第4节 机械能及其转化
[基础达标练]
知识点1 机械能
1．2019年11月28日，我国在太原卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭，成功将“高分十二号”卫星发射升空。如图所示，在火箭加速升空的过程中，“高分十二号”卫星的（ ）
A．动能增加，重力势能减少 B．动能增加，重力势能增加
C．动能增加，机械能不变 D．重力势能增加，机械能不变
【答案】B
【解析】火箭加速升空过程中，卫星也加速上升，卫星的质量不变，速度变大，则动能变大，同时高度增加，重力势能变大；机械能等于动能与势能的总和，所以卫星的机械能变大，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
2．2020年3月2日4时，嫦娥四号着陆器完成月夜设置，进入第十五月休眠期。嫦娥四号探测器是用长征3B型号的火箭发射的。在火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的嫦娥四号探测器，下列叙述正确的是（ ）
A．探测器的机械能总量不变 B．探测器的机械能总量增加
C．探测器的动能增加，重力势能不变 D．探测器的动能不变，重力势能增加
【答案】B
【解析】在火箭加速上升的过程中，探测器的质量不变，速度增大，动能增加；高度增大，重力势能增加，而机械能是动能和重力势能的总和，因此机械能增加，故B正确，ACD错误。
故选B。
3．动能、重力势能和______统称机械能；人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底通过水轮机带动电动机发电，一定量的水，上、下游水位差越大，水的______越大，发电量越多。
【答案】弹性势能 重力势能
【解析】[1]机械能包括动能和势能，势能又分为重力势能和弹性势能。
[2]一定质量的水，水电站发电时，水位差越大，水的重力势能越大，发电量越多。
4．如图所示，小朋友从滑梯上匀速下滑时，臀部感觉发热； 他在下滑的过程中动能 ______， 重力势能______，机械能______（选填“变大”、“变小”、 “不变”）。
【答案】 不变 变小 变小
【解析】[1][2][3]小朋友从滑梯上匀速滑下，其质量不变，速度不变，故动能不变，同时高度减小，故重力势能变小，因为动能和势能统称为机械能，所以其机械能变小。
5．2020年疫情期间，为了更好地支援抗疫工作，汽车工程师给汽车加装了雾化系统、防水系统和自动控制电路，控制喷洒启停等功能，可实现2米范围内的喷洒消毒。当消毒汽车在水平地面上匀速行驶喷洒消毒液时，动能______，重力势能______，机械能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 变小 变小 变小
【解析】[1]动能的大小与速度、质量有关，消毒汽车在水平地面上匀速行驶喷洒消毒液时，速度不变，质量变小，则动能变小。
[2]重力势能的大小与质量、被举的高度有关，消毒汽车在水平地面上匀速行驶喷洒消毒液时，被举的高度不变，质量变小，则重力势能变小。
[3]机械能是动能与势能的总和，动能变小，重力势能变小，则机械能变小。
知识点2 机械能及其转化
6．2022年北京冬奥会上自由式滑雪大跳台比赛精彩纷呈。如图所示，运动员穿戴着专用滑雪板，从起滑台由静止开始下滑，沿助滑道加速下滑获得较大的速度，从起跳台末端斜向上飞出，完成空中动作后落地。关于上述过程下列说法正确的是（ ）
A．运动员沿助滑道向下滑行的过程中，动能逐渐增大
B．运动员沿助滑道向下滑行的过程中，动能转化为重力势能
C．运动员从起跳台末端飞出上升的过程中，重力势能逐渐减小
D．运动员从起跳台末端飞出上升的过程中，重力势能转化为动能
【答案】A
【解析】A．运动员沿助滑道向下滑行的过程中，速度越变越大，动能逐渐增大，故A正确；
B．运动员沿助滑道向下滑行的过程中，速度越变越大，动能增大，高度减小，重力势能减小，故是重力势能转化为动能，故B错误；
C．运动员从起跳台末端飞出上升的过程中，高度增大，故重力势能逐渐变大，故C错误；
D．运动员从起跳台末端飞出上升的过程中，速度减小，动能减小，高度增加，重力势能增加，故是动能转化为重力势能，故D错误。
故选A。
7．2018年5月21日凌晨，我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下图中与火箭点火加速升空过程中能量的转化情况相同的是（ ）
A．反复弯折铁丝 B．用弹弓射子弹
C．电火花发射器点火 D．小球向上摆动
【答案】C
【解析】火箭点火加速升空过程中内能转化为机械能。
A．反复弯折铁丝是机械能转化为内能，故A不符合题意；
