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机械能
中考考点 考查频率 考点难度
实验：探究动能、势能的影响因素 ★★ ★
机械能转化（守恒、不守恒、转化过程中机械能的变化） ★★ ★
【考情分析】《功和机械能》是力学的重点内容，也是必考内容。本单元考题在中考试卷中所占分值一般在2-6分之间。对本单元的考查，从出现概率看，主要有：判断力对物体是否做功、功与功率的简单计算、动能和势能的概念、探究动能大小的影响因素、机械能及其转化等。
一、能量
1.现象探究：能做功的物体具有能量
做功有快慢之分，那么，怎样比较做功的快慢呢？下面我们类比速度的定义进行说明。
现象 图示 分析 归纳
海啸将建筑物、汽车等一扫而空 流动的海水能将建筑物、汽车等一扫而空，流动的海水能对外做功，即流动的海水具有做功本领 像流动的海水、被拉弯的弓、被举高的重锤等物体能够对外做功，我们就说这些物体具有能量
被拉弯的弓将箭射出 被拉弯的弓能将箭射出，弓能对外做功，即被拉弯的弓具有做功本领
被举高的重锤下落敲击木桩而将木桩打入地里 被举高的重锤，当它下落时可以把地面上木桩打入地里，它可以对木桩做功，即被举高的重锤具有做功本领
2.能量的概念及单位
（1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
（2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。
3.对能的理解
（1）能量是表示物体做功本领的物理量。
（2）物体做功过程实质上是能量转化或转移的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。
4.能与功的区别与联系
区别 功是一个过程量，能是一个状态量 功是描述力对物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量
具有能量的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能量
联系 功是能量变化的量度
二、 动能
1.现象探究：运动的物体是否具有能
现象 图示 分析 归纳
风吹着帆船移动 空气在流动的过程中对帆做功 风、流动的河水和飞行的子弹都能做功，它们都具有能量，分析这些物体的共同特点可知，这些物体都是由于运动而具有能量
河水把砂石冲走 水在流动过程中对砂石做功
子弹射穿鸡蛋 子弹在运动过程中对鸡蛋做功
2.动能
物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。
三、 势能
1.重力势能
（1）现象探究：位于高处的物体具有能量
现象 图示 分析 归纳
从高空落下的陨石把地面砸出一个大坑 陨石对地面做了功，说明从高空落下的陨石具有能量 位于高处的物体下落时可以做功，表明位于高处的物体具有能量
水一直从高处往下滴，时间长了能把石头滴穿 位于高处的水滴对石头做功，说明高处的水滴具有能量
从高处落下的铅球落在沙地中能砸出坑 铅球对沙地做了功，说明从高处落下的铅球具有能量
（2）重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。
2.弹性势能
（1）弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
（2）决定弹性势能大小的因素：物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。
（3）弹性势能的应用
弹性势能的应用很广泛。如发条玩具，只要上紧玩具内的发条，松手后玩具就会再弹性势能的作用下动起来。
3.势能
重力势能与弹性势能是常见的两种势能。
4.动能和势能的异同点
概念 特点 决定因素 共同特点
动能 物体由于运动而具有的能 一切运动的物体都具有动能 质量、速度 具有能的物体都能够做功，三种形式的能单位都是焦耳（J）
势能 重力势能 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能 一切受到重力且位于高处的物体都具有重力势能 质量、高度
弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能 一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能 弹性形变程度、材料
四、 机械能及其转化
1.机械能
（1）定义：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。机械能是和物体运动紧密联系的能量。机械能的单位是焦耳（J）。
（2）对机械能的理解
一个物体可以只有动能，也可以只有势能，还可以既有动能又有势能，都称为物体具有机械能。
物体只有动能，如在水平路面上行驶的汽车；
物体只有势能，如悬挂在空中静止的物体、射箭时发生弹性形变的弓；
