4.10 机械能
一、动能
1．物体能够对外 ，我们就说这个物体具有能量。简称 ；能量的单位与功的单位 ，也是 。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的 越大。
2．物体由于 而具有的能叫做动能。一切 的物体都具有动能。
3．动能的大小与物体的 和运动的 有关。质量 的物体，运动的速度越大，它的 越大；运动 相同的物体，质量越大，它的 也越大。
二、势能
4．在地球表面附近，物体由于受到 并处在一定 时所具有的能叫做重力势能。物体的 越大， 越高，它具有的重力势能越大。
5．物体由于发生 而具有的能叫做弹性 。物体的 越大具有的弹性势能越大。
6．重力 和弹性 是常见的两种 。
三、机械能及其转化
7． 能、 势能和弹性 统称为机械能。一个物体可以既有动能，又有 能，如飞行中的飞机因为它在运动具有 能，又因为它处于高空具有重力 ，把这两种能量加在一起，得到它的总 能。
8．动能和 可以相互转化。如果只有 能和 能相互转化，机械能是 的。
9．一个物体从高处下落， 能转化为 能；弯弓射箭时，弓的 能转化成箭的 能；蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，具有一定的 能，与蹦床接触后，床面发生弹性，运动员的 能转化为蹦床的 能。
10．滚摆下降时，它的 能转化为 能；滚摆上升时，它的 能转化为 能。在最高点， 能最大， 能为零；在最低点， 能最大， 能为零。单摆摆动的能量转化与滚摆升降的能量转化 。
40．知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
A
考点一：动能
例1（2017聊城）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让同一钢球A从斜面上不同的高度由静止滚下，撞到同一木块上。实验中，通过观察_______来判断钢球动能的大小；本实验用到的科学研究方法是___ ____ (说出一种即可)。
【解析】物体由于运动而具有的能量叫做动能。动能的大小与物体的质量大小和运动速度的大小有关。在质量相等时，物体的运动速度越大，动能越大；在运动速度相等时，物体的质量越大动能越大。在探究动能的大小与哪些因素有关时要运用控制变量法。还有转换法：将动能转化为物体移动一段距离，移动距离越大，表示物体具有的动能越大。故答案为：木块移动的距离、转换法。
【答案】木块移动的距离、转换法。
【点评】本题考查了探究物体的动能跟哪些因素有关。在此实验中要用到：转换法、控制变量法，是一道基础题，考试频率较高。
【变式跟进1】（2017常德）细心的小明发现在高速公路上有车辆的限速标志如图所示，在同一路段小汽车行驶速度最大，载重汽车行驶速度最小。他思考得出，车型不同，车的载重量就不同。如果行驶速度相同，质量大的，__ __能大，行驶时危险性就__ ____。因此，在同样的道路上，交通管理部门会对不同车型设定不同的最高行驶__ ____。
考点二：势能
例2（2017大连）用电梯往高处搬运货箱。当货箱随着电梯一同匀速上升时，货箱的（ ）
A．动能变小，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变大
C．动能不变，重力势能变小 D．动能不变，重力势能变大
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。物体由于发生弹性形变而具有弹性势能，物体的弹性形变越大弹性势能越大。动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
用电梯往高处搬运货箱，当货箱随电梯一同匀速上升时，货箱的质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能增大。故选D。
【答案】D。
【点评】本题考查了动能、重力势能。一切运动的物体都具有动能，物体的质量越大、速度越大，动能就越大；在地球附近表面，物体由于受重力且处在一定高度时具有重力势能，质量越大，位置越高，重力势能越大。是基础题，考试频率较高。21教育名师原创作品
【变式跟进2】（2017长沙）近年来，中国科技成就让世人瞩目：探月“嫦娥”、入海“蛟龙”、中国高铁、“天舟一号”、国产大飞机C919·····一大批对国民经济和社会发展有重大影响的标志性科技创新成果不断涌现。下列说法正确的是( )
A．高铁因为速度快所以惯性大
B．国产大飞机高度上升时，机舱外的大气压变大
C．绕月飞行的“嫦娥”卫星如果不受任何外力作用，将会一直绕月作圆周运动
D．“天舟一号”经火箭发射上升的过程中，“天舟一号”的重力势能变大
考点三：机械能及其转化
例3（2017郴州）改革开放以来，我国的航天事业得到了空前的发展，并取得了举世瞩目的成就。如图所示，为我国神舟号飞船返回舱减速降落的情景。返回舱在此过程中（ ）
A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增大
C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能不变
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。物体由于发生弹性形变而具有弹性势能，物体的弹性形变越大弹性势能越大。动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
神舟飞船减速降落，质量不变，速度减小，动能不变；高度减小，重力势能减小。故选A。
【答案】A。
【点评】本题考查了动能、重力势能。一切运动的物体都具有动能，物体的质量越大、速度越大，动能就越大；在地球附近表面，物体由于受重力且处在一定高度时具有重力势能，质量越大，位置越高，重力势能越大。是基础题，考试频率较高。
【变式跟进3】（2016南宁）骑自行车下坡时，人不蹬车，车速也会加快，这是因为
A．人与车的动能保持不变
B．人与车的重力势能不断增大
C．人与车的机械能不断增大
D．人与车的重力势能转化为动能
一、选择题
1．（2017长春）2017年5月21日，在长春举行的国际马拉松比赛中，当运动员加速冲刺时，运动员的 （ ）
A．动能增大 B．惯性增大
C．所受重力增大 D．运动状态不变
2．（2017河南）图为一种爬杆机器人，仅凭电池提供的能量，就能像人一样沿杆竖直向上匀速爬行。机器人在此过程中 （ ）
A．所受摩擦力方向竖直向下
B．对杆的握力增大时，所受摩擦力增大
C．匀速爬行速度增大时，所受摩擦力不变
D．动能全部转化为重力势能
3．（2017常德）行驶在高速公路上的小汽车，司机突然发现刹车失灵，为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上的避险车道，最终停下。下列说法正确的是 （ ）
A．上坡过程中，小汽车的机械能保持不变
B．小汽车停下后，不再具有惯性
C．上坡过程中，小汽车处于平衡状态
D．上坡过程中，小汽车动能减小，重力势能增加
4．（2017衡阳）下列四幅图中，动能和势能之间没有发生相互转化的是（ ）
A．用弓将箭射出 B．上升的滚摆
C．在水平公路匀速行驶的汽车 D．人造地球卫球绕地球运行
5．（2017自贡）如图所示，一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力，在a到d的整个过程中，下列说法不正确的（ ）
A．只有在a到b的过程中，运动员对铅球做了功
B．在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少
C．在c到d的过程中，铅球的重力势能减少
D．在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化
6．（2017扬州）扬州城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的 （ ）
