资料简介
第十二章 机械能
第
2
页
考点梳理
考点一 机械能
1
．物体能够
________
就说明该物体具有能量；物体能够
__________
越多，其具有的能量就越大．在国际单位制中，能量的单位是
________
.
做功
做的功
焦耳
第
3
页
易错点
能够做功的物体，即具有能量的物体，由于所处的条件不同，可能正在做功，也可能没有做功，但是只要它能够做功，或者说它具有做功的本领，就具有能量
.
对功和能的理解
(1)
判断一个物体是否具有能量，不是看物体是否正在做功，而是看物体是否具有做功的本领．如：
①
运动的子弹能射穿物体而做功，就比静止的子弹多了一种本领，那就是动能．
②
高处的石块落下时会把地面撞个坑，它就比地面的石块多了一种本领，即重力势能．
③
未拉弯的弓是不能把箭射出去的，因为它不具有对箭做功的本领，即没有弹性势能．
(2)
做功的过程一定伴随有能量的转化，即物体做了多少功，就有多少能量发生了转化
.
第
4
页
2
．
(1)
物体由于
________
而具有的能量叫做动能，质量越
______
、运动的速度越
______
，则物体的动能越大．
(2)
物体由于
____________
而具有的能量叫做重力势能，物体的质量越
______
、位置越
______
，则物体的重力势能越大．
(3)
物体由于
____________
而具有的能量叫做弹性势能，弹性形变程度越
______
，弹性势能越大．
运动
大
快
位置较高
大
高
弹性形变
大
第
5
页
考点二 机械能的转化
3
．物体具有的
______________
统称为机械能．动能与势能之间可以相互转化；如果能量相互转化的过程中，只有
________
和
________
相互转化，机械能的总量
________
.
动能和势能
动能
势能
不变
第
6
页
机械能是否发生变化的判断
(1)
直接法：先判断物体的动能、势能的变化，再确定机械能的变化，即由“机械能＝动能＋势能”来判断．
(2)
间接法：在物体动能和势能的相互转化过程中，如果不计摩擦和空气阻力，也没有其他力
(
除重力、弹力
)
做功时，动能减少多少，势能就会增加多少；反之，势能减少多少，动能就会增加多少，而机械能的总量不变；如果有摩擦或空气阻力，机械能的总量就会减少
.
第
7
页
考点三 水能和风能
4
．流动的水具有的动能与势能叫做
________
；流动的风具有的能量叫做
________
.
它们是具有大量
__________
的天然资源，在一定条件下可以与其他形式的能发生转化．
水能
风能
机械能
第
8
页
考点四 常考图片
机械能转化
为电能
重力势能
动能
动能
重力势能
第
9
页
弹性势能
重力势能逐渐转化为动能
最大
动能逐渐转化为重力势能
第
10
页
风能转化为机械能，最终转化为电能
重力势能减小，动能增大
动能减小，重力势能增大
第
11
页
机械能转化为内能，机械能的总量减少
第
12
页
常考点突破
常考点 机械能的转化
【
2019
·
广东深圳中考】
如图，弧形轨道
ab
段光滑，
bc
段粗糙，小球从
a
点经最低点
b
运动至
c
点．下列分析正确的是
(
)
A
．从
a
到
b
的过程中，小球动能转化为重力势能
B
．经过
b
点时，小球动能最大
C
．从
b
到
c
的过程中，小球动能增大
D
．从
a
到
c
的过程中，小球机械能守恒
B
第
13
页
解题指导
从隐含条件中判断动能、势能的变化情况：
(1)
如从“匀速”
→
v
不变、“加速
(
越来越快
)”→
v
变大和“减速
(
刹车
)”→
v
减小等词汇判断速度的变化．
(2)
从“上升
(
远地点
)”→
h
变大、“下降
(
下滑、近地点
)”→
h
减小等判断高度的变化．
(3)
从“投放救灾物资的飞机”“正在洒水的洒水车”
→
m
减小等判断质量的变化．
(4)
根据“光滑”
→
无摩擦力做功、“粗糙”
→
克服摩擦做功等判断机械能变化或根据动、势能变化判断机械能变化．
第
14
页
实验突破
实验一 探究动能的大小与什么因素有关
命题点
1
．转换法的应用：在同一平面上，木块被撞得
越远
，表示小球的动能
越大
.
2.
控制变量法的应用：
(1)
不同质量的小球在同一位置释放，控制释放的球在撞击木块时的
速度相同
，探究动能和质量的关系．
(2)
同一小球在不同位置释放，控制质量不变，探究动能与速度的关系．
3.
实验结论：动能大小与物体的质量和速度有关，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．
4.
若水平面绝对光滑，该实验
不能
达到探究目的，因为当
水平面绝对光滑时，小球将继续做匀速直线运动，无法比较运动的距离
.
