第4节 机械能及其转化
【A层 基础必会】
考点一 机械能大小的判断
1.现有质量相同的甲、乙两辆汽车,甲汽车正沿着盘山公路向山上行驶,乙汽车正在山脚下的水平公路上行驶。设甲、乙两汽车行驶的速度大小相同,则 ( )
A.甲汽车的动能比乙汽车的动能小
B.甲汽车的重力势能比乙汽车的重力势能小
C.甲汽车的机械能一定比乙汽车的机械能大
D.甲汽车的机械能与乙汽车的机械能相等
2.如图所示是高速公路上的避险车道,常设在长陡下坡路段外侧。当高速行驶的汽车出现刹车失灵时,可通过进入粗糙的避险车道快速降低车速直至停止。下列关于刹车失灵的车在避险车道运动时的描述正确的是 ( )
A.动能减小,势能增大,机械能不变
B.动能减小,势能增大,机械能减小
C.动能增大,势能减小,机械能减小
D.动能增大,势能增大,机械能减小
3.如图所示,空中加油机正在水平匀速飞行给战斗机加油,在此过程中,加油机的机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
4.如图所示是载人飞船返回舱反推发动机成功点火后减速向预定区域着陆的画面。在此过程中,返回舱的动能 ,机械能 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
考点二 机械能的转化与守恒
5. (多选)如图所示,物块在光滑斜面上由静止开始下滑,依次经过a、b两点,不计空气阻力,比较物块在a、b两点的能量,下列说法正确的是 ( )
A.物块在a点机械能大
B.物块在b点动能大
C.物块在b点重力势能大
D.物块在a、b两点的机械能一样大
6.(2024·宜宾中考)如图所示,人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行,当卫星从近地点向远地点运动的过程中 ( )
A.速度增大 B.动能转化为重力势能
C.机械能增大 D.重力势能减小
7.如图所示,将一张卡片对折,在开口的一边剪两刀,然后将橡皮筋套在开口边,将卡片反扣在桌面上,用力往下压卡片,松手后,看到的现象是卡片跳起来了。卡片跳起时将橡皮筋的 先转化为卡片的 ,然后再转化为卡片的 (均选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”)。
8.如图所示,小磊分别沿三条路径从滑梯同一高度处由静止滑到水平地面,忽略空气阻力和摩擦,此过程中小磊的机械能是 (选填“守恒”或“不守恒”)的,他到达滑梯最底端时的速度 (选填“相同”或“不相同”)。
9.(2024·南阳质检)如图是小明设计的过山车的轨道示意图,将小球从斜轨道顶端A点自由释放后,你认为小球能否经B、C所在圆轨道到达D点 ,理由是 。
易错点 不能正确利用机械能守恒判断机械能大小关系
10.如图所示,将同一个小球按不同的方向从离地面相同高度的同一位置两次抛出,初速度大小相等,若小球第1次落地机械能为E1,第2次落地机械能为E2,不计空气阻力,则E1 E2,理由是 。
【B层 能力提升】
11.(2024·北京质检)如图所示,小球从A点出发,先后经过轨道上的B、C、D、E各点。则下列说法正确的是 ( )
A.小球在B点的机械能大于它在D点的机械能
B.从B点到E点的过程中,小球的机械能守恒
C.到D点时,若小球所受的力全部消失,它将保持静止
D.从D点到E点的过程中,小球的动能增大、重力势能减小、机械能保持不变
12.(2024·阳江质检)两个相同的篮球,表面潮湿,从不同高度自由落至同一地面,留下的印迹如图所示。关于初始时的高度和重力势能,下列说法正确的是 ( )
A.落在A处的篮球初始高度高,初始重力势能大
B.落在B处的篮球初始高度高,初始重力势能大
C.两个篮球初始时的高度和重力势能一样
D.两个篮球初始时的高度和重力势能无法比较大小
13.(2024·盐城中考改编)手拉橡皮筋,橡皮筋伸长,橡皮筋伸长越长弹性势能 (选填“越大”“越小”或“不变”)。用橡皮筋做成“弹弓”,将物体弹射出去的过程中,橡皮筋的 转化成物体的 。(后两空均选填“重力势能”“弹性势能”或“动能”)
14. (2023·南充中考)体育课上小唐同学进行传接排球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图所示。a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,不计空气阻力,则球在a点的机械能 d点机械能(选填“大于”“小于”或“等于”);球在a、b、c、d四点中 点的重力势能最大。
15.(2024·济宁质检节选)如图所示,不可伸长的轻绳一端固定在O点,另一端系一小球,O点正下方P点固定一个钉子,小球由A点自由释放。不考虑空气阻力,小球从A点到1点的过程中重力势能转化为 ,摆到右侧最高点的位置是图中的 点。
16.(2024·广州中考节选)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。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。
位置 机械能/J 重力势能/J
甲 13 6
乙 12 10
【C层 素养培优】
17. (2024·湖州期末)“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”,上升到最高位置C点,其中在B点时速度最快。对此过程,下列描述不正确的是 ( )
A.扣环打开前,弹性绳的弹性势能最大
B.到达B点时,弹性绳处于原长位置
C.人从A到C的过程中,重力势能增加,动能先增加后减少
D.人从A到B的过程中,弹性绳的弹性势能转化为人的机械能第4节 机械能及其转化
【A层 基础必会】
考点一 机械能大小的判断
1.现有质量相同的甲、乙两辆汽车,甲汽车正沿着盘山公路向山上行驶,乙汽车正在山脚下的水平公路上行驶。设甲、乙两汽车行驶的速度大小相同,则 (C)
