第112講動(dòng)能、勢(shì)能、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

虎圜回歸教材

知識(shí)點(diǎn)1:動(dòng)能和勢(shì)能

能：物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個(gè)物體具有能量(energy),簡(jiǎn)稱能。能量的單位與功的單位相同，也

是焦耳。?個(gè)物體能夠做的功越多，表示這個(gè)物體的能量越大。

動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫做動(dòng)能(kineticenergy)o一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能。質(zhì)量相同的物

體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能越大；運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大,它的動(dòng)能也越大。

重力勢(shì)能：高處物體所具有的能，叫做重力勢(shì)能。物體的質(zhì)量越大，位置越高，它具有的重力勢(shì)能就越大。

彈性勢(shì)能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做理性勢(shì)能。彈性勢(shì)能的大小與材料的種類、材料的形變

程度有關(guān)。

重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能是常見的兩種勢(shì)能(potentialenergy)。

【典例探究】我們?cè)趯W(xué)習(xí)物理知識(shí)中，學(xué)到很多物理學(xué)的研究方法，下面用到轉(zhuǎn)換法的是()

A.在“探究小球動(dòng)能大小的影響因素”實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過觀察被撞擊木塊的移動(dòng)距離遠(yuǎn)近來(lái)判斷小球動(dòng)能的大

小

B.在“探究阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”實(shí)驗(yàn)時(shí)，控制小車從斜面同?高度由靜止釋放

C.為了描述物體運(yùn)動(dòng)的快慢，我們把路程與時(shí)間之比叫做速度

D.計(jì)算火車從泰安到杭州的平均速度時(shí)，忽略火車的長(zhǎng)度

【解題思路】解題口訣技巧“研球看塊比遠(yuǎn)”。

研球（研究球的動(dòng)能大?。┛磯K（動(dòng)能大小通過看木塊被推動(dòng)的距離）比遠(yuǎn)（距離越遠(yuǎn)說明小球動(dòng)能越大）。

【答案】A

【解題大招】：看塊比遠(yuǎn)，木塊移動(dòng)距離越遠(yuǎn)，小球動(dòng)能越大。故答案為A。

【歸納總結(jié)】動(dòng)能、勢(shì)能大小的影響因素及判斷方法

~（物體的質(zhì)—卜

動(dòng)能大小的/Sfit越大,速度、

越大，動(dòng)能越大,

、影響因索，

—「物體的速度卜

,—（物體的痂M卜

徐也越大，所處的位心

?力勢(shì)能大小

也高，重力勢(shì)能越大J

的影響因素—（物體的-p

彈性勢(shì)能大小的影響因素一一彈性形變的大小，發(fā)生的彈性形變?cè)酱?，彈性?shì)能越大。

【溫馨提醒】：由于機(jī)械能=動(dòng)能+勢(shì)能，判斷機(jī)械能的大小變化時(shí)，要根據(jù)動(dòng)能、勢(shì)能各自的影響因素進(jìn)行

分析。如在高空同一高度勻速飛行的飛機(jī)，拋出救災(zāi)物資后，盡管其速度、飛行高度不變，但飛機(jī)的總質(zhì)

量減小，其動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能都要減小。

知識(shí)點(diǎn)2：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能（mechanicalenergy）o一個(gè)物體可以既有動(dòng)能，乂有勢(shì)能，如飛

行中的飛機(jī)因?yàn)樗谶\(yùn)動(dòng)而具有動(dòng)能，又因?yàn)樗幱诟呖斩哂兄亓?shì)能，把這兩種能量加在一起，就得

到它的總機(jī)械能。

機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化：一個(gè)物體從高處下落，物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成了它的動(dòng)能；彎弓射箭時(shí)，弓的彈性勢(shì)能

轉(zhuǎn)化成筋的動(dòng)能；蹦床運(yùn)動(dòng)員從高處落下，在與蹦床面將要接觸時(shí)，具有一定的動(dòng)能，與蹦慶面接觸后，

床面發(fā)生彈性形變，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成蹦床的彈性勢(shì)能?？梢?，動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。

機(jī)械能守恒：大量研究結(jié)果表明，如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，盡管動(dòng)能、勢(shì)能的大小會(huì)變化，但機(jī)械

