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2021中考物理二轮考点过关：机械能及其转化判断
考点梳理
1．动能和势能的转化与守恒
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． 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．
在动能和势能相互转化的过程中，如果没有机械能和其它形式的能量之间的相互转化，则机械能的总量保持不变．这就是机械能守恒定律．
2．动能和势能的大小变化
动能
①概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能．一切物体都具有动能．
②影响动能大小的因素：物体的质量和速度．物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大．
势能：弹性势能和重力势能统称为势能
（1）重力势能
①概念：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能．
②影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度．物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大．
（2）弹性势能
①概念：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能．
②影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度．同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大．
强化练习
1．如图所示，有一小球沿粗糙的曲面从A点出发运动到C点，再从D点抛出，虚线DEF为小球在空中的运动轨迹。其中B、D、F等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．小球在E点的动能为0
B．小球在B、D、F三点的重力势能相等
C．从A运动到C的过程，小球的动能转化为重力势能
D．从A运动到D的过程，小球的机械能不变
2．掷实心球是中考体育考试项目之一。掷出去的实心球从a点出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点，则以下说法正确的是（　　）
A．a、c两点动能相等
B．b、e两点动能均为零
C．a、b、c三点机械能相等
D．d点的机械能大于e点的机械能等
3．如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动。B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC，在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球从A到B，重力势能全部转化为动能
B．小球在C点处于平衡状态
C．小球在B点的机械能大于C点的机械能
D．小球在B点的机械能等于C点的机械能
4．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，下列说法正确的是（　　）
A．小球从A点运动到B点的过程中，重力势能转化为动能
B．小球在A点和B点的重力势能相等，且其动能均为零
C．小球在C点的动能最大，且此时小球只受到重力的作用
D．小球运动到C点时，若突然细线断了小球将竖直下落
5．蹦床运动逐渐进入了大众生活，下列有关对蹦床者的分析，正确的是（　　）
A．下落到与蹦床接触的瞬间时，动能最大
B．被蹦床弹起的过程中，弹性势能转化为重力势能
C．从接触蹦床到下落至最低处的过程中，弹性势能转化为动能
D．在空中上升过程中，动能转化为重力势能
6．在跳远比赛中，运动员加速助跑、起跳、落地的几个阶段如图所示。下列说法中错误的是（　　）
A．助跑阶段机械能增加
B．经过最高点时重力势能最大
C．经过最高点时动能为零
D．运动员落地后，能的总量没有消失
7．如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球由静止开始从a点经最低点b运动至c点，下列分析正确的是（　　）
A．小球在a、b两点的机械能相等
B．从b到c的过程，小球的动能增大
C．从a到c的过程中，小球的机械能保持不变
D．从a到b的过程中，小球的动能转化为重力势能
8．在如图所示的滚摆实验中，下列说法正确的是（　　）
A．滚摆下降时，动能减小，重力势能增加
B．滚摆运动时，有部分机械能转化为其它形式的能
C．滚摆运动至最低点时，动能为零
D．滚摆运动至最高点时，一切外力突然消失，滚摆会继续向上转动