B．用弹弓射子弹，弹弓的弹性势能转化为子弹的机械能，故B不符合题意；
C．电火花发射器点火是内能转化为机械能，故C符合题意；
D．小球向上摆动，动能转化为重力势能，故D不符合题意。
故选C。
8．高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一，如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑的情境。在下滑过程中运动员的重力势能___________（选填“增大”或“减小”）。重力势能转化为___________能。
【答案】 减小 动
【解析】[1][2]重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大；动能的大小与物体的质量和速度有关，质量越大、速度越大，动能就越大。滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，运动员的质量不变，高度变小，速度变大，故重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。
9．如图所示，人造卫星在大气层外运行，不受空气阻力。卫星从近地点向远地点运行的过程中，动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）， 能量转化情况是______，速度最大在______点。
【答案】 减小 动能转化为重力势能 近地
【解析】[1][2]卫星从近地点向远地点运行的过程中，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]卫星机械能守恒，近地点高度最低，重力势能最小，动能最大。
10．人造卫星在大气层外运行，________（填“受到”或“不受”）空气阻力，只有____能和____能的转化，机械能________（填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】不受 动 势 守恒
【解析】[1][2][3][4]卫星在大气层外运行时，不受空气阻力，只有动能和势能之间的相互转化，机械能守恒。
知识点3 水能和风能的利用
11．下列各个过程中，物体的重力势能转化为动能的有 （ ）
A．乒乓球触地后向上弹起过程中
B．车沿斜面向上匀速行驶过程中
C．斜向上抛出的小石子在上升过程中
D．水坝上流下来的水冲击水轮机转动
【答案】D
【解析】A．乒乓球向上弹起，则重力势能变大，速度变小，则动能变小，动能转化为重力势能，故A不符合题意；
B．车沿斜面向上匀速行驶，则重力势能变大，速度不变，则动能不变，故B不符合题意；
C．斜向上抛出的小石子在上升的过程中，则则重力势能变大，速度变小，则动能变小，动能转化为重力势能，故C不符合题意；
D．水向下运动时，高度变低，所以重力势能减小，速度变大，则动能变大，就是重力势能转化为动能，故D符合题意。
故选D。
12．物理课上，小刘和小陈讨论了关于篮球的一些问题，说法正确的一组（ ）
①投篮时，篮球离开手后继续向上运动，因为篮球具有惯性
②篮球从篮筐中下落，其重力势能主要转化为动能
③投篮时，篮球抛到最高点时，速度为零，此时受平衡力
④静止在地上的篮球，它所受的重力与篮球对地面的压力是一对相互作用力。
A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④都正确
【答案】B
【解析】投篮时，篮球离开手后，因为具有惯性，要保持原来的运动状态，所以继续向上运动，①说法正确；篮球下落过程，质量不变，速度变大，高度变小，动能变大，重力势能变小，是重力势能转化为动能，②说法正确；篮球抛到最高点时，速度虽然为0，但不是处于静止，不是处于平衡状态，受到的力不平衡。③说法错误；静止在地上的篮球，受到的重力的方向向下，篮球对地面的压力，作用在地面，方向也向下，而相互作用力方向相反，所以篮球的重力和篮球对地面的压力不是一对相互作用力，④说明错误。故ACD错误，B正确。
故选B。
13．在空气阻力不计的情况下，一只皮球从高处由静止下落，被地面弹起后不能再回到原来的高度，在整个过程中分析不正确的是（ ）
A．皮球只有在最高位置时动能为零
B．加速下落的过程中，重力势能转化为动能
C．落地弹性压缩过程中，动能转化为弹性势能
D．整个过程中机械能不守恒
【答案】A
【解析】A．皮球在以下三个位置时动能为零（速度大小为零）：①球在高处将下落时；②小球落地弹性压缩最大时；③上升到最大高度时，故A错误，符合题意；
B．加速下落过程中，质量不变、速度变大，动能变大；质量不变、高度减小，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能，故B正确，不符合题意；