能的總和不變,或者說，機(jī)械能是守恒的。

【典例探究1】如圖所示，小球由靜止開始沿著粗糙的路面從。點(diǎn)向4點(diǎn)自由運(yùn)動(dòng)，其中8和d兩點(diǎn)在同一

水平高度，則下列說法中錯(cuò)誤的是（）

A.小球從。到c加速下滑，部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

B.小球從c到d減速上坡，部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能

C.小球在b和d時(shí)重力勢(shì)能和南能都相等

D.小球從〃到d的過程中機(jī)械能減小

【解題思路】解題口訣技巧“一看是否有摩擦，二看加和變不變”。

在判定能量轉(zhuǎn)化的時(shí)候，機(jī)械能變大還是變??？

解題思路大招：“一看是否有摩擦，二看加和變不變”八

一般地，如果題目中有明顯的摩擦阻力，那么機(jī)械能減?。蝗绻}目分別描述了動(dòng)能和勢(shì)能，關(guān)注動(dòng)能和

勢(shì)能相加之和變大還是變小，就是機(jī)械能的變化情況。

【答案】C

【解題大招】題干中包含“粗糙”二字，所以存在摩擦，機(jī)械能應(yīng)該減小，D正確；因?yàn)槟Σ?，所以C

選項(xiàng)中動(dòng)能不相等，C錯(cuò)誤；A選項(xiàng)中，。到c,部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，A正確；B選項(xiàng)中，c到乩

部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，B正確；選出錯(cuò)誤選項(xiàng)，故答案為C。

【歸納總結(jié)】1.判斷機(jī)械能守恒的方法

（1）看動(dòng)能與勢(shì)能之間是否完全轉(zhuǎn)化；

（2）判斷是否有除重力和彈力以外的力做功。

D.海豚在海面下加速下潛過程中，質(zhì)量不變，速度變小，動(dòng)能變小，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

2.（2023?湖南常德?統(tǒng)考中考真題）2023年6月4日6時(shí)33分,神舟十五號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)

成功著陸，包括常德人張陸在內(nèi)的三位航天員全部安全順利出艙，神舟十五號(hào)載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。

下列說法中正確的是（）

A.航天員隨飛船加速升空過程中,其重力勢(shì)能和動(dòng)能都變大

B.張陸在空間站可以通過體重秤測(cè)量體重

C.返回艙在下落過程中，三名航天員相對(duì)地球是靜止的

D.返回艙成功著陸瞬間“塵土飛揚(yáng)〃，說明分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)

【答案】A

【解析】A.航天員隨匕船加速升空過程中，質(zhì)星不變，速度變大，動(dòng)能變大，高度變大，重力勢(shì)能變大，

故A正確；

B.空間站中的物體處于失重狀態(tài)，所以體重計(jì)不能稱量重量，故B錯(cuò)誤；

C.返回艙下落過程中，航天員相當(dāng)于地面發(fā)生了位置變化，所以航天員是運(yùn)動(dòng)的，故C錯(cuò)誤；

D.返回艙成功著陸瞬間“塵土飛揚(yáng)〃，塵土不是分子，不能說明分子在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。

故選Ac

3.（2023?四川瀘州?統(tǒng)考中考真題）我國(guó)運(yùn)動(dòng)員全紅嬋，在2023年世界泳聯(lián)跳水世界杯西安站女子單人10

米跳臺(tái)預(yù)賽中，出色地完成了"207C”動(dòng)作。將其下落階段中的一段運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，其中A、B、C、D

四點(diǎn)是她下落過程中的四個(gè)位置，相鄰兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.5s,距離如圖所示。關(guān)于全紅嬋在此段運(yùn)動(dòng)過

程中，下列判斷正確的是（）

A.在AC段做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.在AC段的平均速度為5m/s

C.經(jīng)過C點(diǎn)的速度為5m/s

D.她的重力勢(shì)能一直在增大

【答案】B

【解析】A.全紅嬋通過段、段用時(shí)均為0.5s,但通過的路程分別為1.25m、3.75m,在相等時(shí)間內(nèi)

通過的路程不相等，因此，全紅嬋在AC段沒有做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤：

B.全紅嬋在AC段的平均速度為

故B正確；

C.由A、B選項(xiàng)可知，全紅嬋在4c段的平均速度為5m/s,但全紅嬋在AC段沒有做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在相等

時(shí)間內(nèi)通過的路程越來(lái)越長(zhǎng)，因此，全紅嬋在AC段做的是加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過C點(diǎn)的速度為AC段最大速度，

大于5m/s,故C錯(cuò)誤；

D.重力勢(shì)能的影響因素是質(zhì)量與高度，所以，全紅嬋在下落階段中質(zhì)量不變，高度不斷降低，因此她的重

力勢(shì)能一直在減小，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

4.（2023?四川自貢?統(tǒng)考中考真題）2022年5月14日，一架國(guó)產(chǎn)C919大飛機(jī)（如圖所示）從浦東機(jī)場(chǎng)起

