第12章 机械能
1．教科版8下P114图12－1－7
【命题点】弹性势能及影响因素
【示例】射箭运动员用力将弓拉弯，此时的弓具有__弹性势能__能，弓拉得越满，__弹性形变__越大，它具有的弹性势能越大。
2．教科版8下P116图12－2－4
【命题点】机械能及其转化
【示例】如图所示的滚摆，从最低处向上运动的过程中，动能__变小__(选填“变大”“不变”或“变小”)，动能转化为__重力势__能，整个上下运动过程中滚摆上升的高度越来越低，说明滚摆的机械能的总和 __变小__。(选填“变大”“不变”或“变小”)
考点1 动能与势能
1．(河北保定期末)科技兴农赋能乡村振兴，农业工作人员正在使用无人机给农作物喷洒农药。无人机在某一高度沿水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，无人机的( C )
A．动能变大 B．重力势能变大
C．动能变小 D．重力势能不变
2．(河北衡水校级期末)在“探究压力的作用效果”与“探究重力势能的大小与哪些因素有关”两个实验中，均可通过如图所示器材完成实验。以下关于两个实验的四个判断中错误的是( A )
A．都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量
B．都需要观察小桌陷入沙中的深度
C．前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放
D．后者实验中小桌不需要倒放
在“探究影响压力作用效果因素”实验中，选用大小不同的木块是为了改变压力大小；在“探究影响重力势能大小因素”实验中，选用大小不同的木块是为了改变质量大小，所以两个实验改变的物理量不同，故A错误，符合题意；两个实验都运用了转换法，前者实验通过观察小桌陷入沙中的深度，判断压强大小；后者实验通过观察小桌陷入沙中的深度，判断重力势能的大小，故B正确，不符合题意；前者实验探究压力大小对压力作用效果的影响，不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放，故C正确，不符合题意；后者实验探究质量大小对重力势能大小的影响，小桌不需要倒放，只需要观察小桌陷入沙中的深度，故D正确，不符合题意。
3．(四川广元三模)某物理兴趣小组用可乐瓶制作了一个水火箭(如图)，先在瓶里装适量水，再将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞，用打气筒往瓶里打足气，打开阀门，水从尾部的金属管向下喷出，火箭竖直向上飞向空中。发射时，瓶内高压气体对水做功，火箭的动能__增大__，上升过程中，火箭的重力势能__增大__。(以上两空均选填“增大”“不变”或“减小”)
考点2 机械能及其转化
4．(山东济南中考)2024年2月，国内首颗X波段合成孔径雷达卫星“济高科创号”发射成功。“济高科创号”卫星在随火箭加速直线升空的过程中( C )
A．动能减小，重力势能减小，机械能减小
B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能增大，重力势能增大，机械能增大
D．动能增大，重力势能减小，机械能不变
5．(河北廊坊校级开学考试)如图所示，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运动到d点，整个过程中不计空气阻力，则钢珠( D )
A．通过d点时的动能比通过b点时大
B．钢珠在b点时重力势能最大
C．从a点运动到b点的过程中，动能转化为重力势能
D．从b点运动到c点的过程中，动能转化为重力势能
b、d两点，d点的重力势能大于b点的重力势能，所以d点的动能小于b点的动能，故A不符合题意；在a点时，小球所处位置最高，重力势能最大，故B不符合题意；从a点运动到b点的下落过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，故C不符合题意；从b点运动到c点的上升过程中，重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能，故D符合题意。
6．(山东威海一模)如图是小球弹跳时的频闪照片，不计小球与地面碰撞时的能量损失，下列说法正确的是( C )
A．小球在弹跳过程中，机械能保持不变
B．小球在下落过程中，重力势能全部转化为动能
C．小球运动到相同高度的P、Q两点时，重力势能相同
D．经过相同高度的P、Q两点时，小球的动能相同
小球起跳时，由于与空气的摩擦，在弹跳的过程中部分机械能转化为内能，所以机械能逐渐减小，故A错误；小球在下落过程中，小球做加速运动，速度变大，动能增加，高度减小，重力势能减小，同时由于与空气的摩擦，在弹跳的过程中部分重力势能转化为内能，可知小球在下落过程中，重力势能没有全部转化为动能，故B错误；小球运动到相同高度的P、Q两点时，小球的质量不变，所以重力势能相同，故C正确；小球从P点运动到Q点时，由于与空气的摩擦，机械能逐渐减少，由于P、Q两点高度相同，所以P、Q两点小球的重力势能相同，而Q点的机械能小于P点的机械能，所以P点的动能大于Q点的动能，故D错误。
7．(山东济南三模)如图甲，斜面与水平面均光滑，从斜面上自由下滑的小球接触弹簧后，将弹簧压缩至最短。在这一过程中，能量转化情况为：__小球的动能转化为弹簧的弹性势能__。若只减小斜面的坡度，使小球仍从同一高度自由下滑，如图乙所示，则弹簧压缩至最短时，弹簧所储存的能量与甲图时比__不变__(选填“增加”“减小”或“不变”)。
