力学部分
专题十：机械能守恒问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
功、功率和机械能是初中物理重点内容，也是中考试卷中分值高、考查形式多样、问题变化较多的内容，所以做好本部分的专题复习尤为重要。21·世纪*教育网
从近几年的中考试题来看，本部分主要考查学生对概念的理解和掌握程度，主要内容有：功与功率概念的认识以及简单计算，动能、重力势能的概念利用和转换，物体在运动过程中动能、重力势能的变化及转换，用机械能解释生活中的现象等。
本部分中考题型以填空题、选择题、计算题为主，常见的是选择题和计算型填空题，均属于基础题型，试题难度以中等为主；难度较高主要集中在功率计算以及与其他知识点结合的计算类题。机械能在近三年来在中考中分值保持在4—10分之间，平均分值在5.5分左右。
复习重点：（1）功的概念及相关计算；（2）功率概念及其相关计算，功与功率的关系；（3）对动能、重力势能的理解，动能与重力势能之间的相互转换；（4）利用机械能知识解释生活中的现象。
1.功、功率问题
（1）一个力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功。功的两个必要条件：①有力作用在物体上；②物体在力的方向上通过了距离。功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积，公式：。国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J= 1N·m 。
单位时间里完成的功；或说成单位时间内力作做的功叫功率。功率的物理意义：功率是表示力做功快慢的物理量；即单位时间内完成的功。公式：。在国际单位制中，功率单位是瓦特，符号是 W 。常用单位还有千瓦（kW）、马力。
2.动能、重力势能问题
物体由于运动而具有的能叫动能。物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。
物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。
3.机械能守恒问题
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。动能与势能的相互转化：在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化；在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。
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。
解答此类问题要注意以下问题：
1.在做功的两个必要因素的理解中，误认为沿斜面滚下的长度是物体重力做功时通过的距离。
2. 在分析动能和势能变化时，往往容易忽略质量的变化。
3. 不注意题目条件，误认为机械能转化过程中机械能的总量总是不变的。
二、考点复习
1.功：一个力作用在物体上，使物体在 力的方_______通过一段_______，这个力就对物体做了功。功的两个必要条件：① 有力作用在_______；② 物体在_______通过了距离。
不做功的三种情况：_______（如图静止在桌面上的茶杯，受到重力和桌面对它的支持力的作用）；_______（如图，小球在光滑的桌面上运动，小球不受力的作用力）、_______（如图小球在光滑桌面上匀速运动，重力和支持力与运动方向垂直）。21*cnjy*com
茶杯受到重力和支持力作用，但无运动
在光滑的桌面上匀速运动的小球不受力的作用
沿水桌面运动的小球，它受到的重力和支持力与运动方向垂直
功的公式：功等于_______跟物体在力的方向上通过的_______的乘积。公式：。5.功的单位：国际单位制中，功的单位是：_______，符号是_______，1J=_______。
功的公式的应用：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应；③功的单位“焦”（牛·米 = 焦），不是力和力臂的乘积（牛·米，力臂单位不能写成“焦”）。【来源：21cnj*y.co*m】
2.功率：单位时间里完成的_______；功率的物理意义：功率是表示力做功_______的物理量。
公式：。单位：在国际单位制中，功率单位是_______，符号是_______。常用单位还有千瓦（kW）、马力。 换算关系：。
功率公式的解释：（1）物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积，即。
利用该公式时要注意：拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是W；速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。
3.动能：物体由于_______而具有的能。如图所示，各物体都具有动能。
行驶的汽车
飞翔的小鸟
空中的客机
自由下落的小球
影响动能的因素：物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的_______，二是物体运动的_______大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能_______，物体的速度越小其动能_______；具有相同运动速度的物体，质量越大动能_______，质量越小动能_______。
动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。
4.重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做_______。（1）重力势能的大小与_______和_______有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能_______。（2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做_______。如图所示，撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。
弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；形变程度越大，其弹性势能_______。
撑杆跳高
拉开的弓箭
物体的形变
5.机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为_______。
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_______。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_______。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_______。
（4）水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量_______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_______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。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一：功和功率问题
【典例1】（2019?天津）小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近（ ）
A．9J B．30J C．90J D．300J
【考查角度】功的大小估算．
【解析】由题知，托起两个鸡蛋的力大约是1N，则提30个鸡蛋的力大约为F＝N＝15N；每层楼的高度大约为3米，家住3楼，则小华实际爬楼的高度h＝3m×2＝6m；小华提鸡蛋的力做功约为：W＝Fs＝15N×6m＝90J。选C。
【答案】C。
高频考点二：动能、重力势能问题
【典例2】（2019?怀化）如图所示，小球从A点摆动到C点的过程中（不计空气阻力）下列说法正确的是（ ）
A．从A到B的过程中，动能增大，重力势能减小
B．从A到B的过程中，动能减小，重力势能增大
C．从B到C的过程中，动能增大，重力势能增大
D．从B到C的过程中，动能减小，重力势能减小
【考查角度】动能和势能的大小变化．
【解析】AB、从A到B的过程中，小球的质量不变、速度增大，动能增大；小球的质量不变、高度减小，重力势能减小，故A正确、B错；CD、从B到C的过程中，小球的质量不变、速度减小，动能减小；小球的质量不变、高度增大，重力势能增大，故CD错。选A。
【答案】A。
高频考点三：机械能守恒问题
【典例3】（2019?宜昌）如图所示，过山车是一项惊险刺激的游戏项目，下列关于过山车的机械能说法正确的是（ ）
A．刚开始过山车匀速被拉升时，机械能不变
B．过山车向下俯冲时，重力势能转化为动能
C．通过环形轨道最高点时，重力势能最大，动能为0
D．过山车在运行过程中机械能守恒
【考查角度】功的大小比较；动能和势能的转化与守恒．
【解析】A、刚开始过山车匀速被拉升时，质量不变，速度不变，高度增加，故动能不变，重力势能变大，而机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能变大，故A错误；B、过山车向下俯冲时，质量不变，高度降低、速度变大，所以重力势能变小，动能变大，重力势能转化为动能，故B正确；C、通过环形轨道最高点时，高度最大，重力势能最大，但此时其在水平方向上速度不为零，此时动能不为零，故C错误；D、过山车在运行过程中需要克服空气阻力和摩擦阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，所以机械能变小，即机械能不守恒，故D错误。选B。
