人教版八年级物理下册 第十一章 第4节 机械能及其转化（培优考点练）

第4节机械能及其转化

目录

题型分组练.......................................

题型01机械能及其转化...........................

题型02水能和风能的利用..........................................13

创新拓展练........................................................14

链接中考.........................................................19

新题速递..........................................................21

题型分组练

题型01机械能及其转化

1.关于机械能，下列说法正确的是（）

A.匀速上升的气球只具有重力势能

B.静止在水平桌面的物体机械能可能为零

C.动能为零的物体一定不具有机械能

D.机械能守恒的物体一定不受阻力作用

【答案】B

【详解】A.匀速上升的气球速度不为零，因此还具有动能，故A错误；

B.静止在水平桌面的物体，动能为零，若以桌面为重力势能零点，其机械能

为零，故B正确；

C.动能为零的物体可能具有势能（如静止在高处的物体），此时机械能等于

势能，不为零，故c错误；

D.物体的机械能守恒时，只有重力或弹力做功，但不一定只受重力，也可能

受到阻力和其他力，但其他力做功的代数和一定为零，故D错误。

故选B。

2.2024年11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，3

名航天员顺利“回家在返回舱减速下落的过程中，返回舱的（）

A.动能减少，机械能减少

B.动能不变，机械能不变

C.重力势能减小，机械能不变

D.重力势能不变，机械能减少

【答案】A

【详解】B.返回舱减速下落的过程中，返回舱的质量不变，速度变小，则动

能减少，故B不符合题意；

D.返回舱质量不变，高度减小，则重力势能减少，故D不符合题意；

AC.返回舱动能减少，重力势能减少，机械能等于动能与势能之和，则返回舱

机械能减少，故A符合题意，C不符合题意。

故选A。

3.加图所示，是《清明上河图》中荡秋千的场景。秋千从下向上荡的过程中

（空气阻力不可忽略），下列说法正确的是（)

A.人的机械能减小B.人的重力势能不变

C.人的动能增大D.人的重力势能主要转化为动能

【答案】A

【详解】A.秋千从下向上荡的过程中，由于空气阻力不可忽略，人需要克服

空气阻力做功，这会消耗一部分机械能，使其转叱为内能，因此人的总机械能

会减小，故A正确；

R.秋千从下向上荡的过程中，人的高度在增加。重力势能与质量利高度有

关，质量不变，高度增加，所以人的重力势能增大，故B错误；

C.秋千从下向上荡的过程中，速度在减小，到达最高点时速度为零。物体的

动能与它的质量和速度有关，质量不变，速度减小，所以人的动能减小，故C

错误；

D.秋千从下向上荡的过程中，是动能转化为重力势能。因为速度减小，动能

减小，高度增加，重力势能增加。而重力势能主要转化为动能是秋千从上向下

荡摆的过程，故D错误。

故选A。

4.如图所示的几种情景中，说法正确的是（）

发条带动钟表的齿轮和指针转动，弹性势能

转化为动能

B.小明脚踩滑板从高处滑下，速度越来越大，机械

能增大

C.荡秋千的人从低处向高处运动时，重力势能转化为

动能

~TTV)~TT1】一fJj1]

