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第十章第10.4节 机械能转化及其应用
题型1 功的比较大小 题型2 功率的大小比较
题型3 功率的计算 题型4 比较动能的大小
题型5 机械能的概念 题型6 动能和重力势能的相互转化
题型7 动能和弹性势能的相互转化 题型8 机械能的守恒
▉题型1 功的比较大小
【知识点的认识】
功是一个标量，有大小没有方向，功有正负之分，正功大于负功，在动能定理中，要用正功和负功的代数和相加的．因此，比较两个功的大小，要考虑它们的正负．在初中不需要这样理解．功的计算：物体在力与力的方向上通过距离的乘积．W＝FS
各量单位功W：J（焦耳），力F：N（牛顿）；移动距离S：m（米），由功的原理可知使用任何机械都不省功．
注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；
②公式中的S 一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应．
③功的单位“焦”（1牛 米＝1焦）．
1．如图所示，两个材质相同的正方体实心物块在粗糙程度相同的水平面上受到大小为F的恒力作用，在F的方向上前进了相同的距离，两个物块的边长分别为a和2a，则两个物块克服摩擦力做功W甲　＜　 W乙（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
【答案】＜。
【解答】解：两个材质相同的正方体实心物块，密度相同，两个物块的边长分别为a和2a，则乙的体积大于甲的体积，根据ρ、G＝mg可知，甲的重力小于乙的重力，则甲对水平面的压力小于乙对水平面的压力，接触面的粗糙程度相同，所以甲受到的摩擦力小于乙受到的摩擦力，又知两物体在F的方向上前进了相同的距离，所以根据W＝fs可知，两个物块克服摩擦力做功W甲＜W乙。
故答案为：＜。
▉题型2 功率的大小比较
【知识点的认识】
做功多少和所用时间都不同的情况下，通过公式P计算，然后进行比较．
2．体重稍大的大明和体重稍小的小明比赛登楼，比赛方法是：大明背着小明登上两层楼，记录所用的时间，然后小明背着大明登同样的两层楼，也记录所用时间。结果两人用时相等。那么这次比赛两人做功的功率相比，（　　）
A．大明的较大 B．小明的较大
C．两人的一样大 D．不能比较
【答案】C
【解答】解：两种比赛方法，两人的总重力相等，爬楼的高度相等，根据W＝Gh可知，两种方法做的功相等，
又知两人用时相等。
根据P可知，两人做功的功率一样大。
故选：C。
▉题型3 功率的计算
【知识点的认识】
（1）功率：在物理学中，功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。
（2）功率的公式：P（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）
（3）计算功率的另一个公式：P＝Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做功的功率可表示为Fv．（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）
a．推导：由P，联立W＝Fs，得PFv。
由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。
b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。
3．如图所示，A、B两个长方体物块叠放在水平桌面上，用F＝20N的水平向右的推力作用在B物块上，使A、B一起向右做匀速直线运动，经过3s，两个物块一起移动了60cm的距离。下列相关说法正确的是（　　）
A．物块B受到的重力和地面对B的支持力是一对平衡力
B．物块A对B的摩擦力大小是20N，方向向右
C．推力F对物块A做功12J
D．推力F的功率为4W
【答案】D
【解答】解：A、地面对B的支持力大小等于A和B的重力之和，则物块B受到的重力和地面对B的支持力大小不相等，所以二力不是一对平衡力，故A错误；
B、A、B一起向右做匀速直线运动，它们之间没有发生相对运动，也没有相对运动的趋势，所以A、B之间没有摩擦力的作用，即物块A对B的摩擦力大小为0N，故B错误；
C、推力F作用在B上，物块A没有受到推力的作用，则推力F对物体A做的功为零，故C错误；
D、物块B移动的距离s＝60cm＝0.6m，推力F做的功：W＝Fs＝20N×0.6m＝12J，
则推力F的功率：P4W，故D正确。
故选：D。
▉题型4 比较动能的大小
【知识点的认识】
①物体动能的大小与物体的运动速度有关，物体运动速度越大，物体的动能越大
②物体动能的大小与物体的质量有关，物体的质量越大，物体的动能越大
4．如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N，又下落经过Q点，N位于P、Q之间，O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．小球经过O、P两点时动能相等
B．小球到达最高点N时速度一定为零
C．小球到达的最高点N不可能高于M点
D．小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能
【答案】D
【解答】解：
A、由于球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，因此球到达P点的机械能一定小于在O点的机械能，O、P处在同一水平高度，球的重力势能相等，则球在P点的动能一定小于在O点动能，故A错误；
B、球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，球在M点既有动能又有重力势能，球上升至最高点N时，仍水平方向飞行，也既有动能又有重力势能，故B错误；
C、球在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，球在N点的机械能一定小于在M点的机械能，但由于球在M、N点的动能大小不确定，因此球在M、N两点的重力势能大小也不确定，即N点重力势能有可能比M点重力势能大，则最高点N与M点对比，N点可能M高，故C错误；
D、忽略空气阻力，球从N点到Q点机械能守恒，因此球在N点的机械能等于Q点的机械能，故D正确。
故选：D。
▉题型5 机械能的概念
【知识点的认识】
（1）动能和势能之和称为机械能。
动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。
（2）大小：物体具有的机械能是指动能和势能的总和。
5．如图所示是我国歼﹣20K机在训练时加速水平飞行时的场景，则下列关于此时歼﹣20飞机相关能量的判断，正确的是（设飞机的质量不变）（　　）
A．动能增加，但机械能不变
B．动能不变，重力势能增加
C．动能增加，且机械能增加
D．动能增加，重力势能变小
【答案】C
【解答】解：AC、加速水平飞行时，速度增加，所以动能增加，高度不变，所以重力势能不变，机械能包括动能与势能，所以机械能变大，故A错误，C正确。
BD、加速水平飞行时，速度增加，所以动能增加，高度不变，所以重力势能不变，故BD错误；
故选：C。
6．2022年2月6日，女足亚洲杯决赛中，中国女足在0比2落后的情况下逆转，以3比2力克韩国队夺冠，时隔16年重登亚洲之巅。如图所示，是女足队员踢进最后一球时的情景，下列说法正确的是（　　）
A．运动员鞋底的花纹可以减小与草地的摩擦
B．球在空中飞行过程中，运动员对球仍做功
C．从抬脚射门到球落地过程中，球飞到最高点时机械能最大
D．被进球后韩国球员跪地不起，她对地面的压力和地面对她的支持力是一对相互作用力
【答案】D
【解答】解：A、运动员鞋底的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大与草地的摩擦，故A错误；
B、球在空中飞行，运动员对球没有力的作用，只有距离没有力，运动员对球没做功，故B错误；
C、从抬脚射门到球落地过程中，球受到空气阻力的作用，机械能转化为内能，所以这个过程中机械能减小，所以球射出的瞬间机械能最大，故C错误；
D、韩国运动员跪地时，她对地面的压力作用在地面上，地面对她的支持力作用在她身上，两个力的作用在不同的物体上，不是一对平衡力，而是一对相互作用力，故D正确。
故选：D。
7．一架直升机匀速飞上高空的过程中，直升机的（　　）
A．动能增大，重力势能不变，机械能增大
B．动能不变，重力势能增大，机械能增大
C．动能不变，重力势能减小，机械能减小
D．机械能转化过程中总量不变
【答案】B
【解答】解：直升飞机在匀速上升的过程中质量不变，速度不变，动能不变；质量不变，高度变大，重力势能增大；机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能增大，故选项ACD错误，B正确。
故选：B。
（多选）8．2022年2月6日，中国女足姑娘们在亚洲杯决赛中顽强拼搏，最终夺得亚洲杯冠军。如图所示，中国女足队员正在传球，踢出去的足球在空中飞行的过程中，会受到空气阻力的作用。则下列说法正确的是（　　）
A．踢出去的足球在空中上升过程中，它的机械能逐渐减小
B．踢出去的足球在空中上升到最高点时，它的机械能为0
C．踢出去的足球在空中下降过程中，它的机械能逐渐增大
D．空中运动的足球，若所受力都消失，它将做匀速直线运动
【答案】AD
【解答】解：AB、足球在空中飞行的过程中，克服阻力做功使机械能减少，内能增加，故A正确，B错误；
C、足球在空中上升到最高点时，它的竖直方向的速度为零，但水平方向的速度不为零，它的机械能就不为0，故C错误；
