21世纪教育网 –中小学教育资源及组卷应用平台
第4节：机械能及其转化
1.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
2.动能与势能的相互转化
（1）在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能，后又是重力势转化为动能。
（2）在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。
（3）机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变，这个规律叫做机械能守恒。
（4）水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。
1.考试内容
机械能包含动能和势能，是本章的重要内容，同样也是中学物理重点内容，在中考试卷中属于常考知识点。从近几年的中考试题来看，本节中主要涉及到动能和势能之间的转化以及机械能守恒；当物体只受重力作用时，物体的动能和重力势能之和不变，这就是机械能守恒。在机械能转化和守恒考题中，注意把物体的实际运动与生活实际，把所学知识与生活相结合。21·cn·jy·com
2.题型与难度
中考考题中，有关机械能问题形式基本上固定，常见于选择题、填空题，有关机械能问题也是与动能和势能结合在一起进行考查，并且考查机械能之间的转化问题更为普遍。填空题、选择题均属于基础题型，试题难度以中等偏下为主，只要能很好地掌握机械能转化规律，一般情况下都可以很好地解答；难度较高主要集中在机械能守恒上，一般情况下试题会告诉考生物体的机械能是否守恒，只要机械能守恒动能与势能的总和就保持不变。本节知识点在近几年中考中分值保持在1—2分之间，平均分值在1.5分左右。
3.考点分类：考点分类见下表
考点分类 考点内容 考点分析与常见题型
常考热点 动能与势能的转化 填空题、选择题较多，主要考查动能或势能如何转化
一般考点 机械能守恒及应用 主要是选择题、填空题，利用机械能守恒解决问题
冷门考点 判断机械能是否守恒 填空题较多，根据机械能守恒条件判断
★考点一：机械能转化
◆典例一：（2017 大庆）如图所示，一水平传送带始终匀速向右运动，现把一物块无初速度放在传送带左侧，物块将随传送带先做匀加速运动后随传送带一起匀速运动，在此过程中以下说法正确的是（ ）。【21教育】
A．当物块匀速时，物块没有惯性；
B．当物块匀速时，根据牛顿第一定律可知，物块不受力作用；
C．整个过程中，物块一直受摩擦力的作用；
D．整个过程中，物块的机械能先增大后不变
【解析】惯性是物体的属性，一切物体在任何时候都有惯性，所以当物块匀速运动时，物块仍有惯性；故A错误。
当物块匀速运动时，物块相对于传送带有向左运动的趋势，受到向右的摩擦力，同时受到重力和支持力的作用；当物块做匀速运动时，物块相对于传送带没有运动趋势，不受摩擦力作用，但仍然受到重力和支持力作用；故B、C错误。
当物块做匀加速运动时，物块质量不变，高度不变，重力势能不变，机械能等于动能和重力势能之和，所以整个过程中，物块的机械能先增大后不变，故D正确。
【答案】D。
【考点】惯性、力与运动的关系、摩擦力产生的条件、动能和势能的大小变化。
◆典例二：（2017 眉山）如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（ ）。
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大；
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大；
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变；
D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
【解析】卫星在近地点时，速度最大，动能最大，距离地球最近，势能最小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故A错误。21世纪教育网
卫星在远地点时，速度最小，动能最小，距离地球最远，势能最大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故B错误。
卫星从近地点向远地点运行时，速度越来越小，动能逐渐减小，距离地球越来越远，势能逐渐增大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故C正确。
卫星从远地点向近地点运行时，速度越来越大，动能逐渐增大，距离地球越来越近，势能逐渐减小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故D错误。
【答案】C。
【考点】动能和势能的大小变化。
★考点二：机械能守恒
◆典例一：（2016·深圳）深圳大疆新推出的“精灵4”无人机具有自动返航功能。下列说法中正确的是（ ）。
A．无人机匀速上升时，动能转化为重力势能，机械能守恒；
B．无人机停在地面时，它受到的重力与它对地面的压力是一对平衡力；
C．无人机自动返航时，以地面为参照物它是运动的；
D．无人机做功的功率越大，机械效率就越高
【解析】A：无人机匀速上升时，质量不变，速度不变，动能不变；高度增加，重力势能增大，所以机械能增大；在该过程中，动能没有转化为重力势能；故A错误。
B：无人机静止在地面上时，无人机受到的重力与无人机对地面的压力，方向都是竖直向下的，且二个力分别作用于两个物体，不是作用在同一个物体上，这二力不平衡，故B错误。
C：无人机自动返航时，与地面之间的相对位置发生变化，则以地面为参照物它是运动的，故C正确。