D.列车出站下坡过程中，动能转化

为重力势能

【答案】A

【详解】A.拧紧的发条发生了弹性形变，具有弹性势能，发条带动钟表的齿

轮和指针转动，弹性势能转化为动能，故A正确；

B.脚踩滑板从高处向下滑动的过程中，由于存在摩擦，机械能转化为内能，

故机械能是减小的，故B错误；

C.荡秋千的人从低处向高处运动时，质量不变，高度增加，重力势能变大，

速度减小，动能变小，动能转化为重力势能，故c错误；

D.列车出站下坡过程中，质量不变，高度减小，重力势能变小，速度变大，

动能变大，重力势能较化为动能，故D错误。

故选Ao

5.如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开

轨道，上升至最高点M又下落经过Q点，N位于尸、Q之间，0、尸、Q

处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是（）

M

OPQ

A.小球经过。、P两点时动能相等

B.小球到达最高点N时速度一定为零

C.小球到达的最高点N不可能高于M点

D.小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能

【答案】D

【详解】A.由于球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，在轨道上运动过程

中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，因此球到达。点的机械能

一定小于在。点的机械能，0、尸处在同一水平高度，球的重力势能相等，则

球在尸点的动能一定小于在。点的动能，故A错误；

B.球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，球在M点既有动能又有重力势

能，球上升至最高点N时，仍水平方向飞行，也既有动能又有重力势能，则在

N点的速度不为0,故B错误；

C.球在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，

球在N点的机械能一定小于在M点的机械能，但由于球在M、N点的动能大小

不确定，因此球在M、N两点的重力势能大小也不确定，即N点重力势能有可

能比M点重力势能大，则最高点N与M点对比，N点可能M高，故C错误；

D.忽略空气阻力，球从N点到。点机械能守恒，因此球在N点的机械能等于

。点的机械能，故D正确。

故选D。

6.小球竖直向上运动并落回地面的过程中，先后经过A、B两点。小球在这两

点的动能和重力势能如图所示，则小球在B点的（）

能量J

1.0-

0.8二____________日______

0.6-

0.4-----------------------------------------------------------「

0.2-

0A点动能A点重力势能R点动能R点重力势能

A.动能等于在A点的B.机械能大于在A点的

C.速度比在A点的大D.离地高度比在A点的高

【答案】C

【详解】AC.由图可知，小球在3点的动能大于A点的动能，动能大小跟物

体的质量和速度有关，小球的质量不变，所以小球在3点的速度大于八点速

度，故A不符合题意，C符合题意；

B.球在运动过程中没有发生弹性形变，所以机械能等于动能和重力势能之

和，由图知，球在A点动能和3点重力势能相等，A点的重力势能大于5点的

动能，所以A点的机械能大于B点的机械能，故B不符合题意；

D.A点的重力势能大于B点的重力势能，重力势能跟物体的质量和高度有

关，球的质量不变，所以球在A点的高度大于8点的高度，故D不符合题意。

故选C。

7.如图甲，是猎鹰重型火箭降落回收的过程，通过控制推力，沿竖直方向先从

A点减速运动到B点，再从B点匀速运动到C点，且A8=8C,如图乙。

忽略火箭质量的变化。则（）

A.火箭的机械能在AB段减小，8c段不变

B.火箭在8C段时，只有重力对火箭做了功

C.A区段重力做功的功率大于AC段

D.AB段火箭的重力势能转化为动能

【答案】C

【详解】AD.火箭在A8段做减速下降，质量不变，速度减小，动能减小，高

度减小，重力势能减小，机械能减小，故不是火箭的重力势能转化为动能。火

箭在段匀速下降，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能

减小，机械能减小。故AD不符合题意；

B.火箭在8c段时，重力和阻力均对火箭做了功，故B不符合题意；

C.由于=根据G=，曲知火箭在A3段重力做功等于火箭在8C段重力做

功，A8段做减速运动，速度越来越慢，火箭在8C段做匀速运动，所以48段的时

间要小于BC段的时间，根据公式P=?IV可知，4B段的功率大于BC段的功率，

故C符合题意。

故选C。

8.如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，橡皮筋一端系一个小石块，另一