D、空中运动的足球，若所受力都消失，将保持原来的速度做匀速直线运动，故D正确。
故选：AD。
9．我国无人机技术世界领先，应用广泛。如图所示，旋翼转动时，上方气体流速大，压强 　小　 （选填“大”或“小”）。无人机匀速下降时，机械能 　减小　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
【答案】小；减小。
【解答】解：飞机机翼的上表面较凸起，在飞行时，由流体压强与流速关系知道，机翼上方的气体流速大，压强小。
无人机匀速下降时，质量不变，高度不断减小，重力势能减小，同时其速度不变，动能不变，故它的机械能减小。
故答案为：小；减小。
10．2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛，17岁中国小将苏翊鸣摘得金牌。比赛场地简化如图所示，AC为助滑道，B为AC的最低点。运动员从A点由静止开始下滑到达B点的过程中（不考虑一切阻力），A点的机械能 　等于　 （选填“大于”“小于”或“等于”）B点的机械能。
【答案】等于
【解答】解：不考虑一切阻力，运动员从A点由静止开始下滑到达B点的过程中没有机械能损失，所以A点的机械能等于B点的机械能。
故答案为：等于。
11．如图甲和乙分别表示运动员用力推铅球过程中的两个时刻。在由甲至乙的过程中运动员对铅球 　做功　 （选填“做功”或“不做功”），铅球的机械能 　增大　 （选填“增大”、“不变”
或“减小”）。
【答案】做功；增大。
【解答】解：推铅球时，运动员对铅球施加了力，并且在力的方向上通过了距离，故在由甲至乙的过程中运动员对铅球做功，并且铅球的高度增加，重力势能增大，故机械能增加。
故答案为：做功；增大。
▉题型6 动能和重力势能的相互转化
【知识点的认识】
动能和重力势能之间可以相互转化．动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运动过程中，例如滚摆在下降的过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能；滚摆在上升过程中，越转越慢，它的重力势能越来越大，动能越来越小，动能转化为重力势能．
12．下列过程中，属于动能转化为重力势能的过程是（　　）
A．投篮时，篮球上升的过程
B．熟透的苹果从树上落下时
C．小孩从滑梯上匀速滑下
D．汽车在水平公路上匀速行驶
【答案】A
【解答】解：A．投篮时，篮球上升的过程，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，故篮球上升的过程中，动能转化为重力势能，故A正确；
B．熟透的苹果从树上落下时，将重力势能转化为内能，故B错误；
C．小孩从滑梯上匀速滑下，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，没有动能转化为势能，故C错误；
D．汽车在水平公路上匀速行驶，质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，没有动能转化为势能，故D错误。
故选：A。
13．物块A置于水平桌面上，一端系于物块的轻绳平行于桌面绕过定滑轮，轻绳的另一端系一质量为M的杆，杆自然下垂，杆上有质量为m（m＜M）的小环，如图所示。当小环沿杆匀速下滑时，物块A仍保持静止，下列说法中正确的是（　　）
A．物块A受到的摩擦力大小为Mg，方向水平向左
B．杆子受到的摩擦力方向竖直向上，大小等于mg
C．小环的动能不变，内能增加，机械能减小
D．杆子的动能不变，内能增加，机械能减小
【答案】C
【解答】解：
A、物体A处于静止状态，水平方向上受到向右的拉力和水平向左的摩擦力，拉力和摩擦力的大小相等，方向相反；此时小环匀速下滑，把小环和杆看做一个整体，则拉力大小等于杆和小环的总重力，即F拉＝G总＝（M+m）g，所以，物块A受到的摩擦力大小为f＝F拉＝（M+m）g，故A错误；
B、当小环沿杆匀速下滑时，小环受到两个力的作用，即向下的重力和杆对小环向上的摩擦力；由于物体间力的作用是相互的，所以杆子受到的摩擦力是向下的，故B错误；
C、当小环沿杆匀速下滑时，小环的质量不变，速度不变，则动能不变；小环下滑时高度减小，重力势能减小，则小环的机械能减小；该过程中克服摩擦力做功，所以机械能转化为内能，故小环的内能增加，故C正确；
D、对于杆子来说，速度不变，即动能不变，高度不变，即重力势能不变，所以杆子的机械能不变，但是由于摩擦生热，所以杆的内能会增加，故D错误。
故选：C。
14．我国长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星（简称“量子卫星”）“墨子号”发射升空，当火箭在加速上升的过程中（　　）
A．动能增加，重力势能增加，机械能增加
B．动能增加，重力势能不变，机械能增加
C．动能不变，重力势能增加，机械能增加
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
【答案】A
【解答】解：火箭在加速上升的过程中，质量不变，速度增大，动能增大；同时高度增加，重力势能增大；机械能等于动能与势能之和，所以机械能增加，故A正确，BCD错误。
故选：A。
15．如图是投掷实心球的场景。若不计空气阻力，实心球自脱手至落地的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（　　）
A．①④ B．③④ C．①③④ D．②③④
【答案】D
【解答】解：
（1）小球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，当上升到最高点时，速度最小（但不为零，仍有向右的速度），动能最小（不为零），下落的过程中，速度越来越大，则动能越来越大；
所以，动能是先减小，上升到最高点速度最小，动能最小（不为零），后又增大，故图①错误，图②正确。
（2）小球上升的过程中，高度越来越大，重力势能越来越大，当上升到最高点时，高度最高，重力势能最大，下落的过程中，高度越来越小，最后落地，重力势能越来越小，直到为零。
所以重力势能是先增大，上升到最高点重力势能最大，后又减小，最后为零，故图③正确，
由于此时不计空气阻力，所以机械能是守恒的，故机械能不变，图④正确。
故选：D。
16．小明将一把铁锁用绳子悬挂起来，把它拉到自己的鼻子附近，由静止释放，铁锁来回摆动，如图所示。铁锁摆动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．铁锁始终不会超过释放时的高度
B．铁锁从a摆到b时，机械能增加
C．铁锁在上升过程中，重力势能减小
D．铁锁摆动到最低点时动能最小
【答案】A
【解答】解：AB、铁锁摆动的过程中，克服阻力做功，一部分机械能转化为内能，使得机械能逐渐减小，上升的高度逐渐变小，不会超过释放时的高度；铁锁从a摆到b时，机械能减小，故A正确、B错误；
C、铁锁在上升过程中，重力势能增加，动能减小，是动能转化为重力势能，故C错误；
D、铁锁摆动到最低点时，速度最快，即动能最大，故D错误；
故选：A。
17．如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为3t的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（　　）
A．重力势能不变 B．动能增大
C．机械能不变 D．机械能增大
【答案】D
【解答】解：奥运五环缓缓升起的过程中，奥运五环的质量不变，速度不变，动能不变，高度变高，重力势能增大，故机械能增大。故ABC错误、D正确。
故选D。
18．2021年4月29日11时，搭载空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭，在我国文昌航天发射场点火升空，随着天和核心舱与火箭成功分离，进入预定轨道，之后太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常，发射任务取得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能增大，势能减小 B．动能不变，势能增大
C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能增大
【答案】C
【解答】解：火箭加速升空过程中，质量不变，速度增大，动能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大。
故选：C。
19．关于功和机械能，下列说法正确的是（　　）
A．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离，吊车的拉力对重物做了功
B．物体在平衡力的作用下，机械能可能不变
C．电梯匀速上升过程中，电梯的动能转化为重力势能
D．力对物体做功的功率越大，做功越多
【答案】B
【解答】解：A、吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离时，力的方向竖直向上，距离的方向水平向前，方向不一致，所以吊车的拉力对重物没有做功，故A错误；
B、物体静止或在水平面上做匀速直线运动时，速度和高度均不变，则动能和重力势能不变，机械能不变。故B正确；
C、电梯匀速上升的过程中，质量不变、速度不变，高度增大，所以电梯的动能保持不变，重力势能增大，但是不是动能转化来的，故C错误；
D、功率大，表示物体做功快，但不一定做功多，故D错误。
故选：B。
20．2018年12月8日，嫦娥四号﹣﹣世界首颗在月球背面软着陆的航天器，由长征三号运载火箭发射成功，火箭在加速上升过程中的（　　）
