期末复习之能量转化分析
知识回顾
一、能量的存在
大量的事实表明，自然界中的各种形式的能量都不是 孤立 的，不同形式的能量会发生 转化 ，
能量也会在不同的物体间相互 转移 。
日常生活中常说“消耗能量”、“利用能量”或者“获得能量”实质上就是能量的相互 转化 或
转移 的过程。
能量转化是一个普遍的现象，自然界中物质 运动形式 的变化总伴随着 能量 的相互转化。
常见的能量种类：
机械能：做机械运动的物体具有机械能。
化学能：储存在食物和燃料中的能量属于化学能。
电能：电以各种形式做功(即产生能量)的能力叫做电能。
声能：声音具有的能量，这种能量称为声能。
电磁能：电磁辐射具有能量，这种能量叫做电磁能；光能就是电磁能的一种，太阳能是光能的一种。
核能：原子核发生变化时放出的能量，变化方式分核裂变和核聚变
。。。。。。。。。
二、机械能
机械能： 动能 和 势能 统称为机械能。
（1）动能：物体由于 运动 而具有的能。
（2）重力势能：物体由于被 举高 而具有的能。
（3）弹性势能：物体由于发生 弹性形变 而具有的能。
动能和势能的影响因素。
（1）影响动能的因素是物体的 质量 和 速度 。质量相同时，速度大的物体具有的动能 大 ；速度
相同时 ，质量大的物体具有的动能 大 。
（2）影响重力势能的因素是物体的 质量 和 高度 。质量相同时，高度大的物体重力势能 大 ；
高度相同时，质量大的物体重力势能 大 。
（3）同一物体的弹性形变越大，其弹性势能越 大 。
三、核能
质子 （带正电）
原子核
原子结构：原子 中子 （不带电）
核外电子 （带负电）
核能（也叫原子核能或原子能）指的是 原子核 在发生改变的过程中，释放出巨大的 能量 。
获得核能的两条途径 裂变 和 聚变 。
（1）质量较大的原子核在 电子轰击下 分裂成2个新原子核，并释放能量，这一过程称为 裂变 。
原子弹 、 核电站 、 核潜艇 是根据这一原理制造的。
（2）2个质量较小的原子核，在 超高温 条件下聚合成质量较大的一个新核，同时释放出能量的过程叫 聚变 ，又叫 热核 反应。 氢弹 就是根据这一原理制造的。
核电站利用 裂变 获得能量，它的核心设备是 核反应堆 。核反应堆是通过可以控制的裂变反应释
放核能的设备。能量转化途径是： 核 能→ 内 能→ 机械 能→ 电 能。
原子核的裂变和聚变都会产生肉眼看不见的能量很高的 α 射线、 β 射线、 γ 射线。其中可以用
于机械设备探伤、种子变异、治疗肿瘤的是 γ 射线 。
四、能量转化和守恒
能量的转化和守恒定律：能量既不会 消失 ，也不会 创生 ，它只会从一种形式 转化 为其他形式，
或者从一个物体 转移 到另一个物体，而在 转化 和 转移 的过程中，能的总量 保持不变 。
能量的转化和守恒定律是自然界最 普遍 、最 重要 的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命
运动，无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。
能量的转移和转化有一定的方向性。
（1）“永动机”不可能成功是因为它违背了 能量转化与守恒定律 。
（2）自然界的事物的运动和变化都必须遵循 能量转化和守恒定律 ，但符合能量和守恒定律的事件
却 不一定 （一定/不一定）能够发生。
例题分析
1.指出下列过程中能量的转化：
（1）雪崩时的能量转化: 势 能转化为 动 能；
（2）人造卫星: 太阳 能转化为 电 能；
（3）青蛙跃起扑食的过程: 化学 能转化为 机械 能和 内 能；
（4）胶片感光成像: 光 能转化为 化学 能。
（5）特技跳伞: 重力势 能转化为 动 能和 内 能；
（6）森林火灾: 化学 能转化为 光 能和 内 能；
（7）植物生长: 光 能转化为 化学 能；
（8）水电站(工作时): 机械 能转化为 电 能。
2.2018年12月8日，嫦娥四号﹣﹣世界首颗在月球背面软着陆的航天器，由长征三号运载火箭发射成功。如图所示，是发射时的情景。在此过程中，嫦娥四号的（ B ）
A．动能增大，势能不变，机械能增大
B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能减小，势能增大，机械能不变
D．动能不变，势能减小，机械能减小
3.如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的（ D ）
A．动能增加，重力势能增加
B．动能不变，机械能减少
C．动能减少，重力势能增加
D．动能不变，机械能增加
4.和平利用核能，提高清洁能源比重，是我国能源发展战略的重要内容，关于核能，下列说法正确的是（ A ）
A．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
B．核反应堆中，核能是通过聚变释放的能量
C．核能是可再生能源也是二次能源
D．原子弹和氢弹都是利用核聚变的原理制成的
5.大力发展核能是解决能源危机的主要出路之一。如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，不正确的是（ C ）
A．核反应堆：核能转化为内能 B．蒸汽轮机：内能转化为机械能
C．发电机：电能转化为机械能 D．电采暖：电能转化为内能