第
15
页
【广东中考】
利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”．将小球
A
、
B
分别拉到与竖直方向成一定角度
θ
的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块
C
发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止．图中的摆长
L
都相同，
θ
1
＜
θ
2
，球
A
、
B
的质量分别为
m
A
、
m
B
(
m
A
＜
m
B
)
．
第
16
页
(1)
如图甲、乙所示，同时释放
A
、
B
，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的
________
无关．
(2)
如图甲、乙所示，观察到
B
球能将木块
C
撞得更远，由此可得出结论：
______________________________________
.
(3)
图乙中小球
B
到达竖直位置时的速度
________
(
选填“大于”“小于”或“等于”
)
图丙中小球
B
到达竖直位置时的速度．如图乙、丙所示，图丙中木块
C
滑行得更远些，由此可得出结论：
________________________________________
.
质量
速度相同时，物体质量越大，动能越大
小于
质量相同时，物体的速度越大，动能越大
第
17
页
拓展考查：
(4)
在图甲和图乙中，两球被拉到相同的角度，
__
__
__
球的重力势能大；并从静止开始释放，这是为了使两球摆动到竖直位置时
________
相同，研究动能与
____________
的关系．
(5)
在图乙和图丙中，
B
球被拉到不同的角度，并从静止开始释放，这是为了使
B
球摆动到竖直位置时
________
不同，研究动能与
________________
的关系．
(6)
在图丙中，小球在下降过程中，
____________
转化为
________
.
(7)
在实验过程中，木块被小球撞击后仍能向前滑行是由于木块具有
________
；最终停下来是由于
__________________
，说明
____________________________
；如果水平面是光滑的，木块将做
________________
.
B
速度
物体质量
速度
物体运动速度
重力势能
动能
惯性
受到阻力的作用
力可以改变物体的运动状态
匀速直线运动
第
18
页
实验二 探究重力势能的大小与什么因素有关
命题点
1
．转换法的应用：通过观察物体落下时沙地的凹陷程度来反映物体重力势能的大小，凹陷程度越大，重力势能越大．
2
．控制变量法的应用
(1)
探究重力势能的大小与质量的关系：控制高度相同，让不同质量小球从同一高度由静止落下，观察沙地的凹陷程度．
(2)
探究重力势能的大小与高度的关系：控制小球的质量不变，用同一个小球从不同高度由静止落下，观察沙地的凹陷程度．
第
19
页
3
．小球下落过程到沙地凹陷前所涉及的能量转化：重力势能转化为动能，沙地凹陷后到小球静止的过程中所涉及的能量转化：
机械能转化为内能
.
4
．实验结论：在高度相同时，质量越大的物体具有的重力势能越大；在质量相同时，所处高度越高的物体具有的重力势能越大．
第
20
页
某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深浅情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关．于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的
A
、
B
、
C
、
D
四个铅球，其中
A
、
C
、
D
三球的质量为
m
，
B
球质量为
2
m
，让
A
、
B
两球从距沙表面高
H
静止下落，
C
球从距沙表面高
2
H
静止下落，
D
球从距沙表面高
2
H
的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下
(
球在光滑管道中运动的能量损失不计
)
．实验测得
A
、
B
两球陷入沙深度分别为
h
1
和
h
2
，
C
、
D
两球陷入沙深度均为
h
3
，且
h
1
< h 2 < h 3 . 第 21 页 (1) 本实验中，铅球的重力势能大小是通过 ______________________ 来反映的．这里用到的物理学研究问题的方法是 ________ ( 选填“放大”“控制变量”或“转换” ) 法． (2) 比较 A 、 B 两球，发现 B 球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时， __________________________ . (3) 比较 __ __ __ __ __ 两球，发现 C 球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大． (4) 小球在下落过程陷入沙之前，将重力势能转化为 ________ ，陷入沙中后到小球静止过程中，将机械能转化为 ________ . 铅球陷入沙坑的深度 转换 质量越大，重力势能越大 A 、 C 动能 内能 第 22 页 拓展考查： (5) 比较 C 、 D 两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 ________ ( 选填“有关”或“无关” ) ． 无关 第 23 页 考点一 动能、势能与机械能 1 ． 【 2018 · 泸州】 在 2018 年泸州市中考体育考试中，小彤同学进行了实心球测试，对球运动的几个阶段，下列说法正确的是 ( ) A ．小彤捡起实心球，并缓慢举高的过程中，小彤对球做功，球的重力势能增加 B ．小彤将球用力投出后，球在空中运动过程中小彤对球做功，球的机械能增加 C ．小彤将球用力投出后，球在空中最高点时所受的合力为零 D ．球落地后在水平地面滚动一段距离停止，球在地面滚动阶段，球的机械能不变 四川中考真题精练 A 第 24 页 2 ． 【 2018 · 自贡】 居民小区里电梯匀速上升过程中，电梯的 ( ) A ．动能保持不变 B ．机械能保持不变 C ．重力势能保持不变 D ．动能转化为重力势能 A 第 25 页 3 ． 【 2018 · 内江 A 卷】 如图所示，货架上放着 A 、 B 、 C 、 D 四个体积相同的实心球，其中 A 和 B 为铅球， C 和 D 为铁球，那么 A 和 B 两球相比较， __ __ __ 球的重力势能大； B 和 C 两球相比较，做功本领更大的是 __ __ __ 球． ( ρ 铅 >
ρ
铁
)
4
．
【
2019
·
凉山】
在一次军事演习中，空中加油机正在给战斗机加油，以战斗机为参照物，加油机的运动状态是
________
的，在加油过程中，加油机的动能
________
(
选填“变大”“变小”或“不变”
)
．
A
B
静止
变小
第
26
页
5
．
【
2017
·
泸州】
在探究“物体动能与其速度大小关系”的实验中，如图所示，同一个小车分别从同一斜面的不同高度由静止滑下，撞击静止在水平木板上的同一木块，木块被撞后在相同木板上运动一段距离后停下来，请你回答下列问题：
第
27
页
(1)
小芳正确操作实验，观察到小车滑下的高度越高，木块运动的距离越
______
，说明木块被撞后动能越
______
.
