114机械能及其转化-2021-2022学年八年级物理下册高频易错必刷题汇编（人教版）

11.4机械能及其转化高频易错必刷题汇编【高频考点精讲】1、机械能的概念（1）动能和势能之和称为机械能，动能和势能是机械能的两种表现形式。（2）大小：物体具有的机械能是指动能和势能的总和。2、动能和势能的转化与守恒（1）动能和重力势能之间可以相互转化。动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运动过程中，例如滚摆在下降的过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能；滚摆在上升过程中，越转越慢，它的重力势能越来越大，动能越来越小，动能转化为重力势能。（2）动能和弹性势能之间可以相互转化。动能和弹性势能之间的相互转化可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间，例如，从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于皮球发生弹性形变，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢复形变的过程中，它的弹性势能转化为动能。拉弯的弓把箭射出去的过程中，拉弯的弓具有弹性势能，射出去的箭具有动能，这是弓的弹性势能转化为箭的动能。（3）在动能和势能相互转化的过程中，如果没有机械能和其它形式的能量之间的相互转化，则机械能的总量保持不变，这就是机械能守恒定律。3、机械能守恒条件（1）机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变。（2）做功角度：①只有重力或弹力做功，没有其它的力做功；②其它力不做功或其它力做功的总和为零。【热点题型精练】一、选择题1．（2021•青岛中考）如图所示，舰载机既要在航母上起飞，又要在航母上降落。下列说法正确的是（）A．舰载机加速升空的过程中，它的机械能不变 B．空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，舰载机动能不变 C．舰载机的着舰速度越快，它的惯性越大 D．舰载机着舰时，阻拦索的拉力改变了它的运动状态解：A、舰载机加速升空的过程中，质量不变，由于速度增大所以动能变大，由于高度增大，所以重力势能变大，故它的机械能变大，故A错误；B、空中加油机对匀速飞行的舰载机加油过程中，由于舰载机的质量变大，所以舰载机动能变大，故B错误；C、舰载机的着舰速度越快，它的惯性不变，因为惯性只与质量有关，故C错误；D、舰载机着舰时，阻拦索的拉力改变了它的运动状态，使舰载机由运动变为静止，故D正确。答案：D。2．（2021•凉山州中考）如图所示，将同一小球按照不同方向从离地面相同高度的相同位置两次抛出，初速度大小相等，小球第一次落地速度为v1，小球第二次落地速度为v2，不计空气阻力，比较v1和v2的大小，正确的是（）A．v1＝v2 B．v1＜v2 C．v1＞v2 D．无法比较解：同一个小球，则质量相等，在同一高度，则重力势能相等，以相同的速度分别向两个不同方向抛出去，此时动能相等，如果不计空气阻力，其机械能守恒，则其落地时高度相同，重力势能相等，故刚落地时的动能相等，所以其速度大小关系：v1＝v2。答案：A。3．（2021•绍兴中考）滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U形滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，最有可能滑到滑台C处的是（）A． B． C． D．解：不计滑台摩擦和空气阻力，则运动员在整个过程中机械能守恒；A、若运动员站立着从A开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是站立着，则此时重力势能等于A点的重力势能，动能为零，所以运动员不会继续向前滑行，就不会到达C点，故A错误；B、若运动员站立着从A开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是全蹲着，则此时重力势能小于A点的重力势能，则A点部分重力势能转化为动能，动能此时不为零，所以运动员会继续向前滑行，就可能会到达C点，故B正确；CD、若运动员全蹲着从A开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，也应该是全蹲着（前后两次重力势能相等，动能均为零），因为若是站着到达或者平蹲着到达B点，则运动员在B点的重力势能大于初始的A点（违反机械能守恒定律），故CD错误。答案：B。4．（2021•温州中考）一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（）A．等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 B．大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 C．等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和 D．小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和解：番茄从开始下落至刚好浸没时，此时番茄仍有较大速度，末状态与初状态相比，番茄的速度增大，其动能增大；番茄的高度减小，重力势能减小；同时溅起许多水珠，则这些水珠的动能和重力势能都增大（即所有溅起的水珠的机械能增大）；不计一切机械能损耗，根据机械能守恒定律可知，此过程中番茄减少的势能＝番茄增加的动能+所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和，所以番茄减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。答案：B。5．（2021•鞍山中考）如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的曲面从a点向d点运动，其中b和d两点在同一水平高度。下列说法中正确的是（）A．小球从a点运动到c点，重力势能全部转化为动能 B．小球在b点的机械能大于在c点的机械能 C．小球在b点的动能等于在d点的动能 D．小球从a点运动到d点的过程中，机械能一定全部转化为内能解：A、从a点到c点过程中，小球的质量不变，高度变小，则重力势能变小，同时速度变大，动能变大，重力势能会转化为动能，由于小球在滚动的过程中受摩擦力的作用，小球克服摩擦力做功，所以一部分重力势能会转化为内能，故A错误；B、因小球在滚动过程中要克服摩擦力做功，机械能会逐渐减小，所以小球在b点的机械能大于在c点的机械能，故B正确；C、小球从b运动到d的过程中，有一部分机械能会转化为内能，故小球在b点的机械能大于在d点的机械能；已知b和d两点在同一水平高度，即两位置小球的重力势能相同，根据“机械能＝动能+势能”可知，小球在b点的动能大于在d点的动能，故C错误；D、小球运动到d点时具有一定的高度，有一定的机械能，所以，小球从a到d的过程中，机械能不是全部转化为内能，故D错误。答案：B。6．（2021•黄石中考）如图甲所示，在一个罐子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，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上，下列说法正确的是（）A．罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大 B．罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动能 C．若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面 D．第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能解：A、罐子在整个运动过程中的质量不变，在A点时的高度最高，重力势能最大；罐子从A点运动到D点，橡皮筋发生了弹性形变，在D点时的形变程度最大，所以在D点的弹性势能最大，故A正确；B、罐子从A点滚动到C点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，质量不变，速度变大，动能变大；由于罐子最后停在水平面上，罐子的机械能变小了，这说明罐子在运动的过程中，罐子克服摩擦做功，机械能转化为了内能；此过程中，橡皮筋发生了弹性形变，具有弹性势能，所以罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能转化为了动能、弹性势能和内能，故B错误；C、若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子的重力势能转化为内能和罐子的动能，罐子不具有弹性势能，所以不会返回斜面，故C错误；D、第一次返回斜面，向上滚动的过程中，由于一部分机械能转化为了内能，所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能，故D错误。答案：A。7．（2020•南京中考）如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（）A．球在B、C两点的动能相等 B．球在A、D两点的机械能相等 C．球从B点到O点的过程中机械能减少 D．球从O点到C点的过程中重力势能减少解：由于存在空气的摩擦，秋千在摆动的过程中，机械能转化为内能，机械能会逐渐减小；A、球在B、C两点高度相同，重力势能相同，B的机械能大于C的机械能，B的动能大于C的动能，故A错误；B、由于机械能逐渐减小，则A的机械能大于D的机械能，故B错误；C、球从B点到O点的过程中，克服摩擦做功，机械能减少，故C正确；D、球从O点到C点的过程中，高度增加，重力势能变大，故D错误。答案：C。8．（2020•鄂尔多斯中考）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（）A．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解：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。答案：D。9．（2020•崇左中考）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解：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。答案：D。10．（2021•荆州模拟）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：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。答案：C。二、填空题11．（2021•常州中考）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝弹性好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的弹性势能转化为箭的动能。解：在拉弓时，弦会发生弹性形变，用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝弹性好；拉弯的弓具有弹性势能，箭射出去后具有机械能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动能。答案：弹性；弹性势；动。12．（2021•连云港模拟）如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度，从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将动能转化为重力势能储存起来，此过程中机械能总量减少。解：列车进站时爬坡，速度减小，高度增大，通过爬坡将动能转化为重力势能储存起来；出站时下坡，高度降低，速度增大，再将储存的重力势能转化为动能；列车在运动的过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能会减少。答案：动；重力势；减少。13．（2020•济南中考）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，它的重力势能转化为动能；弹性小球在B点的机械能大于（选填“大于”“小于”或“等于”）它在C点的机械能。解：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。答案：重力势能；大于。14．（2020•丹东中考）如图，滚摆下降过程中，滚摆的重力势能转化为动能。滚摆上下往复运动过程中，其每次上升所能达到的高度越来越低，滚摆在运动过程中的机械能减少（选填“增加”、“减少”或“不变”）。解：滚摆在下降过程中，高度逐渐减小，重力势能减小，速度越来越大，动能增大，滚摆的重力势能转化为动能。滚摆上下往复运动过程中，要克服阻力做功，部分机械能转化为内能，故总的机械能减少。答案：重力势；动；减少。三、实验探究题15．（2021•内江模拟）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的过程中的高度和速度的变化，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，数据如表所示。运动过程或位置AA→BBB→CC动能Ek（J）0增加4.98减少0重力势能EP（J）5.00减少0增加4.97（1）小球在图中的C位置，受到2个力的作用。（2）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动能；在能量转化的过程中，机械能在逐渐减少，这主要是小球由于受到空气阻力造成的。（3）在实验中，如果换用质量为2m的小球，其他条件不变。那么，小球到达B位置时的机械能大于质量为m的小球到达B位置时的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。解：（1）小球在图中的C位置，受到重力、细绳对它的拉力，共两个力的作用。（2）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动能；在能量转化的过程中，由于受到空气阻力的作用，机械能在逐渐减少。（3）在实验中，如果换用质量为2m的小球，其他条件不变，那么，由于小球的质量与重力势能都与质量有关，小球开始时的重力势能大，所以到达B位置时的动能也大，即小球到达B位置时的机械能大于质量为1m的小球到达B位置时的机械能。答案：（1）2；（2）动能；空气阻力；（3）大于。16．（2021•青岛模拟）研究机械能守恒与平抛运动：（1）物体动能与物体的质量和物体运动速度有关，从物理资料中找到如下数据：实验次数123456质量m/kg0.10.10.10.20.