6.根据能量守恒定律可知，下列说法正确的是（ C ）
A．随着科技的发展，永动机是可能制成的
B．太阳照射到地球上的光能转化为其他形式的能量，但照射到宇宙的能量就消失了
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”的想法是违背能量转化和守恒定律的
D．有种“全自动”手表，不上发条，也不用电源，却能一直走动，说明能量也可以无条件的产生
变式训练
1.指出下列现象中能量的转化或转移情况。
(1)下雨天看到闪电并听到雷声： _______电能转化为光能和声能__ __。
(2)人在跑步时发热出汗： ________人体化学能转化为内能________________________________________。
(3)电饭煲通电煮饭： ________电能转化为内能_________________________。
(4)飞驰的流星拖着一条发光的尾巴： ________机械能转化为内能________________________________。
(5)火箭点燃后腾空而起： _________化学能转化为机械能________________________。
(6)核电站发电的能量转化顺序：核能----内能---机械能---电能 。
2.如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法正确的是（ B ）
A．重力势能不变，机械能不变
B．重力势能、动能、机械能均变小
C．动能变小，机械能不变
D．动能不变，机械能变小
3.如所示是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花，花盆表面的太阳能电池板在光照下产生电流驱动电动机，使小花左右摆动。下列有关该小花摆动过程中能量转化的描述正确的是( C )
A．叶片将光能转化为化学能
B．电动机将机械能转化为电能
C．电动机将电能转化为机械能
D．小花将动能转化为化学能
4.图中是核电站工作的流程图，关于流程图中各装置的能量及转化，说法不正确的是（ B ）
A．反应堆靠核裂变提供核能
B．汽轮机将机械能转化为内能
C．发电机利用电磁感应现象获得电能
D．多次能量的转化均遵守能量守恒定律
5.如图所示，从斜面上滚下的小球能推动平面上的木块前进一段距离，最后小球和木块都静止，对此现象，下列说法中正确的是（ D ）
A．小球和木块的机械能都消失了
B．小球的机械能转移到木块上，但机械能的总量保持不变
C．小球与木块都静止后，能量不守恒了
D．小球和木块的机械能转化成其他形式的能量（如内能等），但能的总量保持不变
机械能转化模型分析
题型一：滚摆问题
例1、如图1是研究滚摆运动的实验，在滚摆向上运动的过程中，若不计阻力，下列说法中正确的是（ A ）
A．动能转化为重力势能，机械能不变 B．动能转化为重力势能，机械能增加
C．重力势能转化为动能，机械能不变 D．重力势能转化为动能，机械能减速
例2、如图2所示，摆球运动到最高点A点时，势能最__大____，动能为_0_____；摆球从A点运动到B点的过程中，是___重力势能___转化为_动能_____；在B点时势能为__最小____，摆球的速度最_大_____；当摆球运动到D点时，此时势能为__最大____，动能为___0___。
变式1、将滚摆从中的位置1由静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点位置3。这三个位置中，滚摆重力势能最大的是_____1______，动能为零的是___1、3____，机械能最大的是____1______。(填写位置序号)
变式2、如图所示，A、B两球质量相等，A球用不可伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上．分别将A、B球拉到与悬点等高处，细绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球第一次达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则两球各自第一次到达悬点正下方时( C )
A．两球的动能相等
B．B球的动能较大
C．A球的动能较大
D．两球的机械能不相等
变式3、如图所示，在竖直平面内，小球从A点由静止释放，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点。下列对小球摆动过程分析正确的是( D )
A．由A到B的过程中，小球的机械能增加
B．由B到C的过程中，小球的动能全部转化为重力势能
C．小球第二次经过B点的速度等于小球第一次经过B点的速度
D．小球从C点返回，摆到左侧的最大高度小于C点的高度
题型二：斜面问题
例1、如图3所示，A、B、C是三个高度相同而倾角不同的光滑斜面，让质量相同的小球沿斜面从顶端运动到底端，比较小球滚到底端时速度大（ C ）
A.在A的速度最大 B.在C点的速度最大
C.在A、B、C三点速度相同 D.无法判断
例2、如图4所示，让一个小球分别沿着粗糙的斜面BA或BC滚下，比较小球滚到A处与C处的速度大小是（ C ）
小球在A点的速度大于在C点的速度 B.小球在A点的速度等于在C点的速度
