12.2機(jī)械能的轉(zhuǎn)化高頻易錯必刷題一、選擇題1．（2019?長沙）下列有關(guān)機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化的說法正確的是（）A．彎弓射箭，箭的動能轉(zhuǎn)化為弓的彈性勢能 B．?dāng)r河大壩使上游的水位升高，提高了水的重力勢能 C．蹦床運(yùn)動員從高處落下，其動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 D．人造衛(wèi)星從近地點飛向遠(yuǎn)地點時勢能減小，動能增大解：A、彎弓射箭，弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能，故A錯誤；B、攔河大壩使上游的水位升高，水量增大，提高了水的重力勢能，故B正確；C、蹦床運(yùn)動員從高處落下，其重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故C錯誤；D、人造衛(wèi)星從近地點飛向遠(yuǎn)地點時，速度減小，相對高度增加，則動能減小，勢能增大，故D錯誤。答案：B。2．（2020?廣西）伽利略認(rèn)為：一個金屬小球從光滑斜面的某一高度處靜止?jié)L下，由于不受阻力，沒有能量損耗，那么它必定到達(dá)另一光滑斜面的同一高度，如果把斜面放平緩一些，也會出現(xiàn)同樣的情況。其模擬實驗如圖所示，則下列說法中正確的是（）A．小球在運(yùn)動過程中只受重力作用 B．在滾下斜面的過程中，小球的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機(jī)械能減少 C．另一斜面越平緩，小球在它上面運(yùn)動的距離越小 D．如果另一斜面變成水平面，則小球達(dá)不到同樣的高度而會永遠(yuǎn)運(yùn)動下去解：A．小球在運(yùn)動過程中除受到重力作用外，還受到支持力的作用，故A錯誤；B．在滾下斜面的過程中，小球的質(zhì)量不變，高度變小，速度變大，則重力勢能變小，動能變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；小球運(yùn)動時不受阻力，其機(jī)械能是守恒的，故B錯誤；C．因為小球在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒，所以，另一斜面越平緩，小球在它上面運(yùn)動的距離越大，故C錯誤；D．如果斜面變成水平面，水平面光滑，不受阻力，則小球會做勻速直線運(yùn)動，永遠(yuǎn)運(yùn)動下去，故D正確。答案：D。3．（2020?鄂爾多斯）蹦床運(yùn)動逐漸進(jìn)入了大眾生活。下列有關(guān)對蹦床者的分析，正確的是（）A．下落到與蹦床接觸的瞬間時，動能最大 B．被蹦床彈起的過程中，彈性勢能轉(zhuǎn)化為重力勢能 C．從接觸蹦床到下落至最低處的過程中，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能 D．在空中上升過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能解：A、剛與蹦床接觸時，運(yùn)動員受到合力向下，速度增大，當(dāng)重力和彈力相等，合力為零時，速度最大，動能最大，故A錯誤；B、運(yùn)動員被蹦床彈起的過程中，小孩離開蹦床前，動能增大，蹦床的彈性勢能減小，是彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能；離開蹦床后，小孩的重力勢能增大，動能減小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故B錯誤；C、運(yùn)動員從接觸蹦床到下落到最低處的過程中，速度最終減小為0，動能減小，同時高度變小，重力勢能變小，蹦床的彈性形變變大，彈性勢能增大，是動能和重力勢能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，故C錯誤；D、運(yùn)動員在空中上升的過程中，質(zhì)量不變，速度變小，動能減小，同時其高度變大，重力勢能增大，所以動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故D正確。答案：D。4．（2020?南通）在“探究紙錐下落的快慢”的活動中，將紙錐從高處釋放。若紙錐豎直下落時，受到的空氣阻力隨下落速度的增大而增大，則紙錐在空中豎直下落過程中，下列情形可能的是（）A．速度先增大后不變 B．速度先增大后減小 C．動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 D．機(jī)械能先增大后減小解：由題意，紙錐下落過程中受到空氣阻力隨下落速度的增大而增大。