2.3 机械能守恒定律及其应用 同步作业 -2025-2026学年高一上学期（中职）物理高教版(2021)电工电子类

2.3 机械能守恒定律及其应用 同步作业 一、选择题（每题3分，共30分） 1.下列关于机械能的说法，正确的是（） A. 机械能只包括物体的动能 B. 机械能是动能和势能的总和 C. 物体静止时机械能一定为零 D. 机械能的大小与物体的速度无关 2.结合电工电子专业，下列物体中具有机械能的是（） A. 静置在桌面上的万用表 B. 安装好的静止电机 C. 正在匀速上升的电机带动的电缆 D. 堆放在仓库里的未移动电缆 3.机械能守恒的核心条件是（） A. 合外力对物体做功为零 B. 只有重力或弹力对物体做功 C. 物体不受任何力作用 D. 物体的运动速度保持不变 4.电工推动工具箱沿光滑水平地面移动，此过程中（） A. 机械能守恒，因为只有重力和支持力做功 B. 机械能不守恒，因为推力做了功 C. 机械能守恒，因为物体的动能不变 D. 机械能不守恒，因为重力做了负功 5.结合电工实操，电机匀速下放电缆的过程中，若忽略空气阻力，电缆的（） A. 机械能守恒，因为只有重力做功 B. 机械能不守恒，因为电机的拉力做了功 C. 机械能守恒，因为电缆的动能不变 D. 机械能减小，因为重力做了正功 6.下列关于机械能守恒的理解，错误的是（） A. 机械能守恒时，动能和势能可以相互转化 B. 机械能守恒时，物体的总机械能保持不变 C. 只要有力对物体做功，机械能就一定不守恒 D. 物体只受重力作用时，机械能一定守恒 7.电工将电子元件从地面提升到桌面，缓慢匀速提升的过程中（） A. 机械能守恒，因为元件的动能不变 B. 机械能不守恒，因为手的拉力做了正功 C. 机械能守恒，因为重力做了负功 D. 机械能减小，因为拉力做了负功 8.下列场景中，机械能守恒的是（） A. 电机带动电缆匀速上升 B. 万用表在光滑水平桌面上匀速滑动 C. 电缆在空气中加速下落（忽略空气阻力） D. 电工提着元件水平匀速行走 9.结合电工电子专业，机械能守恒定律在（）中应用尤为重要。 A. 电机带动设备升降的能量分析 B. 电子元件的材质选择 C. 电路导线的连接方法 D. 万用表的读数步骤 10.关于机械能、功和机械能守恒定律的关系，下列说法正确的是（） A. 合外力做正功，机械能一定增大 B. 只有重力或弹力做功时，机械能的总量不变 C. 物体的动能增大，机械能一定增大 D. 机械能守恒时，物体一定不受摩擦力作用 二、填空题（共20分） 11.机械能是物体________能和________能的总和，用符号E表示。 12.机械能守恒定律的核心内容：在只有________或________对物体做功的过程中，物体的________保持不变。 13.当重力对物体做正功时，物体的________能转化为________能；当重力做负功时，________能转化为________能。 14.结合电工电子专业，电机匀速提升电缆时，若忽略摩擦，电缆的________能增加，能不变，机械能（选填“增大”“减小”或“不变”）。 15.若物体的运动过程中存在摩擦力或空气阻力做功，物体的机械能一定________（选填“守恒”或“不守恒”）。 16.电工举着元件静止不动，手的拉力和重力都没有做功，元件的机械能________。 17.机械能守恒的本质是：动能和势能之间的________转化，总能量保持不变。 18.电缆在光滑斜面上自由下滑，此过程中只有________力做功，电缆的机械能________。 19.理解机械能守恒定律，有助于电工分析设备________与________之间的转化关系，优化设备运行方案。 