經(jīng)過3個(gè)多小時(shí)的匕行后安全降落，這標(biāo)志著即將交付的首架C919大飛機(jī)首長(zhǎng)試驗(yàn)成功，下列說法正

確的是（）

A.飛機(jī)在升空過程中，飛行員的重力勢(shì)能逐漸增大

B.飛機(jī)從起飛到安全降落的整個(gè)過程中，飛行員的動(dòng)能一直保持不變

C.飛機(jī)從起飛到安全降落的整個(gè)過程中，飛機(jī)的機(jī)械能一直保持不變

D.飛機(jī)降落后，在水平道上滑行過程中，飛機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能

【答案】A

【解析】A.飛機(jī)在升空過程中，高度增大，質(zhì)量不變，所以飛行員的重力勢(shì)能逐漸增大，故A正確；

B.飛機(jī)從起飛到安全降落的整個(gè)過程中，速度是變化的，質(zhì)量不變，所以飛行員的動(dòng)能會(huì)發(fā)生變化，故B

錯(cuò)誤；

C.飛機(jī)從起飛到安全降落的整個(gè)過程中，質(zhì)量不變，高度、速度會(huì)發(fā)生變化，重力勢(shì)能、動(dòng)能會(huì)發(fā)生變化，

所以飛機(jī)的機(jī)械能也會(huì)發(fā)生變化,故C錯(cuò)誤：

D.飛機(jī)降落后，在水平道上滑行過程中，飛機(jī)的高度不變重力勢(shì)能不變，所以飛機(jī)的動(dòng)能沒有轉(zhuǎn)化為重力

勢(shì)能，故D錯(cuò)誤。

故選A。

5.（2023?江蘇宿遷?統(tǒng)考中考真題）如圖甲所示，重為G的正方體滑塊P套在水平放置的方管Q上，在水平

向右風(fēng)力的作用下，滑塊P向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)。將方管Q按圖乙豎直放置后，滑塊P豎直向下運(yùn)動(dòng)。假

設(shè)滑塊P受到風(fēng)力的大小和方向始終保持不變，其受到方管Q的摩擦力等于它們間壓力大小的0.9倍，方

管足夠長(zhǎng)且忽略空氣阻力。關(guān)于圖乙中的滑塊P，下列說法正確的是（）

A.滑塊P受到的摩擦力等于重力B.滑塊P先加速，然后勻速

C.滑塊P先加速，后減速，最后靜止D.滑塊P的動(dòng)能一直增大

【答案】D

又滑塊P在水平向右風(fēng)力的作用下向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故風(fēng)力等于摩擦力

對(duì)圖乙豎直方向上進(jìn)行受力分析，其豎直方向受到豎直向下的重力，豎直向上的摩擦力。

A.圖乙中，滑塊P受到方管Q的摩擦力

則/乙＜G,故A錯(cuò)誤；

BC.由于豎直向上的摩擦力小于豎直向下的重力，故滑塊P向下做加速運(yùn)動(dòng)，故BC錯(cuò)誤；

D.由于滑塊P的速度一直增大，質(zhì)量不變，所以動(dòng)能一直增大，故D正確。

故選Do

二、實(shí)驗(yàn)題

（1）分析甲、乙兩圖可知，（選填“甲"或"乙”）圖中的小鋼球在剛到達(dá)水平面時(shí)的速度更大；

（2）比較甲、乙兩圖可知，在一定時(shí)，小鋼球的________越大，動(dòng)能越大。

（3）比較兩圖可以模擬汽車超載帶來(lái)的危害；

（4）假如你是一名汽車駕駛員，請(qǐng)你從物理學(xué)的角度談?wù)勗诎踩熊嚪矫嫘枰⒁饽男┦马?xiàng)o

【答案】乙質(zhì)量速度乙、丙見解析

【解析】（1）口]分析甲、乙兩圖可知，實(shí)驗(yàn)用小球質(zhì)量相同，乙圖水平面上的紙盒移動(dòng)的距離較大，說明

乙圖中小球的動(dòng)能較大，則乙圖中鋼球在剛到達(dá)水平面時(shí)的速度更大。

（2）[2][3]比較甲、乙兩圖可知，小球質(zhì)量相同，hi<h2,則乙圖中小球速度較大，紙盒移動(dòng)的距離較大,

故可得出結(jié)論：在質(zhì)量一定時(shí)，小鋼球的速度越大，動(dòng)能越大。

（3）[4]乙丙兩圖鋼球在斜面高度相同，則到達(dá)水平面的速度相同，丙圖的質(zhì)量較大，紙盒移動(dòng)的距離較大，

說明丙圖鋼球的動(dòng)能較大，則可以模擬汽車超載帶來(lái)的危害。

（4）⑸在安全行車方面需要注意的是不要超速和超載，無(wú)論是超速還是超載，都會(huì)使車的動(dòng)能增大，遇到

交通事故時(shí)，其破壞程度就很大。

7.（2023?廣西?統(tǒng)考中考真題）在“探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，讓不同質(zhì)量的鋼球從斜槽同