【答案】B。
考点过关☆专项突破
类型一：功、功率问题
1．（2019?鄂尔多斯）2019年4月23日内蒙古“主席杯”足球赛在锡林郭勒盟拉开帷幕。小旭对比赛中如图所示现象的解释，不正确的是（ ）
A．足球在空中飞行的过程中，人对足球没有做功
B．足球飞在最高点时，若所受力全部消失，它将静止
C．球最终落回地面，说明力可以改变物体的运动状态
D．足球在地面滚动时速度越来越小，惯性的大小不变
2．（2019?怀化）下列所示现象中，对物体做了功的是（ ）
A．搬而未起 B．提着滑板在水平路面上前行
C．人将木箱推到斜面的顶端 D．举着杠铃在空中不动
3．（2019?海南）用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为W1和W2，则（ ）
A．W1＝W2 B．W1＝W2 C．W1＝2W2 D．W1＝4W2
4．（2019?北京）如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是（ ）
A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功
B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功
C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功
D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功
5．（2018?德州）两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程（s）-时间（t）图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（ ）
A．两次物体运动的速度：v1＜v2 B．两次物体所受的拉力：F1＞F2
C．0-6s两次拉力对物体所做的功：W1＞W2 D．0-6s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2
6．（2019?大庆）汽车在平直公路上以速度V0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0，t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v，已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间变化的图象如图所示，则（ ）
A．t1至t2时间内，汽车做加速运动 B．F0＝2f
C．t2时刻之后，汽车将保持功率P0行驶 D．v＝v0
7．（2018?镇江）如图1所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块（体积忽略不计）从区域①的最左端由静止开始运动，在刚进入区域③时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块在区域①和②上运动的v﹣t图象，则（ ）
A．区域①路面的粗糙程度比②的大 B．拉力在区域①中做功的功率比②的小
C．物块在区域①上所受的摩擦力等于2N D．物块在区域③上运动的时间可能为1s
8．（2018?淄博）如图所示，AC＞BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下（ ）
A．F1＜F2，P1＝P2 B．F1＞F2，P1＞P2
C．F1＝F2，P1＝P2 D．F1＜F2，P1＜P2
9．（2019?镇江）自动感应门俯视图如图所示：当有物体进入半径为2m的虚线圆（圆心处为O）内时，宽度均为2m的两扇感应门立即向两边匀速开启，开启速度为0.1m/s，感应门在物体离开虚线圆后关闭，在水平地面上，人用100N的水平推力F推动宽D＝40cm的货物，使货物的中央沿虚线s垂直地匀速通过该门，此过程中货物受到的摩擦力大小为________N，从门开始开启到货物被推至门处的过程中，推力F做的功为________J；为能安全通过该感应门，货物运动的速度应不超过________m/s。
10．（2019?威海）如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30°，重500N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连，小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中（此过程弹簧始终处于被拉伸状态），小明对绳的拉力所做的功为1000J，克服弹簧拉力做功300J，则克服物块重力做的功为________J，物块与斜面之间摩擦力的大小为________N．（忽略绳重、滑轮与轴的摩擦）
11．（2018?贵港）实心球能在空中飞行，是因为实心球________。大山同学在中考体育考试中用60N的力投出的实心球在空中画了一条优美的弧线。若实心球重为20N，大山投出了9.6m的距离，球最高点距地面3m。则球在空中下落的过程中，实心球所受的力所做的功为________J（不计空气阻力）。
12．（2019?凉山州）“绿色环保，低碳出行。”一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶，发动机的功率为200kW，速度为72km/h。公交车行驶1h，发动机做的功为________J，公交车行驶的路程为________m。
13．（2016?攀枝花）如图所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①②，两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，则F1________F2，P1________P2（均选填“＜”、“＝”、或“＞”）
14．（2019?日照）如图，为迎宾路高架桥的部分路段示意图，水平路面AB＝200m、斜坡BC＝120m、坡高CD＝6m。搭载乘客后总重为G＝1.5×105N的公交车，轮胎与水平路面总接触面积为0.4m2．当它以恒定功率P1匀速通过AB段时，用时t1＝20s；以恒定功率P2匀速通过BC段时，用时t2＝16s。公交车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍。请完成下列问题：
（1）求出公交车静止在水平地面时对地面的压强，以及通过BC段时的速度。
（2）公交车通过AB段时，牵引力的功率P1是多少瓦特？
（3）公交车通过BC段时，牵引力的大小为多少牛顿？
15．（2019?玉林）如图所示，质量为2.5t的汽车在平直的公路上匀速行驶，在其前方有一固定的测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号，第一次发出信号到接收到信号用时0.6s，第二次发出信号到接收到信号用时0.4s，测出汽车的速度为34m/s。已知汽车在公路上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，超声波的速度为340m/s。（g取10N/kg）求：
（1）汽车匀速行驶时受到的牵引力；
（2）汽车匀速行驶10s内牵引力做的功；
（3）测速仪两次发出信号的时间间隔。
类型二：动能、重力势能问题
1．（2019?常德）如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点。则下列说法中正确的是（ ）
A．小物块从P向M运动过程中，机械能减小
B．小物块从P向M运动过程中，重力势能增大
C．弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大
D．小物块从M向T运动过程中，速度变快
2．（2019?常州）北京世园会上，车身离地30cm高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车整体的（ ）
A．动能不变，重力势能不变 B．动能不变，重力势能变大
C．动能变大，重力势能不变 D．动能变大，重力势能变大
3． （2018?大连）在抗震救灾中，要空投救灾物资。物资在加速下落的过程中（ ）
A．动能不变，重力势能变小 B．动能不变，重力势能不变
C．动能变大，重力势能变小 D．动能变小，重力势能变小
4．（2019?玉林）如图所示，“长征”火箭在加速升空过程中，（ ）
A．惯性变大 B．机械能保持不变
C．动能增加，重力势能减小 D．动能增加，重力势能增加
5．（2019?桂林）如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过a、b两个点，不计空气阻力，比较物块在a、b两点的能量，下列说法正确的是（ ）
A．物块在a点动能大 B．物块在b点动能大
C．物块在b点重力势能大 D．物块在a、b两点的重力势能一样大
6．（2019?长春）2019年6月5日，我国航天完成首次海上发射，用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空。火箭加速升空过程中，这七颗卫星的动能（ ）
A．变小 B．不变 C．变大 D．无法判断
7．（2019?吉林）将乒乓球按压到水面下30cm深度处，松开手后，乒乓球加速上升，在乒乓球没有露出水面之前，下列说法中正确的是（ ）
A．乒乓球受到的重力变小 B．乒乓球的动能变大
C．乒乓球受到的浮力变小 D．乒乓球受到水的压强变大
8．（2019?福建）踢毽子是一项有益的体育活动。如图，毽子某次被踢出后，竖直上升经过某一位置时，毽子的动能和重力势能分别为EK1和EP1下落经过同一位置时，毽子的动能和重力势能分别为EK2和EP2，则（ ）
A．EK2＞EK1 B．EK2＜EK1 C．EP2＞EP1 D．EP2＜EP1
