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第二讲　机械能及其转化
【构建知识网络】
知识点1 动能与势能
1．能量
(1)定义：在物理学中，如果一个物体能够①_______________，
我们就说这个物体具有能量，简称能．在国际制单位中能的单
位是②______．
(2)功和能的关系：物体做功的过程就是能的转化过程．物体做
功越多，说明某种能转化为别的形式的能越多．
对其他物体做功
焦(J)
2．动能和势能
分类 定义 影响因素 实例
动能 物体由于③_____ 具有的能 动能的大小跟物体 的④_____和⑤___ ___有关 航行的小船、
飞行的小鸟、
行驶的汽车
势能 重力 势能 物体由于⑥_____ ___________所具 有的能 重力势能的大小跟 物体的⑦_____和所 在位置的⑧_____有 关 举高的铁锤、山上的石块、吊灯
弹性 势能 物体由于发生 ⑨_________而 具有的能 弹性势能的大小跟 物体发生⑩_______ ___的程度有关 拉伸的弹簧、压弯的树枝、拉弯的弓
运动
质量
速
度
处于
一定的高度
质量
高度
弹性形变
弹性形
变
知识点2 机械能及其转化和应用
1．定义：①___________统称为机械能．
2．动能和势能可以相互②_____．
3．物体的动能和势能是可以相互转化的．如果只有动能和势
能相互转化，则机械能的总和不变，即机械能是守恒的．如单
摆实验中，不计空气阻力的影响，摆球的机械能不变．
动能和势能
转化
4．水能发电的能量转化过程：
5．风能发电的能量转化过程：风能→发电机转子的机械能→
电能
(1)物体的动能增大时，其机械能一定增大．( )
(2)匀速上升的气球，机械能保持不变．( )
(3)不计空气阻力时，抛向空中的篮球在上升过程中，动能转化
为重力势能．( )
(4)物体的机械能为零时，其动能也一定为零．( )
×
×
√
√
(5)荡秋千时，若忽略空气阻力和摩擦，秋千的机械能会一直
守恒．( )
(6)正在洒水的洒水车，在做匀速直线运动，洒水车的机械能
不变．( )
√
×
实验1 探究影响动能大小的因素
【实验装置和情景】
【实验方法】_________法、_____法．
【设计与进行实验】
1．实验通过观察木块被撞后___________反映钢球动能的大小，
这运用了_____法．
2．甲、乙两次实验，是为了探究动能大小与_____的关系．让
钢球从相同高度由静止释放，是为了控制钢球到达水平面的___
_________，这运用了_________法．
控制变量
转换
运动的距离
转换
质量
初
速度相同
控制变量
3．_______两次实验是为了探究动能大小与速度的关系，结论
是_______________________________________．
4．由图可知，___实验中钢球的动能最大．
甲、丙
在质量相同时，物体的速度越大，动能越大
乙
【分析、交流与反思】
5．若木板绝对光滑，则_____(填“仍能”或“不能”)完成该
实验，因为_______________________________．
6．_____(填“能”或“不能”)选择乙、丙两图来探究动能跟
速度的关系，因为_______________________．
【实验结论】物体动能的大小与物体的_____和_____有关．质
量越大，速度越大，物体具有的动能就_____．
不能
木块不受阻力，将做匀速直线运动
不能
没有控制钢球的质量相同
质量
速度
越大
【名师点拨】
1.此实验中探究的是钢球动能大小的影响因素．
2．此实验可结合生活中的严禁超速(动能与速度有关)和严禁超载(动能与质量有关)进行命题．
实验2 探究影响重力势能大小的因素
【实验装置和情景】
已知物体质量的关系为m1＝m2＜m3，使用的器材有沙子、木桩等．
实验时，让重物从木桩正上方的某一高度处自由下落将木桩打
入沙中，三次实验木桩进入沙中的深度如图所示．
【实验方法】_________法、_____法．
【设计与进行实验】
1．本实验是通过观察___________________来判断重力势能大
小，这种探究方法为_______．
2．由甲、丙两图可探究物体重力势能的大小与物体_____的关
系．
控制变量
转换
木桩陷入沙子的深度
转换法
质量
3．由_______两图可探究物体重力势能的大小与高度的关系．
4．对比甲、乙、丙三次实验，具有的重力势能最大的是图___
(填“甲”“乙”或“丙”)中的物体．
甲、乙
乙
【分析、交流与反思】
5．由乙、丙两图_____(填“能”或“不能”)探究重力势能的
大小与高度的关系，理由是_________________．
【实验结论】物体的重力势能与物体的_____和它所在位置的
