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第12章　机械能
【构建知识网络】
知识点1 机械能
动能与势能的比较
动能 势能 重力势能 弹性势能
定义 物体由于_____而具有的能量 受到重力的物体被 _____而具有的能量 物体由于发生_____
_____具有的能量
影响因素 质量和运动速度： 物体的运动_____ 越大，_____越 大，它的动能也 越大 质量和高度：物体 的_____越大，___ ___越高，它的重力 势能越大 弹性形变程度：
物体的弹性形变
越大，弹性势能
越大
运动
举高
弹性
形变
速度
质量
质量
位
置
【特别提醒】
　　一切运动的物体都具有动能．交通部门限制不同车型车速不同的理论依据是车速相同时，质量越大，动能越大．
知识点2 机械能及其转化
1．机械能
(1)定义：动能和势能统称为机械能．
(2)单位：J.
2．动能和势能可以相互转化(质量不变)：
3．机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，机械能是不变的，或者说机械能是守恒的．
【特别提醒】
机械能不守恒的两种情况
(1)若有机械能以外其他形式的能参与转化时，则物体的机械能不守恒．(如发射火箭时，燃料燃烧产生的内能转化为机械能，使火箭的机械能增大)
(2)若需克服阻力做功，则物体的机械能不守恒．(如载人飞船返回舱穿越大气层的过程中，要克服空气阻力做功，部分机械能转化为内能，机械能减小)
(1)物体的质量越大，动能越大．( )
(2)高度越高的物体，重力势能越大．( )
(3)一个物体可以同时具有动能和势能．( )
(4)匀速上升的电梯动能变小，重力势能变大．( )
(5)物体的机械能总和是不变的．( )
(6)弹性越好的物体具有的弹性势能越大．( )
(7)做匀速直线运动的物体的机械能保持不变．( )
×
×
√
×
×
×
×
实验 探究动能大小的影响因素
【实验装置】
⊙命题点扫描
1．实验器材：质量不同的小车、木块、斜面(使小车获得动能)．
2．实验方法
(1)转换法：通过木块被撞击后___________反映小车动能的大
小．
移动的距离
(2)控制变量法：
　①探究动能与质量的关系：将质量不同的小车从斜面的_____
_____由_____释放，让小车到达水平面时的速度_____．
　②研究动能的大小与速度的关系：让同一小车从_____高度由
静止释放，使小车到达水平面时的_____不同．
同一
高度
静止
相同
不同
速度
3．数据分析及结论
实验结论：物体动能的大小与物体的_____和_____有关，质量
相同时，速度越大，动能越大；速度相同时，质量越大，动能
越大．
质量
速度
4．交流反思评估
(1)小车从斜面释放运动到水平面的过程中，_______能转化为
___能．
(2)木块在水平面运动一段距离停下来的过程中，___能转化为
___能．
(3)小车在水平面上不能立即停下的原因：_____________．
(4)木块在水平面上最终会停下来的原因：_________________
_____．
重力势
动
动
内
小车具有惯性
木块受到摩擦力的
作用
(5)水平面绝对光滑，_____达到实验探究的目的，因为_______
_____________________________．
(6)实验中木块被撞出水平面的改进措施：
①用更长的长木板进行实验；
②减小小车的质量；
③降低小车下滑的高度.