9．（2019?朝阳）掷实心球是中考体育加试的一个项目，抛出去的实心球从最高点下落的过程中，重力势能越来越________（填“大”或“小”）；落地后滚动一段距离最终停下来，从力的作用效果分析，说明力可以改变物体的________。
10．（2019?云南）第24届冬奥会将于2022年在北京﹣张家口举办，高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一，如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑训练的情境。在下滑过程中运动员的动能________，重力势能________（均选填“减小”、“增大”或“不变”）。
11．（2019?西宁）小李同学想要利用如图13所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。
（1）在探究“动能的大小与速度的关系”时，应保持小车的________相同，让小车从斜面上________（选填“相同”或“不同”）的高度滑下，以不同的速度推动木块移动。
（2）本实验运用了两种研究方法：一是________，二是转换法。就本题来说用木块________来反映小车动能大小的方法就是转换法。
他在实脸的过程中又发现只要去掉木块，就可以探究“阻力物体运动的影响”。如图2所示，他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上，让小车分别从斜面上由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。
（3）每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是：使小车到达水平面时具有相同的________。
（4）实验发现，小车在玻璃面上运动的距离最远，说明小车受到的阻力最________，进一步推理得出：如果小车运动时不受阻力，小车将做________运动。
12．（2019?天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验
序号
铁块质量
m/g
铁块距桌面高度
H/cm
桌腿进入沙子
的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
（1）实验中通过比较________来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中________（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：________。
13．（2018?广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过________来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用________（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和________两种物理思想方法。
类型三：机械能守恒问题
1．（2019?抚顺）如图所示为跳水运动员踏板起跳时的情景。下列说法正确的是（ ）
A．运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是相互作用力
B．运动员被跳板弹起的过程中动能转化为弹性势能
C．运动员离开跳板上升的过程中，其动能增加
D．运动员在空中下落过程中没有力对其做功
2．（2019?南通）如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（ ）
A．运动至最高点时，受平衡力作用
B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
C．从A点向上运动过程中，速度先增大后减小
D．从O点向上运动过程中，重力势能转化为动能
3．（2019?荆州）如图，粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，弹簧左端固定。小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中（空气阻力忽略不计），下列说法正确的是（ ）
A．在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能
B．小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒
C．小木块P在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增加
D．小木块P运动到最高点时处于平衡状态
4．（2019?深圳）如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点。下列分析正确的是（ ）
A．从a到b的过程中，小球动能转化为重力势能
B．经过b点时，小球动能最大
C．从b到c的过程中，小球动能增大
D．从a到c的过程中，小球机械能守恒
5．（2018?广州）如图所示，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，甲球下落过程中经过P、Q两点，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．着地瞬间，两球的动能相等 B．甲球在P点和Q点的机械能相等
C．释放瞬间，两球的重力势能相等 D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等
6．（2019?长沙）下列有关机械能及其转化的说法正确的是（ ）
A．弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能
B．拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C．蹦床运动员从高处落下，其动能转化为重力势能
D．人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小，动能增大
7．（2019?泰安）如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从斜面的c点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达d点。下列说法正确的是（ ）
A．弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小
B．小物块从c向a运动的过程中，重力势能减小
C．小物块从b向a运动的过程中，动能增加
D．小物块在整个运动过程中，机械能守恒
8．（2018?天门）如图所示，将铁锁从鼻尖处静止释放，结果铁锁摆回时并没有碰到鼻尖，下列关于此过程的说法正确的是（ ）
A．铁锁从左边最高处摆到最低处的过程中动能减小
B．铁锁从最低处摆到右边最高处的过程中势能增加
C．铁锁从释放到摆回的过程中内能转化为机械能
D．铁锁从释放到摆回的过程中机械能守恒
9．（2018?齐齐哈尔）为应对复杂的国际形势，满足国防需要，辽宁舰航母上的国产新型舰载机歼﹣15战机，不惜大量耗油昼夜加紧训练，战机飞离甲板后，下列说法不正确的是（ ）
A．歼﹣15战机的质量不变，机械能增大
B．辽宁舰底部所受水的压强变小
C．辽宁舰所受的浮力变小
D．歼﹣15战机的升力的产生是因为流体压强与流速的关系
10．（2019?呼伦贝尔）中国“嫦蛾四号”探测器，于2019年1月3号10时26分在月球背面首次成功着陆，这是中国探月事业的一大进步。“嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中，机械能将________（选填“变大“变小”或“不变”）；运载火箭中的燃料燃烧释放的________能转化为探测器的机械能。
11．（2019?仙桃）如图所示，在一个金属罐的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来，使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下，罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的________，滚动一段时间后罐子停下来，然后再沿斜面向上滚动，此时罐子的重力势能会________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
12．（2019?襄阳）倔强系数为12N/cm（弹簧每受到12N的力，长度就要变化lcm）的一根弹簧自然悬挂时的长度为6cm，在它下面再悬挂一个48N的重物，由如图所示位置静止放手，在下落过程中，当弹簧的长度在________（填某一范围）时，物体的重力势能和动能同时转化为弹性势能。物体在经历了一段时间的往复运动后最终停止下来，则物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和________能。（上述过程没超出该弹簧的弹性限度）
力学部分
专题十：机械能守恒问题
考点扫描☆名师点拨
一、考点解析
功、功率和机械能是初中物理重点内容，也是中考试卷中分值高、考查形式多样、问题变化较多的内容，所以做好本部分的专题复习尤为重要。21·世纪*教育网
从近几年的中考试题来看，本部分主要考查学生对概念的理解和掌握程度，主要内容有：功与功率概念的认识以及简单计算，动能、重力势能的概念利用和转换，物体在运动过程中动能、重力势能的变化及转换，用机械能解释生活中的现象等。
本部分中考题型以填空题、选择题、计算题为主，常见的是选择题和计算型填空题，均属于基础题型，试题难度以中等为主；难度较高主要集中在功率计算以及与其他知识点结合的计算类题。机械能在近三年来在中考中分值保持在4—10分之间，平均分值在5.5分左右。