D：机械效率与功率之间没有必然的联系，故D错误。
【答案】C。
【考点】机械能守恒、平衡力、运动相对性、机械效率。
◆典例二：（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】动能与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量厚度越大，重力势能越大。因为电梯匀速，因此动能不变；又因为上升，所以重力势能增大，机械能是重力势能和动能之和。因此机械能增大。21*cnjy*com
【答案】A。
【考点】动能重力势能的影响因素、机械能。
1.（2017 黄冈）如图是水上乐园飞行表演，表演者双脚站在向下喷水的踏板上，水柱将人向上顶起，人在空中时而加速上升，时而急速翻滚，时而加速下降，还能在空中竖直悬停。下列说法错误的是（ ）。
A．踏板向下喷水，人向上升起，利用了物体间力的作用是相互的原理；
B．加速上升过程中，人的重力势能增大，机械能不变；
C．人急速翻滚，说明力可以改变物体的运动状态；
D．人在空中竖直悬停时，人受到的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力
2.（2017 泰安）2017年5月5日，C919国产打飞机在上海浦东国际机场首飞成功，标志着中国从此成为世界上能够制造大飞机的少数国家之一；当大飞机加速升空时，下列说法正确的是（ ）。
A．以大飞机内的驾驶员为参照物，大飞机是运动的；
B．大飞机的动能增大，机械能不变；
C．大飞机机翼上方空气的流速大于机翼下方空气的流速；
D．大飞机受到的重力大于升力
3.（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
4.（2017·广东）火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的卫星来说，动能 ，重力势能 ，卫星的机械能是由火箭燃料的 能转化而来的。21-cnjy*com
5.（2017 云南）“六 一”儿童节期间，小朋友在锦江山公园里荡秋千，当秋千从高处落下时，重力势能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为 能。
6.（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。（填“大于“、”等于“或”小于“）
7.（2017 毕节）2017年5月5日，中国首款按照最新国际适航标准民用飞机C919在浦东机场第四跑道成功起飞。飞机起飞前在跑道上加速行驶，此时飞机的重力势能 （选填”增大“、”减小“或”不变“）；当飞机起飞后，以飞机为参照物，机上乘客是 的；飞机前进时，升力的产生应用的物理知识是 。
8.（2017 舟山）如图所示，不计空气阻力，将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向________。而将排球向斜上方击出后，其运动速度的大小和方向都会发生变化，原因是________；排球在上升过程中动能将________（选填“增大”或“减小”）。
9.（2017 菏泽）2016年10月17日7点30分28秒，神舟十一号载人飞船进入太空与天宫二号交会对接。在对接过程中，地面的工作人员发出的指令通过_________________传送给载人飞船，飞船加速追赶天宫二号时，载人飞船的机械能__________________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
10.（2017 云南）“六 一”儿童节期间，小朋友在锦江山公园里荡秋千，当秋千从高处落下时，重力势能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为 能。
11.（2017 福建）4月22日，货运飞船“天舟一号”与空间站“天空二号”成功对接。对接后，以“天宫二号”为参照物，“天舟一号”处于 状态；由于外太空存在少量空气，“天空二号”运行时受到阻力，机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
12.（2017·来宾） 踢足球是青少年喜爱的运动。下列对踢足球时的情景解释正确的是（ ）。
A．足球离开脚后继续向前运动，是由于足球具有惯性；
B．足球在空中向上运动的过程中重力势能转化为动能；
C．足球能在草地上滚动是由于球受到的踢力大于阻力；
D．足球静止在地面上，足球对地面的压力和地面对足球的支持力是一对平衡力
13.（2017·乐山）如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短。从a至c处的过程中，小球在b处速度最大。小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如乙图所示。不计空气阻力，则从a至c处的过程中，下列说法中正确的是（ ）。
A．小球所受重力始终大于弹簧的弹力；
B．小球的重力势能先减小后增大；
C．小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能；
D．小球的动能一直减小
14.（2017·攀枝花）小丽同学在蹦床上运动，她从高处落下后又被弹起的过程中，下列说法正确的是（ ）。
A．蹦床形变最大时，小丽的重力势能最小；
B．蹦床形变最大时，蹦床的弹性势能最小；
C．小丽从最高点下落过程中，她的动能和重力势能均不断增加；
D．小丽被弹起后上升过程中，重力势能转化为动能
15.（2017·泰安）2017年5月5日，C919国产打飞机在上海浦东国际机场首飞成功，标志着中国从此成为世界上能够制造大飞机的少数国家之一。当大飞机加速升空时，下列说法正确的是（ ）。