A．动能增大，重力势能不变
B．动能增大，重力势能增大
C．动能减小，重力势能增大
D．动能不变，重力势能减小
【答案】B
【解答】解：火箭在加速上升过程中，其质量不变，速度增大，动能增大；同时高度增加，所以重力势能增大。
故选：B。
21．如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球。在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．甲球在空中下落时，重力势能增大，动能减小
B．乙球上升过程中，重力势能转化为动能
C．抛出时甲、乙两球的机械能相等
D．抛出时甲球的动能小于乙球的动能
【答案】C
【解答】解：A、甲球在空中下落时，甲球质量不变，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小。不符合题意。
B、乙球上升过程中，乙球质量不变，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大。乙球上升时，动能转化为重力势能。不符合题意。
C、抛出时甲、乙两球质量相等，速度相等，动能相等；高度相等，重力势能相等；都没有发生弹性形变，都不具有弹性势能。所以机械能＝动能+重力势能，所以机械能相等。符合题意。
D、抛出时甲、乙两球质量相等，速度相等，动能相等。不符合题意。
故选：C。
22．高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”，会给社会带来很大的危害。高空物体下落过程中，下列分析正确的是（　　）
A．重力势能增大
B．动能越来越大
C．重力势能全部转化为动能
D．机械能总量保持不变
【答案】B
【解答】解：
物体下落过程中，质量不变、高度减小，重力势能减小；质量不变、速度变大，动能变大；由于存在空气的阻力，克服阻力做功，一部分机械能会转化为内能，所以重力势能大部分转化为动能，还有一部分转化为内能，物体的机械能会减小，故B正确、ACD错误。
故选：B。
23．一辆新能源电动汽车匀速驶上斜坡的过程中（　　）
A．动能增大 B．动能减小
C．重力势能增大 D．重力势能减小
【答案】C
【解答】解：汽车匀速驶上斜坡的过程中，汽车的质量不变、速度不变，动能不变；汽车的质量不变、高度增大，重力势能增大，故C正确。
故选：C。
24．为了证明高空抛物的危害，专家进行了实验测试，从30米的高处掉下的瓶装水可以将5毫米木板压碎，出现很长的裂缝。专家认为，高空抛物的效果相当于将物体本身的质量放大。下列关于高空抛物物体下落过程中说法正确的是（　　）
A．下落过程中物体的质量在增大
B．下落过程中物体的重力在增大
C．下落过程中物体的动能在增大
D．下落过程中物体的势能在增大
【答案】C
【解答】解：由题意可知，高空抛物现象之所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大。
当物体下落时，质量不变，重力不变，高度降低，速度增大，所以重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，重力势能转化为动能。
故只有选项C的说法是正确的。
故选：C。
25．我国在太空航天领域处于世界领先水平，如图所示，是我国近期发射的一颗北斗导航卫星，它沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，在大气层外运行，不受空气阻力。关于此人造卫星的运行下列说法正确的是（　　）
A．卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能增大，速度增大
B．卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能减小，速度减小
C．卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度增大
D．卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度减小
【答案】A
【解答】解：
AB、卫星从远地点运行到近地点时，相对高度减小，所以势能减小，同时速度增大，动能增大，故A正确、B错误；
CD、卫星从近地点运行到远地点时，相对高度增大，所以势能增大，同时速度减小，动能减小，故CD错误。
故选：A。
26．一物体沿斜面匀速下滑，物体的（　　）
A．动能增加，势能减小
B．动能不变，势能减小
C．动能和势能都减小
D．机械能的总量保持不变
【答案】B
【解答】解：物体沿斜面匀速下滑，物体质量不变，速度不变，高度减小，动能不变，重力势能减小，机械能减小。
故选：B。
27．打篮球是大家喜爱的体育运动。向空中抛出去的篮球如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．篮球在上升过程中受到平衡力作用
B．篮球落向地面过程中重力势能转化为动能
C．篮球能继续运动，是因为篮球的惯性大于阻力
D．篮球受到重力作用，运动状态不发生改变
【答案】B
【解答】解：A、篮球上升时，不受抛力，也不受阻力，只受到竖直向下的重力，所以不是平衡力，故A错误；
B、篮球落向地面过程中，高度减小、速度变大，重力势能减小、动能增大，重力势能转化为动能，故B正确；
C、篮球离手后继续运动是因为篮球有惯性，惯性不是力，不能与阻力比较大小，故C错误；
D、篮球由于受重力作用，速度大小、运动方向都发生改变，即运动状态发生改变，所以重力使篮球的运动状态发生了改变，故D错误。
故选：B。
28．同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹，B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析正确的是（　　）
A．实心球在B→C过程中，动能逐渐增加
B．实心球在B→C→D过程中，人没有对球做功
C．实心球到达最高点C时，它处于平衡状态
D．实心球在A→B过程中，说明力可以改变物体的形状
【答案】B
【解答】解：A．实心球在上升过程中，因为质量不变、速度减小，所以实心球的动能减小，故A错误；
B．实心球因重力作用而下降，重力对其做功，人在此过程中对球没有力的作用，故对球不做功，故B正确；
C．实心球到达最高点C时，竖直方向的速度为0，但水平方向有速度，此时实心球只受重力的作用，受力不平衡，不会处于平衡状态，故C错误；
D．实心球从A→B过程中，速度增大，方向改变，实心球受到力的作用运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态，故D错误。
故选：B。
29．11月29日，搭载神舟十五号飞船的火箭成功地将飞船送入轨道。以下说法中正确的是（　　）
A．升空过程中飞船动能始终不变
B．升空过程中飞船的机械能增大
C．加速升空阶段，飞船的机械能不变
D．加速升空阶段，飞船的重力势能不变
【答案】B
【解答】解：升空过程中飞船做加速运动，速度增大，高度增大，动能和重力势能都变大，所以飞船的机械能增大，故ACD错误、B正确。
故选：B。
30．垂直升降式立体车库能有效缓解车位不足的问题。停在载车板上的汽车匀速上升过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能不变，重力势能增大
C．动能增大，重力势能不变
D．动能增大，重力势能增大
【答案】B
【解答】解：汽车在匀速上升的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变，同时高度增加，故重力势能增大。
故选：B。
（多选）31．体育中考前，九年级各位同学都在认真的加强排球训练，如图是排球训练的场景（空气阻力忽略不计），下列说法中正确的是（　　）
A．竖直向上抛出的排球达到最高点时处于平衡状态
B．手拍排球时，排球向上运动，同时手会感觉到痛，说明物体间力的作用是相互的
C．排球向上运动过程中，排球的动能减小，重力势能增大
D．当排球在空中以弧线轨迹下落时，说明此排球受到重力的方向发生了改变
【答案】BC
【解答】解：
A、排球在最高点时只受重力，受到非平衡力的作用，所以不是处于平衡状态，故A错误；
B、手拍排球时，手击打排球，球受到手的力，手也受到排球的反作用力，手会感觉到痛，故B正确；
C、排球质量不变，在上升过程中，速度减小，动能减小，高度增加，重力势能增大，故C正确；
D、不管排球如何运动，其所受重力的方向始终是竖直向下的，故D错误。
故选：BC。
（多选）32．如图所示，小球从轨道最高处的A点由静止滚下到最低处B点时，下列说法中正确的是（　　）
A．小球在A点时只有动能，没有重力势能
B．小球在A点时只有重力势能，没有动能
C．小球从A点到B点的过程中，重力势能转化为动能
D．小球从A点到B点的过程中，机械能增加
【答案】BC
【解答】解：AB、小球在A点，A点是最高点，小球只具有重力势能，没有动能，故A选项错误，B选项正确；
CD、小球从A点到B点的过程，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，由重力势能转化成动能，由于存在摩擦，存在能量损失，机械能总量减小，故C选项正确、D选项不正确。
故选：BC。
（多选）33．如图所示，将一小球从A点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过B点到达最高点C时速度为零。图中h1＝h2，下列判断正确的是（　　）
A．小球在AB段克服重力所做的功等于在BC段克服重力所做的功
B．小球在AB段克服重力做功的功率等于在BC段克服重力做功的功率