复习重点：（1）功的概念及相关计算；（2）功率概念及其相关计算，功与功率的关系；（3）对动能、重力势能的理解，动能与重力势能之间的相互转换；（4）利用机械能知识解释生活中的现象。
1.功、功率问题
（1）一个力作用在物体上，使物体在力的方向上通过一段距离，这个力就对物体做了功。功的两个必要条件：①有力作用在物体上；②物体在力的方向上通过了距离。功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积，公式：。国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J= 1N·m 。
单位时间里完成的功；或说成单位时间内力作做的功叫功率。功率的物理意义：功率是表示力做功快慢的物理量；即单位时间内完成的功。公式：。在国际单位制中，功率单位是瓦特，符号是 W 。常用单位还有千瓦（kW）、马力。
2.动能、重力势能问题
物体由于运动而具有的能叫动能。物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。
物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。
3.机械能守恒问题
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。动能与势能的相互转化：在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化；在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。
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。
解答此类问题要注意以下问题：
1.在做功的两个必要因素的理解中，误认为沿斜面滚下的长度是物体重力做功时通过的距离。
2. 在分析动能和势能变化时，往往容易忽略质量的变化。
3. 不注意题目条件，误认为机械能转化过程中机械能的总量总是不变的。
二、考点复习
1.功：一个力作用在物体上，使物体在 力的方向上通过一段 距离 ，这个力就对物体做了功。功的两个必要条件：① 有力作用在物体上；② 物体在力的方向上通过了距离。
不做功的三种情况：有力无距离（如图静止在桌面上的茶杯，受到重力和桌面对它的支持力的作用）；有距离无力（如图，小球在光滑的桌面上运动，小球不受力的作用力）、力和距离垂直（如图小球在光滑桌面上匀速运动，重力和支持力与运动方向垂直）。21*cnjy*com
茶杯受到重力和支持力作用，但无运动
在光滑的桌面上匀速运动的小球不受力的作用
沿水桌面运动的小球，它受到的重力和支持力与运动方向垂直
功的公式：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：。5.功的单位：国际单位制中，功的单位是：焦耳，符号是J，1J= 1N·m 。
功的公式的应用：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应；③功的单位“焦”（牛·米 = 焦），不是力和力臂的乘积（牛·米，力臂单位不能写成“焦”）。【来源：21cnj*y.co*m】
2.功率：单位时间里完成的功；功率的物理意义：功率是表示力做功快慢的物理量。
公式：。单位：在国际单位制中，功率单位是瓦特，符号是 W 。常用单位还有千瓦（kW）、马力。 换算关系：。
功率公式的解释：（1）物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力做功的功率等于力与物体速度的乘积，即。
利用该公式时要注意：拉力F必须是恒力，且物体运动的速度应不变；v的单位必须用m/s，这样算出的功率单位才是W；速度v跟拉力F必须对应，即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。
3.动能：物体由于运动而具有的能。如图所示，各物体都具有动能。
行驶的汽车
飞翔的小鸟
空中的客机
自由下落的小球
影响动能的因素：物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小；具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。
动能是“由于运动”而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。
4.重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。（1）重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。（2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。
弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。如图所示，撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。
弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；形变程度越大，其弹性势能越大。
撑杆跳高
拉开的弓箭
物体的形变
5.机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
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。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一：功和功率问题
【典例1】（2019?天津）小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里，他提鸡蛋的力做功最接近（ ）
A．9J B．30J C．90J D．300J
【考查角度】功的大小估算．
【解析】由题知，托起两个鸡蛋的力大约是1N，则提30个鸡蛋的力大约为F＝N＝15N；每层楼的高度大约为3米，家住3楼，则小华实际爬楼的高度h＝3m×2＝6m；小华提鸡蛋的力做功约为：W＝Fs＝15N×6m＝90J。选C。
【答案】C。
高频考点二：动能、重力势能问题
【典例2】（2019?怀化）如图所示，小球从A点摆动到C点的过程中（不计空气阻力）下列说法正确的是（ ）
A．从A到B的过程中，动能增大，重力势能减小
B．从A到B的过程中，动能减小，重力势能增大
C．从B到C的过程中，动能增大，重力势能增大
D．从B到C的过程中，动能减小，重力势能减小
【考查角度】动能和势能的大小变化．
【解析】AB、从A到B的过程中，小球的质量不变、速度增大，动能增大；小球的质量不变、高度减小，重力势能减小，故A正确、B错；CD、从B到C的过程中，小球的质量不变、速度减小，动能减小；小球的质量不变、高度增大，重力势能增大，故CD错。选A。
【答案】A。
高频考点三：机械能守恒问题
【典例3】（2019?宜昌）如图所示，过山车是一项惊险刺激的游戏项目，下列关于过山车的机械能说法正确的是（ ）
A．刚开始过山车匀速被拉升时，机械能不变
B．过山车向下俯冲时，重力势能转化为动能
C．通过环形轨道最高点时，重力势能最大，动能为0
D．过山车在运行过程中机械能守恒
【考查角度】功的大小比较；动能和势能的转化与守恒．
【解析】A、刚开始过山车匀速被拉升时，质量不变，速度不变，高度增加，故动能不变，重力势能变大，而机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能变大，故A错误；B、过山车向下俯冲时，质量不变，高度降低、速度变大，所以重力势能变小，动能变大，重力势能转化为动能，故B正确；C、通过环形轨道最高点时，高度最大，重力势能最大，但此时其在水平方向上速度不为零，此时动能不为零，故C错误；D、过山车在运行过程中需要克服空气阻力和摩擦阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，所以机械能变小，即机械能不守恒，故D错误。选B。
【答案】B。
考点过关☆专项突破
类型一：功、功率问题
1．（2019?鄂尔多斯）2019年4月23日内蒙古“主席杯”足球赛在锡林郭勒盟拉开帷幕。小旭对比赛中如图所示现象的解释，不正确的是（ ）
A．足球在空中飞行的过程中，人对足球没有做功
B．足球飞在最高点时，若所受力全部消失，它将静止
C．球最终落回地面，说明力可以改变物体的运动状态
D．足球在地面滚动时速度越来越小，惯性的大小不变
【解析】A、足球在空中飞行的过程中，人没有对球施加力的作用，所以人没有对足球做功，故A正确；B、足球飞在最高点时，此时有向右的速度，若所受力全部消失，由牛顿第一定律可知，它将做匀速直线运动，故B错误；C、球最终落回地面，是因为球受到了重力的作用，重力改变了足球的运动状态，故C正确；D、足球在地面滚动时速度越来越小，惯性的大小只与质量有关，足球的质量不变，其惯性大小不变，故D正确。选B。
【答案】B。
2．（2019?怀化）下列所示现象中，对物体做了功的是（ ）
A．搬而未起 B．提着滑板在水平路面上前行
C．人将木箱推到斜面的顶端 D．举着杠铃在空中不动
【解析】A、搬而未起，有力但没有移动距离，不做功。故A不合题意；B、提着滑板在水平路面上前行，有力但在力的方向上没有移动距离，不做功。故B不合题意；C、将木箱推到斜面顶端，施加了力，并且在力的方向上移动了距离，对木箱做了功。故C符合题意；D、举着杠铃静止不动，有力但没有移动距离，不做功。故D不合题意。选C。
【答案】C。
3．（2019?海南）用大小相同的力F，作用在质量不同的物体上，使它们分别在同一水平面上沿力的方向移动相同的距离s（如图所示），F所做的功分别为W1和W2，则（ ）
A．W1＝W2 B．W1＝W2 C．W1＝2W2 D．W1＝4W2
