11.4机械能及其转化
知识管理
1.在物理学中,把 能、 能和 能统称为机械能。
2.如果只有动能和势能相互转化,动能和势能的总和 ,或者说,机械能是 的。
3.自然界可供人类利用的机械能有 能和 能。
基础题
知识点1 机械能及其转化
1.(2025·济源期末)如图所示,2025年 4月30日,神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,三位航天员安全顺利出舱。返回舱在接近地面时,缓冲发动机点火,进一步减小返回舱的速度,直至着陆,此过程中返回舱的动能 ,重力势能 ,机械能 。(填“增加”“减少”或“不变”)
2. 如图所示,绳的一端拴一小球,另一端悬于固定点O点处,用手把小球拉到 A点后松开手,小球在摆动过程中。
(1)小球从A点运动到 B点的过程中,在 点的重力势能最大,在 点的动能最大。
(2)小球从 B点摆动到C点的过程中, 能转化成 能。
3.如图所示的魔罐,橡皮筋两头分别固定在罐子两端,中间系一个钩码,将魔罐在水平地面上滚出,橡皮筋被缠绕绷紧,橡皮筋的弹性势能 (填“变大”“变小”或“不变”);在橡皮筋的作用下魔罐能自动滚回来,滚回的过程中 能主要转化为 能。
4.如图所示是上海“明珠线”某轻轨列车车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。当列车无动力滑行进站时, 能转化为 能,此过程中机械能 (填“增大”“减小”或“不变”)。
知识点2 机械能守恒
5.如图所示,小球在一个光滑的轨道上从O点由静止释放,小球始终没有离开轨道,你认为小球最远可以滚到 ( )
A.a点
B.b点
C.c点
D.d点
6.如图所示,捻动滚摆的轴使其升高后释放,观察滚摆运动过程,长时间后滚摆停止上下滚动。下列说法正确的是 ( )
A.滚摆下降时,重力势能减小,动能减小
B.滚摆整个运动过程中,机械能总量保持不变
C.滚摆上升到最高点时,动能最大
D.滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能不守恒
7.如图所示,人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时,若不受空气阻力,机械能守恒,当卫星从近地点向远地点运动时,它的 能转化为 能,卫星在 (填“远”或“近”)地点时动能最大。
知识点3 风能和水能的利用
8.新疆的达坂城号称“百里风区”,当地的民谣说:“达坂城,老风口。大风小风天天有,小风刮歪树,大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了自然界具有 能。从物理的角度来讲,因为风和水都能够 或者被举高,所以风能和水能都属于 能。
中档题
9.踢毽子,又叫“打鸡”,是中国民间传统的体育健身活动之一。从毽子离开脚开始上升至第一次到达最高点的过程中(忽略空气阻力),毽子的 ( )
A.动能一直增大 B.重力势能一直减小
C.机械能保持不变 D.机械能一直增大
10.(2025·济南)科技赋能正深刻改变着传统农业的生产方式,大大减轻了农民的负担,提高了生产效率。如图所示,一架无人机正在进行农药喷洒作业,随着农药的减少,下列情形中无人机(包括水箱和箱中农药)的机械能可能保持不变的是 ( )
A.水平向前匀速飞行B.竖直向下匀速飞行
C.斜向上匀速飞行 D.斜向下匀速飞行
11.(2025·河北)如图为河北丰宁抽水蓄能电站(目前世界装机容量最大)的示意图。用电低谷时,通过电力将水从下水库抽到上水库;用电高峰时,再由上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是 ( )
A.水从下水库被抽到上水库,重力势能减小
B.物料运输车沿盘山路行驶,速度增大时,动能减小
C.放水发电时,水由上水库至下水库,水的机械能变大
D.水沿自流排水河自动向下流动时,重力势能转化为动能
12.(双选)A|清华附中校本经典题滑雪运动是一项既有趣又对身体有益的活动,图甲中滑雪者从A 点出发,先后经过B、C、D、E点。图乙是滑雪者在 B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图,下列说法正确的是 ( )
A. B到 C过程运动员的重力势能转化为动能
B.该过程中 E 点的动能最大
C. B点重力势能的大小等于 E 点动能的大小
D.该过程滑雪者的机械能保持不变
13.(2025·郑州惠济区期末)图甲中的乒乓球发球机,在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个质量相同的球,如图乙所示。不计空气阻力,乒乓球下落过程中发生的能量转化是 ,三个球到达乒乓球台时的速度 (填“相同”或“不相同”)。
拓展题
14.如图所示为蹦床运动简化示意图,运动员在O点时速度为零,A点是蹦床不发生形变时的原位置,B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处,C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力,从A 点到C点的过程中,蹦床的弹性势能 (填“增大”“减小”或“不变”),在 (填“A”“B”或“C”,下同)点时运动员的机械能最大,在 点时运动员的动能最大。
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1.动重力势 弹性势 2.不变 守恒 3.水风
基础题
1.减少 减少 减少 2.(1)A B (2)动 重力势
3.变大 弹性势 动 4.动 重力势 减小 5. C 6. D
7.动重力势 近 8.风运动 机械
中档题
9. C 10. C 11. D 12. AC 13.重力势能转化为动能 相同拓展题
14.增大 A B