C．小球向上抛出后动能转化为重力势能
D．小球运动到最高点C时机械能最大
【答案】AC
【解答】解：A、影响克服重力做功的因素是物体的重力和在重力反方向上移动的距离，距离和重力都相同，故AB段和BC段克服重力所做的功相同，故A正确；
B、小球抛出后向上运动过程中，速度越来越小，AB段和BC段的路程相同，所以小球从A运动到B的时间小于它从B运动到C的时间，而AB段和BC段克服重力所做的功相同，根据P知，小球在AB段克服重力做功的功率大于在BC段克服重力做功的功率，故B错误；
C、小球向上抛出后，质量不变，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，是动能转化为重力势能，故C正确；
D、不计空气阻力，小球在运动过程中机械能守恒，保持不变，故D错误；
故选：AC。
（多选）34．2015年7月31日，中国北京成功获得2022年第24届冬奥会主办权。如图所示为冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法中正确的是（　　）
A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能不变
B．短道速滑运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，其动能增加
C．冰壶运动员将冰壶沿水平冰面推出后，冰壶的动能逐渐减小
D．冰球运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中，冰球所受重力没有做功
【答案】BCD
【解答】解：
A、跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，故A错误；
B、短道速滑运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，其质量不变，速度变大，动能增加，故B正确；
C、冰壶运动员将冰壶沿水平冰面推出后，冰壶的受到阻力的作用，其速度逐渐变小，质量不变，动能逐渐减小，故C正确；
D、冰球运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中，冰球没有在力的方向上通过距离，所以冰球所受重力没有做功，故D正确。
故选：BCD。
（多选）35．如图所示四幅图中说法正确的是（　　）
A．下滑过程中人的重力势能转化为动能
B．说明物体间力的作用是相互的
C．箱子没有被推动时所受的摩擦力大于推力
D．利用惯性使锤头紧套在锤柄上
【答案】ABD
【解答】解：
A、下滑过程中人的质量不变，高度减小，速度增大，则重力势能减小、动能增大，所以重力势能转化为动能，故A正确；
B、图中用力推另一小船时，自己乘坐的小船也向后退，说明物体间力的作用是相互的，故B正确；
C、箱子没有被推动时处于静止状态，则摩擦力和推力是一对平衡力，箱子所受的摩擦力等于推力，故C错误；
D、一开始锤头与锤柄一起向下运动，当遇到硬物时，锤柄先停止运动，锤头由于惯性仍保持原来的运动状态，所以会紧套在锤柄上，故D正确。
故选：ABD。
（多选）36．如图为小庆滑雪时的情景，他收起雪杖加速下滑的过程中（　　）
A．动能增大 B．重力势能减小
C．机械能增大 D．动能转化为重力势能
【答案】AB
【解答】解：AB、小庆加速下滑过程中，他的质量不变，速度变大，动能增大，高度变小，重力势能减小，故AB正确；
CD、收起雪杖加速下滑，重力势能转化为动能，下滑过程中要克服摩擦做功，机械能会减小，故CD错误。
故选：AB。
37．如图所示，将小球从A点由静止释放，使其向右侧摆动。B点是小球摆动过程中的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，hA＞hC。小球从B点摆动到C点的过程中，绳的拉力对小球 　没有　 （选填“有”或“没有”）做功，小球重力势能的变化量 　小于　 动能的变化量（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
【答案】没有；小于。
【解答】解：（1）小球在摆动过程中，拉力与小球的运动方向始终是垂直的，小球并没有在拉力的方向上通过距离，所以绳子的拉力对小球不做功。
（2）由于空气阻力，小球从B点摆动到C点的过程中，动能没有全部转化为重力势能（一部分动能会转化为内能），故重力势能的变化量小于动能的变化量。
故答案为：没有；小于。
38．如图摩天轮是现代娱乐设施的一种，乘客坐在客舱里随摩天轮慢慢匀速地转动，可以从高外俯瞰四周景色。小亮在蚌埠“嘉年华”乐园乘坐摩天轮，当他从最低点运动到最高点的过程中，他的动能 　不变　 ，机械能 　增大　 （以上两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】不变；增大
【解答】解：当他从最低点运动到最高点的过程中，他的质量不变，速度不变，动能不变；高度变大，重力势能变大，所以机械能增大。
故答案为：不变；增大。
39．2023年2月，国产C919大飞机（如图所示）圆满完成100小时验证飞行。飞机在升空过程中，飞行员的重力势能 　增大　 （选填“增大”“减小”或“不变”）；飞机上表面受到大气的压强小于飞机下表面受到大气的压强的原因是 　机翼上表面空气的流速大于下表面的空气的流速　 。
【答案】增大；机翼上表面空气的流速大于下表面的空气的流速
【解答】解：飞机在升空过程中，飞行员的质量不变，高度变大，重力势能增大；
飞机机翼做成上凸下平的形状，在相同时间内，空气经过上方的路程长，速度大；经过下方的路程短，速度小。上方空气流速越大，压强越小；下方空气流速越小，压强越大。所以机翼下方的气压大于上方的气压，便形成向上的升力，即飞机升力是根据流体压强与流速的关系的原理获得的。
故答案为：增大；机翼上表面空气的流速大于下表面的空气的流速。
40．我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能 　变小　 ，机械能 　不变　 （选填“变大”“变小”或“不变”）.
【答案】变小；不变。
【解答】解：由近火点向远火点运动时，探测器的动能减小，动能转化为重力势能，由于不考虑空气阻力，所以在动能和势能转化中，机械能保持不变。
故答案为：变小；不变。
41．如图所示，是我国神舟13号载人飞船返回舱于2022年4月16日返回地面下落的情景。在此过程中返回舱的重力势能 　减小　 （选填“增大”或“减小”）。若以地面为参照物，坐在返回舱里的航天员王亚平是 　运动　 （选填“运动”或“静止”）的。
【答案】减小；运动
【解答】解：返回舱下落时，质量不变，高度变小，重力势能变小；若以地面为参照物，坐在返回舱里的航天员王亚平与地面之间发生了位置的改变，是运动的。
故答案为：减小；运动。
42．如图是一种常见的订书机，钉槽内的订书钉之所以不会松脱，是因为固定在槽内后部的弹簧给钉子一个向 　左　 （填“左”、“右”）的弹力。在使用过程中，随着钉子的减少，弹簧的弹性势能将 　减小　 （填“增大”、“减小”“不变”）。
【答案】左；减小。
【解答】解：由图可知，订书机钉槽内的订书钉之所以不会松脱，是因为固定在槽内后部的弹簧被压缩发生了形变，弹簧向左恢复形变，在恢复形变过程中弹簧会给钉子一个向左的弹力，在使用过程中，随着钉子的减少，弹簧形变程度变小，弹簧的弹性势能将减小。
故答案为：左；减小。
43．如图所示，小球从某一高处a点自由下落（不计空气阻力），b点是小球刚刚接触弹簧时的位置，c点是小球从a点自由下落所能到达的最低点。（1）在小球从a点到b点运动的过程中，小球速度的变化情况是　变大　 。（2）在小球从b点到c点运动的过程中，小球动能的变化情况是　先变大后变小　 。
【答案】变大；先变大后变小
【解答】解：（1）在小球从a点到b点运动的过程中，不计空气阻力，小球只受到重力作用，自由下落，速度越来越大；
（2）在小球从b点到c点运动的过程中，即与弹簧接触后，随着小球的下落，弹簧的压缩程度变大，对小球施加的弹力越来越大，当重力大于弹力时，小球向下做加速运动，动能变大；当重力小于弹力时，小球向下做减速运动，当到c点时，速度变为0，动能变小；所以小球从b点到c点运动的过程中，动能先变大后变小。
故答案为：变大；先变大后变小。
44．如图是小辛乘超市的自动扶梯匀速上升的过程，此过程中小辛的动能 　不变　 ，重力势能 　变大　 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】不变；变大
【解答】解：小辛乘超市的自动扶梯匀速上升的过程中，小辛的质量不变，速度不变，动能不变；高度增大，重力势能增大。
故答案为：不变；变大。
45．如图1所示，当翼装飞行运动员从高处一跃而下，他的重力势能逐渐 　减小　 ，在整个下降过程中，翼装飞行运动员的机械能 　减小　 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。如图2所示是加油机正在给歼20战机空中加油的情景，此时匀速飞行的歼20战机动能 　增大　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【答案】减小；减小；增大
【解答】解：当翼装飞行运动员从高处一跃而下，其质量不变，高度减小，则他的重力势能逐渐减小；
机械能等于动能加上重力势能，在整个下降过程中，动能不变、重力势能减小，因此运动员的机械能减小；
加油机正在给歼20战机空中加油的情景，此时匀速飞行的歼20战机的速度不变，质量变大，动能增大。
故答案为：减小；减小；增大。
46．跳伞运动员从飞机跳出后不断加速下降，在此过程中重力势能转化为 　动　 能。
【答案】动