小球在A点的速度小于在C点的速度 D.无法判定
变式1、下列四个图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是( C )
变式2、如图所示，ABCD为粗糙的斜面，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出，下落至D点，A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是( C )
A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
题型三：弹性问题
例1、如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器（压力不超过最大值），压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路。压力传感器不受力时电流表示数是I0。t=0时刻，将以金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示：则（ D ）
A.t1时刻，小球动能最小 B.t2时刻，弹簧的弹性势能最小
C.t2～t3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少
D.t2～t3这段时间内,小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能
例2、如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直，B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员弹力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)，下列说法中正确的是( A )
A．B点时运动员的动能最大
B．A点时运动员受到的弹力最大
C．从A点到C点运动员速度一直减小
D．从O点到B点运动员的重力势能全部转化为运动员的动能
例3、掉在水平地面上的弹性小球会被弹起，而且弹跳的高度会越来越低。图8所示是小球弹跳的频闪照片，MN为等高线，小球在3、5位置的高度一样。下面说法正确的是（ C ）
A．小球在位置4时的势能最大
B．小球3和5比较，它们的机械能相同
C．小球3和5比较，在位置5时动能较小
D．小球从位置1到位置2的过程中，势能全部转化为动能
例4、如图所示，连着弹簧的小球套在水平杆上，弹簧自由伸长时，小球位于O点。小幅度向左或向右改变小球的位置，小球仍能静止。现在大幅度改变小球位置，把小球移至A点后使其静止，然后释放。
(1)小球向右运动过程中速度最大点出现在__O点左侧__(选填“O点”“O点左侧”“O点右侧”或“都有可能”)。
(2)小球第一次向右经过O点至到达最右端B的过程中能量转化情况为__动能转化为内能和弹簧的弹性势能__。
(3)小球最终静止的位置是__都有可能__(选填“O点”“O点左侧”“O点右侧”或“都有可能”)。
变式1、将一轻质弹簧固定在水平桌面上，在上面放置一个小钢球，静止时弹簧长度为L，如图甲所示；再用手向下压到一定程度，如图乙所示；释放后钢球运动到距离水平桌面2L处，如图丙所示。对钢球分析不正确的是( B )
A．甲图中，钢球一定受平衡力作用
B．丙图中，弹簧一定不存在弹性势能
C．从乙图到丙图过程中，弹簧的机械能一定改变
D．钢球上升但没有离开弹簧之前运动速度先变大后减少
变式2、利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值。如图是用这种方法获得的弹性绳中拉力随时间的变化图线。实验时，把小球举高到绳子的悬点O处，然后放手让小球自由下落。由此图线所提供的信息，以下判断正确的是 ( B )
A．t2时刻小球速度最大
B．t1～t2期间小球速度先增大后减小
C．t3时刻小球动能最小
D．t1与t4时刻小球动量一定相同
变式3、 如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，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( D )
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点时的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
拓展提升
1.如图5所示，小球从离地h的高度沿着光滑的轨道滑下，使小球滑到光滑的离心轨道顶端A而不下落，此时（ A ）
A.小球既有势能，又有动能 B.小球只有势能，没有动能
C.小球只有动能，没有势能 D.以上说法都不正确
2.如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径ab水平，小球P从a点正上方高H处自由下落，经过轨道后从b点冲出竖直上抛，上升的最大高度为H，空气阻力不计．当小球下落再经过轨道a点冲出时，能上升的最大高度h为( D )
A．h＝H B．h＝
C．h＜ D．＜h＜H
