\o"10.3物體的浮沉條件及應用"11.4\o"11.4機械能及其轉化"機械能及其轉化（解析版）考點直擊考點直擊典例分析＋變式訓練典例分析＋變式訓練考點1機械能的概念（1）動能和勢能之和稱為機械能。

動能和勢能都屬于機械能，動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量，動能和勢能是機械能的兩種表現形式。

（2）機械能大小：動能和勢能的總和。【典例1】（春?西崗區期末）關于機械能，以下說法正確的是（）A．質量大的物體，具有的機械能一定大 B．彈簧具有彈性，所以彈簧一定具有彈性勢能 C．人在蕩秋千時，人具有的動能大小保持不變 D．一塊石頭被舉得越高，它具有的重力勢能越大【答案】D。【分析】（1）物體由于運動而具有的能，叫做動能。質量越大，速度越大，動能越大；（2）物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。質量越大，高度越高，重力勢能越大；（3）物體由于發生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。同一物體在彈性限度內，彈性形變程度越大，彈性勢能就越大；（4）機械能等于動能和勢能之和。【解答】解：A.機械能等于動能和勢能之和，影響動能大小的因素有質量和速度，影響重力勢能大小的影響因素有質量和被舉高的高度，因此質量大的物體，具有的機械能不一定就大，故A錯誤；B.彈性勢能的大小與彈性形變的大小有關，當彈簧沒有發生彈性形變時，彈簧就不具有彈性勢能，故B錯誤；C.人在蕩秋千時，速度大小在變化，因此人具有的動能大小也在變化，故C錯誤；D.質量越大，高度越高，重力勢能越大，故D正確。故選：D。【典例2】（春?蜀山區期末）如圖所示，物體沿斜面勻速下滑的過程中，其機械能在減小（選填“增大”、“減小”或“不變”）。【答案】減小。【分析】動能大小的影響因素：質量和速度，質量越大，速度越大，動能越大；重力勢能大小的影響因素：質量和高度，質量越大，高度越高，重力勢能越大；根據機械能等于動能和重力勢能之和判斷即可。【解答】解：物體沿斜面勻速下滑的過程中，物體的運動速度不變，動能不變；下滑高度減小，重力勢能減小。動能不變，重力勢能減小，所以機械能減小。故答案為：減小。【變式訓練1】（?常州模擬）如圖所示，下列事例中機械能不變的是（）A．火箭加速升空 B．小孩慢慢滑下 C．汽車水平路減速中 D．衛星繞地轉動【答案】D。【分析】機械能包括動能和勢能；動能的大小與質量和速度有關；重力勢能大小與質量和高度有關；在分析動能和重力勢能之間的轉化過程中，機械能的變化情況時，要搞清題目提供的條件或環境。【解答】解：A、火箭加速升空的過程中，質量不變，速度變大，動能變大；質量不變、高度變大，重力勢能變大，所以機械能變大，故A不符題意。B、小孩從滑梯慢慢滑下，由于克服摩擦做功，消耗一部分機械能轉化為內能，機械能變小，故B不符題意。C、汽車減速過程中，質量不變，速度變小，動能變小；質量不變、高度不變，重力勢能不變，所以機械能變小，故C不符題意。D、衛星繞地球轉動，動能和勢能相互轉化，由于沒有能量損失，機械能不變，故D符合題意。故選：D。【變式訓練2】（?綠園區一模）如圖a、b為豎直向上拋出的小石塊在上升過程中動能和重力勢能隨高度變化的圖線（不計阻力），其中a是動能﹣高度關系圖線，小石塊上升到5m時的機械能為4J。【答案】a；4。【分析】影響動能大小的因素有物體的質量和運動速度，影響重力勢能大小的因素有物體的質量和被舉高的高度，動能和勢能統稱機械能。【解答】解：拋出的小石塊在上升過程中，受豎直向下重力的作用，則小石塊上升的速度越來越小，當小石塊的質量一定時，速度減小，小石塊的動能減小，由圖可知，圖線a是小石塊動能﹣高度關系圖線；在只有動能和勢能轉化過程中，機械能總量保持不變，由于小石塊的機械能總量E＝2J+2J＝4J，即當小石塊上升至5m時，小石塊的機械能為4J。答：a；4。考點2動能和勢能的轉化與機械能守恒（1）動能和重力勢能之間可以相互轉化。動能和重力勢能之間的相互轉化一般發生在只受重力作用下的運動過程中，例如滾擺在下降的過程中，越轉越快，它的重力勢能越來越小，動能越來越大，重力勢能轉化為動能；滾擺在上升過程中，越轉越慢，它的重力勢能越來越大，動能越來越小，動能轉化為重力勢能；（2）動能和彈性勢能之間也可以相互轉化。它可以發生在同一物體上，也可以發生在不同物體之間，例如，從高處落下的皮球與地面撞擊的過程中，由于皮球發生彈性形變，皮球的動能轉化為彈性勢能，皮球在恢復形變的過程中，它的彈性勢能轉化為動能．拉彎的弓把箭射出去的過程中，拉彎的弓具有彈性勢能，射出去的箭具有動能，這是弓的彈性勢能轉化為箭的動能；（3）機械能守恒：如果只有動能和勢能的相互轉化，機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的。

