【备考2021】中考物理 二轮复习 高频考点剖析力学专题 专题十：机械能守恒问题学案（考点扫描+考点剖析+问题原卷+问题解析）

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：\* MERGEFORMAT。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：\* MERGEFORMAT。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：\* MERGEFORMAT。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：\* MERGEFORMAT。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：\* MERGEFORMAT。
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
right318135【典例1】（2020?安顺）仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（　　）
A．机械效率 B．功率 C．功 D．有用功
【考查角度】功率的概念．
【解析】建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据P=Wt
可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD错误。故选：B。
【答案】B。
高频考点二：动能、重力势能问题
【典例2】（2020?济南）如图所示，“复兴号”列车在平直路段上加速行驶的过程中，它的（　　）
right-163195A．动能增大 B．动能减小
C．重力势能增大 D．重力势能减小
【考查角度】动能和势能的大小变化．
【解析】列车在平直路段上加速行驶的过程中，它的质量不变，速度增大，所以动能增大；而列车的质量和高度都没有发生改变，所以它的重力势能不变，故A正确，BCD错误；故选：A。
【答案】A。
高频考点三：机械能守恒问题
right74295【典例3】（2020?南充）2020年6月23日9时43分，北斗3号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功（如图），它是北斗3号系列的第三颗地球同步卫星，主要用于无线电导航、无线电测定等。关于卫星下列说法正确的是（　　）
A．该卫星在加速升空的过程中，机械能不变
B．该卫星进入同步轨道后，相对地表静止
C．该卫星运行一周的时间约为365天
D．该卫星与地面基站可通过超声波传递信息
【考查角度】参照物及其选择；超声波与次声波；机械能和其他形式能的转化．
【解析】A、在卫星加速升空的过程中，卫星的质量不变，速度变大，动能变大；同时质量不变、高度增加，重力势能增大，所以机械能增大，故A错误；B、卫星进入同步轨道后，地球同步卫星和地球之间的位置没有发生改变，卫星相对于地表是静止的，故B正确；C、地球同步卫星和地球的自转周期相同，即每隔24小时绕地球一周，故C错误；D、卫星与地面站之间是真空，真空不能传声，所以只能利用电磁波传递信息，故D错误。故选：B
【答案】B。
考点过关☆专项突破
类型一：功和功率问题
1．（2020?北京）如图所示的情境中，人对物体做功的是（　　）
A．图甲人用力搬石头，没有搬动 B．图乙人将重物从地面拉到高处
C．图丙人推一块大石头没推动 D．图丁人提箱子沿水平方向做匀速直线运动
2．（2020?鄂尔多斯）公交车给人们的出行带来了便利。下列对公交车的有关分析，正确的是（　　）
3834130180975A．在牵引力的作用下行驶，说明力是使物体运动的原因
B．水平运动过程中，重力不做功
C．使用宽大的轮胎是为了减小对地面的压力
D．公交车内的乘客相对车是运动的
45866058985253．（2020?荆门）如图所示，置于水平地面上的容器中盛有密度为0.8×103kg/m3的液体，质量为0.3kg、边长为5cm的正方体用细绳悬挂在容器上方的位置A，已知正方体底部距液面的高度为0.4m，剪断细绳后该正方体沿竖直方向下落，最终停在容器底部B点，此时液体的深度为0.8m。根据以上信息，下列说法正确的是（　　）
A．正方体静止在位置A时拉力的大小为0.3N
B．正方体在液体中受到的浮力为3N
C．正方体从开始下落至其底部刚与液面接触的过程中重力做功为2.4J
D．正方体静止在容器底部B时，液体对正方体底面的压力为16N
4．（2020?荆门）如图甲所示，物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动，0～6s内拉力随时间变化的规律如图乙，速度随时间变化的规律如图丙，则在2～4s内，物体克服摩擦力所做的功为（　　）