3.质量为M的物体离地面高度为h时，它的重力势能EP可以表示为EP＝Mgh(g＝10N/kg)。现从地面竖直上抛一个物体，物体能够上升的最大高度为4m，然后落回到地面，整个过程空气阻力不能忽略。若上升过程中物体的重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h1；下落过程中物体重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h2．则( C )
A．h1＜2m，h2＜2m B．h1＝2m，h2＝2m
C．h1＞2m，h2＜2m D．h1＜2m，h2＞2m
解析：物体上升过程中到达离地面2m时，减少的动能等于此时的重力势能和因克服空气阻力做功而获得的内能的和。所以物体减小的动能大于此时的重力势能，而又小于物体在此时的动能，因为假定没有空气阻力，物体上升的高度应超过4m，比如说是5m，这样物体原有动能一半的地方应在高于2m的地方，所以此时在2m这个地方剩余的动能应大于减小的动能，也就是2m这的动能应大于重力势能。那么要等到重力势能等于动能的地方，必须继续上升，这样又有动能转化为重力势能，二者才能相等，所以h1＞2m。
下落过程中到达2m时，重力势能为原来重力势能的一半，而此时的动能小于原有重力势能的一半，因为减小的一半的重力势能转化为动能和内能，所以距地面2m时，重力势能大于动能，必须继续下落，这样又有重力势能转化为动能，二者才能相等，所以h2＜2m。
课后巩固
1.如题图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（ D ）
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
D．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
2.如图所示，铅球从出手到将要落地的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（ B ）
A．铅球由a→b时，重力势能转化为动能
B．铅球到达c 点时动能最大
C．铅球由b→c 时，机械能逐渐减小
D．铅球在b 点时动能为零
3.如图所示，让同一个小球在同一高度以相同的速度分别向三个不同方向抛出去，设小球刚落地时的速度大小分别为v1、v2、v3，如果不计空气阻力，则其速度大小关系正确的是（ A ）
A．v1＝v2＝v3 B．v1＜v2＜v3 C．v1＞v2＞v3 D．无法比较其速度大小
4.如图所示，小球从左端静止释放，在左右摆动的过程中，不计摩擦和空气阻力，则( B )
A．小球在左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度
B．小球在左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度
C．从最低点上升到最高点的过程中，小球的一部分动能转化为重力势能
D．以上都不对
5.如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短．从a至c处的过程中，小球在b处速度最大．小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如乙图所示．不计空气阻力，则从a至c处的过程中，下列说法中正确的是( C )
A．小球所受重力始终大于弹簧的弹力
B．小球的重力势能先减小后增大
C．小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能
D．小球的动能一直减小
6.将一轻质弹簧固定在水平桌面上，在上面放置一个小钢球，静止时弹簧长度为L，如图甲所示；再用手向下压到一定程度，如图乙所示；释放后钢球运动到距离水平桌面2L处，如图丙所示。对钢球分析不正确的是( B )
A．甲图中，钢球一定受平衡力作用
B．丙图中，弹簧一定不存在弹性势能
C．从乙图到丙图过程中，弹簧的机械能一定改变
D．钢球上升但没有离开弹簧之前运动速度先变大后减少
7.如图所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩．将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时为止，则小球在上升过程中
①小球的动能先增大后减小 ②小球在离开弹簧时动能最大
③小球动能最大时弹性势能为零 ④小球动能减为零时，重力势能最大
以上说法中正确的是( B )
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
8.小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（ C ）
A．皮球由a到b时，动能逐渐减小，b点皮球动能为零
B．皮球在d点时的机械能最大
C．皮球在a、c两点时，c点速度一定比a点小
D．皮球在a、c两点时动能可能相等
9.在如图所示的滚摆实验中，下列说法正确的是（ B ）
A．滚摆下降时，动能减小，重力势能增加
B．滚摆运动时，有部分机械能转化为其它形式的能
C．滚摆运动至最低点时，动能为零