A．以大飞机内的驾驶员为参照物，大飞机是运动的；
B．大飞机的动能增大，机械能不变；
C．大飞机机翼上方空气的流速大于机翼下方空气的流速；
D．大飞机受到的重力大于升力
跟踪训练解析
1.（2017 黄冈）如图是水上乐园飞行表演，表演者双脚站在向下喷水的踏板上，水柱将人向上顶起，人在空中时而加速上升，时而急速翻滚，时而加速下降，还能在空中竖直悬停。下列说法错误的是（ ）。
A．踏板向下喷水，人向上升起，利用了物体间力的作用是相互的原理；
B．加速上升过程中，人的重力势能增大，机械能不变；
C．人急速翻滚，说明力可以改变物体的运动状态；
D．人在空中竖直悬停时，人受到的重力和踏板对人的支持力是一对平衡力
【解析】踏板向下喷水，踏板对水有向下的作用力，同时水对踏板产生向上的作用力，支撑人在空中，这是利用作用力反作用力的原理，故A正确。21·世纪*教育网
加速上升过程中，人的质量不变，速度增大；高度增大，人的重力势能增大，机械能增大，故B错误。
人急速翻滚时，人运动的速度和方向都发生变化，说明力可以改变物体的运动状态，故C正确。
人在空中竖直悬停时，处于平衡状态，人受到重力和踏板对人的支持力是一对平衡力，故D正确。
【答案】B。
【考点】力作用的相互性、力的作用效果、平衡力的辨别、动能和势能的大小变化。
2.（2017 泰安）2017年5月5日，C919国产打飞机在上海浦东国际机场首飞成功，标志着中国从此成为世界上能够制造大飞机的少数国家之一；当大飞机加速升空时，下列说法正确的是（ ）。
A．以大飞机内的驾驶员为参照物，大飞机是运动的；
B．大飞机的动能增大，机械能不变；
C．大飞机机翼上方空气的流速大于机翼下方空气的流速；
D．大飞机受到的重力大于升力
【解析】以驾驶员为参照物，飞机与驾驶员之间没有位置变化，所以飞机是静止的；故A是错误的。
当飞机加速升空时，飞机质量不变，速度增加，动能增大；高度升高，重力势能增大，故机械能增大；所以B是错误的。21教育网
飞机的机翼是上凸下平，气流速度在机翼上下不同，产生压力差，此压力差使飞机受到向上的升力，故C正确。
当飞机加速升空时，飞机受到的质量小于升力，故D错误。
【答案】C。
【考点】动能和势能的大小变化、参照物及其选择、流体压强与流速的关系。
3.（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】飞船发射升空后，高度在增加，速度也在增加，且与空气之间有摩擦力产生，所以燃料燃烧放出热量转化为火箭和天舟一号的机械能以及火箭和天舟一号克服阻力所做的功，故A、B均错误。2·1·c·n·j·y
天舟一号速度增加，动能增大，高度增加，重力势能增大，故C正确。
天舟一号的动能和势能没有转化，二者的增加均来自燃料的燃烧内能的转化，故D是错误的。
【答案】C。
【考点】能量转化、机械能。
4.（2017·广东）火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的卫星来说，动能 ，重力势能 ，卫星的机械能是由火箭燃料的 能转化而来的。
【解析】在火箭升空过程中，速度越来越大，高度越来越高，卫星的动能和势能都在增加，卫星机械能的增加是火箭燃料化学能转化而来。
【答案】增加、增加、化学。
【考点】动能、势能的变化、能量的转化。
5.（2017 云南）“六 一”儿童节期间，小朋友在锦江山公园里荡秋千，当秋千从高处落下时，重力势能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为 能。
【解析】秋千在下降过程中质量不变，随高度的降低，重力势能变小；不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能会克服摩擦与空气阻力，逐渐转化为内能。
【答案】变小、内。
【考点】动能和势能的转化与守恒、机械能和其他形式能的转化。
6.（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。（填“大于“、”等于“或”小于“）21*教*育*名*师
【解析】由图可知，小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，机械能守恒，所以小球在最高点的重力势能等于在最低点的动能；小球在摆动过程中，除了重力做功外还有空气阻力做功，所以机械能不守恒，有一部分机械能转化为内能，但仍然遵守能量守恒定律，所以在摆动过程中由于摩擦力而转化的内能等于小球在最高点所具有的势能。
【答案】等于、等于。
【考点】动能和势能的转化、机械能守恒定律。
7.（2017 毕节）2017年5月5日，中国首款按照最新国际适航标准民用飞机C919在浦东机场第四跑道成功起飞。飞机起飞前在跑道上加速行驶，此时飞机的重力势能 （选填”增大“、”减小“或”不变“）；当飞机起飞后，以飞机为参照物，机上乘客是 的；飞机前进时，升力的产生应用的物理知识是 。
【解析】飞机起飞前在跑道上加速行驶时，质量不变，高度不变，飞机的重力势能不变；当飞机起飞后，以飞机为参照物，机上乘客与飞机之间位置没有发生变化，则机上乘客是静止的；由于机翼上表面弯曲，下表面平直，导致机翼上方空气流速大，压强较小；机翼下方的空气流速小，压强大，使机翼上下表面存在向上的压强差，从而产生向上的升力。
【答案】不变、静止、流体在流速大的地方压强小。
【考点】动能和势能的大小变化、参照物及其选择、飞机的升力。
8.（2017 舟山）如图所示，不计空气阻力，将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向________。而将排球向斜上方击出后，其运动速度的大小和方向都会发生变化，原因是________；排球在上升过程中动能将________（选填“增大”或“减小”）。