C．落地弹性压缩过程中，皮球发生了弹性形变，具有弹性势能，皮球的质量不变、速度减小，动能减小，皮球的动能转化为弹性势能，故C正确，不符合题意；
D．皮球被地面弹起后不能再回到原来的高度，这表明皮球的机械能是减小的，即整个过程中机械能不守恒，故D正确，不符合题意。
故选A。
14．“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”这两句唐诗生动、形象地反映了这两条大河蕴藏了大量的________。修筑拦河坝是为了提高上游的水位，当水从拦河坝的泄洪孔流出时，水的_______能转化为________能。
【答案】 机械能 重力势能 动能
【解析】[1]黄河远上白云间，说明了水相对于地面，位置很高，根据重力势能的定义及决定因素，可以确定，水具有大量的重力势能。滚滚来，体现了水在运动，根据动能的定义，即可知道水具有动能。动能和势能统称为机械能。所以反映这两条大河蕴藏了大量的机械能。
[2][3]水电站发电时，要将水的机械能转化为电能。通过关闸蓄水，增加水的高度与质量来提高水的重力势能，当水从拦河坝的泄洪孔流出时，水的重力势能转化为动能。
[能力提升练]
15．如图甲所示，将一个带孔的金属球和一根弹簧套在铁架台的金属杆上，现将小球提到A点后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的原长为50cm
B．0～t1过程中，小球的动能先增大后减小
C．0～t1过程中，小球的减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能
D．小球在t1时刻的动能大于在t2时刻的动能
【答案】D
【解析】A．由图乙可知当弹力与重力平衡时，弹簧的长度为50cm，由于此时弹簧处于压缩状态，所以弹簧原来的长度应大于50cm，故A错误；
B．0～t1过程中，未接触弹簧前，小球在重力的作用下向下做加速运动；接触弹簧后，开始的弹力小于重力，小球继续做加速运动，在t1时刻，小球的重力与弹力大小相等，此时小球的动能最大，故0～t1过程中小球的动能一直增大，故B错误；
C．小球在运动的过程中，克服空气的阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以0～t1过程中，小球的减少的机械能大于弹簧增加的弹性势能，故C错误；
D．在t1、t2两个时刻，由于能量的损失，t1时刻的速度最大，所以小球在t1时刻的动能大于在t2时刻的动能，故D正确。
故选D。
16．巴南区迎龙峡影视拍摄基地，有一个玻璃漂流项目：漂流船沿着透明的玻璃水槽向下加速运动过程中，漂流船的动能将_________；在玻璃槽中有缓缓流动的水，这样能够减小接触面的粗糙程度，从而_________摩擦力。（选填"减小"或"增大"）
【答案】增大 减小
【解析】[1]漂流船沿着透明的玻璃水槽向下加速运动过程中，漂流船的质量不变，速度变大，所以漂流船的动能将增大。
[2]在玻璃槽中有缓缓流动的水，由于水具有流动性，这样能够减小接触面的粗糙程度，从而减小摩擦，使船更容易快速漂流。
17．3月9日，海装风电公司重庆万盛南天门自建风场顺利完成最后一台风机吊装，如图所示．在匀速吊起风机的过程中，风机的机械能_________（选填“增加” “减少”或“不变”）；风场建成后，将配置“海装造”2×106 W的风电机组，该风电机组工作42s所提供的电能最多可使________kg的水温度升高10℃．已知水的比热c水=4.2×103 J/（kg ℃）．
【答案】 增加 2×103
【解析】机械能和其他形式能的转化；电功与热量的综合计算
（1）在匀速吊起风机的过程中，质量不变，速度不变，高度增加，所以动能不变，重力势能增加，机械能增加；
（2）消耗的电能：W=Pt=2×106 W×42s=8.4×107 J，由Q=cm△t可知，水的质量：m=Q/c△t=8.4×107J/4.2×103J/(kg ℃)×10℃=2×103 kg
18．如图所示是一幅简单的过山车漫画，过山车已经关闭动力系统，在轨道上滑行，则从最高点向下滑行过程中，能量的转化情况是______；滑到底停下来时，机械能全部转化为______。
【答案】 重力势能转化为动能 内能
【解析】[1]由题意可知，过山车已经关闭动力系统，在轨道上滑行，则从最高点向下滑行过程中，高度在变小，重力势能在变小，速度越来越大，动能在变大，可知能量的转化情况是重力势能转化为动能。
[2]滑到底停下来时，速度为零，动能为零，高度为最低，重力势能为零，这过程受到阻力的作用，克服摩擦力做功，机械能全部转化为内能。
19．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】 减小 不变 减小 减小