物体同时具有动能和势能，如在空中飞行的飞机、小鸟等。
2.机械能守恒
（1）机械能守恒
大量研究结果证明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能守恒。
（2）判断机械能如何变化
①当物体的机械能守恒时，动能和势能中一种形式的能量减少，另一种形式的能量必然增加。
示例（忽略空气阻力和摩擦导致的机械能损失） 判断依据 能的转化
速度 高度 形变
滚摆上升时 减小 增大 —— 动能转化为重力势能
过山车下降时 增大 减少 —— 重力势能转化为动能
运动的小球压缩弹簧时 减小 —— 增大 动能转化为弹性势能
弯弓射箭时 增大 —— 减小 弹性势能转化为动能
②物体受外力作用机械能不守恒时，可先分析动能和势能的变化情况，再结合“机械能=动能+势能”来判断。
示例 动能变化 势能变化 机械能
水平路面上加速运动的小车 增大 不变 增大
水平路面上减速运动的小车 减小 不变 减小
匀速上升的热气球 不变 增大 增大
匀速下降的热气球 不变 减小 减小
斜面上减速下滑的滑块 减小 减小 减小
汽车加速冲上斜面 增大 增大 增大
动能和势能大小的比较
（2024·澳门特别行政区·月考试卷）如图所示，发生形变的网球拍具有 能；网球在向上运动的过程中，它的重力势能 填“变大”“变小”或“不变”．
（2024·广东省·惠州市·月考）如图所示，用细线系住小球悬挂在点，将小球拉至点释放，从点经过点运动到点的过程中，小球的重力势能先变小后______，动能先______后______。选填“变大”、“变小”或“不变”
动能和势能的转化
（2024·贵州省·贵阳市·月考）如图所示，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道从点运动到点，整个过程中不计空气阻力，则钢珠 （ ）
A.通过点时的动能比通过点时大
B.钢珠在点时重力势能最大
C.从点运动到点的过程中，动能转化为重力势能
D.从点运动到点的过程中，动能转化为重力势能
（2022·北京市·朝阳区·期末考试）拉弯的弓将箭射出去，从能量转化的角度来看，该过程是将（ ）
A.动能转化为重力势能 B.弹性势能转化为动能
C.重力势能转化为动能 D.动能转化为弹性势能
探究影响物体动能大小的因素
（2023·安徽省·合肥市·模拟考试）如图所示是某同学“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。
实验中，让小球从某一高度由静止下滑至水平面上，通过木块被撞击后移动的距离，若木块被撞击移动的距离越大，说明小球对木块 ______ 越多，小球具有的动能大小。
实验中让同一小球由斜面不同高度由静止下滑至水平面上，是为了探究动能与 ______ 选填“高度”或“速度”的关系。
图中，木块被撞击减速滑行的过程中，木块所受滑动摩擦力大小 ______ 选填“变小“变大”或“不变”。
（2024·北京市·东城区·模拟考试）小东为了探究“小球的动能大小与速度是否有关”，设计了实验，步骤如下：
①将质量为 的小球从斜槽上高为 的位置由静止释放，与水平面上的木块相碰，测量木块被小球推动的距离并记录，如图甲所示；
②将质量为 的小球从同一斜槽上高仍为 的位置由静止释放，与水平面上同一位置的木块相碰，测量木块被小球推动的距离并记录，如图乙所示。
请根据以上实验步骤，回答下列问题：
实验中小球的动能大小通过_____反映；
小东在探究过程中存在的问题：_____。
探究影响物体势能大小的因素
（2024·北京市·期末考试）小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体、和，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处图中水平虚线处由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。观察各次实验中桌腿陷入细砂中的深度情况，便可知物体释放前的重力势能大小的关系。已知实验中三个物体的质量关系为。请回答下列问题：
比较_____两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关；
比较甲、丙、丁三次的实验结果可知，_____相同的物体，质量越大，它的重力势能越大；
设乙实验中物体释放前的重力势能为，丁实验中物体释放前的重力势能为，则_____选填“”、“”或“”。
（2022·北京市·模拟试卷）如图所示，小鹏用装有细砂的透明容器、小桌和质量不同的铁块做“探究物体的重力势能大小与质量是否有关”的实验。他的主要实验步骤如下：
①将桌面粘有少量橡皮泥的小桌水平放在细砂上，将质量为的铁块举高到距小桌面高处自由释放，砸到小桌面上，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度并记录在表格中。