D．滚摆运动至最高点时，一切外力突然消失，滚摆会继续向上转动
10.如图所示，小物块A和弹簧放在光滑的水平面上，弹簧左端固定于竖直墙面。向左移动物块A并压缩弹簧至B处，静止释放物块A，此后物块的动能（ C ）
A．一直变大 B．一直不变
C．先变大后不变 D．先变大后变小
11.如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功是 ；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为 。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力 (选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力。(不计能量损耗)
答案：Gh Gh 小于期末复习之能量转化分析
知识回顾
一、能量的存在
大量的事实表明，自然界中的各种形式的能量都不是 的，不同形式的能量会发生 ，
能量也会在不同的物体间相互 。
日常生活中常说“消耗能量”、“利用能量”或者“获得能量”实质上就是能量的相互或 的过程。
能量转化是一个普遍的现象，自然界中物质 的变化总伴随着 的相互转化。
常见的能量种类：
机械能：做机械运动的物体具有机械能。
化学能：储存在食物和燃料中的能量属于化学能。
电能：电以各种形式做功(即产生能量)的能力叫做电能。
声能：声音具有的能量，这种能量称为声能。
电磁能：电磁辐射具有能量，这种能量叫做电磁能；光能就是电磁能的一种，太阳能是光能的一种。
核能：原子核发生变化时放出的能量，变化方式分核裂变和核聚变
。。。。。。。。。
二、机械能
机械能： 和 统称为机械能。
（1）动能：物体由于 而具有的能。
（2）重力势能：物体由于被 而具有的能。
（3）弹性势能：物体由于发生 而具有的能。
动能和势能的影响因素。
（1）影响动能的因素是物体的 和 。质量相同时，速度大的物体具有的动能 ；速度
相同时 ，质量大的物体具有的动能。
（2）影响重力势能的因素是物体的 和 。质量相同时，高度大的物体重力势能 ；
高度相同时，质量大的物体重力势能 。
（3）同一物体的弹性形变越大，其弹性势能越 。
三、核能
（带正电）
原子结构：原子 （不带电）
（带负电）
核能（也叫原子核能或原子能）指的是 在发生改变的过程中，释放出巨大的 。
获得核能的两条途径 和 。
（1）质量较大的原子核在 分裂成2个新原子核，并释放能量，这一过程称为 。
、 、 是根据这一原理制造的。
（2）2个质量较小的原子核，在 超高温 条件下聚合成质量较大的一个新核，同时释放出能量的过程叫 ，又叫 反应。 就是根据这一原理制造的。
核电站利用 裂变 获得能量，它的核心设备是 。核反应堆是通过可以控制的裂变反应释
放核能的设备。能量转化途径是： 能→ 能→ 能→ 能。
原子核的裂变和聚变都会产生肉眼看不见的能量很高的 射线、 射线、 射线。其中可以用
于机械设备探伤、种子变异、治疗肿瘤的是 。
四、能量转化和守恒
能量的转化和守恒定律：能量既不会 ，也不会 ，它只会从一种形式 为其他形式，
或者从一个物体 到另一个物体，而在 和 的过程中，能的总量 。
能量的转化和守恒定律是自然界最 、最 的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命
运动，无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。
能量的转移和转化有一定的方向性。
（1）“永动机”不可能成功是因为它违背了 。
（2）自然界的事物的运动和变化都必须遵循 ，但符合能量和守恒定律的事件
却 （一定/不一定）能够发生。
例题分析
1.指出下列过程中能量的转化：
（1）雪崩时的能量转化: 能转化为 能；
（2）人造卫星: 能转化为 能；
（3）青蛙跃起扑食的过程: 能转化为 能和 能；
（4）胶片感光成像: 能转化为 能。
（5）特技跳伞: 能转化为 能和 能；
（6）森林火灾: 能转化为 能和 能；
（7）植物生长: 能转化为 能；
（8）水电站(工作时): 能转化为 能。
2.2018年12月8日，嫦娥四号﹣﹣世界首颗在月球背面软着陆的航天器，由长征三号运载火箭发射成功。如图所示，是发射时的情景。在此过程中，嫦娥四号的（ ）
A．动能增大，势能不变，机械能增大
B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能减小，势能增大，机械能不变
D．动能不变，势能减小，机械能减小
3.如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的（ ）
A．动能增加，重力势能增加
B．动能不变，机械能减少
C．动能减少，重力势能增加
D．动能不变，机械能增加
4.和平利用核能，提高清洁能源比重，是我国能源发展战略的重要内容，关于核能，下列说法正确的是（ ）
A．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的
B．核反应堆中，核能是通过聚变释放的能量
C．核能是可再生能源也是二次能源
D．原子弹和氢弹都是利用核聚变的原理制成的