端固定在A点，8点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C

点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，不计空气阻力，关于小

石块从4点到C点运动过程的说法，正确的是（）

A.从A点下落到8点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用

B.从8点下落到。点的过程中，小石块的动能先增大后减小

C.小石块过B点后，动能和重力势能都减少，橡皮筋的弹性势能增大

D.从A点下落到。点的过程中，小石块减少的重力势能全部转化为橡皮筋

的弹性势能

【答案】B

【详解】A.从A点下落到8点的过程中，橡皮筋没有发生形变，小石块只受

到重力的作用，故A错误；

BC.8点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，过B点后橡皮筋开

始伸长，拉力（即橡皮筋的弹力）逐渐增大；当拉力小于重力时，小石块仍做

加速运动；当拉力大于重力时，小石块减速下落；所以从B点下落到。点的过

程中，小石块的速度先增大后减小，动能先增大后变小，橡皮筋的形变程度逐

渐增大，弹性势能不断增大；小石块的高度减小，重力势能减少，故B正确，

C错误；

D.从A点下落到。点的过程中，小石块的重力势能减少，橡皮筋的弹性势能

增大，同时小石块在8到。过程中动能先增后减，所以，小石块减少的重力势

能不是全部转化为橡皮筋的弹性势能，还有一部分先转化为动能，最终动能也

转化为弹性势能。故D错误。

故选B。

9.如图所示的“反向蹦极”运动，弹性轻绳上端固定在O点，自然下垂时下瑞

位于C点，拉长后将下端固定在体验者身上，并与地面扣环相连。打开扣

环，人从A点由静止释放，向上运动过程中经3点时速度最大，最高能到

达。点。不计空气阻力，下列说法正确的是（）

B

次

人/扣环

A.到达。点时，若一切外力消失，人将竖直向下做匀速直线运动

B.到达。点时，人受到的重力小于弹性绳的弹力

C.由8到C,人的动能转化为重力势能，弹性绳的弹性势能不变

D.由A到C,弹性绳弹性势能的减小量大于人动能的增加量

【答案】D

【详解】A.人运动到最高点。时速度为零，若一切外力消失，他将保持静止

状态，故A错误；

B.到达C点时，弹性绳自然下垂，弹力为ON,人受到的重力大于弹性绳的弹

力,故B错误；

C.由〃到C,人的动能，弹性轻绳的弹性势能精化为人的重力势能，弹性绳

的弹性势能减少，故c错误；

D.由A到C,弹性绳的弹性势能减小，。点的速度大于A点的速度，人的动

能增加，同时人的重力势能也增加，根据能量守恒，弹性势能的减小量等于人

动能的增加量与人重力势能的增加量之和，所以弹性绳弹性势能的减小量大于

人动能的增加量，故D正确。

故选D。

10.2024年9月19日9时14分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载

火箭与远征一号上面级，成功发射第五十九颗、六十颗北斗导航卫星。如

图所示是北斗卫星随火箭加速上升与沿椭圆轨道绕地球运行时的情景。下

列说法正确的是（）

.近地点

A.运载火箭加速上升过程中，重力势能变大，动能不变，机械能变大

R.北斗卫星绕轨道运行时受到平衡力的作用

C.北斗卫星由远地点前往近地点时，机械能变大

D.北斗卫星由远地点前往近地点时，动能变大

【答案】D

【详解】A.运载火箭加速上升过程中，火箭的质量不变，速度增大，动能变

大，高度变大，重力势能变大；机械能等于动能与势能之和，故机械能变大，

故A错误；

B.北斗卫星绕轨道运行时，运动状态发生改变，受到非平衡力的作用，故B

错误；

CD.北斗卫星由远地点前往近地点时，质量不变，高度减小，重力势能变小，

速度变大，动能变大，机械能守恒，即机械能不变，故C错误，D正确。

故选D。

II.武汉•景区推出“窝囊版”蹦极，五•期间吸引很多游客纷纷打卡，其原理

是通过绳索调速系统，使游客跳下后能平稳缓慢降落。如图，游客从。点

自由下落较小的距离后，到达A点弹性绳自然伸直，A到3为第一缓冲

区，通过B点之后以不超过5km/h的速度匀速下降到达最低点C,若不计

空气阻力，下列说法正确的是（）

o

A

B

C

A.游客从。点到A点过程中，人减小的重力势能全部转化为动能

B.到达A点时，弹性绳的弹性势能最小，人的动能最大

C.游客从O点运动到3点过程中，机械能守恒

D.游客从3点到C点过程中，人的重力势能转化为动能和弹性势能

【答案】A

【详解】A.分析图可知：游客在0点具有重力势能，游客从O点到A点过程

中，若不计空气阻力，此过程中重力势能转化为动能，则人减小的重力势能全

部转化为动能，故A正确；

B.到达A点时，此时绳自然伸直，弹性绳的弹性势能为0,人具有重力势能和

动能，由于到达4点时，弹性绳自然伸直，弹性绳没有形变，弹性绳对人没有