A．弹性势能 B．重力势能 C．体积 D．阻力
7．（2017包头）下列说法正确的是（ ）
A．电动机是利用电磁感应原理工作的
B．物体振动的频率越高，音调越高
C．沿粗糙斜面加速下滑的物体，势能减小，动能增大，机械能守恒
D．不受力的物体，一定处于静止状态
8．（2017绵阳）2017年4月20日19点41分在文昌航天发射场，长征七号重型运载火箭搭载天舟一号货运飞船发射升空。该型号火箭以液氧煤油为燃料，在火箭加速上升过程中（ ）
A．液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的机械能
B．液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的动能
C．天舟一号的动能和重力时能都增大
D．天舟一号的动能转化为重力势能
二、填空题
9．（2017怀化）在2016年8月8日巴西奥运会中，我国运动员吴敏霞与施廷懋在女子双人三米板跳水比赛中，勇夺金牌，她们在下落过程中，重力势能变 ，动能变 。
10．（2017白银）在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球受________个力的作用，球的机械能________________（选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能___________________（选填“大于”或“等于”）零。
11．（2017河北）如图所示，一小球从斜面顶端由静止开始滚下，小球的重力势能减小，动能 ，小球运动到斜面底端，由于 ，小球会在水平面上继续运动，运动的小球如果不受阻力，它将做 运动。
12．（2017昆明）用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能 下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能 小球在最高点所具有的势能。（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
三、实验探究题
13．（2017长春）（2017泸州）在探究“物体动能与其速度大小关系”的实验中，如图所示，同一个小车分别从同一斜面的不同高度由静止滑下，撞击静止在水平木板上的同一木块，木块被撞后在相同木板上运动一段距离后停下来，请你回答下列问题：
（1）小芳正确操作实验，观察到小车滑下的高度越高，木块运动的距离越 ，说明木块被撞后动能越 。木块在木板上运动过程中，第一次受到的摩擦力为f1，第二次受到的摩擦力为f2，则f1与f2的大小关系是f1 f2（选填“＞”、“＜”或“=”）
（2）小芳利用上述器材探究“阻力对物体运动的影响”，为了完成该实验，还需要增加的器材有 （选填“砝码”、“毛巾”或“弹簧测力计”）。每次让小车从同一高度由静止滑下，记下木块最终停在不同水平面上的位置，可知木块受到的阻力越小，运动的距离越 。www-2-1-cnjy-com
14．（2017陕西）小柯在课外活动时，偶然将两个弹性球叠放在一起同时自由下落发现上面小球反弹的高度大于下落的高度。于是，他想探究同一个上面小球反弹的高度与哪些因素有关，为此，他提出了三个猜想：①与两个弹性球下落的高度有关；②与下面弹性球的质量有关；③与下面弹性球的材料有关。
为了验证猜想：小柯选取了质量为10g的A球作为上面的反弹小球，用体积相同的B、C、D三个球分别作为下面的弹性球，如图所示，B、C两球质量相同但材料不同，C、D两球材料相同但质量不同，小柯在同一水平地面上做了多次实验，实验数据如表：
实验序号
下面弹性球
质量/kg
下落高度/m
A球反弹高度/m
1
B
0.5
0.9
1.6
2
1.1
1.9
3
1.3
2.1
4
C
0.5
0.9
1.7
5
1.1
2.0
6
1.3
2.5
7
D
0.8
0.9
2.2
8
1.1
2.3
9
1.3
2.8
（1）小柯实验选取的测量工具有电子秤和 。
（2）A球下落过程中，将重力势能转化为它的 能。
（3）比较三次实验序号 ，可以初步得出的结论是：在下面弹性球的质量、材料等条件一定时，下落高度越高，上面弹性球反弹的高度越高。21·cn·jy·com
（4）比较实验序号4、7（5、8或6、9），可以初步得出的结论是：在下面弹性球的材料、下落高度等条件一定时， ，上面弹性球反弹的高度越高。
（5）为了探究猜想③，除了选取A球作为上面的反弹小球外，还应在B、C、D三个弹性球中选择 两球进行实验。www.21-cn-jy.com
（6）实验表明，每次所测A球反弹的高度总比下落高度要高，是因为在两球碰撞时下面弹性球队上面A球做功，使A球机械能总量 （选填“增大”“减小”或“不变”），这一现象 （选填“违背”或“不会违背”）能量守恒定律。
四、计算题
15．（2017安徽）已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为EK=mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W；
（3）物体落地前瞬间的动能EK2
一、选择题
1．（2017杭州）如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的（ ）
A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能减小，机械能减小
C．动能不变，机械能不变 D．重力势能不变，机械能减小
2．（2017长春）（2017温州）如图为自动垂直升降式车库的停车过程示意图。下列关于汽车匀速上升时的说法，正确的是 （ ）21·世纪*教育网
A．动能增加，重力势能不变 B．动能增加，重力势能增加
C．动能不变，重力势能不变 D．动能不变，重力势能增加
3．（2017成都）2017年4月20日19 时41分35秒，“天舟一号”货运飞船在文昌航天发射中心由“长征七号遥二”运载火箭成功发射升空。在它们加速升空的过程中，关于火箭搭载的“天舟一号” 货运飞船的能量下列说法正确的是（ ）21*cnjy*com
A．机械能的总量不变
B．机械能的总量变小
C．动能不变
D．重力势能变大
4．（2017泸州）如图所示，2017年4月27日，天舟一号与天宫二号成功交会对接，天舟一号对天宫二号提供各种补给，下列说法正确的是（ ）2-1-c-n-j-y
A．天舟一号在加速升空过程中动能减小，重力势能增加
B．货物从地面运到天宫二号后，由于失重，货物的惯性减小
C．货物在天宫二号舱内，不再受到重力的作用
D．成功交会对接后，以地面为参照物，天舟一号是运动的
5．（2017广州）电梯匀速上升过程中，电梯的（ ）
A．动能保持不变
B．机械能保持不变
C．重力势能保持不变
D．动能转化为重力势能
6．（2018预测）2018年1月19日12时12分，由中国航天科技集团一院抓总研制的长征十一号固体运载火箭，在酒泉卫星发射中心圆满完成“一箭六星”发射任务。火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的卫星，下列叙述正确的是 （ ）【来源：21cnj*y.co*m】
A．卫星的机械能总量不变
B．卫星的机械能总量增加
C．卫星的动能增加，重力势能不变
D．卫星的动能不变，重力势能增加
7．（2017湖州）如图，旋翼式无人机被广泛的运用在民用领域，发挥了越来越重要的作用。下列关于这款无人机的说法，正确的是 （ ）【出处：21教育名师】
A．无人机在空中悬停时，旋翼相对于机身是静止的
B．无人机无法勘探月球表面的月貌
C．无人机匀速下降时，重力势能转化为动能
D．无人机在空中飞行时，始终受到平衡力作用
8．（2017重庆）2017年1月，中国自主研发出圆珠笔的“笔尖钢”，用“工匠精神”诠释了“中国创造”。图为同学们用按压式圆珠笔按压弹起的情景，下列分析恰当的是（ ）
A．笔杆的手握部分有粗糙的橡胶套，可以增大摩擦
B．笔在纸上写的字不易擦去，是因为分子不运动
