1、考点14 动能 势能 机械能及其转化考点14：动能 势能 机械能及其转化一、选择题（2015福建福州，第16题）如图6甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度l之间的关系，如图6乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球( ) A受到的弹力始终不变 B运动过程动能一直增大 C运动过程机械能不变 D在b点时重力等于弹力 2.（2015山东德州，第11题）某运动员做蹦极运动，如图8甲所示，从高处O点下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力
2、，C点是第一次 下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图8乙所示（蹦极过程视为在竖直方向上的运动），下列判断正确的是（ ） A.从A点到B点过程中运动员加速下落 B.从B点到C点过程中运动员重力势能增大C.t0时刻运动员动能最大 D.运动员重力大小等于F0 3.（2015四川成都，第5题）如图2所示，直升飞机悬停在空中。下列对直升飞机能量的分析，正确的是( ) A.直升飞机具有重力势能B.直升飞机的动能不断转化为重力势能C.直升飞机的重力势能不断转化为动能D.直升飞机的机械能在不断增大 4.（2015四川内江，第8题）如图3所示的实验中，小车从斜面的某一高度由静止开
3、始滑下，撞击静止于水平木板上的木块（不计空气阻力）。则下列说法中正确的是( ) A.小车在斜面上下滑的过程中，小车的动能转化为重力势能 B.小车在斜面上下滑的过程中，小车的机械能增大 C.木块对木板的压力和木板对木块的支持力是一对平衡力 D.若木板的表面光滑且足够长，则被撞击后的木块所获得的动能将保持不变 5. （2015四川乐山，第9题）如图所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力） ( ) A他只受重力和支持力的作用B他只受重力和摩擦力的作用C他的重力势能减小，动能不变，机械能减少D他的势能转化为动能，机械能不变 6（2015四川资阳，第6题）2015年4月2
4、5日尼泊尔发生8.1级大地震，造成巨大人员和财产损失。下列有关地震涉及物理知识的说法中错误的是( )A救灾直升飞机保持一定高度匀速飞行并空投物资过程中机械能不变B强烈地震引发珠峰雪崩，冰雪石块飞速涌下过程中重力势能减小，动能增大，机械能减小C由于惯性，救援人员必须提前在飞机还未到达目标区域上方时投放物质D直升飞机升空时，因螺旋桨高速转动在桨上下表面形成压强差使飞机所受升力大于重力 7.（2015湖南长沙，第21题）目前长沙城区的老居民小区正在进行水路改造，改造中用到了一种打孔工具冲击钻。冲击钻工作时，钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁，打出圆孔，如图所示。冲击钻在工作过程中，其能量转化关系是（
5、 ） A、内能转化为机械能。B、内能转化为电能。C、只有机械能和内能的转化。D、有电能、机械能和内能的转化。 8.（2015四川自贡，第11题）一个中学生向上抛出一个篮球，在篮球上升的过程中，篮球的 ( )A、动能减少，重力势能增加； B、动能减少，重力势能减少； C、动能增加，机械能增加； D、动能增加，机械能不变。 9.（2015浙江杭州，第1题） 如图所示是蹦床运动员表演的情景。运动员从最低点到达最高点的过程中，运动员的动能和重力势能变化情况分别是 （ ） A 动能减小，重力势能增大 B 动能增大，重力势能减小 C 动能先增大后减小，重力势能增大 D 动能先减小后增大，重力势能减小 10
6、.（2015山东滨州，第2题）如图记录了甲、乙两辆汽车在平直公路上行驶时，在某段时间内的运动过程关于甲、乙两车的运动情况，说法错误的是（ ） A前10s内甲车运动的路程大于乙车运动的路程 B乙车到达600m处所用时间大于甲车达此处所用时间 C乙车在做匀速直线运动 D甲、乙两车在40s内的平均速度相同 11.（2015湖南常德，第11题）我国研制的“神舟九号” 试验飞船在返回地面通过大气层的飞行中，下列说法中不正确的是( )A飞船的机械能保持不变 B飞船的一部分机械能转化为内能 C飞船的势能越来越小 D飞船的外表温度会升高 12.（2015浙江义乌、绍兴，第15题）如图AOB是光滑轨道，A点的高
7、度H大于B点的高度h。让小球从A点由静止开始自由滑下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是( ) A.a B.b C.c D.d 13.（2015甘肃武威，第4题）2014年12月7日“长征四号乙”运载火箭在太原卫星发射中心执行中巴地球资源卫星04星的发射任务，如图所示是火箭发射时的情景，关于卫星加速上升的过程中，下列说法正确的是( ) A.动能变小，势能变大，机械能保持不变B.动能变大，势能变小，机械能保持不变C.动能变小，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能D.动能变大，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能 14.（2015山东聊城，第6