【解析】（1）将排球竖直向上击出后，其运动速度越来越小，原因是排球受到的重力方向与运动方向相反；（2）斜上方击出后，速度方向斜向上，重力方向竖直向下，由于排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上（或“成一夹角”），排球的运动速度的大小和方向都会发生变化；（3）球在上升过程中，重力势能不断增加，由于该系统中只受到重力，因此机械能守恒，势能增大，动能减小。
【答案】（1）相反；（2）排球运动方向与所受到的重力方向不在一条直线上；（3）减小。
【考点】动能和势能的转化与守恒。
9.（2017 菏泽）2016年10月17日7点30分28秒，神舟十一号载人飞船进入太空与天宫二号交会对接。在对接过程中，地面的工作人员发出的指令通过_________________传送给载人飞船，飞船加速追赶天宫二号时，载人飞船的机械能__________________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
【解析】（1）地面的工作人员发出的指令通过电磁波传送给载人飞船；（2）飞船加速追赶天宫二号时，速度增加，载人飞船的机械能增大。
【答案】电磁波、增大。
【考点】电磁波、机械能。
10.（2017 云南）“六 一”儿童节期间，小朋友在锦江山公园里荡秋千，当秋千从高处落下时，重力势能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为 能。
【解析】（1）在物体质量一定的情况下，物体的高度增加，重力势能变大，高度降低，重力势能减小；（2）在考虑摩擦等阻力的情况下，机械能并不守恒，而是会逐渐转化为内能。
解答：（1）秋千在下降过程中质量不变，随高度的降低，重力势能变小；（2）不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能会克服摩擦与空气阻力，逐渐转化为内能。
【答案】变小、内。
【考点】动能和势能的转化与守恒、机械能和其他形式能的转化。
11.（2017 福建）4月22日，货运飞船“天舟一号”与空间站“天空二号”成功对接。对接后，以“天宫二号”为参照物，“天舟一号”处于 状态；由于外太空存在少量空气，“天空二号”运行时受到阻力，机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【解析】（1）判断物体是运动的还是静止的，要看它和参照物之间的位置关系，如果位置变化了，说明该物体是运动的，否则是静止的；（2）影响动能的因素是质量和速度，影响重力势能的因素是质量和高度，动能和重力势能合称机械能。www-2-1-cnjy-com
解答：（1）“货运飞船“天舟一号”与空间站“天空二号”成功对接后，它们之间的位置保持不变，因此以“天宫二号”为参照物，“天舟一号”处于静止状态。
（2）由于“天空二号”运行时受到阻力，需要克服摩擦做功，有一部分机械能转化为内能，所以机械能变小。
【答案】静止、变小。
【考点】动能和势能的大小变化、参照物及其选择。
12.（2017·来宾） 踢足球是青少年喜爱的运动。下列对踢足球时的情景解释正确的是（ ）。
A．足球离开脚后继续向前运动，是由于足球具有惯性；
B．足球在空中向上运动的过程中重力势能转化为动能；
C．足球能在草地上滚动是由于球受到的踢力大于阻力；
D．足球静止在地面上，足球对地面的压力和地面对足球的支持力是一对平衡力
【解析】（1）惯性是物体保持原来运动状态不变的性质；（2）影响动能大小的因素是质量和速度，影响重力势能大小的因素是质量和高度，据此分析能量的转化；（3）力是物体对物体的作用，施力和受力物体是同时存在的；（4）一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上。www.21-cn-jy.com
解：A、足球离开脚后继续向前运动，是因为足球具有惯性，故A正确。
B、足球在上升过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，动能转化为重力势能，故B错误。2-1-c-n-j-y
C、足球能在草地上滚动，是由于球有惯性，此时脚对球没有力的作用，所以C错误。
D、足球对地面的压力和地面对足球的支持力，这两个力分别作用在地面和足球上，即不是作用在同一物体上，所以不是平衡力，故D错误。
故选A。
【考点】平衡力的辨别、惯性、力与运动的关系、动能和势能的转化与守恒。
13.（2017·乐山）如甲图所示，小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短。从a至c处的过程中，小球在b处速度最大。小球的速度v和弹簧被压缩的长度△L之间的关系如乙图所示。不计空气阻力，则从a至c处的过程中，下列说法中正确的是（ ）。21cnjy.com
A．小球所受重力始终大于弹簧的弹力；
B．小球的重力势能先减小后增大；
C．小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能；
D．小球的动能一直减小
【解析】由图象可知，小球速度先变大，后变小，弹簧发生形变从而产生弹力，弹力的大小与弹簧的弹性形变程度有关；机械能是动能和势能的统称，动能与物体的质量和速度有关；在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，此时弹力与重力是一对平衡力。
解：A、在小球向下压缩弹簧的过程中，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力；
在ab段，重力大于弹力，合力向下，小球速度越来越大。
