练器材，通过一根弹性绳将网球与固定在地面的底座连接在一起，帮助球员在没有搭档的情况下进行击球练习。如图乙所示，运动员将网球从点斜向上击出，网球运动到点时弹性轻绳伸长到最大长度，运动到点时弹性轻绳恰好恢复原长。若不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．网球从点运动到点的过程中，其机械能守恒 B．网球从点运动到点的过程中，其动能减小 C．网球从点运动到点的过程中，其重力势能转化为动能 D．网球从点弹起的过程中，弹性轻绳的弹性势能减小 【答案】C 【详解】A．网球从A点运动到B点的过程中，网球的一部分机械能转化为弹性绳的弹性势能，网球的机械能不守恒，故A错误； B．网球从B点运动到C点的过程中，弹性轻绳由伸长状态恢复原长，使网球从B点到C点做加速运动。此过程中弹性轻绳的弹性势能转化为网球的动能，网球动能增加，故B错误； C．不计空气阻力时，网球从C点运动到D点的过程中，质量不变，高度减小，速度增加，重力势能减少，动能增加，其重力势能转化为动能，故C正确； D．由题可知，C点时弹性轻绳是原长，网球从C点到D点并弹起的过程中，弹性轻绳没有发生弹性形变，弹性势能始终为0，弹性势能没有变化。故D错误。 故选C。 11．（24-25八年级下·广东梅州·期末）科技助力农业生产，如图是无人机喷洒农药的场景。在无人机沿着水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，它的（　　） A．动能不变、机械能不变 B．动能减小、机械能不变 C．动能不变、机械能减小 D．动能减小，机械能减小 【答案】D 【详解】无人机沿着水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，高度不变，质量逐渐减小，重力势能减小；速度不变，质量逐渐减小，动能减小，因此机械能也减小，故ACB不符合题意，D符合题意。 故选D。 12．（24-25八年级下·云南丽江·期末）2025年2月10日，哈尔滨亚冬会单板滑雪男子大跳台决赛，中国队包揽金银牌。某运动员在比赛过程中的运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　） A．运动员的动能一直增大 B．运动员在D点时重力势能最大 C．运动员从C点到D点的过程中，重力势能转化为动能 D．运动员的机械能一直在增加 【答案】C 【详解】A．动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能越大；运动员在运动过程中，速度不是一直增大的，比如在上升过程中速度会减小，所以动能不是一直增大，故A错误； B．重力势能的大小与质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能越大。运动员在最高点时高度最高，重力势能最大，而D点不是最高点，故B错误； C．运动员从C点到D点的过程中，高度降低，速度增大，质量不变，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故C正确； D．在整个运动过程中，由于存在空气阻力和摩擦等，机械能会不断减小，故D错误。 故选C。 13．（24-25八年级下·湖北武汉·月考）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。 (1)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。如图甲所示，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 （填“增大”“不变”或“减小”）、机械能 （填“增大”“不变”或“减小”）。 (2)2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图乙所示，神舟十三号载人飞船返回舱在返回时会打开降落伞使返回舱 （填“匀速直线运动”“加速”或“减速”），这个过程中返回舱的动能 （填“增大”“不变”或“减小”），机械能 （填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】(1) 减小 减小 (2) 减速 减小 减小 【详解】（1）[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，势能转化为动能，机械能不变。 （2）[1][2][3]神舟十三号载人飞船返回舱在返回时会打开降落伞使返回舱减速，这个过程中返回舱的质量不变，速度变小，动能变小；返回舱的高度下降，重力势能减小，机械能是动能和势能的总和，所以返回舱机械能减小。 四、机械能守恒的理解与应用 14．（24-25九年级上·陕西西安·期末）如图所示的装置叫溜豆机，在农业上用来分拣优劣豆子，将豆子从入口倒入，优质豆子和劣质豆子会从不同出口滑出。关于溜豆机分拣豆子的过程，下列说法正确的是（    ） A．豆子从高处下落的过程中，机械能变大 B．豆子从高处下落的过程中，重力势能转化为动能 C．豆子落到地上弹跳过程中，机械能守恒 D．豆子质量越大，下落前具有的动能一定越大 【答案】B 【详解】A．豆子从高处下落的过程中，要克服摩擦力做功，故机械能变小，故A错误； B．豆子从高处下落的过程中，质量不变，高度降低，重力势能变小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能，故B正确； C．豆子落到地上弹跳过程中，有能量损耗（每次弹跳的高度变小），机械能减小，机械能不守恒，故C错误； D．豆子质量越大，由于不知道下落前速度的大小，无法判定具有的动能的大小，故D错误。 故选B。 15．（24-25八年级下·山东聊城·期末）如图所示是《天工开物》中古代炼铁工艺的示意图，匠人在打铁成型时，会将手中的重锤高高举起，然后重重落下，这一过程中重锤的 能转化为 能，使得铁器在受到重锤打击时能够发生形变，达到成型的目的。 【答案】 重力势 动 【详解】[1][2]匠人将重锤高高举起时，重锤具有较大的重力势能；当重锤重重落下的过程中，其高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，因此这一过程中重锤的重力势能转化为动能。 16．（2022·云南红河·二模）近年来我国抽水蓄能电站发展较快。其工作原理如图所示：用电低谷时利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。抽水蓄能时是将电能转化为水的 能；电站选址时不仅需要当地水资源充足，还要地势陡峭，这样建成的电站上、下水库的高度差比较 ，有利于蓄能与发电。 【答案】 机械 大 【详解】（1）[1]抽水蓄能时，水被抽到上水库中，电能转化为水的机械能。 （2）[2]抽水蓄能电站在发电时，从能量的角度看，是将水的机械能最终转化为电能，水的机械能越大转化获得的电能越多，所以建成的电站上、下水库的高度差应该比较大，最初水的重力势能较大，有利于蓄能与发电。 17．（24-25八年级下·贵州安顺·期末）如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c的过程中ab间的距离Lab和bc间的距离Lbc大小关系如何？请从能量转化的角度说明理由（水平面光滑且忽略空气阻力）。 【答案】见解析。 【详解】因为水平杆和水平面都是光滑的，所以整个过程中机械能守恒，小球从a点运动到b点的过程中，弹簧的弹性势能完全转化为小球的动能；小球从b点运动到c点的过程中，小球的动能完全转化为弹簧的弹性势能。因此弹簧被压缩至a点时具有的弹性势能和被拉伸至b点时具有的弹性势能相等，同一根弹簧的弹性势能与弹簧的形变量有关，则弹簧被压缩的长度和被拉伸的长度相同；因为b点是弹簧原长时的位置，所以Lab=Lbc。 18．（24-25八年级下·贵州遵义·期末）如图，光滑水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，弹簧左端固定。用物块P压缩弹簧至D点后，由静止释放，物块能达到BC上距水平面最大高度为h1的E点。若换另一体积相同的物块Q（mQ＞mP）将弹簧同样压缩至D点后，由静止释放，物块能达到BC上距水平面最大高度为h2的F点（未画出）。请判断h1与h2的大小关系，并从能量转化的角度写出理由（不计空气阻力）。 【答案】见解析 【详解】h1＞h2，整个过程物块不受摩擦力，机械能守恒，两次物块均将弹性势能转化为重力势能，因两次弹簧被压缩到到相同位置，弹性势能相同，即两物体的重力势能相同，物体的质量越大、重力越大，上升的高度就越低，因此，h1＞h2。 19．（2025·山东滨州·中考真题）伽利略在进行落体运动实验时，发现在h高度处沿光滑斜面释放一个小球，它必将会运动到对面一个光滑斜面的同样高度上，无论路线有多长。随着对面斜面倾斜程度的减小，小球就会运动得越来越远。实验过程中，当小球运动到如图所示的A、B、C三个位置时，机械能最大的是（　　） A．A点 B．B点 C．C点 D．