2023中考物理专题第十讲-功和机械能（第二节 机械能及其转化）

第十讲 功和机械能

第二节 机械能及其转化

一、知识点梳理

1.动能：
（1）定义：物体由于      而具有的能。一切运动的物体都具有动能。

（2）影响因素：与物体的质量和速度有关。质量相同的物体，速度越大，它的动能     ；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。

2.势能：

（1）重力势能：

①定义：物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能。

②影响因素：与物体的质量、高度有关。物体的质量越大，高度越高，它具有的重力势能就      。

（2）弹性势能：

①定义：物体由于发生          而具有的能。

②影响因素：物体的             越大，它具有的弹性势能就越大。

3.机械能：

（1）定义：动能和势能统称为机械能。

（2）机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和          ，或者说，机械能是守恒的。

4.探究物体的动能跟哪些因素有关：

实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，用质量为m、2m的钢球从斜面上由静止滚下撞击水平木板上的木块，虚线位置是木块被撞后滑动一段距离停下的位置，具体操作如图所示。

（1）实验中通过观察木块被钢球撞击后在水平木板上            的大小来判断钢球的动能大小，这种研究问题的物理方法叫         。

（2）让质量不同的两钢球从同一高度由静止滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的       。若让同一钢球分别从斜面不同的高度由静止开始滚下，高度越高，钢球运动到水平面时速度越大，木块被撞得越远。

（3）实验小组对比三个实验装置图和现象，总结出影响动能大小的因素：

①比较甲、乙两图，钢球从同一斜面的不同高度由静止滚下，是为了改变钢球撞击木块时的        ，通过实验现象得出结论：                                          。

②比较甲、丙两图，探究的是动能大小与         的关系，通过实验现象得出结论：                                           。

③同组小丽根据乙、丙两图也得出了“物体的动能大小与质量有关”的结论，她的结论是否正确？     （选填“正确”或“错误”），理由是                               。

（4）由实验探究联想到：高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样，       （选填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是100km/h。

（5）在甲、乙两次实验中木块通过A、B两点时受到的摩擦力分别为f1、f2，则f1    f2（选填“＞”“＝”或“＜”），木块滑行的过程中动能转化成      能。

（6）实验中若使用的木块质量较大，为确保实验仍有较明显的现象，有很多种方法，请答出一种方法：                                。

（7）同组小芳用如图丁装置研究“物体动能与质量和速度的关系”，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离：

①从表中数据可以看出，实验中控制了     相同，从而探究动能与      的关系。

②第3次实验时木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，你认为应当采用  同学的建议。

二、真题练习

选择题

1.（2021省卷 第5题 3分）同学们正在进行排球训练，排球离开手后先向上运动，达到最高点后落下。下列说法正确的是（　　）

A．排球离开手上升过程中一直受到托力的作用 

B．排球下落过程中重力势能减小，动能增大 

C．排球运动到最高点时受平衡力的作用 

D．排球运动过程中与空气摩擦产生热量，机械能不变

2.（2014昆明卷 5题 3分）草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（    ）

A.动能不变，势能不变          B.动能减少，势能增加

C.动能增加，势能减少           D.动能减少，势能减少

3.（2011昆明卷 8题 3分）一中学生骑自行车下坡时，不蹬脚踏板恰好匀速向下运动。在此过程中，他的动能、势能和机械能的变化情况是（    ）

A.动能不变，势能减小，机械能减小      B.动能增大，势能减小，机械能不变

C.动能减小，势能减小，机械能减小       D.动能不变，势能减小，机械能不变

填空题

4.（2019省卷 11题 2分）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”）

5.（2018省卷 15题 2分）如图所示，光滑斜面PM与水平面MN平滑连接，弹簧左端固定。小物块在斜面上从P点由静止滑向M点的过程中，机械能      ；小物块压缩弹簧的过程中，弹簧的弹性势能       。（均选填“变大”“变小”或“不变”）

6.（2017省卷 14题 2分）儿童节期间，小朋友在公园里荡秋千。当秋千从高处落下时，重力势能      （选填“变大”“变小”或“不变”）；不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为      能。

7.（2019昆明卷 12题 3分）如图所示的军用飞机从上空高速飞过，观察者抬头看到飞机的同时，感觉到飞机发出的隆隆声是从飞机的     方发出的（选填“前”或“后”）。飞机在减速下降过程中，机械能将      ，势能将      。（后两空均选填“增大”“不变”或“减小”）

8.据统计，造成高速公路交通事故的主要原因之一是超速行驶。因此交通管理部门在高速公路上对不同车型设定了不同的最大行驶速度，如图所示。同一辆车的速度越大，     也就越大。要使车停下来，需要克服阻力做的功越    ，则越不容易刹车，所以要对车辆的最大行驶速度加以限制，以免发生交通事故；在车的行驶速度相同时，车型不同，      大的车动能大，要使车停下来，需要克服阻力做的功越     ，越不容易刹车，所以不同车型要设定不同的最大行驶速度。

9.如图所示是某选手射箭比赛时的图片，射箭时要使劲拉弓，其主要目的是为了增大弓的             ；弓如满月，说明力可以改变物体的      ；箭离弦瞬间，弓的         转化为箭的动能。

10.如图所示，捻动滚摆的轴使它升高后释放，可以观察到滚摆沿着悬线向下运动，此过程中      能减小，      能增加；滚摆到达最低点后再次上升，每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能       （选填“增大”“减小”或“不变”）

11.如图所示是蹦床运动，当运动员从高处下落过程中         能转化为动能，与蹦床接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化为蹦床的         能。

12.如图所示，已知人造卫星绕地球运行的轨迹是椭圆形的，有近地点和远地点，当卫星从近地点向远地点运动时，它的      能转化为       能，以地面为参照物，该人造卫星是     的，卫星和地面控制中心是通过         来进行通讯的。