随着弹簧压缩量的增大，弹力逐渐增大，在b处弹力与重力相等，小球的速度达到最大；
小球再向下运动（bc段），弹力大于重力，合力向上，小球速度减小；
故A错误。
B、小球从a至c的过程中，高度一直减小，小球的重力势能一直在减小，故B错误。
C、小球下落压缩弹簧的过程中，不计空气阻力，机械能守恒，则小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能，故C正确。【21cnj*y.co*m】
D、由图乙可知，小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故D错误。
故选C。
【考点】弹力、动能和能量转化以及运动和力关系。
14.（2017·攀枝花）小丽同学在蹦床上运动，她从高处落下后又被弹起的过程中，下列说法正确的是（ ）。【21·世纪·教育·网】
A．蹦床形变最大时，小丽的重力势能最小；
B．蹦床形变最大时，蹦床的弹性势能最小；
C．小丽从最高点下落过程中，她的动能和重力势能均不断增加；
D．小丽被弹起后上升过程中，重力势能转化为动能
【解析】利用以下知识分析解答：（1）动能大小的影响因素：质量、速度；质量不变、速度越大，动能越大；（2）重力势能大小的影响因素：质量、高度；质量不变、高度越高，重力势能越大；（3）影响弹性势能的因素有弹性形变的大小，在弹性限度内，弹性形变越大，物体具有的弹性势能越大。【21教育名师】
解：A、由于小丽与蹦床逐渐接触，即其运动的速度逐渐减小，高度减小，即动能和重力势能减小，即减小的动能和重力势能转化为弹性势能，蹦床形变最大时，小丽的重力势能最小，故A正确。
B、在弹性限度内，弹性形变越大，物体具有的弹性势能越大，所以蹦床形变最大时，蹦床的弹性势能最大；故B错误。
C、小丽从最高点下落，接触蹦床前，其质量不变，速度不断变大，高度不断不减小，所以动能变大，重力势能变小；
接触蹦床后，蹦床的弹性形变逐渐增大，向上的弹力逐渐增大；在弹力小于重力这段时间内，合力向下，小丽做加速运动，小丽的动能逐渐增大；当弹力大于重力后，合力向上，小丽做减速运动，小丽的动能逐渐减小；所以在此过程中，小丽的动能先增加后减小，同时，在此过程中小丽的高度不断减小，所以重力势能不断减小；故C错误。
D、小丽被弹起后上升过程中，其质量不变，速度变小，高度增加，动能转化为重力势能；故D错误。
故选A。
【考点】动能和势能的大小变化、动能和势能的转化与守恒。
15.（2017·泰安）2017年5月5日，C919国产打飞机在上海浦东国际机场首飞成功，标志着中国从此成为世界上能够制造大飞机的少数国家之一。当大飞机加速升空时，下列说法正确的是（ ）。
A．以大飞机内的驾驶员为参照物，大飞机是运动的；
B．大飞机的动能增大，机械能不变；
C．大飞机机翼上方空气的流速大于机翼下方空气的流速；
D．大飞机受到的重力大于升力
【解析】（1）在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止；（2）机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关，质量越大、速度越快，动能就越大；重力势能大小与质量和高度有关，质量越大，高度越高；重力势能就越大；（3）机翼的上方是弧形，空气流过上方时流速大，压强小；机翼下方是平面，空气的流速小，压强大；这一压强差使飞机获得竖直向上的升力；（4）根据飞机的运动状态判断重力与升力的关系。
解：A、以大飞机内的驾驶员为参照物，大飞机与驾驶员之间没有位置的变化，所以大飞机是静止的；故A错误。
B、当大飞机加速升空时，大飞机的质量不变，速度增大，其动能增大；高度升高，重力势能增大，故机械能总量增大；故B错误。
C、由于机翼的形状是“上凸下平”，同一股气流在相同的时间内通过机翼的上方和下方，上方气流通过时的路程大，速度大，压强小；下方气流通过时路程小，速度小，压强大，故机翼下方压强大于上方压强，机翼的上下表面产生了压力差，这就是向上的升力，故C正确。
D、当大飞机加速升空时，大飞机受到的重力小于升力；故D错误。
故选C。
【考点】动能和势能的大小变化、参照物及其选择、流体压强与流速的关系。
知识点精析
考点概览
典例精析
跟踪训练
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)21世纪教育网 –中小学教育资源及组卷应用平台
第4节：机械能及其转化跟踪训练（附解析）
一、选择题
1.如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC。在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）。21·世纪*教育网
A．小球的运动状态保持不变；
B．小球的机械能总量逐渐减小；
C．绳的拉力对小球做了功；
D．小球的动能全部转化为重力势能
2.2015年12月20日，深圳市光明新区发生山体滑坡事故，损失惨重，对人民群众生命和财产造成重大损失。事发时，废弃渣土堆填体从高处加速下滑，具有巨大的能量。关于渣土堆填体，描述正确的是（ ）。21*cnjy*com
A. 渣土下滑时动能不变；B. 渣土下滑时重力势能变大；
C．渣土下滑时重力势能转化为动能；D．渣土下滑时动能转化为重力势能
3.如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（ ）。
A．从O点到C点运动员速度一直减小；
B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大；
C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小 ；
D．从O点到A点运动员的机械能不变