做功角度：只有重力或彈力做功，無其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代數和為零；系統內如摩擦阻力對系統不做功。

能量角度：首先只有動能和勢能之間能量轉化，無其它形式能量轉化；只有系統內能量的交換，沒有與外界的能量交換。※機械能守恒一般都是理想狀態下才發生的，物體能量的轉化一般都不太可能只有機械能的轉化，還有其他能量的轉化。【典例3】（?海安市模擬）將不同質量的鋼球從如圖所示光滑軌道ABCD上的A點釋放，通過水平面BC，運動到斜面CD上的過程中（不計空氣阻力），下列相關解釋中正確的有（）A．從A運動到B的過程中重力勢能轉化為動能和內能 B．鋼球在水平面BC上由于受到慣性，所以能繼續向前運動 C．鋼球的質量越大，到達B點時的速度越大 D．鋼球在斜面CD上受到的重力和支持力不是一對平衡力【答案】D。【分析】（1）軌道是光滑的，且不計空氣阻力，則小球在滾動的過程中，其機械能是守恒的；動能的大小與質量和速度有關，重力勢能的大小與質量和高度有關；（2）任何物體都有慣性，慣性是保持原來運動狀態不變的性質，不是力；（3）物體從斜面上滾下后，達到水平面時的速度大小與高度有關，與物體的質量無關；（4）一對平衡力必須滿足：大小相等、方向相反、作用在同一直線上、作用在同一物體上。【解答】解：A、從A運動到B的過程中，鋼球的質量不變，高度減小，速度變大，則重力勢能減小，動能變大，所以該過程中重力勢能轉化為動能，由于軌道ABCD是光滑的，不存在摩擦，且不計空氣阻力，所以重力勢能不會轉化為內能，故A錯誤；B、鋼球在水平面BC上由于具有慣性，所以能繼續向前運動，慣性是一種性質，不能說受到慣性，故B錯誤；C、鋼球從A點滑下，到達B點時，由于下降的高度相同，則達到水平面時的速度相同，與鋼球的質量無關，故C錯誤；D、鋼球在斜面CD上受到的重力和支持力沒有在同一條直線上，不是一對平衡力，故D正確。故選：D。【典例4】（春?隆回縣期末）小明在游樂園中玩蹦極，如果不考慮空氣阻力與蹦極繩的質量，則關于它在下降過程中的能量分析，下列說法錯誤的是（）A．彈性繩繃直前，人的重力勢能全部轉化成人的動能，人的動能一直增加 B．彈性繩繃直后，人的重力勢能向彈性勢能轉化，動能不變 C．整個下落過程中人與蹦極繩組成的系統機械能守恒 D．下降到最低點，重力勢能、動能最小，彈性勢能最大【答案】B。【分析】動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大。重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度。質量越大，高度越高，重力勢能越大。彈性勢能的影響因素是彈性形變的程度，形變越大，勢能越大。機械能為動能和勢能的和。【解答】解：A、不計空氣阻力，人的機械能是守恒的，保持不變，彈性繩繃直前，人在重力的作用下向下做加速運動，人的質量不變，高度變小，人的重力勢能減小，人的質量不變，速度變大，動能增大，故A正確；B、彈性繩繃剛直后，人的質量不變，高度變小，重力勢能變小，此時彈力小于重力，人向下做加速運動，人的速度變大，動能變大；當彈力等于重力時，人的速度最大，動能最大；繼續向下運動的過程中，彈力大于重力，人做減速運動，速度變小，動能變小，故B錯誤；C、不計空氣阻力與蹦極繩的質量，人與蹦極繩組成的系統機械能守恒，故C正確；D、下降到最低點時，高的質量不變，高度最小，所以人的重力勢能最小，人的速度為0，動能為0，動能最小；此時彈性繩發生的形變程度最大，彈性繩的彈性勢能最大，故D正確。故選：B。【典例5】（春?石家莊期末）2022年冬奧會將在北京舉行，我國優勢項目自由式滑雪在國際比賽中屢獲殊榮。某次比賽過程中運動員的軌跡如圖所示，下列說法正確的是（）A．從a點滑向b點運動過程中，運動員機械能一直不變 B．在a點和c點運動員速度都為零，運動員處于平衡狀態 C．從a點到e點的過程中，運動員的機械能先增大后減小 D．從c點由空中下落到d過程中，運動員重力勢能減小動能增加【答案】D。【分析】機械能包括動能和勢能；動能的大小與質量和速度有關；重力勢能大小與質量和高度有關；在分析動能和重力勢能之間的轉化、機械能的變化情況時，要搞清題目提供的條件或環境，此題的條件是：滑雪板與雪之間存在摩擦。