9．如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直，B点是运动员受到的重力与 弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力） 下列关于运动员的说法正确的是（　　）
A．从 O 点至 C 点运动员速度一直减小
B．从 O 点至 C 点机械能一直在减小
C．从 O 点至 C 点的机械能一直在增大
D．从 O 点至 A 点的机械能不变，且只受一个力的作用
10．如图所示是中考体育测试中掷出实心球时的运动情景。下列说法正确的是（　　）
A．实心球做曲线运动是手对实心球推力作用的结果
B．实心球在b点时，高度最高，动能最大
C．实心球从a点运动到c点的过程中，动能越来越大
D．实心球从a点运动到b点的过程中，动能转化为重力势能
11．如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从斜面的c点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达d点。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小
B．小物块从c向a运动的过程中，重力势能全部转化为动能
C．小物块从b向a运动的过程中，动能增加
D．小物块在整个运动过程中，机械能在减小
12．如图所示，小球从粗糙的斜坡a点由静止滑下，依次经过b、c、d最后恰好停在e点，其中b和d点在同一水平高度，则下列说法正确的是（　　）
A．小球从a点到c点过程中，重力势能转化为动能，小球的机械能守恒
B．小球在c点的机械能最大
C．小球在b点和d点动能和重力势能都相等
D．小球在d点的机械能比b点机械能小
13．如图所示是小球在地面弹跳的情景。小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，则小球由B点运动到C点时（　　）
A．小球的运动状态保持不变
B．小球在C点的机械能和B点的机械能可能相等
C．小球从最高点落下时，重力势能全部转化为小球的动能
D．小球在C点的机械能可能为90J
14．如图所示，小球由细线吊着在AB间自由摆动，不计空气阻力和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．小球在A点和O点，所受重力的方向不相同
B．小球由O点到B点的过程中，重力势能转化为动能
C．当小球刚好摆动到O点时，假如所有外力都消失，小球将保持静止状态
D．小球由A点到O点的过程中受到力的作用，运动状态发生改变，速度增大
15．蹦极（BungeeJumping）是新兴的一项非常刺激的户外休闲活动，如图，游戏者将一极有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下，图中O点是游戏者开始的位置，a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是游戏者挂在弹性绳下静止时绳下端的位置，c点是他所到达的最低点的位置，下列说法中错误的是（　　）（不考虑空气阻力）
A．Oa段只是人的重力势能和动能之间在相互转化
B．b点人的动能最大
C．a→b段人的重力势能减小，只转化为橡皮绳的弹性势能
D．b→c段是人的重力势能和人的动能转化为橡皮绳的弹性势能
2021中考物理二轮考点过关：机械能及其转化判断
参考答案
1．如图所示，有一小球沿粗糙的曲面从A点出发运动到C点，再从D点抛出，虚线DEF为小球在空中的运动轨迹。其中B、D、F等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．小球在E点的动能为0
B．小球在B、D、F三点的重力势能相等
C．从A运动到C的过程，小球的动能转化为重力势能
D．从A运动到D的过程，小球的机械能不变
【解答】解：
A、小球在E点有一定的速度，其动能不为0，故A错误；
B、小球在B、D、F三点时，质量相同，高度相同，则重力势能相等，故B正确；
C、从A运动到C的过程，小球的质量不变，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，小球的重力势能转化为动能，故C错误；
D、曲面是粗糙的，小球在运动的过程中，克服摩擦做功，机械能转化为内能，故从A运动到D的过程，小球的机械能减小，故D错误。
故选：B。
2．掷实心球是中考体育考试项目之一。掷出去的实心球从a点出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点，则以下说法正确的是（　　）
A．a、c两点动能相等
B．b、e两点动能均为零
C．a、b、c三点机械能相等
D．d点的机械能大于e点的机械能等
【解答】解：A、球质量一定，在a、c两点高度相同，重力势能相同；由于球受到空气阻力作用，球从a点c点的过程中，机械能减小，故c点动能小于a点，故A错误；