②将细砂整理平整后再放上小桌。将质量为的铁块举高到距小桌面高处自由释放，砸到小桌面上，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度并记录在表格中。
根据以上叙述，回答下列问题：
此实验的自变量是_____。
在实验中通过观察_____反映铁块具有的重力势能的大小。
小鹏在该探究实验的操作过程中存在的主要问题是_____。
机械能的概念
（2024·安徽省·合肥市·期中考试）为了净化空气，给市民创造良好的生活环境，庐江县政府安排喷雾除尘车不定期的进行空中喷雾，若喷雾除尘车在水平路面上匀速前进并喷水时，它的机械能 。选填“变大”“变小”或“不变”
（2024·湖南省·邵阳市·期末考试）炎热的夏天，一辆正在喷洒消毒液的汽车匀速行驶在水平公路上，汽车的动能 ，机械能 填“变大”“变小”或“不变”
机械能的转化
（2022·安徽省·合肥市·模拟考试）年月日上午，神舟十三号载人飞船返回舱首次采用快速返回技术安全着陆。当返回舱快速穿过大气层时，与空气剧烈摩擦，使其外表温度升高到以上，此时返回舱像个燃烧的“火球”，如图所示。从能量转化角度来看，这是由于 ______造成的。
（2023·北京市·丰台区·期末考试）如图所示，运动员在进行蹦床比赛，他离开蹦床向上运动到最高点又落回蹦床直到最低点的过程，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A.离开蹦床上升过程中，运动员的重力势能转化为动能
B.上升到最高点时，运动员所受合力为零，动能为零
C.下降过程中，运动员减小的重力势能全部转化为他增加的动能
D.下降过程中，运动员所受重力做功快慢先增大后减小
机械能守恒条件
（2024·北京市·西城区·模拟考试）如图所示，小球从A点出发，先后经过轨道上的B、C、D、E各点。则下列说法正确的是（　　）
A．小球在B点的机械能大于它在D点的机械能
B．从B点到E点的过程中，小球的机械能守恒
C．到D点时，若小球所受的力全部消失，它将保持静止
D．从D点到E点的过程中，小球的动能增大、重力势能减小、机械能保持不变
（2023·黑龙江省·佳木斯市·期末考试）2022年12月4日晚，神舟十四号载人飞船返回舱成功着陆。返回舱打开主降落伞减速向地面降落的过程，如图所示。则关于此过程中返回舱的能量变化判断正确的是（ ）
A.动能增大，重力势能增大，机械能增大
B.动能减小，重力势能增大，机械能不变
C.动能减小，重力势能减小，机械能减小
D.动能增大，重力势能减小，机械能不变
1.若物体受到平衡力的作用，那么（ ）
A.物体一定保持静止 B.物体的重力势能一定保持不变
C.物体的动能一定增大 D.物体的机械能可能发生变化
2.如图是跳水运动员跳水过程的示意图。忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A.起跳时，运动员对跳台的压力大于跳台对运动员的支持力
B.运动员离开跳台向上运动的过程中，重力势能转化为动能
C.从最高点到入水前的过程中，运动员所受的重力做功
D.从起跳到完全入水的整个过程中，运动员的机械能守恒
3.如图所示，小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁贴着自己的鼻子后松手，头保持不动，铁锁向前摆去。下列说法中正确的是（ ）
A.铁锁摆回时会打到鼻子 B.铁锁摆动到最低点时动能最小
C.绳子对铁锁的拉力一直不做功 D.铁锁在摆动的过程中机械能守恒
如图所示，蹦极者此刻正从点由静止开始蹦极，a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，点b是蹦极者合力为零的位置，c点是蹦极者下降的最低点。不计空气阻力，下列说法中正确的是 （ ）
A.弹性绳的弹性势能转化为蹦极者的机械能
B.蹦极者的机械能保持不变
C.蹦极者减少的重力势能和动能等于绳增大的弹性势能
D.弹性绳的弹性势能先增大后减小
5.第十四届全国冬季运动会于年月日至月日在内蒙古自治区呼伦贝尔市举办。如图所示是一位运动员在单板滑雪 型场地上进行训练时，由点运动到点过程中频闪摄影的照片，下列说法正确的是
A.运动员在 点时的动能最大
B.运动员从 点运动到点的过程中，所受重力不做功
C.运动员从点运动到点的过程中，重力势能增加
D.运动员从 点运动到 点的过程中，动能转化为重力势能
6.如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从点由静止释放，若用表示小球由点到点运动过程中克服摩擦力做的功，忽略空气阻力，则下列说法正确的是
A.小球能够从点运动到点
B.小球从点运动到点过程中，势能减少量与动能增加量之差等于
C.小球从点运动到点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量
D.小球从点运动到点的过程中，动能的减少量等于势能的增加量机械能
中考考点 考查频率 考点难度
实验：探究动能、势能的影响因素 ★★ ★
