第28讲 机械能及其转化（原卷版）

专题五功和机械能

第，8讲机械能及其转化

学新课标对课节知识点要求

知道机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。

学课节知识点

知识点1.机械能

(1)定义：动能和势能统称为机械能。

(2)单位：J

(3)影响机械能大小的因素：①动能的大小；②重力势能的大小；③弹性势能的大小。

知识点2.动能和势能的转化

1.在•定的条件下，动能和势能可以互相转化。

2.动能和重力势能间的转化规律

①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；

②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。

3.动能与弹性势能间的转化规律

①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；

②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。

知识点3.机械能守恒定律(拓展)

物体只受到重力作用时，动能和重力势能在转化过程中，机械能的总和不变，即，机械能守恒。

注意：对机械能守恒定律的理解时，这里的机械能的总和不变，就是指物体在状态I时的动能和重力势能

之和，等于物体运动到状态2时的动能和重力势能之和。也就是状态1时的机械能等于状态2时的机械能。

讲课节知识点的例题解析

类型1.机械能定义类问题

【例题1】(2022广西百色)北京时间2022年6月5日10时44分，神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射

中心成功发射。关于飞船在离地加速升空过程中能量的变化，下列说法正确的是()

A.动能增大，势能增大，机械能增大

B.动能增大，势能不变，机械能增大

C.动能增大，势能减小，机械能不变

D.动能减小，势能增大，机械能不变

类型2.动能和势能的转化问题

【例题2】（2022黑龙江牡丹江）如图所示的情景中，属于动能转化为重力势能的是（）

A.热气球匀速下降B.拉弓射箭C,渔网散开落下D.滑板车滑上坡顶

类型3.机械能守恒定律（拓展）问题

【例题3】（2022四川乐山）2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛，17岁中国小将苏翊鸣摘得金牌,

成为冬奥历史上该项目最年轻金牌获得者。比赛场地简化如图所示，AC为助滑道，4为AC的最低点。

运动员某次从4点由静止开始下滑到达8点的过程中（不考虑一切阻力），重力势能转化能，机械

体现课节知识点的达标训练

1.（2022湖南益阳）2021年7月3。日，中国湖床运动员朱雪莹和刘灵玲包揽了东京奥运会女子蹦床金银牌,

为国争了光。比赛中朱雪莹先被蹦床弹起上升到最高点，之后从最高点下落直至将蹦床压缩到最低点。在

此过程中，有关朱雪莹机械能变化的说法正确的是（）

A.在空中上升过程中，她的动能转化为重力势能

B.在最高点她的动能最大

C.下落到将与床面接触时，她的动能为零

D.糊床被压缩到最低点时、她的重力势能最大

2.（2022湖南邵阳）2022年4月：6日，摘星妈妈王亚平和航天员耀志刚、叶光富三人乘坐神舟十三号返回

舱成功返回地球。下列关于返回舱进入大气层后的有关说法错误的是（）

A.返回舱下落过程中，动能转化为重力势能

B.返回舱加下落过程中其动能增大

C.返回舱下落过程中与大气摩擦，外表面温度升高，其内能增加

D.返回舱下落过程中，航天员相对地球是运动的

3.（2022海南）2022年4月16H,神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返网舱在减速下降

过程中（）

A.动能增加B.重力势能增加C.机械能增加D.机械能减少

4.（2022河北省）2022年5月14日，一•架国产C919大飞机（如图所示）从浦东机场起飞，经过3个多小

时的飞行后安全降落，这标志着艮］将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是（）

A.S机在升空过程中，£行员的重力势能逐渐增大

B.K机从起飞到安全降落的整个过程中，£行员的动能一直保持不变

C.飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变

D.飞机降落后，在水平道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能

5.（2022湖北天门）苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌，如图所示为运动员

在空中运动的轨迹，图中。、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是（）

打\

A.运动员从。处到b处重力势能转化为动能

B.运动员在〃处和。处的重力势能相等

C.运动员在人处时的机械能最大

D.运动员从〃处到4处速度逐渐减小

6.（2022湖北荆州）打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次疔篮球过程中，篮球的部分运动轨迹如图所

示。下列说法正确的是（）

心、

A.篮球经过相同高度的8、C两点时，机械能相等

B.篮球第一次反弹后到达最高点。时，动能为0

C.篮球经过月、七两点时，动能可能相等

D,篮球在整个过程中机械能守恒

7.（2022广西北部湾）2022年5月31日，我国自主研制的大型两栖飞机——“鳏龙”AG600在广东珠海首飞

成功。返航时，飞机在减速下降过程中（）

A.动能增大，重力势能减小

B.动能减小，机械能不变

C.动能增大，重力势能增大

D.动能减小，机械能减小

8.（2022北京）图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一

段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是（）

A.返回舱的动能不变B.返回舱的重力势能不变

C.返回舱的机械能不变D.返回舱所受重力不做功

9.（2022深圳）2022年6月5日10时44分，搭载神州十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒

泉卫星发射中心点火发射。以下说法正确的是（）

A.火箭发射前内能为零B.火箭的燃料热值大

C.火箭燃料的化学能全部转化为机械能D.加速升空过程中火箭的机械能增大

10.（2022安徽）如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为3l的奥运五环缓缓升起。若将升起过程

看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（）

A.重力势能不变B.动能增大

C.机械能不变D.机械能增大

11.（2022山东蒲泽）2022年4月16口神舟十三号飞船返回舱在东风着陆场平安落地，标志着我国空间站

关键技术验证阶段的最后一次飞行任务结束。在返回舱减速下落的过程中（）

A.动能减少，重力势能不变B.动能不变，重力势能减少

C.机械能不变D.机械能减少

12.（2022山东烟台）如图所示，用绳子把一块橡皮悬挂起来把橡皮贴近自己的鼻子稳定后松手，头保持

不动，橡皮向前摆去又摆回来，不会碰到鼻子。下列说法正确的是（）

A.橡皮在摆动的过程中机械能保持不变

B.橡皮摆动到最低点时动能最小

C.橡皮在下降过程中，重力势能转化为动能

D.橡皮在上升过程中，重力势能转化为动能

13.（2022凉山州）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小球，另一端固定在

A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置.，。点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点,

不考虑空气阻力，关于小球从A点到C点运动过程的说法，正确的是（）

A

:工

A.小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能

B.小球从A点下落到8点的过程中，受到重力和弹力的作用

C.小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小

D.小球在8点时受到平衡力作用

14.（2022四川南充）掷实心球是南充中考体育项目之一，如图所示是某同学掷出的实心球的运动轨迹，O

点是实心球刚离开手的位置，A点是实心球运动到最高点的位置，3点是实心球落地前瞬间的位置，不计空

气阻力，下列说法正确的是（）

A.实心球离开手后受到重力和惯性力的作用

B.实心球在最高点A时处于平衡状态

C.实心球从O运动到B的动能先减小后增大

D.实心球在。点的机械能大于在B点的机械能

15.（2022四川自贡）在2022年北京冬奥会自由式滑雪比赛中，我国运动员谷爱凌获得冠军，她在雪道上

自由下滑的过程中，如果不计雪道阻力和空气阻力，下列说法中正确的是（）

A.动能不变，重力势能不变，机械能不变

B.动能增大,重力势能增大，机械能不变

C.动能增大,重力势能减少，机械能不变

D.动能减少，重力势能减少，机械能减少

16.（2022辽宁盘锦）在北京冬奥会自由式滑雪空中技巧女子个人项目决赛中，辽宁运动员徐梦桃勇夺冠

军。如图所示，在她滑行过程中，下列说法正确的是（）

A.4点时不具有机械能

B.从4点滑行到C点的过程中重力不断变大

C.滑雪板底面比较光滑是为了增大滑行时与雪面的摩擦

D.在B点的速度大于与它高度相同的。点的速度

17.（2022山东泰安）如图所示，物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试

时将重20N的物体A固定在无人机上，并控制无人机完成以3m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2m/s

的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下

列说法中（）

①匀速上升阶段，物体A相对于地面是运动的

②匀速上升阶段，物体A的机械能不变

③匀速下降阶段，物体A的重力势能转化为动能

④物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能

A.只有①③正确B.只有②④正确

C.只有①④正确D.只有①②③正确

加图所示，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（）

甲

%

-

p

I

Q

—

^1/77777777777777777/

A.着地瞬间，两球的动能不相等B.甲球在P点和Q点的机械能不相等

C.释放瞬间，两球的重力势能不相等D.从释放到着地，跳球所受重力做的功相等

19.如图所示，质量•定的木块放在由同种材料制成的粗糙程度均匀的水平桌面上。木块在水平拉力F作用

下从A点由静止开始运动，运动得越来越快：当木块到达B点时，撤去拉力F,木块持续滑动，运动得越

来越慢，最后停在C点。下说法中正确的是（）

I丁BI

Z^//ZZZZ//ZZ//ZZ/Z/Z/ZZZ/Z/Z///Z/Z/Z/

A.木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力

B.木块在BC段运动得越来越慢，是由于木块受到的摩擦力越来越大

C.木块在BC段运动得越来越慢，是由于木块的机械能转化为内能，机械能逐渐减小

D.木块在AB段运动得越来越快，木块的机械能越来越大，机械能没有转化为内能

20.如图所示，〃、。为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计

空气阻力），下列说法中正确的是（）

A.。图线是重力势能一高度关系图线

B.〃图线是动能——高度关系图线

C.小石块在各点时的机械能均为2J

D.小石块达到的高度可大于4m

21.如图所示，将小球压入水中，在。处静止释放，小球始终沿直线向上运动，跃出水面后最高到达空中c

处，小球在b处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由。到c的运动过程（水和空气的阻力不可忽略），