一高度由靜止開始滾下，將靜止在水平面上的木塊撞出一段距離，如圖所示：

（1）在鋼球從斜槽滾下的過程中，鋼球的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為:

（2）實(shí)驗(yàn)表明，鋼球質(zhì)量越大，將木塊撞得越遠(yuǎn)，對(duì)木塊做功越____,鋼球的動(dòng)能就越_____;

（3）在水平面上，被撞出的木塊由于受到力的作用而停下。假如水平面光滑且足夠長(zhǎng)，它將做直線運(yùn)

動(dòng)。

【答案】動(dòng)能多大阻

【解析】（1）⑴在鋼球從斜槽滾下的過程中，質(zhì)量不變，高度減小，重力勢(shì)能變??；速度變大，動(dòng)能變大，

重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

（2）⑵鋼球質(zhì)最越大，將木塊撞得越遠(yuǎn)，根據(jù)公式卬=?可知，對(duì)木塊做的功越多。

⑶根據(jù)轉(zhuǎn)換法可知，木塊被撞的越遠(yuǎn)，說明鋼球的動(dòng)能越大。

（3）⑷在水平面上運(yùn)動(dòng)的木塊，由于受到水平面阻力的作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，最終會(huì)停下來(lái)。

8.（2023?山東濰坊?統(tǒng)考中考真題）為探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)，利用斜槽、鋼球、木塊等器材在同

一水平面上進(jìn)行探究活動(dòng)。鋼球從高為〃的斜槽上滾下，在水平面上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的鋼球碰上木塊后，能將

木塊撞出一段距離s,如圖所示。

（1）實(shí)驗(yàn)中探窕的“物體的動(dòng)能”是指（選填字母）。

A.鋼球在斜面上的動(dòng)能

B.鋼球撞擊木塊時(shí)的動(dòng)能

C.木塊被撞擊后的動(dòng)能

（2）若水平面是光滑的,［選填"能"或"不能光達(dá)到探究目的。

（3）實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)木塊移動(dòng)的距離較短而不易進(jìn)行觀察和比較。對(duì)此請(qǐng)你寫出一條改進(jìn)措施:

【答案】B不能增大斜面高度

【解析】（1）［1］此實(shí)驗(yàn)用了轉(zhuǎn)換法，通過比較木塊在同一水平面上被撞擊的距離來(lái)比較小球到達(dá)水平面時(shí)

的動(dòng)能大小，故B符合題意。

（2）⑵若水平面光滑，木塊就會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，無(wú)法通過比較木塊移動(dòng)距離的遠(yuǎn)近來(lái)判斷小球動(dòng)能的大

小，達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的目的。

（3）［3］實(shí)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)木塊移動(dòng)的距離較短而不易進(jìn)行觀察和比較，說明小球到達(dá)水平面的動(dòng)能比較

小。實(shí)驗(yàn)時(shí)可以增加斜面的高度來(lái)增加小球的重力勢(shì)能從而改進(jìn)這一問題。

三、簡(jiǎn)答題

9.（2023?遼寧撫順?統(tǒng)考中考真題）如圖是國(guó)產(chǎn)防火救災(zāi)無(wú)人機(jī)TB001攜滅火彈起飛的情景。請(qǐng)回答：

（1）無(wú)人機(jī)的機(jī)翼形狀上凸下平，使飛機(jī)獲得升力，其原理是什么？

（2）執(zhí)行投放滅火彈任務(wù)時(shí)，保持勻速飛行的無(wú)人機(jī)投彈前后的動(dòng)能怎樣變化？為什么？

【答案】見解析

【解析】（1）機(jī)翼的形狀上凸下平，機(jī)翼上方空氣流速大壓強(qiáng)小，機(jī)翼下方空氣流速小壓強(qiáng)大，故產(chǎn)生向

上的壓強(qiáng)差，因而產(chǎn)生向上的壓力差，即飛機(jī)的升力。

（2）無(wú)人機(jī)的動(dòng)能變小：動(dòng)能由質(zhì)量和速度決定，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)的速度不變，但投彈后質(zhì)量減小，所以動(dòng)能