拉力，人只受到重力，即人受到的合力向下，所以人的速度继续增大，故到达

A点时，人的动能不是最大，故B错误；

C.游客从。点到A点过程中，若不计空气阻力，此过程中重力势能转化为动

能，则人减小的重力势能全部转化为动能，A到B为第一缓冲区，过A点后绳

开始发生弹性形变，具有弹性势能，人的重力势能转化为人的动能和绳的弹性

势能，故游客从。点运动到B点时，机械能先不变后减小，故C错误；

D.游客通过〃点之后，以不超过5km/h的速度匀速下降到达最低点。，此时

游客的动能不变，则游客从8点到C点过程中，人的重力势能转化为绳的弹性

势能，故D错误。

故选A。

12.如图是一个光滑的轨道。某只小球从轨道的。点出发，由静止开始下滑，

小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到（）

£O二二二二区二二二孑c）_二二二

A.。点B.b点、C.c点D.d点、

【答案】C

【详解】本实验中，由于轨道是光滑的，没有摩擦力，所以小球的机械能守

恒，故小球从。点由静止释放，始终没有离开轨道，最远可以滚到与0点等高

的。点，因为4、。两点高度相同，故C符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

13.如图所示，AOB是光滑轨道，A点的高度”大于B点的高度〃，让小球从

A点由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻

力）。则下列说法正确的是（）

A.小球从A点到。点重力势能减小，机械能增大

B.小球离开3点后将做匀速直线运动

C.小球离开8点后运动轨迹可能如图中的虚线①

D.小球离开8点后运动轨迹可能如图中的虚线②

【答案】D

【详解】A.根据题意可知，小球从A点到。点的过程中，质量不变，速度增

大，高度减小，所以重力势能减小，动能变大，由于轨道光滑，不计空气阻

力，所以机械能不变，故A错误；

B.根据题意可知，小球离开8点后，所受的只有竖直向下的重力且不为0,因

此将做变速运动而并非匀速直线运动，故B错误；

C,虚线①的最高点与A点的高度相同，而在最高点时小球仍具有向右运动的速

度，则虚线①的机械能大于4点初始时的机械能，违反了小球的机械能守恒，

故C错误；

D.虚线②的最高点低于A点，在最高点时小球仍具有向右运动的速度，其总机

械能可能与A点初始时的机械能相等，满足小球的机械能守恒，故D正确。

故选D。

14.如图所示，在同一高度以大小相同的初速度％分别竖直向上和斜向上将同

一小球抛出，不计空气阻力，小球竖直向上、斜向上到达最高点时到水平

地面的高度分别为4和4,小球又下落到与抛出点等高度时的速度大小分

别为和匕，则（

A.%=%,\\=v2

C.匕=%V,>V,D.九>九，v,<V,

【答案】B

【详解】小球上升时，速度变小，高度变大，动能变小，重力势能变大，动能

转化为重力势能；两个完全相同的小球，在同一高度处以相同大小的初速度抛

出，它们的动能和重力势能相同，故两球抛出时的机械能相同，忽略空气阻

力，两球机械能守恒，两球抛出后上升到最高点时，竖直向上的小球在最高点

时速度为0,动能全部转化为重力势能，斜向上的小球运动到最高点时，速度

不为0,动能没有全部转化为重力势能，因此两球抛出后上升到最高点时竖直

向上的小球的重力势能大于斜向上的小球的重力势能，则最高点到地面的高度

小球乂下落到与抛出点等高度时，重力势能相同，不计空气阻力，机械

能不变，则动能相同，所以速度也相同，即匕=为。故B符合题意，ACD不符

合题意。

故选Bo

15.图甲中过山车从点出发，先后经过B、。、D、E点。图乙是过山车在

B、C、。、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在

点最大，在这个过程中，过山车的机械能是（选填"变化”或“不

变“）的。

‘'能1—1动能

口重力势能

白卜止・-dl」__.

OBCDE位置

甲乙

【答案】C变化

【详解】口］［2］由图乙可知，过山车在C点时的动能最大，从3点到七点，过

山车的总机械能（动能与重力势能之和）在不断减小。这说明在过山车的运动

过程中，有部分机械能因为克服空气阻力和轨道摩擦力而转化为其他形式的

能，导致总机械能不守恒。因此，过山车的机械能是变化的。

16.蹦床运动有“空中芭蕾”之称，深受观众的喜爱。在2024年巴黎奥运会蹦床

项目中，中国选手王梓赛、严浪宇分获银铜两枚奖牌。比赛时，运动员从

蹦床反弹起来一定高度后，再完成空翻转体等技巧。如图所示，运动员从

。处由静止开始下落到最低点C期间运动员用腿向下用力蹬蹦床，不考虑

空气阻力及碰撞过程中能量损耗，他能反弹至比原先更高的位置。

QyO：运动员静止下落处

&A：蹦床原位置

iB：蹦床对运动员的弹力与运动员的重力大

7二…为；力二二、：小相等处

C：运动员运动的最低点

（1）运动员从。点下落至A点过程中，运动员的机械能（选填“守恒”