8.(山东烟台一模)把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“A：按下后放手”到“B：获得一个向上的速度”再到“C：向上运动到达最高点”，如图乙所示。圆珠笔在“A→B”阶段，__弹性势能__转化为动能；圆珠笔在“B→C”阶段，动能转化为__重力势能__；在最高点处，圆珠笔的速度大小为0，此时__受__(选填“受”或“不受”)重力作用。
考点3 水能和风能
9．(内蒙古包头月考)如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列说法正确的是( D )
A．水流速变大时，压强也变大
B．上游水位越浅，压强越大
C.水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能
D．水流量相同的情况下，上游水位越高，能够发出的电能越多
流体流速大的位置压强小，水流速变大时，压强变小，故A错误；液体压强与深度有关，深度越深压强越大，上游水位越浅，压强越小，故B错误；上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，在水轮机处带动发电机发电。将水的机械能转化为电能，故C错误；水电站发电时，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能够转化的动能就越多，带动水轮机发出的电能就越多，故D正确。
10．风力发电是将风能转化为__电__能，且风能是清洁的可再生能源，是世界各国大力发展的新能源之一，能量的单位是__焦耳__。
考点4 自行车
11．如图为一辆变速自行车，它的车把和后轮都可看作是一个杠杆或轮轴；你认为车把是一个__省力__(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆，后轮是一个__费力__(选填“省力”或“费力”)轮轴，骑着它爬坡时，后轴的齿轮应更换__较大的__(选填“较大的”或“较小的”)。
12．(四川绵阳月考)汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图，其中h1(1)甲、乙两次实验探究的是动能与__速度__的关系。
(2)进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，由此可推断A、B两球的质量关系是：mA__<__mB，与图乙实验进行比较，可以得出：__速度__相同时，质量越大，动能越大。为了实验安全，需改进图丙实验，再与图乙实验对比，在不改变木板长度的情况下，以下可行的方法是__A__(填写正确选项前的字母)。
A．换用质量更小的钢球
B．给水平木板铺上毛巾
C．适当降低钢球B的高度
D．换用一个较重的木块
(3)善于动脑的小东又设计了如图丁所示的方案：用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度，两次实验弹簧具有的弹性势能__不同__(选填“相同”或“不同”)，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。
13．蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动，由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。
已知从开始下落到第一次下落高度达到最大的过程中，空气阻力可以忽略不计。小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示．请根据图像解答下列问题。
(1)弹性细绳原长为__1.2__m，小球下落的最大高度为__2.4__m。
(2)小球最终停在h＝__1.5__m的位置。
(3)已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力，弹性细绳的最大弹性势能为__7.2_J__。
(1)由图丙可知，当下落高度达到1.2 m，绳子开始产生拉力的作用，说明弹性细绳原长为1.2 m；小球下落的高度最大时到达最低点，速度为零，由图乙知小球下落的最大高度为2.4 m。(2)根据力和运动的关系知，当拉力逐渐增大到与重力相等时，速度最大，拉力大于重力时，做减速运动，由图乙知速度最大时，高度为1.5 m，此时拉力等于重力；小球最终停止时，也是平衡状态，拉力等于重力，则小球最终停在h＝1.5 m的位置。(3)根据图丙知，当h＝1.5 m时，拉力F＝3 N，由二力平衡可得，小球重为G＝3 N。小球的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，故最大弹性势能为E弹＝E重＝Gh＝3 N×2.4 m＝7.2 J第12章 机械能
1．教科版8下P114图12－1－7
【命题点】弹性势能及影响因素
【示例】射箭运动员用力将弓拉弯，此时的弓具有__ __能，弓拉得越满，__ __越大，它具有的弹性势能越大。
2．教科版8下P116图12－2－4
【命题点】机械能及其转化
【示例】如图所示的滚摆，从最低处向上运动的过程中，动能__ __(选填“变大”“不变”或“变小”)，动能转化为__ __能，整个上下运动过程中滚摆上升的高度越来越低，说明滚摆的机械能的总和 __ __。(选填“变大”“不变”或“变小”)
考点1 动能与势能
1．(河北保定期末)科技兴农赋能乡村振兴，农业工作人员正在使用无人机给农作物喷洒农药。无人机在某一高度沿水平方向匀速飞行喷洒农药的过程中，无人机的( )
A．动能变大 B．重力势能变大
C．动能变小 D．重力势能不变
2．(河北衡水校级期末)在“探究压力的作用效果”与“探究重力势能的大小与哪些因素有关”两个实验中，均可通过如图所示器材完成实验。以下关于两个实验的四个判断中错误的是( )