【解答】解：跳伞运动员从飞机跳出后不断加速下降，速度变大，动能变大，高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能。
故答案为：动。
47．中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62kg级冠军，挺举成绩是176kg，如图为他比赛时的情景。若他举起杠铃的高度为2m，则他对杠铃做的功为 　3520　 J；他完成比赛规定动作后放手让杠铃自由下落，此时杠铃的 　重力势　 能转化为动能。（取g＝10N/kg）
【答案】3520；重力势。
【解答】解：他举起杠铃的高度为2m，则他对杠铃做的功为：W＝Gh＝mgh＝176kg×10N/kg×2m＝3520J；
他完成比赛规定动作后放手让杠铃自由下落，此时杠铃的质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能。
故答案为：3520；重力势。
48．2016年6月25日20点00分，我国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的长征七号运载火箭，在海南文昌航天发射场点火升空，在火箭加速升空时动能　增大　 （选填“增大”、“减小”或者“不变”）势能　增大　 （选填“增大”、“减小”或者“不变”）。
【答案】增大；增大
【解答】解：火箭加速升空的过程中，火箭的质量不变，速度增大，动能增大；高度增加，重力势能增大。
故答案为：增大；增大。
49．用一根不可伸缩的细线一端系着一定质量的小球，并将细线的另一端固定起来，制成一个可以在ACB间往复运动的单摆，如图所示。若不计空气阻力，小球从C点运动到B点的过程中，　动　 （选填“动”、“重力势”、“机械”）能减少；小球摆到B点时受 　非平衡力　 （选填“平衡力”、“非平衡力”）的作用。
【答案】动；非平衡力
【解答】解：从A→C的过程中，小球的质量不变、高度减小、速度增大，所以重力势能减小，动能增大，在C点时动能最大、重力势能最小，C→B动能转化为重力势能，动能减少，机械能不变；
据题意可知，小球运动到B点后不能保持静止，即会向A点运动，所以不是平衡状态，即此时所受的力是非平衡力。
故答案为：动；非平衡力。
50．如图所示，用细线系住小球悬挂在O点，将小球拉至A点释放，从A点经过B点运动到C点的过程中，小球的重力势能先变小后 　变大　 ，动能先 　变大　 后 　变小　 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
【答案】变大；变大；变小
【解答】解：小球从A点经过B点运动的过程中，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，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。
51．某卫星沿着椭圆轨道绕地球运行，如图所示，则卫星从远地点向近地点运行的过程中，重力势能 　变小　 ，动能 　变大　 （以上两空均选填“变小”、“变大”或“不变”）。
【答案】变小；变大
【解答】解：卫星从远地点到近地点运动过程中，卫星的质量不变，速度变大，高度减小，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能。
故答案为：变小；变大。
52．如图甲为探究摆球的动能与势能相互转化的示意图，不计空气阻力，在乙图中画出：摆球在摆动过程中其机械能E随时间t变化的图象。
【答案】见解析。
【解答】解：摆球摆动过程中，不计空气阻力，动能与重力势能之间相互转化，总的机械能不变。
故摆球在摆动过程中其机械能E随时间t变化的图象如下。
53．如图所示，将一个小球先后从斜面顶端O点由静止释放，分别沿甲、乙两个光滑轨道滚下后在水平木板PQ上运动。若水平木板足够长，小球两次在木板PQ运动距离的大小相同，你判断的理由是什么？
【答案】小球分别沿甲、乙两个光滑轨道滚下时重力势能转化为动能，因斜面光滑没有机械能损失，到达P点时动能相同，所以在木板PQ运动距离的大小相同。
【解答】答：小球分别沿甲、乙两个光滑轨道滚下时重力势能转化为动能，因斜面光滑没有机械能损失，到达P点时动能相同，所以在木板PQ运动距离的大小相同。
54．如图所示，将形状相同的铜管和塑料管并排竖直固定，把甲、乙两块完全相同的磁体，从同一高度由静止同时释放，甲磁体从铜管内下落，乙磁体从塑料管内下落。若忽略空气阻力及甲、乙两磁体间的相互作用，请判断哪块磁体先离开管道，并说明理由。（提示：可从能量角度进行解释）
【答案】纽扣形永磁体在铜管中下落时，产生电磁感应，一部分的机械能转化为电能，机械能减小；纽扣形永磁体在绝缘体的塑料管中下落过程中不产生电磁感应，纽扣形永磁体在塑料管中做自由落体运动，机械能守恒，因此，纽扣形永磁体在绝缘体的塑料管中速度更大，乙磁体先离开管道。
【解答】解：纽扣形永磁体在铜管中下落时，产生电磁感应，一部分的机械能转化为电能，机械能减小；
纽扣形永磁体在绝缘体的塑料管中下落过程中不产生电磁感应，纽扣形永磁体在塑料管中做自由落体运动，机械能守恒，因此，纽扣形永磁体在绝缘体的塑料管中速度更大，乙磁体先离开管道。
▉题型7 动能和弹性势能的相互转化
【知识点的认识】
动能和弹性势能之间也可以相互转化．它可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间，例如，从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于皮球发生弹性形变，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢复形变的过程中，它的弹性势能转化为动能．拉弯的弓把箭射出去的过程中，拉弯的弓具有弹性势能，射出去的箭具有动能，这是弓的弹性势能转化为箭的动能．
55．下列过程中，弹性势能转化为动能的是（　　）
A．跳伞运动员在空中匀速下落
B．小朋友从滑梯上加速滑下
C．玩具弹簧枪将“子弹”射出去
D．撑杆跳高时运动员把杆压弯
【答案】C
【解答】解：A、跳伞运动员在空中匀速下降，运动员的质量不变，速度不变，动能不变，高度变小，重力势能变小，不是弹性势能转化为动能，故A错误；
B、小朋友从滑梯上加速滑下，小朋友的支路不变，速度变大，动能变大，高度变小，重力势能变小，是重力势能转化为动能，故B错误；
C、玩具弹簧枪将子弹射出去，是弹性势能转化为动能，故C正确；
D、撑杆跳高时运动员把杆压弯，杆具有弹性势能，是动能转化为弹性势能，故D错误。
故选：C。
56．物理知识的应用在我们的生活中随处可见，对如图的物理情境描述正确的是（　　）
A．甲图中跳水运动员起跳后在上升过程中，动能转化为弹性势能
B．乙图中关闭下游阀门B，打开上游阀门A，闸室和上游构成连通器
C．丙图中瓶盖上设计有条纹，是通过增大压力的方法来增大摩擦的
D．丁图中小丽穿溜冰鞋推墙，她对墙的推力与墙对她的作用力是一对平衡力
【答案】B
【解答】解：
A、跳水运动员起跳后上升过程中，质量不变、速度变小、高度升高，其动能减少、重力势能增加，即动能转化为重力势能，故A错误；
B、图中关闭下游阀门B，打开上游阀门A，闸室和上游上端开口，底部连通，构成连通器，故B正确；
C、图中瓶盖上设计有条纹，是通过使接触面更粗糙的方法来增大摩擦力，故C错误；
D、图中小丽穿溜冰鞋推墙，她对墙的推力作用在墙上，墙对她的作用力作用在小丽上，二力不是作用在同一个物体上，所以不是一对平衡力，故D错误。
故选：B。
（多选）57．在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定（如图所示），做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来。下列说法正确的是（　　）
A．罐子从斜面滚下来的过程中重力势能不断增大
B．罐子滚动过程中第一次速度为零时，橡皮筋的弹性势能最大
C．整个过程中机械能在不断地转化为内能
D．罐子在水平面上滚动过程中动能全部转化为弹性势能
【答案】BC
【解答】解：
A、罐子从斜面滚下来的过程中，质量不变，高度变小，所以重力势能不断变小，故A错误；
B、罐子从不太陡的斜面上加速滚下，滚到水平面上后减速停止（即第一次速度变为零时），此时橡皮筋的弹性形变程度最大，具有的弹性势能最大，故B正确；
CD、罐子在水平面上滚动时，克服摩擦做功，部分机械能转化为内能，大部分机械能转化为橡皮筋的弹性势能，故C正确，D错误。
故选：BC。
（多选）58．2021年东京奥运会。如图所示的各种比赛项目中，下列说法正确的是（　　）
A．下落的排球重力势能减小，动能增大
B．跳水运动员起跳后重力势能增大，动能不变
C．上升的足球重力势能不变，动能减小
D．箭被射出时，弓的弹性势能转化为箭的动能
【答案】AD
【解答】解：A、下落的排球，质量不变，速度越来越大，高度越来越低，因此重力势能减小，动能增加，故A正确；
B、跳水运动员起跳后，质量不变，所处的位置越来越高，速度越来越小，因此重力势能增加，动能减小，故B错误；
C、上升的足球，高度越来越高，速度越来越小，故重力势能增加，动能减小，故C错误；
D、箭被射出前，弓发生弹性形变，具有弹性势能，当箭射出去后，箭的速度越来越大，弓的弹性势能转换为箭的动能，故D正确。
故选：AD。
59．“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。如图所示，人将一根有弹性的绳子系在身上。另一端固定在跳台上。人从跳台上O点由静止跳下，落至图中A点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力，请在图乙中作出人从O点运动至C点的速度﹣位置图像。
【答案】见解答图。