變小。

四、填空題

10.（2023?內(nèi)蒙古赤峰?統(tǒng)考中考真題）2023年5月23日，我國(guó)科考隊(duì)再次登上珠穆朗瑪峰，進(jìn)行“珠峰科

考”（圖所示）?？瓶缄?duì)員在踏著皚皚白雪登山的過程中，重力勢(shì)能（填變化情況）?！把ǖ男纬墒且?/p>

（填物態(tài)變化名稱）現(xiàn)象。

【答案】增大凝華

【解析】［1］重力勢(shì)能與重力大小和高度有關(guān)，登山過程中隊(duì)員的質(zhì)量不變，高度增加，所以重力勢(shì)能增大。

［2］雪是水蒸氣遇冷凝華成的固態(tài)小冰晶，凝華需要放熱。

11.（2023?河北?統(tǒng)考中考真題）在離桌邊約20cm的地方放一枚鋁質(zhì)硬幣，在硬幣前10cm左右放置一個(gè)高

度約2cm的木塊，在硬幣后放置一本與硬幣厚度相當(dāng)?shù)墓P記本。如圖所示，在硬幣上方沿著與桌面平行的

方向用力吹一口氣，硬幣跳過木塊。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在氣體中，流速越大的位置，壓強(qiáng)越______，跳起的

硬幣在上升過程中重力勢(shì)能越來(lái)越,下降過程中動(dòng)能越來(lái)越______O

【解析】⑴在硬幣上方沿著與桌面平行的方向用力吹一口氣，由于吹氣時(shí)硬幣上方空氣流速快，壓強(qiáng)?。?/p>

硬幣下方大氣壓強(qiáng)大于上方的壓強(qiáng)，對(duì)硬幣產(chǎn)生向上的升力，使硬幣跳過木塊；實(shí)驗(yàn)表明：在氣體中，流

速越大的位置，壓強(qiáng)越小。

⑵⑶跳起的硬幣在上升過程中高度升高，重力勢(shì)能越來(lái)越大，下降過程中硬幣高度降低，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為

動(dòng)能，動(dòng)能越來(lái)越大。

12.（2023?湖南懷化?統(tǒng)考中考真題）如圖人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行時(shí)，不受空氣阻力，機(jī)械能

守恒，當(dāng)衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)M，它的重力勢(shì)能（選嗔"減小"或"增大"），衛(wèi)星在（選填"遠(yuǎn)”

或“近〃）地點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能最大。

近地點(diǎn)

遠(yuǎn)地點(diǎn)

【答案】增大遠(yuǎn)

【解析】口］［2］如圖所示，人造地球H星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行時(shí)，不受空氣阻力，機(jī)械能守恒，近地點(diǎn)距

離地面較近則高度較小，遠(yuǎn)地點(diǎn)距離地面較遠(yuǎn)則高度較大。當(dāng)衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，衛(wèi)星的質(zhì)量

不變，高度逐漸增大，則重力勢(shì)能增大；衛(wèi)星在越高的位置重力勢(shì)能越大，故衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能最

大。

13.（2023?黑龍江牡丹江?統(tǒng)考中考真題）如圖所示的“橡皮筋動(dòng)力車"，旋轉(zhuǎn)扇葉，將橡皮筋擰緊。松手后,

橡皮筋的能轉(zhuǎn)化為扇葉的能，扇葉快速轉(zhuǎn)動(dòng)，小車運(yùn)動(dòng)起來(lái)。當(dāng)扇葉停止轉(zhuǎn)動(dòng)，小車仍能繼續(xù)向

前運(yùn)動(dòng)，小車具有。

【答案】彈性勢(shì)動(dòng)慣性

【解析】將橡皮筋擰緊，使其發(fā)生形變，產(chǎn)生彈性勢(shì)能，宓手后橡皮筋的彈性勢(shì)能使扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)化

為扇葉的動(dòng)能。

⑶當(dāng)扇葉停止轉(zhuǎn)動(dòng)，小車由于慣性要保持繼續(xù)向前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，仍能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樾≤嚲哂袘T性。

14.（2023?四川南充?統(tǒng)考中考真題）體育課上小唐同學(xué)進(jìn)行傳接排球訓(xùn)練，他將球斜向上拋出，球的運(yùn)動(dòng)

貌跡如圖所示，a、b、C、4為軌跡上的點(diǎn)，其中。、。兩點(diǎn)高度相同，不計(jì)空氣阻力，則球在〃點(diǎn)的機(jī)械能

“點(diǎn)機(jī)械能（選填“大于"、"小于"、"等于”）；球在〃、b、c、d四點(diǎn)中點(diǎn)的重力勢(shì)能最大c

【答案】等于b

【解析】⑴因?yàn)椴挥?jì)空氣阻力，所以小球整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程機(jī)械能守恒。因此小球在。點(diǎn)的機(jī)械能等于4點(diǎn)機(jī)