5.大力发展核能是解决能源危机的主要出路之一。如图是核电站工作流程图，关于流程中各装置的能量转化，不正确的是（ ）
A．核反应堆：核能转化为内能 B．蒸汽轮机：内能转化为机械能
C．发电机：电能转化为机械能 D．电采暖：电能转化为内能
6.根据能量守恒定律可知，下列说法正确的是（ ）
A．随着科技的发展，永动机是可能制成的
B．太阳照射到地球上的光能转化为其他形式的能量，但照射到宇宙的能量就消失了
C．“既要马儿跑，又让马儿不吃草”的想法是违背能量转化和守恒定律的
D．有种“全自动”手表，不上发条，也不用电源，却能一直走动，说明能量也可以无条件的产生
变式训练
1.指出下列现象中能量的转化或转移情况。
(1)下雨天看到闪电并听到雷声： ________ __。
(2)人在跑步时发热出汗： _______________________________________________。
(3)电饭煲通电煮饭： ________________________________。
(4)飞驰的流星拖着一条发光的尾巴： ________________________________________。
(5)火箭点燃后腾空而起： _________________________________。
(6)核电站发电的能量转化顺序： 。
2.如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法正确的是（ ）
A．重力势能不变，机械能不变
B．重力势能、动能、机械能均变小
C．动能变小，机械能不变
D．动能不变，机械能变小
3.如所示是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花，花盆表面的太阳能电池板在光照下产生电流驱动电动机，使小花左右摆动。下列有关该小花摆动过程中能量转化的描述正确的是( )
A．叶片将将电能转化为机械能
D．小花将动能转化为化学能
4.图中是核电站工作的流程图，关于流程图中各装置的能量及转化，说法不正确的是（ ）
A．反应堆靠核裂变提供核能
B．汽轮机将机械能转化为内能
C．发电机利用电磁感应现象获得电能
D．多次能量的转化均遵守能量守恒定律
5.如图所示，从斜面上滚下的小球能推动平面上的木块前进一段距离，最后小球和木块都静止，对此现象，下列说法中正确的是（ ）
A．小球和木块的机械能都消失了
B．小球的机械能转移到木块上，但机械能的总量保持不变
C．小球与木块都静止后，能量不守恒了
D．小球和木块的机械能转化成其他形式的能量（如内能等），但能的总量保持不变
机械能转化模型分析
题型一：滚摆问题
例1、如图1是研究滚摆运动的实验，在滚摆向上运动的过程中，若不计阻力，下列说法中正确的是（ ）
A．动能转化为重力势能，机械能不变 B．动能转化为重力势能，机械能增加
C．重力势能转化为动能，机械能不变 D．重力势能转化为动能，机械能减速
例2、如图2所示，摆球运动到最高点A点时，势能最______，动能为______；摆球从A点运动到B点的过程中，是______转化为______；在B点时势能为______，摆球的速度最______；当摆球运动到D点时，此时势能为_____，动能为_____。
变式1、将滚摆从中的位置1由静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点位置3。这三个位置中，滚摆重力势能最大的是___________，动能为零的是_______，机械能最大的是__________。(填写位置序号)
变式2、如图所示，A、B两球质量相等，A球用不可伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上．分别将A、B球拉到与悬点等高处，细绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球第一次达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则两球各自第一次到达悬点正下方时( )
A．两球的动能相等
B．B球的动能较大
C．A球的动能较大
D．两球的机械能不相等
变式3、如图所示，在竖直平面内，小球从A点由静止释放，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点。下列对小球摆动过程分析正确的是( )
A．由A到B的过程中，小球的机械能增加
B．由B到C的过程中，小球的动能全部转化为重力势能
C．小球第二次经过B点的速度等于小球第一次经过B点的速度
D．小球从C点返回，摆到左侧的最大高度小于C点的高度
题型二：斜面问题
例1、如图3所示，A、B、C是三个高度相同而倾角不同的光滑斜面，让质量相同的小球沿斜面从顶端运动到底端，比较小球滚到底端时速度大（ ）
A.在A的速度最大 B.在C点的速度最大
C.在A、B、C三点速度相同 D.无法判断
例2、如图4所示，让一个小球分别沿着粗糙的斜面BA或BC滚下，比较小球滚到A处与C处的速度大小是（ ）
小球在A点的速度大于在C点的速度 B.小球在A点的速度等于在C点的速度
小球在A点的速度小于在C点的速度 D.无法判定