或“不守恒”）；

（2）运动员下落至（选填“，"8”或“「）点时其动能达到最大值；

（3）某次运动员下落至A点时的动能大小为用）,后反弹至比原先更高的位置，在

反弹过程中向上经过A点时的动能大小为£,请比较1E（选

填“大于”、“小于”或“等于。

【答案】⑴守恒

⑵B

（3）小于

【详解】（1）运动员从。到A的过程中，只受重力，蹦床还未发生形变，无

弹力，不考虑空气阻力，只有重力做功，因此动能和重力势能相互转化，机械

能总量不变，也就是机械能守恒。

（2）动能的大小与速度有关，速度最大时动能最大。从。到A：只受重力，加

速下落，速度增大；4到&蹦床开始有弹力，但弹力小于重力，合力向下，

仍加速下落；到3点时：弹力等于重力，合力为（），速度达到最大；B到C

弹力大于重力，合力向上，运动员减速下落，速度减小。因此，3点时速度最

大，动能最大。

（3）运动员反弹至“比原先更高的位置“，说明反弹过程中运动员对蹦床用力，

将体内化学能转化为机械能，使得反弹时的机械能总量更大。下落至A点时，

机械能是初始的重力势能转化而来；反弹经过A点时，重力势能与下落至A点

时相同，但机械能总量更大，因此动能心小于巴。

17.（1）如图甲所示，在一光滑水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一

金属小球，。点是弹簧保持原长时小球的位置，小球从A位置释放后运动

到8位置，则小球从A位置运动到。位置过程中为（选填“加

速减速''或"匀速”）直线运动，小球在整个运动过程中，动能最大点位于一

（选填或“。”）点。

⑵如图乙所示是一种神奇的“魔罐”，其制作方法是：橡皮筋两头分别固定在罐

子的顶部和底部，在橡皮筋的中间系一个钩码。当你用力将“魔罐”在水平

地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是能转化为能；如图

丙所示，是小明制作的“会跳的卡片”，用手把它平压在桌面上，使橡皮筋

伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来。图中，A为外表面，8为内表

面，实验时应把______（A/8）面紧贴桌面。

【答案】（1）加速0

⑵弹性势动B

【详解】（1）[1]小球从A位置运动到。位置过程中，弹簧的弹性势能转化为

小球的动能，小球速度不断增大，所以是加速直线运动。

⑵小球在。点时，弹簧恢复原长，此时动能最大，因为小球从A到0受弹力

作用动能一直增加，从。到8小球受弹簧的弹力而减速运动，动能减小，所以

动能最大点位于0点。

(2)魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化

为橡皮筋的弹性势能；当罐子停止滚动时，橡皮筋的弹性势能最大，魔罐开始

向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性

势能转化为动能。

⑶由图可知，”会跳的卡片”是利用橡皮筋的弹性势能跳起来的，只有把橡皮筋

拉开才会有弹性势能，所以要把卡片B面按平后放在水平面上然后松开，松开

后，橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能，所以卡片能跳起来。

18.如图所示，小球在无摩擦轨道的A点由静止滚下(忽略空气阻力)。经过

B点和。点时，小球的动能、重力势能如表所示，A和E、B和。、。和G

分别等高,则：

(1)小球从A点运动到C点的过程中，能转化为能。

(2)小球经过。点时，动能为o

⑶小球能否运动到G点？若能，请判断：小球在该点的机械能为多少。若不

能，小球运动到右边的最高点在哪里(选填“。处”、处”、"尸处”、“DE

之间”或“所之间”)?O

位置动能〃重力势能〃

B24

C60

【答案】(1)重力势动

(2)2

⑶不能运动到G点，小球运动到右边的最高点E处

【详解】(1)小球从A点到C点的运动过程中，位置降低，速度变大,

重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。

（2）由表中的数据可知，小球在8、。两点的重力势能相同，轨道没有摩擦，

忽略空气阻力，小球的机械能守恒，8和。高度相等，重力势能相等，8位置

的重力势能是4J,。点的重力势能是4J,8和。点的机械能相等，。点的动能

与3点的动能也相等，小球经过。点时，动能为2J。

（3）小球在A点只有重力势能，小球的机械能守恒，A点的机械能是6J,A

和七高度相等，重力势能相等，所以小球在E点动能为零，速度为零，E点的

机械能是6J,则小球运动的最高点是七点，不能向上运动到尸点，所以不能运

动到G点。

题型02水能和风能的利用

19.抽水蓄能电站是一种既能抽水蓄能，又能放水发电的多功能水电站，也被

称为“超级充电宝”，为我国推动绿色低碳发展提供条件。下列说法正确的

是（）

A.水电站的上下水位落差越大，水库中储水的重力势能就越大

B.水电站发电时，将电能转化为水的机械能

C.水电站可以在电力负荷低谷时抽水蓄能

D.水电站可以在电力负荷高峰时抽水蓄能

【答案】C

【详解】A.重力势能的影响因素是质量和高度，因此水电站的上下水位落差

越大，高度大，但水库中储水的重力势能不能判断，还应考虑质量，故A错

误；

B.水电站发电时，消耗了机械能，产生了电能，因此是将机械能转化为电

能，故B错误；

CD.水电站可以在电力负荷低谷时，利用电能抽水蓄能，在电力负荷高峰时，

放水发电，将机械能转化为电能，故C正确，D错误。