8、题）如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆停止上下滚动下列说法正确的是( ) A滚摆下降时，重力势能减小，动能减小 B滚摆到最低点后又上升，重力势能转化为动能 C滚摆整个运动过程中，机械能守恒 D滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小 15.（2015江苏淮安，第4题）荡秋千人从最高点向最低点摆动过程中，速度变大，则他的( )A重力势能增加，动能不变 B重力势能不变，动能增加C重力势能减小，动能增加 D重力势能减小，动能减小 16.（2015湖北黄石，第38题）蹦床运动深受青少年喜爱，当运动员从蹦床上弹起后向上运动的过程中，其动能和重力势能的变化情况是(
9、 )A重力势能增大，动能增大；B重力势能减小，动能减小；C重力势能增大，动能减小；D重力势能减小，动能增大 17.（2015江苏无锡，第12题）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点。B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块A从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是( ) A小石块减少的重力势能全部转化为动能 B从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 C从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小 D小石块在C点时，受到平衡力的作用 18.（2015山东潍坊，第15题）
10、如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，原长时右端在N点小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点则( ) A. 小物块从P向M运动过程中，重力势能减少B. 小物块从P向M运动过程中，机械能减少 C. 小物块从N向M运动过程中，动能增加D. 弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大19.（2015黑龙江哈尔滨，第23题）如图是滑雪运动员从山上滑下的情景，下列说法中正确的是（ ） A运动员加速下滑过程中动能增大 B运动员下滑过程中，若一切外力都消失，他将处于静止状态 C运动员穿上滑雪板，因增大了与雪地的接触面积，而增大了摩擦力 D运动员弓着腰，是通过降低重
11、心来增大重力的 20.（2015贵州遵义，第24题）用力拉着物块在水平台上运动，达到一定速度后，撒去拉力，物块做减速运动直到停止，物块从撒去拉力到停止前的过程中，以下说法正确的是( )A.物块的惯性越来越小 B.物块所受滑动摩擦力越来越小C.物块的重力势能越来越小 D.物块的动能越来越小 21.（2015福建厦门，第9题）9.厦门作为全国18个足球重点城市之一，校园足球活动是如火如荼。比赛时守门员把球大脚开过半场，足球飞行过程中( )A.重力势能先变大后变小 B.动能先变大后变小C.机械能先变大后变小 D.最高点处动能为零 22.（2015江苏宿迁，第7题）如图，一木块从斜面上匀速滑下，下列说
12、法正确的是( ) A木块只受到重力和斜面的支持力B下滑过程中，木块的重力势能转化为动能C下滑过程中，木块的重力势能转化为内能D下滑过程中，木块的机械能保持不变23.（2015湖南怀化，第5题）5下面例子中物体的重力势能变大了的是（ ）铁球从斜面顶端滚下来 骑自行车冲上坡顶 飞机在高空水平飞行 立在山顶上的石头 24.（2015辽宁大连，第11题）如图3所示，一弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。则小球由a点运动到c点的过程中，下列说法正确的是( ) A.小球在a点，弹簧的弹性势能
13、最小B.小球在b点，小球的速度最小C.从a到b点，小球的动能逐渐增大D.从b点到c点，弹簧的弹性势能逐渐减小 25.（2015甘肃平凉，第4题）2014年12月7日长征四号乙运转火箭在太原卫星发射中心执行中巴地球资源卫星04星的发射任务，如图所示是火箭发射时的情景，关于卫星加速上升的过程中，下列说法正确的是( ) A动能变小，势能变大，机械能保持不变B动能变大，势能变小，机械能保持不变C动能变小，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能D动能变大，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能 26.（2015新疆维吾尔，第6题）投出的篮球在上升过程中( )A.动能不变、重力势能增加B.重力势能不变、动