C．笔弹起离开桌面继续上升是因为受到惯性的作用
D．笔弹起离开桌面上升过程中内能转化为机械能
9．（2016怀化）炎热的夏天，环卫工人利用洒水车给马路洒水降温，洒水车在匀速行驶过程中，以下关于能量变化说法正确的是 （ ）21教育网
A．动能不变，机械能不变
B．动能不变，机械能减小
C．动能减小，机械能减小
D．动能增大，机械能增大
10.（2016锦州）如图所示，是小球在地面弹跳的情景。小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，则小球由B点运动到C点时，其机械能可能为 （ ）2·1·c·n·j·y
A.120J B.100J C.90J D.80J
二、填空题
11．（2017苏州）2016年8月，我国成功发射了全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”，在火箭携带卫星加速升空的过程中，以火箭为参照物，卫星是 的，卫星的机械能 （增大／减小／不变）。21*cnjy*com
12．（2017南京）如图所示，我国自主研制的首艘货运飞船天舟一号，由长征七号运载火箭发射升空，地面控制中心通过 波向它发出指令，这种波在真空中传播速度为 m/s。天舟一号子在随火箭加速上升过程中，动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），机械能 。
13．（2017广州）如图所示，玩具猩猩手中的香蕉以相同大小的速度转动。香蕉（看成点）从最高位置1转到最低位置2的过程中，其动能 、重力势能 、机械 能 。（选填“增大”、“不变”、“变小”）
14．（2016永州）随着我国经济的高速发展，城市建筑越高，“高空坠物伤人”事件时有发生。原因是物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能 （选填“大”或“小”）。当高处的物体坠落时，因为重力势能转化为 能，从而带来安全隐患。
三、实验探究题
15．（2017内江）在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中，采用如图所示的实验装置。用细线把一个质量为m的小球悬挂起来，将小球从位置B拉到位置A，由静止释放小球。观察小球从A→B→C的过程中高度和速度的变化，并测出了小球在A、B、C三个位置时动能和重力势能的值。从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化，数据如下表所示。
小球在图中的C位置，受到 个力的作用。
从实验中可以看出，小球从A→B的过程中速度不断增加，高度不断降低，这个过程中是重力势能逐渐转化为 ，在能量的转化过程中，机械能在逐渐减少，这主要是小球受到 造成的。【来源：21·世纪·教育·网】
在实验中，如果换用质量为2m的小球，其它条件不变，那么，小球到达B位置时的机械能 质量为m的小球到达B位置时的机械能。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
16．（2017山西）小明和同学打乒乓球时，注意到乒乓球台上的球不小心就会滚到台下，落地点时时远时近。小明思考：若运动着的小球从桌上滚落后，小球的落地点到桌子的水平距离可能与哪些因素有关呢？他的猜想如下：【版权所有：21教育】
猜想一：小球的落地点到球台的水平距离s可能与小球离开桌面的速度大小有关；
猜想二：小球的落地点到球台的水平距离s可能与桌子的高度H有关。
然后，小明选取了钢球并用高度可调的桌子与斜面组成如图所示的装置，并进行了实验，得到了部分数据如表。
同一钢球，H=1.2m
次数
小球高度h/m
落地点到桌子的水平距离s/m
1
0.1
0.65
2
0.2
0.96
3
0.3
1.16
（1）在实验中让钢球从桌上的斜面不同高度由静止滚下，其目的是： 。
（2）分析表中数据你可得到的结论是： 。
17．（2017娄底）实验小组的同学用图所示的装置探究“物体动能大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞了出一段距离。21世纪教育网版权所有
（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是，钢球动能的大小是通过观察_____ ___来判断的。21cnjy.com
（2）从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到过竖直位置的________相同，从而探究动能与关系。
（3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用________的建议。
（4）由上述实验数据和现象可得出结论：______ __。
4.10 机械能
一、动能
1．物体能够对外 做功 ，我们就说这个物体具有能量。简称 能 ；能量的单位与功的单位 相同 ，也是 焦耳 。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的 能 越大。
2．物体由于 运动 而具有的能叫做动能。一切 运动 的物体都具有动能。
3．动能的大小与物体的 质量 和运动的 速度 有关。质量 相同 的物体，运动的速度越大，它的 动能 越大；运动 速度 相同的物体，质量越大，它的 动能 也越大。
二、势能
4．在地球表面附近，物体由于受到 重力 并处在一定 高度 时所具有的能叫做重力势能。物体的 质量 越大， 位置 越高，它具有的重力势能越大。
5．物体由于发生 弹性形变 而具有的能叫做弹性 势能 。物体的 弹性形变 越大具有的弹性势能越大。
6．重力 势能 和弹性 势能 是常见的两种 势能 。
三、机械能及其转化
7． 动 能、 重力 势能和弹性 势能 统称为机械能。一个物体可以既有动能，又有 势 能，如飞行中的飞机因为它在运动具有 动 能，又因为它处于高空具有重力 势能 ，把这两种能量加在一起，得到它的总 机械 能。
8．动能和 势能 可以相互转化。如果只有 动能 能和 势能 能相互转化，机械能是 守恒 的。
9．一个物体从高处下落， 重力 能转化为 动 能；弯弓射箭时，弓的 弹性势 能转化成箭的 动 能；蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，具有一定的 动 能，与蹦床接触后，床面发生弹性，运动员的 动 能转化为蹦床的 弹性势 能。
10．滚摆下降时，它的 重力势 能转化为 动 能；滚摆上升时，它的 动 能转化为 重力势 能。在最高点， 重力势 能最大， 动 能为零；在最低点， 动 能最大， 重力势 能为零。单摆摆动的能量转化与滚摆升降的能量转化 相同 。
40．知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
A
考点一：动能
例1（2017聊城）如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让同一钢球A从斜面上不同的高度由静止滚下，撞到同一木块上。实验中，通过观察_______来判断钢球动能的大小；本实验用到的科学研究方法是___ ____ (说出一种即可)。
【解析】物体由于运动而具有的能量叫做动能。动能的大小与物体的质量大小和运动速度的大小有关。在质量相等时，物体的运动速度越大，动能越大；在运动速度相等时，物体的质量越大动能越大。在探究动能的大小与哪些因素有关时要运用控制变量法。还有转换法：将动能转化为物体移动一段距离，移动距离越大，表示物体具有的动能越大。故答案为：木块移动的距离、转换法。
【答案】木块移动的距离、转换法。
【点评】本题考查了探究物体的动能跟哪些因素有关。在此实验中要用到：转换法、控制变量法，是一道基础题，考试频率较高。
【变式跟进1】（2017常德）细心的小明发现在高速公路上有车辆的限速标志如图所示，在同一路段小汽车行驶速度最大，载重汽车行驶速度最小。他思考得出，车型不同，车的载重量就不同。如果行驶速度相同，质量大的，__ __能大，行驶时危险性就__ ____。因此，在同样的道路上，交通管理部门会对不同车型设定不同的最高行驶__ ____。