【解析】（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）[3][4]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，机械能时动能和势能的总和，所以返回舱机械能减小。
20．如图甲，工程师把拦河坝设计成下宽上窄的形状是因为液体压强随___________的增加而增大。三峡水电站的水库大坝高 185m，当水库水深为 125m 时，坝底受到的水的压强是___________Pa。如图乙，拦河坝使上游水位升高，在坝底安装水轮机，发电机装在水轮机的上面，水轮机带动发电机发电。一定量的水，上、下水位差越大，水的_________能越大，能发出的电就越多。巨大的落差有利于生产可观的电力，但也带来了航运方面的问题，解决这个问题的途径就是修建船闸，如图丙所示，船闸利用了___________ 原理。
【答案】 深度 1.25×106 重力势 连通器
【解析】[1]同种液体，深度越大，压强越大。因此，坝底比上端要承受更大的水压，为了安全，坝底要修得宽一些。
[2]此时水的压强为
[3]水力发电是将的水的机械能转化为电能。质量相等的情况下，高度越大，水的重力势能就越大，当水流下泻时，转化的动能就越多，冲击水轮机带动发电机转化的电能就越多。
[4]船闸的基本结构是若干个能控制底部水流的巨型容器，本质上是连通器，通过控制水的流动，使相邻两个闸室水面相平，船只可以从一个闸室进入另一个闸室，实现船只在大坝上下游之间的通行。
21．如图所示，质量为80g的金属小球从导轨的a处由静止开始滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为___________ J，在整个运动过程中，小球的机械能___________ 。（选填“增加”、“减少”或“不变”）
【答案】 减小
【解析】[1]小球的重力
小球从a到b的过程中，重力做功
[2]在整个运动过程中，实现了重力势能和动能的相互转化，同时小球要克服摩擦做功，将一部分机械能转化为内能，所以在整个运动过程中机械能减小。
22．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，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，在______（选填“a”、“b”或“c”）位置动能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的______，小球从a运动到b的过程机械能总量______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 b 弹性势能 变大
【解析】[1][2][3]由题意可知，小球从a运动到b的过程中，弹簧的形变程度减小，其弹性势能减小，小球的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，而小球的重力势能不变，所以小球的机械能总量变大；到达b点时，弹簧恢复原状，不计摩擦阻力，其弹性势能全部转化为小球的动能；再从b运动到c时，弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的动能会变小。因此，在b点时小球的动能最大。
23．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来。罐子在水平面上滚出去时_________能全部转化为橡皮筋的________能；罐子滚动过程中第一次速度为零时，橡皮筋的________能最大；滚动一段时间后罐子停下来，然后再沿斜面向上滚动，此时罐子的重力势能会_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】 动 弹性势 弹性势 增大
【解析】[1][2]罐子在水平面上滚动到停下，则动能越来越小，橡皮筋的弹性势能越来越大，这个过程是动能转化为弹性势能。
[3]罐子滚动过程中最终会停下，说明存在摩擦力，第一次在水平面停下时，克服摩擦做功转化为的内能最少，所以此时橡皮筋的弹性势能最大。
[4]沿斜面向上滚动时，罐子的质量不变，高度升高，所以重力势能会增大。
24．野外宿营时，为防止岩石坠落，不能选择在悬崖下扎营；为防山洪，雨季不能在山谷、溪流旁宿营；为了避开滑坡，不能在陡坡上驻扎．上述这三个现象中包含的能量转化或转移是________．为抗风，搭帐篷时要用“地钉”（类似于长铁钉）将帐篷固定在地面上，小明发现地面越松软，地钉插入越容易，固定效果越差，原因主要是________．小明用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面，则地钉与地之间的摩擦力为________N；若要将地钉拔出，则至少需________N的拉力．
