第六节
合理利用机械能
课时2
动能和势能的转化
预习导学知识点梳理
动能和势能的统称
．动能和势能
之间可以互相
．
2.请你举出两个把“动能和势能的转化”的知识应用在生活中的例子：
（1）
；
（2）
．
3.机械能的转化和守恒：动能和势能的相互转化过程中，如果有摩擦等阻力，那么机械能的总量是
的；若没有摩擦等阻力，机械能总量保持
．
知识点基础练（时间：40分钟
满分：100）一、填空题（每空2分，共48分）
A级
1.刘翔进行跨栏比赛，在跃起身体上栏的过程中，
能转化为
能；运动员拉弓射箭时，弓的
能转化为箭的
能；苹果从树上掉下的过程中，它的
能转化为
能.
A级
2.在空中自由下落的石子（不计空气阻力），它的动能
，重力势能
，机械能
．（选择“增大”、“减小”或“不变”）
A级
3.人造卫星绕地球运行时，在近地点势能最
，在远地点势能最
（填“大”或“小”），从远地点向近地点运行的过程中，动能
，势能
．（填“不变、增大或减小”）
A级
4．一架沿竖直方向匀速上升的直升飞机，动能
，重力势能
，机械能
（填“增大”、“不变”或“减小”）．
B级
5．跳伞运动员在跳伞时要经历两个过程：第一个过程即伞未张开，他下落的速度会越来越快，此时它所具有的动能
，势能
；第二个过程：即伞张开后，他会匀速下落，机械能总量
．（填“变大”、“变小”或“不变”）
B级
6．“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼“的诗句表达了诗人苏轼期望为国御敌立功的壮志．写出开始拉弓和把箭射出这一过程中涉及到功和机械能的2个物理知识．
（1）
；
（2）
．
B级
7.如图，小球从A点抛出时具有300J的机械能，其中动能为200J，小球经过B、C两点落到地面上的D点，已知B点是最高点，A、C在同一高度，若不计空阻力，则请问小球在B点的机械能为
J，在C点的重力势能为
J，在D点的动能为
J．
二、选择题（每题4分，共36分）
A级
8.下列物体在运动过程中，动能转化为势能的是（ ）
A．汽车沿斜坡向下运动
B．汽车在水平公路上匀速行驶
C．投篮时，篮球向下运动过程中
D．荡秋千时，秋千上升过程中
A级
9.下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是（ ）
A．铅球自由下落的过程
B．热气球上升的过程
C．汽车在水平路面上匀速行驶的过程
D．跳伞运动员在空中匀速下落的过程
A级
10．以下运动过程中，机械能守恒的是（ ）
A．跳伞运动员在空中匀速直线下落
B．人造地球卫星由远地点向近地点移动
C．小孩从滑梯上匀速滑下
D．汽车刹车后在水平路面上滑行
B级
11.
2013年12月2日嫦娥三号发射升空，12月14日嫦娥三号探测器在月球表面成功软着陆，下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥三号升空时动能不变，重力势能增加，机械能增加
B．嫦娥三号沿椭圆轨道绕地球飞行，在近月点时动能最大，在远月点时势能最大
C．嫦娥三号沿椭圆轨道绕月球飞行，从近月点向远月点运动时势能转化为动能
D．嫦娥三号探测器接近月面减速下降时，机械能不变
B级
12.