机械能转化（守恒、不守恒、转化过程中机械能的变化） ★★ ★
【考情分析】《功和机械能》是力学的重点内容，也是必考内容。本单元考题在中考试卷中所占分值一般在2-6分之间。对本单元的考查，从出现概率看，主要有：判断力对物体是否做功、功与功率的简单计算、动能和势能的概念、探究动能大小的影响因素、机械能及其转化等。
一、能量
1.现象探究：能做功的物体具有能量
做功有快慢之分，那么，怎样比较做功的快慢呢？下面我们类比速度的定义进行说明。
现象 图示 分析 归纳
海啸将建筑物、汽车等一扫而空 流动的海水能将建筑物、汽车等一扫而空，流动的海水能对外做功，即流动的海水具有做功本领 像流动的海水、被拉弯的弓、被举高的重锤等物体能够对外做功，我们就说这些物体具有能量
被拉弯的弓将箭射出 被拉弯的弓能将箭射出，弓能对外做功，即被拉弯的弓具有做功本领
被举高的重锤下落敲击木桩而将木桩打入地里 被举高的重锤，当它下落时可以把地面上木桩打入地里，它可以对木桩做功，即被举高的重锤具有做功本领
2.能量的概念及单位
（1）物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
（2）能量的单位与功的单位相同，在国际单位制中，能量的单位是焦耳（J）。
3.对能的理解
（1）能量是表示物体做功本领的物理量。
（2）物体做功过程实质上是能量转化或转移的过程，物体能够做功越多，表示这个物体所具有的能量越大。
4.能与功的区别与联系
区别 功是一个过程量，能是一个状态量 功是描述力对物体作用过程中取得的成效的物理量，是相对于一个过程而言的；能是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量
具有能量的物体不一定做功，而正在做功的物体一定具有能量
联系 功是能量变化的量度
二、 动能
1.现象探究：运动的物体是否具有能
现象 图示 分析 归纳
风吹着帆船移动 空气在流动的过程中对帆做功 风、流动的河水和飞行的子弹都能做功，它们都具有能量，分析这些物体的共同特点可知，这些物体都是由于运动而具有能量
河水把砂石冲走 水在流动过程中对砂石做功
子弹射穿鸡蛋 子弹在运动过程中对鸡蛋做功
2.动能
物体由于运动而具有的能叫做动能。一切运动的物体都具有动能。例如，空中飞行的小鸟、行驶的汽车、流动的水等。
三、 势能
1.重力势能
（1）现象探究：位于高处的物体具有能量
现象 图示 分析 归纳
从高空落下的陨石把地面砸出一个大坑 陨石对地面做了功，说明从高空落下的陨石具有能量 位于高处的物体下落时可以做功，表明位于高处的物体具有能量
水一直从高处往下滴，时间长了能把石头滴穿 位于高处的水滴对石头做功，说明高处的水滴具有能量
从高处落下的铅球落在沙地中能砸出坑 铅球对沙地做了功，说明从高处落下的铅球具有能量
（2）重力势能：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能。
2.弹性势能
（1）弹性势能的定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
（2）决定弹性势能大小的因素：物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料有关。对同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。
（3）弹性势能的应用
弹性势能的应用很广泛。如发条玩具，只要上紧玩具内的发条，松手后玩具就会再弹性势能的作用下动起来。
3.势能
重力势能与弹性势能是常见的两种势能。
4.动能和势能的异同点
概念 特点 决定因素 共同特点
动能 物体由于运动而具有的能 一切运动的物体都具有动能 质量、速度 具有能的物体都能够做功，三种形式的能单位都是焦耳（J）
势能 重力势能 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能 一切受到重力且位于高处的物体都具有重力势能 质量、高度
弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能 一切发生弹性形变的物体都具有弹性势能 弹性形变程度、材料
四、 机械能及其转化
1.机械能
（1）定义：动能、重力势能、弹性势能统称为机械能。机械能是和物体运动紧密联系的能量。机械能的单位是焦耳（J）。
（2）对机械能的理解
一个物体可以只有动能，也可以只有势能，还可以既有动能又有势能，都称为物体具有机械能。
物体只有动能，如在水平路面上行驶的汽车；
物体只有势能，如悬挂在空中静止的物体、射箭时发生弹性形变的弓；
物体同时具有动能和势能，如在空中飞行的飞机、小鸟等。
2.机械能守恒
（1）机械能守恒
大量研究结果证明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能守恒。
（2）判断机械能如何变化