A．都选用大小不同的木块是为了改变相同的物理量
B．都需要观察小桌陷入沙中的深度
C．前者实验不需要将木块从小桌正上方一定高度自由释放
D．后者实验中小桌不需要倒放
3．(四川广元三模)某物理兴趣小组用可乐瓶制作了一个水火箭(如图)，先在瓶里装适量水，再将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞，用打气筒往瓶里打足气，打开阀门，水从尾部的金属管向下喷出，火箭竖直向上飞向空中。发射时，瓶内高压气体对水做功，火箭的动能__ __，上升过程中，火箭的重力势能__ __。(以上两空均选填“增大”“不变”或“减小”)
考点2 机械能及其转化
4．(山东济南中考)2024年2月，国内首颗X波段合成孔径雷达卫星“济高科创号”发射成功。“济高科创号”卫星在随火箭加速直线升空的过程中( )
A．动能减小，重力势能减小，机械能减小
B．动能减小，重力势能增大，机械能不变
C．动能增大，重力势能增大，机械能增大
D．动能增大，重力势能减小，机械能不变
5．(河北廊坊校级开学考试)如图所示，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运动到d点，整个过程中不计空气阻力，则钢珠( )
A．通过d点时的动能比通过b点时大
B．钢珠在b点时重力势能最大
C．从a点运动到b点的过程中，动能转化为重力势能
D．从b点运动到c点的过程中，动能转化为重力势能
6．(山东威海一模)如图是小球弹跳时的频闪照片，不计小球与地面碰撞时的能量损失，下列说法正确的是( )
A．小球在弹跳过程中，机械能保持不变
B．小球在下落过程中，重力势能全部转化为动能
C．小球运动到相同高度的P、Q两点时，重力势能相同
D．经过相同高度的P、Q两点时，小球的动能相同
7．(山东济南三模)如图甲，斜面与水平面均光滑，从斜面上自由下滑的小球接触弹簧后，将弹簧压缩至最短。在这一过程中，能量转化情况为：__ __。若只减小斜面的坡度，使小球仍从同一高度自由下滑，如图乙所示，则弹簧压缩至最短时，弹簧所储存的能量与甲图时比__ __(选填“增加”“减小”或“不变”)。
8.(山东烟台一模)把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“A：按下后放手”到“B：获得一个向上的速度”再到“C：向上运动到达最高点”，如图乙所示。圆珠笔在“A→B”阶段，__ __转化为动能；圆珠笔在“B→C”阶段，动能转化为__ __；在最高点处，圆珠笔的速度大小为0，此时__ __(选填“受”或“不受”)重力作用。
考点3 水能和风能
9．(内蒙古包头月考)如图所示，人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机带动发电机发电。上游一定量的水，经水轮机流到下游的过程中，下列说法正确的是( )
A．水流速变大时，压强也变大
B．上游水位越浅，压强越大
C.水轮机带动发电机发电，电能转化成机械能
D．水流量相同的情况下，上游水位越高，能够发出的电能越多
10．风力发电是将风能转化为__ __能，且风能是清洁的可再生能源，是世界各国大力发展的新能源之一，能量的单位是__ __。
考点4 自行车
11．如图为一辆变速自行车，它的车把和后轮都可看作是一个杠杆或轮轴；你认为车把是一个__ __(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆，后轮是一个__ __(选填“省力”或“费力”)轮轴，骑着它爬坡时，后轴的齿轮应更换__ __(选填“较大的”或“较小的”)。
12．(四川绵阳月考)汽车的超载、超速行驶很容易造成交通事故。小东由此想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图，其中h1(1)甲、乙两次实验探究的是动能与__ __的关系。
(2)进行图丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，由此可推断A、B两球的质量关系是：mA__ __mB，与图乙实验进行比较，可以得出：__ __相同时，质量越大，动能越大。为了实验安全，需改进图丙实验，再与图乙实验对比，在不改变木板长度的情况下，以下可行的方法是__ __(填写正确选项前的字母)。
A．换用质量更小的钢球
B．给水平木板铺上毛巾
C．适当降低钢球B的高度
D．换用一个较重的木块
(3)善于动脑的小东又设计了如图丁所示的方案：用同一个钢球两次将同一弹簧压缩到不同程度，两次实验弹簧具有的弹性势能__ __(选填“相同”或“不同”)，放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同，从而验证了动能与速度的关系。
13．蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动，由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。
已知从开始下落到第一次下落高度达到最大的过程中，空气阻力可以忽略不计。小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示．请根据图像解答下列问题。
(1)弹性细绳原长为__ __m，小球下落的最大高度为__ __m。
(2)小球最终停在h＝__ __m的位置。
(3)已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力，弹性细绳的最大弹性势能为__ _ __。
