專題12機械能及能量守恒定律【跨學科實踐】1．（2024·重慶）如圖所示是火箭搭載嫦娥六號探測器發射升空的壯麗情境。此過程中，嫦娥六號的重力勢能，以地面為參照物，嫦娥六號是的。【答案】增大運動【解析】[1]火箭搭載嫦娥六號探測器發射升空時，嫦娥六號的質量不變，高度升高，重力勢能增大。[2]以地面為參照物，嫦娥六號的位置不斷變化，嫦娥六號是運動的。【中考新考法】2．（2024·福建）如圖是豐子愷的書畫作品，生動描繪了兒童學種瓜的場景，下列說法錯誤的是（）A．蹲坐的兒童站起來，重力勢能變小B．風吹枝彎，說明力可以改變物體的形狀C．提水桶時感到桶在拉手，說明力的作用是相互的D．提水前行中突然減速，水濺出是由于水具有慣性【答案】A【解析】A．蹲坐的兒童站起來，質量不變，高度增大，所以重力勢能變大，故A錯誤，符合題意；B．風吹枝彎，這說明力的作用效果是可以改變物體的形狀，故B正確，不符合題意；C．提水桶時感到桶在拉手，說明物體之間力的作用是相互的，故C正確，不符合題意；D．提水前行中突然減速，水由于慣性要保持原來的運動狀態繼續向前運動，所以水會向前濺出，故D正確，不符合題意。故選A。【新科技新情境】3．（2024·山東臨沂）2024年春晚舞蹈詩劇《錦鯉》的演員們，既是一群活潑的少女，又是一群嬉戲的“錦鯉”，“靈性相通”的意象直擊觀眾心底的柔軟和純真。如圖所示，在威亞的拉力作用下，整齊劃一地勻速上升的演員們（）A．是相對運動的 B．機械能不斷增大C．所受合力豎直向上 D．所受拉力不做功【答案】B【解析】A．在威亞的拉力作用下，整齊劃一地勻速上升的演員們的相對位置不變，是相對靜止的，故A不符合題意；B．勻速上升的演員們的質量不變，速度不變，高度不斷升高，動能不變，重力勢能不斷增大，機械能為動能與重力勢能的總和，則機械能不斷增大，故B符合題意；C．運動員勻速上升，受力平衡，所受合力為0，故C不符合題意；D．運動員受到的拉力豎直向上，運動方向豎直向上，運動員在拉力的方向上發生移動，則所受拉力有做功，故D不符合題意。故選B。考點1動能和勢能1．（2024·江蘇鹽城）擲實心球是我市中考體測項目之一。不計空氣阻力，投擲后的實心球在上升過程中（）A．動能變大，重力勢能變大 B．動能變小，重力勢能變小C．動能變小，重力勢能變大 D．動能變大，重力勢能變小【答案】C【解析】投擲實心球時，實心球離開手后繼續上升，是因為實心球具有慣性，此時實心球不再受到手的作用力；實心球在上升過程中，質量不變，速度減小，動能減小；高度增大，重力勢能增大。故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。2．（2024·江蘇連云港）2024年4月25日，我國長征運載火箭成功將神舟十八號載人飛船送往預定軌道。載人飛船離開地面加速上升的過程中（）A．動能增大，重力勢能不變 B．動能增大，重力勢能增大C．動能不變，重力勢能不變 D．動能不變，重力勢能增大【答案】B【解析】火箭加速上升過程中，其攜帶神舟十三號飛船的質量不變、高度變大，重力勢能變大；質量不變、速度變大，動能變大。故選B。3．（2024·山東煙臺）下列實例中，采用了相同科學方法的是（）①用光線表示光傳播的徑跡和方向②探究動能大小與速度的關系時，讓同一個小球從斜面的不同高度由靜止釋放③探究平面鏡成像特點時，通過未點燃的蠟燭確定點燃蠟燭的像的位置④探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系時，保持壓力大小不變A．①② B．②③ C．②④ D．①④【答案】C【解析】①用光線表示光的傳播的徑跡和方向，采用的是模型法；②探究物體的動能與速度的關系時，讓同一鋼球從斜面的不同高度由靜止滾下，采用的是控制變量法；③探究平面鏡成像特點時，通過未點燃的蠟燭確定點燃蠟燭的像的位置，采用的等效替代法；④探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系時，保持壓力大小不變，采用的是控制變量法。