如图所示，圆弧轨道被固定，轨道所在的平面竖直．现将一个小铁环从轨道左侧h高处由静止释放，则关于铁环第一次向右侧运动的一些判断中正确的是（ ）
A．它到达底部时重力势能全部转化为动能
B．它能到达右侧超过h的高处
C．它恰能到达右侧h高处
D．它到达右侧的高度一定小于h
B级
13.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，长时间后滚摆会停止上下摆动．从能量角度对其分析，下列说法不正确的是（ ）
A．滚摆沿着悬线向下运动时，重力势能减小，动能增加
B．滚摆到最低点后又上升，动能转化为重力势能
C．滚摆整个运动过程中，机械能守恒
D．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆具有的机械能减小
B级
14.如图所示，一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑经过A点到达斜面底端，如果小球经过A点时具有的重力势能为50J，若不计空气阻力，以下说法不正确的是（ ）
A．小球到达底端时动能大于50J
B．小球从顶端到达底端的过程中，重力势能转化为动能
C．小球到达底端时的机械能大于经过A点时的机械能
D．小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能
B级
15.如图所示，足球以初速度沿着凹凸不平的草地从a运动到d．下列分析正确的是（ ）
A．在b、d两点动能相等
B．在a、d两点机械能相等
C．从b到c的过程机械能减少
D．从c到d的过程重力势能减少
C级
16.如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验时，将一根橡皮筋一端系一质量为m的小球，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，c点是小球从a点自由下落所能到达的最低点，在小球从a点到c点运动的过程中，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（ ）
A．小球到达b点时，受的合力为零
B．小球到达c点时，受的合力为零
C．小球的动能一直在增加，重力势能一直在减小
D．在c点小球的动能为零，橡皮筋的弹性势能最大
三、解答题（每题8分，共16分）
B级
17.如图所示，用绳子拴住一个苹果并悬挂下来，把苹果拉近自己的鼻子静止，松手后，苹果将向前摆去，接着又反向摆回来，你原地不动，却不用担心苹果会打到你的鼻子，这是为什么呢？
（1）指出苹果在什么位置时的动能为零．
（2）分析苹果不能回到原来高度的原因．
B级
18.如图，快速发展的城市为缓解交通压力，正在兴建地铁、地铁站台的设计方案，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡．从能量利用的角度看，这种设计的优点是什么？
中考模拟练
（2014 潍坊）（多选）19.在索契冬奥会上，我国选手贾宗洋在自由式滑雪比赛中获得铜牌．他在比赛过程中运动的轨迹（a→b→c→d→e）如图所示，如果不计空气阻力，则贾宗洋（ ）
A．从a点下滑到b点过程中，动能增加
B．从b点运动到c点过程中，重力势能增加
C．在c点的机械能等于d点的机械能
D．在a点的重力势能等于c点的重力势能
第六节
合理利用机械能
课时2
动能和势能的转化
答案与解析
预习导学知识点梳理
1.机械能
转化
2.（1）骑自行车下坡，不用蹬车也可以加快速度；
（2）将钟表的发条拧得紧些，它可以走的时间长些．
3.减少
不变（或守恒）
知识点基础练
1.动
重力势
弹性势
动
重力势
动
2.增大
减小
不变
3.小
大
增大
减小
4.不变
增大
增大
5.变大
变小
变小
解析：（1）第一个过程，质量不变，速度变大，动能变大；高度变小，重力势能变小．
（2）第二个过程，质量不变，速度不变，动能不变；高度变小，重力势能变小；机械能=动能+势能，动能不变，势能变小，机械能变小．
6.（1）拉弓时，拉力对弓做功；
（2）拉开的弓具有弹性势能；射箭时弹性势能转化为动能．（开放性题目，只要答案合理均可得分）
解析：拉弓时，拉力对弓做功，弓发生弹性形变，具有弹性势能．松手后，弓在恢复的过程中对箭做功，将弓的弹性势能转化为箭的动能．
7.300
100
300
解析：A点的机械能为300J，不计空气阻力，所以机械能不变，所以B点的机械能为300J；
A点的重力势能EPA=300J-200J=100J；又因为C点与A点的高度相同，所以重力势能相同，则C点的重力势能也为100J；
D点的重力势能为零，所以动能为300J．
8.D
9.A
10.B
11.B
解析：A、嫦娥三号升空时，其质量不变，速度变大，故动能变大，故A错误；
B、嫦娥三号沿椭圆轨道绕地球飞行，在近月点时速度最大，动能最大，在远月点时高度最高，重力势能最大；故B正确；C、嫦娥三号沿椭圆轨道绕月球飞行，从近月点向远月点运动时，距离月球高度不断增加，重力势能增大，速度逐渐减小，动能逐渐减小，动能转化为重力势能；故C错误；D、嫦娥三号探测器接近月面减速下降时，动能减小，高度减低，重力势能减小，故机械能减小，故D错误．
12.D
解析：A、因为有摩擦阻力的存在，因此，重力势能不会全部转化为动能，而是一部分转化为内能，故说法错误；
B、因为受到摩擦力的作用，所以小铁环不可能达到右侧超过h高度的位置，故说法错误；C、在没有摩擦的情况下，小铁环才可以恰好到达右侧h高度处，但在有摩擦的情况下是不能达到的，故说法错误；D、因为有摩擦阻力的存在，小铁环到达右侧的高度一定小于h，故说法正确．
13.C
解析：滚摆向上运动的过程中，由于高度升高，则重力势能增加，同时速度减小，则动能减小；即动能转化为了重力势能；故AB正确；因重力势能和动能统称为机械能；又因为滚摆在运动的过程中，高度逐渐减小，说明机械能转化为内能；故机械能会减小；故C错误，D正确.