_____有关．质量相同时，_____的物体具有的重力势能越大．
高度相同时，_____越大的物体具有的重力势能越大．
不能
没有控制质量相同
质量
高度
质量
越高
考点1 机械能及其影响因素(2025年13套卷9考)
1．[2025·威海]溜索曾经是劳动人民跨越峡谷的重要工具，人们借助滑轮利用自身重力沿溜索无动力滑行，利用木片等与溜索之间的摩擦减速，如图所示．某村寨的特色旅游项目，需修建两条溜索方便游人从村寨(甲)前往茶园
(乙)并返回．已知甲、乙海拔相差约30 m、
相距约150 m，峡谷深约800 m．最合理的溜
索设计方案是( )
2．[2025·济南]科技赋能正深刻改变着传统农业的生产方式，
大大减轻了农民的负担，提高了生产效率．如图所示，一架无
人机正在进行农药喷洒作业，随着农药的减少，下列情形中无
人机(包括水箱和箱中农药)的机械能可能保持不变的是( )
A．水平向前匀速飞行
B．竖直向下匀速飞行
C．斜向上匀速飞行
D．斜向下匀速飞行
3．[2024·泰安]在“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让小车从斜面上由静止滑下，撞击放在水平面上的木块，小车推动木块滑行一段距离后停止，实验过程如图所示．下列说法正确的是( )
A．实验中木块被推出距离的远近反映小车动能的大小
B．由甲、乙两图可知，小车动能的大小与质量有关
C．由乙、丙两图可知，小车动能的大小与速度有关
D．小车从斜面上滑下其重力势能转化为动能，机械能增大
考点2 机械能转化及其守恒(2025年13套卷6考)
1．[2022·烟台]如图所示，用绳子把一块橡皮悬挂起来，把橡皮贴近自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，橡皮向前摆去又摆回来，不会碰到鼻子．下列说法正确的是( )
A．橡皮在摆动的过程中机械能保持不变
B．橡皮摆动到最低点时动能最小
C．橡皮在下降过程中，重力势能转化为动能
D．橡皮在上升过程中，重力势能转化为动能
2．[2025·潍坊]运动员郑钦文在巴黎奥运会上为我国赢得了首枚奥运网球单打项目金牌．某次发球，她在a点将球击出，击球后网球运动的频闪照片如图所示，球触地弹起后运动的最高点为c，触地过程中有一部分机械能转化成了内能，b点与c点等高，则( )
A．网球在a点的动能为零
B．网球在b点的机械能等于在c点的机械能
C．网球在b点的动能大于在c点的动能
D．网球由a点运动到c点，减小的重力势能全部转化为动能
3．[2025·济宁]小区安全，人人有责．如图所示是小区行车限
速标志牌，表示行车速度不要超过5_____(填写单位)．严禁高
空抛物！重物下落过程中___________________(填机械能转化
情况)．
km/h
重力势能转化为动能
【名师点拨】
1.机械能内部转化情况示意图
2．在分析动能和重力势能间的转化时，一定要看清“匀速”
“加速”“减速”“升高”“降低”“高处”“低处”等字眼．
3．如果物体在运动过程中受到摩擦和介质阻力等其他外力时，
物体的总机械能将变化．
1．[2025·连云港]2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站．关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是( )
A．动能增加，重力势能不变，机械能增加
B．动能增加，重力势能增加，机械能增加
C．动能不变，重力势能减小，机械能减小
D．动能减小，重力势能增加，机械能不变
2．[2025·广西]如图所示，驮着货物匀速上山过程中的智能机器狗( )
A．动能增大
B．动能减小
C．重力势能增大
D．重力势能减小
3．[2025·湖北]如图所示为我国海上原油加工平台“海葵一号”甲板配备的救生艇．在紧急状况下，人员可搭载救生艇从轨道上由静止释放滑入大海脱困．则救生艇( )
A．静止时不受支持力
B．下滑过程机械能增大
C．下滑过程重力势能减小
D．离开轨道后沿轨道方向做匀速直线运动
4．[2025·成都]“嫦娥六号”月球探测器经近月制动减速进入环月轨道，于2024年6月2日成功着陆月球背面，实现人类首次在月球背面采样．下列说法正确的是( )
A．探测器减速过程中动能减小
B．探测器着陆月球后惯性消失
C．月球上的探测器相对地球静止
D．月壤样品带回地球后质量变大
5．[2025·自贡]如图所示，“神舟十九号”返回舱打开降落伞后，在竖直匀速下落过程中，下列有关返回舱的说法正确的是( )
A．重力势能减小
B．动能增大
C．重力势能转化为动能
D．机械能守恒
6．[2025·长沙]在紧急救援时，可用充氦浮空器将发电机组升至高空发电，为现场提供照明和通信．当浮空器匀速升空时，它的( )
A．动能增大 B．动能减小
