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(共39张PPT)
机械能及其转化
2026年山东中考物理一轮复习-情景式考点整合-
知识梳理·过基础关
考点精讲·过能力关
实验突破·过探究关
目
录
实践应用·过素养关
知识点1　动能和势能
类型 动能 势能 重力势能 弹性势能
定义 物体由于 　 　而具 有的能 在地球表面附近,物体 由于受到重力并处在一 定　 　时所具有的能 物体由于_____________
而具有的能
运动
高度
发生弹性形变
类型 动能 势能 重力势能 弹性势能
影响 因素 物体的　 　和运 动的　 。运动 的速度越大,质量 越大,物体的动能 就越　 　 物体的　 　和所 处位置的　 　。 质量越大,位置越高, 物体的重力势能就 越　 　 物体的弹性形变量。
物体的弹性形变越大,
它的弹性势能越　 　
质量
速度
大
质量
高度
大
大
类型 动能 势能 重力势能 弹性势能
判断 有无 运动的物体具有动能,速度为零,动能为零 被举高的物体具有重力势能,为研究方便,通常认为地面上的物体重力势能为零 发生弹性形变的物体具有弹性势能
【关联情境】 该知识点常结合运动的物体,如运动的汽车,射出的箭等考查动能和势能的大小变化 情境1　道路限速 1.交通部门在不同的路段对机动车行驶速度进行
限制,这是因为质量一定时,　 　越大,物体的动能
越大;在同一路段,不同车型限速不同,这是因为速度
一定时,　 　越大,物体的动能越大
情境2　拉弓射箭 2.如图所示,射箭运动员用力将弓拉弯,此时的弓具
有　 　能;弓拉得越满,箭飞得越远,由此可以推
断物体的　 　越大,它具有的弹性势能越大
速度
质量
弹性势
弹性形变
知识点2　机械能及其转化
动能
重力势能
守恒
机械能 的定义 　 　、　 　和弹性势能统称为机械能 机械能 守恒 概念 如果只有动能和势能相互转化,动能和势能的总和
不变,机械能是　 　的
转化关系 (质量不变)
【关联情境】 该知识点常结合常见的运动,如跳远、滚摆等考查机械能及 其转化 情境3　滚摆运动 3.如图所示,滚摆下降过程中,滚摆的
　　　　　能转化为　　能。滚摆上下往
复运动过程中,其每次上升所能达到的最大
高度越来越低,滚摆在运动过程中的机械能
　　　　( 选填“增加”“减小”或“不变”)
重力势
动
减小
情境4　过山车模型 4.如图所示,小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中,忽略空气阻力和摩擦力,仅有动能和势能互相转化,则(　　)
A.小球在A处的动能等于在D处的动能
B.小球在A处的动能大于在D处的动能
C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能
情境5　跳远运动 5.跳远运动的几个阶段如图所示,
则运动员(　　)
A.在助跑阶段,动能保持不变
B.在起跳时,机械能最小
C.在最高点时,动能最大
D.从起跳到最高点的过程中,部分动能
转化为重力势能
考点1分析动能、势能及机械能的变化
例1 (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
【易错提醒】
　　分析动能、势能和机械能的变化时,既要考虑动能的常见影响因素“速度”和势能的常见影响因素“高度”,也不能忽略另一影响因素“质量”。
练1 (2025·齐齐哈尔)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
练2 (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
考点2机械能的转化与守恒
例2 (2025·济南市中二模)图甲是学校安装的乒乓球发球机。如图乙所示,
乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三
个相同的球,三个球在运动过程中机械能　　　　(选填“守恒”或“不守恒”);
若不计空气阻力,三个球到达乒乓球台的速度　　　　(选填“a最大”“b最大”
“c最大”或“一样大”)。
不守恒
一样大
【解题思路】
①考虑克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,故三个球在运动过程中机械能不守恒。
②若不计空气阻力,机械能守恒,乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球,三个球的机械能相同;三个球到达乒乓球台时,重力势能相同,则动能相同,故速度相同。