不能
木块将
在光滑水平面上做匀速直线运动
考点1 机械能及其影响因素(2025年13套卷9考)
1.[结合生活实际][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
图所示为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.[中考新考法][2025·德州]物理学中，物体重力势能的表达
式Ep＝mgh，动能的表达式Ek＝ mv2.如图所示，光滑水平面AB
与光滑圆弧轨道BC相连(连接处无能量损失)．质量m＝2 kg的
小球从A点以v＝2 m/s的初速度向右运动冲上圆弧轨道，不计
空气阻力．小球从A运动到B的过程中机械能_____(填“变大”
“变小”或“不变”)，小球能到达圆弧的最大高度h＝____m．
(g取10 N/kg)
不变
0.2
考点2 机械能的转化与守恒(2025年13套卷6考)
1．[2023·潍坊]巡航导弹是导弹的一种，具有突防能力强、难以拦截的优点．如图所示为某巡航导弹的飞行路线图．发射升空段，发动机点火，导弹以极快的速度穿出大气层升至高空；俯冲加速段，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，会被加速到极高的速度；巡航阶段，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡，可以实现远距离“巡航状态”，最后精确打击目标．下列关于该巡航导弹的说法正确的是( )
A．整个过程中，在F点动能最大
B．O点到E点的过程中，机械能不变
C．G点到H点的过程中，机械能不变
D．I点到J点的过程中，不消耗导弹携带的燃料
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
【方法点拨】
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·青海]如图所示，下列措施中有利于顿钻碎石的
是( )
①增大加重杆的重量
②减小加重杆的重量
③增加钻头的锋利程度
④尽量让钻从低的地方下落
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
2.[新科技新情境][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.[中国航天航空][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
4.[跨学科实践][2025·乐山]为响应国家“每日体育锻炼时间不低于两小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展户外运动．爬山区域等高线如图所示，不考虑重力变化，队伍重力势能最大的位置是( )
A．A处 B．B处
C．C处 D．D处
5．[2025·四川]如图所示，在2025年春节联欢晚会上，机器人
手持手绢欢快地扭秧歌．抛出的手绢在加速下落过程中( )
A．重力势能不变
B．重力势能转化为动能
C．动能减小
D．重力势能变大
6.[跨学科实践][2025·河北]如图所示为河北丰宁抽水蓄能电站(目前世界装机容量最大)的示意图．用电低谷时，通过电力将水从下水库抽到上水库；用电高峰时，再由上水库放水至下水库发电．下列说法正确的是( )
A．水从下水库被抽到上水库，重力势能减小
B．物料运输车沿盘山路行驶，速度增大时，动能减小
C．放水发电时，水由上水库至下水库，水的机械能变大
D．水沿自流排水洞自动向下流动时，重力势能转化为动能
7.[中国传统文化][2025·湖北]如图所示是我国古代水力鼓风机示意图．水轮驱动装置推动杆压缩皮橐(音tuó，口袋)送风，带动连接杆的绳拉弯竹子，随后竹子恢复原状带动皮橐张开吸气．下列说法错误的是( )
A．绳对竹子的拉力改变了竹子的形状
B．送风时竹子的弹性势能增大
C．送风时杆对皮橐不做功
D．竹子恢复过程弹力减小
8．[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
9．[2025·绥化]哈尔滨冰雪大世界的超长大滑梯是人们喜爱
的冰雪项目．当游客滑下时，他的重力势能_____(填“变大”
“变小”或“不变”)；以游客为参照物，地面是_____(填“运
动”或“静止”)的．
变小
运动
10.[中国传统文化][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
11.[中考新考法][2025·威海]如图1所示，我国部分古代建筑屋顶采用弧线型设计，“如鸟斯革，如翚斯飞”．屋顶为什么这样设计？某兴趣小组通过实验进行探究．
根据经验，雨水流过屋顶的时间越短，防雨效果越好，为此他们首先进行了实验一．
实验一：探究雨滴经过屋顶的时间与哪些因素有关
(1)猜想：影响雨滴流过屋顶(高度、宽度均相同)时间的因素可能为：雨滴在屋顶运动的初始位置、屋顶材料、屋顶形状(雨滴与屋顶碰撞之后的速度近似为零，他们认为可不用研究雨滴初始速度这一因素)
设计实验方案：
请写出1个测量时间的工具：_____．
图2所示5个实验：用钢珠代替雨滴，将相同钢珠从屋顶不同位
置静止释放，记录钢珠经过屋顶的时间．若研究该时间与屋顶
材料的关系，应选择实验_______进行研究．
秒表
甲、丁
测量与分析：
用传感器获得图2甲、乙中钢珠从屋顶顶端滑到底端完整的路程
s和时间t实验数据，画出s t关系如图3所示，其中图像__(填
“c”或“d”)表示钢珠运动的平均速度较大；钢珠滑过屋顶___
(填“甲”或“乙”)的时间较短．
c
甲
实验二：探究下雨时不同屋顶对墙体的保护能力
(2)如图4所示，甲、乙、丙是下方墙体相同、屋顶的材料相同但形状不同的三个建筑．将代替雨滴的相同钢珠分别在甲、乙屋顶顶端静止滑下落到水平地面，测量落地点到墙的距离s1、s2，数据如表所示．
根据表格推测：为防止雨水落地时飞溅打湿墙体，下雨时___
(填“甲”或“乙”)对墙体保护更好．若不计一切阻力，甲图
中钢珠落地时的动能___(填“<”“＝”或“>”)乙图中钢珠落
地时的动能．
乙
＝
实验三：探究不同屋顶对建筑采光的影响
(3)图4甲、乙、丙三个建筑右侧墙体均安装大型窗户，某时刻
阳光方向如图所示，阳光能够照射到房间内距离最远的是___
(填“甲”“乙”或“丙”)．
丙

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