①当物体的机械能守恒时，动能和势能中一种形式的能量减少，另一种形式的能量必然增加。
示例（忽略空气阻力和摩擦导致的机械能损失） 判断依据 能的转化
速度 高度 形变
滚摆上升时 减小 增大 —— 动能转化为重力势能
过山车下降时 增大 减少 —— 重力势能转化为动能
运动的小球压缩弹簧时 减小 —— 增大 动能转化为弹性势能
弯弓射箭时 增大 —— 减小 弹性势能转化为动能
②物体受外力作用机械能不守恒时，可先分析动能和势能的变化情况，再结合“机械能=动能+势能”来判断。
示例 动能变化 势能变化 机械能
水平路面上加速运动的小车 增大 不变 增大
水平路面上减速运动的小车 减小 不变 减小
匀速上升的热气球 不变 增大 增大
匀速下降的热气球 不变 减小 减小
斜面上减速下滑的滑块 减小 减小 减小
汽车加速冲上斜面 增大 增大 增大
动能和势能大小的比较
（2024·澳门特别行政区·月考试卷）如图所示，发生形变的网球拍具有 能；网球在向上运动的过程中，它的重力势能 填“变大”“变小”或“不变”．
【答案】弹性势 变大
【解析】本题考查了弹性势能、重力势能；解题的关键是掌握弹性势能的概念，知道重力势能的影响因素。
物体由于发生弹性形变而具有的能量为弹性势能；
重力势能跟质量、高度有关。
发生形变的网球拍具有弹性势能；
网球在向上运动的过程中，高度增大，质量不变，它的重力势能变大。
（2024·广东省·惠州市·月考）如图所示，用细线系住小球悬挂在点，将小球拉至点释放，从点经过点运动到点的过程中，小球的重力势能先变小后______，动能先______后______。选填“变大”、“变小”或“不变”
【答案】变大；变大；变小
【解析】解：小球从A点经过B点运动的过程中，质量一定，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大；小球从B点经过C点运动的过程中，质量一定，高度变大，重力势能变大，速度变小，动能变小，故重力势能先变小后变大，动能先变大后变小。
故答案为：变大；变大；变小。
（1）动能的影响因素是物体的质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；
（2）重力势能的影响因素是物体的质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
本题考查了动能和重力势能大小的影响因素，难度不大，属于基础知识的考查。
动能和势能的转化
（2024·贵州省·贵阳市·月考）如图所示，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道从点运动到点，整个过程中不计空气阻力，则钢珠 （ ）
A.通过点时的动能比通过点时大
B.钢珠在点时重力势能最大
C.从点运动到点的过程中，动能转化为重力势能
D.从点运动到点的过程中，动能转化为重力势能
【答案】D
【解析】由于轨道表面是光滑的，不计空气阻力，则机械能保持不变，d点的高度大于b点，则钢珠在d点的重力势能大于在b点的重力势能，所以钢珠在d点的动能小于在b点的动能，故A错误；a点的位置比b点高，故钢珠在a点时的重力势能大，故B错误；钢珠从a点运动到b点的过程中，重力势能转化为动能，故C错误；钢珠从b点运动到c点的过程中，动能转化为重力势能，故D正确。
（2022·北京市·朝阳区·期末考试）拉弯的弓将箭射出去，从能量转化的角度来看，该过程是将（ ）
A.动能转化为重力势能 B.弹性势能转化为动能
C.重力势能转化为动能 D.动能转化为弹性势能
【答案】B
【解析】拉弯的弓因发生弹性形变而具有弹性势能，将箭射出去的过程中，弓的弹性形变程度变小，弹性势能变小，箭由静止变为运动，动能增大，因此是弹性势能转化为动能。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
探究影响物体动能大小的因素
（2023·安徽省·合肥市·模拟考试）如图所示是某同学“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置示意图。
实验中，让小球从某一高度由静止下滑至水平面上，通过木块被撞击后移动的距离，若木块被撞击移动的距离越大，说明小球对木块 ______ 越多，小球具有的动能大小。
实验中让同一小球由斜面不同高度由静止下滑至水平面上，是为了探究动能与 ______ 选填“高度”或“速度”的关系。
图中，木块被撞击减速滑行的过程中，木块所受滑动摩擦力大小 ______ 选填“变小“变大”或“不变”。
【答案】
（1）所做的功；（2）速度；（3）不变。
【解析】（1）小球沿斜面滚下，在水平面上撞击到木块，对木块做功，木块在水平面上移动的距离越大，说明小球对木块所做的功越多，则小球的动能越大；这种判断小球动能大小的研究方法是转换法；
（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，小球运动到水平面时速度不同，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与速度的关系；