B、球在b点时具有向前的速度，具有动能；球在e点的速度为零，不具有动能，故B错误；
C、从a点到b点再到c点过程中，由于球受到空气阻力作用，机械能减小，所以a、b、c三点机械能不相等，故C错误；
D、球由d点运动到e点过程中，受到摩擦力作用，机械能减小，d点的机械能大于e点的机械能，故D正确。
故选：D。
3．如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动。B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC，在小球从B点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．小球从A到B，重力势能全部转化为动能
B．小球在C点处于平衡状态
C．小球在B点的机械能大于C点的机械能
D．小球在B点的机械能等于C点的机械能
【解答】解：ACD、小球在最高点时，动能为0；由于A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC，这说明小球在最高点时重力势能不相等，机械能不相等，原因是摆动过程中小球与空气有摩擦，一部分机械能转化为内能，所以小球的内能变大，机械能总量减少，小球的动能不可能全部转化为重力势能；故C正确，AD错误；
B、小球在C点受到重力和绳子拉力的作用，不是平衡力，故在C点不处于平衡状态，故B错误；
故选：C。
4．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，下列说法正确的是（　　）
A．小球从A点运动到B点的过程中，重力势能转化为动能
B．小球在A点和B点的重力势能相等，且其动能均为零
C．小球在C点的动能最大，且此时小球只受到重力的作用
D．小球运动到C点时，若突然细线断了小球将竖直下落
【解答】解：A、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，故A错误；
B、小球在A、B位置时，位置最高，速度都为0，空气阻力忽略不计，机械能守恒，重力势能最大且相等，其动能均为零，故B正确；
C、小球在C点的动能最大，此时小球受到重力和拉力的作用，故C错误；
D、小球在C点时动能最大、重力势能最小，若在C点绳子突然断开，小球受到竖直向下的重力，而断开瞬间运动的方向是水平方向，所以小球不会竖直下落，故D错误。
故选：B。
5．蹦床运动逐渐进入了大众生活，下列有关对蹦床者的分析，正确的是（　　）
A．下落到与蹦床接触的瞬间时，动能最大
B．被蹦床弹起的过程中，弹性势能转化为重力势能
C．从接触蹦床到下落至最低处的过程中，弹性势能转化为动能
D．在空中上升过程中，动能转化为重力势能
【解答】解：A、刚与蹦床接触时，运动员受到合力向下，速度增大，当重力和弹力相等，合力为零时，速度最大，动能最大，故A错误；
B、运动员被蹦床弹起的过程中，人从开始弹起到速度最大的过程中，速度变大，动能增大，高度增大，重力势能增大，蹦床的弹性势能减小，是弹性势能转化为动能和重力势能；从速度最大到离开蹦床时，弹性势能减小，速度变小，动能减小，重力势能增大，弹性势能继续转化为重力势能，离开蹦床后，人的重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能，故B错误；
C、运动员从接触蹦床到下落到最低处的过程中，速度先增大后最终减小为0，动能先变大后减小，同时高度变小，重力势能变小，蹦床的弹性形变变大，弹性势能增大，重力势能先转化为动能和弹性势能，达到最大速度继续向下运动的过程中，是动能和重力势能转化为弹性势能，故C错误；
D、运动员在空中上升的过程中，质量不变，速度变小，动能减小，同时其高度变大，重力势能增大，所以动能转化为重力势能，故D正确。
故选：D。
6．在跳远比赛中，运动员加速助跑、起跳、落地的几个阶段如图所示。下列说法中错误的是（　　）
A．助跑阶段机械能增加
B．经过最高点时重力势能最大
C．经过最高点时动能为零
D．运动员落地后，能的总量没有消失
【解答】解：
A、助跑过程中，运动员质量不变，速度越来越快，高度不变，动能增加，重力势能不变，因此机械能增加；故A正确；
B、经过最高点时，高度最高，则重力势能最大，故B正确；
C、经过最高点时，水平速度不为零，因此动能不为零，故C错误；
D、能量不会凭空消失，所以运动员落地后，能的总量没有消失，故D正确。
故选：C。
7．如图，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球由静止开始从a点经最低点b运动至c点，下列分析正确的是（　　）
A．小球在a、b两点的机械能相等
B．从b到c的过程，小球的动能增大
C．从a到c的过程中，小球的机械能保持不变
D．从a到b的过程中，小球的动能转化为重力势能