械能。

⑵重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，在質(zhì)量一定時(shí)，高度越大，重力勢(shì)能越大，所以〃點(diǎn)的重力勢(shì)能最

大。

I題源追蹤

一、填空題

L（2023?重慶?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）2022年北京冬奧會(huì)中，蘇翊鳴從如圖所示的大跳臺(tái)高處滑下時(shí)，蘇翊鳴的

重力勢(shì)能（選填"增大""不變"或"減小"）：以蘇翊鳴為參照物，看臺(tái)上的觀眾是（選填

"運(yùn)動(dòng)"或"靜止"）的。

【答案】減小運(yùn)動(dòng)

【解析】⑴蘇翊鳴從如圖所示的天跳臺(tái)高處滑下時(shí)，質(zhì)量不變，高度降低，蘇翊鳴的重力勢(shì)能減小。

⑵看臺(tái)上的觀眾與蘇翊鳴的相對(duì)位置發(fā)生改變，以蘇翊鳴為參照物，看臺(tái)上的觀眾是運(yùn)動(dòng)。

2.（2023?江蘇?校聯(lián)考一模）某興趣小組通過自主探窕得知“在一定范圍內(nèi)，彈簧的彈力大小與彈簧的伸長(zhǎng)

量成正比〃。原長(zhǎng)為10cm的彈簧（質(zhì)量不計(jì)）上端固定在天花板上，下端系一重為20N的小球，靜止時(shí)小

球位于A處，彈簧長(zhǎng)度變?yōu)?1cm,再用力F將小球豎直向卜.拉到8處，彈簧長(zhǎng)度為11.5cm（未超過彈性限

度），然后由靜止釋放，在釋放瞬間小球受到的合力大小為N,小球從6處第一次回到A處過程中，小

球的動(dòng)能（選填"增大“、"減小"、"先增大后減小”或"先減小后增大

,/2//(

4

■二

5

[1增

10

【解析】［1］原長(zhǎng)為10cm的彈簧（質(zhì)量不計(jì)）上端固定在天花板上，下端系一重為20N的小球，靜止時(shí)小

球位于4處，彈簧長(zhǎng)度變?yōu)?1cm,此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為

llcmlOcm=lcm

因在一定范圍內(nèi)，彈簧的彈力大小與彈簧的伸長(zhǎng)量成正比。由此可得，在一定范圍內(nèi)，彈簧每伸長(zhǎng)1cm,

彈簧的彈力大小增加20N。當(dāng)用力尸將小球豎直向下拉到8處，彈簧長(zhǎng)度為11.5cm,此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為

11.5cmlOcm=1.5cm

那么彈簧的彈力大小為

FB=1.5X20N=30N

在B處由靜止釋放，在釋放瞬間小球受到豎直向下的重力和豎直向上的彈簧的彈力的作用，則合力大小為

F.^=F?G=30N20N=10N

⑵由力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可知，當(dāng)合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同時(shí)，物體做加速運(yùn)動(dòng)。在B處時(shí)，受到的合力方上

豎直向上，大小為10N,在4處時(shí)，彈簧的彈力大小等于重力，合力為0.則小球從8處第一次回到4處過

程中，合力的方向一直是豎直向上的，運(yùn)動(dòng)的方向也是豎直向上的，故小球做加速運(yùn)動(dòng)。由于小球的質(zhì)量

不變，速度變大，所以小球的動(dòng)能增大。

3.（2023?陜西?校聯(lián)考三模）在“挨究影響重力勢(shì)能大小因素”的實(shí)驗(yàn)中，小明在水平地面上鋪一張白紙，將

皮球表面涂黑，使其分別從不同高度處自由下落，目的是探究重力勢(shì)能大小與的關(guān)系。如圖所示，在

紙上留下黑色圓斑A、B,圓斑（填"A"或"B"）是皮球從較高處下落形成的。

【答案】高度B

【解析】⑴相同的皮球質(zhì)量不變，由于從不同高度自由下落，則目的是探究重力勢(shì)能與高度的關(guān)系。

⑵當(dāng)皮球從較高的地方下落時(shí)，落地時(shí)的動(dòng)能更大，則與地面撞擊后形變量更大，形成的黑色圓斑更大,

故B是皮球從較高處下落形成的。

4.（2023?河南新鄉(xiāng)?校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）在水平地面上鋪一張紙，將皮球表面涂黑，使其分別從不同高度處自