【解答】解：蹦极者从最高点到A时，只受重力，做匀加速直线运动；从A点到C点的过程中，人受到弹力和重力作用，分成两段：上段受到向下的合力做加速运动，速度越来越快，到达B点时，速度达到最大；过了B点，受到向上的合力做减速运动，速度越来越慢，到最低点速度为零，则人从O点运动至C点的速度﹣位置图像如下图所示：
。
▉题型8 机械能的守恒
【知识点的认识】
机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的．
做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代数和为零；系统内如摩擦阻力对系统不做功．
能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换．
60．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一重为G＝50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（　　）
A．t1时刻小球的动能最大
B．t2时刻小球的动能最大
C．t2到t3时间内，小球的动能不断增加
D．t2到t3时间内，小球增加的动能小于弹簧减小的弹性势能
【答案】D
【解答】解：A、t1时刻小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，先做加速度不断减小的加速运动，当弹力增大到与重力平衡，即加速度减为零时，速度达到最大，故A错误；
B、t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，故B错误；
C、t2～t3这段时间内，小球处于上升过程，先做加速运动，后做减速运动，质量不变，动能先增大后减小，故C错误；
D、t2～t3段时间内，小球和弹簧系统机械能守恒，故小球增加的动能和重力势能之和等于弹簧减少的弹性势能，故D正确。
故选：D。第十章第10.4节 机械能转化及其应用
题型1 功的比较大小 题型2 功率的大小比较
题型3 功率的计算 题型4 比较动能的大小
题型5 机械能的概念 题型6 动能和重力势能的相互转化
题型7 动能和弹性势能的相互转化 题型8 机械能的守恒
▉题型1 功的比较大小
【知识点的认识】
功是一个标量，有大小没有方向，功有正负之分，正功大于负功，在动能定理中，要用正功和负功的代数和相加的．因此，比较两个功的大小，要考虑它们的正负．在初中不需要这样理解．功的计算：物体在力与力的方向上通过距离的乘积．W＝FS
各量单位功W：J（焦耳），力F：N（牛顿）；移动距离S：m（米），由功的原理可知使用任何机械都不省功．
注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；
②公式中的S 一定是在力的方向上通过的距离，且与力对应．
③功的单位“焦”（1牛 米＝1焦）．
1．如图所示，两个材质相同的正方体实心物块在粗糙程度相同的水平面上受到大小为F的恒力作用，在F的方向上前进了相同的距离，两个物块的边长分别为a和2a，则两个物块克服摩擦力做功W甲　 　 W乙（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
▉题型2 功率的大小比较
【知识点的认识】
做功多少和所用时间都不同的情况下，通过公式P计算，然后进行比较．
2．体重稍大的大明和体重稍小的小明比赛登楼，比赛方法是：大明背着小明登上两层楼，记录所用的时间，然后小明背着大明登同样的两层楼，也记录所用时间。结果两人用时相等。那么这次比赛两人做功的功率相比，（　　）
A．大明的较大 B．小明的较大
C．两人的一样大 D．不能比较
▉题型3 功率的计算
【知识点的认识】
（1）功率：在物理学中，功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。
（2）功率的公式：P（其中P表示功率，W表示功，t表示时间）
（3）计算功率的另一个公式：P＝Fv，即物体在拉力F的作用下，以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动，则拉力F所做功的功率可表示为Fv．（其中F表示物体所受的拉力，v表示物体运动的速度）
a．推导：由P，联立W＝Fs，得PFv。
由该公式可知：在功率P一定时，力F与速度v成反比。
b．应用：当汽车上坡时，司机采取换挡的办法，减小速度，以获得较大的牵引力。
3．如图所示，A、B两个长方体物块叠放在水平桌面上，用F＝20N的水平向右的推力作用在B物块上，使A、B一起向右做匀速直线运动，经过3s，两个物块一起移动了60cm的距离。下列相关说法正确的是（　　）
A．物块B受到的重力和地面对B的支持力是一对平衡力
B．物块A对B的摩擦力大小是20N，方向向右
C．推力F对物块A做功12J
D．推力F的功率为4W
▉题型4 比较动能的大小
【知识点的认识】
①物体动能的大小与物体的运动速度有关，物体运动速度越大，物体的动能越大
②物体动能的大小与物体的质量有关，物体的质量越大，物体的动能越大
4．如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N，又下落经过Q点，N位于P、Q之间，O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．小球经过O、P两点时动能相等
B．小球到达最高点N时速度一定为零
C．小球到达的最高点N不可能高于M点
D．小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能
▉题型5 机械能的概念
【知识点的认识】
（1）动能和势能之和称为机械能。
动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。
（2）大小：物体具有的机械能是指动能和势能的总和。
5．如图所示是我国歼﹣20K机在训练时加速水平飞行时的场景，则下列关于此时歼﹣20飞机相关能量的判断，正确的是（设飞机的质量不变）（　　）
A．动能增加，但机械能不变
B．动能不变，重力势能增加
C．动能增加，且机械能增加
D．动能增加，重力势能变小
6．2022年2月6日，女足亚洲杯决赛中，中国女足在0比2落后的情况下逆转，以3比2力克韩国队夺冠，时隔16年重登亚洲之巅。如图所示，是女足队员踢进最后一球时的情景，下列说法正确的是（　　）
A．运动员鞋底的花纹可以减小与草地的摩擦
B．球在空中飞行过程中，运动员对球仍做功
C．从抬脚射门到球落地过程中，球飞到最高点时机械能最大
D．被进球后韩国球员跪地不起，她对地面的压力和地面对她的支持力是一对相互作用力
7．一架直升机匀速飞上高空的过程中，直升机的（　　）
A．动能增大，重力势能不变，机械能增大
B．动能不变，重力势能增大，机械能增大
C．动能不变，重力势能减小，机械能减小
D．机械能转化过程中总量不变
（多选）8．2022年2月6日，中国女足姑娘们在亚洲杯决赛中顽强拼搏，最终夺得亚洲杯冠军。如图所示，中国女足队员正在传球，踢出去的足球在空中飞行的过程中，会受到空气阻力的作用。则下列说法正确的是（　　）
A．踢出去的足球在空中上升过程中，它的机械能逐渐减小
B．踢出去的足球在空中上升到最高点时，它的机械能为0
C．踢出去的足球在空中下降过程中，它的机械能逐渐增大
D．空中运动的足球，若所受力都消失，它将做匀速直线运动
9．我国无人机技术世界领先，应用广泛。如图所示，旋翼转动时，上方气体流速大，压强 　　 __________（选填“大”或“小”）。无人机匀速下降时，机械能 　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
10．2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛，17岁中国小将苏翊鸣摘得金牌。比赛场地简化如图所示，AC为助滑道，B为AC的最低点。运动员从A点由静止开始下滑到达B点的过程中（不考虑一切阻力），A点的机械能 　　 （选填“大于”“小于”或“等于”）B点的机械能。
11．如图甲和乙分别表示运动员用力推铅球过程中的两个时刻。在由甲至乙的过程中运动员对铅球 　　 （选填“做功”或“不做功”），铅球的机械能 　　 （选填“增大”、“不变”
或“减小”）。
▉题型6 动能和重力势能的相互转化
【知识点的认识】
动能和重力势能之间可以相互转化．动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运动过程中，例如滚摆在下降的过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能；滚摆在上升过程中，越转越慢，它的重力势能越来越大，动能越来越小，动能转化为重力势能．
12．下列过程中，属于动能转化为重力势能的过程是（　　）
A．投篮时，篮球上升的过程
B．熟透的苹果从树上落下时
C．小孩从滑梯上匀速滑下
D．汽车在水平公路上匀速行驶
13．物块A置于水平桌面上，一端系于物块的轻绳平行于桌面绕过定滑轮，轻绳的另一端系一质量为M的杆，杆自然下垂，杆上有质量为m（m＜M）的小环，如图所示。当小环沿杆匀速下滑时，物块A仍保持静止，下列说法中正确的是（　　）
A．物块A受到的摩擦力大小为Mg，方向水平向左
B．杆子受到的摩擦力方向竖直向上，大小等于mg
C．小环的动能不变，内能增加，机械能减小
D．杆子的动能不变，内能增加，机械能减小
14．我国长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星（简称“量子卫星”）“墨子号”发射升空，当火箭在加速上升的过程中（　　）