A．10J B．30J C．50J D．80J
right2870205．（2020?黄冈）成语“水滴石穿”，比喻力量虽小，但只要坚持，功到自然成。从物理的角度分析：①力改变了石头的形状；②水滴冲击石头时，石头对水滴没有作用力；③水滴加速下落过程，重力对水滴做了功；④水滴加速下落过程，受到了平衡力的作用。完全正确的一组是（　　）
A．①③ B．①② C．①④ D．②④
6．（2020?邵阳）一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，拉力F对物体做的功为（　　）
A．0J B．1J C．10J D．50J
7．（2020?遂宁）我国的99A主战坦克在最近的一场军事演习中纵横驰骋，在高速运动中对假想目标进行了精准炮击，展现了我国99A坦克的卓越性能。下列相关分析正确的是（　　）
A．炮弹在空中飞行过程中坦克对炮弹继续做功
B．99A坦克在水平路面做匀速直线运动时所受合力为零
C．99A坦克宽大的履带是为了增大对地面的压强
D．如果空中飞行的炮弹受到的外力全部消失，炮弹将保持静止
right78105008．（2020?六盘水）仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（　　）
A．机械效率 B．功率 C．功 D．有用功
9．（2020?淮安）小明两次分别用时90s、40s从一楼爬到五楼，小明的体重与前后两次上升的高度均不变，比较两次爬楼过程（　　）
A．用时少的做功多 B．用时少的做功功率大
C．用时多的做功多 D．用时多的做功功率大
10．（2020?内江）子弹离开枪口后已经失去了向前的推力，仍然能够继续飞行，是因为子弹具有　 　，子弹在空中下落过程中，重力对它　 　（选填“做了功”或“没有做功”）。
11．（2020?株洲）在水平地面上有一物体A。
（1）如图甲所示，用轻弹簧测力计水平向右匀速地拉物体A，测力计的示数放大后如图乙，可读得为　 　N，物体所受地面给它的滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的示数　 　（填“相等”或“不相等”）；
（2）若我们只有一个量程为2.5N的轻弹簧测力计，则可把方案改为如图丙所示，物体A用轻绳与一轻滑轮相连，轻滑轮上还绕着另一根轻绳，该轻绳一端B固定在竖直墙上，另一端C用弹簧测力计水平向左匀速地拉着物体A运动（不计滑轮的摩擦）。此时弹簧测力计的示数等于轻绳D对物体A的拉力大小的　 　（填“一半”、“一倍”或“两倍”）；
right-41275（3）图丙中，若物体A向左匀运动的距离为1m。则此过程中轻绳D对体A的拉力做的功为　 　J．结合所学的动滑轮的有关知识，可知弹簧测力计对绳的端点C做的功与轻绳D拉物体A做的功　 　（填“相等”或“不相等”）。
12．（2020?毕节市）如图甲所示，水平地面上的一个物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系及物体的速度v与时间t的关系如图乙所示，则0～3s推力F大小为　 　N，3～6s物体所受摩擦力大小为　 　N，6～9s内推力F对物体所做的功为　 　J。
13．（2020?湘潭）用20N的水平推力，将重为280N的购物车沿水平地面向前推动了5m。在此过程中，购物车的重力做功　 　J，水平推力对购物车做功　 　J。
14．（2020?通辽）假期，小明坐客车去旅游。当客车行驶到高速公路保持车距标识牌“0m”处时，恰好后面一辆小汽车行驶到客车旁，此时客车上速度计显示为“80km/h”。当客车匀速行驶到标识牌“100m”处时，小汽车匀速行驶到了标识牌“200m”处，小汽车　 　（选填“已经”或“没有”）超速，若此时小汽车的功率为80kW，它受到的阻力为　 　N．（此高速路段限定小汽车最高速度为“120km/h”）
15．（2020?赤峰）学完（功率）一节后，老师布置了一项实践性作业：利用生活中的测量工具，设计一种测量自己上楼功率的方案。请补充未完成的步骤（需要测量的物理量用相应的字母表示）：
（1）　 　；
（2）用皮尺测出所上楼梯的总高度h；
（3）　 　；
（4）上楼功率的表达式P＝　 　（g值用该字母表示即可）。
16．（2020?温州）某跳伞运动员从飞机上跳下，沿竖直方向降落，一段时间后打开降落伞，最后安全着地。已知运动员和跳伞设备的总重力为700牛，跳伞过程中下降的速度与时间的关系如图甲所示。
（1）图甲中曲线OA段速度越来越大的原因是　 　。
（2）图乙是跳伞过程中部分阶段的情景及受力示意图，其中与图甲曲线中CD阶段对应的是　 　。
（3）计算运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功。