由于受到阻力作用，紙錐的機(jī)械能減小；紙錐開始下落時，重力大于空氣的阻力，加速下落，動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能；隨阻力逐漸增大，當(dāng)增大到等于其重力時，勻速豎直下落。所以紙錐的速度先增大后不變。故A正確、BCD錯誤。答案：A。5．（2020?舟山）乒乓球發(fā)球機(jī)在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發(fā)出a、b、c三個球，若不計空氣阻力，則落到水平桌面時三者的速度大小關(guān)系是（）A．va＞vb＞vc B．vb＞vc＞va C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc解：乒乓球發(fā)球機(jī)在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發(fā)出a、b、c三個球，由于高度和速度都相同，則機(jī)械能是相同的；不計空氣阻力，三個小球的機(jī)械能是守恒的，所以三個小球到達(dá)桌面時的機(jī)械能相同，由于高度相同，重力勢能相同，則動能相同，速度相同。答案：D。6．（2020?阜新）如圖是網(wǎng)球運(yùn)動員揮拍擊球的瞬間，下列說法正確的是（）A．網(wǎng)球在下落的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 B．網(wǎng)球在空中運(yùn)動的過程中，受到平衡力的作用 C．球拍的網(wǎng)面凹陷，說明力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài) D．網(wǎng)球在慣性的作用下，向前運(yùn)動解：A、網(wǎng)球下落時，速度增大，動能增大，高度減小，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化成動能，故A正確；B、網(wǎng)球在空中飛行過程中速度和方向都發(fā)生變化，所以不是受到平衡力的作用，故B錯誤；C、球拍的網(wǎng)面凹陷，說明力可以改變物體的形狀，故C錯誤；D、網(wǎng)球由于慣性向前運(yùn)動，慣性不是力，不能說慣性的作用，故D錯誤。答案：A。7．（2020?荊州）如圖所示，在一個罐子的蓋和底各開兩個小洞。將小鐵塊用細(xì)繩綁在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋兩端穿過小洞用竹簽固定。做好后將它從不太陡的斜面滾到水平面。下列說法正確的是（）A．罐子從斜面滾下，重力勢能只轉(zhuǎn)化為動能 B．罐子從斜面滾下的過程中，只有動能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化 C．因為能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，所以罐子滾下后可能再次滾上斜面 D．如果水平面是光滑的，則罐子會一直滾動下去解：AB、罐子從不太陡的斜面上滾下，罐子的高度減小，重力勢能減小，速度變大，動能變大，同時橡皮筋發(fā)生彈性形變，彈性勢能變大，在運(yùn)動過程中，由于存在摩擦力，一部分機(jī)械能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即重力勢能轉(zhuǎn)化為動能、彈性勢能、內(nèi)能，故AB錯誤；C、罐子滾下后，由于橡皮筋具有彈性勢能，橡皮筋的彈性勢能會轉(zhuǎn)化為罐子的動能，使的罐子沿斜面向上運(yùn)動，所以可以能滾上斜面，故C正確；D、水平面光滑，罐子在水平面上滾動時，罐子的動能會轉(zhuǎn)化為橡皮筋的彈性勢能，所以不會一直滾下去，故D錯誤。答案：C。8．（2019?撫順）如圖所示為跳水運(yùn)動員踏板起跳時的情景。下列說法正確的是（）A．運(yùn)動員對跳板的壓力與跳板對運(yùn)動員的支持力是相互作用力 B．運(yùn)動員被跳板彈起的過程中動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能 C．運(yùn)動員離開跳板上升的過程中，其動能增加 D．運(yùn)動員在空中下落過程中沒有力對其做功解：A、運(yùn)動員對跳板的壓力和跳板對運(yùn)動員的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直線上，作用在不同物體上，因此二力是一對相互作用力，故A正確；B、運(yùn)動員被跳板彈起的過程中，彎曲跳板的彈性勢能轉(zhuǎn)化為運(yùn)動員的動能和重力勢能，故B錯誤；C、運(yùn)動員離開跳板上升的過程中，速度減小，高度增大，所以其動能減小，勢能增加，故C錯誤；D、運(yùn)動員在空中下落過程中受到重力作用，并且在重力的方向上移動距離，重力做了功，故D錯誤；答案：A。