【解析】物体由于运动而具有的能量叫做动能。动能的大小与物体的质量大小和运动速度的大小有关。在质量相等时，物体的运动速度越大，动能越大；在运动速度相等时，物体的质量越大动能越大。在探究动能的大小与哪些因素有关时要运用控制变量法。还有转换法：将动能转化为物体移动一段距离，移动距离越大，表示物体具有的动能越大。如果车的行驶速度相同，质量大的，动能大，行驶时危险性就大。故答案为：动能、大、速度。
【答案】动能、大、速度。
【点评】本题考查了探究物体的动能跟哪些因素有关。解释实际问题。是一道基础题，考试频率较高。
考点二：势能
例2（2017大连）用电梯往高处搬运货箱。当货箱随着电梯一同匀速上升时，货箱的（ ）
A．动能变小，重力势能变小 B．动能变小，重力势能变大
C．动能不变，重力势能变小 D．动能不变，重力势能变大
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。物体由于发生弹性形变而具有弹性势能，物体的弹性形变越大弹性势能越大。动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
用电梯往高处搬运货箱，当货箱随电梯一同匀速上升时，货箱的质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能增大。故选D。
【答案】D。
【点评】本题考查了动能、重力势能。一切运动的物体都具有动能，物体的质量越大、速度越大，动能就越大；在地球附近表面，物体由于受重力且处在一定高度时具有重力势能，质量越大，位置越高，重力势能越大。是基础题，考试频率较高。
【变式跟进2】（2017长沙）近年来，中国科技成就让世人瞩目：探月“嫦娥”、入海“蛟龙”、中国高铁、“天舟一号”、国产大飞机C919·····一大批对国民经济和社会发展有重大影响的标志性科技创新成果不断涌现。下列说法正确的是( )
A．高铁因为速度快所以惯性大
B．国产大飞机高度上升时，机舱外的大气压变大
C．绕月飞行的“嫦娥”卫星如果不受任何外力作用，将会一直绕月作圆周运动
D．“天舟一号”经火箭发射上升的过程中，“天舟一号”的重力势能变大
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。物体由于发生弹性形变而具有弹性势能，物体的弹性形变越大弹性势能越大。动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
天舟一号搭乘火箭加速上升时，天舟一号质量不变，高度增大，重力势能增大。故选D。
【答案】D。
【点评】本题考查了动能、重力势能。一切运动的物体都具有动能，物体的质量越大、速度越大，动能就越大；在地球附近表面，物体由于受重力且处在一定高度时具有重力势能，质量越大，位置越高，重力势能越大。是基础题，考试频率较高。
考点三：机械能及其转化
例3（2017郴州）改革开放以来，我国的航天事业得到了空前的发展，并取得了举世瞩目的成就。如图所示，为我国神舟号飞船返回舱减速降落的情景。返回舱在此过程中（ ）
A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增大
C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能不变
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。物体由于发生弹性形变而具有弹性势能，物体的弹性形变越大弹性势能越大。动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。【版权所有：21教育】
神舟飞船减速降落，质量不变，速度减小，动能不变；高度减小，重力势能减小。故选A。
【答案】A。
【点评】本题考查了动能、重力势能。一切运动的物体都具有动能，物体的质量越大、速度越大，动能就越大；在地球附近表面，物体由于受重力且处在一定高度时具有重力势能，质量越大，位置越高，重力势能越大。是基础题，考试频率较高。
【变式跟进3】（2016南宁）骑自行车下坡时，人不蹬车，车速也会加快，这是因为
A．人与车的动能保持不变
B．人与车的重力势能不断增大
C．人与车的机械能不断增大
D．人与车的重力势能转化为动能
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
骑自行车下坡，不用蹬车，人与车的重力势能转化动能，故选D。
【答案】D。
【点评】本题考查了动能、重力势能、重力势能转化为动能。是基础题，考试频率较高。
一、选择题
1．（2017长春）2017年5月21日，在长春举行的国际马拉松比赛中，当运动员加速冲刺时，运动员的 （ ）
A．动能增大 B．惯性增大
C．所受重力增大 D．运动状态不变
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。物体由于发生弹性形变而具有弹性势能，物体的弹性形变越大弹性势能越大。动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。www.21-cn-jy.com
运动员加速冲刺时，运动员的质量不变，速度增大，动能增大；惯性不变，重力不变，运动状态改变。故选A。
【答案】A。
【点评】本题考查了动能、惯性、重力。一切运动的物体都具有动能，物体的质量越大、速度越大，动能就越大。是基础题，考试频率较高。21世纪教育网版权所有
2．（2017河南）图为一种爬杆机器人，仅凭电池提供的能量，就能像人一样沿杆竖直向上匀速爬行。机器人在此过程中 （ ）
A．所受摩擦力方向竖直向下
B．对杆的握力增大时，所受摩擦力增大
C．匀速爬行速度增大时，所受摩擦力不变
D．动能全部转化为重力势能
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
机器人往上匀速爬行，质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能增大；匀速直线运动，机器人受平衡力作用，竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力相平衡；摩擦力的大小等于重力的大小，重力大小不变，摩擦力大小不变。电能转化为机器人的重力势能。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了动能、重力势能、二力平衡、摩擦力。一切运动的物体都具有动能，物体的质量越大、速度越大，动能就越大；在地球附近表面，物体由于受重力且处在一定高度时具有重力势能，质量越大，位置越高，重力势能越大。是基础题，考试频率较高。
3．（2017常德）行驶在高速公路上的小汽车，司机突然发现刹车失灵，为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上的避险车道，最终停下。下列说法正确的是 （ ）
A．上坡过程中，小汽车的机械能保持不变
B．小汽车停下后，不再具有惯性
C．上坡过程中，小汽车处于平衡状态
D．上坡过程中，小汽车动能减小，重力势能增加
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。物体由于发生弹性形变而具有弹性势能，物体的弹性形变越大弹性势能越大。动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
将车开到碎石且向上的避险车道，最终停下来。上坡时，小汽车速度减小，高度增大，车的动能减小，重力势能增大，是动能转化为重力势能。小汽车与碎石避险车道有摩擦和阻力，一部分机械能转化为内能，机械能减少；一切物体都有惯性；上坡小汽车处于非平衡状态。故选D。
【答案】D。