一样大 【答案】D 【详解】已知斜面均是光滑的，即小球不受阻力作用，小球在运动过程中只有动能和重力势能的相互转化，所以小球的机械能是守恒的，实验过程中，当小球运动到如图所示的A、B、C三个位置时，机械能一样大。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 1．（2025·山东淄博·中考真题）如图所示，小红在家玩“套圈”游戏，套圈从a点运动到c点的过程中（不计空气阻力）（　　） A．在a点的重力势能最大 B．在c点的机械能大于在a点的机械能 C．由b点到c点的过程中，重力势能转化为动能 D．运动到b点时若所受的力全部消失，套圈将保持静止状态 【答案】C 【详解】B．套圈从a点运动到c点的过程中，由题意可知，不计空气阻力，套圈在整个过程中机械能守恒，机械能保持不变，所以a、b、c三点的机械能相等，故B不符合题意； A．由于b点的位置最高，所以套圈在b点的重力势能最大，故A不符合题意； C．从b点运动到c点的过程中，套圈的质量不变，高度减小，速度增大，则套圈的重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故C符合题意； D．运动到b点的套圈在水平方向仍然具有一定的速度，若此时所受的力全部消失，由牛顿第一定律可知，套圈将沿水平方向做匀速直线运动，故D不符合题意。 故选C。 2．（2025·山东济南·中考真题）科技赋能正深刻改变着传统农业的生产方式，大大减轻了农民的负担，提高了生产效率。如图所示，一架无人机正在进行农药喷洒作业，随着农药的减少，下列情形中无人机（包括水箱和箱中农药）的机械能可能保持不变的是（　　） A．水平向前匀速飞行 B．竖直向下匀速飞行 C．斜向上匀速飞行 D．斜向下匀速飞行 【答案】C 【详解】无人机正在进行农药喷洒作业，随着农药的减少，质量减小，而做匀速运动时，其动能减小。要机械能不变，则必须增大重力势能，而质量减小，则高度必须增大，才有可能增大重力势能，因而斜向上匀速飞行时，机械能可能保持不变。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3．（2025·江苏无锡·中考真题）如图所示，将弹簧、小车置于水平木板面上，被压缩后的弹簧将小车弹出，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小车的 能。实验表明，弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越 。小车在水平木板上运动时，所受重力对小车 （选填“做功”或“不做功”）。 【答案】 动 大 不做功 【详解】[1]压缩弹簧松手后，被压缩后的弹簧将小车弹出，弹簧的弹性势能减少，小车的机械能增大，所以将弹簧的弹性势能转化为小车的动能。 [2]弹簧被压缩得越短，小车被弹开的距离越远，这说明，弹簧的弹性形变越大，弹性势能越大。 [3]小车在水平木板上运动，小车受到的重力向下，小车没有在重力的方向上移动距离，故重力没有对小车做功。 4．（2025·江苏镇江·中考真题）如图所示是每隔相等时间拍摄的某篮球撞击地面过程的照片，由图可知，篮球从A点到B点过程中，速度在逐渐 ，篮球在C点的重力势能 在B点的重力势能，篮球与地面撞击时部分机械能转化为 。 【答案】 减小 小于 内能 【详解】[1]篮球从A点到B点过程中，高度逐渐升高，动能转化为重力势能，速度逐渐减小。 [2]C点的高度小于B点的高度，篮球在C点的重力势能小于在B点的重力势能。 [3]篮球撞击地面的过程中，受到地面的撞击力作用，由于撞击力对篮球做功，将部分机械能转化为内能。 5．（2025·山东德州·中考真题）物理学中，物体重力势能的表达式，动能的表达式。如图所示，光滑水平面AB与光滑圆弧轨道BC相连（连接处无能量损失）。质量m=2kg的小球从A点以v=2m/s的初速度向右运动冲上圆弧轨道，不计空气阻力。小球从A运动到B的过程中机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），小球能到达圆弧的最大高度h= m（g取10N/kg）。 【答案】 不变 0.2 【详解】[1]因为水平面AB和圆弧轨道BC都是光滑的，且不计空气阻力，所以小球在运动过程中没有能量损失，机械能守恒，即机械能不变。 [2]当小球到达圆弧最大高度时，动能全部转化为重力势能，则有，即 则 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $