暑假作业13 动能 势能与机械能转化综合专题（巩固培优）八年级物理新教材人教版

**基本信息** 本专项以能量观念为核心，通过“定义-影响因素-转化规律-守恒判断”逻辑链系统整合知识，配套8类分层题型与高频易错总结，实现从概念理解到综合应用的递进训练。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |知识梳理|3类能量定义+8条易错点|守恒条件判断/转化模型归类|从能量本质到影响因素，建立“因素-变化-守恒”认知框架| |基础辨析|4小题（存在性判断）|状态分析法学思维|结合生活场景强化动能/势能物理观念| |影响因素|6小题（含实验探究）|控制变量法/转换法|通过实验数据推导质量、速度对能量的影响| |转化应用|16小题（单一/复杂场景）|过程分析法/图像解读|从单一转化到多能量综合，培养动态科学推理能力|

( 完成时间： 月 日 今日打卡：☐ 已完成 用时： min 自评勋章： ) 暑假作业13 动能势能与机械能转化综合专题 ( 目 录 01 知识积累 02 题型速练 一、辨析物体动能、势能是否存在（共4小题） 二、动能、重力势能、弹性势能的影响因素（共6小题） （难★） 三、判断生活中动能、势能的大小变化（共5小题） 四、单一情境下的机械能相互转化判断（共4小题） 五、应用机械能转化原理解释生活现象（共5小题） 六、机械能大小与状态变化的图像关系（共4小题） （难★★★） 七、根据运动状态判断机械能守恒情况（共6 小题） （易错★★） 八、复杂场景下的机械能综合转化与分析（共7小题） （难★★） 03 巩固提升练 04 能力培优练 ) ( 知识梳理 一天一练，温故知新，快乐过暑假 ) 一、机械能分类及影响因素 能量类型 定义 影响因素 动能 物体由于运动而具有的能量 质量、运动速度 重力势能 物体由于被举高而具有的能量 质量、被举高度 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能量 弹性形变程度、物体材料性质 注意：（1）动能只与质量和速度有关，与物体运动路径、运动方向无关。 （2）重力势能的高度为相对高度，参考面可自由选取，高度越高，重力势能越大。 （3）弹性势能只针对发生弹性形变的物体，塑性形变不产生弹性势能。 二、能量大小变化规律 1. 动能变化：质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。 2. 重力势能变化：质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大。 3. 弹性势能变化：同一物体，弹性形变程度越大，弹性势能越大。 三、机械能定义与守恒条件 1. 机械能：动能和势能（重力势能、弹性势能）的总和，统称为机械能。 2. 机械能守恒条件：只有动能和势能相互转化，不计空气阻力、不计摩擦，无外力做功。 3. 不守恒情况：存在摩擦、空气阻力或有外力做功时，机械能减小，部分机械能转化为内能。 ( 题型速练 一题一思，查漏补缺，轻松迎开学 ) 一、辨析物体动能、势能是否存在（共4小题） 1.下列关于功和能的关系的说法中，正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体能够做的功越多，其势能一定越大 C．一个物体具有能量，说明它正在做功 D．一个物体能够做功，说明它具有能量 【答案】D 【详解】A．一个物体没有做功，可能具有能量，例如：静止在高处的苹果具有重力势能，故A错误； B．物体能够做功，表示这个物体具有能量，能够做功越多，说明该物体具有的能量就越大，并不一定是势能越大，也有可能是动能，或其他形式的能，故B错误； C．一个物体具有能量，说明它具有做功本领，但物体不一定做功，故C错误； D．一个物体能够做功，具有做功的本领，说明它一定具有能，故D正确。 故选D。 2.如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1~t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（　　） A．E1<E2<E3 B．E1>E2>E3 C．E1<E2=E3 D．E1=E2<E3 【答案】C 【详解】因为t1~t3三个时刻速度v1＜v2=v3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，所以动能E1<E2=E3，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3.如图是运动员参加射箭比赛时的场景，下列说法错误的是 A．运动员将弓举起的过程对弓做功 B．弓被拉得越弯产生的弹力越小 C．弓被拉得越弯弹性势能越大 D．箭被射出说明力可以改变物体的运动状态 【答案】B 【详解】A．做功的含义为有力且在力的方向上有移动的距离，则把弓拿起的过程对弓做了功； B．弓被拉得越弯形变量越大，弹力越大； C．弹性势能与物体的弹性形变量有关，弹性形变越大，弹性势能越大； D．箭被射出，从静止变为运动，则说明力可以改变物体的运动状态； 4.如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A、B、C、D时，那么在哪一点时，此物体的重力势能最大（　　） A．在A点 B．在B点 C．在C点 D．在D点 【答案】B 【详解】从等高线图标出的海拔高度可知，B点的海拔最高。同一物体质量一定，位置越高重力势能越大。所以把同一物体放在B点时的重力势能最大，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 二、动能、重力势能、弹性势能的影响因素（共6小题） 5.甲、乙两质量相同的人，同时从同一起跑线出发，同向做匀速直线运动，某时刻他们的位置如图所示，此时甲的速度________乙的速度，甲的动能__________乙的动能。（两个空都选填“大于”、“小于”、“等于”。） 【答案】 小于 小于 【详解】[1]从同一起跑线出发，同向做匀速直线运动，相同的时间内，乙的路程比甲的路程大，故甲的速度小于乙的速度。 [2]质量相同时，甲的速度小于乙的速度，甲的动能小于乙的动能。 6.如图所示，运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，它的______能就越大，箭就射得越远。 【答案】弹性势 【详解】运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，它的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大，转化为箭的动能越大，箭就射得越远。 7. A、B两个小球所处的位置如图所示，通过以上信息可否判断A和B哪个重力势能较大？______，你的理由是______。 【答案】 不能 见解析 【详解】[1][2]重力势能与物体的质量和物体所在的高度有关，如图可知，A球的高度小于B球的高度，但A与B两个小球的质量大小不知，因此重力势能无法比较。 8.如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，实验小组将小钢球从高度为的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块向前移动一段距离后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，。 （1）小钢球在滚下斜面的过程中，______能转化为动能。小钢球的动能大小是通过______（选填“高度”或“距离”）的大小来反映的，这种方法在物理学中叫作________法。本实验用到另一种物理探究方法是________法； （2）在同样的水平面上，木块被撞得越远，小钢球对木块做的功就越________，小钢球的动能就越________； （3）分析比较甲、乙两图可得结论：物体质量相同时，速度越大，动能越________； （4）比较________两图，可探究动能与质量的关系，此探究过程中两球刚到达水平面时的速度________（选填“相等”或“不相等”），结论是________________________________； 【补充设问】 （5）若水平面绝对光滑，木块受到小钢球撞击后将_____________，________（选填“能”或“不能”）达到实验探究的目的； （6）小丽根据乙、丙两图也得出了“物体的动能大小与质量有关”的结论，她的结论是否可靠?________（选填“是”或“否”），理由是______； （7）小欣联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端同一高度由静止滑下，比较小车在不同表面滑行的距离，则小车在三个表面克服摩擦力做功________（选填“相等”或“不相 等”）； （8）实验过程中，小明发现木块移动的距离较短，不易进行观察和比较，对此请你写出一条改进措施：_________________________； 小华发现钢球从斜面滚下时，运动的方向难控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小华提供一种改进方案：_________________； （9）①请你根据得出的实验结论解释为什么相同路段不同车型的限速不同（如图丁所示）：__________； ②请你从物理学的角度谈谈安全行车需要注意的问题：________________________； （10）同学们进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大，于是利用实验器材进行了测定，得到数据如表： 实验序号 小球的质量 小球自由滚下到水平面的速度 木块被撞后运动的距离 1 30 2 4 2 30 4 16 3 60 2 8 分析表格中对应的数据可知，________对物体的动能影响更大。 【答案】 重力势 距离 转换 控制变量 多 大 大 甲、丙 相等 物体的速度相同时，质量越大，动能越大 做匀速直线运动 不能 否 没有控制小钢球到达水平面的速度相同 相等 增大钢球在斜面上的高度 将斜面换成斜槽 见解析 不超载行驶，不超速行驶 速度 【详解】（1）[1][2]小钢球从斜面滚下过程中，质量不变，高度减小，故重力势能减小，同时速度变大，动能增加，所以是将重力势能转化为动能的过程。 [3][4]小钢球从斜面滚下过程中，小球的动能越大，小木块移动的距离越远，故小球的动能大小是通过小木块移动的距离s大小来反映的，运用了转换法。在研究动能的大小与速度的关系时，应控制小球的质量不变，因此本实验还用到了控制变量法。 （2）[5][6]木块被撞的过程中，小钢球对木块施加力且木块沿力的方向移动一段距离，小钢球对木块做功，且木块被撞得越远，小钢球对木块做的功就越多，说明小钢球具有的动能越多。 （3）[7]甲、乙两图中小球的质量相同，速度不同，且速度越大，木块被撞击移动的距离越远，说明小球具有的动能越多，因此可得结论为：物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （4）[8][9][10]探究动能与质量的关系，需要控制小球的速度相同，即小球所处的高度相同。因此选择甲、丙两图，由甲丙两图可知，小球的质量越大，木块被撞击的距离越远，说明小球具有的动能越大。因此可得结论为：物体的速度相同时，质量越大，动能越大。 （5）[11][12]若水平面绝对光滑，木块受到小钢球撞击后将一直做匀速直线运动，由于该实验是通过木块移动距离的远近来表示小球具有动能的大小，因此平面绝对光滑不能达到实验探究的目的。 （6）[13][14]探究动能与质量的关系，需要控制物体的速度相同，而乙、丙两图中质量和速度都不同，因此得出的结论不可靠。 （7）[15]让小车从斜面顶端同一高度由静止滑下，小车到达斜面底端的速度相同，即小车具有的动能相同，最终小车在不同表面静止时，小车具有的动能均转化为克服摩擦做功，因此小车在三个表面克服摩擦力做功相等。 （8）[16]木块移动的距离较短，说明小球具有的动能较小，即小球的速度较小，因此可以增大钢球在斜面上的高度。 [17]钢球从斜面滚下时，运动的方向难控制，可以将将斜面换成斜槽。 （9）[18]由于不同的车质量不同，速度相同时，质量大的车动能更大，不易刹车，造成的危害更大。 [19]根据动能的影响因素可知，为了安全驾驶，不超载行驶，不超速行驶。 [20]对比1、2和1、3数据可知，物体的速度对物体的动能影响更大。 9.探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关？ 【猜想与假设】 猜想一：可能与篮球的材质有关； 猜想二：可能与篮球的充气情况有关； 【制定计划与设计实验】 在探究猜想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球，设计了以下实验方案。 方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度； 方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落。观察比较它们反弹后的高度 方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同的高度。观察比较它们所需自由下落高度。 【评估与交流】 (1)按照方案一探究，其不足之处是___________； (2)按照方案二探究。篮球反弹后的高度越高，反弹性能就___________；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，我们把这种研究方法称之为___________。 (3)按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越高，反弹性能就越___________。 类比于机械效率，我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的___________来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越___________。 【答案】(1)无法控制用相同的力拍打篮球 (2) 强 转换法 (3) 弱 比值 强 【详解】（1）方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，在用力向下拍球时，无法控制用相同的力拍打篮球。 （2）[1][2]人无法直接用肉眼观察篮球的反弹性能，但是如果篮球能够反弹的高度越高，说明其弹性越好，反弹性能就越强；用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上称为转换法。 （3）[1]要反弹到相同的高度，篮球所需自由下落的高度越高，说明篮球的反弹性能越弱。 [2][3]机械效率是有用功与总功的比值，其值越大，效率越高；与其类似，用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的比值来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则相同情况弹跳高度越大，说明反弹性能就越强。 10.高空抛物是极不文明且会对他人造成危害的行为，通过学习重力势能后，小杨想用实验来探究造成危害的因素。她认为小球从高处自由落下砸到木桩上能对木桩做功，使木桩陷入沙土中。然后设计了如图所示的实验（mA＜mB=mC=mD；hA=hB＜hC=hD） (1)实验中是根据___________来判断小球重力势能的大小，这种研究方法叫___________法。 (2)小球由高处自由下落过程中，重力势能转化为___________。通过观察A、B两小球的实验，发现B组木桩陷入沙土更深，说明当高度相同时，重力势能的大小与___________有关。 (3)通过观察___________两小球的实验，说明当小球质量相同时，重力势能的大小还与___________有关。 (4)小杨还想探究重力势能的大小与运动轨迹是否有关，于是找来一根光滑管道，把小球D从与C球高度相同的管道顶端释放，发现木桩陷入沙土的深度与C球作用的深度相同，由此判断重力势能大小与运动轨迹___________（选填“有关”或“无关”）。 【答案】 木桩陷入沙土的深度 转换 动能 质量 B、C 高度 无关 【详解】(1)[1][2]本实验中，小球的重力势能大小是通过木桩陷入沙土的深度来反映的，这种方法称为转换法。 (2)[3]小球在下落过程中，质量不变，高度减小，速度变大，将重力势能转化为动能。 [4]比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球下的木桩陷入沙土的深度更大，说明B球的重力势能较大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。 (3)[5][6]比较B、C两球，两球质量相同，下落路径也相同，C球的下落高度大于B球的下落高度，发现C球下的木桩陷入沙土的深度更大说明C球的重力势能较大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大。 (4)[7]比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，但木桩陷入沙土的深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关。 三、判断生活中动能、势能的大小变化（共5小题） 11.如图，洒水车在洒水作业，在某段水平路面上匀速行驶，则（　　） A．洒水车整体动能不变 B．洒水车整体动能变小 C．洒水车整体重力势能不变 D．洒水车整体重力势能变大 【答案】B 【详解】AB．动能的大小与质量、速度有关，洒水车在水平路面上匀速洒水时，速度不变，洒水车整体的质量不断减小，因此洒水车整体动能变小，故B符合题意，A不符合题意； CD．重力势能的大小与质量、高度有关，洒水车在水平路面上高度不变，质量减小，因此洒水车整体重力势能变小，故CD不符合题意。 故选B。 12.北京时间2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟二十号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。在飞船加速上升的过程中，飞船的动能（　　） A．变小 B．不变 C．变大 D．无法判断 【答案】C 【详解】物体动能与物体质量和运动速度有关，当质量一定时，速度越大，动能越大，所以飞船加速上升的过程中，飞船的动能变大，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 13.如图所示，小孩滑滑梯时，从滑梯的顶部匀速滑动到地面的过程中，它的动能__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】不变 【详解】由题意知，小孩从滑梯的顶部匀速滑动到地面过程中，质量不变，速度不变，因此动能不变。 14.如图所示，是《天工开物》中的一种汲水装置——筒车，河水流动带动筒车转动，同时通过竹筒把水运到高处，此过程中竹筒内水的重力势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】增大 【解析】【小题1】竹筒把水运到高处，水的质量不变，高度增大，此过程竹筒内水的重力势能增大。 15.如图甲所示，一根轻质弹簧（质量不计）固定在水平桌面上，此时弹簧______（选填“有”或“没有”）弹性势能。图乙中弹簧的弹性势能______（选填“大于”或“小于”）图丙中弹簧的弹性势能。 【答案】 没有 小于 【详解】[1]由图可知，甲图中弹簧没有发生形变，故此时弹簧没有弹性势能。 [2]由图可知，丙图中弹簧的弹性形变比乙图中大，故图乙中弹簧的弹性势能小于图丙中弹簧的弹性势能。 四、单一情境下的机械能相互转化判断（共4小题） 16.如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降，下列说法正确的是（　　） A．飞机在水面高速滑行时，动能增大，重力势能增大 B．飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能 C．飞机减速下降的过程中，其机械能一定减小 D．飞机沿水平方向匀速飞行时，其机械能增大 【答案】C 【详解】A．飞机在水面高速滑行时，质量不变，速度增大，动能增大；但高度不变，重力势能不变，故A不符合题意； B．飞机腾空而起时，速度增大、高度增大，动能和重力势能都增大，是燃料的内能转化为机械能，故B不符合题意； C．飞机减速下降时，质量不变，速度减小，动能减小，高度降低，重力势能减小，动能与重力势能之和（机械能）一定减小，故C符合题意； D．飞机水平匀速飞行时，质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，因此机械能不变，故D不符合题意。 故选 C。 17.如图，两个完全相同的小球甲、乙，以同样的速度沿着与水平方向均成θ角斜向上抛出，甲球沿光滑斜面，乙球抛向空中，不计空气阻力，甲、乙能到达的最高点分别为a点与b点，离地高度为h1和h2。在上升过程中，两小球的机械能__________（选填“守恒”或“不守恒”），图中h1__________h2，va__________vb（选填“>”、“=”或“<”）。 【答案】 守恒 > < 【详解】[1]甲、乙两球在运动过程中，不存在能量的损失，因此机械能都是守恒的。 [2][3]甲图中小球的质量不变，上升到最高点时，速度为0，将动能全部转化为重力势能；乙图中小球上升到最高点时，竖直方向无速度，水平方向还有速度，具有一定的动能，质量不变，将部分动能转化为重力势能，因此小球在斜面上升的高度大于抛向空中上升的高度，即，。 18.如图所示，是一款钢珠“永动机”艺术摆件。当钢珠由轨道A点释放后，钢珠会沿图中轨迹循环往复运动。钢珠离开轨道B点上升的过程中，主要是将______能转化为_____能。 【答案】 动 重力势 【详解】上升的过程中，钢珠质量不变，速度变小，因此动能就变小，上升时高度变大，因此重力势能会变大，动能转化为重力势能。 19.如图是潮汐发电站的示意图，涨潮和落潮的时候都可以把海水的______能转化为水流的______能，从而带动水轮机发电。 【答案】 重力势 动 【详解】[1][2]涨潮和落潮的时候都可以让海水从高处流向低处，则海水重力势能转化为水流的动能，从而带动水轮机发电。 五、应用机械能转化原理解释生活现象（共5小题） 20.将扁平的石子向水面快速抛出，在满足一定条件的情况下，石子会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。下图中虚线是某次打水漂过程中石子在水面上的运动轨迹。下列说法正确的是（　　） A．抛石子时，手对石子做了功，石子的动能增大 B．据图可知，石子在水面上从右向左运动 C．据图可知，石子受到的重力逐渐减小 D．据图可知，石子最终将漂浮在水面上 【答案】A 【详解】A．抛石子时，手对石子有力的作用，石子在力的方向通过一定的距离，手对石子做了功，石子速度增大，它的动能增大，故A正确； B．由于石子克服摩擦做功，受到在水面上的机械能会减小，水面的高度减小，石子在水面上从左向右运动，故B错误； C．石子的质量不变，重力不变，故C错误； D．石子的密度大于水的密度，石子最终会下沉到水的底部，故D错误。 故选A。 21.如图所示为运动员在撑杆跳高的场景，下列说法正确的是（  ） A．杆被压得越弯，产生的弹力越小 B．杆被压得越弯，杆弹性势能越大 C．杆的弹性势能跟被压弯程度无关 D．杆被压得越弯，运动员的弹性势能越大 【答案】B 【详解】运动员在撑杆跳高时，杆被压的越弯，证明形变量越大，故此时杆的弹性势能越大，转化为运动员的动能越大。杆被压得越弯，产生的弹力越大，故ACD错误，B正确。 故选B。 22.如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、 垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中，有以下说法： A．缓冲器的机械能守恒 B．摩擦力做功消耗机械能 C．垫板的动能全部转化为内能 D．弹簧的弹性势能全部转化为动能 从上面选项中选择正确说法 ___________，然后解释该结构工作的原理 ___________。 【答案】 B 缓冲器通过摩擦将部分动能转化为内能，还会储存部分弹性势能，再次向内能和动能转化 【详解】[1]A．通过克服摩擦力做功，系统的机械能向内能转化，故机械能减小，故A错误； B．通过克服摩擦力做功，系统的机械能向内能转化，故B正确； C．垫块的动能转化为弹性势能和内能，故C错误； D．弹簧的弹性势能转化为动能和内能，故D错误。 故选B。 [2]工作原理：缓冲器通过摩擦将部分动能转化为内能，还会储存部分弹性势能，再次向内能和动能转化。 23.如图所示是撑杆跳高运动员在比赛时的情景。运动员起跳时，笔直的撑杆变得弯曲，此过程中撑杆的______能增大，若在撑杆由弯变直的过程中把运动员看作在匀速上升，则此过程运动员的机械能______（选填“变大”“变小”或“不变”）；当运动员上升至最高点时，运动员的动能______（选填“为”或“不为”）零。 【答案】 弹性势 变大 不为 【详解】[1]运动员起跳时，笔直的撑杆变得弯曲，撑杆发生弹性形变，弹性形变程度变大，此过程中撑杆的弹性势能增大。 [2]运动员的机械能等于动能和重力势能之和，动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，撑杆由弯变直的过程中把运动员看作在匀速上升，运动员质量和速度不变，则动能不变，高度变大，则重力势能变大，所以，机械能变大。 [3]当运动员上升至最高点时，竖直方向速度为0，水平方向仍然有速度，因此运动员的动能不为0。 24.如图是小朋友玩蹦床的情景。小朋友在蹦床发生最大形变处到向上运动再到刚离开蹦床的过程中，他的重力势能______，动能______。当上升到最高点时，他的速度为零，此时他处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态。（不计空气阻力） 【答案】 增大 先增大再减小 非平衡 【详解】[1][2]小朋友在蹦床发生最大形变处到向上运动再到刚离开蹦床的过程中，历经了两个阶段：首先是最大形变处到向上弹力等于重力阶段，这个阶段弹力大于重力，小朋友的速度是增大的；其次是从向上弹力等于重力处到离开蹦床阶段，这个阶段小朋友重力大于弹力，小朋友的速度减小；所以整个过程中小朋友的速度是先增大再减小的。重力势能与物体的质量和高度有关，而在整个过程中，小朋友的高度是增加的，质量不变，所以重力势能增大。动能与物体的质量和速度有关，小朋友的质量不变，所以动能是先增大再减小的。 [3]当上升到最高点时，他的速度为零，不计空气阻力，此时只受到重力作用，所以处于非平衡状态。 六、机械能大小与状态变化的图像关系（共4小题） 25.质量相同的甲、乙两物体各自在水平拉力的作用下，在同一水平面上做直线运动，它们的s-t图像如图所示，则下列判断正确的是（　　） A．甲的速度可能小于乙的速度 B．甲和乙的机械能可能相等 C．甲的动能一定大于乙的动能 D．甲的惯性一定大于乙的惯性 【答案】C 【详解】A．由图像知：甲的速度 乙的速度 所以甲的速度大于乙的速度，故A错误； BC．甲、乙两物体质量相同，在同一水平面上做直线运动，即高度相同，甲的速度大于乙的速度，则甲、乙两物体的重力势能相同，甲的动能大于乙的动能，所以甲的机械能大于乙的机械能，故B错误，C正确； D．甲与乙的质量相等，惯性也一样大，故D错误。 故选C。 26. “反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（　　） A．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少 B．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少 C．人在B点时动能最大 D．弹性绳的弹性势能在B点时最大 【答案】C 【详解】A．人从到的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增加；段速度逐渐变大，动能逐渐变大；段速度逐渐变小，动能逐渐变小，故A错误； B．从到的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增加；质量不变、速度逐渐变大，动能变大，故B错误； C．人的质量一定，在点时速度最大，动能最大，故C正确； D．弹性绳在点时弹性形变最大，弹性势能最大，故D错误。 故选C。 27.如图所示，忽略空气阻力，小球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，到达P点时离开轨道，继续上升至最高点N后再下落经过Q点，O、P、Q三点在同一水平高度。 (1)小球在O、P两点的速度分别为和，则___________（>/=/<）； (2)小球在P点的机械能___________（大于/等于/小于）Q点的机械能。 【答案】(1)> (2)等于 【详解】（1）由于球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，在轨道上运动过程中要克服摩擦力做功，存在能量损失，因此球到达P点的机械能一定小于在O点的机械能，O、P处在同一水平高度，球的重力势能相等，则球在P点的动能一定小于在O点动能，因此球在O、P两点的速度>。 （2）忽略空气阻力，小球从P点到Q点机械能守恒，因此小球在P点的机械能等于Q点的机械能。 28.以下过程忽略空气作用力。如图1物体从A点水平飞出，先碰B点，再至C点，后沿水平面滑到F点。图2是物体从离开A点到碰到B点前后能量数据，碰撞B点过程损失的机械能为______J。 【答案】80 【详解】由图2知，碰撞前的机械能为 碰撞后的机械能为 碰撞B点过程损失的机械能为 七、根据运动状态判断机械能守恒情况（共6小题） 29.如图所示是我国拥有自主知识产权的第二架 C919 大型客机，假设它飞行时的质量不变，下列说法正确的是（　　） A．飞机在加速上升时动能不变，重力势能增大 B．飞机在匀速水平飞行时的重力势能增大，机械能不变 C．飞机在减速下降时的动能减小，机械能不变 D．飞机在匀速上升时动能不变，重力势能增大 【答案】D 【详解】A．飞机在加速上升时，质量不变，速度变大，动能变大，高度升高，重力势能增大，故A错误； B．飞机在匀速水平飞行时，质量不变，高度不变，重力势能不变，速度不变，动能不变，机械能不变，故B错误； C．飞机在减速下降时，质量不变，速度减小，动能减小，高度减小，重力势能减小，机械能减小，故C错误； D．飞机在匀速上升时，质量不变，速度不变，动能不变，高度增大，重力势能增大，故D正确。 故选D。 30.如图，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（小球与地面不接触且不计空气阻力），a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置，则小球从a运动到c的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球在a点的弹性势能最大 B．小球在b点时的机械能最大 C．小球的速度一直发生变化，因为没有力维持小球的运动 D．小球在c点受到平衡力的作用 【答案】B 【详解】A．小球在a点，弹簧被压缩，弹簧具有弹性势能，而不是小球具有弹性势能，故A错误； B．小球从a点到b点，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，故在b点小球的动能最大，重力势能不变，即机械能最大，故B正确； C．小球从a点到c点，速度先变大后变小，一直发生变化，因为小球始终受到力，故C错误； D．小球在c点水平方向受到弹簧的拉力，受非平衡力作用，故D错误。 故选B。 31.如图所示，某种可重复使用火箭在降落过程中，通过控制推力，沿竖直方向先从点匀速运动到点，再从点运动到点时速度减小至0，且，不计运动过程中的空气阻力，忽略火箭质量的变化。则（　　） A．AB段火箭的重力势能不变 B．BC段火箭的机械能不变 C．AB段火箭重力所做的功大于BC段 D．AB段火箭重力做功的功率大于BC段 【答案】D 【详解】A．AB段火箭匀速下降，高度降低，质量不变，所以重力势能减小，不是不变，故A不符合题意； B．BC段火箭速度减小，动能减小，高度降低，重力势能也减小。 机械能 = 动能 + 势能，因此机械能减小，故B不符合题意； C．重力做功公式为 。已知 AB=BC，火箭质量不变，所以重力 G 不变，下落高度 h 相同，因此 AB 段和 BC 段重力做功相等，故C不符合题意； D．AB 段匀速运动，BC 段减速运动，且 AB=BC。  AB 段速度v不变，BC段速度从v减到0，故 AB 段运动时间，两段重力做功 W 相等，功率公式为，时间越短，功率越大。因此，AB 段重力做功的功率大于 BC 段，故D符合题意。 故选 D。 32.如图所示，一个铁锁用绳子悬挂起来，同学将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，到达最高点后又摆回来，摆回的铁锁不会打到同学的鼻子，过程中空气阻力不可忽略。下列说法正确的是（　　） A．整个过程只有重力对锁做功 B．摆到最低点时，若所有力消失，锁不会静止 C．锁最终会停在最低点，锁的机械能凭空消失了 D．从最高点摆到最低点，减少的重力势能大于增加的动能 【答案】BD 【详解】A．整个过程中，铁锁在重力的方向通过了距离，重力对锁做功；铁锁在空气阻力的方向上也通过了距离，空气阻力也做了功，故A错误； B．摆到最低点时，铁锁是运动的，若所有力消失，根据牛顿第一定律可知，锁会做匀速直线运动，故B正确； C．锁最终会停在最低点，锁的机械能转化为内能了，不是机械能凭空消失了，故C错误； D．从最高点摆到最低点，重力势能减小，动能增大，由于克服摩擦作用，一部分重力势能转化为内能，所以减少的重力势能大于增加的动能，故D正确。 故选BD。 33.如图所示，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成首次自动交会对接，下列说法合理的是（    ） A．从地球上带到天宫二号空间实验室的水稻种子质量会变小 B．天舟一号飞船在发射加速升空时，重力势能增加，机械能不变 C．天舟一号飞船在发射加速升空时，重力势能不变，机械能增加 D．天舟一号飞船在发射加速升空时，重力势能增加，机械能增加 【答案】D 【详解】A．从地球上带到天宫二号空间实验室的水稻种子所含物质的量不变，其质量不变，故A不符合题意； BCD．天舟一号飞船在发射加速升空时，质量不变，速度变大，高度升高，动能增大，重力势能增加，机械能为动能与势能的总和，则机械能增大，故BC不符合题意，D符合题意。 故选D。 34.如图是一种神奇的“魔罐”，其制作方法是：橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，在橡皮筋的中间系一个钩码，当你用手按着“魔罐”在水平地面上滚出后，松手后它能自动滚回来的原因是_____能转化为_____能。“魔罐”滚回来后不能回到原释放点的位置，主要原因是魔罐离开手后，它的机械能_____（减小/增大）。 【答案】 弹性势 动 减小 【详解】[1][2]罐子滚出时，质量大的钩码不随罐子转动，而橡皮筋随着罐子转动又受到钩码的作用发生了弹性形变，储存了大量的弹性势能。当橡皮筋扭曲到一定程度时，要恢复原状，此时质量大的钩码不转动，因而橡皮筋带动罐子向回滚动，把自己的弹性势能转化为罐子的动能。 [3]罐子离开手后，由于受到地面的摩擦力及空气的阻力，导致自身的机械能减少，所以不能滚回到原来的位置。 八、复杂场景下的机械能综合转化与分析（共7小题） 35.如题图甲为乒乓球发球机，在同一高度以相同的初速度朝不同方向依次发出a、b、c三个质量相同的乒乓球，运动轨迹如图乙所示。若不计空气阻力，当乒乓球分别运动到A、B、C处时，动能最大的是_______（选填“A”“B”或“C”）；在a乒乓球在上升过程中，_______能增大；三个乒乓球到达水平球台的速度_______（选填“相同”或“不相同”）。 【答案】 B 重力势 相同 【详解】[1]动能的大小与质量和速度有关，三个乒乓球质量相同，只需比较速度大小，不计空气阻力，机械能守恒，高度越低，重力势能越小，动能就越大，B处重力势能最小，因此B动能最大。 [2]a乒乓球在上升过程中，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能。 [3]三个乒乓球从同一高度以相同初速度出发，不计空气阻力，机械能守恒，到达水平球台时，高度相同则重力势能相同，因此动能相同，所以速度大小相同。 36.如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球（球上有小孔）套在铁架台的金属杆AB上面，现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，弹簧原来的长度_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）40cm，在0~t1过程中，小球的动能_______（选填“增大”“减小”、“先增大后减小”或“不变”），此过程中小球重力势能的变化量_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）动能变化量，在t1、t2、t3三个时刻，小球的动能分别为Ek1、Ek2、Ek3，其大小关系是_______（用“＞”、“＜”或“＝”连接）。 【答案】 大于 增大 大于 【详解】[1]由图像乙可知，小球最终会静止在弹簧上，此时小球的高度即弹簧的长度为40cm，但此时弹簧受到小球向下的压力，所以弹簧的原长应该大于40cm。 [2]在0~t1过程中，小球的质量不变，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，所以小球的动能增大。 [3]由图像可知，小球每次弹起的最大高度减小，说明小球运动时会受到阻力的作用，所以小球总的机械能会减小，且重力势能还会转化为弹性势能，所以在0~t1过程中，小球重力势能的变化量大于动能的变化量。 [4]在t1、t2、t3三个时刻，小球的高度相同，小球的重力势能相同，但是小球受到阻力作用，总的机械能减小，所以动能的关系为。 37.如图所示是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。重物下落时，带动车轮转动，驱动无碳小车向前运动。此过程中重物的___________能转化为小车的___________能。若要使无碳小车运动得更远，可增大重物的___________。 【答案】 重力势 动 质量 【详解】[1][2]重物被举高而具有重力势能，释放后下落，重力势能减少，通过绳索、滑轮等机构将能量传递给小车，转化为小车前进的动能，所以重物下落驱动无碳小车的过程中，是重力势能转化为小车的动能。 [3]增大重物质量或起始下落高度，能让重物初始重力势能更大，在能量传递效率不变时，可提供更多能量驱动小车行驶更远。 38.如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。 位置 机械能/J 重力势能/J 甲 13 6 乙 12 10 （1）篮球直径为24.6__________（选填“mm”、“cm”或“dm”），质量为0.6kg，g取10N/kg，则该篮球受到的重力为__________N； （2）请在图中乙位置画出篮球的受力示意图；_____ （3）篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为__________J，在乙位置时的动能为__________J。 【答案】 cm 6 1 2 【详解】（1）[1]根据常见物体的长度可知，篮球直径为24.6cm。 [2]根据G=mg可得，该篮球受到的重力为 （2）[3]忽略空气的作用力，则篮球在乙位置只受重力的作用，重力的方向为竖直向下，因此在篮球的重心处沿竖直方向画一条竖直向下的有向线段，用G来表示，如图所示 （3）[4]根据表格信息可知，篮球与地面碰撞过程损失的机械能为 [5]由于机械能等于动能与重力势能之和，所以篮球在乙位置时的动能为 39.在2025年11月1日的苏超决赛中，南通队31号球员季桑楠双手将足球用力抛出，部分运动轨迹如图甲所示。足球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示。 (1)通过数据分析可得，足球在M点时的机械能______（大于/等于/小于）足球在N点时的机械能；在整个运动过程中，足球的机械能______（守恒/不守恒）； (2)在图甲中，已知M、N可能是①、②、③中的某两点，其中位置①和③离地高度相等。M点的位置最有 可能在位置______（①/②/③）。 【答案】(1) 小于 不守恒 (2)③ 【详解】（1）[1][2]足球在M点时的重力势能为，占比为，则在M点时的机械能为 足球在N点时的动能为，占比为，则足球在N点时的机械能 足球在M点时的机械能小于足球在N点时的机械能；所以在整个运动过程中，足球的机械能不守恒。 （2）足球在运动过程中要克服摩擦做功，机械能是逐渐减少的，足球在M点时的机械能小于足球在N点时的机械能，所以M点在N点之后。足球在N点时的重力势能为 由于M点时的重力势能小于小球在N点时的重力势能，M点的高度小于N点，M点是①或③；M点的机械能小于N点的机械能，则M点必然在后方，只能是③，N点是②。 40.《天工开物》记载了一种农用机械，名为“筒车”，如题图甲所示。筒车利用水流冲击水轮，使其旋转。在轮轴上安装的竹筒随着轮轴一起转动，当筒口转到低处时便舀满水，随着轮轴上升，筒口到达高处时倒出水来，以此循环往复，以满足农田灌溉的需求。 （1）筒车的工作原理是把流水的________能转化为_________能。 （2）若筒车匀速转动，则竹筒受到__________（选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用。 （3）如图乙所示，若接水槽离取水处高5m，水轮上有 12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，该筒车旋转一周对水所做的功为______J。若筒车旋转一周需要60s，则筒车对水做功的功率为______W。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）若要提高其做功的功率，则筒车应安装在水流较_______（选填“急”或“缓”）的地方。 【答案】 动 重力势 非平衡力 3000 50 急 【详解】（1）[1][2]水流具有一定的质量和速度，具有一定的动能，水流通过做功使水的高度增大，重力势能增大，是动能转化为重力势能。 （2）[3]筒车匀速转动，但运动方向改变，故运动状态发生改变，受非平衡力作用。 （3）[4]该筒车旋转一周提升的水的质量为 对水所做的功 该筒车旋转一周对水所做的功为3000J。 [5]若筒车旋转一周需要60s，则筒车对水做功的功率 筒车对水做功的功率为50W。 [6]要提高其做功的功率，单位时间做功更多，需提升更多的水到高处，故需要水的流量更大，则筒车应安装在水流较急的地方。 41.蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。 已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。请根据图像解答下列问题。弹性细绳原长为___________m，小球下落的最大高度为___________m。 已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力，求弹性细绳的最大弹性势能___________J。 【答案】 1.2 2.4 7.2J 【详解】[1]由图丙知：当拉力为零时弹性绳的长度为1.2m，即弹性细绳原长为1.2m； [2]由图乙知：小球速度先增大后减小为零，当速度为零时绳子伸长量做大，小球下落高度最大，由图可知为2.4m； 【解答】[3]由图乙知小球下落的最大高度为2.4m，下落高度为1.5m时速度达到最大； 由图丙知：当拉力为零时弹性绳的长度为1.2m，即弹性细绳原长为1.2m，且丙图像为一次函数图像； 设解析式为 将点代入解析式得，， 则解析式为 当时，速度达到最大，即,将，带入解析式得到拉力，即， 因为不计空气阻力，小球的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能， 所以弹性细绳的最大弹性势能为 做题关键注意事项（高频易错） 1. 超级易错：速度为0 → 动能为0；但高度不为0 → 重力势能不为0，机械能不为0。 2. 匀速直线运动：动能一定不变，但机械能不一定不变（升降会改变势能）。 3. 机械能减小的本质：克服摩擦、阻力做功，机械能转化为内能，不是能量消失。 4. 判断能量变化必须分开看：先看速度判动能，再看高度判势能，最后相加判机械能。 5. 质量不可忽略：题目出现“洒水、喷油、掉落货物”，质量减小，动能、势能都会减小。 6. 静止物体动能一定为0，但重力势能看参考面，不一定为0。 7. 弹性势能只看形变程度，与速度、高度没有直接关系。 8. 人造卫星题型：太空无空气阻力，机械能守恒；近地点动能大、势能小，远地点势能大、动能小。 常见机械能转化模型（考试直接套） 物理场景 能量转化 机械能情况 自由下落、滑梯下滑 重力势能 → 动能 有阻力则减小 竖直上抛、跳高上升 动能 → 重力势能 有阻力则减小 滚摆、单摆摆动 上下往复转化动能、重力势能 实际运动机械能不断减小 弹簧弹开、压缩弹簧 动能、弹性势能相互转化 无阻力守恒 一、单项选择题 1.下列关于能的叙述中，都正确的一组是（　　） ①一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 ②一个物体没有做功，它一定不具有能量 ③一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 ④运动的物体具有能，静止的物体没有能 ⑤物体具有的能量越多，做的功越多 ⑥物体具有的能越多，它能做的功就越多 A．①⑥ B．①②⑤ C．④⑤⑥ D．①③⑥ 【答案】A 【详解】①一个物体能够做功，即具有对外对做的本领，我们就说这个物体具有能，故①正确； ②一个物体没有做功，但是它可能具有对外做功的本领，它不一定不具有能量，故②不正确； ③一个物体已做过的功越多，说明没做功之前具有的能多，这个物体做功后具有的能不一定多，故③不正确； ④运动的物体具有能，静止的物体可能有势能，故④不正确； ⑤物体具有的能量越多，对外做功的本领越大，做的功不一定越多，故⑤不正确； ⑥物体具有的能越多，对外做功的本领越大，它能做的功就越多，故⑥正确。 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2.水平地面上有一静止的木架。轻质弹簧的左端固定在木架的侧壁，它自由伸长时，右端恰好位于O处，弹簧的右端固定在物体上，如图甲所示；当木架突然起动时，物体在粗糙的水平木板上滑动到A处，如图乙所示。根据上述现象判断：木架向（　　）起动。此过程中，弹簧的弹性势能在（　　） A．左   增大 B．左    减少 C．右   增大 D．右   减少 【答案】C 【详解】当木架突然起动时，由图乙可知，弹簧处于压缩状态，物体相对于木架向左运动，说明木架向右运动，由于弹簧的弹性形变程度增大，所以弹簧的弹性势能增大，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 3.如图甲为蹦床运动员比赛时的场景，图乙为其在比赛中的示意图，某时刻他从A点自由下落，与水平床面接触点为B，能到达的最低点为C点。下列说法正确的是（　　） A．A点到B点过程中，运动员的惯性逐渐变大 B．在B点时，运动员的重力势能最小 C．最终，运动员会停在BC间某处 D．B点到C点过程中，运动员动能逐渐变小 【答案】C 【详解】A．惯性大小只与质量有关，A点到B点过程中，运动员质量不变，惯性不变，故A错误； B．在B点时，运动员重力大于弹力，还会继续向下运动，运动员重力势能不是最小，故B错误； C．运动员从A下落到C，再被弹起，但由于空气阻力和蹦床的能量损耗，每次弹跳高度逐渐降低。 最终会静止在平衡位置，即蹦床的形变刚好等于重力产生的拉力时的位置。 因为B是刚接触点，无形变，C是最大形变点，平衡位置在两者之间，此时弹力等于重力，所以，最终会停在BC间的某一点（平衡位置），故C正确； D．运动员从接触蹦床到最低点过程中，一开始重力大于弹力，速度还会继续增大，当重力等于弹力时，速度达到最大，此时动能最大，当重力小于弹力时，动能主要转化为蹦床弹性势能，速度减小，动能减小。从B点到C点过程中，动能先增大后减小，故D错误。 故选C。 4.如图所示，高速公路避险车道是上坡且铺有砂石，刹车失灵的汽车驶入避险车道后，会减速并陷入砂石间最终停止前进。下列说法正确的是（　　） A．汽车驶入避险车道后，车速减小，动能减小 B．汽车驶入避险车道后，车速减小，重力势能减小 C．汽车驶入避险车道后，动能全部转化为重力势能 D．避险车道路面粗糙且坡度大，可增大汽车的机械能 【答案】A 【详解】AB．汽车驶入避险车道后，质量不变，车速减小，则动能减小，高度增加，则重力势能变大，故A正确，B错误； C．汽车冲上避险车道的过程中，克服摩擦做功，一部分机械能转化为其他形式的能，汽车的动能没有全部转化为重力势能，故C错误； D．汽车冲上避险车道的过程中，克服摩擦做功，一部分机械能转化为其他形式的能，汽车的机械能是减小的，故D错误。 故选A。 二、多项选择题 5.弹簧置于光滑管内，下端固定在水平桌面上，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，向下按压弹簧到图示位置后释放小球，小球沿竖直方向运动，先后经过c、b两点，到达最高点a，小球所受空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A．小球到达最高点a时，速度为0，处于平衡状态 B．小球从图示位置上升到管口的过程中始终受到弹力，所以一直加速 C．小球从图示位置上升到管口的过程中，小球的机械能变大 D．小球从c运动到b的过程中，动能转化为重力势能 【答案】CD 【详解】A．平衡状态是指物体保持匀速直线运动或静止状态，且所受外力合力为零。小球到达最高点a时，虽然速度为0，但此时小球只受重力作用，合力不为零，不是处于平衡状态，故A错误； B．小球从图示位置上升到管口的过程中，开始时弹簧的弹力大于重力，小球加速上升；当弹簧的弹力等于重力时，小球的速度达到最大；之后弹簧弹力小于重力，小球做减速运动，故B错误； C．小球从图示位置上升到管口的过程中，弹簧对小球做功，将弹簧的弹性势能转化为小球的机械能，根据机械能守恒条件，只有重力或弹力做功时，机械能守恒，这里弹簧弹力对小球做功，小球的机械能变大，故C正确； D．小球所受空气阻力忽略不计，小球从c运动到b的过程中，高度增加，速度减小，其动能转化为重力势能，故D正确。 故选CD。 6.下列运动中的物体，动能减小的是（　　） A．加速升空的电动无人机 B．正在冲洗街道并匀速行驶的洒水车 C．下落过程中的跳水运动员 D．减速进站的“攀钢号”动车 【答案】BD 【详解】动能大小与物体的质量和速度有关。 AC．加速升空的电动无人机和下落过程中的跳水运动员，质量都不变，速度都变大，所以动能都增大，故AC不符合题意； B．正在冲洗街道并匀速行驶的洒水车，速度不变，质量变小，所以动能减小，故B符合题意； D．减速进站的“攀钢号”动车，质量不变，速度变小，所以动能减小，故D符合题意。 故选BD。 三、填空题 7.如图所示，是乌东德水电站的拦河拱坝。通过拦河拱坝使水面升高后，水的重力势能_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】变大 【详解】物体的重力势能与物体的质量和高度有关，质量一定时、高度越大，重力势能越大，水面升高后，水的重力势能变大。 8.如图所示的：“橡皮筋动力车”，旋转扇叶将橡皮筋拧紧。松手后，橡皮筋的______能转化为扇叶的______能，扇叶快速转动，小车运动起来。 【答案】 弹性势 动 【详解】[1][2]松手前，橡皮筋发生弹性形变，松手后，扇叶运动起来，橡皮筋的弹性势能转化为扇叶的动能，扇叶快速转动，小车运动起来。 9.弹力带是一种易于携带且高效实用的小型体能训练工具。如图所示，运动员用力拉弹力带，弹力带变长，该现象说明力能改变物体的______；地面对运动员的支持力是由于______发生弹性形变而产生的；在弹性限度内，弹力带的______越大，它具有的弹性势能越大。 【答案】 形状 地面 形变程度 【详解】[1]力可以改变物体的形状和运动状态，运动员用力拉弹力带，弹力带变长，该现象说明力能改变物体的形状。 [2]弹力是由于施力物体的形变产生的，所以地面对运动员的支持力是因地面发生弹性形变而产生的。 [3]弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关，在弹性限度内，弹力带的形变程度越大，它具有的弹性势能越大。 10.图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点；图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图。则过山车的动能在_____点最大，它经过C点时的速度_____（选填“大于”“小于”或“等于”）经过E点时的速度。 【答案】 C 大于 【详解】[1]由图乙知，B、C、D和E位置中，C点的过山车的动能最大。 [2]图乙中，C和E点的重力势能都为0，C点的动能比E点的大，整个过程过山车的质量不变，则C点的速度比E点的大。 11.如图所示，小明利用蹦蹦杆可以像袋鼠一样跳来跳去，小明能够向上弹起是因为压缩的弹簧具有_______能，小明被竖直弹到最高处时还具有______能。 【答案】 弹性势 重力势 【详解】[1]被压缩的弹簧由于发生了弹性形变而具有弹性势能，向上弹起的过程中弹簧的弹性势能转化为小明和蹦蹦杆的动能和重力势能。 [2]小明在最高处时，速度为零，动能为零，由于被举高，所以小明还具有重力势能。 12.如图所示，飞机向目标位置空投救灾物品，在______（选填“A”、“B”或“C”）位置释放物品较合理。救灾物品下落的过程中速度越来越大，受力________（选填“是”或“不是”）平衡的，物品的动能_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 A 不是 变大 【详解】[1]物品原来随飞机一起运动，当物品被投出后由于惯性，还要保持原来的速度继续向前运动，所以若空投时，飞机刚好处在目标的正上方，则物品不能落到目标处，会落到目标的前方，因此只有适当提前投放才能命中目标，所以飞机应在A点处进行空投。 [2]救灾物品下落的过程中速度越来越大，处于非平衡状态，受力不是平衡的。 [3]救灾物品下落的过程中，质量不变，速度越来越大，动能变大。 13.已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为Ek=0.5mv2；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】（1）6J， 0.8J；（2）6J；（3）6.8J 【详解】(1)物体被抛出时的重力势能 物体被抛出时的动能 (2)物体从被抛出点至落地的过程中，重力做功 (3)因为不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒．所以球落地前瞬间的动能 答：(1)物体被抛出时的重力势能为6J，动能为0.8J。 (2)其重力做功为6J。 (3)物体落地前瞬间的动能Ek2为6.8J。 四、实验题 14.利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB（mA＜mB）。 (1)如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的 _______ 无关。实验中探究的是 _______ （填“小球”或“木块”）的动能大小。 (2)如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：________ 。 (3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度 _______ （填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。 【答案】(1) 质量 小球 (2)速度相同时，物体质量越大，动能越大 (3)小于 【详解】（1）[1]甲、乙两图中，小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关。 [2]小球从高处落下，与木块接触前具有动能，接触后推动木块运动，木块移动距离的远近反映了小球撞击木块前动能的大小，所以探究的是小球的动能。 （2），两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得速度相同时，物体质量越大，动能越大。 （3）乙、丙两图，小球的质量相同，，丙图小球开始具有的重力势能大，落到低处时具有的动能大，而小球质量相同，所以丙图小球的速度更大。 15.游乐场中有许多有趣的游戏（如图），有些还很惊险刺激。请结合所学知识完成下列题目。 (1)“蹦床”不仅是奥运会的正式比赛项目，也是小朋友非常喜欢的游戏项目。 ①小朋友通过对蹦床施力，使蹦床发生弹性形变，因而蹦床具有了______能；同时，由于力的作用是相互 的，蹦床对小朋友也施加力，把小朋友弹到高处，小朋友的______能增加。 ②在蹦床游戏中，哪一阶段是动能转化为弹性势能______。 A．从高处下落，到刚接触蹦床 B．从接触蹦床，到蹦床形变最大 C．从离开蹦床，到上升到最高处 (2)过山车是一项非常惊险刺激的娱乐活动。 ①过山车通过A点向上运动过程中，动能______，重力势能______。（均选填“变大”、“变小”或“不变”） ②后面的“小山丘”设计得比开始时的“小山丘”低，是因为______力的存在，使机械能变少。 【答案】(1) 弹性势 重力势 B (2) 变小 变大 阻 【详解】（1）[1]物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能，蹦床发生弹性形变，所以具有弹性势能。 [2]小朋友被弹到高处，高度增加，质量不变，重力势能与高度有关，高度越高重力势能越大，所以小朋友的重力势能增加。 [3]A．从高处下落到刚接触蹦床，此过程重力势能转化为动能，故A不符合题意； B．从接触蹦床到形变最大，蹦床的弹性形变逐渐增大，小朋友的速度减小，动能减小，同时高度降低，重力势能也减小，所以是动能和重力势能转化为弹性势能，故B符合题意； C．从离开蹦床到上升到最高处，是动能转化为重力势能，故C不符合题意。 故选B。 （2）[1][2]过山车向上运动，质量不变，速度减小，动能与速度有关，速度越小动能越小，所以动能变小；高度增加，重力势能与高度有关，高度越高重力势能越大，所以重力势能变大。 [3]过山车在运动过程中，会受到轨道的摩擦力等阻力作用，阻力做功会使机械能转化为内能，导致机械能减少，所以后面的“小山丘”要低一些。 1.如图甲所示，重为的正方体滑块套在水平放置的方管上，在水平向右风力的作用下，滑块向右做匀速直线运动。将方管按图乙竖直放置后，滑块竖直向下运动。假设滑块受到风力的大小和方向始终保持不变，其受到方管的摩擦力等于它们间压力大小的0.8倍，方管足够长忽略空气阻力。关于图甲中的滑块受到的风力等于______；图乙中的滑块受到摩擦力等于______，图乙中滑块的动能变化情况是______。 【答案】 一直增大 【详解】[1]图甲中，滑块P向右做匀速直线运动，水平方向上风力与滑块P所受摩擦力平衡，即；竖直方向上，滑块对方管的压力等于重力，已知摩擦力等于压力大小的0.8倍，所以，则风力 [2]图乙中，滑块P竖直向下运动，水平方向上滑块对方管的压力等于风力 其受到方管的摩擦力等于它们间压力大小的0.8倍，则图乙中的滑块受到摩擦力 [3]图乙中，滑块P受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力，因为，滑块受非平衡力，合力方向竖直向下，已知滑块竖直向下运动，则滑块竖直向下做加速运动；滑块质量不变，速度增大，根据动能大小影响因素可知，动能一直增大。 2.高空抛物被称之为“悬在城市上空的痛”，其强大的打击力对人们的生命安全构成了严重威胁。为了探究“高空抛物对地面打击力的大小与哪些因素有关”。小华提出了下列猜想： 猜想一：打击力的大小与物体的高度有关； 猜想二：打击力的大小与物体的质量有关。 为了验证猜想，准备的器材有：一个足球和一个篮球（如图甲所示）、三张面积足够大的白纸和印纸（注：印纸受到力的挤压后会在下方的白纸上留下印迹）。 (1)高空抛物时，重物在下落过程中重力对其做功，重物的___________能转化为___________能。 (2)实验中用足球或篮球模拟高空抛下的物体，通过观察物体落在白纸上形成印迹的___________来反映其对地面打击力的大小。 (3)为了验证猜想一，小华设计了如下实验步骤： a.将印纸叠放在白纸上并平放于水平地面，再将足球从印纸正上方的高度处由静止释放，足球对印纸的打击力为，并在白纸上留下“印迹1”，如图乙所示； b.