练3 (2025·淄博二模)蹦蹦杆是一种健身玩具,它能跳起的原因是其脚踏板连有一根弹簧(图甲)。一位同学玩蹦蹦杆的过程如图乙所示:①挤压弹簧到最低位置;②弹簧恢复原状,人获得一个向上的速度;③人向上运动到达最高位置。下列说法正确的是(　　)
A.挤压弹簧到最低位置时,人的重力
势能转化为动能
B.人向上运动到最高位置时,动能最大
C.②→③阶段,动能转化为重力势能
D.在玩蹦蹦杆的过程中,该同学的机械能是守恒的
练4 【新情境】 [科技前沿](2025·日照二模)我国著名科学家钱学森于20世纪40年代提出了一种新型导弹弹道模型,我国的东风17高超音速导弹等很多新型尖端导弹正是基于此理论设计。图示为某此类导弹的飞行路线图,OE段发动机点火,导弹以极快的速度升至高空;E点发动机关闭,导弹依靠惯性继续上升穿出大气层至一定高度后向下俯冲,会被加速到极高的速度;进入大气层后,导弹在稠密大气层边缘无动力“多次弹跳、平衡滑翔”,IJ段发动机重新启动加速后精确打击目标。下列关于该导弹的说法正确的是(　　)
A.从起飞到E点的过程中,机械能不变
B.F点到G点的过程中,机械能不变
C.H点到I点的过程中,导弹的机械能守恒
D.整个过程中,在F点动能最大
练5 (2025·潍坊诸城二模)蹦床是运动员利用床面的反弹在空中表现杂技技巧的一项运动。如图所示,运动员从最高点A竖直下落,在B点与床面接触,后落至最低点C。若不计空气阻力,则(　　)
A.运动员下落到B点时速度最大
B.运动员在最低点C时所受合力为零
C.运动员从A点运动到C点过程中动能增大
D.运动员从A点运动到C点过程中机械能不守恒
练6 如图是撑竿跳高时的情景,运动员从助跑到越过横杆的过程中,用到了很多物理知识。从起跳到越过横杆过程中,下列有关能量转化的说法正确的是(　　)
A.起跳时动能全部转化成重力势能
B.撑竿跳高比普通跳高跳得高的原因
主要是撑竿跳高在空中还消耗了人自身
的能量最终转化成了人体的机械能
C.人体在最高点时动能为0
D.若忽略空气的阻力,人在撑竿跳高的过程中人体的机械能是守恒的
练7 小王系好安全弹性绳玩蹦极,他从最高点下落到最低点过程的v-t图像如图所示(忽略空气阻力)。已知:在t1时,弹性绳处于自然伸直状态;t3时小王到达最低点。则下列说法正确的是(　　)
A.0~t3,小王的动能不断增大
B.0~t3,小王的重力势能不断减少
C.0~t1,小王的机械能不断增大
D.t1~t2,小王的机械能转化为绳
的弹性势能,小王的速度逐渐变小
练8 (2026·原创题)当暴雨来临时,大量的降水会使河流的水位上涨,从而造
成洪涝灾害。如果在适当位置增引入堰后,会使上游流动的水位升高,导致
势能增加,外加更大的过流面积就会使上游水的流速变　 　,水流过堰后
水的　 　能转化为　 　能,且随着过流高度的降低和过流面积的减小,
而使下游水流速度变　 　,就能使下游的水位降低,洪水便得到控制。
小
重力势
动
大
实验　探究动能的大小与哪些因素有关
【设计与进行实验】
1.实验装置
2.转换法的应用:小车动能的大小是通过木块　被推动的距离　来反映的。
3.控制变量法的应用
(1)控制速度一定,探究动能与　质量　的关系:将不同质量的小车从斜面的　同一高度由静止　释放,让小车到达斜面底部的　速度　相同。
(2)控制质量一定,探究动能与　运动速度　的关系:选择同一个小车从不同高度由静止释放,让小球到达斜面底部的　速度　不相同。
【分析、评估与交流】
4.对比分析不同情况下木块被推动的距离,得出动能大小与质量、速度的关系。
5.能量转化
(1)小车从斜面释放运动到水平面的过程中,　重力势能　转化为　动能　。
(2)木块被小车碰撞后在水平面上运动一段距离停下来的过程中,　动能　转化为　内能　。
6.结合牛顿第一定律的内容对该实验现象进行描述和判断。若本实验中水平面绝对光滑,则该实验将　不能　达到实验目的,原因是　木块将在光滑水平面上做匀速直线运动　。
7.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;等等。
8.超载、超速问题的判断:
超速时,质量不变,速度　越大　,动能　越大　;超载时,速度不变,质量　越大　,动能　越大　。
【实验结论】
9.物体动能的大小与物体的　质量　和　速度　大小有关,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。
【一题通关】
(2025·临沂沂南一模)小明看到如图1所示的交通警示牌,想要研究车辆超速、超载对交通安全的影响。他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m的质量)碰撞静止在同一水平长木板上的木块B,进行了“动能的大小与什么因素有关”的探究实验。将钢球m从斜面的不同高度(H>h)由静止释放,到水平长木板上撞击木块B,木块B移动的距离分别为s1和s2,且s1>s2,实验过程如图2甲、乙所示。