【解答】解：AD、从a到b的过程中，小球质量不变，高度降低，速度变大，故重力势能减少，动能增大，属于重力势能转化为动能；由于ab轨道是光滑的，则机械能守恒，即小球在a、b两点的机械能相等，故A正确，D错误；
B、小球从a运动到b动能增大；从b运动到c动能减小，则在b点处小球动能最大，故B错误；
C、小球从b到c的过程中，高度增加，同时克服摩擦力做功，速度减小，则小球的动能减小，从a到c的过程中，小球的机械能变小，故C错误；
故选：A。
8．在如图所示的滚摆实验中，下列说法正确的是（　　）
A．滚摆下降时，动能减小，重力势能增加
B．滚摆运动时，有部分机械能转化为其它形式的能
C．滚摆运动至最低点时，动能为零
D．滚摆运动至最高点时，一切外力突然消失，滚摆会继续向上转动
【解答】解：
A、滚摆下降时，质量不变，越滚越快（速度增大），动能增大；同时高度减小，重力势能减小，故A错误；
B、滚摆运动时，与空气摩擦，有一部分机械能转化为内能，故B正确；
C、滚摆运动至最低点时，其速度最大，所以动能最大，故C错误；
D、滚摆运动至最高点时，速度为零（瞬间静止），此时若一切外力突然消失，滚摆会保持静止状态，不可能再继续向上转动，故D错误。
故选：B。
9．如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直，B点是运动员受到的重力与 弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力） 下列关于运动员的说法正确的是（　　）
A．从 O 点至 C 点运动员速度一直减小
B．从 O 点至 C 点机械能一直在减小
C．从 O 点至 C 点的机械能一直在增大
D．从 O 点至 A 点的机械能不变，且只受一个力的作用
【解答】解：
A、根据题意可知，从O点到B点的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大；从B点到C点的过程中，弹性绳对运动员拉力大于重力，运动员的速度开始减小，到达C点时，速度为零，故A错误；
BC、由于不计空气阻力，从O点到A点，运动员的重力势能转化为动能，运动员的机械能不变；
从A点到C点，弹性绳的形变程度逐渐增大，运动员的机械能逐渐转化为弹性绳的弹性势能，所以运动员的机械能减小；故BC错误；
D、由于不计空气阻力，从O点到A点，运动员的重力势能转化为动能，运动员的机械能守恒。从O点至A点只受到重力的作用；故D正确；
故选：D。
10．如图所示是中考体育测试中掷出实心球时的运动情景。下列说法正确的是（　　）
A．实心球做曲线运动是手对实心球推力作用的结果
B．实心球在b点时，高度最高，动能最大
C．实心球从a点运动到c点的过程中，动能越来越大
D．实心球从a点运动到b点的过程中，动能转化为重力势能
【解答】解：
A、实心球做曲线运动是因为受到了重力的作用，手对实心球没有推力，故A错误；
B、实心球在b点时，高度最高，速度最小，动能最小，故B错误；
CD、实心球从a点运动到b点的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能；从b点运动到c点的过程中，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，实心球从a点运动到c点的过程中，动能先变小后变大，故C错误，D正确。
故选：D。
11．如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在a点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从斜面的c点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，最高到达d点。下列说法正确的是（　　）
A．弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小
B．小物块从c向a运动的过程中，重力势能全部转化为动能
C．小物块从b向a运动的过程中，动能增加
D．小物块在整个运动过程中，机械能在减小
【解答】解：
A、弹簧被压缩到最短时，其弹性形变程度最大，此时弹簧的弹性势能最大，故A错误；
B、小物块从c向a运动的过程中，需要克服摩擦力做功，会有一部分机械能转化为内能，所以重力势能没有全部转化为动能，故B错误；
C、小物块从b向a运动的过程中，物块不再受到弹力，但受到水平向左的摩擦力作用，所以其速度会逐渐减小，动能会减小，故C错误；
D、小物块在整个运动过程中，由于要克服摩擦力做功，所以其机械能会减小，即机械能不守恒，故D正确。
故选：D。
12．如图所示，小球从粗糙的斜坡a点由静止滑下，依次经过b、c、d最后恰好停在e点，其中b和d点在同一水平高度，则下列说法正确的是（　　）
A．小球从a点到c点过程中，重力势能转化为动能，小球的机械能守恒