9．（2020?大慶）如圖所示，一物塊沿固定不動的斜面勻速下滑，則下列說法中正確的是（）A．物塊可能受兩個力作用 B．物塊對斜面的壓力和斜面對物塊的支持力是對平衡力 C．物塊的機(jī)械能減小 D．物塊的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能解：A、物塊沿固定不動的斜面勻速下滑，物塊受到沿斜面向上的摩擦力，故物體一定受重力、支持力和摩擦力的作用，故A錯誤；B、物塊對斜面的壓力和斜面對物塊的支持力沒有作用在同一個物體上，不是一對平衡力，故B錯誤；CD、物塊勻速下滑，動能不變，高度減小，重力勢能減小，機(jī)械能減小，由于動能不變，所以不是動能和勢能的轉(zhuǎn)化，故D錯誤，C正確。答案：C。10．（2020?黃岡）避險車道是在長且陡的下坡路段，行車道外側(cè)增設(shè)的供剎車失靈車輛駛離正線并安全減速的專用車道。如圖所示是上坡型避險車道，避險車道上鋪有很多小石子，車道盡頭有廢舊輪胎或防撞墻。下列分析錯誤的是（）A．小石子可以增大失控車輛與避險車道之間的摩擦力 B．失控車輛在避險車道向上運(yùn)動速度減小時，動能減少 C．失控車輛撞擊廢舊輪胎時，將動能轉(zhuǎn)化成重力勢能 D．在避險車道上停下來的失控車輛仍具有慣性解：A、小石子表面較粗糙，在壓力不變的情況下，可以增大失控車輛與避險車道之間的摩擦力，故A正確；B、失控車輛在避險車道向上運(yùn)動速度減小時，質(zhì)量不變，所以動能減少，故B正確；C、失控車輛撞擊廢舊輪胎時，輪胎會發(fā)生彈性形變，具有彈性勢能，即將動能轉(zhuǎn)化成彈性勢能，故C錯誤；D、任何物體在任何情況下都有慣性，在避險車道上停下來的失控車輛仍具有慣性，故D正確。答案：C。11．（2019?永州）如圖，用輕質(zhì)細(xì)線的一端拴住一個實心鐵球，另一端固定在O點做成了一個擺。鐵球從A點靜止釋放經(jīng)過最低點B，擺至C點的過程，下列說法正確的是（）A．在C點鐵球的動能最大 B．在B點鐵球的勢能最大 C．從A點擺至B點的過程，鐵球的勢能轉(zhuǎn)化為動能 D．從B點擺至C點的過程，鐵球的速度越來越快解：A、在C點是右側(cè)的最高點，則動能最小，重力勢能最大，故A錯誤；B、鐵球在最低點B，運(yùn)動速度最快，則動能最大、重力勢能最小；故B錯誤；C、從A點擺至B點的過程中，鐵球的質(zhì)量不變、高度減小、速度增大，所以重力勢能減小，動能增大，在此過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；故C正確；D、從B點擺至C點的過程中，鐵球的質(zhì)量不變、高度增大、速度減小，則鐵球的速度越來越慢，故D錯誤。答案：C。12．（2019?深圳）如圖，弧形軌道ab段光滑，bc段粗糙，小球從a點經(jīng)最低點b運(yùn)動至c點。下列分析正確的是（）A．從a到b的過程中，小球動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 B．經(jīng)過b點時，小球動能最大 C．從b到c的過程中，小球動能增大 D．從a到c的過程中，小球機(jī)械能守恒解：A、從a到b的過程中，小球質(zhì)量不變，高度降低，速度變大，故重力勢能減少，動能增大，屬于重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故A錯誤；B、小球從a運(yùn)動到b動能增大；從b運(yùn)動到c動能減小，則在b點處小球動能最大，故B正確；C、小球從b到c的過程中，高度增加，同時克服摩擦力做功，速度減小，則小球的動能減小，故C錯誤；D、bc段弧形軌道粗糙，因此小球在bc段運(yùn)動時會克服摩擦力做功，會有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則機(jī)械能會減小，故D錯誤；答案：B。13．（2019?泰安）如圖所示，粗糙程度相同的斜面與水平面在a點相連，彈簧左端固定在豎直墻壁上，彈簧處于自由狀態(tài)時右端在b點，小物塊從斜面的c點由靜止自由滑下，與彈簧碰撞后又返回到斜面上，最高到達(dá)d點。下列說法正確的是（）A．彈簧被壓縮到最短時，彈性勢能最小 B．小物塊從c向a運(yùn)動的過程中，重力勢能減小 C．小物塊從b向a運(yùn)動的過程中，動能增加 D．小物塊在整個運(yùn)動過程中，機(jī)械能守恒解：A、彈簧被壓縮到最短時，其形變程度最大，所以彈簧的彈性勢能最大，故A錯誤；B、小物塊從c向a運(yùn)動的過程中，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢能減小，故B正確；C、小物塊從b向a運(yùn)動的過程中，物塊不再受到彈力，由于受到摩擦力的作用，其速度會逐漸減小，所以其動能會減小，故C錯誤；D、小物塊在整個運(yùn)動過程中，由于摩擦力的作用，其機(jī)械能總量會減少，即機(jī)械能不守恒，故D錯誤。