2024年中考 物理专题提升 机械能及其相互转化（含答案）

　机械能及其相互转化
1. 【动能和势能的判断】 如图所示为游乐场的过山车运行时的场景，当过山车从最高处加速滑下时，其动能________，从低处向高处爬升时，其重力势能__________．(均选填“变大”“变小”或“不变”)
第1题图
2. 【动能和势能的判断】 如图所示是滚摆实验的装置图，在滚摆下降的过程中，速度变大，滚摆的动能________，在上升的过程中滚摆的重力势能________，如果只有动能和势能的相互转化，机械能________.(均选填“变大”“变小”或“不变”)
第2题图
3. 【机械能及其转化】如图所示，射箭运动员把弓拉弯，放手后拉弯的弓能把箭射出去．此过程中从能量转化的角度看，是弓的________能转化为箭的________能．且在箭射出角度相同的情况下弓拉开得越满，箭射得越________(选填“近”或“远”).
第3题图
4. 【机械能及其转化】如图，当蹦床运动员从高处下落过程中，________能转化为动能；与蹦床接触后，运动员的动能转化为蹦床的________能．
第4题图
知识逐点过
考点1　动能和势能
考点2　机械能及其转化
定义 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能
守恒 如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和 ______，或者说机械能是 ________的
转化 质量不变时，不计能量损失，如下所示(6年4考)注：现实生活中，由于存在各种摩擦，机械能是不守恒的
,　　　　　　　教材实验到新考法
实验　探究物体的动能跟哪些因素有关
教材实验过要点
如图所示，钢球A从高为h的斜槽上滚下，在水平面上运动．运动的钢球A碰上木块B后，能将B撞出一段距离s.在同样的水平面上，B被撞得越远，A对B做的功就越多，A的动能越①______．
实验装置要点1
1．让钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下要点2，钢球运动到水平面时的快慢一样吗？哪次木块B被撞得远？
实验表明，钢球从高处滚下，高度h越高，钢球运动到水平面时速度越②________，木块被撞得越③________．
2．改变钢球的质量，让不同钢球从④　　　　高度由静止开始滚下要点2．哪个钢球把木块B撞得远？
实验表明，速度相同时，质量越大的钢球将木块B撞得越⑤________.所以钢球的速度相同时，⑥________越大，动能越大．
根据实验现象，可得到实验结论是质量相同的物体，运动的速度越⑦________，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越⑧________．
实验要点
要点1 实验装置：
1．斜槽的作用：
①使钢球获得速度：钢球从斜槽的不同高度由静止开始滚下，到达水平面的速度不同，高度越高，速度越大；
②保持钢球的运动轨迹不偏离．
2．木块的作用：通过木块B被撞击后移动的距离反映钢球A的________大小，这里所用到的物理研究方法为________.
要点2 控制变量法的应用：
3．探究动能与速度的关系，应控制________不变，改变________．
4．探究动能与质量的关系，应控制________不变，改变________．　　
中考考法一题通
例　兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是提出了如下猜想，并利用金属球模拟汽车进行如图所示的探究．
猜想1：由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能大小可能跟________有关；
猜想2：由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能大小可能跟________有关；
例题图
基础设问
(1)实验中探究的“物体的动能”是指________(选填字母).
A. 金属球在斜面上的动能　　B. 金属球撞击木块时的动能　　C. 木块被撞击后的动能
(2)(操作细节)第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应进行的操作是________________________．分析甲、乙的实验现象，可以初步得到的实验结论是：当质量一定时，物体的速度越大，物体的动能________．此结论可解释汽车________(选填“超速”或“超载”)带来的危害．
(3)为了验证猜想2，应保证金属球到达水平面时的________相同，所以应选择________两次实验进行对比，可以得出初步结论：________________________________________．
能力提升
(4)(科学推理)若水平面绝对光滑且足够长，________(选填“能”或“不能”)达到实验探究的目的，并说明理由：________________________________________.
(5)(实验改进)实验过程中，若发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较．对此请你写出一条改进措施：________________________.
新考法
(6)(生活实践)实验结束后，同学们想知道汽车的“超载”与“超速”哪个造成的危害更严重，于是又做了进一步测量，得到数据如下表所示．
实验序号 金属球的质量m/g 金属球撞击木块时的速度v/(cm·s－1) 木块被撞后运动的距离s/cm
1 30 2 4
2 30 4 16
3 60 2 8
分析表格中对应的数据可知，________对物体动能的影响更大，即当发生交通事故时，________造成的危害更严重．
真题演练
命题点　机械能及其相互转化
基础小练
1. 同一小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的部分参数如图所示．下列的说法中正确的是(　　)
A. 小球在M点时的速度比在N点大 B. 小球在M点时的动能比在N点小
C. 小球在N点时的重力势能为36 J D. 小球在运动过程中机械能守恒
第1题图
2. 2023年8月25日，谷神星一号遥八运载火箭在我国酒泉卫星发射中心成功发射升空，将搭载的吉林一号宽幅02A星顺利送入预定轨道．请回答下列问题：
第2题图
(1)火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的卫星来说，动能________，重力势能________，火箭发射时是将火箭燃料的________能转化为内能，最终转化为火箭的机械能．
(2)卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，如图所示，已知卫星在运行过程中机械能保持不变，当卫星从远地点向近地点运动过程中，势能________，速度________．(均选填“增大”或“减小”)
3. 如图甲中过山车从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，B点重力势能的大小________E点动能的大小．在这个过程中，过山车的机械能是________(选填“变化”或“不变”)的．
第3题图
【典型试题拓展】 第3题1. (科学推理)如图所示，AOB是光滑轨道，将小球从A处由静止释放，滚下后从轨道的B处抛出，忽略空气阻力，小球从B处抛出后到达最高点的高度_____(选填“大于”“小于”或“等于”)h；你判断的理由是_______________________________________．
4. 如图所示，用细线系住小球悬挂在O点，将小球拉至A点释放，从A点经过B点运动到C点的过程中，小球的重力势能先变小后________，动能先________后________．(均选填“变大”“变小”或“不变”)
第4题图
拓展训练
5. 跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是(　　)
第5题图
A. 运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性势能减小
B. 运动员被跳板向上弹起的过程中，重力势能减小
C. 运动员离开跳板向上运动的过程中，动能减小
D. 运动员从最高点下落的过程中，机械能增大
6. 如图所示，小芳设想利用升降台让球越弹越高．将球从M点竖直向下以某一速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N；经台面反弹后上升过程球的动能________(选填“增大”“不变”或“减小”)，N________(选填“可能”或“不可能”)比M高．球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经台面反弹后，到达的最高点P________(选填“可能”或“不可能”)比N高．
　第6题图
机械能及其相互转化
教材实验到新考法
实验　探究物体的动能跟哪些因素有关
教材实验过要点　①大　②大　③远　④同一　⑤远　⑥质量　⑦大　⑧大
实验要点　2. 动能　转换法　3. 质量　速度　4. 速度　质量
例　速度　质量　(1)B　(2)将木块移至原位置　越大　超速　(3)速度　乙、丙　当速度一定时，物体的质量越大，动能越大　(4)不能　木块将做匀速直线运动，无法根据木块移动距离判断金属球动能大小　(5)增大金属球在斜面滚下的高度(或增大金属球的质量)　(6)速度　超速
真题演练
1. B
2. (1)增大　增大　化学　(2)减小　增大
3. C　等于　变化　
【典型试题拓展】 第3题小于 小球在最高点具有一定的动能，由机械能守恒可知最高点的重力势能小于A点的重力势能
4. 变大　变大　变小
5. C　6. 减小　可能　不可能