变式1、下列四个图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是( )
变式2、如图所示，ABCD为粗糙的斜面，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出，下落至D点，A和B、C和D之间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是( )
A．D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B．A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C．B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能
D．B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
题型三：弹性问题
例1、如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器（压力不超过最大值），压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路。压力传感器不受力时电流表示数是I0。t=0时刻，将以金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示：则（ ）
A.t1时刻，小球动能最小 B.t2时刻，弹簧的弹性势能最小
C.t2～t3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少
D.t2～t3这段时间内,小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能
例2、如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直，B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员弹力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点(忽略空气阻力)，下列说法中正确的是( )
A．B点时运动员的动能最大
B．A点时运动员受到的弹力最大
C．从A点到C点运动员速度一直减小
D．从O点到B点运动员的重力势能全部转化为运动员的动能
例3、掉在水平地面上的弹性小球会被弹起，而且弹跳的高度会越来越低。图8所示是小球弹跳的频闪照片，MN为等高线，小球在3、5位置的高度一样。下面说法正确的是（ ）
A．小球在位置4时的势能最大
B．小球3和5比较，它们的机械能相同
C．小球3和5比较，在位置5时动能较小
D．小球从位置1到位置2的过程中，势能全部转化为动能
例4、如图所示，连着弹簧的小球套在水平杆上，弹簧自由伸长时，小球位于O点。小幅度向左或向右改变小球的位置，小球仍能静止。现在大幅度改变小球位置，把小球移至A点后使其静止，然后释放。
(1)小球向右运动过程中速度最大点出现在____(选填“O点”“O点左侧”“O点右侧”或“都有可能”)。
(2)小球第一次向右经过O点至到达最右端B的过程中能量转化情况为____。
(3)小球最终静止的位置是____(选填“O点”“O点左侧”“O点右侧”或“都有可能”)。
变式1、将一轻质弹簧固定在水平桌面上，在上面放置一个小钢球，静止时弹簧长度为L，如图甲所示；再用手向下压到一定程度，如图乙所示；释放后钢球运动到距离水平桌面2L处，如图丙所示。对钢球分析不正确的是( )
A．甲图中，钢球一定受平衡力作用
B．丙图中，弹簧一定不存在弹性势能
C．从乙图到丙图过程中，弹簧的机械能一定改变
D．钢球上升但没有离开弹簧之前运动速度先变大后减少
变式2、利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值。如图是用这种方法获得的弹性绳中拉力随时间的变化图线。实验时，把小球举高到绳子的悬点O处，然后放手让小球自由下落。由此图线所提供的信息，以下判断正确的是 ( )
A．t2时刻小球速度最大
B．t1～t2期间小球速度先增大后减小
C．t3时刻小球动能最小
D．t1与t4时刻小球动量一定相同
变式3、 如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，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点时的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
拓展提升
1.如图5所示，小球从离地h的高度沿着光滑的轨道滑下，使小球滑到光滑的离心轨道顶端A而不下落，此时（ ）
A.小球既有势能，又有动能 B.小球只有势能，没有动能
C.小球只有动能，没有势能 D.以上说法都不正确
2.如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径ab水平，小球P从a点正上方高H处自由下落，经过轨道后从b点冲出竖直上抛，上升的最大高度为H，空气阻力不计．当小球下落再经过轨道a点冲出时，能上升的最大高度h为( )