4.如图所示的单摆，小球在ab间往复摆动的过程中，下列说正确的是（ ）。
A．小球在a点时的动能最大；
B．小球在b点时的动能最大；
C．小球在c点时的动能最大；
D．小球由c到a的运动过程中，重力势能不断转化为动能
5.一个实心铁球和一个实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是（ ）。
A．铁球的重力势能大于木球的重力势能；B．铁球的重力势能小于木球的重力势能；
C．铁球的重力势能等于木球的重力势能；D．上述三种情况都有可能
6.洒水车沿平直公路匀速行驶，将水洒在路面上，这个过程中，下列说法正确的是（ ）。
A．动能不变，势能减小；B．动能势能都减小；
C．动能势能都不变； D．不能确定动能势能是变大还是变小
7.在学校的校运会上，彩色氢气球伴随欢庆的乐曲匀速直线上升，在此过程中（ ）。
A．气球的动能不变，机械能不变；B．浮力对气球做功，机械能增大；
C．气球的势能不变，机械能增大；D．气球受到平衡力作用，机械能不变
8.如图所示，在歼20飞机加速向上运动的过程中，对于飞行员的能量分析，下列说法正确的是（ ）。
A．动能增加，重力势能不变；B．动能不变，重力势能增加；
C．机械能总量不变； D．机械能总量增加
9.如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的( )。
A．动能增加，重力势能增加；B．动能不变，机械能减少
C．动能减少，重力势能增加；D．动能不变，机械能增加
10．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，下列说法不正确的是( ) 。21世纪教育网
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
11．(2017呼和浩特)(多选)如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处，竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点(不计空气阻力)。下列说法正确的是( )。21教育网
A．下落过程中，小球重力势能减小，动能增大，小球与弹簧机械能不守恒；
B．下落过程中，小球重力势能一直减小，动能先增大后减小，小球与弹簧机械能守恒；
C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力大于弹簧的弹力；
D．从B到C，小球重力势能与动能都减小，转化成弹性势能
二、填空题
12．“六 一”儿童节期间，小朋友在锦江山公园里荡秋千，当秋千从高处落下时，重力势能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为 能。2·1·c·n·j·y
13．在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上。该实验中小球的动能由 转化而来的，实验时通过比较木块在木板上滑行的 来比较动能大小的。图中错误的操作是 。改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，则可以得出结论 。
14. 2016年10月17日7点30分28秒，神舟十一号载人飞船进入太空与天宫二号交会对接。在对接过程中，地面的工作人员发出的指令通过_________________传送给载人飞船，飞船加速追赶天宫二号时，载人飞船的机械能__________________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
第4节：机械能及其转化跟踪训练解析
一、选择题
1.如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC。在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）。2-1-c-n-j-y
A．小球的运动状态保持不变；
B．小球的机械能总量逐渐减小；
C．绳的拉力对小球做了功；
D．小球的动能全部转化为重力势能
【解析】小球在摆动过程中，小球受到重力、绳子的拉力和空气阻力三个力的作用；因为小球受到空气阻力的作用，故在小球整个摆动过程中，机械能不守恒。【21教育名师】
解答：小球在整个运动过程中，运动状态在改变，故A错；机械能包括小球的动能和重力势能，因为受到空气阻力作用，小球的机械能总量逐渐减小，故B正确；绳子的拉力和小球运动方向垂直，拉力不做功，故C错误；小球运动过程中，动能有一部分转化为重力势能，有一部分克服空气阻力做功，故D错。21*教*育*名*师
【答案】B。
【考点】动能、重力势能及其转化、功、机械能守恒条件。
2.2015年12月20日，深圳市光明新区发生山体滑坡事故，损失惨重，对人民群众生命和财产造成重大损失。事发时，废弃渣土堆填体从高处加速下滑，具有巨大的能量。关于渣土堆填体，描述正确的是（ ）。
A. 渣土下滑时动能不变；B. 渣土下滑时重力势能变大；
C．渣土下滑时重力势能转化为动能；D．渣土下滑时动能转化为重力势能
【解析】渣土下滑时，速度增大，高度逐渐变小，故其动能增大，重力势能减小；动能的增加是渣土重力势能的减小转化来的。
从以上给出的答案看，正确答案是C。
【答案】C。
【考点】动能、势能及其转化。
3.如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（ ）。
A．从O点到C点运动员速度一直减小；
B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大；