綜上，采用了相同科學方法的是②④，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。4．（2024·上海）一個小車往斜坡向上運動時，它的s-t圖，如下圖所示。它在30s內通過的路程為米，在此過程，小車的動能（選填“變大”或“不變”或“變小”）的。若小車突然急剎車，則它的慣性（選填“變大”或“不變”或“變小”）。【答案】90不變不變【解析】[1]由圖像可知，小車在30s內通過的路程為90m。[2]由圖像可知，小車的s-t圖像是一條過原點的斜直線，小車做勻速直線運動，小車在運動過程中，質量和速度都不變，因此動能不變。[3]慣性只與物體的質量有關，若小車突然急剎車，小車的質量不變，則它的慣性不變。5．（2024·江蘇鹽城）用橡皮筋來做幾個小實驗：①手拉橡皮筋，橡皮筋伸長，說明力可以使物體發生；②用手撥動拉緊的橡皮筋，橡皮筋會發出聲音，說明聲音是由物體產生的；③用橡皮筋做成“彈弓”，能將物體彈射，說明拉長的橡皮筋具有能。【答案】形變振動彈性勢【解析】[1][2]用手拉橡皮筋，橡皮筋被伸長，橡皮筋的形狀發生了變化，表明力能使物體發生形變；因為聲音是由物體的振動產生的，所以撥動橡皮筋，橡皮筋會振動而發出聲音。[3]物體由于發生彈性形變而具有的能叫彈性勢能，橡皮筋被拉長后，發生彈性形變，此時橡皮筋具有彈性勢能。考點2機械能及其轉化6．（2024·山東煙臺）原地縱跳摸高是同學們經常玩的游戲，如圖所示，下列關于游戲過程的分析正確的是（）A．在離地前的起跳過程中，地面對人的支持力大于人對地面的壓力B．在離地前的起跳過程中，地面對人的支持力小于人對地面的壓力C．在離地后的上升過程中，人的動能轉化為重力勢能D．在落地前的下降過程中，人的動能減少，重力勢能增加【答案】C【解析】AB．在離地前的起跳過程中，地面對人的支持力和人對地面的壓力是一對相互作用力，所以大小相等，故AB錯誤；C．在離地后的上升過程中，速度減小，高度增加，人的動能轉化為重力勢能，故C正確；D．在落地前的下降過程中，速度增加，高度減小，人的動能增大，重力勢能減小，故D錯誤。故選C。7．（2024·安徽）如圖所示為某次蹦極運動的精彩瞬間，若一游客從平臺上由靜止開始下落。從開始下落至第一次到達最低點的過程中，游客的（）A．動能一直增大 B．重力勢能一直減小C．機械能保持不變 D．機械能一直增大【答案】B【解析】游客從開始下落至第一次到達最低點的過程中，起始階段：蹦極者從起始點跳下，此時彈性繩處于松弛狀態，在重力作用下下落。將重力勢能逐漸轉化為動能，重力勢能越來越小，動能越來越大；繩子拉伸階段：當下降到一定高度后，繩子開始被拉長，蹦極者繼續受到向下的重力，同時繩子也產生向上的彈力。此時，一部分重力勢能繼續轉化為動能，另一部分則轉化為彈性繩的彈性勢能；受力平衡階段：在某一時刻，蹦極者受到的重力和繩子的彈力達到平衡，此時速度達到最大，動能最大；減速下降階段：隨著繩子的繼續拉伸，彈力逐漸大于重力，蹦極者開始做減速運動，此過程中，動能和重力勢能繼續轉化為繩子的彈性勢能，直到下降到最低點，此時動能和重力勢能最小，彈性勢能最大。綜上可知，游客的動能先增大后減小，重力勢能一直減小。下落過程中要克服空氣阻力做功，消耗一部分機械能，則機械能一直減小。故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。8．（2024·河北）2024年5月7日，河北省首條低空無人機物流運輸航線試航成功。下圖為正在運輸貨物的無人機，下列說法正確的是（