【点评】本题考查了动能、重力势能。一切运动的物体都具有动能，物体的质量越大、速度越大，动能就越大；在地球附近表面，物体由于受重力且处在一定高度时具有重力势能，质量越大，位置越高，重力势能越大。是基础题，考试频率较高。21教育名师原创作品
4．（2017衡阳）下列四幅图中，动能和势能之间没有发生相互转化的是（ ）
A．用弓将箭射出 B．上升的滚摆
C．在水平公路匀速行驶的汽车 D．人造地球卫球绕地球运行
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。物体由于发生弹性形变而具有弹性势能，物体的弹性形变越大弹性势能越大。动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
用弓将箭射出弹性势能转化为动能；上升的滚摆动能转化为重力势能；在水平路面匀速行驶的汽车将内能转化为机械能；人造卫星从近地点到远地点是动能转化为重力势能；从远地点到近地点是重力势能转化为动能。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了动能、重力势能、弹性势能。一切运动的物体都具有动能，物体的质量越大、速度越大，动能就越大；在地球附近表面，物体由于受重力且处在一定高度时具有重力势能，质量越大，位置越高，重力势能越大。是基础题，考试频率较高。
5．（2017自贡）如图所示，一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手，c点是铅球运动的最高点，不计空气阻力，在a到d的整个过程中，下列说法不正确的（ ）
A．只有在a到b的过程中，运动员对铅球做了功
B．在b到d的过程中，铅球的机械能先增加后减少
C．在c到d的过程中，铅球的重力势能减少
D．在a到d的过程中，铅球的运动状态在不断的变化
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。物体由于发生弹性形变而具有弹性势能，物体的弹性形变越大弹性势能越大。动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
离开手以后，不计空气阻力，只受重力作用；动能和重力势能相互转化，机械能守恒。上升，动能转化为重力势能，下落，重力势能转化为动能；从a到b，球受手的力的作用且沿力的方向移动了距离，手对球做了功。故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和重力势能的相互转化。一切运动的物体都具有动能，物体的质量越大、速度越大，动能就越大；在地球附近表面，物体由于受重力且处在一定高度时具有重力势能，质量越大，位置越高，重力势能越大。是基础题，考试频率较高。
6．（2017扬州）扬州城区的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的 （ ）
A．弹性势能 B．重力势能 C．体积 D．阻力
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
高处的物体具有重力势能，下落时，重力势能转化为动能，存在安全隐患。故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和重力势能的相互转化。一切运动的物体都具有动能，物体的质量越大、速度越大，动能就越大；在地球附近表面，物体由于受重力且处在一定高度时具有重力势能，质量越大，位置越高，重力势能越大。是基础题，考试频率较高。
7．（2017包头）下列说法正确的是（ ）
A．电动机是利用电磁感应原理工作的
B．物体振动的频率越高，音调越高
C．沿粗糙斜面加速下滑的物体，势能减小，动能增大，机械能守恒
D．不受力的物体，一定处于静止状态
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。只有动能和势能相互转化时，机械能守恒；也就是说物体只受重力作用时，机械能是守恒的。
沿粗糙斜面加速下滑，受到摩擦力作用，动能增加，机械能减小；部分机械能转化为内能，机械能减少。电动机是根据磁场对电流产生力的作用工作的；物体的振动频率高，音调高；不受力的物体原来静止的保持静止，原来运动的保持匀速直线运动状态。故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和重力势能的相互转化；电动机工作原理、音调、牛顿第一定律。是基础题，考试频率较高。
8．（2017绵阳）2017年4月20日19点41分在文昌航天发射场，长征七号重型运载火箭搭载天舟一号货运飞船发射升空。该型号火箭以液氧煤油为燃料，在火箭加速上升过程中（ ）
A．液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的机械能
B．液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的动能
C．天舟一号的动能和重力时能都增大
D．天舟一号的动能转化为重力势能
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
火箭加速上升，是煤油燃烧释放的热量一部分转化为火箭和天舟一号的机械能，即动能增大，重力势能增大。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了动能、重力势能、燃料的化学能通过燃烧释放内能，通过做功，将内能转化为机械能。是基础题，考试频率较高。
二、填空题
9．（2017怀化）在2016年8月8日巴西奥运会中，我国运动员吴敏霞与施廷懋在女子双人三米板跳水比赛中，勇夺金牌，她们在下落过程中，重力势能变 ，动能变 。
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
两人从3米跳板上下落，重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增大。故答案为：小、大。
【答案】小、大。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和重力势能的相互转化。是基础题，考试频率较高。
10．（2017白银）在中考体育考试中，小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，球受________个力的作用，球的机械能________________（选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能___________________（选填“大于”或“等于”）零。
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。2-1-c-n-j-y
不计空气阻力，实心球离开手后只受重力的作用，动能和重力势能相互转化，机械能守恒。在最高点，重力势能最大，动能最小，等于零。故答案为：一、不变、零。
【答案】一、不变、零。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和重力势能的相互转化。物体只受重力作用时，动能和重力势能相互转化，机械能守恒。是基础题，考试频率较高。
11．（2017河北）如图所示，一小球从斜面顶端由静止开始滚下，小球的重力势能减小，动能 ，小球运动到斜面底端，由于 ，小球会在水平面上继续运动，运动的小球如果不受阻力，它将做 运动。
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
小球从顶端由静止开始滚下，重力势能减小，动能增大，小球到达斜面底端，由于惯性，小球会在水平面继续运动，运动的小球如果不受阻力，它将做匀速直线运动。故答案为：增大、惯性、匀速直线。
【答案】增大、惯性、匀速直线。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和重力势能的相互转化；惯性、牛顿第一定律；是基础题，考试频率较高。