14、能增加C.重力势能转化为动能D.动能转化为重力势能二、填空题1.（2015安徽，第3题）图为卫星绕地球飞行的轨道示意图。卫星在飞行过程中机械能不变，当卫星运行到近地点时，其动能最 （选填“大”或“小”）。 答案：大2.（2015山东德州，第15题）2015年4月25日，尼泊尔发生里氏8.1强震，地震发生后，我国快速行动参与救援。救灾过程中，飞机在一定高度匀速飞行，向灾区投放物资，则飞机的机械能会 【答案】变小3.（2015湖北武汉，第21题）下图是新建的华中第一高楼武汉中心大厦，已于4月16日封顶。 （1）武汉中心大厦竣工后，游客乘坐高速电梯从地面到410m高的观光层只需40s，电梯的平均速度
15、为 m/s。（2）电梯匀速上行时，动能 ，机械能 。（填“变大”、“不变”或“变小”）答案：（1）10.25 （2）不变 变大 4.（2015贵州安顺，第8题）如图5所示，氦气球释放后，若它的运动可看成是匀速上升，则上升过程中氦气球的动能 ，机械能 。（均选填“增大”、“不变”或“减小”）。 【答案】不变， 增大 5.（2015山东泰安，第24题）当歼20飞机加速向上运动时，飞行员的机械能 。（选填“增大”、“不变”或“减小”）答案：增大 6.（2015湖北襄阳，第27题）滚摆在上升过程中，_能转化成势能；被拉长的橡皮筋具有_能。答案：动 弹性势（势）7.（2015天津，第17题）“小孩从滑梯
16、上坐着滑下时，速度越来越快，是因为他的重力势能转化为 能；他感到臀部发烫，是因为他的部分机械能转化为 能。【答案】动 内 8.（2015河北省，第23题）如图是一运动员做蹦床运动的一幅图片，针对蹦床运动，从动能与势能相互转化的角度提出一个问题并回答。（不计空气阻力） 问题： ？回答： 。【答案】问题：运动员在空中上升过程中，动能和势能是如何转化的？回答：动能逐渐转化为重力势能。 9.（2015吉林长春，第14题）如图所示，小安从滑梯顶端由静止滑下， 能转化为动能。同时小安的臀部感觉热，这是通过 方式改变他的内能。 答案：重力势，做功 10.（2015江苏常州，第20题）美国正在实验助推火箭无损
17、回收技术：火箭将飞船推送至一定高度；箭船分离，火箭停止喷火、落向地血；接近地面时，火箭再次消耗燃料、向下喷火，并以2m/s的速度匀速下降，如图所示匀速下降时，火箭的动能_(变小/不变/变大)，重力势能_(变小/不变/变大) 【答案】不变 减小11. （2015黑龙江龙东，第17题）人造地球卫星广泛应用于通信、气象、国防等领域，当卫星从近地点向远地点运动的过程中， 能转化为 能。【答案】动 重力势三、简答题1.（2015黑龙江齐齐哈尔，第32题）五一假期，小华同学的全家去旅游，在高速路上看到如图所示标志牌，小华发现小轿车、大型客车、载货汽车最高行驶速度不同。爱思考的小华想：为什么要对机动车的最高
18、行驶速度进行限制？ 为什么在同样的道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？请你从“能量”角度，用相关知识解释此现象。 【答案】物体动能的大小和速度和质量有关，速度越大，质量越大，动能越大，就很难停下来，说以都要限速。但由于货车的质量大，所以速度就要求小。四、实验探究题1.（2015湖北荆州，第33题）孝定同学在探究“机械能及其转化”实验时，设计并进行了以下实验 （1）如图甲，质量为m的小球从高度为h的光滑斜面顶端由静止自由滑下，到达斜面底端的速度为v，此过程只有动能和重力势能相互转化如果小球在斜面顶端时重力势能为mgh，在斜面底端时重力势能为零，动能为mv2。且h=0.2m，g=10N/k
19、g，则小球滑到光滑斜面底端时的速度为 m/s。（2）如图乙，将小球以一定的速度v0沿水平方向抛出，小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化时间t内小球在水平方向运动的距离为x=v0t，在竖直方向下落的高度为y=gt2，则y与t2的关系可用丙图中的图线 表示。（3）如图丁所示，小球沿光滑斜面AB由A点静止自由滑下后进入光滑水平桌面BC，已知小球经过B点时速度大小不变，小球从C点水平抛出后落在水平地面E点，地面上D点在C点正下方，已知CD竖直高度为1.25m，=30,g=10N/kg，若要求DE间的距离大于2 m，则斜面AB的长度至少为 m。【答案】（1）2 （1分）；（2）b（1分）；（3）1
20、.6（1分） 2.（2015四川泸州，第30题）（1）某物理兴趣小组设计了如图所示的实验装置来探究物理的动能跟那些因素有关。让同一钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动距离S的长短，是为了判断钢球 的大小； 实验中他控制了钢球的质量不变来研究动能 大小跟 的关系。钢球沿斜面滚下 过程中，重力势能减 小，动能 （选填“增大”、“不变”或“减小”）；若水平面绝对光滑，木块B被撞击后将以 永远运动下去。 【答案】动能 速度 3.（2015山东莱芜，第23题）在研究物体的动能与哪些因素有关的实验中，小华首先猜想:A.物体的动能可能与物体的质量有关B.物体的动能可能与物体的速度有关