【解析】两个物体受到的力都是F，通过的距离都是s，根据W＝Fs可以判断两个力做功相等，即W1＝W2。选B。
【答案】B。
4．（2019?北京）如图为一名举重运动员做挺举连续动作时的几个状态图。下列说法中正确的是（ ）
A．从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃不做功
B．从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃不做功
C．从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃不做功
D．举着杠铃稳定站立的过程中，运动员对杠铃不做功
【解析】A、从发力到上拉的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故A错；B、从上拉到翻站的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故B错；C、从翻站到上挺的过程中，运动员对杠铃施加一个向上的力，杠铃向上移动了距离，所以人对杠铃做了功，故C错；D、举着杠铃稳定站立的过程中，运动员施加了力，但杠铃没移动距离，所以人对杠铃不做功，故D正确。选D。
【答案】D。
5．（2018?德州）两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运动的路程（s）-时间（t）图象如图所示，根据图象，下列判断正确的是（ ）
A．两次物体运动的速度：v1＜v2 B．两次物体所受的拉力：F1＞F2
C．0-6s两次拉力对物体所做的功：W1＞W2 D．0-6s两次拉力对物体做功的功率：P1＜P2
【解析】A、由图象可知，在相同时间内，物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，所以v1＞v2；故A错误；B、同一物体，则重力相等，对水平面的压力相等；同一水平面上，则接触面的粗糙程度相同，故两次拉动物体时，物体受到的摩擦力相等；由于物体做匀速直线运动，说明物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，所以，两次物体所受的拉力：F1=F2=f；故B错误；C、由图象可知，0～6s物体第一次通过的路程大于第二次通过的路程，又知两次拉力相等，根据W=Fs可知，0～6s两次拉力对物体所做的功：W1＞W2；故C正确；D、0～6s，时间相同，且W1＞W2；根据可知，0～6s两次拉力对物体做功的功率：P1＞P2；故D错误。故选：C。
【答案】C。
6．（2019?大庆）汽车在平直公路上以速度V0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0，t1时刻开始，司机减小了油门，使汽车保持恒定功率P行驶，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v，已知运动过程中汽车所受阻力f恒定不变，汽车牵引力F随时间变化的图象如图所示，则（ ）
A．t1至t2时间内，汽车做加速运动 B．F0＝2f
C．t2时刻之后，汽车将保持功率P0行驶 D．v＝v0
【解析】由题知，在t1时刻以前，汽车以速度v0匀速行驶，发动机功率为P0，牵引力为F0，则：P0＝F0v0﹣①；在t1时刻，司机减小了油门，汽车的功率突然减小为P，在该瞬间汽车的速度不变（仍为v0），由图象知牵引力由F0突然减小为F0，所以：P＝F0v0﹣②，由①②可知P＝P0（即汽车的功率突然减小为原来的一半）。A．由图可知，t1至t2时间内，汽车受到的牵引力增大，功率不变，由P＝Fv可得，汽车行驶的速度减小，所以汽车做减速运动，故A错误；B．汽车做匀速直线运动时，牵引力与阻力平衡，所以F0＝f，故B错误；C．由题可知，t1时刻后汽车的功率保持恒定；由前面分析知，汽车的功率将保持P＝P0不变，故C错误；D．由题知，到t2时刻，汽车又开始做匀速直线运动，速度为v；由图可知，汽车再次做匀速运动时的牵引力与最初做匀速运动的牵引力大小相等，均为F0；根据P＝Fv可得第二次做匀速直线运动时的速度：v＝＝＝＝v0，故D正确；选D。
【答案】D。
7．（2018?镇江）如图1所示，水平路面由三段长度相等的粗糙区域组成。在2N水平拉力F的作用下，物块（体积忽略不计）从区域①的最左端由静止开始运动，在刚进入区域③时撤去拉力，物块最终停在区域③的最右端。图2为物块在区域①和②上运动的v﹣t图象，则（ ）
A．区域①路面的粗糙程度比②的大 B．拉力在区域①中做功的功率比②的小
C．物块在区域①上所受的摩擦力等于2N D．物块在区域③上运动的时间可能为1s
【解析】由图知：物体在0～2s内做加速运动，在2s～3s内做匀速运动，且物体在0～2s内图象与2s～3s内图象与坐标轴围成的面积相同，说明物体运动的路程相同。即物体在0～2s内在区域①上做加速运动，在2s～3s内在区域②上做匀速直线运动，区域①表面上受到的摩擦力小于拉力F，在区域②表面上受到的摩擦力等于拉力F。A、因为滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以区域①路面的粗糙程度比区域②的粗糙程度小，故A错误；B、拉力在两个区域上运动的距离相等，做功大小相等，作用时间不同，在区域①上运动时间长，功率小。故B正确；C、物体在区域①上受到的摩擦力小于F＝2N．故C错误；D、物块进入区域3时的速度为2m/s，做减速运动，在区域③的平均速度一定小于2m/s，所以运动时间一定大于1秒。故D错误。选B。
【答案】B。
8．（2018?淄博）如图所示，AC＞BC，在相同时间内把同一物体分别沿斜面AC、BC匀速推上顶端，推力分别为F1、F2，功率分别为P1、P2，在不考虑摩擦的情况下（ ）
A．F1＜F2，P1＝P2 B．F1＞F2，P1＞P2
C．F1＝F2，P1＝P2 D．F1＜F2，P1＜P2
【解析】（1）不计摩擦，斜面AC倾斜角度小于BC，则AC＞BC，所以物体沿AB运动时拉力较小，即F1＜F2；（2）不计摩擦，使用光滑的斜面没有额外功，拉力在两斜面上做功相同（等于克服物体重力所做的功），即W1＝W2；拉力做功相同，所用时间相同，根据P＝可知，拉力做功的功率相同，即P1＝P2。选A。
【答案】A。
9．（2019?镇江）自动感应门俯视图如图所示：当有物体进入半径为2m的虚线圆（圆心处为O）内时，宽度均为2m的两扇感应门立即向两边匀速开启，开启速度为0.1m/s，感应门在物体离开虚线圆后关闭，在水平地面上，人用100N的水平推力F推动宽D＝40cm的货物，使货物的中央沿虚线s垂直地匀速通过该门，此过程中货物受到的摩擦力大小为________N，从门开始开启到货物被推至门处的过程中，推力F做的功为________J；为能安全通过该感应门，货物运动的速度应不超过________m/s。
【解析】（1）由题可知，人用100N的水平推力F推动宽D＝40cm的货物使其匀速通过，因而所受的摩擦力与推力为一对平衡力，即：货物受到的摩擦力：f＝F＝100N；
（2）由题可知，F＝100N，在F的作用下货物运动了2m，所做的功：W＝Fs＝100N×2m＝200J；（3）由题可知，货物的宽度为D＝40cm，感应门至打开的宽度为40cm，可知每扇运动的距离为s1＝0.2m，感应门运动的时间：t1＝＝＝2s
物体的运动时间：t2＝t1＝2s，货物的运动速度：v2＝＝＝1m/s。
【答案】100；200；1。
10．（2019?威海）如图是一款健身拉力器原理图，斜面的倾角为30°，重500N的物块与固定在斜面底端的弹簧相连，小明通过定滑轮拉着物块沿斜面向上匀速运动2m的过程中（此过程弹簧始终处于被拉伸状态），小明对绳的拉力所做的功为1000J，克服弹簧拉力做功300J，则克服物块重力做的功为________J，物块与斜面之间摩擦力的大小为________N．（忽略绳重、滑轮与轴的摩擦）
【解析】已知斜面的倾角为30°，物块沿斜面向上匀速运动2m，则斜面的高度h＝s＝×2m＝1m，克服物块重力做的功W有用＝Gh＝500N×1m＝500J；W额＝W总﹣W1﹣W有用＝1000J﹣500J﹣300J＝200J，由W额＝fs可得，物块与斜面之间摩擦力的大小f＝＝＝100N。
【答案】500；100。
11．（2018?贵港）实心球能在空中飞行，是因为实心球________。大山同学在中考体育考试中用60N的力投出的实心球在空中画了一条优美的弧线。若实心球重为20N，大山投出了9.6m的距离，球最高点距地面3m。则球在空中下落的过程中，实心球所受的力所做的功为________J（不计空气阻力）。
【解析】抛出去的实心球离开手后继续在空中飞行，是因为实心球具有惯性。不计空气阻力，实心球在空中飞行的过程中只受重力的作用，已知球最高点距地面3m，即实心球下落高度为3m，则重力做的功：W＝Gh＝20N×3m＝60J。
【答案】具有惯性；60。
12．（2019?凉山州）“绿色环保，低碳出行。”一辆纯电动公交车在水平路面上匀速行驶，发动机的功率为200kW，速度为72km/h。公交车行驶1h，发动机做的功为________J，公交车行驶的路程为________m。
【解析】（1）t＝1h＝3600s，W＝Pt＝200×103W×3600s＝7.2×108J。（2）v＝72km/h＝20m/s
s＝vt＝20m/s×3600s＝72000m。
【答案】7.2×108；72000。
13．（2016?攀枝花）如图所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s﹣t图象分别是图乙中的图线①②，两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，两次拉力的功率分别为P1、P2，则F1________F2，P1________P2（均选填“＜”、“＝”、或“＞”）
【解析】（1）木块两次都进行匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，滑动摩擦力相等，拉力F相等，即F1＝F2。（2）从图象中可以判断出，第②次的运动速度v较小，根据公式P＝Fv，当拉力相等时，速度越大，拉力的功率越大，即P1＞P2。