（3）根据影响滑动摩擦力大小的两个因素：压力和接触面的粗糙程度；在木块被撞击减速滑行的过程中，因压力大小和接触面的粗糙程度不变，故滑动摩擦大小不变。
故答案为：（1）所做的功；（2）速度；（3）不变。
点评：本题考查了学生对物理学方法和影响动能大小的因素的掌握情况，在探究过程中要用到控制变量法，实验中通过木块被推动的距离来反映小球动能的大小，用到了转换法。
（2024·北京市·东城区·模拟考试）小东为了探究“小球的动能大小与速度是否有关”，设计了实验，步骤如下：
①将质量为 的小球从斜槽上高为 的位置由静止释放，与水平面上的木块相碰，测量木块被小球推动的距离并记录，如图甲所示；
②将质量为 的小球从同一斜槽上高仍为 的位置由静止释放，与水平面上同一位置的木块相碰，测量木块被小球推动的距离并记录，如图乙所示。
请根据以上实验步骤，回答下列问题：
实验中小球的动能大小通过_____反映；
小东在探究过程中存在的问题：_____。
【答案】（1）木块C在同一水平面上被撞击的距离 （2）没有控制小球的质量相同，改变在斜槽上的高度
【解析】（1）根据转换法，实验中小球的动能大小可以通过比较木块C在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小。
（2）探究“小球的动能大小与速度是否有关”，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变。研究小球的动能大小与速度大小是否有关，要控制小球的质量相同，只改变速度大小（小球从斜面不同的高度自由下滑），而实验中小球的质量不同，即没有控制小球的质量相同，改变在斜槽上的高度。
探究影响物体势能大小的因素
（2024·北京市·期末考试）小明利用实验小桌、装有细砂的容器、质量不同的物体、和，探究重力势能的大小与哪些因素有关。如图所示，将物体从高处图中水平虚线处由静止释放，物体自由下落撞击小桌后立即与小桌一起向下运动。观察各次实验中桌腿陷入细砂中的深度情况，便可知物体释放前的重力势能大小的关系。已知实验中三个物体的质量关系为。请回答下列问题：
比较_____两次的实验结果可知，物体的重力势能与物体被举高的高度有关；
比较甲、丙、丁三次的实验结果可知，_____相同的物体，质量越大，它的重力势能越大；
设乙实验中物体释放前的重力势能为，丁实验中物体释放前的重力势能为，则_____选填“”、“”或“”。
【答案】 甲、乙 高度 ＜
【解析】（1）比较甲、乙两次实验，物体的质量相等，下落时的高度不同，桌腿陷入细砂中的深度不同，说明重力势能与物体被举高的高度有关。
（2）比较甲、丙、丁三次实验，物体下落时的高度相同，质量不同。质量越大，桌腿陷入细砂中的深度越深，它的重力势能越大。
（3）被物体A撞击后的小桌陷入细沙的深度小于被物体B撞击后的小桌陷入细沙的深度，说明物体A释放前的重力势能EA小于物体C释放前的重力势能为EC，即EA＜EC。
（2022·北京市·模拟试卷）如图所示，小鹏用装有细砂的透明容器、小桌和质量不同的铁块做“探究物体的重力势能大小与质量是否有关”的实验。他的主要实验步骤如下：
①将桌面粘有少量橡皮泥的小桌水平放在细砂上，将质量为的铁块举高到距小桌面高处自由释放，砸到小桌面上，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度并记录在表格中。
②将细砂整理平整后再放上小桌。将质量为的铁块举高到距小桌面高处自由释放，砸到小桌面上，用刻度尺测出桌腿进入细砂中的深度并记录在表格中。
根据以上叙述，回答下列问题：
此实验的自变量是_____。
在实验中通过观察_____反映铁块具有的重力势能的大小。
小鹏在该探究实验的操作过程中存在的主要问题是_____。
【答案】铁块的质量 桌腿陷入细沙中的深度 没有控制铁块举高到小桌面的高度不变（H1≠H2）
【解析】(1)由于实验是“探究物体的重力势能大小与质量是否有关”，故实验的自变量是铁块的质量。
(2)实验中重力势能是看不见摸不着的，因此采用了转换法，把铁块重力势能的大小转换为桌腿陷入细沙中的深度，陷入细沙中的深度越深，重力势能就越大。
机械能的概念
（2024·安徽省·合肥市·期中考试）为了净化空气，给市民创造良好的生活环境，庐江县政府安排喷雾除尘车不定期的进行空中喷雾，若喷雾除尘车在水平路面上匀速前进并喷水时，它的机械能 。选填“变大”“变小”或“不变”
【答案】变小
【解析】喷雾除尘车匀速前进不断喷雾的过程中，质量减小，速度不变，动能减小，质量变小，高度不变，重力势能变小，喷雾除尘车的动能变小，重力势能减小，故机械能变小。
（2024·湖南省·邵阳市·期末考试）炎热的夏天，一辆正在喷洒消毒液的汽车匀速行驶在水平公路上，汽车的动能 ，机械能 填“变大”“变小”或“不变”
【答案】变小 ； 变小
【解析】本题考查了动能和机械能的有关知识，属于对基础知识的考查，难度不大。