【答案】重力势能转化为动能 压力越小，摩擦力就越小 105 110
【分析】（1）由于物体在下落过程中速度越来越快，所以动能越来越大；位置越来越低，重力势能越来越小，所以是重力势能转化为物体的动能．
（2）摩擦力的影响因素有：压力大小和接触面的粗糙程度，压力越大，摩擦力越大．
（3）用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面或者把铁钉拔出，求出铁钉受到的合力，然后根据二力平衡条件即可求得摩擦力和拉力．
【解析】（1）野外宿营时，为防止岩石坠落，不能选择在悬崖下扎营；为防山洪，雨季不能在山谷、溪流旁宿营；为了避开滑坡，不能在陡坡上驻扎．这三个现象中包含的能量转化是重力势能转化为动能．
（2）地面越松软，对钉子的压力越小，对钉子的摩擦力越小．
（3）小红用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面，地钉受的是平衡力，地钉受到两个方向向下的力，摩擦力的方向是向上的，故摩擦力f=F合=F+G=100N+5N=105N；若要将地钉拔出，需要的拉力为F=f+G=105N+5N=110N．
故答案为重力势能转化为动能；压力越小，摩擦力就越小；105；110．
[高频考题实战练]
25．（2022·山东日照·统考中考真题）“粽叶又飘香，颗粒正归仓。建设新时代，农民丰收忙。”如图所示，斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中，其中1kg小麦的（ ）
A．动能不变 B．重力势能不变
C．机械能不变 D．动能与重力势能的和不变
【答案】A
【解析】A．1kg小麦的质量不变，匀速上升时速度不变，因此动能不变，故A符合题意；
B．1kg小麦的质量不变，高度变大，因此重力势能变大，故B不符合题意；
CD．物体的机械能是物体的动能和势能之和，由于小麦的动能不变，重力势能变大，因此小麦的机械能变大，动能与重力势能的和变大，故CD不符合题意。
故选A。
26．（2022·浙江杭州·中考真题）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，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极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）从O点到A点的过程中，运动员的机械能____________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能____________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大减小”，下同）；运动员的动能__________。
【答案】不变 增大 先增大后减小
【解析】[1]从O点到A点，运动员下落得越来越快，其重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，所以运动员的机械能不变。
[2]在从A点至C点的过程中，绳子伸长，弹性势能增大，这是由运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能的。
[3]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点，速度最大，动能最大；从B点到C点的过程中，重力小于弹性绳对运动员拉力，因此运动员做减速运动，动能越来越小，到达C点，速度为0，动能变为0，所以从A点到C点的过程中，运动员的动能先增大后减小。第4节 机械能及其转化
[基础达标练]
知识点1 机械能
1．2019年11月28日，我国在太原卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭，成功将“高分十二号”卫星发射升空。如图所示，在火箭加速升空的过程中，“高分十二号”卫星的（ ）
A．动能增加，重力势能减少 B．动能增加，重力势能增加
C．动能增加，机械能不变 D．重力势能增加，机械能不变
2．2020年3月2日4时，嫦娥四号着陆器完成月夜设置，进入第十五月休眠期。嫦娥四号探测器是用长征3B型号的火箭发射的。在火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的嫦娥四号探测器，下列叙述正确的是（ ）
A．探测器的机械能总量不变 B．探测器的机械能总量增加