类型二：动能、重力势能问题
1．（2020?广西）如图所示，在动能大小与质量的关系的实验研究中，下列分析正确的是（　　）
A．实验中不需要控制钢球在同一高度由静止滚下
B．当木块最终静止时，木块的惯性也会随之消失
C．如果木块滑行时所受的外力全部消失，木块将做匀速直线运动
D．木块滑行一段距离后停止运动，说明物体的运动需要力来维持
2．（2020?大连）体育课上，同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时，铅球的（　　）
A．重力势能变大，速度变小 B．重力势能变小，速度变小
C．重力势能变大，速度变大 D．重力势能变小，速度变大
3．（2020?株洲）今年的十三届全国人大三次会议表决通过了《中华人民共和国民法典》，其中把“高空坠物”纳入了违法行为，使受害者能依法追责。高空坠物过程中，下坠的物体（　　）
A．动能增大 B．动能减小 C．势能增大 D．势能不变
right919480004．（2020?益阳）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（　　）
A．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少
B．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少
C．人在B点时动能最大
D．弹性绳的弹性势能在B点时最大
5．（2020?泸州）2020年泸州市中考体育测试中有必考、抽考和选考科目，包括短跑、跳绳、实心球、立定跳远、带足球绕杆、运篮球上篮等。以下关于体考中的物理知识，说法正确的是（　　）
A．学生在短跑过程中，机械能转化为化学能
B．学生带足球绕杆的运动，说明力可以改变物体的运动状态
C．学生投掷的实心球在飞行的整个过程中，动能一直在减小
D．学生在立定跳远的整个过程中，他的重力势能一直不变
6．（2020?盐城）如图所示，小明和同学一起荡秋千。下列说法正确的是（　　）
347218078105A．通过最低点时的动能为零
B．下降过程中的动能不变
C．到达最高点的重力势能最大
D．上升过程中的重力势能减小
7．（2020?郴州）下列物体具有动能的是（　　）
A．悬挂在天花板上的吊灯 B．静止在山顶上的大石头
C．飞行的飞机 D．拉开的弹弓
8．（2020?柳州）如图，弹簧被压缩后，就具有（　　）
A．光能 B．电能 C．化学能 D．弹性势能
37388804743459．（2020?桂林）如图是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图，关于“引体向上”，下列说法中正确的是（　　）
A．身体悬挂不动时，机械能为零
B．身体上升时，重力做功，势能减少
C．身体下降时，重力做功，势能增加
D．身体上升时，克服重力做功，势能增加
10．（2020?深圳）2020年6月30日，北斗三号最后一颗全球组网卫星成功定点地球同步轨道。对卫星在加速上升的过程中能量的变化，说法正确的是（　　）
A．动能增大，势能不变，机械能增大 B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能增大，势能增大，机械能不变 D．动能减小，势能增大，机械能不变
11．（2020?安徽）一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么（　　）
4519930000A．卫星在远地点的势能最大、动能为零
B．卫星在近地点的动能最大、势能为零
C．卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小
D．卫星从近地点向远地点运动过程中，动能增大、势能减小
35769554476750012．（2020?成都）如图是过山车向下“俯冲”的情景，对过山车加速下降过程中的机械能，下列分析正确的是（　　）
A．动能增大，重力势能增大
B．动能减小，重力势能增大
C．动能减小，重力势能减小
D．动能增大，重力势能减小
right28384513．（2020?无锡）用“模拟打桩”来探究物体重力势能的大小与哪些因素有关，物体的质量m1＝m2＜m3，实验时，让物体从木桩正上方的某一高度处自由下落，将木桩打入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示，木桩进入沙中的深度越深，则物体对木桩做的功越　 　，比较a、b可知：物体重力势能的大小与物体的　 　有关；比较　 　可知：物体重力势能的大小与物体的质量有关。
14．（2020?温州）在做“探究动能大小与质量关系”的实验时，小明想：小球从相同高度滚下，若小球材质和斜面倾角不同，到达水平位置时的速度会相同吗？