影响动能的因素为质量和速度，质量越大、速度越大，动能越大；
影响重力势能的因为为质量和高度，质量越大、高度越高，重力势能越大；
机械能为动能和势能之和。
一辆正在喷洒消毒液的汽车匀速行驶在水平公路上，汽车的质量减小，速度不变，则汽车的动能变小；
汽车的质量减小，高度不变，重力势能变小；
汽车的机械能为动能和重力势能之和，故汽车的机械能变小。
机械能的转化
（2022·安徽省·合肥市·模拟考试）年月日上午，神舟十三号载人飞船返回舱首次采用快速返回技术安全着陆。当返回舱快速穿过大气层时，与空气剧烈摩擦，使其外表温度升高到以上，此时返回舱像个燃烧的“火球”，如图所示。从能量转化角度来看，这是由于 ______造成的。
【答案】机械能转化为内能
【解析】返回舱进入大气时，返回舱与空气摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，内能增加，温度升高，故返回舱温度升高可达2000℃。
故答案为：机械能转化为内能。
物体克服摩擦力做功，机械能向内能转化。
本题考查机械能和其他形式的能量之间的转化，功是能量转化的量度。
（2023·北京市·丰台区·期末考试）如图所示，运动员在进行蹦床比赛，他离开蹦床向上运动到最高点又落回蹦床直到最低点的过程，不计空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A.离开蹦床上升过程中，运动员的重力势能转化为动能
B.上升到最高点时，运动员所受合力为零，动能为零
C.下降过程中，运动员减小的重力势能全部转化为他增加的动能
D.下降过程中，运动员所受重力做功快慢先增大后减小
【答案】D
【解析】A．离开蹦床上升过程中，动能减小，重力势能增大，所以是动能转化为重力势能，故A错误；
B．上升到最高点时，只受到重力，合力不为零，但此时速度为0，所以动能为零，故B错误；
C．下降过程中，压缩蹦床时，一部分重力势能转化为了弹性势能，且压缩一定程度后，重力势能和动能都会转化为弹性势能，在最低点，重力势能和动能全部转化为了弹性势能，故C错误；
D．下降过程中，在重力等于蹦床对运动员支持力之前，速度一直增大，在两个力大小相等之后，速度减小，根据P＝Gv可知，下降过程中，运动员所受重力做功快慢，即重力的功率先增大后减小，故D正确。
故选D。
机械能守恒条件
（2024·北京市·西城区·模拟考试）如图所示，小球从A点出发，先后经过轨道上的B、C、D、E各点。则下列说法正确的是（　　）
A．小球在B点的机械能大于它在D点的机械能
B．从B点到E点的过程中，小球的机械能守恒
C．到D点时，若小球所受的力全部消失，它将保持静止
D．从D点到E点的过程中，小球的动能增大、重力势能减小、机械能保持不变
【答案】A
【解析】A．由于小球运功过程中要克服摩擦做功，部分机械能转化为内能，小球从B点到D点过程中，小球的机械能减小，故A正确；
B．小球运功过程中克服摩擦做功，部分机械能转化为内能，所以小球的机械能会不断的减小，故B错误；
C．小球到达D点时，竖直方向的速度为零，水平方向速度不为0，由牛顿第一定律可知，小车运动到D点时，假若它受到的所有力全部消失，则小车将做匀速直线运动，故C错误；
D．小球运功过程中克服摩擦做功，部分机械能转化为内能，机械能减小；从D点到E点的过程中，动能转化成重力势能，小球的动能增大、重力势能减小。故D错误。
故选A。
（2023·黑龙江省·佳木斯市·期末考试）2022年12月4日晚，神舟十四号载人飞船返回舱成功着陆。返回舱打开主降落伞减速向地面降落的过程，如图所示。则关于此过程中返回舱的能量变化判断正确的是（ ）
A.动能增大，重力势能增大，机械能增大
B.动能减小，重力势能增大，机械能不变
C.动能减小，重力势能减小，机械能减小
D.动能增大，重力势能减小，机械能不变
【答案】C
【解析】（1）动能大小跟质量、速度有关。质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。
（2）重力势能大小跟质量、被举的高度有关。被举的高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能等于动能和势能的总和。返回舱减速下降到地面的过程，返回舱的质量不变，速度减小，返回舱的动能减小，返回舱相对地面的高度减小，返回舱的重力势能减小。所以返回舱的机械能减小，故C正确。故选：C。
1.若物体受到平衡力的作用，那么（ ）
A.物体一定保持静止 B.物体的重力势能一定保持不变
C.物体的动能一定增大 D.物体的机械能可能发生变化
【答案】
【解析】
A.物体在平衡力作用下，会保持静止或匀速直线运动，故A不符合题意；
物体在平衡力作用下，保持静止或匀速直线运动。当物体静止时，动能、重力势能和机械能都不变；当物体做匀速直线运动时，动能不变，但物体可能水平运动，也可能不是水平运动。物体水平方向做匀速直线运动时，动能不变，重力势能不变，机械能不变；物体不是水平方向，而做匀速上升、或匀速下降时，动能不变，重力势能要改变，机械能改变。所以一个物体受到平衡力的作用，动能一定不变，势能可能改变，机械能可能改变，故BC错误，D正确。