【解答】解：A、從a點下滑到b點過程中，由于滑雪板與雪間存在摩擦力，克服摩擦做功，機械能轉化為內能，機械能減小，故A錯誤；B、在a點和c點運動員速度都為零，在a點受重力和支持力，這兩個力不在同一直線上，不是平衡力，此時運動員不是平衡狀態，在c點時運動員只受重力，不是平衡狀態，故B錯誤；C、從a點下滑到e點過程中，由于雪板與雪間存在摩擦力，克服摩擦做功，機械能轉化為內能，機械能一直減小，故C錯誤；D、從c點下落到d點過程中，高度減小，重力勢能減小，速度增加，動能增加，重力勢能轉為動能，故D正確。故選：D。【典例6】（?江西模擬）如圖所示，把一個鐵鎖用繩子懸掛起來，將鐵鎖拉到自己的鼻子附近，穩定后松手，鐵鎖向前擺去，鐵鎖擺回時不會（選填“會”或“不會”）打到自己的鼻子。鐵鎖在擺動過程中，機械能是不守恒（選填“守恒”或“不守恒”）的。【答案】不會；不守恒。【分析】（1）動能大小的影響因素：質量和速度。質量越大，速度越大，動能越大。（2）重力勢能大小的影響因素：質量和高度。質量越大，高度越高，重力勢能越大。（3）物體上升過程中動能轉化為重力勢能；物體下落時重力勢能轉化為動能；不計摩擦時，機械能的總量是不變的。【解答】解：鐵鎖在擺動過程，不斷與空氣摩擦，有一部分機械能轉化為內能，機械能減小，即機械能不守恒；鼻子和鐵鎖的初始高度相同，整個過程中鐵鎖的機械能減小，所以鐵鎖擺回時重力勢能也會減小，達不到鼻子的高度，故鐵鎖擺回時不會打到鼻子。故答案為：不會；不守恒。【典例7】37．（春?愛輝區期末）怎樣向地板拋乒乓球，才能使它彈跳到高于原來拋球的位置，說明這種拋法的理由？【分析】動能和勢能可以相互轉化，但在轉化的過程中，由于要克服空氣阻力等，要有一部分機械能轉化為內能。根據這一規律可對本題中的問題做出解答。【解答】答：用力向下；若乒乓球自由下落，由于空氣阻力的作用，乒乓球最終彈回來時的機械能總量會減小，不會回到原來的位置。若要使它高于原來拋出的位置，應通過外力使它一開始就具有較多的機械能，小球此時的機械能大于拋出點的重力勢能，彈到原點后仍具有動能，還可以上向運動，故應用力向下拋。【變式訓練1】（?烈山區一模）如圖所示，用輕質彈簧（彈簧質量和空氣阻力忽略不計）把小球掛在天花板上，當小球從如圖水平位置放手后擺動到最低點的過程中，下列說法正確的是（）A．小球的機械能守恒 B．小球重力勢能的減少量等于小球動能的增加量 C．小球重力勢能的減少量大于小球動能的增加量 D．小球重力勢能的減少量小于彈簧彈性勢能的增加量【答案】C。【分析】小球下降過程中，重力和彈簧彈力做功，小球和彈簧系統機械能守恒。據此結合以下知識分析解答：（1）動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大；（2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度。質量越大，高度越高，重力勢能越；（3）彈性勢能的大小與物體的形變程度有關，形變程度越大，彈性勢能越大；（4）不計空氣阻力時，機械能沒有轉化為內能，機械能守恒。【解答】解：A、當小球從如圖水平位置放手后擺動到最低點的過程中，小球的質量不變，速度變大，同時高度降低，彈簧的彈性形變變大，故小球的重力勢能減小、動能增加，彈簧彈性勢能增加，即小球的重力勢能一部分轉化為小球的動能另一部分轉化為彈簧的彈性勢能；彈簧質量和空氣阻力忽略不計，小球和彈簧系統機械能守恒，但小球的機械能不守恒。故A錯誤；B、C、D、當小球從如圖水平位置放手后擺動到最低點的過程中，重力勢能減小，動能增加，彈性勢能增加，重力勢能的減小量等于小球動能的增加量與彈簧彈性勢能增加量之和，所以小球重力勢能的減小量大于小球動能的增加量，小球重力勢能的減小量也大于彈簧彈性勢能的增加量，故B、D錯誤，C正確。故選：C。【變式訓練2】（春?方城縣期末）我們居住的城市高樓林立，如不小心發生高空墜物事件，可能給人們的生命財產造成損害。日前，某小區的陳先生早上下樓取車時發現車的后擋風玻璃穿了一個孔，上面還插著一個可樂瓶，肇事的可樂瓶里還有可樂。對此，下列描述正確的是（）A．可樂瓶從高空墜落，動能轉化為重力勢能 B．可樂瓶墜落時機械能變大 C．可樂瓶從高空墜落，重力勢能轉化為動能 D．可樂瓶砸在擋風玻璃的瞬間，具有很大的重力勢能【答案】C。【分析】被舉高的物體具有重力勢能，在物體下落時，重力勢能會轉化為動能對外做功。物體的質量越大、高度越高，重力勢能越大，其轉化為動能時，往往也會越大。據此來對本題中的現象進行分析。【解答】解：AC、可樂瓶從高空墜落，高度變小，重力勢能減小，速度變大，動能變大，重力勢能會轉化為動能，而不是動能會轉化為重力勢能，故A錯誤，C正確；B、可樂瓶墜落時，克服與空氣的摩擦做功，一部分機械能轉化為內能，機械能變小，故B錯誤；D、可樂瓶砸在擋風玻璃的瞬間，其速度達到最大，具有很大的動能，故D錯誤。