）A．無人機上升過程中，貨物的重力勢能可能減小B．無人機水平勻速飛行時，貨物的機械能保持不變C．無人機在某一高度懸停時，貨物的機械能一定為零D．無人機下降過程中，貨物的動能一定增大【答案】B【解析】A．無人機上升過程中，貨物的高度變大，重力不變，重力勢能變大，故A錯誤；B．無人機水平勻速飛行時，貨物的質量、速度和高度不變，重力勢能不變，動能不變，則機械能保持不變，故B正確；C．無人機在某一高度懸停時，貨物的重力勢能不為零，則機械能不為零，故C錯誤；D．若無人機下降過程中是勻速下降，則貨物的動能不變，故D錯誤。故選B。9．（2024·甘肅白銀）適量運動是健康的生活方式．下列日常運動情景中說法正確的是（）A．用力將足球踢出，說明力可以改變物體的運動狀態B．籃球離手后能繼續向前運動，是由于受到慣性的作用C．離開蹦床后人還能繼續上升，是重力勢能轉化為動能D．豎直向上運動到最高點時的排球，受平衡力的作用【答案】A【解析】A．足球原來靜止在地面，用力將足球踢出，足球就由靜止變為運動，說明力可以改變物體的運動狀態，故A正確；B．籃球離手后能繼續向前運動，是因為籃球具有慣性；慣性是物體的固有屬性，慣性不是力，不能說受到慣性的作用，故B錯誤；C．離開蹦床后，人還能繼續上升，人的高度增加，速度減小，所以重力勢能增大，動能減小，故是動能轉化為重力勢能，故C錯誤；D．豎直向上運動到最高點時的排球，只受到重力作用，所以受非平衡力的作用，故D錯誤。故選A。10．（2024·四川宜賓）如圖所示，人造地球衛星沿橢圓軌道繞地球運行，當衛星從近地點向遠地點運動的過程中（

）A．速度增大 B．動能轉化為重力勢能C．機械能增大 D．重力勢能減小【答案】B【解析】ABD．近地點的速度比較大，遠地點高度比較高，從近地點向遠地點運動的過程中，高度增加，重力勢能增大，速度減小，動能轉化為重力勢能，故AD不符合題意，B符合題意；C．在太空中，不計空氣阻力，機械能保持不變，故C不符合題意。故選B。11．（2024·四川廣安）如圖是一款用于某校“五四”匯演航拍的新型智能無人機，在它豎直向上勻速運動的過程中（）A．動能增大，重力勢能增大，機械能增大 B．動能減小，重力勢能增大，機械能不變C．動能不變，重力勢能增大，機械能增大 D．動能減小，重力勢能增大，機械能減小【答案】C【解析】無人機在豎直向上勻速運動的過程中，質量不變，速度不變，動能不變；質量不變，高度增大，重力勢能增大；機械能=動能+重力勢能，機械能增大，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。12．（2024·四川成都）2023年7月28日，第31屆世界大學生夏季運動會在成都隆重開幕。圖是我國運動健兒在跳高比賽中的場景。關于跳高運動員的能量，下列結論正確的是（）A．助跑過程中，動能保持不變B．助跑過程中，機械能總量保持不變C．起跳后的上升過程中，重力勢能增大D．越過橫桿后的下降過程中，動能保持不變【答案】C【解析】AB．助跑過程中，運動員的質量不變，速度增大，因此運動員的動能增大；高度不變，運動員的重力勢能不變，機械能是動能與重力勢能之和，因此機械能增大，故AB錯誤；C．起跳后的上升過程中，運動員的質量不變，高度增大，重力勢能增大，故C正確；D．越過橫桿后的下降過程中，運動員的質量不變，速度增大，因此運動員的動能增大；故D錯誤。故選C。13．（2024·江蘇無錫）如圖所示，將擺球從A點靜止釋放，經過最低點O到達B點，A、B兩點等高，擺球到達B點時動能為J；擺球從A點到O點的過程中，能轉化為動能。整個過程中，擺球的機械能大小（選填“不變”或“減小”）。【答案】0重力勢不變【解析】[1]小球在A點時靜止，動能為零，從A點由靜止釋放，能達到與A點等高的B點，說明沒有能量損失，即機械能守恒。由于B點與A點等高，重力勢能相等，所以B點動能與A點相同也為0。[2]擺球從A點運動到O點的過程中，擺球的質量不變，高度減小，重力勢能逐漸減小，速度變大，動能逐漸變大。此過程中，重力勢能轉化為動能。[3]如圖所示，擺球由A點靜止釋放，經過最低點O到達B點，A、B兩點等高。說明擺球在運動過程中沒有能量損失，整個過程中，動能和勢能相互轉化，機械能守恒，因此擺球的機械能不變。14．（2024·四川達州）如圖所示，小明同學在體育課上進行豎直爬桿訓練，雙腳離地靜止時，手握得越緊，小明與桿之間的摩擦力（選填“增大”“減小”或“不變”）；勻速上爬過程中小明受到豎直的摩擦力（選填“向上”或“向下”）；勻