故选C。

20.如图是水电站剖面图。其工作原理是：水从上游流下时带动水轮发电机转

动，水的能转化为能。一定质量的水，上、下游

水位差越__________，能发出的电越多。

【答案】机械电大

【详解】水从上游流下时具有机械能，水带动水轮发电机转动，水的机械

能减小，水电站发电，为电路中提供电能，因此水的机械能转化为电能。

[3]一定质量的水，上、下游水位差越大，水的重力势能越大，机械能越大，能

转化为的电能越多，能发出的电越多。

创新拓展练

21.如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，右0时刻，将一金属小球

从弹簧正上方某一高度处由静止释放。小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低

点（形变在弹性限度内），然后乂被弹起离开弹簧，上升到最大高度后又

下落，如此反复……不计空气阻力。通过安装在弹簧下端的压力传感器，

可测出该过程中弹簧弹力/随时间/变化的图象如图所示，则（）

B.072这段时间内，小球的动能在逐渐减小

C.『273这段时间内，小球的机械能逐渐增大

D.在f2时刻，小球的动能最大

【答案】c

【详解】A.由图看出，弹簧的弹力”在变化，说明在运动过程中弹簧的弹性

势能在变化，而小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球的机械能不守恒，

故A不符合题意；

B.乙~，2这段时间内，小球向下运动，弹簧的弹力先小于重力，后大于重力,

小球的合力先向下后向上，小球先加速后减速，所以小球的动能先增加后减

小，故B不符合题意；

C.『2这段时间内，小球向上运动，弹簧的弹性势能逐渐减小，弹簧的弹性

势能转化为小球的动能和重力势能，小球的动能与重力势能之和逐渐增大，即

机械能逐渐增大，故C符合题意；

D.4这段时间内，小球向上运动，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，

小球的合力先向上后向下，小球先加速后减速，当弹力等于重力时速度最大，

所以〃时间内某时刻速度最大，动能最大，故D不符合题意。

故选Co

22.如图甲所示，在垂直升降电梯的轿厢天花板上固定一轻质弹簧，弹簧的另

一端连接木块1,木块2与木块1完全相同。某一过程中，轿厢的火，图像

和弹簧的心图像分别如图乙、丙所示（弹簧长度/变化时的快慢情况为近

似处理），则下列判断正确的是（）

A.。〜G时间内，轿厢处于下降过程中

B.时间内，木块1所受弹簧拉力大小大于其重力大小

C.时间内，木块2的机械能保持不变

D.。~4时间内，弹簧的弹性势能先增大后减小

【答案】D

【详解】AB.由图乙可知，时间内，轿厢做匀速直线运动，则木块1也做

匀速直线运动，根据二力平衡，所受弹簧拉力等于其重力大小，此时弹簧长度

为；。~4时间内，轿厢做加速直线运动，弹簧长度大于，则木块1所受弹簧拉

力大于其重力大小，则轿厢向上做加速直线运动；，2时间内，轿厢做减速直

线运动，弹簧长度小于，则木块1所受弹簧拉力小于其重力大小，则轿厢向上

做减速直线运动。所以。时间内，轿厢处于上升过程中。故AB错误；

c.乙~，2时间内，木块2随轿厢一起向上做匀速直线运动，质量不变，速度不

变，则动能不变，高度增加，则重力势能变大，所以木块2的机械能变大，故

C错误；

D.由图内可知，。~工时间内，弹簧的长度先增大后减小，所以弹簧的弹性势

能先增大后减小，故D正确。

故选D。

23.某小球被水平抛出后，其部分运动轨迹如图甲所示，其中位置①和③离地

高度相等，小球在运动过程中经过M、N两点，动能和重力势能的参数如

图乙所示，则N点的重力势能有J,若M、N两点分别为图中“①，

“②”或“③”点中的两点，则M点应该是这3个点中的

(①/②/③)，小球在点①的动能应大于Jo

才血合匕％*iffh才it台匕

水平地面M点N点

甲乙

【答案】300/3X102③260

【详解】［1］由N点参数图可知，N点的重力势能占比为60%,动能占比为

40%,且N点的动能为200J,所以N点的重力势能4^=^x2001=30(11

⑵M点重力势能为240J,小于N点重力势能，所以M点比N点低，①③高度

相同，②较高，所以②是N点。M点的重力势能占比为75%,动能占比为

25%,所以M点的动能为纭“==7X240J=80J

/J/Q

可知M点动能小于N点重力势能，所以M点机械能小于N点机械能。由于小

球在运动过程中受到空气阻力以及碰撞过程中有能量损失，所以机械能逐渐减

小，故M点是③。

⑶小球在①点的高度与③相同，所以重力势能相同，为昂I=24()J,小球在②处

的机械能为E=2(X)J+3(X)J=5(X)J

由于运动过程中小球的机械能在减小，所以小球在①处的机械能大于②处的机

械能，即240J+&>500J

解得%>260J,即小球在点①的动能应大J-260J,

24.如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆

上，。是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c

是小球到达最右端的位置。则小球从。运动到c的过程中，小球的速度的

变化为（选填“一直变大”、“先变大再变小'’或"先变大再不

变”），在_（选填%"、“〃”或%”）位置机械能最大；从〃到C的过程

中，小球的动能转化为弹簧的0

abc

moQ-------------------

I]