（1）图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案，小明实验时选择A方案而不能选择B方案的原因是　 　。
（2）小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静止开始释放，利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。
10°
20°
30°
40°
50°
60°
大钢球
2.67
2.67
2.67
2.75
2.88
2.97
小钢球
2.67
2.67
2.67
2.75
2.88
2.97
木球
2.67
2.67
2.67
2.67
2.74
2.89
分析表中数据可知：要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是　 　。
A.15° B.25° C.35° D.45°
（3）小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小（图中未画出固定塑料软片的装置）。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是　 　。
类型三：机械能守恒问题
1．（2020?柳州）苹果从高处落下，它减少的重力势能等于增加的动能（不计空气阻力），这一过程所遵循的物理规律是（　　）
A．焦耳定律 B．欧姆定律
C．能量守恒定律 D．牛顿第一定律
2．（2020?鄂尔多斯）蹦床运动逐渐进入了大众生活。下列有关对蹦床者的分析，正确的是（　　）
459613078740A．下落到与蹦床接触的瞬间时，动能最大
B．被蹦床弹起的过程中，弹性势能转化为重力势能
C．从接触蹦床到下落至最低处的过程中，弹性势能转化为动能
D．在空中上升过程中，动能转化为重力势能
3．（2020?阜新）如图是网球运动员挥拍击球的瞬间，下列说法正确的是（　　）
373888078740A．网球在下落的过程中，重力势能转化为动能
B．网球在空中运动的过程中，受到平衡力的作用
C．球拍的网面凹陷，说明力可以改变物体的运动状态
D．网球在惯性的作用下，向前运动
4．（2020?广西）伽利略认为：一个金属小球从光滑斜面的某一高度处静止滚下，由于不受阻力，没有能量损耗，那么它必定到达另一光滑斜面的同一高度，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况。其模拟实验如图所示，则下列说法中正确的是（　　）
A．小球在运动过程中只受重力作用
B．在滚下斜面的过程中，小球的动能转化为重力势能，机械能减少
C．另一斜面越平缓，小球在它上面运动的距离越小
D．如果另一斜面变成水平面，则小球达不到同样的高度而会永远运动下去
5．（2020?广安）空中运动的足球会落向地面，然后在草坪上继续运动一段距离，最终停下来。对于这一些现象，以下分析正确的是（　　）
A．如果足球在运动时，突然不受任何力的作用，足球会静止
B．足球下落过程中重力势能转化为动能
C．足球在草坪上继续运动是因为足球受到惯性作用
D．足球最终能停下来是因为摩擦力大于惯性
6．（2020?新疆）羽毛球比赛中，空中飞行的羽毛球先后经过A、B两点时的动能相等，相比A点，羽毛球在B点时（　　）
A．机械能较小，重力势能较大 B．机械能较大，重力势能较大
C．机械能较小，重力势能较小 D．机械能较大，重力势能较小
7．（2020?十堰）高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”，会给社会带来很大的危害。关于高空物体的下落过程，下列分析正确的是（　　）
A．只受重力作用 B．动能越来越大
C．重力势能全部转化为动能 D．机械能总量保持不变
37579304819658．（2020?鄂州）把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．铁锁摆回时会打到鼻子
B．铁锁在摆动过程中动能与重力势能可以相互转化
C．铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能
D．铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用。
9．（2020?莱芜区）如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点运动到B点的过程中，它的　 　转化为动能；弹性小球在B点的机械能　 　（选填“大于”“小42437050于”或“等于”）它在C点的机械能。