【答案】＝；＞。
14．（2019?日照）如图，为迎宾路高架桥的部分路段示意图，水平路面AB＝200m、斜坡BC＝120m、坡高CD＝6m。搭载乘客后总重为G＝1.5×105N的公交车，轮胎与水平路面总接触面积为0.4m2．当它以恒定功率P1匀速通过AB段时，用时t1＝20s；以恒定功率P2匀速通过BC段时，用时t2＝16s。公交车在AB段和BC段行驶时受到的阻力始终是车总重的0.01倍。请完成下列问题：
（1）求出公交车静止在水平地面时对地面的压强，以及通过BC段时的速度。
（2）公交车通过AB段时，牵引力的功率P1是多少瓦特？
（3）公交车通过BC段时，牵引力的大小为多少牛顿？
【解析】（1）公交车静止在水平地面时对地面的压力F＝G＝1.5×105N，已知轮胎与水平路面总接触面积S＝0.4m2。
公交车静止在水平地面时对地面的压强：p＝＝＝3.75×105Pa；
BC段时的速度vBC＝＝＝7.5m/s；
（2）AB段时的速度vAB＝＝＝10m/s；
公交车在AB段行驶时受到的阻力f＝0.01G＝0.01×1.5×105N＝1.5×103N，
因为匀速行驶，所以牵引力F1＝F2＝f＝1.5×103N，
则牵引力F1的功率：P1＝＝＝F1vAB＝1.5×103N×10m/s＝1.5×104W；
牵引力F2的功率：P2＝＝＝F2vBC＝1.5×103N×7.5m/s＝1.125×104W；
（3）由题知，公交车在AB段和BC段行驶时受到的阻力相等，
公交车通过BC段时，克服阻力做的额外功：W额外＝fSBC＝1.5×103N×120m＝1.8×105J；
克服重力做的有用功：W有用＝GhCD＝1.5×105N×6m＝9×105J；
公交车通过BC段时牵引力做的功：WBC＝W有用+W额外＝9×105J+1.8×105J＝1.08×106J。
由W＝Fs可得，牵引力F＝＝＝9×103N；
【答案】（1）公交车静止在水平地面时对地面的压强为3.75×105Pa；通过BC段时的速度为7.5m/s；（2）公交车通过AB段时，牵引力的功率P为1.5×104W；（3）公交车通过BC段时，牵引力的大小为9×103N。
15．（2019?玉林）如图所示，质量为2.5t的汽车在平直的公路上匀速行驶，在其前方有一固定的测速仪向汽车发出两次短促的超声波信号，第一次发出信号到接收到信号用时0.6s，第二次发出信号到接收到信号用时0.4s，测出汽车的速度为34m/s。已知汽车在公路上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，超声波的速度为340m/s。（g取10N/kg）求：
（1）汽车匀速行驶时受到的牵引力；
（2）汽车匀速行驶10s内牵引力做的功；
（3）测速仪两次发出信号的时间间隔。
【解析】（1）汽车的重力：G＝mg＝2.5×103kg×10N/kg＝2.5×104N
汽车受到的阻力：F阻＝0.02G＝0.02×2.5×104N＝500N
汽车匀速直线行驶时，汽车受到的阻力和牵引力是平衡力：F＝F阻＝500N
（2）汽车10s内行驶的距离：s＝v车t＝34m/s×10s＝340m
牵引力做功：W＝Fs＝500N×340m＝1.7×105J
（3）由v＝得：汽车接收到第一次信号时，汽车距测速仪：s1＝v声t1＝340m/s×＝102m
则汽车接收到第二次信号时，汽车距测速仪：s2＝v声t2＝340m/s×＝68m
因此汽车在两次信号的间隔过程中行驶：s′＝s1﹣s2＝102m﹣68m＝34m
设测速器发出两次信号时间差为△t，汽车行驶34m共用时间：t′＝△t﹣t1+t2＝△t﹣+＝△t﹣0.1s
汽车的车速：v′＝＝＝34m/s
解得测速仪两次发出信号的时间间隔：△t＝1.1s
【答案】（1）汽车匀速行驶时受到的牵引力500N；（2）汽车匀速行驶10s内牵引力做的功1.7×105J；（3）测速仪两次发出信号的时间间隔1.1s。
类型二：动能、重力势能问题
1．（2019?常德）如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点。则下列说法中正确的是（ ）
A．小物块从P向M运动过程中，机械能减小
B．小物块从P向M运动过程中，重力势能增大
C．弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大
D．小物块从M向T运动过程中，速度变快
【解析】A、小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点，说明接触面不光滑，则小物块从P向M运动过程中，需要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，所以小物块的机械能减小，故A正确。B、小物块从P向M运动过程中，质量不变，高度变小，其重力势能减小，故B错误；C、弹簧被压缩的过程，小物块的动能转化为弹簧的弹性势能，弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性形变达到最大，其弹性势能最大，此时小物块的动能最小，故C错误；D、小物块从M向T运动过程中，动能不断转化为重力势能和内能，所以小物块的动能减小、速度变慢，故D错误。选A。
【答案】A。
2．（2019?常州）北京世园会上，车身离地30cm高的电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车整体的（ ）
A．动能不变，重力势能不变 B．动能不变，重力势能变大
C．动能变大，重力势能不变 D．动能变大，重力势能变大
【解析】电动无人扫地车在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶吸入车内，此过程中，扫地车的总质量变大，速度和高度不变，则动能和重力势能均变大。故ABC错误，D正确。选D。
【答案】D。
3． （2018?大连）在抗震救灾中，要空投救灾物资。物资在加速下落的过程中（ ）
A．动能不变，重力势能变小 B．动能不变，重力势能不变
C．动能变大，重力势能变小 D．动能变小，重力势能变小
【解析】物资在加速下落过程中，质量不变，速度增大，所以动能变大；同时高度减小，所以重力势能变小。故选：C。
【答案】C。
4．（2019?玉林）如图所示，“长征”火箭在加速升空过程中，（ ）
A．惯性变大 B．机械能保持不变
C．动能增加，重力势能减小 D．动能增加，重力势能增加
【解析】火箭在加速升空时，火箭质量不变、速度增大，动能增大；火箭的质量不变、高度增加，重力势能增加；因为火箭的动能和重力势能都增加，机械能增加；火箭的质量不变，惯性不变，故ABC错、D正确。选D。
【答案】D。
5．（2019?桂林）如图所示，物块在光滑斜面上由静止开始下滑，依次经过a、b两个点，不计空气阻力，比较物块在a、b两点的能量，下列说法正确的是（ ）
A．物块在a点动能大 B．物块在b点动能大
C．物块在b点重力势能大 D．物块在a、b两点的重力势能一样大
【解析】物块在光滑斜面上由静止开始下滑（不计空气阻力），在下滑过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能变大；由于a点的位置要高于b点的位置，所以a处的重力势能大于b处的重力势能；物块在下滑过程中动能变大，所以物块在b点动能大，故B正确，ACD错误。选B。
【答案】B。
6．（2019?长春）2019年6月5日，我国航天完成首次海上发射，用长征十一号运载火箭将七颗卫星送入太空。火箭加速升空过程中，这七颗卫星的动能（ ）
A．变小 B．不变 C．变大 D．无法判断
【解析】火箭加速升空过程中，这七颗卫星的质量不变，速度增大，其动能增大。选C。
【答案】C。
7．（2019?吉林）将乒乓球按压到水面下30cm深度处，松开手后，乒乓球加速上升，在乒乓球没有露出水面之前，下列说法中正确的是（ ）
A．乒乓球受到的重力变小 B．乒乓球的动能变大
C．乒乓球受到的浮力变小 D．乒乓球受到水的压强变大
【解析】A、乒乓球的重力与质量有关，质量不变，重力不变，故A错误；B、乒乓球在上浮过程中，浮力大于重力，速度变大，动能变大，故B正确；C、浸没于水中的乒乓球，排开水的体积等于其体积，在没有露出水面的上浮过程中保持不变，水的密度不变，所以受到的浮力不变，故C错误；D、乒乓球在上浮过程中，水的密度不变，但所处的深度不断减小，所以受到的水的压强减小，故D错误。选B。
【答案】B。
8．（2019?福建）踢毽子是一项有益的体育活动。如图，毽子某次被踢出后，竖直上升经过某一位置时，毽子的动能和重力势能分别为EK1和EP1下落经过同一位置时，毽子的动能和重力势能分别为EK2和EP2，则（ ）
A．EK2＞EK1 B．EK2＜EK1 C．EP2＞EP1 D．EP2＜EP1
【解析】毽子某次被踢出后，竖直上升经过某一位置时，毽子的动能和重力势能分别为EK1和EP1；下落经过同一位置时，毽子的动能和重力势能分别为EK2和EP2，由于此时的高度是相同的，质量也相同，故重力势能是相同的，即EP1＝EP2；毽子在上升、下落的过程中，由于存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，由于重力势能是相同的，则EK1＞EK2；故B正确，ACD错误。选B。
【答案】B。
9．（2019?朝阳）掷实心球是中考体育加试的一个项目，抛出去的实心球从最高点下落的过程中，重力势能越来越________（填“大”或“小”）；落地后滚动一段距离最终停下来，从力的作用效果分析，说明力可以改变物体的________。
【解析】抛出去的实心球从最高点下落的过程中，质量不变高度不断变小，故重力势能越来越小。抛出去的实心球落地后由于惯性继续向前运动，由于受到地面摩擦力的作用，球滚动一段距离最终停下来，这说明力可以改变物体的运动状态。
【答案】小；运动状态。