故选D。
2.如图是跳水运动员跳水过程的示意图。忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A.起跳时，运动员对跳台的压力大于跳台对运动员的支持力
B.运动员离开跳台向上运动的过程中，重力势能转化为动能
C.从最高点到入水前的过程中，运动员所受的重力做功
D.从起跳到完全入水的整个过程中，运动员的机械能守恒
【答案】
【解析】 A.起跳时，运动员对跳台的压力与跳台对运动员的支持力是一对相互作用力，二者大小相等，故A错误；
B.运动员离开跳台向上运动的过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度增高，重力势能增大，动能转化为重力势能，故B错误；
C.重力的方向竖直向下，从最高点到入水前的过程中，运动员受到重力的作用，且在重力的方向上移动了距离，运动员所受的重力做功，故C正确；
D.从起跳到入水前的过程，重力势能转化为动能，若不计空气阻力，则机械能守恒，从开始入水到完全入水的过程，运动员克服水的阻力做功，机械能减小，因此从起跳到完全入水的整个过程中，运动员的机械能不守恒，故D错误。
故选C。
3.如图所示，小明把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁贴着自己的鼻子后松手，头保持不动，铁锁向前摆去。下列说法中正确的是（ ）
A.铁锁摆回时会打到鼻子 B.铁锁摆动到最低点时动能最小
C.绳子对铁锁的拉力一直不做功 D.铁锁在摆动的过程中机械能守恒
【答案】
【解析】 铁锁在摆动过程中会受到空气的阻力，部分机械能被消耗，机械能会减小，铁锁摆回时的高度会降低，所以不会打到鼻子，故A错误；
B.铁锁摆动到最低点时速度最大，所以动能最大，故B错误；
C.绳子对铁锁的拉力方向与铁锁摆动方向一直是垂直的，所以绳子对铁锁的拉力一直不做功，故C正确；
D.铁锁在摆动过程中会受到空气的阻力，部分机械能被消耗，机械能会减小，故D错误。
故选C。
如图所示，蹦极者此刻正从点由静止开始蹦极，a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，点b是蹦极者合力为零的位置，c点是蹦极者下降的最低点。不计空气阻力，下列说法中正确的是 （ ）
A.弹性绳的弹性势能转化为蹦极者的机械能
B.蹦极者的机械能保持不变
C.蹦极者减少的重力势能和动能等于绳增大的弹性势能
D.弹性绳的弹性势能先增大后减小
【答案】
【解析】 、的过程中，弹性绳发生了弹性形变，蹦极者的机械能转化为弹性绳的弹性势能，所以蹦极者的机械能变小，故AB错误；
C、点是最低点，此时蹦极者的速度为，动能为，蹦极者的动能和重力势能全部转化为弹性势能，所以蹦极者减少的动能和重力势能等于绳增大的弹性势能，故C正确；
D、的过程中，弹性绳的形变程度逐渐变大，弹性绳的弹性势能一直增大，故D错误。
故选：。
5.第十四届全国冬季运动会于年月日至月日在内蒙古自治区呼伦贝尔市举办。如图所示是一位运动员在单板滑雪 型场地上进行训练时，由点运动到点过程中频闪摄影的照片，下列说法正确的是
A.运动员在 点时的动能最大
B.运动员从 点运动到点的过程中，所受重力不做功
C.运动员从点运动到点的过程中，重力势能增加
D.运动员从 点运动到 点的过程中，动能转化为重力势能
【答案】
【解析】 A.在点时，运动员速度为零，动能最小，故A错误；
B.运动员从 点运动到点的过程中，运动员高度减小，重力势能减小，重力做功，故B错误；
C.运动员从点运动到点的过程中，运动员位置升高，重力势能增加，故C正确；
D.运动员从 点运动到 点的过程中，重力势能转化为动能，故D错误。
故选C。
6.如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从点由静止释放，若用表示小球由点到点运动过程中克服摩擦力做的功，忽略空气阻力，则下列说法正确的是
A.小球能够从点运动到点
B.小球从点运动到点过程中，势能减少量与动能增加量之差等于
C.小球从点运动到点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量
D.小球从点运动到点的过程中，动能的减少量等于势能的增加量
【答案】
【解析】 因为有滑动摩擦，需要克服摩擦做功，机械能减小，小球不能够从点运动到点，故A错误；
小球从点运动到点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量与克服摩擦做的功之和，所以势能减少量与动能增加量之差等于，故B正确，C错误；
D.小球从点运动到点的过程中，动能的减少量等于势能的增加量与此过程中克服摩擦做的功之和，故D错误。
故选B。

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