491998083439010．（2020?河北）蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐转化为　 　能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的　 　能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在B点时　 　（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。
考点过关☆专项突破☆解析
类型一：功和功率问题
1．【解答】A、人用力搬石头，没有搬动，只有力，没有距离，故人对物体没有做功，故A错误。
B、人将重物从地面拉到高处，拉力方向向上，距离的方向也向上，故人对物体做功，故B正确。
C、人推一块大石头没推动，只有力，没有距离，故人对物体没有做功，故C错误。
D、人提箱子沿水平方向做匀速直线运动，力的方向向上，距离的方向水平向前，在力的方向上没有移动距离，故人没有做功，故D错误。
故选：B。
2．【解答】
A、物体的运动不需要力，力是改变物体运动状态的原因，故A错误；
B、水平运动过程中，物体没有在重力的方向上通过距离，所以重力不做功，故B正确；
C、汽车上装有既多又宽的轮胎，是在压力一定时，通过增大受力面积来减小压强，故C错误；
D、公交车内坐着的乘客相对于车没有位置的变化，则乘客是静止的；但正在车内走动的乘客，相对于车有位置的变化，此时乘客是运动的；因题目条件不明，故D错误。
故选：B。
3．【解答】
A．正方体静止在位置A时处于平衡状态，受到的拉力和自身的重力是一对平衡力，二力大小相等，
则拉力F＝G＝mg＝0.3kg×10N/kg＝3N，故A错误；
B．正方体在液体中沉底并浸没，受到的浮力F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV＝0.8×103kg/m3×10N/kg×（0.05m）3＝1N，故B错误；
C．正方体从开始下落至其底部刚与液面接触的过程中，重力做的功W＝G△h＝3N×0.4m＝1.2J，故C错误；
D．正方体静止在容器底部B时，水对正方体底面的压强p＝ρ液gh＝0.8×103kg/m3×10N/kg×0.8m＝6400Pa，
由p＝可得，水对正方体底面的压力F′＝pS＝6400Pa×（0.05m）2＝16N，故D正确。
故选：D。
4．【解答】由图乙可知，在2～4s内，拉力F＝3N，
由图丙可知，在2～4s内，物体做匀速运动，v＝5.0m/s，此时摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，f＝F＝3N，
由v＝可得，物体运动的距离：
s＝vt＝5.0m/s×2s＝10m，
物体克服摩擦力所做的功：
W＝fs＝3N×10m＝30J。
故选：B。
5．【解答】①“水滴石穿”，石头的形状发了改变，说明力改变了石头的形状，故①正确；
②水滴冲击石头时，水滴对石头一个作用力，因物体间力的作用是相互的，石头对水滴有一个反作用力，故②错误；
③水滴受重力作用加速下落，沿重力方向移动了距离，重力对水滴做了功，故③正确；
④水滴在加速下落的过程中，受到的重力和空气的阻力，重力大于阻力，受到非平衡力的作用，故④错误；
综上分析可知：①和③说法正确。
故选：A。
6．【解答】一物体受到5N竖直向上的拉力F作用，沿水平方向以0.2m/s的速度匀速运动了10s，力与物体的运动方向垂直，对物体没有做功，即做功为0J，故A正确、BCD错误；
故选：A。
7．【解答】A、炮弹在空中飞行过程中不再受到坦克给它的力，是由于惯性继续运动，因此坦克对炮弹不再做功，故A错误；
B、坦克在水平路面做匀速直线运动时处于平衡状态，受平衡力作用，因此所受合力为零，故B正确；
C、坦克宽大的履带是为了在压力一定时，增大受力面积减小对地面的压强，故C错误；
D、根据牛顿第一定律，如果空中飞行的炮弹受到的外力全部消失，炮弹将保持匀速直线运动状态，故D错误。
故选：B。
8．【解答】建成一所医院所做的有用功是相同的，为了减小做功的时间（缩短工期），根据P＝可知，需要增大挖掘机的功率，所以，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的功率，故B正确，ACD错误。
故选：B。
9．【解答】
由题知小明的体重与前后两次上升的高度均不变，因此由W＝Gh可知，两次所做的功相同，故AC错误；
两次所做的功相同，由P＝可知，用时少的做功功率大，用时多的做功功率小，故B正确，D错误。
故选：B。
10．【解答】子弹离开枪膛后，由于子弹具有惯性，会继续向前飞行。
子弹在空中下落过程中，重力的方向竖直向下，子弹在重力的方向上通过一定距离，重力对它做了功。
故答案为：惯性；做了功。
11．【解答】