C．探测器的动能增加，重力势能不变 D．探测器的动能不变，重力势能增加
3．动能、重力势能和______统称机械能；人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底通过水轮机带动电动机发电，一定量的水，上、下游水位差越大，水的______越大，发电量越多。
4．如图所示，小朋友从滑梯上匀速下滑时，臀部感觉发热； 他在下滑的过程中动能 ______， 重力势能______，机械能______（选填“变大”、“变小”、 “不变”）。
5．2020年疫情期间，为了更好地支援抗疫工作，汽车工程师给汽车加装了雾化系统、防水系统和自动控制电路，控制喷洒启停等功能，可实现2米范围内的喷洒消毒。当消毒汽车在水平地面上匀速行驶喷洒消毒液时，动能______，重力势能______，机械能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
知识点2 机械能及其转化
6．2022年北京冬奥会上自由式滑雪大跳台比赛精彩纷呈。如图所示，运动员穿戴着专用滑雪板，从起滑台由静止开始下滑，沿助滑道加速下滑获得较大的速度，从起跳台末端斜向上飞出，完成空中动作后落地。关于上述过程下列说法正确的是（ ）
A．运动员沿助滑道向下滑行的过程中，动能逐渐增大
B．运动员沿助滑道向下滑行的过程中，动能转化为重力势能
C．运动员从起跳台末端飞出上升的过程中，重力势能逐渐减小
D．运动员从起跳台末端飞出上升的过程中，重力势能转化为动能
7．2018年5月21日凌晨，我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下图中与火箭点火加速升空过程中能量的转化情况相同的是（ ）
A．反复弯折铁丝 B．用弹弓射子弹
C．电火花发射器点火 D．小球向上摆动
8．高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一，如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑的情境。在下滑过程中运动员的重力势能___________（选填“增大”或“减小”）。重力势能转化为___________能。
9．如图所示，人造卫星在大气层外运行，不受空气阻力。卫星从近地点向远地点运行的过程中，动能______（选填“增大”、“减小”或“不变”）， 能量转化情况是______，速度最大在______点。
10．人造卫星在大气层外运行，________（填“受到”或“不受”）空气阻力，只有____能和____能的转化，机械能________（填“守恒”或“不守恒”）。
知识点3 水能和风能的利用
11．下列各个过程中，物体的重力势能转化为动能的有 （ ）
A．乒乓球触地后向上弹起过程中
B．车沿斜面向上匀速行驶过程中
C．斜向上抛出的小石子在上升过程中
D．水坝上流下来的水冲击水轮机转动
12．物理课上，小刘和小陈讨论了关于篮球的一些问题，说法正确的一组（ ）
①投篮时，篮球离开手后继续向上运动，因为篮球具有惯性
②篮球从篮筐中下落，其重力势能主要转化为动能
③投篮时，篮球抛到最高点时，速度为零，此时受平衡力
④静止在地上的篮球，它所受的重力与篮球对地面的压力是一对相互作用力。
A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④都正确
13．在空气阻力不计的情况下，一只皮球从高处由静止下落，被地面弹起后不能再回到原来的高度，在整个过程中分析不正确的是（ ）
A．皮球只有在最高位置时动能为零
B．加速下落的过程中，重力势能转化为动能
C．落地弹性压缩过程中，动能转化为弹性势能
D．整个过程中机械能不守恒
14．“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”这两句唐诗生动、形象地反映了这两条大河蕴藏了大量的________。修筑拦河坝是为了提高上游的水位，当水从拦河坝的泄洪孔流出时，水的_______能转化为________能。
[能力提升练]
15．如图甲所示，将一个带孔的金属球和一根弹簧套在铁架台的金属杆上，现将小球提到A点后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的原长为50cm
B．0～t1过程中，小球的动能先增大后减小
C．0～t1过程中，小球的减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能
D．小球在t1时刻的动能大于在t2时刻的动能