答案：B。14．（2019?南通）如圖，輕質(zhì)彈簧豎直放置，下端固定于地面，上端位于O點時彈簧恰好不發(fā)生形變?，F(xiàn)將一小球放在彈簧上端，再用力向下把小球壓至圖中A位置后由靜止釋放，小球?qū)⒇Q直向上運(yùn)動并脫離彈簧，不計空氣阻力，則小球（）A．運(yùn)動至最高點時，受平衡力作用 B．被釋放瞬間，所受重力大于彈簧彈力 C．從A點向上運(yùn)動過程中，速度先增大后減小 D．從O點向上運(yùn)動過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能解：A、不計空氣阻力，小球在最高點時只受重力作用，不是平衡狀態(tài)，故A錯誤；B、小球被釋放后沿豎直方向加速向上運(yùn)動，故釋放瞬間，所受重力小于彈簧彈力。故B錯誤；C、不計空氣阻力，小球在從A點向上運(yùn)動到O點的過程中，受到兩個力的作用，一個是豎直向下的重力，一個是豎直向上的彈力，開始向上運(yùn)動時，彈力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不斷增大；當(dāng)彈力小于重力時，其所受合力方向向下，速度不斷變小。當(dāng)離開O點后，小球只受重力作用，力的方向與小球運(yùn)動方向相反，速度繼續(xù)減小。故其速度先增大后減小，故C正確；D、從O點向上運(yùn)動過程中，小球的質(zhì)量不變，速度變小，同時高度升高，故動能減小，重力勢能增加，所以動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。故D錯誤。答案：C。二、填空題15．（2020?萊蕪區(qū)）如圖所示為掉在地上的彈性小球在地面上彈跳的頻閃照片。彈性小球從A點運(yùn)動到B點的過程中，它的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；彈性小球在B點的機(jī)械能大于（選填“大于”“小于”或“等于”）它在C點的機(jī)械能。解：彈性小球從A點運(yùn)動到B點的過程中，質(zhì)量不變，高度變小，其重力勢能變小，同時速度變大，則動能變大，所以該過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；由圖知，小球彈跳的高度越來越低，說明小球撞擊地面時小球的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為地面和小球的內(nèi)能，則小球機(jī)械能逐漸減小，且B點在C點之前，所以彈性小球在B點的機(jī)械能大于它在C點的機(jī)械能。答案：重力勢能；大于。16．（2020?丹東）如圖，滾擺下降過程中，滾擺的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。滾擺上下往復(fù)運(yùn)動過程中，其每次上升所能達(dá)到的高度越來越低，滾擺在運(yùn)動過程中的機(jī)械能減少（選填“增加”、“減少”或“不變”）。解：滾擺在下降過程中，高度逐漸減小，重力勢能減小，速度越來越大，動能增大，滾擺的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。滾擺上下往復(fù)運(yùn)動過程中，要克服阻力做功，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故總的機(jī)械能減少。答案：重力勢；動；減少。17．（2021?禪城區(qū)一模）如題圖所示，小吳用滑雪板滑雪，從高點C處由靜止滑下，經(jīng)過B點到達(dá)最低點，然后到達(dá)另一側(cè)與B點等高的點A時剛好速度為零。由C到B點過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，O點的動能最大，從最低點O到A點的過程中，機(jī)械能的總量變?。ㄟx填“變大”、“變小“或“不變“）。解：小吳和滑雪板從C點到B點的過程中，質(zhì)量不變，高度變小，速度變大，故小吳和滑雪板的重力勢能變小，動能變大，則該過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；小吳和滑雪板到達(dá)O點時速度達(dá)到最大值，其動能最大；從最低點O到A點的過程中，由于接觸面是粗糙的，所以小吳和滑雪板在運(yùn)動過程中受摩擦力的作用，需要克服摩擦做功，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故小吳和滑雪板的機(jī)械能變小。答案：重力勢；O；變小。18．（2021?利辛縣一模）如圖所示，彈簧的左端固定，右端連接一個小球，把它們套在光滑的水平桿上，a是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b是彈簧原長時小球的位置，c是小球到達(dá)最右端的位置。則從b到c的過程中，小球的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。解：小球從b運(yùn)動到c時，彈簧被拉伸，小球的動能逐漸轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。答案：彈性勢能。三、實驗探究題