21、C.物体的动能可能与物体的材料有关为了验证猜想，小华设计了以下探究实验: 让小球从斜面上某一高度静止释放，撞击静止在水平面上的木块，实验过程如图甲、乙、丙、丁所示.图中,水平面上所用的木块是同一木块。 (1)小华通过比较甲和乙得出的猜想(填猜想序号)是正确的.(2)小华通过比较_ 两次实验，得出猜想A是正确的.（3）你认为通过比较_ 两次实验，可以验证猜想C是错误的.（4）小华在本次实验中是通过观察_ 来判断小球动能大小的.【答案】（1）B （2）甲丙（3）甲丁（4）木块移动距离大小4.（2015海南省，第19题）为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小明选用小车、斜面、木板、钩码、木块等
22、器材进行如下的实验探究： （1）实验中，通过比较小车推动木块距离的远近，来判断小车动能的大小，这种常用的实验方法是 法(选填“控制变量法”或“转换法”)。 （2）为了研究汽车超速问题，实验中应选择 两个图进行比较，得到的结论是：小车的质量一定时，速度越大，则动能越大； （3）为了研究汽车超载问题，实验中应选择乙、丙两个图进行比较，得到的 结论是： 。【答案】（1）转换法 （2）甲 乙 （3）小车的速度一定时，质量越大，则动能越大 5. (2015江西，第24题)24探究篮球反弹性能的强弱与哪些因索有关? 【猜想与假设】 猜想一：可能与篮球的材质有关；猜想二：可能与篮球的 有关【制定计划与设计实
23、验】在探究猪想一时，我们只选择材质不同、其他因素都相同的篮球设计了以下实验方案方案一：其他条件都相同，用力向下拍不同的篮球，观察比较它们反弹后的高度；方案二：其他条件都相同，将不同的篮球从同一高度自由下落观察比较它们反弹后的高度方案三：其他条件都相同，使不同的篮球反弹到相同的高度观察比较它们所需自由下落高度【评估与交流】(1)按照方案一探究，其不足之处是 (2)按照方案二探究篮球反弹后的高度越高，反弹性能就越 ；像这种用反弹的高度来表示篮球反弹性能强弱的方法，在物理学上，我们把这种研究方法称之为 。 (3)按照方案三探究，篮球所需自由下落的高度越高，反弹性能就越 【拓展应用】类比于机械效率，我
24、们可以用篮球反弹后的机械能与反弹前的机槭能的 来描述篮球反弹性能的强弱，其值越大，则反弹性能就越 【答案】：【猜想与假设】猜想二：质量 体积（或球内气压等）【评估与交流】（1）不容易控制手向下拍的力相等 （2）强 转换法 （3）弱【拓展应用】比值 强 6.（2015吉林长春，第21题）在探究物体动能大小与质量的关系时，利用如图所示的装置，让不同质量的钢球，从同一斜面同一高度由静止滚下，撞击水平面上的木块。 （1）实验中，通过观察 比较小球动能的大小。（2）通过观察甲、乙两图的实验现象，可得出结论：在 相同时，物体的质量越大，动能越大。（3）交通规则中“禁止超载”就是通过限制车辆装货物的质量，减
25、小车辆的惯性和 ，防止造成重大伤害。答案：（1）木块被推动的距离 （2）速度 （3）动能 7.（2015山东枣庄，第29题）为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。 (1) 图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。据此你能得出的结论是 ；(2)图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景。据此你能得出结论是 ，(3)本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能
26、得出结论吗？ 理由是 。 (4)实验后，同学们联想到在许多公交事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表： (a)为了探究“超载”安全隐患，应选择 两个序号的实验进行比较(b)为了探究“超速”安全隐患，应选择 两个序号的实验进行比较。分析表格中对应的实验数据可知： 对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。【答案】(1)速度相同时，物体的质量越大，动能越大(或动能与质量有关，动能与质量成正比)(2)质量相同时。物体运动的速度越大。动能越大(或动能与速度有
27、关，速度越大动能越大)(3)不能木块将会一直运动下去 (4)(a)1和3 (b)1和2 速度 8.（2015湖北荆州，第33题）33孝定同学在探究“机械能及其转化”实验时，设计并进行了以下实验 （1）如图甲，质量为m的小球从高度为h的光滑斜面顶端由静止自由滑下，到达斜面底端的速度为v，此过程只有动能和重力势能相互转化如果小球在斜面顶端时重力势能为mgh，在斜面底端时重力势能为零，动能为mv2。且h=0.2m，g=10N/kg，则小球滑到光滑斜面底端时的速度为 m/s。（2）如图乙，将小球以一定的速度v0沿水平方向抛出，小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化时间t内小球在水平方向运动的距离为x=v0t，在竖直方向下落的高度为y=gt2，则y与t2的关系可用丙图中的图线 表示。（3）如图丁所示，小球沿光滑斜面AB由A点静止自由滑下后进入光滑水平桌面BC，已知小球经过B点时速度大小不变，小球从C点水平抛出后落在水平地面E点，地面上D点在C点正下方，已知CD竖直高度为1.25m，=30,g=10N/kg，若要求DE间的距离大于2 m，则斜面AB的长度至少为 m。答案：（1）2 （2）b （3）1.6