【答案】先变大再变小b弹性势能

【详解】由题意可知，不计摩擦时，小球从。运动到8的过程中，弹簧的

弹性势能转化为小球的动能到达b点时、弹簧恢复原状，其弹性势能转化为小

球的动能，此时小球的速度最大，再从人运动到c•时，弹簧被拉伸，小球的动

能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能会变小，速度减小。因此，小

球从。运动到c的过程中，小球的速度的变化为先变大再变小，在8点时小球

的机械能最大。

⑶从人运动到c时，弹簧被拉伸，小球速度减小，小球的动能转化为弹簧的弹

性势能。

25.如图甲所示，是全红婵在巴黎奥运会l（）m跳台跳水决赛的场景。运动过程

轨迹可简化为乙图。从跳台。点起跳，到达最高点A点后，下落到8点入

水，整个过程不计空气阻力。全红婵运动过程中动能耳随着离水面高度介

变化的图像如丙所示。分析图像可知：全红婵能达到的最大高度距离水面

为m,从跳台。点跳起时的动能是J,。到8的整个过程

中，重力做功Jo

甲

【答案】11

【解析】【小题1】川由于不计空气阻力，其运动从点的过程中机械能守

恒，O必时，动能转化为重力势能，动能减小，重力势能增大，在A点时处于

最高点，速度为零，动能为零，重力势能最大，A〜B时，重力势能转化为动

能，动能增大，在B点时动能最大，由图丙可知，最大动能线I=4400J。设A

点距水面距离为％,全红婵重力为G,根据卬=人可得，A〜B时，，重力做功

因为机械能守恒，所以G%=4400J。当％=5m时，动能%=2400儿同

理有G/卜=GA,+线2=24C0J+5mxG=4400J

解得G=400N,%=1描。

⑵[3]0到3的整个过程中，整体下降高度〃=10m,所以重力做功

=G//=400Nxl0m=4xl0,J

在O点时为1械能G〃+&3=4400J

所以0点时的动能线3=440（）J-G/Z=4400J-4000J=4（X）J

26.小明利用小球做了下面几个实验：

（1）把小球抛向空中，忽略空气阻力，下图中哪一图线能正确反映球离手后至落

回地面前机械能（E）与小球离地高度（％）的关系（）

（2）小明一次将小球竖直向上抛出，小球在运动到最高点时，动能（选填

“大于”、“等于"、“小于”，下同）零；小明一次将小球斜向上抛出，小球

在运动到最高点时，动能—零。

（3）小明将小球放置在弹簧上方一定高度处由静止开始下落，从。处开始接触弹

簧，压缩至c•处时弹簧最短，。处是ac中间的一位置，在小球在点

速度为零。（选填4、b、c）o

O卜

【答案】⑴A

⑵等于大于

⑶c

【详解】（1）忽略空气阻力时，小球的机械能守恒，即机械能（动能与势能之

和）保持不变，与小球离地高度无关。

结论：所以机械能E随高度力的变化是一条水平直线，故选A。

（2）[1]小球竖直向上抛出，运动到最高点时，速度为（），速度为（）时，动能为

0,所以动能等于零。

⑵小球斜向上抛出，运动到最高点时，在水平方向上仍有速度，速度不为0,

所以动能大于零。

（3）球在下落过程中，接触弹簧后，弹簧的弹力逐渐增大，当弹力大于重力

时，小球做减速运动，直到速度为0。

小球从。处开始接触弹簧，压缩至。处时弹簧最短，此时小球的速度为0,所

以在c点速度为零。

27.阅读短文，回答问题。

动能和重力势能

在生活中，动能和势能是常见的能量形式，其中势能包含重力势能、弹性

势能等，它们之间的转化或单独存在的现象无处不在。其中动能和重力势能是

物理学中两种重要的能量形式，二者既相互区别又存在密切联系，以下是关于

它们的详细介绍：物体由于运动而具有的能量叫动能，用符号"以”表示，公

式：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能，用符号“方表示，

属于物体和地球组成的系统，公式：Ep=mgho不计空气阻力，只有重力做功

时，动能和重力势能相互转化，机械能（E=Ek+EC的总量保持不变，机械能

守恒。

(1)如图甲是小明掷实心球离手后在空中的运动轨迹，不计空气阻力，实心球动

能及随时间，变化的大致图像如图乙中;实心球机械能七随时间

f变化的大致图像如图乙中;

⑵如图丙所示，掷铅球是田径运动中的投掷项目，投出的铅球在空中飞行，它

在整个运动过程中的动能及与距离地面的高度h的关系如图所示。不计空

气阻力，由图可知：^=10N/kgo

①铅球在最高点时的机械能为J;