19．（2020?紅橋區(qū)二模）如圖所示是“探究影響重力勢能大小因素”的實驗，裝置：由沙子，鐵塊，鐵釘組成（mA＝mC＜mB，hA＝hB＜hC），下面是猜想：猜想一：重力勢能大小與物體質(zhì)量有關(guān)猜想二：重力勢能大小與物體所處高度有關(guān)猜想三：重力勢能大小與物體密度有關(guān)（1）物體重力勢能大小通過鐵釘陷入沙子深度反映。（2）驗證猜想一可選擇①②兩幅圖，得出的結(jié)論是當(dāng)物體所處高度相同時，物體質(zhì)量越大，重力勢能越大。（3）實驗室還提供了與A，C質(zhì)量相同的銅塊和鋁塊：①為驗證猜想三，請設(shè)計實驗記錄表格。②通過實驗得出的結(jié)論是當(dāng)物體所處高度和質(zhì)量相同時，重力勢能與物體密度無關(guān)。解：（1）根據(jù)轉(zhuǎn)換法，通過鐵釘陷入沙面的深度來反映重力勢能的大??；（2）研究物體的重力勢能大小與物體質(zhì)量有關(guān)，要控制物體所處高度相同，而鐵塊的質(zhì)量不同，可選擇①②兩幅圖，因mA＜mB，且B鐵釘陷入沙面的深度更大，故得出的結(jié)論是：當(dāng)物體所處高度相同時，物體質(zhì)量越大，重力勢能越大；（3）①為驗證猜想三，即重力勢能大小與物體密度有關(guān)，要控制物體質(zhì)量和物體所處高度相同，選用質(zhì)量相同而密度不同的銅塊和鋁塊，使物體處于同一高度，表格設(shè)計如下所示：材料質(zhì)量m/g物體所處高度h/cm鐵釘陷入沙子深度h/cm銅塊鋁塊②通過實驗得出的結(jié)論是：當(dāng)物體所處高度和質(zhì)量相同時，重力勢能與物體密度無關(guān)。答案：（1）鐵釘陷入沙子深度；（2）①②；當(dāng)物體所處高度相同時，物體質(zhì)量越大，重力勢能越大；（3）①如上表所示；②當(dāng)物體所處高度和質(zhì)量相同時，重力勢能與物體密度無關(guān)。20．（2019?惠陽區(qū)二模）如圖所示，小球在不同場景做不同物理運(yùn)動。請你根據(jù)所給條件回答以下問題。（1）如圖甲，質(zhì)量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下，到達(dá)斜面底端的速度為v0，此過程重力勢能轉(zhuǎn)化成動能，關(guān)系式mgh＝mv2成立，則一個物體從高0.2m的光滑斜面頂端自由下滑到斜面底端時的速度為2m/s。（g＝10m/s2）（2）如圖乙，將物體以一定的初速度v0沿水平方向拋出（不計阻力），物體做平拋運(yùn)動，在水平方向做勻速直線運(yùn)動，則水平方向的距離公式為x＝v0t（用圖中字母符號表示），在豎直方向下落得高度y＝gt2，則y與t2的關(guān)系可用丙圖中的圖線表示。解：（1）質(zhì)量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下，此過程中小球的質(zhì)量不變，高度變小，速度變大，故重力勢能變小，動能變大，所以重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；因為質(zhì)量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下，到達(dá)斜面底端的速度為v，過程中機(jī)械能守恒，所以，mgh＝mv2，將h＝0.2m，g＝10m/s2代入，解得，v＝2m/s；（2）由y＝gt2知，下落高度y與水平移動距離x的2次方成正比，由此可以判斷曲線為b；答案：（1）重力勢；動；2；（2）x＝v0t；b。四、計算題21．（2019?南充一模）物體由于運(yùn)動而具有的能叫作動能，動能可用Ek表示，物體的動能Ek與物體的質(zhì)量m、速度υ的關(guān)系為Ek＝mv2；物體由于被舉高而具有的能叫作重力勢能，勢能可用Ep表示，物體的重力勢能Ep與物體的質(zhì)量m、高度h的關(guān)系為Ep＝mgh．如圖所示，一質(zhì)量為2kg的小球從距離斜面頂端0.2m處由靜止沿斜面下滑到底端。求：（1）小球下滑前具有的重力勢能是多少？（2）若不計摩擦和空氣的阻力，小球在下滑的過程中通過重力做功將小球具有的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，則小球到達(dá)斜面底部時的速度為多少