10．（2019?云南）第24届冬奥会将于2022年在北京﹣张家口举办，高山滑雪是冬奥会的重要竞赛项目之一，如图所示是滑雪运动员从山顶加速下滑训练的情境。在下滑过程中运动员的动能________，重力势能________（均选填“减小”、“增大”或“不变”）。
【解析】滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，运动员的质量不变，速度变大，故动能增大，同时高度变小，故重力势能减小。
【答案】增大；减小。
11．（2019?西宁）小李同学想要利用如图13所示的装置来探究“物体动能大小与什么因素有关”。
（1）在探究“动能的大小与速度的关系”时，应保持小车的________相同，让小车从斜面上________（选填“相同”或“不同”）的高度滑下，以不同的速度推动木块移动。
（2）本实验运用了两种研究方法：一是________，二是转换法。就本题来说用木块________来反映小车动能大小的方法就是转换法。
他在实脸的过程中又发现只要去掉木块，就可以探究“阻力物体运动的影响”。如图2所示，他将毛巾、棉布和玻璃分别铺在水平面上，让小车分别从斜面上由静止滑下，观察小车在水平面上运动的距离。
（3）每次均让同一小车从斜面同一高度由静止滑下的目的是：使小车到达水平面时具有相同的________。
（4）实验发现，小车在玻璃面上运动的距离最远，说明小车受到的阻力最________，进一步推理得出：如果小车运动时不受阻力，小车将做________运动。
【解析】（1）在探究动能与速度的关系时，要保持小车的质量不变，让小车从斜面的不同高度滑下，那么小车到达水平面时的速度就不同，小车推动木块做功，运动距离越远，做功越多，动能越大；（2）动能的大小与质量和速度有关，实验时用控制变量法分别探究；由小车推动木块移动距离的远近来体现球的动能多少，是一种转换法；（3）小车从同一高度滑下的目的是：小车到达水平面时的速度相等，即具有相同的初速度；（4）实验现象表明：玻璃表面最光滑，受到的阻力最小，小车运动的距离最远，速度减小得越慢；由实验现象可以推理：假如水平表面绝对光滑，该平面上运动的物体在水平方向上不受力，它将做匀速直线运动。
【答案】（1）质量；不同；（2）控制变量法；木块移动的距离；（3）初速度；（4）小；匀速直线。
12．（2019?天津）小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验
序号
铁块质量
m/g
铁块距桌面高度
H/cm
桌腿进入沙子
的深度h/cm
①
20
20
1.9
②
20
30
2.9
③
20
40
3.8
④
30
20
2.9
⑤
40
20
4.1
（1）实验中通过比较________来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中________（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：________。
【解析】（1）通过小明设计的实验可以知道，他是通过比较桌腿进入沙子的深浅来比较重力势能的大小的。桌腿进入沙堆越深说明物体做的功越多，它原来具有的重力势能越大；（2）根据控制变量法，要验证物体的重力势能与物体的质量有关，应控制物体的高度相同，改变物体质量的大小，故小明要完成探究，需要找数个质量不同的物体进行实验；故①④⑤三组数据符合，所以应利用①④⑤三组数据分析得出结论。（3）比较表中①②③的实验数据，可以发现，高度相同，③中桌腿进入沙子的深度更深，所以，③中的物体具有重力势能大，即可以得出的初步结论是：质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
【答案】（1）桌腿进入沙子的深度；（2）①④⑤；（3）质量相同的物体，高度越大，重力势能越大。
13．（2018?广元）小苏同学的物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。
他们的实验装置如图所示，把弹簧放在水平面上，其左端固定在墙上，AO等于弹簧原长，水平面O点左侧光滑，右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点，然后由静止释放，当物体M运动到O点与弹簧分开，最终运动到Q点静止。请补充完成他们的探究过程：
（1）弹簧弹性势能的大小是通过________来衡量的。
（2）探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系，应该选用________（选填“相同”或“不同”）弹簧进行实验，并先后改变________之间的距离，测出OQ的距离，重复实验，测量多组数据并记录。
（3）小苏的实验小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中，他们运用到了转换法和________两种物理思想方法。
【解析】（1）实验中弹性势能的大小是通过物体M被弹出的距离来间接的反映，这用到了转换法；（2）探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系，必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同（即相同的弹簧），改变弹簧长度变化量，即AP间的距离；弹性势能通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现，所以必须测出OQ间的距离；为了使结论具有普遍性，应改变弹簧长度变化量，即AP间的距离，多测几组数据；（3）通过以上分析可以看出，本实验通过弹簧推动物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小，用到了转换法；同时，探究与多个量的关系时，还用到了控制变量法。
【答案】（1）物体M被弹出的距离；（2）相同；AP；（3）控制变量法。
类型三：机械能守恒问题
1．（2019?抚顺）如图所示为跳水运动员踏板起跳时的情景。下列说法正确的是（ ）
A．运动员对跳板的压力与跳板对运动员的支持力是相互作用力
B．运动员被跳板弹起的过程中动能转化为弹性势能
C．运动员离开跳板上升的过程中，其动能增加
D．运动员在空中下落过程中没有力对其做功
【解析】A、运动员对跳板的压力和跳板对运动员的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直线上，作用在不同物体上，因此二力是一对相互作用力，故A正确；B、运动员被跳板弹起的过程中，弯曲跳板的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能，故B错误；C、运动员离开跳板上升的过程中，速度减小，高度增大，所以其动能减小，势能增加，故C错误；D、运动员在空中下落过程中受到重力作用，并且在重力的方向上移动距离，重力做了功，故D错误；选A。
【答案】A。
2．（2019?南通）如图，轻质弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，不计空气阻力，则小球（ ）
A．运动至最高点时，受平衡力作用
B．被释放瞬间，所受重力大于弹簧弹力
C．从A点向上运动过程中，速度先增大后减小
D．从O点向上运动过程中，重力势能转化为动能
【解析】A、不计空气阻力，小球在最高点时只受重力作用，不是平衡状态，故A错误；B、小球被释放后沿竖直方向加速向上运动，故释放瞬间，所受重力小于弹簧弹力。故B错误；C、不计空气阻力，小球在从A点向上运动到O点的过程中，受到两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的弹力，开始向上运动时，弹力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不断增大；当弹力小于重力时，其所受合力方向向下，速度不断变小。当离开O点后，小球只受重力作用，力的方向与小球运动方向相反，速度继续减小。故其速度先增大后减小，故C正确；D、从O点向上运动过程中，小球的质量不变，速度变小，同时高度升高，故动能减小，重力势能增加，所以动能转化为重力势能。故D错误。选C。
【答案】C。
3．（2019?荆州）如图，粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，弹簧左端固定。小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中（空气阻力忽略不计），下列说法正确的是（ ）
A．在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能
B．小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒
C．小木块P在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增加
D．小木块P运动到最高点时处于平衡状态
【解析】A、在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小。木块的速度变大，动能变大，同时因为水平面AB粗糙，木块需要克服摩擦力做功，内能变大，故弹簧的弹性势能一部分转化为小木块P的动能，一部分转化为木块的内能。故A错误；
B、小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时，需要克服摩擦力做功，一部分机械能转化为内能，所以机械能减小。故B错误；C、小木块P在斜面上向上运动时，高度增加，重力势能变大，因为斜面BC光滑，且空气阻力忽略不计，所以机械能守恒，故动能减小，故C正确；D、因为斜面BC光滑，故木块不受摩擦力作用，若空气阻力忽略不计，小木块P运动到最高点时受到垂直于斜面向上的支持力和竖直向下的重力作用，这两个力不在一条直线上，不属于平衡力，所以木块处于非平衡状态，故D错误。选C。
【答案】C。