14.C
解析：A、当滑到A点时具有的重力势能是50J，由于此时小球运动，所以在A点也具有动能，故此时小球的机械能大于50J；故A正确；B、小球从顶端到达底端的过程中，质量不变，速度增大，高度减小，因此将重力势能转化为动能，故B正确；CD、在下滑过程中，斜面是光滑的，若不计空气阻力，没有机械能损失，故机械能守恒，任一点的机械能都相等，故C错误，D正确．
15.C
解析：A、足球在
b点时，足球有一定的速度，足球具有一定的动能，动能不为零；足球在d
点时，足球速度为零，足球动能为零，该选项说法不正确．
B、由于草地存在摩擦力，因此从a到d的过程，一部分机械能转化成内能，机械能减小，该选项说法不正确；
C、足球从b到c的过程中，足球和草地之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，该选项说法正确；
D、足球从c到d的过程中，足球质量不变，高度增大，重力势能不断增大，该选项说法不正确．
16.D
解析：A、b点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，小球到达b点时，橡皮筋处于自然下垂状态，对球没有拉力，则球只受重力作用，则合力不为零，故A错误；B、c点是小球从a点自由下落所能到达的最低点，由于小球的重力势能在c点时全部转化为橡皮筋的弹性势能，此时对小球的拉力大于小球的重力，则合力不为零，故B错误；CD、小球从a到b的过程中，重力势能转化为动能，动能一直在增加，但从b到c的过程中，当橡皮筋对小球的拉力小于小球的重力时，小球在加速（速度增大），当拉力等于重力时，速度达到最大，当拉力大于小球的重力后，此时合力向上，则小球在减速（速度减小），在达到c点时，速度为零，动能为零，所以在小球从a点到c点运动的过程中，小球的重力势能一直在减小，动能是先增加后减小，故C错误，D正确．
17.（1）A、C两点位置；（2）存在阻力，机械能减少．
解析：（1）苹果在A和C处时，苹果的运动速度为零，故此时的动能为零．
（2）苹果从松开手后的运动过程中，由于和空气之间的摩擦阻力，消耗一部分能量，其机械能减小，质量不变，所以其高度会减小，回不到原来的高度．
18.车进站时的部分动能转化为重力势能，减少因刹车损耗的机械能；
车出站时储存的重力势能又转化为动能，起到节能作用．
解析：在地铁进站时，车要停下来，而车此时是有很大的动能的，若刹车，就把这些动能转化为了内能而损耗了，若进站时让车上坡，把动能转化为重力势能贮存起来，这样就减小因刹车消耗的机械能；地铁在出站时，车原来处于静止没有动能，需要消耗燃料的化学能才能启动，运动起来，若利用下坡，则可以把重力势能转化为动能，便于启动，节省了燃料，起到节能的作用．
中考模拟练
19.ABC
解析：A、从a点下滑到b点过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能；故A正确；
B、从b点运动到c点过程中，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故B正确；
C、从c点下落到d点过程中，贾宗洋处于腾空状态，与雪之间没有摩擦，在不计空气阻力的情况下，机械能保持不变，故C正确；
D、a、c两点高度不同，重力势能不同，故D错误.第六节
合理利用机械能
课时1
动能和势能
预习导学知识点梳理
1.在物理学中，物体能够
叫做物体具有能．物体能做多少功，就说它具有多少能．能的单位是
．具有能的物体
（选填“一定/不一定”）在做功．
2.动能是指物体由于
而具有的能，
其大小与物体的
和
有关．
势能包含
势能和
势能两种．物体由于被举高而具有的能叫做
势能，它与物体的
和
有关；物体由于发生
而具有的能叫做
势能，它的大小与
有关．
知识点基础练（时间：40分钟
满分：100）一、填空题（每空2分，共40分）
A级
1.压缩的弹簧具有
能，举高的重锤具有
能，水平铁轨上行驶的火车具有
能．
A级
2．洒水车在水平路面上匀速前进并洒水时，它的动能
，机械能
（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
A级
3.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它由近地点向远地点运行时，卫星的动能
，卫星的势能
（选填“增大”、“减小”、“不变”）。
A级
4．跳伞运动员在空中匀速下降的过程中，运动员的动能
，重力势能
，机械能
。
B级
5．质量较大的喜鹊和质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么
飞得快；如果它们的重力势能相等，则
飞得高．
B级
6.如图所示，弹簧一端固定在木板上，用小车将弹簧压缩后松手释放，小车被弹开．弹性形变越
，弹性势能越
，小车滑行的距离越远．
B级
7.甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上．甲、乙两人质量相等，甲上行中动能
（选填“增加”、“不变”、“减少”）．某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能
乙的重力势能，甲的机械能
乙的机械能．（选填“大于”、“等于”、“小于”）．
C级
8.