由落下時(shí)，能在紙上留下黑色圓斑A、B.球從較高處落下所成的圓斑是其中的—（選"A"或"B"）,你判斷

的依據(jù)是o

【答案】B質(zhì)量相同時(shí),物體高度越高，重力勢(shì)能越大

【解析】皮球從高空落下是重力資能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，落到地面時(shí)發(fā)生彈性形變，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，形變

越明顯，說明皮球的彈性勢(shì)能越大.球從較高處落下，即球的重力勢(shì)能較大，落地時(shí)轉(zhuǎn)化成的彈性勢(shì)能也

越大，皮球發(fā)生的彈性形變就越明顯，留下的圓斑也就越大，故應(yīng)該是B圓斑.故答案：（1）.B（2）.質(zhì)量

相同時(shí)，物體高度越高，重力勢(shì)能越大。

5.（2023?吉林?校聯(lián)考二模）隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市建筑物越建越高，“高空墜物傷人〃事件時(shí)有發(fā)

生。原因是物體所處的高度越高，物體所具有的重力勢(shì)能越_____（選填"大”或“小”）.當(dāng)高處的物體墜落時(shí)，

因重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為能，從而帶來(lái)安全隱患。

【答案】大動(dòng)

【解析】物體所處的高度越高，物體所具有的重力勢(shì)能越大；物體從高空落下的過程中，高度越來(lái)越小，

重力勢(shì)能越來(lái)越小，速度越來(lái)越快，動(dòng)能越來(lái)越大，因此物體落下的過程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，從而帶

來(lái)安全隱患。

6.（2023?河北秦皇島?一模）2021年8月5日，中國(guó)14歲的全紅嬋以創(chuàng)奧運(yùn)紀(jì)錄的高分奪得東京奧運(yùn)會(huì)10

米跳臺(tái)冠軍，如圖甲所示，在下落過程中忽略空氣阻力，全紅嬋只受力作用，她的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為_

能。2022年2月16日，中國(guó)運(yùn)動(dòng)員齊廣璞在北京冬奧會(huì)男子自由滑雪空中技巧賽上獲得冠軍，如圖乙所示，

他離開大跳臺(tái)后由于仍能在空中繼續(xù)"飛行

【答案】重力動(dòng)慣性

【解析】⑴⑵在下落過程中忽略空氣阻力，只受到重力作用，高度減小，速度變大，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能

變大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

⑶運(yùn)動(dòng)員離開大跳臺(tái)后，由于慣性繼續(xù)保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以能在空中繼續(xù)飛行。

7.（2023?廣東珠海??？既＃┤鐖D所示，在天花板的。點(diǎn)處用細(xì)線懸掛一個(gè)金屬小球（細(xì)線無(wú)彈性），將

小球在4點(diǎn)由靜止釋放。由A到C（最低點(diǎn)）的過程中，小球的動(dòng)能（選填"增大〃"減小”或”不變〃），

機(jī)械能（選填“守恒〃或"不守恒"）。若小球運(yùn)動(dòng)至。點(diǎn)時(shí)（不是最高點(diǎn)）細(xì)線斷裂，你認(rèn)為小球接下來(lái)

的運(yùn)動(dòng)軌跡與曲線（選填"a"、"b"或"c〃）最接近。

【答案】增大不守恒c

【解析】⑴由A到C的過程中，小球的質(zhì)量不變，速度變大，動(dòng)能增大。

⑵因?yàn)榭諝鈱?duì)小球的摩擦阻力的影響，小球的一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能不守恒。

⑶小球運(yùn)動(dòng)至。點(diǎn)時(shí)細(xì)線斷裂，此時(shí)小球的速度與運(yùn)動(dòng)曲線相切并向上，又由于受到重力和阻力的作用，

小球升高到一定高度后，但達(dá)不到A位置的高度，然后向斜下方運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)軌跡與曲線c最接近。

8.（2023?河北?一模）如圖是小明用螺絲帽模擬義〃蹦極”的簡(jiǎn)化示意圖，彈性繩一端系住螺絲帽，另一端固

定在鐵架臺(tái)的。點(diǎn)。螺絲帽由靜上開始自由下落，A點(diǎn)處彈性繩正好處于原長(zhǎng)；4點(diǎn)處螺絲帽受到的重力與

彈性繩對(duì)螺絲帽的拉力大小相等；C點(diǎn)處是螺絲帽到達(dá)的最低點(diǎn)。（整個(gè)過程忽略空氣阻力和摩擦、彈性繩

的自重不計(jì)）

彈性繩七口

?A

?B

?C圄

（1）從。點(diǎn)到A點(diǎn)的過程中，螺絲帽的機(jī)械能。

（2）從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，彈性繩的彈性勢(shì)能,螺絲帽的動(dòng)能。（均選填“增大〃"減小”"不