C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小 ；
D．从O点到A点运动员的机械能不变
【解析】蹦极运动员在整个运动过程中，从O点到A点，只受重力作用，其速度逐渐增大，动能增大，重力势能减小，但此过程机械能不变；在从A点到C点过程中，运动员受到重力和绳子的拉力作用，机械能不再守恒。所以，正确选项是D。21cnjy.com
【答案】D。
【考点】机械能守恒、动能和重力势能的转化。
4.如图所示的单摆，小球在ab间往复摆动的过程中，下列说正确的是（ ）。
A．小球在a点时的动能最大；
B．小球在b点时的动能最大；
C．小球在c点时的动能最大；
D．小球由c到a的运动过程中，重力势能不断转化为动能
【解析】（1）动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能也就越大；（2）重力势能与物体的质量和被举高的高度有关，质量越大，被举高的高度越大，物体的重力势能越大；（3）弹性势能与物体发生弹性形变的程度有关，发生弹性形变的程度越大，物体的弹性势能越大；（4）动能转化为势能时，动能减小势能增加；势能转化为动能时，势能减小动能增加。
解答：A：小球在a点时，速度最小，动能最小，该选项说法不正确。
B：小球在b点时，速度最小，动能最小，该选项说法不正确。
C：小球在c点时，速度最大，动能最大，该选项说法正确。
D：小球从c点到a点的过程，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，是动能转化成了重力势能，该选项说法不正确。www-2-1-cnjy-com
【答案】C。
【考点】动能的影响因素、动能和势能的大小变化、势能的影响因素、动能和势能的转化与守恒。
5.一个实心铁球和一个实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是（ ）。
A．铁球的重力势能大于木球的重力势能；B．铁球的重力势能小于木球的重力势能；
C．铁球的重力势能等于木球的重力势能；D．上述三种情况都有可能
【解析】实心铁球与实心木球质量相等，由于铁球的密度大，故体积小，重心的高度低，根据Ep=mgh判断重力势能的大小即可。【21cnj*y.co*m】
一个实心铁球与一实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，重心在球心位置；由于铁球的密度大，故体积小，重心的高度低；根据Ep=mgh，铁球的重力势能小。
【答案】B。
【考点】势能大小的比较。
6.洒水车沿平直公路匀速行驶，将水洒在路面上，这个过程中，下列说法正确的是（ ）。
A．动能不变，势能减小；B．动能势能都减小；
C．动能势能都不变； D．不能确定动能势能是变大还是变小
【解析】动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的影响因素是质量和高度，质量越大，高度越大，重力势能越大。
洒水车在不断的洒水工程中，质量减小，因匀速行驶，所以速度不变，则动能减小；又在水平街道上，高度不变，重力势能减小，所以洒水车的动能势能都减小。
【答案】B。
【考点】动能和势能的大小变化。
7.在学校的校运会上，彩色氢气球伴随欢庆的乐曲匀速直线上升，在此过程中（ ）。
A．气球的动能不变，机械能不变；B．浮力对气球做功，机械能增大；
C．气球的势能不变，机械能增大；D．气球受到平衡力作用，机械能不变
【解析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大；机械能等于动能和势能之和。（2）做功的条件是：作用在物体上有力，沿力的方向运动一段距离。
解答：A、C：彩色氢气球伴随欢庆的乐曲匀速直线上升，其质量不变，速度不变，所以动能不变；同时质量不变，高度增加，所以重力势能增加，故机械能增大，故A、C错误。
B：彩色氢气球伴随欢庆的乐曲匀速直线上升时，受到浮力的作用，且沿浮力的方向运动了一段距离，所以浮力做了功，且机械能变大，故B正确。www.21-cn-jy.com
D：气球匀速直线上升，所以是平衡状态，故受到的力是平衡力，但机械能是增大的，故D错误。
【答案】B。
【考点】动能和势能的大小变化、机械能及其转化。
8.如图所示，在歼20飞机加速向上运动的过程中，对于飞行员的能量分析，下列说法正确的是（ ）。
A．动能增加，重力势能不变；B．动能不变，重力势能增加；
C．机械能总量不变； D．机械能总量增加
【解析】飞行员随着飞机加速上升，飞行员动能增加，重力势能也增加；在飞机加速上升过程中，飞机总的机械能的增加是由燃料燃烧产生的化学能转化来的，故整个过程机械能总量增加。
【答案】D。
【考点】动能、重力势能、机械能。
9.如图所示，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的( )。
A．动能增加，重力势能增加；B．动能不变，机械能减少
C．动能减少，重力势能增加；D．动能不变，机械能增加
【解析】动能与物体的质量和运动速度有关，质量越大，速度越快，动能就越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越高，重力势能就越大；机械能是动能和势能的总和。
解：缆车是匀速上山，速度不变，故动能不变；缆车在上山过程中高度不断增加，故重力势能增大；动能不变，重力势能增加，故其总和机械能也在增大。21·cn·jy·com
故选D。
【考点】动能和势能的大小变化。
10．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，下列说法不正确的是( ) 。【21·世纪·教育·网】