压缩的弹簧释放将球弹起，球升至最高点，如图所示．在甲到乙的过程中，弹簧的弹性势能
，小球的动能
；乙到丙的过程中，小球的重力势能
．（选填选填“变大”、“变小”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）
二、选择题（每题5分，共40分）
A级
9.关于能的概念，下列说法中错误的是（ ）
A．一个物体能够做功越多，这个物体具有的能量越多
B．动能、势能及机械能的单位都是焦耳
C．用线悬挂着的静止的小球没有做功，所以小球没有能
D．甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多
A级
10．物体在平衡力的作用下，下列说法中正确的是（ ）
A．具有的机械能一定不变
B．具有的动能一定不变
C．具有的重力势能一定不变
D．无法判断
A级
11．下列物体具有弹性势能的是（ ）
A．在水平公路上行驶的小轿车
B．悬挂在天花板上的电灯
C．在空中飞行的飞机
D．被拉开的弹弓
B级
12．体积相等的实心铜球和实心木球在水平面上以相同的速度做匀速直线运动，铜球的动能为EK铜，木球的动能为EK木．已知铜的密度大于木头的密度，则（ ）
EK铜＞EK木
B．EK铜=EK木
C．EK铜＜EK木
D．无法判断
B级
13.如图所示，小伟在玩蹦蹦杆，蹦蹦杆中的弹簧向上弹起的过程中，小伟的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是（ ）
A．重力势能减小，弹性势能增大
B．重力势能增大，弹性势能减小
C．重力势能减小，弹性势能减小
D．重力势能增大，弹性势能增大
B级
14.将甲、乙两砝码以细线相连并跨过定滑轮，使两砝码距离地面相同高度，如图1所示．当由静止自由释放后，甲砝码下降，乙砝码上升，如图2，假设细线及定滑轮的重量不计，且细线与定滑轮间无摩擦力，在砝码运动的过程中，下列推论何者最适当（ ）
A．甲的动能增加，乙的重力势能减少
B．甲的动能减少，乙的重力势能增加
C．甲的动能增加，乙的重力势能增加
D．甲的动能减少，乙的重力势能减少
C级
15.蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳后，在空中上、下运动并做各种动作的运动项目，如图所示是运动员从蹦床上弹跳后沿竖直方向上升过程中的图片．对运动员离开蹦床后的下列判断，正确的是（
）
A．竖直上升过程中合力的方向竖直向上，动能增加
B．竖直上升到最高点时，动能为零，合力不为零
C．竖直下降过程中，合力方向竖直向下，重力势能增加
D．竖直下降过程中，合力方向竖直向上，重力势能减少
C级
16.
如图所示，一物体静止靠在粗糙的竖直墙面上，当撤去水平作用F后，物体沿墙面竖直下落的过程中，忽略空气阻力，对物体的受力和机械能变化分析正确的是（ ）
A．物体只受重力作用，机械能减小
B．物体受重力和摩擦力作用，机械能减小
C．物体只受重力作用，机械能不变
D．物体受重力和摩擦力作用，机械能不变
三、实验题（第17题14分，第18题6分，共20分）
B级
17.如图所示是“探究物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置．
该实验利用了转换法，通过观察
来判断
（选填“小球”或“木块”）动能的大小；
（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功．目的是为了探究动能的大小与
的关系；
（3）换用质量不同的小球，使它们从斜面的
（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与
的关系．
（4）实验表明，质量相同时，小球的速度越大，动能越
．
（5）实验中所采用的探究方法是
．B级
18.小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远．
小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关．
（1）为验证其猜想是否正确，他设计了如下实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）如图所示，将同一个弹簧压缩
（选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块
，从而比较弹性势能的大小．
（2）若水平面绝对光滑，本实验将
（选填“能”或“不能”）达到探究目的．
中考模拟练
（2014 昆明）19.草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫．当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（ ）