變"或"先增大后減小〃）。

【答案】不變?cè)龃笙仍龃蠛鬁p小

【解析】（I）［1］。點(diǎn)到A點(diǎn)，螺絲帽目由下落，其重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，由于不計(jì)空氣阻力，所以螺絲帽的

機(jī)械能不變。

（2）⑵［3］在從A點(diǎn)至C點(diǎn)螺絲帽的動(dòng)能和重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為繩的彈性勢(shì)能：4點(diǎn)到8點(diǎn)的過程中，重力大于

彈性繩對(duì)螺絲帽拉力，因此速度越來(lái)越大，動(dòng)能越來(lái)越大；到達(dá)C點(diǎn)動(dòng)能變?yōu)?,彈性勢(shì)能增大到最大值,

所以從4點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，彈性繩的彈性勢(shì)能增大，而螺絲帽的動(dòng)能先增大后減小。

9.（2023?河北石家莊?石家莊外國(guó)語(yǔ)學(xué)校?？级＃┹p質(zhì)彈簧頂端固定并連接一個(gè)大小不計(jì)的重物，用手托

住重物向上擠壓彈簧到點(diǎn)。，松手后重物下落依次經(jīng)過點(diǎn)從。到最低點(diǎn)"，其中點(diǎn)〃是彈簧不掛重物靜止時(shí)

下端的位置，。是重物連接在彈簧下靜止時(shí)下端的位置。則重物從。運(yùn)動(dòng)到d的過程中，在_______點(diǎn)重力

勢(shì)能最大，在點(diǎn)動(dòng)能最大，在_______點(diǎn)機(jī)械能最大。（不計(jì)空氣阻力）

a

答案

【解析】［1］重物從a運(yùn)動(dòng)到d的過程中，質(zhì)量不變，a點(diǎn)的高度最大，重力勢(shì)能最大。

[2][3]b點(diǎn)至ljd點(diǎn)的過程中，重物在c點(diǎn)之前受到向上的拉力小于重力；重物在。點(diǎn)之后受到的向上拉力大于

重力；所以重物從c點(diǎn)以后做減速運(yùn)動(dòng)，即在c點(diǎn)時(shí)速度最大，動(dòng)能最大；此時(shí)重物的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的

彈性勢(shì)能，重物的機(jī)械能減小，故在b點(diǎn)時(shí)重物的機(jī)械能最大。

10.（2023?江蘇常州?校考模擬預(yù)測(cè)）如圖所示，AC.為同一水平面上的兩個(gè)光滑斜面，AOBC.在相等

時(shí)間內(nèi)把同一物體從斜面底端分別沿AC、8C勻速推至C點(diǎn)，物體的機(jī)械能一（選填“增大"、"減少"或"不

變）若推力所做的功分別為卬八W2,功率分別為夕八P2,則W/1%,P102。（后兩空均選填">〃"<〃

或"="）。

【答案】增大==

【解析】[1]把物體從斜面底端分別沿AC、8c勻速推至。點(diǎn)，物體質(zhì)量不變，速度不變，則動(dòng)能不變，高

度增加，重力勢(shì)能增大，機(jī)械能等于動(dòng)能與勢(shì)能的總和，則物體的機(jī)械能增大。

⑵使用光滑的斜面沒有額外功，推力在兩斜面上做功相同，等于克服物體重力所做的功，且同?物體的重

力不變，推到斜面頂端時(shí)上升高度相同根據(jù)W=G"可知，

11.（2023?河南焦作?校聯(lián)考二模）如圖所示是小球落地后彈跳過程每隔相等時(shí)間曝光一次所拍攝的照片。

由圖片可知，小球從最高點(diǎn)到觸地過程小球速度逐漸（選填"增大"、"減小"或"不變"）：A、B是

同一高度的兩點(diǎn)，則A點(diǎn)的重力勢(shì)能B點(diǎn)的重力勢(shì)能（選填"大于〃、"小于〃或"等于"），A點(diǎn)的動(dòng)

能8點(diǎn)的動(dòng)能（選填“大于〃、“小于〃或“等于〃），此過程中小球的機(jī)械能（選填"增大”、

"減小"或"不變"）。

【答案】增大等于大于減小

【解析】[1]小球下落過程中，高度減小，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能變大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，速度變大。

⑵小球在A點(diǎn)的高度和B點(diǎn)的高度相等，質(zhì)量也沒變，根據(jù)重力勢(shì)能的影響因素可知：小球在A、B兩點(diǎn)的

重力勢(shì)能相等。

⑶由圖可知，小球彈跳的高度會(huì)越來(lái)越低，這說明在勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化過程中有能