故選：C。【變式訓練3】（?鞍山）如圖所示，小球由靜止開始沿著粗糙的曲面從a點向d點運動，其中b和d兩點在同一水平高度。下列說法中正確的是（）A．小球從a點運動到c點，重力勢能全部轉化為動能 B．小球在b點的機械能大于在c點的機械能 C．小球在b點的動能等于在d點的動能 D．小球從a點運動到d點的過程中，機械能一定全部轉化為內能【答案】B。【分析】（1）影響重力勢能大小的因素有：質量和高度；質量越大，高度越高，則重力勢能越大；影響動能大小的因素有：質量和速度；質量越大，速度越快，則動能越大。（2）如果忽略摩擦阻力，則動能和勢能相互轉化時，物體的機械能是守恒的；若存在摩擦阻力，一部分機械能會轉化為內能，機械能減小。【解答】解：A、從a點到c點過程中，小球的質量不變，高度變小，則重力勢能變小，同時速度變大，動能變大，重力勢能會轉化為動能，由于小球在滾動的過程中受摩擦力的作用，小球克服摩擦力做功，所以一部分重力勢能會轉化為內能，故A錯誤；B、因小球在滾動過程中要克服摩擦力做功，機械能會逐漸減小，所以小球在b點的機械能大于在c點的機械能，故B正確；C、小球從b運動到d的過程中，有一部分機械能會轉化為內能，故小球在b點的機械能大于在d點的機械能；已知b和d兩點在同一水平高度，即兩位置小球的重力勢能相同，根據“機械能＝動能+勢能”可知，小球在b點的動能大于在d點的動能，故C錯誤；D、小球運動到d點時具有一定的高度，有一定的機械能，所以，小球從a到d的過程中，機械能不是全部轉化為內能，故D錯誤。故選：B。【變式訓練4】（?海淀區一模）如圖所示，游樂場中，從高處A到水面B處有兩條長度相等的光滑軌道。體重不同的甲、乙兩小孩沿著不同軌道同時從A處自由滑向B處，若不計空氣阻力，下列說法中不正確的是（）A．甲、乙在下滑過程中所受重力做功不相等 B．甲從A到B，重力勢能一定減小 C．甲、乙在下滑過程中機械能守恒 D．甲、乙到達B點時的動能相同【答案】D。【分析】由于軌道是光滑的，不計空氣阻力，所以機械能是守恒的；根據W＝Gh比較重力做功的大小；根據影響動能和勢能大小的因素比較動能、勢能的大小。【解答】解：A、甲、乙從A處自由滑向B處，下降的高度是相同的，但兩小孩的重力不同，根據W＝Gh可知，重力做功不相等，故A正確；B、甲從A到B，其質量不變，高度減小，重力勢能一定減小，故B正確；C、由于軌道是光滑的，且不計空氣阻力，所以甲、乙在下滑過程中機械能守恒，故C正確；D、由圖可知，甲、乙在A點時，高度相同，由于重力不同，則二人的重力勢能不同，根據機械能守恒可知，他們到達B點時的動能也是不同的，故D錯誤。故選：D。【變式訓練5】（?銅仁市）如圖所示，小球從A點擺到C點的過程中，不計空氣阻力。重力勢能會先減小后增大：機械能總和不變（選填“增大”、“減小”或“不變”）。【答案】重力勢；不變。。【分析】物體的動能由質量和速度決定，重力勢能由質量和高度決定，分析擺動過程中質量、速度、高度的變化，判斷出動能和重力勢能的轉化；機械能守恒的條件：只有動能和勢能的相互轉化或者只有重力做功，機械能才守恒。【解答】解：小球從A點開始向B點擺動過程中，高度減小，重力勢能減小，速度變大，動能變大，從B點擺到C點的過程中，高度變大，重力勢能變大，速度變小，動能變小。所以重力勢能會先減小后增大，動能先增大后減小；整個過程沒有空氣阻力，即只有動能和勢能的相互轉化，所以機械能守恒，即機械能的總和不變。故答案為：重力勢；不變。【變式訓練6】（?大連模擬）如圖所示，是小孩蕩秋千過程中的簡化圖，不計空氣阻力，請你回答下列問題：（1）他從A點蕩到C點的能量是如何轉化的？其機械能如何變化？（2）若在C點時一切外力消失，他會處于什么狀態？請說明理由。【分析】（1）重力勢能的大小與質量、高度有關；質量一定，高度越高，重力勢能越大；高度一定，質量越大，重力勢能越大。動能的大小與質量、速度有關；質量一定，速度越快，動能越大；速度一定，質量越大，動能越大。（2）根據牛頓第一定律可知，當物體不受任何外力的時候，總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，在力消失的一瞬間，原來運動的物體將做勻速直線運動，原來靜止的物體將永遠靜止下去。【解答】答：（1）從A到B的下降過程，質量不變，高度越來越低、速度越來越快，所以重力勢能減小，動能增大，此過程重力勢能轉化為動能；從B到C的上升過程，質量不變，高度越來越高，速度越來越慢，所以重力勢能減小，動能增加，此過程動能轉化為重力勢能；不計空氣阻力，動能和重力勢能的轉化過程中，沒有能力損失，機械能大小不變。