16．巴南区迎龙峡影视拍摄基地，有一个玻璃漂流项目：漂流船沿着透明的玻璃水槽向下加速运动过程中，漂流船的动能将_________；在玻璃槽中有缓缓流动的水，这样能够减小接触面的粗糙程度，从而_________摩擦力。（选填"减小"或"增大"）
17．3月9日，海装风电公司重庆万盛南天门自建风场顺利完成最后一台风机吊装，如图所示．在匀速吊起风机的过程中，风机的机械能_________（选填“增加” “减少”或“不变”）；风场建成后，将配置“海装造”2×106 W的风电机组，该风电机组工作42s所提供的电能最多可使________kg的水温度升高10℃．已知水的比热c水=4.2×103 J/（kg ℃）．
18．如图所示是一幅简单的过山车漫画，过山车已经关闭动力系统，在轨道上滑行，则从最高点向下滑行过程中，能量的转化情况是______；滑到底停下来时，机械能全部转化为______。
19．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”）。
20．如图甲，工程师把拦河坝设计成下宽上窄的形状是因为液体压强随___________的增加而增大。三峡水电站的水库大坝高 185m，当水库水深为 125m 时，坝底受到的水的压强是___________Pa。如图乙，拦河坝使上游水位升高，在坝底安装水轮机，发电机装在水轮机的上面，水轮机带动发电机发电。一定量的水，上、下水位差越大，水的_________能越大，能发出的电就越多。巨大的落差有利于生产可观的电力，但也带来了航运方面的问题，解决这个问题的途径就是修建船闸，如图丙所示，船闸利用了___________ 原理。
21．如图所示，质量为80g的金属小球从导轨的a处由静止开始滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为___________ J，在整个运动过程中，小球的机械能___________ 。（选填“增加”、“减少”或“不变”）
22．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，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，在______（选填“a”、“b”或“c”）位置动能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的______，小球从a运动到b的过程机械能总量______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
23．如图所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来。罐子在水平面上滚出去时_________能全部转化为橡皮筋的________能；罐子滚动过程中第一次速度为零时，橡皮筋的________能最大；滚动一段时间后罐子停下来，然后再沿斜面向上滚动，此时罐子的重力势能会_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
24．野外宿营时，为防止岩石坠落，不能选择在悬崖下扎营；为防山洪，雨季不能在山谷、溪流旁宿营；为了避开滑坡，不能在陡坡上驻扎．上述这三个现象中包含的能量转化或转移是________．为抗风，搭帐篷时要用“地钉”（类似于长铁钉）将帐篷固定在地面上，小明发现地面越松软，地钉插入越容易，固定效果越差，原因主要是________．小明用100N的压力将重5N的地钉竖直缓缓地插入地面，则地钉与地之间的摩擦力为________N；若要将地钉拔出，则至少需________N的拉力．
[高频考题实战练]
25．（2022·山东日照·统考中考真题）“粽叶又飘香，颗粒正归仓。建设新时代，农民丰收忙。”如图所示，斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中，其中1kg小麦的（ ）
A．动能不变 B．重力势能不变
C．机械能不变 D．动能与重力势能的和不变
26．（2022·浙江杭州·中考真题）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，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极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）从O点到A点的过程中，运动员的机械能____________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能____________（选填“增大”“减小”“不变”或“先增大减小”，下同）；运动员的动能__________。