A．动能增加，重力势能增加，机械能增加
B．动能增加，重力势能不变，机械能增加
C．动能不变，重力势能增加，机械能增加
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
15．如图是投掷实心球的场景。若不计空气阻力，实心球自脱手至落地的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（　　）
A．①④ B．③④ C．①③④ D．②③④
16．小明将一把铁锁用绳子悬挂起来，把它拉到自己的鼻子附近，由静止释放，铁锁来回摆动，如图所示。铁锁摆动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．铁锁始终不会超过释放时的高度
B．铁锁从a摆到b时，机械能增加
C．铁锁在上升过程中，重力势能减小
D．铁锁摆动到最低点时动能最小
17．如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为3t的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（　　）
A．重力势能不变 B．动能增大
C．机械能不变 D．机械能增大
18．2021年4月29日11时，搭载空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭，在我国文昌航天发射场点火升空，随着天和核心舱与火箭成功分离，进入预定轨道，之后太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常，发射任务取得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能增大，势能减小 B．动能不变，势能增大
C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能增大
19．关于功和机械能，下列说法正确的是（　　）
A．吊车吊着重物沿水平方向匀速运动一段距离，吊车的拉力对重物做了功
B．物体在平衡力的作用下，机械能可能不变
C．电梯匀速上升过程中，电梯的动能转化为重力势能
D．力对物体做功的功率越大，做功越多
20．2018年12月8日，嫦娥四号﹣﹣世界首颗在月球背面软着陆的航天器，由长征三号运载火箭发射成功，火箭在加速上升过程中的（　　）
A．动能增大，重力势能不变
B．动能增大，重力势能增大
C．动能减小，重力势能增大
D．动能不变，重力势能减小
21．如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球。在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．甲球在空中下落时，重力势能增大，动能减小
B．乙球上升过程中，重力势能转化为动能
C．抛出时甲、乙两球的机械能相等
D．抛出时甲球的动能小于乙球的动能
22．高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”，会给社会带来很大的危害。高空物体下落过程中，下列分析正确的是（　　）
A．重力势能增大
B．动能越来越大
C．重力势能全部转化为动能
D．机械能总量保持不变
23．一辆新能源电动汽车匀速驶上斜坡的过程中（　　）
A．动能增大 B．动能减小
C．重力势能增大 D．重力势能减小
24．为了证明高空抛物的危害，专家进行了实验测试，从30米的高处掉下的瓶装水可以将5毫米木板压碎，出现很长的裂缝。专家认为，高空抛物的效果相当于将物体本身的质量放大。下列关于高空抛物物体下落过程中说法正确的是（　　）
A．下落过程中物体的质量在增大
B．下落过程中物体的重力在增大
C．下落过程中物体的动能在增大
D．下落过程中物体的势能在增大
25．我国在太空航天领域处于世界领先水平，如图所示，是我国近期发射的一颗北斗导航卫星，它沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，在大气层外运行，不受空气阻力。关于此人造卫星的运行下列说法正确的是（　　）
A．卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能增大，速度增大
B．卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能减小，速度减小
C．卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度增大
D．卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度减小
26．一物体沿斜面匀速下滑，物体的（　　）
A．动能增加，势能减小
B．动能不变，势能减小
C．动能和势能都减小
D．机械能的总量保持不变
27．打篮球是大家喜爱的体育运动。向空中抛出去的篮球如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．篮球在上升过程中受到平衡力作用
B．篮球落向地面过程中重力势能转化为动能
C．篮球能继续运动，是因为篮球的惯性大于阻力
D．篮球受到重力作用，运动状态不发生改变
28．同学们在体育课进行实心球投掷训练，如图所示A→B表示实心球离开手之前的运动轨迹，B→C→D表示实心球离开手之后的运动轨迹，空气阻力忽略不计。下列分析正确的是（　　）
A．实心球在B→C过程中，动能逐渐增加
B．实心球在B→C→D过程中，人没有对球做功
C．实心球到达最高点C时，它处于平衡状态
D．实心球在A→B过程中，说明力可以改变物体的形状
29．11月29日，搭载神舟十五号飞船的火箭成功地将飞船送入轨道。以下说法中正确的是（　　）
A．升空过程中飞船动能始终不变
B．升空过程中飞船的机械能增大
C．加速升空阶段，飞船的机械能不变
D．加速升空阶段，飞船的重力势能不变
30．垂直升降式立体车库能有效缓解车位不足的问题。停在载车板上的汽车匀速上升过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能不变，重力势能不变
B．动能不变，重力势能增大
C．动能增大，重力势能不变
D．动能增大，重力势能增大
（多选）31．体育中考前，九年级各位同学都在认真的加强排球训练，如图是排球训练的场景（空气阻力忽略不计），下列说法中正确的是（　　）
A．竖直向上抛出的排球达到最高点时处于平衡状态
B．手拍排球时，排球向上运动，同时手会感觉到痛，说明物体间力的作用是相互的
C．排球向上运动过程中，排球的动能减小，重力势能增大
D．当排球在空中以弧线轨迹下落时，说明此排球受到重力的方向发生了改变
（多选）32．如图所示，小球从轨道最高处的A点由静止滚下到最低处B点时，下列说法中正确的是（　　）
A．小球在A点时只有动能，没有重力势能
B．小球在A点时只有重力势能，没有动能
C．小球从A点到B点的过程中，重力势能转化为动能
D．小球从A点到B点的过程中，机械能增加
（多选）33．如图所示，将一小球从A点竖直向上抛出（不计空气阻力），经过B点到达最高点C时速度为零。图中h1＝h2，下列判断正确的是（　　）
A．小球在AB段克服重力所做的功等于在BC段克服重力所做的功
B．小球在AB段克服重力做功的功率等于在BC段克服重力做功的功率
C．小球向上抛出后动能转化为重力势能
D．小球运动到最高点C时机械能最大
（多选）34．2015年7月31日，中国北京成功获得2022年第24届冬奥会主办权。如图所示为冬奥会的一些运动项目，关于这些项目中的情景，下列说法中正确的是（　　）
A．跳台滑雪运动员在空中下落的过程中，重力势能不变
B．短道速滑运动员在水平冰道上加速冲刺的过程中，其动能增加
C．冰壶运动员将冰壶沿水平冰面推出后，冰壶的动能逐渐减小
D．冰球运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中，冰球所受重力没有做功
（多选）35．如图所示四幅图中说法正确的是（　　）
A．下滑过程中人的重力势能转化为动能
B．说明物体间力的作用是相互的
C．箱子没有被推动时所受的摩擦力大于推力
D．利用惯性使锤头紧套在锤柄上
（多选）36．如图为小庆滑雪时的情景，他收起雪杖加速下滑的过程中（　　）
A．动能增大 B．重力势能减小
C．机械能增大 D．动能转化为重力势能
37．如图所示，将小球从A点由静止释放，使其向右侧摆动。B点是小球摆动过程中的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，hA＞hC。小球从B点摆动到C点的过程中，绳的拉力对小球 　 　 （选填“有”或“没有”）做功，小球重力势能的变化量 　 　 动能的变化量（选填“＞”、“＝”或“＜”）。
38．如图摩天轮是现代娱乐设施的一种，乘客坐在客舱里随摩天轮慢慢匀速地转动，可以从高外俯瞰四周景色。小亮在蚌埠“嘉年华”乐园乘坐摩天轮，当他从最低点运动到最高点的过程中，他的动能 　 　 ，机械能 　 　 （以上两空均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
39．2023年2月，国产C919大飞机（如图所示）圆满完成100小时验证飞行。飞机在升空过程中，飞行员的重力势能 　 　 （选填“增大”“减小”或“不变”）；飞机上表面受到大气的压强小于飞机下表面受到大气的压强的原因是 　 　 。
40．我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能 　 　 ，机械能 　 　 （选填“变大”“变小”或“不变”）.