动能不变，势能不变
B．动能减少，势能增加
C．动能增加，势能减少
D．动能减少，势能减少
第六节
合理利用机械能
课时1
动能和势能
答案与解析
预习导学知识点梳理
1.做功
焦耳
不一定
2.运动
质量
速度
3.重力
弹性
重力
质量
高度
弹性形变
弹性
弹性形变大小
知识点基础练
1.弹性势
重力势
动
2.变小
变小
3.减小
增大
4.不变
变小
变小
5.燕子
燕子
解析：（1）动能与质量和速度有关，喜鹊与燕子动能相等，喜鹊的质量大，燕子的质量小，所以燕子的速度较快；（2）重力势能与质量和高度有关，喜鹊与燕子重力势能相等，喜鹊的质量大，燕子的质量小，所以燕子飞得高．
6.大
大
解析：弹簧具有弹性，小车将弹簧压缩后，弹簧发生了弹性形变，弹性形变越大，具有的弹性势能越大，松手后，转化为的动能越多，小车运动的越远．
7.不变
小于
解析：（1）甲在上行过程中，质量不变，速度不变，甲的动能不变．（2）甲、乙两人的质量相等，甲的速度小于乙的速度，因此甲的动能小于乙的动能；由图可知，在图示时刻，甲乙两人的高度相等，甲、乙两人的质量相等，因此甲的动能与势能之和小于乙的动能与势能之和，即甲的机械能小于乙的机械能．
8.变小
先变大后变小
变大
解析：压缩的弹簧释放将球弹起，从甲到乙的过程中，恰好是弹簧逐渐恢复的过程，故该过程中弹簧的弹性形变程度变小，其所具有的弹性势能变小；同时对于小球来说，其质量不变，但其速度先变大后变小，故其动能先变大后变小；从乙到丙的过程中，小球的质量不变，但其高度变大，故其所具有的重力势能变大．
9.C
10.B
11.D
12.A
解析：铜块和木块体积：V铜=V木，密度：ρ铜＞ρ木；由得，m=ρV，m铜＞m木，铜块的质量大．它们的速度相等，铜块的质量大，因此铜块的动能大．
13.B
解析：蹦蹦杆中的弹簧向上弹起的过程中，弹簧恢复形变，其形变的程度越来越小，弹簧的弹性势能越来越小，同时小明的质量不变，高度增大，重力势能增大，这一过程中，弹簧的弹性势能转化为小伟的重力势能和动能．只有选项B的说法正确．
14.C
解析：当由静止自由释放后，甲砝码下降，乙砝码上升，甲所处的位置下降，速度变大，因此甲的重力势能减小，动能增大；乙所处的位置升高，速度变大，因此乙的重力势能增大，动能增大．
15.B
解析：AB、竖直上升过程中：运动员由于惯性继续向上运动，受到重力和空气阻力作用，合力的方向竖直向下，合力不为零；运动员质量不变，高度增加，重力势能增加；速度变小，动能变小，上升到最高点时，速度为零，动能为零；故选项A错误，选项B正确；
CD、竖直下降过程：运动员受到重力和空气阻力作用，重力大于阻力，合力方向竖直向下；质量不变的情况下，速度变大，动能增大；同时高度减小，故其重力势能减小，其将重力势能转化为动能；故选项CD错误；
16.C
解析：当撤去水平作用F后，物体与墙面无挤压，竖直下落的过程中，不再受摩擦力的作用只受重力，在下落的过程中，忽略空气阻力，只是动能与重力势能的相互转化，故机械能不变；故ABD错误，C正确；
17.（1）木块移动的距离
小球
（2）速度
（3）相同
质量
（4）越大
（5）控制变量法和转换法
解析：（1）实验中，通过小球推动木块运动距离的大小来反映小球动能的大小；（2）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；若探究速度对动能的影响，应使小球的质量相同，速度不同，所以需使同一小球的小车从斜面的不同高度由静止滑下；（3）若探究质量对动能的影响，应使小球的速度相同，质量不同，所以需使质量部相同的小球从斜面的同高度由静止滑下．（4）实验表明，动能与物体的质量和速度有关，质量相同时，小球的速度越大，动能越大．（5）实验中控制钢球的质量不变，改变速度或控制速度不变，改变质量来探究动能与速度的关系，用到了控制变量法．通过小球推动木块运动距离的大小来反映小球动能的大小，用到了转换法。
（1）不同
被推动距离的远近
（2）不能
解析：（1）此题要改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度；运用转换法，观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小．（2）若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的．
中考模拟练
19.D
解析：当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，其质量在不断减小，高度和速度不变，因此，由动能和重力势能的影响因素可知，其动能和重力势能均减少．故只有选项D的说法正确，符合题意.