20.合外力做功为零时，物体的________不变，若只有重力或弹力做功，________也保持不变。 三、判断题（每题2分，共20分） 21.机械能守恒时，物体的动能和势能都保持不变。（） 22.物体只要受到重力作用，机械能就一定守恒。（） 23.电机带动电缆匀速上升时，电缆的机械能增大。（） 24.机械能守恒的条件是物体不受摩擦力和空气阻力作用。（） 25.电工提着元件水平匀速行走，元件的机械能不变。（） 26.电缆在空气中下落（忽略空气阻力），重力势能全部转化为动能，机械能守恒。（） 27.物体的速度越大，动能越大，机械能也一定越大。（） 28.只有弹力做功时，物体的机械能守恒，此时弹性势能与动能相互转化。（） 29.机械能守恒定律适用于所有运动过程，是分析能量问题的万能工具。（） 30.掌握机械能守恒定律，能帮助电工判断设备运行过程中能量的损耗与转化，保障设备高效运行。（） 四、简答题（每题10分，共30分） 31.简述机械能的定义、组成，以及机械能守恒定律的核心内容和条件。结合电工实操，分别说明什么情况下机械能守恒，什么情况下不守恒。 32.结合电工电子专业，说明机械能守恒定律在“电机匀速提升电缆”和“电缆自由下落”两个场景中的具体应用，分析动能和势能的转化情况。 33.结合电工实操中的“设备搬运与就位”场景，分析搬运过程中各力的做功情况，判断机械能是否守恒，并说明如何利用机械能守恒的知识优化搬运方案，减少能量损耗。 参考答案 一、选择题 1.B 2.C 3.B 4.A 5.B 6.C 7.B 8.C 9.A 10.B 二、填空题 11.动；势 12.重力；弹力；总机械能 13.重力势；动；动；重力势 14.重力势；动；增大 15.不守恒 16.不变 17.相互 18.重；守恒 19.动能；势能 20.运动状态；总机械能 三、判断题 21.× 22.× 23.√ 24.× 25.√ 26.√ 27.× 28.√ 29.× 30.√ 四、简答题 31.机械能定义：物体由于运动而具有的动能和由于位置或形变而具有的势能的总和。组成：机械能=动能+重力势能+弹性势能。守恒定律内容：在只有重力或弹力对物体做功的过程中，物体的总机械能保持不变。守恒条件：只有重力或弹力做功，其他力不做功或做功总和为零。机械能守恒实例：电缆在光滑斜面自由下滑（只有重力做功）、万用表在光滑桌面匀速滑动（只有重力和支持力做功，支持力不做功）。机械能不守恒实例：电机带动电缆匀速上升（电机拉力做功）、电缆在粗糙地面滑动（摩擦力做功）。 32.电机匀速提升电缆：电缆匀速运动，动能不变；高度增加，重力势能增加。电机的拉力做正功，将电能转化为电缆的机械能，使机械能总量增大，此过程机械能不守恒。电缆自由下落（忽略空气阻力）：高度降低，重力势能减小；速度增大，动能增大。重力做正功，重力势能转化为动能，总机械能不变，此过程机械能守恒。 33.搬运受力分析：设备受到重力、支持力、推力（或拉力）和摩擦力。重力和支持力与移动方向垂直，不做功；推力做正功，摩擦力做负功。机械能判断：若搬运过程中推力与摩擦力做功总和为零，且只有重力做功，机械能守恒；若存在明显摩擦，摩擦力做负功，机械能不守恒，部分机械能转化为内能损耗。优化方案：① 增大有效推力：选用适配功率的搬运设备，增大推力，使合外力做正功，加快设备移动；② 减小摩擦损耗：清理搬运路径，给设备底部加装滚轮，将滑动摩擦转为滚动摩擦，减少摩擦力做功，降低机械能损耗；③ 控制动能变化：在设备就位前，减小推力或增大摩擦，使合外力做负功，平稳降低设备动能，避免碰撞损坏，保障搬运安全与效率。 学科网（北京）股份有限公司 $