12．（2017昆明）用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能 下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能 小球在最高点所具有的势能。（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
如果不计空气阻力，球受重力和绳子拉力的作用，动能和重力势能相互转化，机械能守恒。在最高点，重力势能最大，动能最小，等于零。在最低点，动能最大，重力势能为零；由于球在摆动过程中，与空气摩擦产生热，即机械能转为内能。故答案为：转化、等于。
【答案】转化、等于。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和重力势能的相互转化。物体只受重力作用时，动能和重力势能相互转化，机械能守恒。由于摩擦产生热，机械能转化为内能。是基础题，考试频率较高。
三、实验探究题
13．（2017长春）（2017泸州）在探究“物体动能与其速度大小关系”的实验中，如图所示，同一个小车分别从同一斜面的不同高度由静止滑下，撞击静止在水平木板上的同一木块，木块被撞后在相同木板上运动一段距离后停下来，请你回答下列问题：
（1）小芳正确操作实验，观察到小车滑下的高度越高，木块运动的距离越 ，说明木块被撞后动能越 。木块在木板上运动过程中，第一次受到的摩擦力为f1，第二次受到的摩擦力为f2，则f1与f2的大小关系是f1 f2（选填“＞”、“＜”或“=”）
（2）小芳利用上述器材探究“阻力对物体运动的影响”，为了完成该实验，还需要增加的器材有 （选填“砝码”、“毛巾”或“弹簧测力计”）。每次让小车从同一高度由静止滑下，记下木块最终停在不同水平面上的位置，可知木块受到的阻力越小，运动的距离越 。
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
（1）同一小车从同一斜面的不同高度从静止下滑，高度越高，重力势能越大，转化成的动能越多，同一木块在同一木板上滑动，所受的摩擦力大小相等，运动越远，对木块做的功越大，即小车的动能越大；
（2）如果探究“阻力对物体运动的影响”，需在此实验装置的基础上设计水平面上不同的阻力，即设计水平面的粗糙程度不同，所以增选“毛巾”；每次从同一高度滑下，到达水平面时的速度相等，如果木块受到的阻力越小，木块滑动的距离越大。故答案为：（1）大、大、=；（2）毛巾、大。
【答案】（1）大、大、=；（2）毛巾、大。
【点评】本题考查了探究动能和重力势能的相互转化、阻力对物体运动的影响。是基础题，考试频率较高。
14．（2017陕西）小柯在课外活动时，偶然将两个弹性球叠放在一起同时自由下落发现上面小球反弹的高度大于下落的高度。于是，他想探究同一个上面小球反弹的高度与哪些因素有关，为此，他提出了三个猜想：①与两个弹性球下落的高度有关；②与下面弹性球的质量有关；③与下面弹性球的材料有关。
为了验证猜想：小柯选取了质量为10g的A球作为上面的反弹小球，用体积相同的B、C、D三个球分别作为下面的弹性球，如图所示，B、C两球质量相同但材料不同，C、D两球材料相同但质量不同，小柯在同一水平地面上做了多次实验，实验数据如表：
实验序号
下面弹性球
质量/kg
下落高度/m
A球反弹高度/m
1
B
0.5
0.9
1.6
2
1.1
1.9
3
1.3
2.1
4
C
0.5
0.9
1.7
5
1.1
2.0
6
1.3
2.5
7
D
0.8
0.9
2.2
8
1.1
2.3
9
1.3
2.8
（1）小柯实验选取的测量工具有电子秤和 。
（2）A球下落过程中，将重力势能转化为它的 能。
（3）比较三次实验序号 ，可以初步得出的结论是：在下面弹性球的质量、材料等条件一定时，下落高度越高，上面弹性球反弹的高度越高。【来源：21·世纪·教育·网】
（4）比较实验序号4、7（5、8或6、9），可以初步得出的结论是：在下面弹性球的材料、下落高度等条件一定时， ，上面弹性球反弹的高度越高。
（5）为了探究猜想③，除了选取A球作为上面的反弹小球外，还应在B、C、D三个弹性球中选择 两球进行实验。21·世纪*教育网
（6）实验表明，每次所测A球反弹的高度总比下落高度要高，是因为在两球碰撞时下面弹性球队上面A球做功，使A球机械能总量 （选填“增大”“减小”或“不变”），这一现象 （选填“违背”或“不会违背”）能量守恒定律。
A B C D
【解析】（1）实验中需要用刻度尺测量小球下落的高度和弹起的高度；
（2）A球下落过程中，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；
（3）由表格中的信息可知，实验序号1、2、3（或4、5、6或7、8、9），相同的弹性球，下落高度越高，上面弹性球反弹的高度越高；21*cnjy*com
（4）比较实验序号4、7（5、8或6、9）可知，弹性材料相同，下落相同高度时，质量越大的，上面的弹性球反弹的高度越高，故结论为：在下面弹性球的材料、下落高度等条件一定时，下面弹性小球的质量越大，上面的弹性球反弹高度越高；【来源：21cnj*y.co*m】
（5）探究下面弹性球反弹的高度与下面弹性球的材料有关时，应控制质量相同、下落高度
度相同，材料不同，故应选择B、C两球就行实验；
（6）次所测A球反弹的高度总比下落高度要高，是因为在两球碰撞时下面弹性球队上面A球做功，下面弹性球的机械能减小，转化为A的机械能，使得A球机械能增大，这一现象不会违背能量守恒定律。21*cnjy*com
故答案为：（1）刻度尺；（2）动 ；（3）1、2、3；（4）下面弹性球的质量越大；（5）B、C；（6）增大；不会违背。
【答案】（1）刻度尺；（2）动 ；（3）1、2、3；（4）下面弹性球的质量越大；（5）B、C；（6）增大；不会违背。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和重力势能的相互转化。弹性小球反弹高度与哪些因素有关。是开放性探究题，考试频率较高。
四、计算题
15．（2017安徽）已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为EK=mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：
（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；
（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W；
（3）物体落地前瞬间的动能EK2【解析】（1）被抛出物体的重力势能Ep=mgh=0.4kg╳10N/kg╳1.5m=6J；
动能
（2）物体从 抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W=Ep=6J；重力做的功等于重力势能。
（3）物体落地前瞬间的动能Ek2=W+Ek1=6J+0.8J=6.8J。即重力势能转化为动能，机械能守恒。
故答案为：（1）6J、0.8J；（2）6J；（3）6.8J。
【答案】（1）6J、0.8J；（2）6J；（3）6.8J。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和重力势能的相互转化。依据公式计算。物体只受重力作用时，动能和重力势能相互转化，机械能守恒。是基础题，考试频率较高。
一、选择题
1．（2017杭州）如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的（ ）
A．重力势能减小，动能增大 B．重力势能减小，机械能减小
C．动能不变，机械能不变 D．重力势能不变，机械能减小
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