换用新的白纸和印纸，将足球从印纸正上方的（）高度处由静止释放，足球在白纸上留下“印迹2”，如图乙所示；对比“印迹1”和“印迹2”可以得出结论：同一物体，所处的高度越高，对地面打击力越___________。 (4)为了验证猜想二，小华换用新的白纸和印纸，将篮球（）从印纸正上方的高度处由静止释放，篮球对印纸的打击力为，并在白纸上留下“印迹3”，如图乙所示。他通过比较“印迹1”和“印迹3”得出结论：同一高度由静止释放的物体，质量越大，对地面打击力越大。你认为小华通过上述实验过程得出的结论___________（选填“可信”或“不可信”），理由是：___________。 【答案】(1) 重力势 动 (2)大小 (3)大 (4) 不可信 没有控制球的弹性相同 【详解】（1）[1][2]重物在下落过程中，高度减小，物体的重力势能减小；下落过程中物体的速度增大，物体的动能增大，根据机械能守恒可知在下落过程中物体的重力势能转化为物体的动能。 （2）本实验利用转换法，将物体落在白纸上形成的印迹大小转换为物体对地面打击力的大小，印迹越大，则代表物体对地面的打击力越大。 （3）根据题图可知，高度越高，足球在白纸上形成的印迹越大，说明对地面的打击力越大。故可得出结论：同一物体，所处的高度越高，对地面的打击力越大。 （4）[1][2]篮球和足球不仅质量不同，弹性也不同，落到地面时，力对篮球和足球的作用效果不同，对实验结果会有影响，而且也没有满足控制变量法的要求，故小华通过上述实验过程得出的结论不可信。 3.小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验与探究：让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。已知该轻质橡皮筋每受到的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到A、B、C三点的距离分别为：、、。（不计空气阻力） (1)小球从P点运动到A点过程中，到达A点瞬间，橡皮筋受到的拉力为______N；当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为______（选填“”、“”或“0”），此时，小球处于______状态（选填“平衡”或“非平衡）； (2)从A点运动到B点过程中小球的动能______，重力势能______，机械能______（填“变大”、“变小”或者“不变”）； (3)实验中所用小球的重力为______N。 【答案】(1) 0 0 非平衡 (2) 变大 变小 变小 (3)4 【详解】（1）[1]由图乙可知，小球从P点运动到A点过程中，到达A点瞬间，橡皮筋受到的拉力为0N，说明此时橡皮筋长度等于原长。 [2]小球受到竖直向下的重力作用，继续加速向下运动，橡皮筋逐渐伸长，竖直向上的弹力逐渐变大，当橡皮筋的弹力增大到等于重力时，速度达到最大值，即到达B点；之后小球继续向下运动，但重力小于弹力，合力的方向竖直向上，小球做减速运动，到达C点时，弹力达到最大，即橡皮筋的伸长量最大，所以此时小球的速度减为0。 [3]小球做减速运动，到达C点时，弹力大于重力，不满足二力平衡，故小球处于非平衡状态。 （2）[1][2][3]由以上分析可知，从A点运动到B点过程中小球的速度变大，故动能增大；由于高度变小，故重力势能减小。因从A点运动到B点过程中，小球的机械能有一部分转化为橡皮筋的弹性势能，故机械能减小。 （3）由图可知，小球从P点下落到B点时，橡皮筋的伸长量为 橡皮筋每受到0.2N的拉力就伸长1cm，即0.01m，则弹力大小为 由图丙可知，小球从P点下落到B点时，小球的速度是最大的，满足重力等于弹力，所以小球的重力为。 24 / 36 学科网（北京）股份有限公司 $ ( 完成时间： 月 日 今日打卡：☐ 已完成 用时： min 自评勋章： ) 暑假作业13 动能势能与机械能转化综合专题 ( 目 录 01 知识积累 02 题型速练 一、辨析物体动能、势能是否存在（共4小题） 二、动能、重力势能、弹性势能的影响因素（共6小题） （难★） 三、判断生活中动能、势能的大小变化（共5小题） 四、单一情境下的机械能相互转化判断（共4小题） 五、应用机械能转化原理解释生活现象（共5小题） 六、机械能大小与状态变化的图像关系（共4小题） （难★★★） 七、根据运动状态判断机械能守恒情况（共6小题） （易错★★） 八、复杂场景下的机械能综合转化与分析（共7小题） （难★★） 03 巩固提升练 04 能力培优练 ) ( 知识梳理 一天一练，温故知新，快乐过暑假 ) 一、机械能分类及影响因素 能量类型 定义 影响因素 动能 物体由于运动而具有的能量 质量、运动速度 重力势能 物体由于被举高而具有的能量 质量、被举高度 弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能量 弹性形变程度、物体材料性质 注意：（1）动能只与质量和速度有关，与物体运动路径、运动方向无关。 （2）重力势能的高度为相对高度，参考面可自由选取，高度越高，重力势能越大。 （3）弹性势能只针对发生弹性形变的物体，塑性形变不产生弹性势能。 二、能量大小变化规律 1. 动能变化：质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。 2. 重力势能变化：质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大。 3. 弹性势能变化：同一物体，弹性形变程度越大，弹性势能越大。 三、机械能定义与守恒条件 1. 机械能：动能和势能（重力势能、弹性势能）的总和，统称为机械能。 2. 机械能守恒条件：只有动能和势能相互转化，不计空气阻力、不计摩擦，无外力做功。 3. 不守恒情况：存在摩擦、空气阻力或有外力做功时，机械能减小，部分机械能转化为内能。 ( 题型速练 一题一思，查漏补缺，轻松迎开学 ) 一、辨析物体动能、势能是否存在（共4小题） 1.下列关于功和能的关系的说法中，正确的是（　　） A．一个物体没有做功，它一定不具有能量 B．一个物体能够做的功越多，其势能一定越大 C．一个物体具有能量，说明它正在做功 D．一个物体能够做功，说明它具有能量 2.如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1~t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（　　） A．E1<E2<E3 B．E1>E2>E3 C．E1<E2=E3 D．E1=E2<E3 3.如图是运动员参加射箭比赛时的场景，下列说法错误的是 A．运动员将弓举起的过程对弓做功 B．弓被拉得越弯产生的弹力越小 C．弓被拉得越弯弹性势能越大 D．箭被射出说明力可以改变物体的运动状态 4.如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A、B、C、D时，那么在哪一点时，此物体的重力势能最大（　　） A．在A点 B．在B点 C．在C点 D．在D点 二、动能、重力势能、弹性势能的影响因素（共6小题） 5.甲、乙两质量相同的人，同时从同一起跑线出发，同向做匀速直线运动，某时刻他们的位置如图所示，此时甲的速度________乙的速度，甲的动能__________乙的动能。（两个空都选填“大于”、“小于”、“等于”。） 6.如图所示，运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，它的______能就越大，箭就射得越远。 7. A、B两个小球所处的位置如图所示，通过以上信息可否判断A和B哪个重力势能较大？______，你的理由是______。 8.如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，实验小组将小钢球从高度为的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块向前移动一段距离后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验，。 （1）小钢球在滚下斜面的过程中，______能转化为动能。小钢球的动能大小是通过______（选填“高度”或“距离”）的大小来反映的，这种方法在物理学中叫作________法。本实验用到另一种物理探究方法是________法； （2）在同样的水平面上，木块被撞得越远，小钢球对木块做的功就越________，小钢球的动能就越________； （3）分析比较甲、乙两图可得结论：物体质量相同时，速度越大，动能越________； （4）比较________两图，可探究动能与质量的关系，此探究过程中两球刚到达水平面时的速度________（选填“相等”或“不相等”），结论是________________________________； 【补充设问】 （5）若水平面绝对光滑，木块受到小钢球撞击后将_____________，________（选填“能”或“不能”）达到实验探究的目的； （6）小丽根据乙、丙两图也得出了“物体的动能大小与质量有关”的结论，她的结论是否可靠?________（选填“是”或“否”），理由是______； （7）小欣联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端同一高度由静止滑下，比较小车在不同表面滑行的距离，则小车在三个表面克服摩擦力做功________（选填“相等”或“不相 等”）； （8）实验过程中，小明发现木块移动的距离较短，不易进行观察和比较，对此请你写出一条改进措施：_________________________； 小华发现钢球从斜面滚下时，运动的方向难控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小华提供一种改进方案：_________________； （9）①请你根据得出的实验结论解释为什么相同路段不同车型的限速不同（如图丁所示）：__________； ②请你从物理学的角度谈谈安全行车需要注意的问题：________________________； （10）同学们进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大，于是利用实验器材进行了测定，得到数据如表： 实验序号 小球的质量 小球自由滚下到水平面的速度 木块被撞后运动的距离 1 30 2 4 2 30 4 16 3 60 2 8 分析表格中对应的数据可知，________对物体的动能影响更大。 9.探究篮球反弹性能的强弱与哪些因素有关？ 【猜想与假设】 猜想一：可能与篮球的材质有关； 猜想二：可能与篮球的充气情况有关； 【制定计划与设计实验】 在探究猜想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球，设计了以下实验方案。 方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度； 方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落。观察比较它们反弹后的高度 方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同的高度。观察比较它们所需自由下落高度。 【评估与交流】 (1)按照方案一探究，其不足之处是___________； (2)按照方案二探究。篮球反弹后的高度越高，反弹性能就___________；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，我们把这种研究方法称之为___________。 (3)按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越高，反弹性能就越___________。 类比于机械效率，我们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机械能的___________来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越___________。 10.高空抛物是极不文明且会对他人造成危害的行为，通过学习重力势能后，小杨想用实验来探究造成危害的因素。