B．小球在c点的机械能最大
C．小球在b点和d点动能和重力势能都相等
D．小球在d点的机械能比b点机械能小
【解答】解：
A、小球从a点到c点过程中，重力势能转化为动能，由于要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以小球的机械能不守恒，故A错误；
B、由于要克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以小球的机械能会不断的减小，故小球在c点的机械能不是最大，故B错误；
C、小球在b点和d点是高度相同，重力势能相同，由于机械能逐渐变小，所以d的动能要小于b的动能，故C错误；
D、由于要克服摩擦做功，机械能转化为内能，小球在d点的机械能比b点机械能小，故D正确。
故选：D。
13．如图所示是小球在地面弹跳的情景。小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，则小球由B点运动到C点时（　　）
A．小球的运动状态保持不变
B．小球在C点的机械能和B点的机械能可能相等
C．小球从最高点落下时，重力势能全部转化为小球的动能
D．小球在C点的机械能可能为90J
【解答】解：
A、由图可知，小球在运动的过程中，运动的方向和速度都发生了变化，所以运动状态是改变的，故A错误；
B、根据题意可知，小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，即机械能减小了，所以机械能是不守恒的，由于阻力的作用，小球在运动过程中，机械能会逐渐减小，所以小球在C点的机械能和B点的机械能不可能相等，故B错误；
C、由于机械能不守恒，所以小球从最高点落下时，重力势能大部分转化为小球的动能，还有一部分转化为内能，故C错误；
D、小球由A到B的过程中，弹跳的高度大于由B到C过程中的高度，小球弹跳的越高克服空气阻力做功越多，机械能损失越多，小球由A到B的过程中机械能减少了20J，小球由B到C的过程中机械能的损失应小于20J，所以小球由B点运动到C点时，其机械能可能为90J，故D正确。
故选：D。
14．如图所示，小球由细线吊着在AB间自由摆动，不计空气阻力和摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．小球在A点和O点，所受重力的方向不相同
B．小球由O点到B点的过程中，重力势能转化为动能
C．当小球刚好摆动到O点时，假如所有外力都消失，小球将保持静止状态
D．小球由A点到O点的过程中受到力的作用，运动状态发生改变，速度增大
【解答】解：
A、小球在A点和O点时，受到的重力的方向相同，都是竖直向下的，故A错误；
B、小球由O点到B点的过程中，质量不变，速度减小，高度增大，则小球的动能减小，重力势能增大，所以，在此过程中动能转化为重力势能，故B错误；
C、当小球刚好摆到O点时，在水平方向上有一定的速度，假如所有力突然都消失，根据牛顿第一定律可知，小球将做匀速直线运动，故C错误；
D、小球由A点到O点的过程中受到重力和拉力的共同作用，速度逐渐变大，所以运动状态发生了变化，故D正确。
故选：D。
15．蹦极（BungeeJumping）是新兴的一项非常刺激的户外休闲活动，如图，游戏者将一极有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下，图中O点是游戏者开始的位置，a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是游戏者挂在弹性绳下静止时绳下端的位置，c点是他所到达的最低点的位置，下列说法中错误的是（　　）（不考虑空气阻力）
A．Oa段只是人的重力势能和动能之间在相互转化
B．b点人的动能最大
C．a→b段人的重力势能减小，只转化为橡皮绳的弹性势能
D．b→c段是人的重力势能和人的动能转化为橡皮绳的弹性势能
【解答】解：
A、Oa段，人的高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，橡皮绳没有发生弹性形变，由于不存在空气阻力，则人的重力势能会转化为动能，故A正确；
B、人在向下运动的过程中，受到重力的作用，人会向下做加速运动，经过a后，弹力逐渐变大，弹力小于重力，则重力和弹力的合力逐渐减小，人仍然做加速运动，在b点时，重力等于弹力，此时人的速度最大，动能最大，故B正确；
C、a→b段人的高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，橡皮绳发生弹性形变，则重力势能转化为橡皮绳的弹性势能和人的动能，故C错误；
D、b→c段，橡皮绳发生弹性形变，则人的重力势能和人的动能转化为橡皮绳的弹性势能，故D正确；
本题选错误的；
故选：C。

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