物体从斜面顶端匀速下滑，质量不变，动能不变，重力势能减小，机械能减小；减小的机械能转化为内能。故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了动能、重力势能、机械能转化内能。是基础题，考试频率较高。
2．（2017长春）（2017温州）如图为自动垂直升降式车库的停车过程示意图。下列关于汽车匀速上升时的说法，正确的是 （ ）
A．动能增加，重力势能不变 B．动能增加，重力势能增加
C．动能不变，重力势能不变 D．动能不变，重力势能增加
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
汽车匀速上升，质量不变，动能不变，重力势能增大。故选D。
【答案】D。
【点评】本题考查了动能、重力势能。是基础题，考试频率较高。
3．（2017成都）2017年4月20日19 时41分35秒，“天舟一号”货运飞船在文昌航天发射中心由“长征七号遥二”运载火箭成功发射升空。在它们加速升空的过程中，关于火箭搭载的“天舟一号”货运飞船的能量下列说法正确的是（ ）21教育网
A．机械能的总量不变
B．机械能的总量变小
C．动能不变
D．重力势能变大
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
天宫一号搭乘火箭加速升空，天舟一号的质量不变，动能增大，重力势能增大。机械能增大，是燃料通过燃烧将燃料的化学能转化为内能，通过做功将内能的一部分转化为机械能。故选D。
【答案】D。
【点评】本题考查了动能、重力势能、内能转化为机械能。是基础题，考试频率较高。
4．（2017泸州）如图所示，2017年4月27日，天舟一号与天宫二号成功交会对接，天舟一号对天宫二号提供各种补给，下列说法正确的是（ ）
A．天舟一号在加速升空过程中动能减小，重力势能增加
B．货物从地面运到天宫二号后，由于失重，货物的惯性减小
C．货物在天宫二号舱内，不再受到重力的作用
D．成功交会对接后，以地面为参照物，天舟一号是运动的
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。2·1·c·n·j·y
A．天舟一号在加速升空过程中，质量不变，速度增大，高度增加，所以动能和重力势能都变大。故A错误；
B．惯性的大小只跟物体的质量大小有关，货物从地面运到天宫二号后，货物的质量不变，货物的惯性不。．故B错误；
C．货物在天宫二号舱内处于失重状态，但失重并不是失去重力，重力仍然存在，故C错误；
D．天舟一号与天宫二号对接成功后，若以地面为参照物，天舟一号与地面之间的位置发生了变化，所以天舟一号是运动的。故D正确。
故选D。
【答案】D。
【点评】本题考查了动能、重力势能、惯性、重力、运动和静止。是基础题，考试频率较高。
5．（2017广州）电梯匀速上升过程中，电梯的（ ）
A．动能保持不变
B．机械能保持不变
C．重力势能保持不变
D．动能转化为重力势能
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
电梯匀速上升，质量不变，速度不变，动能不变，重力势能增大，机械能增大。电能转化为机械能。故选A。
【答案】A。
【点评】本题考查了动能、重力势能、电能转化为机械能。是基础题，考试频率较高。
6．（2018预测）2018年1月19日12时12分，由中国航天科技集团一院抓总研制的长征十一号固体运载火箭，在酒泉卫星发射中心圆满完成“一箭六星”发射任务。火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的卫星，下列叙述正确的是 （ ）21·cn·jy·com
A．卫星的机械能总量不变
B．卫星的机械能总量增加
C．卫星的动能增加，重力势能不变
D．卫星的动能不变，重力势能增加
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
卫星搭乘火箭加速升空，卫星质量不变，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，机械能增大。燃料的化学能通过燃烧释放内能，通过做功将内能转化为机械能。故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了动能、重力势能、内能转化为机械能。是基础题，考试频率较高。
7．（2017湖州）如图，旋翼式无人机被广泛的运用在民用领域，发挥了越来越重要的作用。下列关于这款无人机的说法，正确的是 （ ）
A．无人机在空中悬停时，旋翼相对于机身是静止的
B．无人机无法勘探月球表面的月貌
C．无人机匀速下降时，重力势能转化为动能
D．无人机在空中飞行时，始终受到平衡力作用
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
无人机在空中静止，受平衡力作用，受竖直向下的重力和螺旋竖直向上的力；螺旋旋转，相对无人机是运动的； 月球上没有空气，螺旋桨不能产生力，故无人不能到达月球表面进行探测；匀速下降，动能不变，重力势能减少，减少的机械能转化成内能；无人机在空中运动状态改变，受到非平衡力的作用。故选B。
【答案】B。
【点评】本题考查了动能、重力势能、重力势能转化为动能、平衡力等。是基础题，考试频率较高。
8．（2017重庆）2017年1月，中国自主研发出圆珠笔的“笔尖钢”，用“工匠精神”诠释了“中国创造”。图为同学们用按压式圆珠笔按压弹起的情景，下列分析恰当的是（ ）
A．笔杆的手握部分有粗糙的橡胶套，可以增大摩擦
B．笔在纸上写的字不易擦去，是因为分子不运动
C．笔弹起离开桌面继续上升是因为受到惯性的作用
D．笔弹起离开桌面上升过程中内能转化为机械能
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。www-2-1-cnjy-com
笔杆有粗糙的橡胶套，增大摩擦；字写在纸上不易擦去，分子在不停地运动；笔弹起离开桌面继续上升是因为笔有惯性，有保持运动状态不变的性质；笔弹起继续上升是弹性势能转化为动能，动能转化为重力势能。故选A。
【答案】A。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和势能的相互转化。惯性、分子动理论。是基础题，考试频率较高。
9．（2016怀化）炎热的夏天，环卫工人利用洒水车给马路洒水降温，洒水车在匀速行驶过程中，以下关于能量变化说法正确的是 （ ）
A．动能不变，机械能不变
B．动能不变，机械能减小
C．动能减小，机械能减小
D．动能增大，机械能增大
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
洒水车匀速洒水，水的质量减少，速度不变，动能减小，重力势能减小，机械能减小。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了动能、重力势能。洒水过程，车和水的总质量减小。是基础题，考试频率较高。
10.（2016锦州）如图所示，是小球在地面弹跳的情景。小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，则小球由B点运动到C点时，其机械能可能为 （ ）
A.120J B.100J C.90J D.80J
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。21cnjy.com
由于空气阻力，从A点弹起的球落到B点时机械能减少了20J，减少的机械能转化为内能；从B点弹起时动能减小，转化的重力势能减小，即第二次上升高度减小，克服空气阻力做功路程减小，即机械能转化的内能小于20J；所以排除D，就只有C符号题意。故选C。
【答案】C。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和重力势能的相互转化，有阻力作用时，机械能不守恒。是变式基础题，考试频率较高。
二、填空题