她认为小球从高处自由落下砸到木桩上能对木桩做功，使木桩陷入沙土中。然后设计了如图所示的实验（mA＜mB=mC=mD；hA=hB＜hC=hD） (1)实验中是根据___________来判断小球重力势能的大小，这种研究方法叫___________法。 (2)小球由高处自由下落过程中，重力势能转化为___________。通过观察A、B两小球的实验，发现B组木桩陷入沙土更深，说明当高度相同时，重力势能的大小与___________有关。 (3)通过观察___________两小球的实验，说明当小球质量相同时，重力势能的大小还与___________有关。 (4)小杨还想探究重力势能的大小与运动轨迹是否有关，于是找来一根光滑管道，把小球D从与C球高度相同的管道顶端释放，发现木桩陷入沙土的深度与C球作用的深度相同，由此判断重力势能大小与运动轨迹___________（选填“有关”或“无关”）。 三、判断生活中动能、势能的大小变化（共5小题） 11.如图，洒水车在洒水作业，在某段水平路面上匀速行驶，则（　　） A．洒水车整体动能不变 B．洒水车整体动能变小 C．洒水车整体重力势能不变 D．洒水车整体重力势能变大 12.北京时间2025年4月24日17时17分，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟二十号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道。在飞船加速上升的过程中，飞船的动能（　　） A．变小 B．不变 C．变大 D．无法判断 13.如图所示，小孩滑滑梯时，从滑梯的顶部匀速滑动到地面的过程中，它的动能__________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 14.如图所示，是《天工开物》中的一种汲水装置——筒车，河水流动带动筒车转动，同时通过竹筒把水运到高处，此过程中竹筒内水的重力势能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 15.如图甲所示，一根轻质弹簧（质量不计）固定在水平桌面上，此时弹簧______（选填“有”或“没有”）弹性势能。图乙中弹簧的弹性势能______（选填“大于”或“小于”）图丙中弹簧的弹性势能。 四、单一情境下的机械能相互转化判断（共4小题） 16.如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降，下列说法正确的是（　　） A．飞机在水面高速滑行时，动能增大，重力势能增大 B．飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能 C．飞机减速下降的过程中，其机械能一定减小 D．飞机沿水平方向匀速飞行时，其机械能增大 17.如图，两个完全相同的小球甲、乙，以同样的速度沿着与水平方向均成θ角斜向上抛出，甲球沿光滑斜面，乙球抛向空中，不计空气阻力，甲、乙能到达的最高点分别为a点与b点，离地高度为h1和h2。在上升过程中，两小球的机械能__________（选填“守恒”或“不守恒”），图中h1__________h2，va__________vb（选填“>”、“=”或“<”）。 18.如图所示，是一款钢珠“永动机”艺术摆件。当钢珠由轨道A点释放后，钢珠会沿图中轨迹循环往复运动。钢珠离开轨道B点上升的过程中，主要是将______能转化为_____能。 19.如图是潮汐发电站的示意图，涨潮和落潮的时候都可以把海水的______能转化为水流的______能，从而带动水轮机发电。 五、应用机械能转化原理解释生活现象（共5小题） 20.将扁平的石子向水面快速抛出，在满足一定条件的情况下，石子会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。下图中虚线是某次打水漂过程中石子在水面上的运动轨迹。下列说法正确的是（　　） A．抛石子时，手对石子做了功，石子的动能增大 B．据图可知，石子在水面上从右向左运动 C．据图可知，石子受到的重力逐渐减小 D．据图可知，石子最终将漂浮在水面上 21.如图所示为运动员在撑杆跳高的场景，下列说法正确的是（  ） A．杆被压得越弯，产生的弹力越小 B．杆被压得越弯，杆弹性势能越大 C．杆的弹性势能跟被压弯程度无关 D．杆被压得越弯，运动员的弹性势能越大 22.如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、 垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中，有以下说法： A．缓冲器的机械能守恒 B．摩擦力做功消耗机械能 C．垫板的动能全部转化为内能 D．弹簧的弹性势能全部转化为动能 从上面选项中选择正确说法 ___________，然后解释该结构工作的原理 ___________。 23.如图所示是撑杆跳高运动员在比赛时的情景。运动员起跳时，笔直的撑杆变得弯曲，此过程中撑杆的______能增大，若在撑杆由弯变直的过程中把运动员看作在匀速上升，则此过程运动员的机械能______（选填“变大”“变小”或“不变”）；当运动员上升至最高点时，运动员的动能______（选填“为”或“不为”）零。 24.如图是小朋友玩蹦床的情景。小朋友在蹦床发生最大形变处到向上运动再到刚离开蹦床的过程中，他的重力势能______，动能______。当上升到最高点时，他的速度为零，此时他处于______（选填“平衡”或“非平衡”）状态。（不计空气阻力） 六、机械能大小与状态变化的图像关系（共4小题） 25.质量相同的甲、乙两物体各自在水平拉力的作用下，在同一水平面上做直线运动，它们的s-t图像如图所示，则下列判断正确的是（　　） A．甲的速度可能小于乙的速度 B．甲和乙的机械能可能相等 C．甲的动能一定大于乙的动能 D．甲的惯性一定大于乙的惯性 26. “反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（　　） A．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少 B．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少 C．人在B点时动能最大 D．弹性绳的弹性势能在B点时最大 27.如图所示，忽略空气阻力，小球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，到达P点时离开轨道，继续上升至最高点N后再下落经过Q点，O、P、Q三点在同一水平高度。 (1)小球在O、P两点的速度分别为和，则___________（>/=/<）； (2)小球在P点的机械能___________（大于/等于/小于）Q点的机械能。 28.以下过程忽略空气作用力。如图1物体从A点水平飞出，先碰B点，再至C点，后沿水平面滑到F点。图2是物体从离开A点到碰到B点前后能量数据，碰撞B点过程损失的机械能为______J。 七、根据运动状态判断机械能守恒情况（共6小题） 29.如图所示是我国拥有自主知识产权的第二架 C919 大型客机，假设它飞行时的质量不变，下列说法正确的是（　　） A．飞机在加速上升时动能不变，重力势能增大 B．飞机在匀速水平飞行时的重力势能增大，机械能不变 C．飞机在减速下降时的动能减小，机械能不变 D．飞机在匀速上升时动能不变，重力势能增大 30.如图，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（小球与地面不接触且不计空气阻力），a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置，则小球从a运动到c的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球在a点的弹性势能最大 B．小球在b点时的机械能最大 C．小球的速度一直发生变化，因为没有力维持小球的运动 D．小球在c点受到平衡力的作用 31.如图所示，某种可重复使用火箭在降落过程中，通过控制推力，沿竖直方向先从点匀速运动到点，再从点运动到点时速度减小至0，且，不计运动过程中的空气阻力，忽略火箭质量的变化。则（　　） A．AB段火箭的重力势能不变 B．BC段火箭的机械能不变 C．AB段火箭重力所做的功大于BC段 D．AB段火箭重力做功的功率大于BC段 32.如图所示，一个铁锁用绳子悬挂起来，同学将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，到达最高点后又摆回来，摆回的铁锁不会打到同学的鼻子，过程中空气阻力不可忽略。下列说法正确的是（　　） A．整个过程只有重力对锁做功 B．摆到最低点时，若所有力消失，锁不会静止 C．锁最终会停在最低点，锁的机械能凭空消失了 D．从最高点摆到最低点，减少的重力势能大于增加的动能 33.如图所示，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成首次自动交会对接，下列说法合理的是（    ） A．从地球上带到天宫二号空间实验室的水稻种子质量会变小 B．天舟一号飞船在发射加速升空时，重力势能增加，机械能不变 C．天舟一号飞船在发射加速升空时，重力势能不变，机械能增加 D．天舟一号飞船在发射加速升空时，重力势能增加，机械能增加 34.如图是一种神奇的“魔罐”，其制作方法是：橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，在橡皮筋的中间系一个钩码，当你用手按着“魔罐”在水平地面上滚出后，松手后它能自动滚回来的原因是_____能转化为_____能。“魔罐”滚回来后不能回到原释放点的位置，主要原因是魔罐离开手后，它的机械能_____（减小/增大）。 八、复杂场景下的机械能综合转化与分析（共7小题） 35.如题图甲为乒乓球发球机，在同一高度以相同的初速度朝不同方向依次发出a、b、c三个质量相同的乒乓球，运动轨迹如图乙所示。若不计空气阻力，当乒乓球分别运动到A、B、C处时，动能最大的是_______（选填“A”“B”或“C”）；在a乒乓球在上升过程中，_______能增大；三个乒乓球到达水平球台的速度_______（选填“相同”或“不相同”）。 36.如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球（球上有小孔）套在铁架台的金属杆AB上面，现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，弹簧原来的长度_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）40cm，在0~t1过程中，小球的动能_______（选填“增大”“减小”、“先增大后减小”或“不变”），此过程中小球重力势能的变化量_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）动能变化量，在t1、t2、t3三个时刻，小球的动能分别为Ek1、Ek2、Ek3，其大小关系是_______（用“＞”、“＜”或“＝”连接）。 37.如图所示是小静设计的一款无需电池和燃料的无碳小车。重物下落时，带动车轮转动，驱动无碳小车向前运动。此过程中重物的___________能转化为小车的___________能。若要使无碳小车运动得更远，可增大重物的___________。 38.如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力。 位置 机械能/J 重力势能/J 甲 13 6 乙 12 10 （1）篮球直径为24.6__________（选填“mm”、“cm”或“dm”），质量为0.6kg，g取10N/kg，则该篮球受到的重力为__________N； （2）请在图中乙位置画出篮球的受力示意图；_____ （3）篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程损失的机械能为__________J，在乙位置时的动能为__________J。 39.在2025年11月1日的苏超决赛中，南通队31号球员季桑楠双手将足球用力抛出，部分运动轨迹如图甲所示。足球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的参数如图乙所示。 (1)通过数据分析可得，足球在M点时的机械能______（大于/等于/小于）足球在N点时的机械能；在整个运动过程中，足球的机械能______（守恒/不守恒）； (2)在图甲中，已知M、N可能是①、②、③中的某两点，其中位置①和③离地高度相等。M点的位置最有 可能在位置______（①/②/③）。 40.《天工开物》记载了一种农用机械，名为“筒车”，如题图甲所示。筒车利用水流冲击水轮，使其旋转。在轮轴上安装的竹筒随着轮轴一起转动，当筒口转到低处时便舀满水，随着轮轴上升，筒口到达高处时倒出水来，以此循环往复，以满足农田灌溉的需求。 （1）筒车的工作原理是把流水的________能转化为_________能。 （2）若筒车匀速转动，则竹筒受到__________（选填“平衡力”或“非平衡力”）的作用。 （3）如图乙所示，若接水槽离取水处高5m，水轮上有 12个取水筒，一个取水筒每次可取水5kg，该筒车旋转一周对水所做的功为______J。若筒车旋转一周需要60s，则筒车对水做功的功率为______W。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）若要提高其做功的功率，则筒车应安装在水流较_______（选填“急”或“缓”）的地方。 41.蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。 已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。请根据图像解答下列问题。弹性细绳原长为___________m，小球下落的最大高度为___________m。 已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力，求弹性细绳的最大弹性势能___________J。 做题关键注意事项（高频易错） 1. 超级易错：速度为0 → 动能为0；但高度不为0 → 重力势能不为0，机械能不为0。 2. 匀速直线运动：动能一定不变，但机械能不一定不变（升降会改变势能）。 3. 机械能减小的本质：克服摩擦、阻力做功，机械能转化为内能，不是能量消失。 4. 判断能量变化必须分开看：先看速度判动能，再看高度判势能，最后相加判机械能。 5. 质量不可忽略：题目出现“洒水、喷油、掉落货物”，质量减小，动能、势能都会减小。 6. 静止物体动能一定为0，但重力势能看参考面，不一定为0。 7. 弹性势能只看形变程度，与速度、高度没有直接关系。 8. 人造卫星题型：太空无空气阻力，机械能守恒；近地点动能大、势能小，远地点势能大、动能小。 常见机械能转化模型（考试直接套） 物理场景 能量转化 机械能情况 自由下落、滑梯下滑 重力势能 → 动能 有阻力则减小 竖直上抛、跳高上升 动能 → 重力势能 有阻力则减小 滚摆、单摆摆动 上下往复转化动能、重力势能 实际运动机械能不断减小 弹簧弹开、压缩弹簧 动能、弹性势能相互转化 无阻力守恒 一、单项选择题 1.下列关于能的叙述中，都正确的一组是（　　） ①一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 ②一个物体没有做功，它一定不具有能量 ③一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 ④运动的物体具有能，静止的物体没有能 ⑤物体具有的能量越多，做的功越多 ⑥物体具有的能越多，它能做的功就越多 A．①⑥ B．①②⑤ C．④⑤⑥ D．①③⑥ 2.水平地面上有一静止的木架。轻质弹簧的左端固定在木架的侧壁，它自由伸长时，右端恰好位于O处，弹簧的右端固定在物体上，如图甲所示；当木架突然起动时，物体在粗糙的水平木板上滑动到A处，如图乙所示。根据上述现象判断：木架向（　　）起动。此过程中，弹簧的弹性势能在（　　） A．左   增大 B．左    减少 C．右   增大 D．右   减少 3.如图甲为蹦床运动员比赛时的场景，图乙为其在比赛中的示意图，某时刻他从A点自由下落，与水平床面接触点为B，能到达的最低点为C点。下列说法正确的是（　　） A．A点到B点过程中，运动员的惯性逐渐变大 B．在B点时，运动员的重力势能最小 C．最终，运动员会停在BC间某处 D．B点到C点过程中，运动员动能逐渐变小 4.如图所示，高速公路避险车道是上坡且铺有砂石，刹车失灵的汽车驶入避险车道后，会减速并陷入砂石间最终停止前进。下列说法正确的是（　　） A．汽车驶入避险车道后，车速减小，动能减小 B．汽车驶入避险车道后，车速减小，重力势能减小 C．汽车驶入避险车道后，动能全部转化为重力势能 D．避险车道路面粗糙且坡度大，可增大汽车的机械能 二、多项选择题 5.弹簧置于光滑管内，下端固定在水平桌面上，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，向下按压弹簧到图示位置后释放小球，小球沿竖直方向运动，先后经过c、b两点，到达最高点a，小球所受空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是（　　） A．小球到达最高点a时，速度为0，处于平衡状态 B．小球从图示位置上升到管口的过程中始终受到弹力，所以一直加速 C．小球从图示位置上升到管口的过程中，小球的机械能变大 D．小球从c运动到b的过程中，动能转化为重力势能 6.下列运动中的物体，动能减小的是（　　） A．加速升空的电动无人机 B．正在冲洗街道并匀速行驶的洒水车 C．下落过程中的跳水运动员 D．减速进站的“攀钢号”动车 三、填空题 7.如图所示，是乌东德水电站的拦河拱坝。通过拦河拱坝使水面升高后，水的重力势能_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 8.如图所示的：“橡皮筋动力车”，旋转扇叶将橡皮筋拧紧。松手后，橡皮筋的______能转化为扇叶的______能，扇叶快速转动，小车运动起来。 9.弹力带是一种易于携带且高效实用的小型体能训练工具。如图所示，运动员用力拉弹力带，弹力带变长，该现象说明力能改变物体的______；地面对运动员的支持力是由于______发生弹性形变而产生的；在弹性限度内，弹力带的______越大，它具有的弹性势能越大。 10.图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点；图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图。则过山车的动能在_____点最大，它经过C点时的速度_____（选填“大于”“小于”或“等于”）经过E点时的速度。 11.如图所示，小明利用蹦蹦杆可以像袋鼠一样跳来跳去，小明能够向上弹起是因为压缩的弹簧具有_______能，小明被竖直弹到最高处时还具有______能。 12.如图所示，飞机向目标位置空投救灾物品，在______（选填“A”、“B”或“C”）位置释放物品较合理。救灾物品下落的过程中速度越来越大，受力________（选填“是”或“不是”）平衡的，物品的动能_________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 13.已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为Ek=0.5mv2；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。 四、实验题 14.利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2，球A、B的质量分别为mA、mB（mA＜mB）。 (1)如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的 _______ 无关。实验中探究的是 _______ （填“小球”或“木块”）的动能大小。 (2)如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：________ 。 (3)图乙中小球B到达竖直位置时的速度 _______ （填“大于”、“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。 15.游乐场中有许多有趣的游戏（如图），有些还很惊险刺激。请结合所学知识完成下列题目。 (1)“蹦床”不仅是奥运会的正式比赛项目，也是小朋友非常喜欢的游戏项目。 ①小朋友通过对蹦床施力，使蹦床发生弹性形变，因而蹦床具有了______能；同时，由于力的作用是相互 的，蹦床对小朋友也施加力，把小朋友弹到高处，小朋友的______能增加。 ②在蹦床游戏中，哪一阶段是动能转化为弹性势能______。 A．从高处下落，到刚接触蹦床 B．从接触蹦床，到蹦床形变最大 C．从离开蹦床，到上升到最高处 (2)过山车是一项非常惊险刺激的娱乐活动。 ①过山车通过A点向上运动过程中，动能______，重力势能______。（均选填“变大”、“变小”或“不变”） ②后面的“小山丘”设计得比开始时的“小山丘”低，是因为______力的存在，使机械能变少。 1.如图甲所示，重为的正方体滑块套在水平放置的方管上，在水平向右风力的作用下，滑块向右做匀速直线运动。将方管按图乙竖直放置后，滑块竖直向下运动。假设滑块受到风力的大小和方向始终保持不变，其受到方管的摩擦力等于它们间压力大小的0.8倍，方管足够长忽略空气阻力。关于图甲中的滑块受到的风力等于______；图乙中的滑块受到摩擦力等于______，图乙中滑块的动能变化情况是______。 2.高空抛物被称之为“悬在城市上空的痛”，其强大的打击力对人们的生命安全构成了严重威胁。为了探究“高空抛物对地面打击力的大小与哪些因素有关”。小华提出了下列猜想： 猜想一：打击力的大小与物体的高度有关； 猜想二：打击力的大小与物体的质量有关。 为了验证猜想，准备的器材有：一个足球和一个篮球（如图甲所示）、三张面积足够大的白纸和印纸（注：印纸受到力的挤压后会在下方的白纸上留下印迹）。 (1)高空抛物时，重物在下落过程中重力对其做功，重物的___________能转化为___________能。 (2)实验中用足球或篮球模拟高空抛下的物体，通过观察物体落在白纸上形成印迹的___________来反映其对地面打击力的大小。 (3)为了验证猜想一，小华设计了如下实验步骤： a.将印纸叠放在白纸上并平放于水平地面，再将足球从印纸正上方的高度处由静止释放，足球对印纸的打击力为，并在白纸上留下“印迹1”，如图乙所示； b.换用新的白纸和印纸，将足球从印纸正上方的（）高度处由静止释放，足球在白纸上留下“印迹2”，如图乙所示；对比“印迹1”和“印迹2”可以得出结论：同一物体，所处的高度越高，对地面打击力越___________。 (4)为了验证猜想二，小华换用新的白纸和印纸，将篮球（）从印纸正上方的高度处由静止释放，篮球对印纸的打击力为，并在白纸上留下“印迹3”，如图乙所示。他通过比较“印迹1”和“印迹3”得出结论：同一高度由静止释放的物体，质量越大，对地面打击力越大。你认为小华通过上述实验过程得出的结论___________（选填“可信”或“不可信”），理由是：___________。 3.小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验与探究：让一系于橡皮筋一端的小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示，整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。已知该轻质橡皮筋每受到的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到A、B、C三点的距离分别为：、、。（不计空气阻力） (1)小球从P点运动到A点过程中，到达A点瞬间，橡皮筋受到的拉力为______N；当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为______（选填“”、“”或“0”），此时，小球处于______状态（选填“平衡”或“非平衡）； (2)从A点运动到B点过程中小球的动能______，重力势能______，机械能______（填“变大”、“变小”或者“不变”）； (3)实验中所用小球的重力为______N。 15 / 22 学科网（北京）股份有限公司 $