A.甲汽车的动能比乙汽车的动能小
B.甲汽车的重力势能比乙汽车的重力势能小
C.甲汽车的机械能一定比乙汽车的机械能大
D.甲汽车的机械能与乙汽车的机械能相等
2.如图所示是高速公路上的避险车道,常设在长陡下坡路段外侧。当高速行驶的汽车出现刹车失灵时,可通过进入粗糙的避险车道快速降低车速直至停止。下列关于刹车失灵的车在避险车道运动时的描述正确的是 (B)
A.动能减小,势能增大,机械能不变
B.动能减小,势能增大,机械能减小
C.动能增大,势能减小,机械能减小
D.动能增大,势能增大,机械能减小
3.如图所示,空中加油机正在水平匀速飞行给战斗机加油,在此过程中,加油机的机械能 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
4.如图所示是载人飞船返回舱反推发动机成功点火后减速向预定区域着陆的画面。在此过程中,返回舱的动能 变小 ,机械能 变小 。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
考点二 机械能的转化与守恒
5. (多选)如图所示,物块在光滑斜面上由静止开始下滑,依次经过a、b两点,不计空气阻力,比较物块在a、b两点的能量,下列说法正确的是 (B、D)
A.物块在a点机械能大
B.物块在b点动能大
C.物块在b点重力势能大
D.物块在a、b两点的机械能一样大
6.(2024·宜宾中考)如图所示,人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行,当卫星从近地点向远地点运动的过程中 (B)
A.速度增大 B.动能转化为重力势能
C.机械能增大 D.重力势能减小
7.如图所示,将一张卡片对折,在开口的一边剪两刀,然后将橡皮筋套在开口边,将卡片反扣在桌面上,用力往下压卡片,松手后,看到的现象是卡片跳起来了。卡片跳起时将橡皮筋的 弹性势能 先转化为卡片的 动能 ,然后再转化为卡片的 重力势能 (均选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”)。
8.如图所示,小磊分别沿三条路径从滑梯同一高度处由静止滑到水平地面,忽略空气阻力和摩擦,此过程中小磊的机械能是 守恒 (选填“守恒”或“不守恒”)的,他到达滑梯最底端时的速度 相同 (选填“相同”或“不相同”)。
9.(2024·南阳质检)如图是小明设计的过山车的轨道示意图,将小球从斜轨道顶端A点自由释放后,你认为小球能否经B、C所在圆轨道到达D点 不能 ,理由是 A点低于C点,小球自由释放后,即使没有机械能损失,仍上升不到圆形轨道的最高点C 。
易错点 不能正确利用机械能守恒判断机械能大小关系
10.如图所示,将同一个小球按不同的方向从离地面相同高度的同一位置两次抛出,初速度大小相等,若小球第1次落地机械能为E1,第2次落地机械能为E2,不计空气阻力,则E1 = E2,理由是 小球的机械能守恒 。
【B层 能力提升】
11.(2024·北京质检)如图所示,小球从A点出发,先后经过轨道上的B、C、D、E各点。则下列说法正确的是 (A)
A.小球在B点的机械能大于它在D点的机械能
B.从B点到E点的过程中,小球的机械能守恒
C.到D点时,若小球所受的力全部消失,它将保持静止
D.从D点到E点的过程中,小球的动能增大、重力势能减小、机械能保持不变
12.(2024·阳江质检)两个相同的篮球,表面潮湿,从不同高度自由落至同一地面,留下的印迹如图所示。关于初始时的高度和重力势能,下列说法正确的是 (B)
A.落在A处的篮球初始高度高,初始重力势能大
B.落在B处的篮球初始高度高,初始重力势能大
C.两个篮球初始时的高度和重力势能一样
D.两个篮球初始时的高度和重力势能无法比较大小
13.(2024·盐城中考改编)手拉橡皮筋,橡皮筋伸长,橡皮筋伸长越长弹性势能 越大 (选填“越大”“越小”或“不变”)。用橡皮筋做成“弹弓”,将物体弹射出去的过程中,橡皮筋的 弹性势能 转化成物体的 动能 。(后两空均选填“重力势能”“弹性势能”或“动能”)
14. (2023·南充中考)体育课上小唐同学进行传接排球训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图所示。a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,不计空气阻力,则球在a点的机械能 等于 d点机械能(选填“大于”“小于”或“等于”);球在a、b、c、d四点中 b 点的重力势能最大。
15.(2024·济宁质检节选)如图所示,不可伸长的轻绳一端固定在O点,另一端系一小球,O点正下方P点固定一个钉子,小球由A点自由释放。不考虑空气阻力,小球从A点到1点的过程中重力势能转化为 动能 ,摆到右侧最高点的位置是图中的 3 点。
16.(2024·广州中考节选)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。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 1 J,在乙位置时的动能为 2 J。
位置 机械能/J 重力势能/J
甲 13 6
乙 12 10
【C层 素养培优】
17. (2024·湖州期末)“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”,上升到最高位置C点,其中在B点时速度最快。对此过程,下列描述不正确的是 (B)
A.扣环打开前,弹性绳的弹性势能最大
B.到达B点时,弹性绳处于原长位置
C.人从A到C的过程中,重力势能增加,动能先增加后减少
D.人从A到B的过程中,弹性绳的弹性势能转化为人的机械能
点思路:(1)弹性绳的弹性形变最大时,弹性势能最大;
(2)速度最大的位置是弹力与重力相等时;
(3)从A到C的过程中,速度先增大,后减小;
(4)从A到B的过程中,弹性绳的弹性势能减小,人的机械能增大。