（2）小球從B到C的過程中由動能轉化為重力勢能，C點為最高點，小球重力勢能最大，速度為零；若一切外力突然消失，由牛頓第一定律可知，小球將保持靜止狀態不變。考點3\o"機械能和其他形式能的轉化"機械能和其他形式能的轉化各種形式的能量都可以相互轉化，如電能可以轉化為光能和內能；太陽能可以轉化為電能等，動能和勢能的相互轉化只是能量相互轉化中的一種形式，能量轉化過程中一種能量減少，另一種能量增加。【典例8】（?淮安二模）年5月5日18時00分，中國載人空間站工程研制的相當于18層樓高的長征五號B運載火箭，搭載新一代載人飛船試驗船和柔性充氣式貨物返回艙試驗艙，在文昌航天發射場點火升空。在現役的各國運載火箭中，長征五號B運載火箭的運力是世界一流水平，如圖所示是火箭發射時的情景，關于試驗船加速上升的過程中，下列說法正確的是（）A．動能變大，勢能變大，機械能變大 B．動能變小，勢能變大，機械能變大 C．動能變大，勢能變小，機械能保持不變 D．動能變小，勢能變大，機械能保持不變【答案】A。【分析】（1）動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大。（2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度。質量越大，高度越高，重力勢能越大。（3）機械能＝動能+勢能。【解答】解：試驗船加速上升的過程中，實驗船的質量不變，速度增大，動能增大；高度增大，重力勢能增大；實驗船升空時，沒有發生彈性形變，不具有彈性勢能；機械能＝動能+重力勢能，機械能增大。故選：A。【變式訓練1】（?古藺縣校級一模）木塊從粗糙的斜面頂端勻速下滑到底端的過程中（）A．木塊的重力勢能全部轉化為動能 B．木塊的動能不變，重力勢能減小 C．木塊的機械能不變 D．木塊的機械能全部轉化為內能【答案】B。【分析】（1）動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大。（2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度。質量越大，高度越高，重力勢能越大。（3）機械能＝動能+勢能。物體沒有發生彈性形變時，不考慮彈性勢能，勢能只考慮重力勢能。【解答】解：物體沿斜面勻速下滑的過程中，質量不變，速度不變，所以物體的動能保持不變；同時高度減小，所以物體的重力勢能減小，但重力勢能沒有轉化為動能；因機械能＝動能+勢能，所以物體的機械能減小；該過程中物體受到摩擦力的作用，要克服摩擦力做功，機械能轉化為內能，由于物體下滑過程中有一定的動能，所以可知機械能沒有全部轉化為內能，故B正確，ACD錯誤。故選：B。課堂鞏固訓練課堂鞏固訓練一、選擇題。1．（春?芝罘區期末）一只皮球從高處落下，碰地后發生形變，又反跳起來，則下列各階段中皮球的彈性勢能轉化為動能的是（）A．從高處下落到剛碰地面 B．從碰到地面到皮球形變最大 C．從皮球形變最大到離開地面 D．從皮球離開地面到最高點【答案】C。【分析】根據動能與彈性勢能的轉化分析。【解答】解：球被壓縮發生形變時，是動能轉化為彈性勢能，恢復原狀反跳起來時，是彈性勢能轉化為動能。故選：C。2．（2022?廣西模擬）下列情況中機械能不發生變化的是（）A．汽車剎車后在水平地面上向前滑行 B．拋向空中正在上升的石塊（不計空氣阻力） C．小孩從滑梯上勻速滑下 D．用滑輪組把物體勻速提高【答案】B。【分析】動能和勢能統稱為機械能，由機械能的守恒定律可知守恒的條件，如果不滿足條件則不守恒。【解答】解：A、剎車時由于摩擦力做功，消耗機械能轉化為內能，故機械能減小，A錯。B、石塊在空中不受阻力，則只有重力做功，故機械能守恒，B對。C、小孩從滑梯上勻速滑下，動能不變，勢能減小，故不守恒，C錯。D、物體被勻速提高，動能不變，勢能增加，機械能不守恒，D錯。故選：B。3．（?瀘州）年5月15日我國自主研制的天問一號火星探測器成功登陸火星，已知火星表面引力約為地球表面引力的38%，其空氣密度約為地球海平面空氣密度的1%。下列關于探測器的描述正確的是（）A．進入火星大氣層后，探測器下降過程中其表面與大氣層摩擦，機械能轉化為其它形式的能 B．探測器為了找到最佳著陸點，著陸前在火星上空有短暫懸停時間，懸停時探測器不受火星的引力 C．探測器從懸停點減速降落火星表面過程中，動能逐漸增大 D．停在火星表面的探測器受到的引力與它對火星表面的壓力是一對平衡力【答案】A。