专题8机械能转换
专题8机械能转换
【学习要点】
知道影响动能、重力势能和弹性势能大小的因素，认识并理解动能和势能的相互转化，能
解释一些有关动能、重力势能和弹性势能之间相互转化的简单物理现象.能结合实例分析机械
能守恒和能量守恒，
机械能变化
除币力、帅力介外力
能变化
以外的力做功做功
只有币力
机献守恒
护力做功
山能关示
能量守恒
币做
弹做
力小功
力斯
甭力势治
炉性势据
【学习领航】
例12024年4月25日，我国长征运载火箭成功将神舟十八号载人飞船送往预定轨道.载人
飞船离开地面加速上升的过程中
()
A,动能增大，重力势能不变
B.动能增大，重力势能增大
C.动能不变，重力势能不变
D.动能不变，重力势能增大
考点追踪：
动能和势能大小的判断
试题精析：
影响动能大小的因素是物体的质量和速度，影响重力势能大小的因素是质量和高度，根据题
意，飞船加速上升，质量不变，速度在增加，动能增大，高度在增加，重力势能增大，故选项B正确.
解题逻辑：
质量
动能
速度
机械能
质量
重力势能
高度
势能
弹性形变的大小
弹性势能
材料的典性性历
61
专题8机械能转换
例2如图8-1()所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达最高点B,且A,B两点
等高，则摆球到达B点时动能为
J;摆球从A点到O点的过程中，
转化为动
能.整个过程中，摆球的机械能大小
(选填“不变”或“减小”)
2
(a)
(b)
图8-1
拓展：
(1)摆球从A点摆动到右侧最高点B,如果B点低于A点，则整个过程中，摆球的机械能
大小
(选填“不变”或“减小”)
(2)摆球从A点释放，摆动经过最低点O时，绳子对小球的拉力
(选填“等于”或
“不等于”)小球所受重力，理由是
(3)当摆球到达右侧最高点B时，绳子突然断裂，则摆球将沿如图(b)所示路线
(选填“①”“②”或“③”)运动.
(4)当摆球到达右侧最高点B时，突然外力全部消失，则摆球将
(填写运动
状态).
考点追踪：
动能与势能的相互转化、机械能守恒（不守恒）、力与运动的关系
试题精析：
摆球从A到O过程，高度在减小，重力势能减小，速度在增加，动能增大，这一过程重力势
能转化为动能；O到B过程，速度在减小，动能减小，高度增加，重力势能增大，这一过程动能
转化为重力势能；到达最高点B时，速度为0，动能为0：因为A,B两点等高，重力势能相等，
动能均为0，所以机械能相等，整个过程中机械能大小不变.
拓展：
(1)如果B点低于A点，则B点的机械能小于A点的机械能，所以整个过程中机械能不
断减小，克服阻力做功，机械能转化为内能.
(2)摆球经过最低点O时，摆球受到同一直线方向相反的两个力，绳子的拉力和重力，因
为此时摆球不处于平衡状态，所以受到的两个力不是平衡力，这两个力的大小不等
(3)摆球到达右侧最高点B时，速度为0，此时绳子突然断裂，摆球只受重力，所以将沿竖
直方向做加速运动.
(4)当摆球到达右侧最高点B时速度为0，突然外力全部消失，根据牛顿第一定律可知，原
来静止的物体将保持静止，中，弹簧的最大缩短量为0.62m,所以推算出弹力的最
发光，说明测电笔与火线之间是断开的，可判断进户线的
大值为6.2N.(3)当弹簧压缩量最大时，小球的速度为
火线发生断路；接下来应该检查熔断器所在的位置
0,此时，小球受到的弹力大于其重力，所以小球处于非平
(3)①闭合开关S和S,灯L2正常发光，L1不发光，说明
衡状态
I两端的电压为220V,所以故障是1内部短路或另外
专题9
电路故障分析
的一条支路短路；②断开S,灯L2正常发光，这说明L
两端的电压为220V,则故障是插座内部短路
[学习领航]
6.A[解析]把一根导线接在a,b之间，如果L1发光，说
例1A例2C例3A
明L1是完好的，L2损坏；把电流表接在a,b之间，如果
例4(1)无故障(2)短路(3)断路
电流表无示数，说明电流表与电源之间不是通路，L损
例5D例6C
坏；把电压表接在a,b之间，如果电压表无示数，说明电
[学习实践]
压表与电源之间不是通路，L,损坏：把另一个相同的小
1.B[解析]如图所示，灯L和L。串联，电流表测电路中
灯泡L接在a,b之间，如果L和L不发光，说明电路仍
电流，电压表V,测I两端的电压，电压表V2测电源电
然是断开的，所以故障是L1损坏.