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】（1）本题要抓住做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可。（2）机械能包括动能和势能；动能的大小与质量和速度有关；重力势能大小与质量和高度有关；（3）力的作用效果有两个：①力可以改变物体的形状即使物体发生形变，②力可以改变物体的运动状态，包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
解：A、在a到b的过程中，铅球受到推力作用，且在推力方向上通过了距离；故运动员对铅球做了功；故A的说法正确。
B、因为不计空气阻力，在b到d的过程中，铅球的机械能不变；故B的说法错误。
C、在c到d的过程中，由于铅球的高度减小，故铅球的重力势能减小；故C的说法正确。
D、在a到d的过程中，铅球的运动方向和速度都不断变化，故铅球的运动状态在不断的变化；故D的说法正确。
故选B。
【考点】力是否做功的判断、动能和势能的大小变化。
11．(2017呼和浩特)(多选)如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在与A点等高处，竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点等高处是小球到达的最低点(不计空气阻力)。下列说法正确的是( )。
A．下落过程中，小球重力势能减小，动能增大，小球与弹簧机械能不守恒；
B．下落过程中，小球重力势能一直减小，动能先增大后减小，小球与弹簧机械能守恒；
C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力大于弹簧的弹力；
D．从B到C，小球重力势能与动能都减小，转化成弹性势能
【解析】在小球下降过程中，在OA段只有重力做功，则重力势能转化为动能；在AC段先做加速运动后减速运动；到达C点后，重力势能与动能完全转化为弹性势能。
解：AB、下落过程中，高度减小，小球重力势能减小；
在OA段，小球的重力势能转化为动能，动能先增大；
在AB段，向下的重力大于向上的弹力，合力向下，小球做加速运动，动能逐渐增大，同时弹簧的弹性势能增加；21-cnjy*com
在BC段，向上的弹力大于向下的重力，合力向上，小球做减速运动，动能逐渐减小，同时弹簧的弹性势能增加；
综上所述，下落过程中小球的动能先增大后减小；不计空气阻力，整个过程中无能量损耗，则小球与弹簧机械能守恒，故B正确，A错误；
C、到达C点时，小球的动能为零；由于在B点时重力等于弹力，C点的弹性形变程度大于B点的弹性程度，所以C点的弹力大于B点的弹力，即C点的弹力大于小球的重力，故C错误；
D、从B到C，高度减小，小球重力势能减小，速度减小，动能减小，减小的动能和重力势能转化成弹性勢能，故D正确。
故选BD。
【考点】动能和势能的大小变化、动能和势能的转化与守恒。
二、填空题
12．“六 一”儿童节期间，小朋友在锦江山公园里荡秋千，当秋千从高处落下时，重力势能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为 能。
【解析】秋千在下降过程中质量不变，随高度的降低，重力势能变小；不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能会克服摩擦与空气阻力，逐渐转化为内能。
【答案】变小、内。
【考点】动能和势能的转化与守恒、机械能和其他形式能的转化。
13．在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上。该实验中小球的动能由 转化而来的，实验时通过比较木块在木板上滑行的 来比较动能大小的。图中错误的操作是 。改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，则可以得出结论 。
【解析】小球在下落过程中，重力势能转化为动能；通过木块在木板上移动的距离来判断动能的大小；因为动能大小与质量和速度有关，若探究动能与质量的关系，根据控制变量法，要保证质量不同而速度相同，让不同质量的两个小球从同一高度滚下就是为了使小球滚到水平面时速度相同。
解：小球在下落过程中，高度减小，速度增加，重力势能转化为动能。
小球撞击木块，通过比较木块在木板上滑行的距离来比较动能大小；距离越远，动能越大。
图中错误的操作是两次实验中未保持木块初始位置相同。
乙图木块滑出的远些，则表面小球的动能大，可以得出结论：在速度相同的情况下，质量越大，动能越大。
故答案为：重力势能；距离；未保持木块初始位置相同；在速度相同的情况下，质量越大，动能越大。
【考点】机械能转化、动能。
14. 2016年10月17日7点30分28秒，神舟十一号载人飞船进入太空与天宫二号交会对接。在对接过程中，地面的工作人员发出的指令通过_________________传送给载人飞船，飞船加速追赶天宫二号时，载人飞船的机械能__________________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
【解析】电磁波可以在真空中传播。机械能包括动能和势能，物体动能和势能的变化会引起机械能的变化；动能与质量和速度有关，质量越大、速度越大则动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量越大、高度越大则重力势能越大。【21教育】
解：电磁波可以在真空中传播，指令通过电磁波传送给载人飞船的；
飞船加速追赶天宫二号时，重力势能不变，动能变大，机械能变大。
故答案为：电磁波；增大。
【考点】信息传播、机械能。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)