（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为4.6N，即拉力大小F拉＝4.6N；
由于物体水平向右做匀速运动，所以物体受到的拉力（弹簧测力计的示数）、滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等；即：物体所受地面给它的滑动摩擦力的大小与弹簧测力计的示数相等；
（2）轻滑轮的质量可以忽略不计，不计滑轮的摩擦，图丙中使用的是动滑轮，拉力FC＝FD＝×4.6N＝2.3N；即：弹簧测力计的示数等于轻绳D对物体A的拉力大小的一半；
（3）此过程中轻绳D对体A的拉力做的功：
W＝F拉s物＝4.6N×1m＝4.6J；
使用动滑轮时拉力端移动距离：
s＝2s物＝2×1m＝2m，
弹簧测力计对绳的点C的功：
W′＝FCs＝2.3N×2m＝4.6J，
可见，弹簧测力计对绳的点C的功与轻绳D拉物体A做的功相等。
故答案为：（1）4.6；相等；（2）一半；（3）4.6；相等。
12．【解答】
（1）由图乙可知，在0～3s内，物体相对于水平地面没有发生运动，处于静止状态；由F﹣t图象可知，此时物体受到的推力F＝2N；
（2）由v﹣t图象可知，在6s～9s物体做匀速直线运动，处于平衡状态；由F﹣t图象可知，在6s～9s内拉力F′＝4N，由二力平衡条件可得滑动摩擦力f＝F′＝4N，
由v﹣t图象可知，第3秒到第6秒物体速度增大，做匀加速直线运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，虽然速度变化，但压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，因此物体受到的摩擦力仍是4N；
（3）在6～9s内，物体做匀速直线运动，v＝2m/s，
由v＝可得，物体移动距离：
s＝vt＝2m/s×3s＝6m，
推力F对物体所做的功：
W＝F′s＝4N×6m＝24J。
故答案为：2； 4；24。
13．【解答】购物车在水平地面上移动5m，没有在重力的方向上移动距离，所以重力不做功，即重力做功为0J；
推力对购物车做功：W＝Fs＝20N×5m＝100J，
故答案为：0；100。
14．【解答】
（1）由v＝得客车行驶时间为：
t＝＝＝h；
则小汽车的速度为：
v2＝＝＝160km/h＞120km/h，
故小汽车已经超速了；
（2）由P＝＝＝Fv得小汽车的牵引力为：
F＝＝＝1800N；
小汽车匀速行驶，水平方向受力平衡，阻力和牵引力是一对平衡力，所以小汽车受到的阻力为1800N。
故答案为：已经；1800。
15．【解答】
（1）用台秤测出自身的质量为m；
（2）用皮尺测出所上楼梯的总高度h；
（3）用秒表测量出上楼所用的时间t；
（4）上楼功率的表达式：P＝＝＝。
故答案为：
用台秤测出自身质量为m；（3）用秒表测量出上楼所用的时间t；（4）。
16．【解答】
（1）由图甲可知，跳伞运动员在AB段处于加速降落过程中，此时运动员和跳伞设备受到的重力大于空气阻力；
（2）①图中降落伞打开，运动员受到的阻力大于重力，运动员处于减速降落过程，应该是图甲曲线中BC阶段，故①不符合题意；
②图中运动员已经着陆，运动员的速度为0，与图甲曲线中CD阶段不符，故②不符合题意；
③图中降落伞打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，是图甲曲线中CD阶段，故③符合题意；
④图中降落伞未打开，运动员受到的阻力等于重力，运动员处于匀速降落过程，应该是图甲曲线中AB阶段，故④不符合题意；
（3）由图甲可知，运动员在AB段的速度为v＝50m/s，时间为t＝40s﹣20s＝20s，
由速度公式得，运动员在AB段下降的高度：
h＝s＝vt＝50m/s×20s＝1000m，
则运动员和跳伞设备的总重力在AB段所做的功为：
W＝Gs＝700N×1000m＝7×105J。
故答案为：（1）运动员和跳伞设备的总重力大于阻力；
（2）③；
（3）运动员和跳伞设备总重力在AB段所做的功为7×105J。
类型二：动能和重力势能问题
1．【解答】
A、研究动能大小与质量的关系的实验中，要控制速度相同，故要控制钢球在同一高度由静止滚下，A错误；
B、一切物体在任何情况下都有惯性，当木块最终静止时，木块的惯性不会随之消失，B错误；
C、如果木块滑行时所受的外力全部消失，由牛顿第一定律，木块将做匀速直线运动，C正确；
D、木块滑行一段距离后停止运动，说明力是改变物体运动的原因，D错误。
故选：C。
2．【解答】铅球在空中下落时，质量不变、高度减小，重力势能减小；
下落过程中重力势能转化为动能，所以动能增加，而质量不变，所以速度增大。
故选：D。
3．【解答】物体在下落过程中质量不变、高度降低，重力势能减小；质量不变、速度逐渐增大，动能增大；故A正确、BCD错误。
故选：A.