压；若L断路，开关闭合后，电流表无示数，电压表V与7.B[解析]闭合开关S(家中其他用电器均处于断开状
V2示数相等，等于电源电压；若L短路，开关闭合后，电
态)，白炽灯L亮了一段时间后熄灭了，说明了火线、白炽
流表有示数，电压表V,示数为零，V2示数等于电源电
灯和零线之间不是通路，可能是火线断路，可能是白炽灯
压，所以有两个电表指针发生偏转；若L。断路，开关闭合
断路，也可能是零线断路，测电笔检测插座的两个孔，测
后，电流表无示数，V1无示数，V2示数等于电源电压，只
电笔氖管均发光，说明火线与插座左右孔相连，检测右
有一个电表指针发生偏转；若L2短路，开关闭合后，电流
孔，火线到插座右孔到测电笔到人体到大地形成通路，检
表有示数，V,与V2示数相等，等于电源电压，三个电表
测左孔，火线到闭合的开关S到灯L到插座的左孔到测
均有示数.
电笔到人体到大地形成通路.当断开开关S,检测右孔仍
2.有无无有[解析]若a和b之间接一电阻，两个
然形成通路，检测左孔时，开关处断路，没有电流经过测
电阻串联，电流表有示数，电压表测所接电阻两端的电
电笔，氖管不发光
压，也有示数；若a和b之间接一导线，电路中只有一个
8.C[解析]测电笔测试插座的左右孔，氖管发光，说明与
电阻，电流表有示数，电压表测导线两端的电压，无示数；
火线相连的熔丝没有熔断：刚插上洗衣机（开关未闭合）
的插头时，所有用电器都停止工作，电路中用电器的总功
若α和b之间断路，则电路中没有电流，电流表无示数，
率并没有增大，所以熔丝熔断的原因并不是超负荷运行：
电压表到电源两端电路完好，测电源两端电压，所以有
断开S,和S,测电笔检测插座的左右孔，右孔与火线相
示数
连，此时氖管发光，左孔不能与火线相连，氖管不发光；只
3.D[解析]若甲灯泡断路，电压表测得U=6V:若乙灯
断开S,测电笔检测开关S的上接线柱，火线S的上接
泡断路，电压表测得U=0:若滑动变阻器R短路，甲乙
线柱与测电笔、人体、大地之间形成通路，氖管发光，测电
两灯串联，U不等于0；若滑动变阻器R断路，符合
笔检测开关S的下接线柱，火线与闭合的S2、电热器、零
题意
线、灯泡、测电笔、人体和大地之间形成通路，氖管也
4.B[解析]闭合开关，若L发光较暗，说明L两端的电
发光
压小于其额定电压(220V),则校验灯I2与L1串联，该
专题10
欧姆定律、伏安法测电阻、
电路无故障；若L。发光正常，说明L2两端的电压等于其
额定电压(220V),则电路中只有L2,该电路发生短路
电功率实验对比
[学习领航]
若I2发光正常，说明I1被短路，此时用测电笔检测A
例1(1)如图所示
点，测电笔也会被短路，氖管不会发光
5.(1)右(2)火线熔断器(3)①不能任意一条支路短
路，灯泡L2两端的电压都为220V②能220V[解
析](1)插座的右孔与火线相连，用测电笔检测火线，观
察氖管发不发光，来判断家中电路是否有电.(2)氖管不比值分别为，合，：分折实验数据258，可得
跃起到空中最高点C时，竖直方向速度为零，水平方向速
度不为零，所以动能不为零：C到D过程中，因为不计空
同一物体静止在不同斜面上时，斜面倾角不同，物体对木
气阻力，所以机械能守恒：惯性是物体的一种性质，不能
板的压力与该物体重力的比值分别为1992,19,0
2020
说受到惯性的作用.