C．重力势能增大 D．机械能减小
7．[2025·德阳]荡秋千的过程可简化为一个球的摆动过程．如
图所示，用细线把一个小球悬挂起来，小球由A点静止释放后，
将在A、C两点之间来回摆动(不计空气阻力)，
下列说法正确的是( )
A．小球在C点时，动能最大
B．小球在B点时，重力势能最大
C．小球从A点运动到C点的过程中，重力势能先增大后减小
D．小球从A点运动到B点的过程中，动能增大，重力势能减小
8．[2025·黑龙江]如图所示，人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中，当卫星从近地点向远地点运行时，下列说法正确的是( )
A．动能增大，势能增大
B．动能减小，势能增大
C．动能增大，势能减小
D．动能减小，势能减小
9．[2025·北京]如图所示是冰壶场地的示意图，水平冰面粗糙程度相同．某同学用水平推力使冰壶从A点向前运动，到B点时松手，冰壶滑行到C点静止．下列说法正确的是( )
A．冰壶从B到C的过程，该同学对冰壶做了功
B．冰壶能够从B运动到C，是由于它受到了惯性作用
C．冰壶从B到C的过程先加速后减速，机械能没有转化为内能
D．冰壶在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
10．[2025·天津]我国大力发展新质生产力．最新研发的人形
机器人，关节处有液态润滑剂形成的润滑膜，可减小_______，
使其动作更灵活；山区果农用无人机将一筐橙子从山上运往山
下的过程中，这筐橙子的重力势能_____(填“增大”“减小”
或“不变”)．
摩擦力
减小
11．[2025·扬州]如图所示是《天工开物》记载的我国古人磨
面的场景．水从高处流下来，_______能转化为___能，冲击水
轮机带动石磨转动，石磨接触面粗糙，是为了增大_______．
重力势
动
摩擦力
12．[2025·安徽]网球比赛中，高速飞行的网球撞击球拍使球
拍发生形变，如图所示，则在球拍恢复原状的过程中，球拍的
弹性势能转化为网球的_____．
动能
13．[2025·甘肃]始终水平匀速直线飞行的飞机，在向目标处
空投物资后，飞机的机械能_____；物资在空中加速下落的过程
中，其惯性将_____．(均填“变大”“变小”或“不变”)
变小
不变
14．[2025·达州]周末，小明陪同爸爸到“八台山”旅游，携
带如图所示的“水气压计”向山顶攀登过程中，“水气压计”
管内液面会_____(填“上升”“下降”或“不变”)；小明的
重力势能会_____(填“增大”“减小”或“不变”)．
上升
增大
15．[2025·凉山州]2025年5月10日，代号“鲲龙”的水陆两栖飞机
AG600，批产首架机总装下线．这是我国自主研制的全球最大的水陆
两栖特种用途飞机．“鲲龙”飞行时机翼上方受到空气的压力_____
(填“大于”“小于”或“等于”)下方受到空气的压力．如图甲所示，
匀速飞行的“鲲龙”在投水灭火时，其动能会_____(填“变大”“变
小”或“不变”)．“鲲龙”执行海上救援任务时，可一次性救援50名
遇险人员．在海上救援时，“鲲龙”静止在水面，如图乙所示，若此
时遇险人员被救上“鲲龙”，它受到的浮力_____(填“变大”“变小”
或“不变”)．
小于
变小
变大
16．[2025·黑龙江]如图1所示，这是小明同学做“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置．
(1)实验前，小明同学用大小相同的力将手分别压在毛巾和木板
表面上，并向前滑动，在此过程中小明感到_____(填“毛巾”
或“木板”)对手的运动的阻碍作用较大些．
(2)小明打算实验时将同一辆小车从同一个斜面上的同一高度处，
由静止开始滑下，他这样操作的目的是为了使小车运动到水平
面时具有相同的_______．
毛巾
初速度
(3)实验时，让小车从斜面上由静止滑下，观察小车在毛巾和木
板表面上滑行的距离．小明同学发现：当小车受到的阻力越小，
则小车运动的距离就越___．由此可进一步推理得出：若运动的
小车不受阻力，它将会一直做_________运动．
远
匀速直线
(4)小明还想探究物体的动能大小与物体速度的关系，他进行了
如图2甲、乙所示的实验．他将一个小钢球分别放在同一斜面上
的_____(填“相同”或“不同”)高度处，由静止滑下，撞击放
在水平桌面上的木块，比较木块移动的距离．
当他将小钢球放在斜面上较高处实验时，发现小球撞击木块后，
木块直接冲出水平桌面，为避免这种现象发生，请你为小明同
学提出一条较合理的改进建议：_________________________．
不同
减小小钢球在斜面上的高度

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