4．【解答】A、人从A到C的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增加；AB段速度逐渐变大，动能逐渐变大；BC段速度逐渐变小，动能逐渐变小；故A错误；
B、从A到B的过程中，质量不变、高度增大，重力势能增加；质量不变、速度逐渐变大，动能变大；故B错误；
C、人的质量一定，在B点时速度最大，动能最大；故C正确；
D、弹性绳在A点时弹性形变最大，弹性势能最大；故D错误。
故选：C。
5．【解答】A、学生在短跑过程中，消耗体内营养物质，得到机械能，化学能转化为机械能；故A错误；
B、学生带足球绕杆的运动，足球的运动方向不断发生变化，说明力可以改变物体的运动状态；故B正确；
C、学生投掷的实心球在抛出去的实心球，下落过程中，质量不变、高度减小、速度增大，重力势能减小，动能增大；故C错误；
D、学生在立定跳远的整个过程中，他的质量不变，高度先变大后变小，所以重力势能先变大后变小；故D错误。
故选：B。
6．【解答】
A、人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；
B、下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，故B错误；
C、到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；
D、上升过程中，高度增大，重力势能增大，故D错误。
故选：C。
7．【解答】A、悬挂在天花板上的吊灯，处于静止状态，不具有动能，故A不符合题意；
B、静止在山顶上的大石头，处于静止状态，不具有动能，故B不符合题意；
C、飞行的飞机，处于运动状态，具有动能，故C符合题意；
D、拉开的弹弓具有弹性势能，故D不符合题意。
故选：C。
8．【解答】弹簧被压缩后，弹簧发生了弹性形变，从而具有弹性势能。
故ABC错误，D正确。
故选：D。
9．【解答】A、身体悬挂不动时，因为身体被举高，具有重力势能，所以机械能不为零，故A错误；
B、身体上升时，在重力的反方向上移动了距离，克服重力做功；高度增大，重力势能增大，故B错误；
C、身体下降时，在重力的方向上移动了距离，重力做功；高度减小，重力势能减小，故C错误；
D、身体上升时，克服重力做功；高度增大，重力势能增大，故D正确。
故选：D。
10．【解答】
卫星从地面发射升空的过程中，卫星是加速升空的，卫星的质量不变，速度增大，动能增大；质量不变，高度增大，重力势能增大；卫星升空时，没有发生弹性形变，不具有弹性势能；机械能＝动能+重力势能，机械能增大。
故选：B。
11．【解答】
A、卫星质量一定，在远地点时相对地球距离最大，势能最大，卫星仍在运动，故动能不为零；故A错误；
B、卫星质量一定，在近地点时速度最大，动能最大，相对地球有一定距离，势能不为零；故B错误；
CD、卫星在运行过程中机械能保持不变，从近地点向远地点运动过程中，速度变小，动能变小；高度变大，势能变大，动能转化为势能；故C正确，D错误。
故选：C。
12．【解答】过山车加速下降过程中质量不变，速度变大，动能增大；同时高度下降，重力势能减小；故D正确，ABC错误。
故选：D。
13．【解答】
（1）物体下落过程中，物体的重力势能转化为动能，物体的重力势能就越大，对木桩做功越多，木桩陷入沙坑越深，所以我们可以通过木桩陷入沙坑的深度观察来判断重力势能的大小，这用到了转换法；
（2）由a、b两图可知，物体的质量m1＝m2，从不同高度落下，落下的位置越高，木桩被打得越深，物体的重力势能越大，说明重力势能与高度有关；
比较a、c两图可知，物体的质量m1＜m3，物体从同一高度落下，质量越大，木桩被打得越深，说明重力势能与质量有关。
故答案为：多；高度；a、c。
14．【解答】
（1）图A中挡板水平放置，两小球从起始位置到水平位置的高度差相同，图B中挡板与斜面垂直放置，两小球从起始位置到水平位置的高度差不同，为来控制大小不同的两个小球在斜面上从起始位置到水平位置的高度差相同，实验时选择A方案而不能选择B方案；
（2）根据表中数据可知，斜面倾角为10°、20°、30°时，大钢球、小钢球、木球达到水平面时的速度相同，斜面倾角为40°、50°、60°时，大钢球、小钢球、木球达到水平面时的速度不同，所以要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是40°以上，故D符合题意；
（3）体积大的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力大，即体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同，无法“探究动能大小与质量关系”。
故答案为：（1）B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同；（2）D；（3）塑料软片对不同体积的小球的阻力不同。