4．（2019?深圳）如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点。下列分析正确的是（ ）
A．从a到b的过程中，小球动能转化为重力势能
B．经过b点时，小球动能最大
C．从b到c的过程中，小球动能增大
D．从a到c的过程中，小球机械能守恒
【解析】A、从a到b的过程中，小球质量不变，高度降低，速度变大，故重力势能减少，动能增大，属于重力势能转化为动能，故A错误； B、小球从a运动到b动能增大；从b运动到c动能减小，则在b点处小球动能最大，故B正确；C、小球从b到c的过程中，高度增加，同时克服摩擦力做功，速度减小，则小球的动能减小，故C错误；D、bc段弧形轨道粗糙，因此小球在bc段运动时会克服摩擦力做功，会有一部分机械能转化为内能，则机械能会减小，故D错误；选B。
【答案】B。
5．（2018?广州）如图所示，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，甲球下落过程中经过P、Q两点，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．着地瞬间，两球的动能相等 B．甲球在P点和Q点的机械能相等
C．释放瞬间，两球的重力势能相等 D．从释放到着地，两球所受重力做的功相等
【解析】A、甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，忽略空气阻力，两个小球同时落地，即速度相等，但甲、乙两个小球质量不同，所以着地瞬间，两球的动能不相等。故A错误；B、忽略空气阻力，机械能守恒，故甲球在P点和Q点的机械能相等。故B正确；C、释放瞬间，两球所处高度相同，但两球质量不同，重力不同，所以两球的重力势能不相等。故C错误；D、从释放到着地，两球下落的高度相同，但两球质量不同，重力不同，所以，根据W=Gh可知，两球所受重力做的功不相等。故D错误。故选：B。
【答案】B。
6．（2019?长沙）下列有关机械能及其转化的说法正确的是（ ）
A．弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能
B．拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C．蹦床运动员从高处落下，其动能转化为重力势能
D．人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小，动能增大
【解析】A、弯弓射箭，弓的弹性势能转化为箭的动能，故A错误；B、拦河大坝使上游的水位升高，水量增大，提高了水的重力势能，故B正确；C、蹦床运动员从高处落下，其重力势能转化为动能，故C错误；D、人造卫星从近地点飞向远地点时，速度减小，相对高度增加，则动能减小，势能增大，故D错误。选B。
【答案】B。
7．（2019?泰安）如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从斜面的c点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达d点。下列说法正确的是（ ）
A．弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小
B．小物块从c向a运动的过程中，重力势能减小
C．小物块从b向a运动的过程中，动能增加
D．小物块在整个运动过程中，机械能守恒
【解析】A、弹簧被压缩到最短时，其形变程度最大，所以弹簧的弹性势能最大，故A错误；B、小物块从c向a运动的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小，故B正确；C、小物块从b向a运动的过程中，物块不再受到弹力，由于受到摩擦力的作用，其速度会逐渐减小，所以其动能会减小，故C错误；D、小物块在整个运动过程中，由于摩擦力的作用，其机械能总量会减少，即机械能不守恒，故D错误。选B。
【答案】B。
8．（2018?天门）如图所示，将铁锁从鼻尖处静止释放，结果铁锁摆回时并没有碰到鼻尖，下列关于此过程的说法正确的是（ ）
A．铁锁从左边最高处摆到最低处的过程中动能减小
B．铁锁从最低处摆到右边最高处的过程中势能增加
C．铁锁从释放到摆回的过程中内能转化为机械能
D．铁锁从释放到摆回的过程中机械能守恒
【解析】A、铁锁从左边最高处摆到最低处的过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能减小；速度增大，所以动能增大。故A错误；B、铁锁从最低处摆到右边最高处的过程中，质量不变，高度增加，所以重力势能增加。故B正确；C、铁锁从释放到摆回的过程中，克服与空气的摩擦做功，机械能逐渐转化为内能。故C错误；D、铁锁从释放到摆回的过程中，机械能转化为内能，所以机械能不断减少。故D错误。选B。
【答案】B。
9．（2018?齐齐哈尔）为应对复杂的国际形势，满足国防需要，辽宁舰航母上的国产新型舰载机歼﹣15战机，不惜大量耗油昼夜加紧训练，战机飞离甲板后，下列说法不正确的是（ ）
A．歼﹣15战机的质量不变，机械能增大
B．辽宁舰底部所受水的压强变小
C．辽宁舰所受的浮力变小
D．歼﹣15战机的升力的产生是因为流体压强与流速的关系
【解析】A、战机飞离甲板后，飞机的高度增大、速度增大，其重力势能和动能都增大，则在此过程中飞机的机械能将变大，但不惜大量耗油昼夜加紧训练，所以战机的质量减小，故A错误；BC、当战机飞离甲板后，辽宁舰的总重力减小，但仍然漂浮，则它所受到的浮力减小，故C正确；辽宁舰所受浮力减小，排开水的体积会减小，吃水深度h会减小，由p＝ρgh可知，其舰底受到水的压强变小，故B正确；D、由于机翼上表面弯曲、下表面平直，所以空气通过机翼上方的空气流速大、压强较小，机翼下方的空气流速小、压强大，使飞机受到一个向上的升力，故D正确；选A。
【答案】A。
10．（2019?呼伦贝尔）中国“嫦蛾四号”探测器，于2019年1月3号10时26分在月球背面首次成功着陆，这是中国探月事业的一大进步。“嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中，机械能将________（选填“变大“变小”或“不变”）；运载火箭中的燃料燃烧释放的________能转化为探测器的机械能。
【解析】“嫦娥四号”探测器被发射升空离开地面的过程中，高度增加、速度增加，重力势能和动能都变大，故机械能变大；运载火箭中的燃料燃烧释放内能，内能再转化为探测器的机械能。
【答案】变大；内。
11．（2019?仙桃）如图所示，在一个金属罐的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来，使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下，罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的________，滚动一段时间后罐子停下来，然后再沿斜面向上滚动，此时罐子的重力势能会________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
【解析】金属罐不太陡的斜面上滚下，是从最高处滚下时，金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最低点，上面一段滚动主要是重力势能减小，金属罐的动能和橡皮筋的弹性势能增加；下面一段滚动主要是重力势能和金属罐的动能减小，橡皮筋的弹性势能增加；金属罐在斜面上滚到最低处时，橡皮筋形变到最大程度，具有较大弹性势能。在橡皮筋恢复的过程中，金属罐会由斜面底部自动滚上去。从最低处滚上时，金属罐先由慢到快、后由快到慢滚到最高点，下面一段向上滚动主要是橡皮筋的弹性势能减小，金属罐的动能和重力势能增加；向上面一段滚动主要是橡皮筋的弹性势能和金属罐的动能减小，重力势能增加。
【答案】势能；增大。
12．（2019?襄阳）倔强系数为12N/cm（弹簧每受到12N的力，长度就要变化lcm）的一根弹簧自然悬挂时的长度为6cm，在它下面再悬挂一个48N的重物，由如图所示位置静止放手，在下落过程中，当弹簧的长度在________（填某一范围）时，物体的重力势能和动能同时转化为弹性势能。物体在经历了一段时间的往复运动后最终停止下来，则物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和________能。（上述过程没超出该弹簧的弹性限度）
【解析】（1）弹簧自然悬挂时的长度为L0＝6cm，倔强系数为12N/cm，在它下面再悬挂一个48N的重物，由如图所示位置静止放手，在下落过程中，当弹力（向上的拉力）等于物重时，即F＝k△L＝G，则弹簧的伸长量△L＝＝＝4cm，所以物体在平衡位置b时（即二力相等的位置），弹簧的长度为：L＝L0+△L＝6cm+4cm＝10cm，物体从最高点a运动到平衡位置b的过程中，高度减小，速度增大，弹簧的形变程度增大，所以重力势能减小，动能增大，弹性势能增大，即该过程中重力势能转化为动能和弹性势能。物体从平衡位置b点运动到最低点c的过程中，高度减小，速度减小，弹簧的形变程度增大，所以重力势能减小，动能减小，弹性势能增大，即该过程中重力势能和动能转化为弹性势能。设物体在最低点c时为零势能点（c点也是物体动能为0的位置），物体在a点放手时只具有重力势能，则整个过程中，物体在最高点a的重力势能全部转化为c点时弹簧的弹性势能，所以由上面分析可得：mgh＝k△L'2﹣①，因为物体下降的高度等于弹簧的最大伸长量，所以h＝△L'﹣②，②代入①化简可得：mg＝k△L'，即：48N＝×12N/cm×△L'，所以，△L'＝8cm，则弹簧在c点的长度为 L'＝L0+△L'＝6cm+8cm＝14cm，
由此可知，在下落过程中，当弹簧的长度在10cm～14cm时，物体的重力势能和动能同时转化为弹性势能。（2）物体上下运动过程中和空气之间存在摩擦，所以重力势能还会转化为内能，即物体减小的重力势能最终转化为弹性势能和内能。
【答案】10cm～14cm；内。