4.B[解析]AB段高度增加，势能增加，是动能转化为势
20;分析实验数据3,6,9.可得同一物体静止在不同斜
19.32
能：BC段穿出大气层，没有空气阻力，所以机械能保持不
面上时，斜面倾角不同，物体对木板的压力与该物体重力
变；CD段返回器进入大气层，受到空气阻力，机械能转化
的比值分别为2,2，强。由此可知，月一物休
为内能，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增加，
但动能的增加量小于重力势能的诚小量：返回器由于受
静止在不同斜面上时，斜面倾角越大，物体对木板的压力
到空气阻力，A到D的全过程中机械能并没有一·直
与该物体重力的比值越小.(5)物体的重力G=mg=
不变
30kg×10Nkg=300N,克服物体重力做的有用功：
5.(1)不变(2)一直变小一直变大[解析](1)因为不
W布甩可得拉力
W有用=Gk=300N×0.3m=90J:由7-W8
计空气阻力，所以A到B的过程中，小球的机械能不变.
(2)物体M从C到D的过程中，物体受到与运动方向相
做的总功：W=
W有坦=90J
790%
=100J,因为W8=W有用十
反的弹力越来越大，所以物体做减速运动，动能一直变
W颜，所以克服摩擦做的额外功：W暴=W总一W有用三
小；弹簧的弹性形变越来越大，所以弹性势能一直变大
100J一90J=10J,由W=fs得物体受到的摩擦力：
6.C[解析]在B点时，水平方向有一定的速度，所以B
/-Wx-10J-10 N.
点动能不为零；由于小球弹起的高度越来越小，说明机械
1m
能在不断减小，所以A点的机械能大于C点的机械能：A
专题8机械能转换
点机械能大于D点机械能，而A点比D点高，势能A比
[学习领航
D大，所以动能可能相等；由于机械能不断减小，转化为
例1B
内能，所以在运动过程中，不是只存在动能和势能的相互
例20重力势能不变拓展：(1)诚小(2)不等于摆
转化
球此时所受的不是平衡力(3)①(4)保持静止
7.等于小于增大[解析]打开扣环，人从A点由静止
例3D
释放，人的质量不变，速度变大，动能变大，高度变高，重力
例4先减小后增大A点左侧不能拓展：(1)A点
势能变大，绳子的弹性势能变小，是弹性势能转化为动能
不守恒(2)先增大后减小内能
和重力势能，所以人动能的变化量小于绳子弹性势能的变
[学习实践]
化量：到达B点之前，绳子的拉力大于重力，人向上做加速
1.C[解析]动能与质量和速度有关，重力势能与质量和
运动，到达B点时，速度最大，这说明此时的拉力等于人的
高度有关，无人机喷酒农药，总质量减小，在某一高度匀
重力；由B运动到C,绳子的弹性形变变小，弹性势能转化
速飞行，速度和高度不变，所以动能减小，重力势能减小
为人的机械能，不计空气阻力，人的机械能增大，
2.D[解析]物体在平衡力作用下，处于平衡状态，物体做
8.(1)先增大后减小一直减小(2)0.16.2(3)非平
匀速直线运动，速度大小保持不变，物体的动能与质量和
衡[解析](1)由图可知，小球接触弹簧到将弹簧压缩
速度有关，质量和速度均不变，所以物体动能不变；物体
至最短的过程中，小球的速度先增大后减小，所以小球的
在平衡力作用下可能在水平面上做匀速直线运动，高度
动能也是先增大后减小；因为弹簧的弹性形变越来越大，
不变，也可能匀速上升，高度增加，还可能匀速下降，高度
弹性势能也越来越大，该过程中，小球的机械能转化为弹
减小，高度可能不变可能改变，所以重力势能可能不变可
簧的弹性势能，所以小球的机械能一直诚小.(2)小球速
能改变，机械能是动能和势能的总和，所以机械能可能
度最大时，所受重力等于弹簧对它的弹力，根据该弹簧每
改变
受到0.1N的压力就缩短1cm,可推算出弹簧缩短的长
3.C[解析]因为AB之间有摩擦阻力，所以A到B的过
度为0.1m时，弹簧受到的压力为1N,弹簧对小球的弹
程中，重力势能一部分转化为动能，一部分转化为内能：
力为1N,小球的重力也是1N,质量为0.1kg:全过程
0