②铅球的质量为kg；

③当铅球在下落离地面高度力为2m时，铅球的动能为J,此时铅球的

速度为m/so

【答案】⑴BA

(2)280420010

【详解】(1)[1]实心球离手后在上升的过程中，速度越来越小，动能越来越

小，到达最高点，速度最小，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。

所以动能是先减小后增大，故B符合题意。

⑵实心球离手后在空中的运动时，不计空气阻力，只有■重力做功，动能和重力

势能相互转化，机械能的总量保持不变，即机械能守恒，故A符合题意。

(2)①⑴投出的铅球高手后在上升的过程中，速度越来越小，动能越来越

小，到达最高点时，速度最小，动能最小，下落的过程中，速度越来越大，动

能越来越大。所以动能是先减小后增大，由丁图可知，铅球离手后上升到最高

点时，动能转化为重力势能，即减少的动能转化为重力势能，则在最高点时铅

球的重力势能昂=△4=280J-180J=100J

则铅球在最高点时的机械能E=E/Ep=l80J+l(X)J=280J

②⑵当铅球到达最高点时，离地面的高度/?=2.5m

铅球的质：।：&=----幽----=4依

I"吓gh10N/^x2.5m

③⑶[4]铅球在整个运动过程中，不计空气阻力，则机械能守恒，保持不变，则

当铅球在下落离地面高度〃为2m时，机械能为280J,此时铅球重力势能

,

Ep=mgh=4kgx1ON/kgx2m=80J

此时铅球动能耳=七一瓦=28OJ-8OJ=200J

根据而可得，此时铅球的速度八杵==10m/s

链接中考

28.（2025•山东滨州•中考真题）伽利略在进行落体运动实验时，发现在〃高度

处沿光滑斜面释放一个小球，它必将会运动到对面一个光滑斜面的同样高

度上，无论路线有多长。随着对面斜面倾斜程度的减小，小球就会运动得

越来越远。实验过程中，当小球运动到如图所示的A、3、C三个位置时，

机械能最大的是（：）

尸产•.................---------A-------

A.A点B.B点、C.C点D.一样大

【答案】D

【详解】己知斜面均是光滑的，即小球不受阻力作用，小球在运动过程中只有

动能和重力势能的相互转化，所以小球的机械能是守恒的，实验过程中，当小

球运动到如图所示的4、B、C三个位置时，机械能一样大。故D符合题意，

ABC不符合题意。

故选D。

29.（2025・山东济南・中考真题）科技赋能正深刻改变着传统农业的生产方式，

大大减轻了农民的负担，提高了生产效率。如图所示，一架无人机正在进

行农药喷洒作业，随着农药的减少，下列情形中无人机（包括水箱和箱中

农药）的机械能正能保持不变的是（）

A.水平向前匀速飞行B.竖直向下匀速飞行

C.斜向上匀速飞行D.斜向下匀速飞行

【答案】C

【详解】无人机正在进行农药喷洒作业，随着农药的减少，质量减小，而做匀

速运动时，其动能减小。要机械能不变，则必须增大重力势能，而质量减小，

则高度必须增大，才有可能增大重力势能，因而斜向上匀速飞行时，机械能可

能保持不变。故c符合题意，ABD不符合题意。

故选C。

3（）.（2025•山东潍坊・中考真题）运动员郑钦文在巴黎奥运会上为我国赢得了首

枚奥运网球单打项目金牌。某次发球，她在点将球击出，击球后网球运动

的频闪照片如图所示，球触地弹起后运动的最高点为，触地过程中有一部

分机械能转化成了内能，点与点等高，则（）

®Q

®o0%

°o

A.网球在点的动能为零

B.网球在点的机械能等于在点的机械能

C.网球在点的动能大于在点的动能

D.网球由点运动到点，减小的重力势能全部转化为动能

【答案】C

【详解】A.网球在。点被击出时，已经具有了向前运动的速度，而动能的大

小与物体的质量和速度有关，速度不为零则动能不为零，所以网球在。点的动

能不为零，故A不符合题意；

B.题目中提到网球触地过程中有一部分机械能转化成了内能，这意味着机械

能会有损失。b点在网球触地前，c点在网球触地弹起后，由于触地时机械能减

少，且b点与。点等高，则重力势能相同，由于6点的机械能等于动能与重力

势能之和，则方点的机械能大于c点的机械能，敌B不符合题意；

C.b点与c点等高，根据重力势能的影响因素质量和高度，可知网球在〃点和

c点的重力势能相等。又因为触地过程中机械能有损失，所以〃点的机械能大

于C点的机械能。根据机械能等于动能与重力势能之和，重力势能相等时，机

械能大的动能也大，因此网球在匕点的动能大于在C点的动能，故c符合题

意；

D.网球由。点运动到c点的过程中，首先从。点到触地点，重力势能部分转

化为动能，但同时会克服空气阻力做功，有一部分机械能转化为内能；触地

时，又有一部分机械能转化为内能；触地弹起后到c点，动能部分转化为重力

势能，同样会克服空气阻力损失部分机械能，所以减小的重力势能并没有全部

转化为动能，故D不符合题意。

故选C。

31.（2025•江苏镇江・中考真题）如图所示，一起重机从。处由静止开始竖直向

上吊起一重物，吊起过程中吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，重物

向上分别经过从c两处且"段与儿段距离相同，不考虑空气阻力，在重

物上升过程中，下列说法正确的是（）

A.重物可能先加速再减速

B.拉力在ab段对重物所做的功大于在be段对重物所做的功

C.重物经过ab段所用的时间等于经过be段所用的时间

D.重物的动能转化为重力势能

【答案】B

【详解】A.重物一开始静止，速度为零，然后由于拉力大于重力，重物运动

状态改变，开始上升，速度由零变为不为零，此过程中速度变大，吊起过程中

吊绳对重物的拉力与重物的速度成反比，所以拉力减小；当拉力等于重力时，

物体受力平衡，做匀速直线运动，速度不再改变，则拉力不再改变。所以整个

过程中重物先加速后匀速，拉力先变小后不变，故A错误；

B.拉力先变小后不变，"段与be段距离相同，根据卬=八，拉力在ab段对

重物所做的功大于在税段对重物所做的功，故B正确；

C.整个过程中重物先加速后匀速，〃。段与区段距离相同，根据“士可知重物

V

经过ab段所用的时间大于经过儿段所用的时间，故C错误；

D.整个过程中重物先加速后匀速，质量不变，则动能先增大后不变，高度不

断增大，则重力势能不断变大，所以并非是重物的动能转化为重力势能，故D

错误。

故选B。

新题快递

32.（2025・湖北武汉•模拟预测）2024年11月4日，我国神舟十八号载人飞船

返回舱进入大气层后，关闭发动机后先加速下降一段距离，再打开降藩伞

减速下降，在距离地面约1m时反推发动机点火缓冲，在东风着陆场成功

着陆，如图所示。关于返回舱降落的过程，下列说法正确的是（）

A.加速下降阶段，返回舱的机械能变小

B.减速下降阶段，返回舱的重力势能转化为动能

C.点火缓冲阶段，返回舱的重力势能不变

D.点火缓冲阶段，返回舱的动能增加

【答案】A

【详解】A.加速下降阶段，返回舱的速度增大，动能增大，高度降低，重力

势能减小。由于返回舱与大气层摩擦生热，部分机械能转化为内能，所以机械

能变小，故A正确；

B.减速下降阶段，返回舱的速度减小，动能减小，高度降低，重力势能减

小，是机械能转化为内能，而不是重力势能转化为动能，故B错误；

C.点火缓冲阶段，返回舱的高度降低，质量不变，重力势能减小，故C错

误；

D.点火缓冲阶段，返回舱的速度减小，质量不变，动能减小，故D错误。

故选Ao

33.（2025・安徽•二模）如图所示，小球沿轨道由静止从A处出发，经8、。处

运动到。处的过程中，忽略所有阻力及摩擦力，且小球在C处的高度高于

。处。下列说法正确的是（）

A