41．如图所示，是我国神舟13号载人飞船返回舱于2022年4月16日返回地面下落的情景。在此过程中返回舱的重力势能 　 　 （选填“增大”或“减小”）。若以地面为参照物，坐在返回舱里的航天员王亚平是 　 　 （选填“运动”或“静止”）的。
42．如图是一种常见的订书机，钉槽内的订书钉之所以不会松脱，是因为固定在槽内后部的弹簧给钉子一个向 　 　 （填“左”、“右”）的弹力。在使用过程中，随着钉子的减少，弹簧的弹性势能将 　 （填“增大”、“减小”“不变”）。
43．如图所示，小球从某一高处a点自由下落（不计空气阻力），b点是小球刚刚接触弹簧时的位置，c点是小球从a点自由下落所能到达的最低点。（1）在小球从a点到b点运动的过程中，小球速度的变化情况是　 　 。（2）在小球从b点到c点运动的过程中，小球动能的变化情况是　 　 。
44．如图是小辛乘超市的自动扶梯匀速上升的过程，此过程中小辛的动能 　　 ，重力势能 　　 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
45．如图1所示，当翼装飞行运动员从高处一跃而下，他的重力势能逐渐 　 　 ，在整个下降过程中，翼装飞行运动员的机械能 　 　 （均选填“增大”、“减小”或“不变”）。如图2所示是加油机正在给歼20战机空中加油的情景，此时匀速飞行的歼20战机动能 ___　　 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
46．跳伞运动员从飞机跳出后不断加速下降，在此过程中重力势能转化为 　　 能。
47．中国选手张湘祥在奥运会上获得男子举重62kg级冠军，挺举成绩是176kg，如图为他比赛时的情景。若他举起杠铃的高度为2m，则他对杠铃做的功为 　 　 J；他完成比赛规定动作后放手让杠铃自由下落，此时杠铃的 　 　 能转化为动能。（取g＝10N/kg）
48．2016年6月25日20点00分，我国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的长征七号运载火箭，在海南文昌航天发射场点火升空，在火箭加速升空时动能　 　 （选填“增大”、“减小”或者“不变”）势能　 　 （选填“增大”、“减小”或者“不变”）。
49．用一根不可伸缩的细线一端系着一定质量的小球，并将细线的另一端固定起来，制成一个可以在ACB间往复运动的单摆，如图所示。若不计空气阻力，小球从C点运动到B点的过程中，　 　 （选填“动”、“重力势”、“机械”）能减少；小球摆到B点时受 　 　 （选填“平衡力”、“非平衡力”）的作用。
50．如图所示，用细线系住小球悬挂在O点，将小球拉至A点释放，从A点经过B点运动到C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”）
51．某卫星沿着椭圆轨道绕地球运行，如图所示，则卫星从远地点向近地点运行的过程中，重力势能 　　 ，动能 　　 （以上两空均选填“变小”、“变大”或“不变”）。
52．如图甲为探究摆球的动能与势能相互转化的示意图，不计空气阻力，在乙图中画出：摆球在摆动过程中其机械能E随时间t变化的图象。
53．如图所示，将一个小球先后从斜面顶端O点由静止释放，分别沿甲、乙两个光滑轨道滚下后在水平木板PQ上运动。若水平木板足够长，小球两次在木板PQ运动距离的大小相同，你判断的理由是什么？
54．如图所示，将形状相同的铜管和塑料管并排竖直固定，把甲、乙两块完全相同的磁体，从同一高度由静止同时释放，甲磁体从铜管内下落，乙磁体从塑料管内下落。若忽略空气阻力及甲、乙两磁体间的相互作用，请判断哪块磁体先离开管道，并说明理由。（提示：可从能量角度进行解释）
▉题型7 动能和弹性势能的相互转化
【知识点的认识】
动能和弹性势能之间也可以相互转化．它可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间，例如，从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于皮球发生弹性形变，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢复形变的过程中，它的弹性势能转化为动能．拉弯的弓把箭射出去的过程中，拉弯的弓具有弹性势能，射出去的箭具有动能，这是弓的弹性势能转化为箭的动能．
55．下列过程中，弹性势能转化为动能的是（　　）
A．跳伞运动员在空中匀速下落
B．小朋友从滑梯上加速滑下
C．玩具弹簧枪将“子弹”射出去
D．撑杆跳高时运动员把杆压弯
56．物理知识的应用在我们的生活中随处可见，对如图的物理情境描述正确的是（　　）
A．甲图中跳水运动员起跳后在上升过程中，动能转化为弹性势能
B．乙图中关闭下游阀门B，打开上游阀门A，闸室和上游构成连通器
C．丙图中瓶盖上设计有条纹，是通过增大压力的方法来增大摩擦的
D．丁图中小丽穿溜冰鞋推墙，她对墙的推力与墙对她的作用力是一对平衡力
（多选）57．在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定（如图所示），做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动，直至停下来。下列说法正确的是（　　）
A．罐子从斜面滚下来的过程中重力势能不断增大
B．罐子滚动过程中第一次速度为零时，橡皮筋的弹性势能最大
C．整个过程中机械能在不断地转化为内能
D．罐子在水平面上滚动过程中动能全部转化为弹性势能
（多选）58．2021年东京奥运会。如图所示的各种比赛项目中，下列说法正确的是（　　）
A．下落的排球重力势能减小，动能增大
B．跳水运动员起跳后重力势能增大，动能不变
C．上升的足球重力势能不变，动能减小
D．箭被射出时，弓的弹性势能转化为箭的动能
59．“蹦极”被称为“勇敢者的游戏”。如图所示，人将一根有弹性的绳子系在身上。另一端固定在跳台上。人从跳台上O点由静止跳下，落至图中A点时弹性绳刚好被拉直，下落至图中B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，图中C点是人能达到的最低点。不计空气阻力，请在图乙中作出人从O点运动至C点的速度﹣位置图像。
▉题型8 机械能的守恒
【知识点的认识】
机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的．
做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代数和为零；系统内如摩擦阻力对系统不做功．
能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换．
60．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一重为G＝50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（　　）
A．t1时刻小球的动能最大
B．t2时刻小球的动能最大
C．t2到t3时间内，小球的动能不断增加
D．t2到t3时间内，小球增加的动能小于弹簧减小的弹性势能

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