【分析】（1）克服摩擦做功，可將機械能轉化為內能；（2）跟在地球上類似，火星對其附近的物體也會產生引力；（3）動能的影響因素是質量和速度；（4）一對平衡力必須符合四個條件：大小相等、方向相反、作用在同一物體上、作用在同一直線上。【解答】解：A、進入火星大氣層后，探測器下降過程中其表面與大氣層摩擦，機械能轉化為內能，故A正確；B、探測器著陸前在火星上空懸停時，探測器繼續受火星的引力，故B錯誤；C、探測器從懸停點減速降落火星表面過程中，質量不變、速度變小，所以動能逐漸減小，故C錯誤；D、停在火星表面的探測器受到的引力與它對火星表面的壓力作用在不同的物體上，不是一對平衡力，故D錯誤。故選：A。4．（春?青山區期末）在年包頭市中考體育考試中，小彤同學進行了實心球測試。關于實心球運動的幾個階段，下列說法正確的是（）A．小彤撿起實心球，并緩慢舉高的過程中，小彤對實心球做功，實心球的重力勢能增大 B．小彤將實心球用力投出后，實心球在空中運動過程中，小彤對實心球做功，實心球的機械能增大 C．小彤將實心球用力投出后，實心球在空中最高點時所受的合力為零 D．實心球落地后在水平地面上滾動一段距離停止，實心球在地面滾動階段機械能不變【答案】A。【分析】（1）做功的兩個必要因素：作用在物體上的力；物體在力的方向上通過的距離（即力和距離的方向要一致）；二者缺一不可。（2）機械能包括動能和勢能，動能的大小與質量和速度有關，重力勢能大小與質量和高度有關。（3）物體的運動狀態發生改變時，受到非平衡力的作用，其合力不為零。【解答】解：A、小彤撿起實心球，并緩慢舉高的過程中，小彤對實心球做功，因為力和距離的方向均向上；實心球的重力勢能增大，因為球的高度變大，故A正確；B、實心球在空中運動過程中，小彤對實心球沒有做功，因為球不再受到小彤的推力；實心球的機械能減小，因為受到空氣阻力作用，求克服阻力做功消耗一部分機械能，故B錯誤；C、實心球的整個運動過程中，受到非平衡力作用，任何點的合力均不為零，所以在空中最高點時所受的合力不為零，故C錯誤；D、實心球在地面滾動階段機械能減小，因為球的速度逐漸變小，故D錯誤。故選：A。5．（?舟山）乒乓球發球機在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發出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系是（）A．va＞vb＞vc B．vb＞vc＞va C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc【答案】D。【分析】首先判定開始時三球機械能的大小；不計空氣阻力，三個小球的機械能是守恒的，據此判定速度的大小。【解答】解：乒乓球發球機在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發出a、b、c三個球，由于高度和速度都相同，則機械能是相同的；不計空氣阻力，三個小球的機械能是守恒的，所以三個小球到達桌面時的機械能相同，由于高度相同，重力勢能相同，則動能相同，速度相同。故選：D。6．（?邗江區校級一模）如圖所示，將把鐵鎖用繩子懸掛起來，把它拉到自己的鼻子附近，松手后鐵鎖來回擺動。下列說法正確的是（）A．擺動過程中，繩子對鐵鎖的拉力和鐵鎖對繩子的拉力是一對平衡力 B．擺動過程中，鐵鎖的運動狀態一定發生變化 C．擺動過程中，鐵鎖的機械能保持不變 D．若繩子突然斷開，鐵鎖將做勻速直線運動【答案】B。【分析】（1）平衡力的條件：大小相等、方向相反、作用在同一個物體上，作用在同一條直線上；相互作用力的條件：大小相等、方向相反、作用在兩個物體上，作用在同一條直線上。（2）運動狀態發生變化是指速度大小或運動方向發生變化；（3）鐵鎖來回擺動的過程中，和空氣會摩擦生熱，部分機械能會轉化為內能，機械能會減小；（4）繩子突然斷開，分析此時鐵鎖受到的力，若鐵鎖受到平衡力的作用，則可能做勻速直線運動，若受到非平衡力的作用，則不可能做勻速直線運動。【解答】解：A、擺動過程中，繩子對鐵鎖的拉力和鐵鎖對繩子的拉力始終大小相等、方向相反、作用在同一條直線上，作用在兩個物體上，不是一對平衡力，而是一對相互作用力，故A錯誤；B、擺動過程中，鐵鎖的速度大小和運動方向會發生變化，其運動狀態一定發生變化，故B正確；C、鐵鎖來回擺動的過程中，和空氣會摩擦生熱，部分機械能會轉化為內能，機械能會減小，故C錯誤；D、繩子突然斷開，此時鐵鎖受到的重力和空氣阻力不符合二力平衡的條件，不是平衡力，鐵鎖處于非平衡狀態，不會做勻速直線運動，故D錯誤。故選：B。7．（?桂平市模擬）年3月1日，最新刑法修正案生效，“高空拋物”正式入刑。