类型三：机械能守恒问题
1．【解答】苹果从高处落下，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，不计空气阻力，则它减少的重力势能等于增加的动能，符合能量守恒定律，故C正确。
故选：C。
2．【解答】A、刚与蹦床接触时，运动员受到合力向下，速度增大，当重力和弹力相等，合力为零时，速度最大，动能最大，故A错误；
B、运动员被蹦床弹起的过程中，小孩离开蹦床前，动能增大，蹦床的弹性势能减小，是弹性势能转化为动能；离开蹦床后，小孩的重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能，故B错误；
C、运动员从接触蹦床到下落到最低处的过程中，速度最终减小为0，动能减小，同时高度变小，重力势能变小，蹦床的弹性形变变大，弹性势能增大，是动能和重力势能转化为弹性势能，故C错误；
D、运动员在空中上升的过程中，质量不变，速度变小，动能减小，同时其高度变大，重力势能增大，所以动能转化为重力势能，故D正确。
故选：D。
3．【解答】A、网球下落时，速度增大，动能增大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化成动能，故A正确；
B、乒乓球在空中飞行过程中速度和方向都发生变化，所以不是受到平衡力的作用，故B错误；
C、球拍的网面凹陷，说明力可以改变物体的形状，故C错误；
D、网球由于惯性向前运动，惯性不是力，不能说惯性的作用，故D错误。
故选：A。
4．【解答】
A．小球在运动过程中除受到重力作用外，还受到支持力的作用，故A错误；
B．在滚下斜面的过程中，小球的质量不变，高度变小，速度变大，则重力势能变小，动能变大，重力势能转化为动能；小球运动时不受阻力，其机械能是守恒的，故B错误；
C．因为小球在运动过程中机械能守恒，所以，另一斜面越平缓，小球在它上面运动的距离越大，故C错误；
D．如果斜面变成水平面，水平面光滑，不受阻力，则小球会做匀速直线运动，永远运动下去，故D正确。
故选：D。
5．【解答】
A、如果足球在运动时，突然不受任何力的作用，则足球的运动状态不会改变，将做匀速直线运动，故A错误；
B、足球下落过程中，质量不变、高度减小，重力势能减小；质量不变、速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，故B正确；
C、足球在草坪上继续运动是因为足球具有惯性，惯性是一种性质，不是力，不能说受惯性作用，故C错误；
D、足球最终能停下来是因为足球受到摩擦力的作用，惯性不是力，摩擦力不能与惯性比较，故D错误。
故选：B。
6．【解答】空中飞行的羽毛球需要克服空气阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，所以B点的机械能小于A点的机械能；
动能和势能统称为机械能，A、B两点时的动能相等，故相比A点，羽毛球在B点时的重力势能较小。
故ABD错误，C正确。
故选：C。
7．【解答】
A、高空物体下落过程中，受到重力和空气阻力的共同作用，故A错误；
BCD、物体下落过程中，质量不变、高度减小，重力势能减小；质量不变、速度变大，动能变大；由于存在空气的阻力，克服阻力做功，一部分机械能会转化为内能，所以重力势能大部分转化为动能，还有一部分转化为内能，物体的机械能会减小，故B正确、CD错误。
故选：B。
8．【解答】
A．铁锁在摆动过程中，不断与空气摩擦，一部分机械能转化为内能，机械能减小，所以铁锁摆回时不会打到鼻子，故A错误；
B．铁锁在摆动过程中，上升时动能转化为重力势能，下降时重力势能转化为动能，动能与重力势能相互转化，故B正确；
C．铁锁由高处摆到低处的过程中重力势能转化为动能和内能，故C错误；
D．铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受空气阻力的作用，机械能不断减小，高度不断减小，故D错误。
故选：B。
9．【解答】
弹性小球从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度变小，其重力势能变小，同时速度变大，则动能变大，所以该过程中重力势能转化为动能；
由图知，小球弹跳的高度越来越低，说明小球撞击地面时小球的机械能转化为地面和小球的内能，则小球机械能逐渐减小，且B点在C点之前，所以弹性小球在B点的机械能大于它在C点的机械能。
故答案为：重力势能；大于。
10．【解答】游戏者从最高点到A时，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能；
从A点到B点的过程中，绳子逐渐伸长，弹性形变程度变大，弹性势能变大；
到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，合力不为0，所以游戏者在B点时不是处于平衡状态。
故答案为：动；弹性势；不是。