(1)实验中探究的“动能”是指　　(选填字母)。
A.钢球在斜面上的动能
B.钢球撞击木块时的动能
C.木块被撞击后的动能
(2)在实验中,动能大小是通过木块　　　　　　　来判断的,由甲、乙
两图可得出的实验结论是　　　　　　　　　　 　 　　　;
这说明了　　　　(选填“超速”或“超载”)现象的危害。
B
移动的距离
物体的质量一定时,速度越大,动能越大
超速
(3)若在进行图乙、丙两次实验时,图丙中木块B被撞后滑出木板,为了使木
块B不滑出木板,需要重新进行图丙的实验,下列方法可行的是　　　(选填
序号)。
A.丙实验换用表面更粗糙的木板
B.丙实验换用相同材质的较长木板
C.丙实验换用质量小于m的质量的钢球
D.丙实验降低钢球滚下的起始高度
BC
(4)小红同学说她常常看到“雨天路滑,请减速行驶”的警示牌,她想利用实验
探究其中的原理,除了原有的器材外,还应准备不同粗糙程度的长木板,这
是探究 　 。
滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度是否有关
【拓展设问】
(5)图2乙、丙两次实验,让质量不同的小钢球从斜面的同一高度处由静止
滚下,目的是使两球到达水平面时具有相同的　　　;分析这两次实验,可
初步得出结论:　　　　　　　　　　　　　　,物体的动能就越大。
(6)实验结束后,小明和小红对实验提出各种改进方案:
①小明认为在“探究动能与速度的关系”的实验中,可以撤走木块并使用铺
有毛巾的足够长的木板,记录小球在相同表面上滚动直到静止的距离。
你认为小明的实验方案是否合理 　　　　(选填“合理”或“不合理”)。
速度
物体的速度一定时,质量越大
合理
②小红设计了图3所示的装置进行实验。
图3
A.若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木
块撞出一段距离,可以研究小球的动能大小与　　　(选填“质量”“速度”或
“质量和速度”)的关系;
B.若用A、B两个质量不同的小球(mA>mB)将同一弹簧压缩相同程度后由
静止释放,同一木块受到撞击后相应移动距离sA　　(选填“>”“<”或“=”)sB。
速度
=
(7)小刚同学用图4所示的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质
量的钢球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放,通过观察木块在水平长木板
上滑行的距离来判断钢球动能的大小,请从能量转化的角度分析这样做能
完成探究的理由:_______________________________________________
_____________________________________________________________。
质量相同的钢球,位置越高,具有的重力势能越大,释放
后重力势能转化为动能,则钢球碰撞木块时具有的动能越大,速度越大
(8)根据《道路交通安全法实施条例》第七十八条规定,高速公路上行驶的
大型货车车速不得高于100 km/h,小型轿车车速不得高于120 km/h。请结
合所学知识解释对不同车型限速不同的原因:__________________________
_______________________________________________________________
________________________。
不同车型的机动车质量不同,
速度相同时,质量大的动能大,在相同的道路上制动距离大,为限制制动距
离,对不同车型限速就不同
古代的灌溉工具——筒车
　　《天工开物》记载了一种农用机械,名为“筒车”,如图甲所示。筒车利用水流冲击水轮,使其旋转。在轮轴上安装的竹筒随着轮轴一起转动,当筒口转到低处时便舀满水,随着轮轴上升,筒口到达高处时倒出水来,循环往复,以满足农田灌溉的需求。
(1)筒车的工作原理是把流水的　　能转化为　　　　能。
(2)若筒车匀速转动,则竹筒受到　　　　　(选填“平衡力”或“非平衡力”)
的作用。
(3)如图乙所示,若接水槽离取水处高4 m,水轮上有12个取水筒,一个取水筒
每次可取水5 kg,该筒车旋转一周对水所做的功为　　　　J(接水槽离倒
水处的高度忽略不计,g取10 N/kg)。若筒车旋转一周需要60 s,则筒车对水
做功的功率为　　　W。若要提高其做功的功率,则筒车应安装在水流较
　　　(选填“急”或“缓”)的地方。
动
重力势
非平衡力
2 400
40
急

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