“高空拋物”已成為城市的痛，一個50g的雞蛋從高約70m的25樓落下，可使人當場死亡，說明（）A．雞蛋砸到人，是雞蛋的重力勢能轉化為人的動能 B．雞蛋在下落過程中，機械能守恒 C．雞蛋的重力勢能與質量和高度有關 D．雞蛋在下落過程中，重力做功為3500J【答案】C。【分析】（1）動能大小的影響因素：質量、速度；質量越大，速度越大，動能越大；重力勢能大小的影響因素：質量、被舉高的高度；質量越大，高度越高，重力勢能越大；不計空氣和摩擦阻力時，機械能沒有轉化為內能，物體的機械能守恒；（2）根據W＝Gh＝mgh計算重力做功。【解答】解：A、雞蛋下落過程中，質量不變，高度變小，速度變大，則雞蛋的重力勢能減小，動能增大，所以是雞蛋的重力勢能轉化為雞蛋的動能，故A錯誤；B、雞蛋在下落過程中，需要克服空氣阻力做功，會有一部分機械能轉化為內能，所以機械能變小，故B錯誤；C、雞蛋的重力勢能與雞蛋的質量和雞蛋所處的高度有關，故C正確；D、雞蛋的質量：m＝50g＝0.05kg，其重力：G＝mg＝0.05kg×10N/kg＝0.5N，則雞蛋在下落過程中重力做功為：W＝Gh＝0.5N×70m＝35J，故D錯誤。故選：C。二、填空題。8．（春?西崗區期末）運動員射箭時，用力將弓拉彎，在放開弓的瞬間，弓的彈性勢能轉化為箭的動能。【答案】彈性勢；動。【分析】物體發生彈性形變時，具有彈性勢能。發生彈性形變的物體恢復原狀時，把彈性勢能轉化為其他形式的能。【解答】解：用力將弓拉彎，弓發生彈性形變，弓具有彈性勢能，在放開弓的瞬間，弓的彈性勢能轉化為箭的動能。故答案為：彈性勢；動。9．（春?洛寧縣期末）如圖所示，粗糙斜面PM與光滑水平面MN平滑連接，彈簧左端固定。小物塊在斜面上從P點由靜止滑向M點的過程中，機械能變小（填“變大”“變小”或“不變”）；小物塊壓縮彈簧的過程中，它的動能轉化為彈簧的彈性勢能。【答案】變小；彈簧的彈性勢。【分析】影響動能大小的因素：質量、速度，質量越大，速度越大，動能越大；影響重力勢能大小的因素：質量、高度，即物體的質量越大，高度越高，其重力勢能越大；彈性勢能的影響因素：彈性形變的大小。動能和勢能統稱機械能。【解答】解：斜面PM是粗糙的，小物塊在斜面上從P點由靜止滑向M點的過程中，克服摩擦力做功，機械能轉化為內能，故機械能會變小；彈簧被壓縮過程中，其機械能轉化為彈簧的彈性勢能，所以彈簧的彈性勢能變大，動能轉化為彈性勢能。故答案為：變小；彈簧的彈性勢。10．（2022秋?新沂市校級月考）運動員用拉滿的弓將一支箭向箭靶射去，在這個過程中弓的彈性勢能轉化為箭的動能，箭在空中向上飛行的過程中，箭重力勢能增大。【答案】彈性勢；動；重力勢。【分析】物體由于發生彈性形變而具有的能稱為彈性勢能；重力勢能的大小與高度和質量有關；物體由于運動而具有的能稱為動能，且動能和彈性勢能之間是可以相互轉化的。【解答】解：拉滿的弓發生了彈性形變，即具有彈性勢能；當將箭射出后，箭具有動能，即該過程是將彈性勢能轉化為動能的過程；箭在空中向上飛行的過程中，高度增加，箭的重力勢能增大。故答案為：彈性勢；動；重力勢。11．（春?南陵縣期末）年7月23日12時41分，中國“天問一號”火星探測器，在海南文昌航天發射場點火升空。如圖所示.火星探測器受火箭的推動在加速上升過程中，其機械能將變大（選填“變大”“變小”或“不變”）。【答案】變大。【分析】機械能包括動能和勢能；物體由于運動而具有的能量叫動能；物體由于被舉高而具有的能量叫重力勢能；物體發生彈性形變而具有的能量叫彈性勢能。動能的大小與質量和速度有關，重力勢能大小與質量和高度有關。【解答】解：火星探測器受火箭的推動在加速上升過程中，由于速度變大使動能變大，由于高度變大使重力勢能變大，所以其機械能變大。故答案為：變大。12．（?合肥模擬）年4月24日是中國航天日也是東方紅一號衛星發射50周年，衛星在發射加速升空的過程中其機械能不斷增大（選填“不斷增大”、“保持不變”或“不斷減小”）。【答案】不斷增大。【分析】機械能包括動能和勢能；動能的大小與質量和速度有關；重力勢能大小與質量和高度有關。【解答】解：衛星在發射加速升空的過程中，由于其速度變大，故動能增大，由于其高度變大，故重力勢能增大，故衛星的機械能增大。故答案為：不斷增大。13．（?江西模擬）如圖所示是一個傳送帶，A，B輪轉動帶動物體C向右上方勻速運動，物體C沒有在皮帶上發生滑動，皮帶與輪之間不打滑，物體C的重力勢能不斷增加，該過程物體受到的力中不做功的有支持力（填力的名稱），該物體從A到B的過程機械能不守恒（選填“守恒”或“不守恒”）。【答案】支持力；不守恒。【分析】①對物體進行受力分析，判斷物體所受力是否做功。若物體在力的作用下，沿力的方向運動了一段距離，我們才說這個力做了功。