下列说法正确的是（）

c

6

a

A.小球在c处受力平衡B.小球在。处释放瞬间受力不平衡

C.由〃运动到儿小球的机械能增加D.由人运动到c,小球的机械能守恒

22.水上蹦床是一种水上娱乐项目，游客站在上面可以自由蹦跳（如图）。对于蹦床运动的分析，下列说

法错误的是（）

A.游客每次蹦跳一定到达同一最高点，因为能量是守恒的

B.游客接触蹦床向下运动到最低点时，蹦床的弹性势能最大

C.游客窝开蹦床向上运动过程中，他的动能减小，重力势能增大

D.游客想弹得更高，就要在蹦床.上发力，此过程将消耗游客体能

23.如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，/=0时刻，将一重为G的金属小球从弹簧正上方某一高度

处静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后被弹簧弹起，上升到一定高度后再下落，如此反复:,

通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力”随时间/变化的图象如图乙所示，则（）

B.L时刻小球的重力势能最大

c.时刻小球的机械能等于乙时刻小球的机械能

D.从开始下落到第一次到达最低点，小球内能的增加量小于这两个时刻小球机械能的减少量

24.如图，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定。右端连接一金属小球，0点是弹簧保持原长时小球的

位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO=OB）。小球从

A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（）

AOB

A.小球的动能不断增加

B.弹簧的弹性势能不断减少

C.小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等

D.在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变

25.如图所示，单摆中的小球在ABC间不停地往发运动，如果不考虑阻力的影响，以下说法错误的是（）

A.小球在A、C处的势能最大

B.小球在B处只受重力作用

C.小球由A到B过程中，重力势能转化为动能

D.小球运动到C处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止

26.撑竿跳高是一项对压竿和起跳技术要求很高的体育运动。如图所示是运动员在一次比赛中的情景，从

竿处于最大弹性形变到运动员松开竿的过程中（不考虑空气阻力）（）

A.竿的弹性势能增大，运动员的机械能减小

B.竿的弹性势能增大，运动员的机械能增大

C.竿的弹性势能减小，运动员的机械能减小

D.竿的弹性势能减小，运动员的机械能增大

27.一摞棋子静止在水平桌面.匕用钢尺快速击打中间一颗棋子，该棋子飞出而上面棋子落下，如图所示,

卜.列说法正确的是（）

A.棋子飞出后，不再受到力的作川

B.棋子飞出后，其动能转化为重力势能

C.棋子被击飞后，在惯性的作用下会继续运动

D.棋子被击飞，说明力改变了物体的运动状态

28.（2021湖北鄂州）2021年5月15日，“天问一号”火星探测器所携带的祝融号火星车成功着陆火星，实

现了中国航天史无前例的突破。着陆前，祝融号与环绕器分离。分离后，环绕器飞行在距火星最近200余

km、最远12000余km的大椭圆轨道上，在地球和祝融号之间提供信号中继服务，当它从距火星200余km

向12000余km运行的过程中，能量的转化情况是转化为（均选填“动能”或“势能”）。祝融号

时刻跟随火星自转，依靠太阳能进行工作，它跟随火星自转时，相对于地球是（选填“运动”或“静止”）

的。目前人类已知火星表面引力约为地球的38%,假设未来人类登上了火星，某质量为100kg的运动员站

在火星的水平表面上，鞋底与火星表面的总接触面积为500cm2,则站在火星上的运动员对火星表面产生的

压强为Pao

29.（2022湖北武汉）如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下

时，运动员的转化为。（填“动能”或"重力势能”）在"雪如意''的一侧，运行角度随山势而变

的变坡斜行电梯速度是2.5m/s,电梯从最低点运行到最高点的路程是259m。所需时间是_____s。

30.（2022江苏泰州）引体向上是泰州市体育学业水平测试项目，如图，臂力小的小明情助弹力带进行训

练、他用脚蹬弹力带，弹力带对他施加一个向上的力。随着小明身体上升，弹力带对他向上的力的大小变

化情况是一；在此过程中，弹力带的能转化为小明的重力势能，其实质是弹力带对他做功的过程。

31.（2022江苏扬州）2021年12月28日，扬州城市快速路内环全线通车。某市民将上班过程的汽车行驶

信息列于表中，他开车走快速路上班的优点是除节省时间外还节省—。汽车下高架时减速行驶，其动能

，机械能.

行驶里程行驶时间油耗

不