A．h＝H B．h＝
C．h＜ D．＜h＜H
3.质量为M的物体离地面高度为h时，它的重力势能EP可以表示为EP＝Mgh(g＝10N/kg)。现从地面竖直上抛一个物体，物体能够上升的最大高度为4m，然后落回到地面，整个过程空气阻力不能忽略。若上升过程中物体的重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h1；下落过程中物体重力势能和动能相等时，物体离地面的高度记为h2．则( )
A．h1＜2m，h2＜2m B．h1＝2m，h2＝2m
C．h1＞2m，h2＜2m D．h1＜2m，h2＞2m
课后巩固
1.如题图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（ ）
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
D．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
2.如图所示，铅球从出手到将要落地的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A．铅球由a→b时，重力势能转化为动能
B．铅球到达c 点时动能最大
C．铅球由b→c 时，机械能逐渐减小
D．铅球在b 点时动能为零
3.如图所示，让同一个小球在同一高度以相同的速度分别向三个不同方向抛出去，设小球刚落地时的速度大小分别为v1、v2、v3，如果不计空气阻力，则其速度大小关系正确的是（ ）
A．v1＝v2＝v3 B．v1＜v2＜v3 C．v1＞v2＞v3 D．无法比较其速度大小
4.如图所示，小球从左端静止释放，在左右摆动的过程中，不计摩擦和空气阻力，则( )
A．小球在左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度
B．小球在左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度
C．从最低点上升到最高点的过程中，小球的一部分动能转化为重力势能
D．以上都不对
5.如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短．从a至c处的过程中，小球在b处速度最大．小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如乙图所示．不计空气阻力，则从a至c处的过程中，下列说法中正确的是( )
A．小球所受重力始终大于弹簧的弹力
B．小球的重力势能先减小后增大
C．小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能
D．小球的动能一直减小
6.将一轻质弹簧固定在水平桌面上，在上面放置一个小钢球，静止时弹簧长度为L，如图甲所示；再用手向下压到一定程度，如图乙所示；释放后钢球运动到距离水平桌面2L处，如图丙所示。对钢球分析不正确的是( )
A．甲图中，钢球一定受平衡力作用
B．丙图中，弹簧一定不存在弹性势能
C．从乙图到丙图过程中，弹簧的机械能一定改变
D．钢球上升但没有离开弹簧之前运动速度先变大后减少
7.如图所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩．将力F撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时为止，则小球在上升过程中
①小球的动能先增大后减小 ②小球在离开弹簧时动能最大
③小球动能最大时弹性势能为零 ④小球动能减为零时，重力势能最大
以上说法中正确的是( )
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
8.小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是（ ）
A．皮球由a到b时，动能逐渐减小，b点皮球动能为零
B．皮球在d点时的机械能最大
C．皮球在a、c两点时，c点速度一定比a点小
D．皮球在a、c两点时动能可能相等
9.在如图所示的滚摆实验中，下列说法正确的是（ ）
A．滚摆下降时，动能减小，重力势能增加
B．滚摆运动时，有部分机械能转化为其它形式的能
C．滚摆运动至最低点时，动能为零
D．滚摆运动至最高点时，一切外力突然消失，滚摆会继续向上转动
10.如图所示，小物块A和弹簧放在光滑的水平面上，弹簧左端固定于竖直墙面。向左移动物块A并压缩弹簧至B处，静止释放物块A，此后物块的动能（ ）
A．一直变大 B．一直不变
C．先变大后不变 D．先变大后变小
11.如图所示，用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功是 ；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为 。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力 (选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧所施加的弹力。(不计能量损耗)