②機械能等于動能與勢能之和，根據動能和重力勢能的變化可判斷機械能是否守恒。【解答】解：貨物隨傳送帶一起勻速斜向上運動，受到重力、支持力和摩擦力的作用，如圖所示：重力方向豎直向下，支持力與傳送帶垂直向上。貨物相對于傳送帶有向下運動的趨勢，所以貨物還要受到傳送帶對它的靜摩擦力。該摩擦力的方向與它相對于傳送帶的運動趨勢相反，即沿傳送帶斜向上。因為物體C向右上方勻速運動，所以支持力不做功。物體運動方向與摩擦力方向一致，所以摩擦力對物體做功；物體在豎直方向上通過了距離，所以克服重力做功。物體C的重力勢能不斷增加。因為物體勻速運動所以物體的動能不變，機械能總量增加，故該物體從A到B的過程機械能不守恒。故答案為：支持力；不守恒。14．（秋?邳州市期末）在雨后地面還是濕的時候，小明就去打籃球，他發現籃球落地后彈起，球上會有濕水印，籃球從更高處落下時，球上的濕水印更大，請從能量的角度進行解釋：籃球從更高處落下時，籃球的重力勢能更大，轉化為的動能更多，籃球撞擊地面時籃球的彈性勢能更大，發生的形變程度更大，故球上的濕水印更大。。【答案】籃球從更高處落下時，籃球的重力勢能更大，轉化為的動能更多，籃球撞擊地面時籃球的彈性勢能更大，發生的形變程度更大，故球上的濕水印更大。【分析】重力勢能的大小與物體的質量、高度有關，質量越大、高度越高，重力勢能就越大；彈性勢能的大小與物體彈性形變程度的大小有關。【解答】解：籃球從高處落下時，籃球的重力勢能轉化為動能，籃球接觸地面時，籃球的動能轉化為籃球的彈性勢能；籃球從更高處落下時，籃球的重力勢能越大，轉化為的動能越多，籃球撞擊地面時籃球的彈性勢能越大，發生的形變程度越大，故球上的濕水印更大。故答案為：籃球從更高處落下時，籃球的重力勢能更大，轉化為的動能更多，籃球撞擊地面時籃球的彈性勢能更大，發生的形變程度更大，故球上的濕水印更大。15．（?丹東）如圖，滾擺下降過程中，滾擺的重力勢能轉化為動能。滾擺上下往復運動過程中，其每次上升所能達到的高度越來越低，滾擺在運動過程中的機械能減少（選填“增加”、“減少”或“不變”）。【答案】重力勢；動；減少。【分析】（1）動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大；重力勢能大小的影響因素：質量、被舉的高度，質量越大，高度越大，重力勢能越大；（2）物體在運動過程中，和空氣之間存在摩擦，克服摩擦做功，機械能轉化為內能。【解答】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，滾擺的重力勢能轉化為動能。滾擺上下往復運動過程中，要克服阻力做功，部分機械能轉化為內能，故總的機械能減少。故答案為：重力勢；動；減少。16．（?山亭區一模）如圖，為了進一步做好新型冠狀病毒肺炎疫情防控工作，多地防疫部門利用霧炮車對城區街道噴灑消毒劑進行消清和除塵，霧炮車在水平路面勻速前進噴灑消毒液的過程中，霧炮車的機械能變小（選填“變大”“不變”或“變小”），霧炮車的車輪上的花紋是為了增大摩擦（選填“增大”或“減小”）。【答案】變小；增大。【分析】動能指物體由于運動而具有的能量，其大小與物體運動的速度、物體的質量有關；重力勢能的大小與物體的質量、高度有關；動能和勢能統稱為機械能；增大摩擦的方法：增大壓力，增大接觸面的粗糙程度。【解答】解：霧炮車在平直的路上勻速行駛，霧炮車的速度不變、質量變小，其動能變小；同時高度不變、質量變小，重力勢能變小，故機械能變小；霧炮車的車輪上的花紋是在壓力一定時通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦的。故答案為：變小；增大。17．（春?隆回縣期末）跳傘運動員在空中勻速下落時，其機械能減小；掃地車在平直的路面上勻速前進并將地面上的落葉吸入車內，此過程中，掃地車的動能增大（均選填“增大”“減小”或“不變”）。【答案】減小；增大。【分析】機械能包括動能和勢能；動能的大小與質量和速度有關；重力勢能大小與質量和高度有關。【解答】解：跳傘運動員在空中勻速下落時，由于速度和質量不變，故其動能不變，但由于高度變小，使重力勢能變小，故其機械能減小。掃地車在平直的路面上勻速前進并將地面上的落葉吸入車內，此過程中，由于車的質量變大，故掃地車的動能增大。故答案為：減小；增大。18．（2022春?灤州市期末）站在地面上的人手中托著籃球，在手松開，籃球落向地面的過程中重力勢能轉化為動能；當它撞擊地面時，發生了彈性形變，動能和重力勢能轉化為彈性勢能；它在恢復原狀的過程中彈性勢能又轉化為動能和重力勢能，使它離開地面向上彈起。【答案】重力勢；動；動能和重力勢；彈性勢；彈性勢