11．（2017苏州）2016年8月，我国成功发射了全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”，在火箭携带卫星加速升空的过程中，以火箭为参照物，卫星是 的，卫星的机械能 （增大／减小／不变）。
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
卫星搭乘火箭加速上升时，速度增大，高度增大，动能增大，重力势能增大，机械能增大；是燃料的化学能通过燃烧释放内能，通过做功将一部分内能转化为机械能。故答案为：静止、增大。
【答案】静止、增大。
【点评】本题考查了动能、重力势能、运动和静止的相对性。是基础题，考试频率较高。
12．（2017南京）如图所示，我国自主研制的首艘货运飞船天舟一号，由长征七号运载火箭发射升空，地面控制中心通过 波向它发出指令，这种波在真空中传播速度为 m/s。天舟一号子在随火箭加速上升过程中，动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”，下同），机械能 。
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
地面控制中心通过电磁波向它发出指令，电磁波在真空中传播速度与光速相等为3╳108m/s，天舟一号搭乘火箭加速上升时，速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，机械能增大。故答案为：电磁波、3╳108m/s、变大、变大。
【答案】电磁波、3╳108m/s、变大、变大。
【点评】本题考查了动能、重力势能、机械能。是基础题，考试频率较高。
13．（2017广州）如图所示，玩具猩猩手中的香蕉以相同大小的速度转动。香蕉（看成点）从最高位置1转到最低位置2的过程中，其动能 、重力势能 、机械 能 。（选填“增大”、“不变”、“变小”）
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
香蕉以相同的速度转动，动能不变，从最高点从到最低点2的过程，下降，重力势能减小；机械能等于动能与势能之和，重力势能减小，机械能减小。故答案为：不变、减小、减小。
【答案】不变、减小、减小。
【点评】本题考查了动能、重力势能。是基础题，考试频率较高。
14．（2016永州）随着我国经济的高速发展，城市建筑越高，“高空坠物伤人”事件时有发生。原因是物体所处的高度越高，物体所具有的重力势能 （选填“大”或“小”）。当高处的物体坠落时，因为重力势能转化为 能，从而带来安全隐患。
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
物体所处的高度越高，重力势能越大，下落时，重力势能转化为动能。故答案为：大、动。
【答案】大、动。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和重力势能的相互转化。是基础题，考试频率较高。
三、实验探究题
15．（2017内江）在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中，采用如图所示的实验装置。用细线把一个质量为m的小球悬挂起来，将小球从位置B拉到位置A，由静止释放小球。观察小球从A→B→C的过程中高度和速度的变化，并测出了小球在A、B、C三个位置时动能和重力势能的值。从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化，数据如下表所示。
小球在图中的C位置，受到 个力的作用。
从实验中可以看出，小球从A→B的过程中速度不断增加，高度不断降低，这个过程中是重力势能逐渐转化为 ，在能量的转化过程中，机械能在逐渐减少，这主要是小球受到 造成的。
在实验中，如果换用质量为2m的小球，其它条件不变，那么，小球到达B位置时的机械能 质量为m的小球到达B位置时的机械能。(选填“大于”、“小于”或“等于”)
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
（1）小球在C点受竖直向下的重力作用和沿绳子的拉力作用。
（2）从A到B的过程，小球下降，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；在转化过程中，机械能逐渐减小，是因为存在空气阻力。
（3）小球的质量增大，在其他条件不变的条件下，小球的动能增大，重力势能增大，机械能增大。故答案为：（1）二；（2）动能、空气阻力；（3）大于。
【答案】（1）二；（2）动能、空气阻力；（3）大于。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和重力势能的相互转化。是基础题，考试频率较高。
16．（2017山西）小明和同学打乒乓球时，注意到乒乓球台上的球不小心就会滚到台下，落地点时时远时近。小明思考：若运动着的小球从桌上滚落后，小球的落地点到桌子的水平距离可能与哪些因素有关呢？他的猜想如下：
猜想一：小球的落地点到球台的水平距离s可能与小球离开桌面的速度大小有关；
猜想二：小球的落地点到球台的水平距离s可能与桌子的高度H有关。
然后，小明选取了钢球并用高度可调的桌子与斜面组成如图所示的装置，并进行了实验，得到了部分数据如表。
同一钢球，H=1.2m
次数
小球高度h/m
落地点到桌子的水平距离s/m
1
0.1
0.65
2
0.2
0.96
3
0.3
1.16
（1）在实验中让钢球从桌上的斜面不同高度由静止滚下，其目的是： 。
（2）分析表中数据你可得到的结论是： 。
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
（1）钢球从桌上的斜面不同高度由静止滚下，其目的是钢球离开桌面的速度不同。
（2）台球落地点到球台的水平距离s与桌子的高度H有关。故答案为：（1）钢球离开桌面的速度不同。（2）台球落地点到球台的水平距离s与桌子的高度H有关。
【答案】（1）钢球离开桌面的速度不同。（2）台球落地点到球台的水平距离s与桌子的高度H有关。
【点评】本题考查了动能、重力势能、动能和重力势能的相互转化，探究了小球落地距离与桌子高度有关。是基础题，考试频率较高。
17．（2017娄底）实验小组的同学用图所示的装置探究“物体动能大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞了出一段距离。【出处：21教育名师】
（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是，钢球动能的大小是通过观察_____ ___来判断的。
（2）从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到过竖直位置的________相同，从而探究动能与关系。
（3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用________的建议。
（4）由上述实验数据和现象可得出结论：______ __。
【解析】一切运动的物体都具有动能。物体的质量越大，速度越大，动能就越大。在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时具有重力势能。物体的质量越大，位置越高，重力势能越大。
（1）通过观察木块移动的距离来判断动能的大小；
（2）质量不同的球从相同高度摆下，使钢球在竖直位置的速度相同，从而探究钢球的动能。
（3）应该采用甲同学的建议换用长度较长的木板；
（4）在速度相同的情况下，物体的质量越大，物体的动能越大。故答案为：（1）木板移动的距离；（2）速度；（3）甲同学；（4）在速度相同时，物体质量越大，物体的动能越大。
【答案】（1）木板移动的距离；（2）速度；（3）甲同学；（4）在速度相同时，物体质量越大，物体的动能越大。
【点评】本题考查了“探究动能与哪些因素有关”。采用控制变量法、转换法。是基础题，考试频率较高。