木块在木板上运动过程中，第一次受到的摩擦力为
f
1
，第二次受到的摩擦力为
f
2
，则
f
1
与
f
2
的大小关系是
f
1
______
(
选填“＞”“＜”或“＝”
)
f
2
.
(2)
小芳利用上述器材探究“阻力对物体运动的影响”，为了完成该实验，还需要增加的器材有
________
(
选填“砝码”“毛巾”或“弹簧测力计”
)
．每次让小车从同一高度由静止滑下，记下木块最终停在不同水平面上的位置，可知木块受到的阻力越小，运动的距离越
______
.
远
大
＝
毛巾
远
第
28
页
考点二 机械能及其转化
1
．
【
2018
·
绵阳】
2018
年
4
月
2
日，“天宫一号”圆满完成预定任务后返回地球
.8.5 t
重的“天宫一号”，在
100 km
左右的高空以约
22
倍音速进入大气层．其中部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁．最后大约
1.5 t
残骸坠入南太平洋．在这个过程中，“天宫一号”的部分机械能
(
)
A
．通过热传递转化为大气的内能
B
．通过重力做功转化为大气的内能
C
．通过摩擦做功转化为大气的内能
D
．通过重力做功转化为残骸的内能
C
第
29
页
2
．
【
2018
·
乐山】
人造地球卫星在大气层外环绕地球运行
(
不受空气阻力
)
，当它从远地点向近地点运动时
(
)
A
．动能减小，势能增大，机械能不变
B
．动能减小，势能减小，机械能减小
C
．动能增大，势能减小，机械能不变
D
．动能增大，势能减小，机械能减小
C
第
30
页
核心素养
·
科学思维
3.
【泸州】
如图所示，将一小钢球从
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
h
ab
＝
h
bc
，下列判断正确的是
(
)
A
．小钢球在
ac
段重力势能的增加量与动能的减少量相等
B
．小钢球运动到最高点
c
时所受的合力为零
C
．小钢球在
ab
段克服重力做功小于在
bc
段克服重力做功
D
．就
a
、
b
、
c
三点而言，小钢球在
a
点具有的机械能最大
A
第
31
页
4.
【
2019
·
绵阳】
2019
年
1
月
3
日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆．嫦娥四号探测器在距离月球表面
100
米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆．从距离月球表面
100
米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能
________
，机械能
________
.(
均选填“增加”“不变”或“减少”
)
减少
减少
第
32
页
5
．
【
2019
·
遂宁】
如图是老师设计的探究机械能转化的实验装置，将一弹簧下端固定于带槽的斜面底端，弹簧上端处于斜面
A
点处；将一小球从斜面顶端释放，小球经过斜面
A
点后压缩弹簧，在斜面
C
点停止；然后在弹力的作用下小球再向上运动到斜面的
D
点，接着再向下运动；如此往复几次后小球在斜面的
B
点静止，那么小球第一次下降经过斜面的
__
__
__
(
选填“
A
”“
B
”“
C
”“
D
”
或“
O
”)
点时动能最大；小球上升时不能再回到
O
点的原因主要是小球克服摩擦做功，将部分机械能转化成了
________
.
B
内能
第
33
页
6
．
【
2017
·
内江
B
卷】
在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中，采用如图所示的实验装置．用细线把一个质量为
m
的小球悬挂起来，将小球从位置
B
拉到位置
A
，由静止释放小球．观察小球从
A
→
B
→
C
的过程中高度和速度的变化，并测出了小球在
A
、
B
、
C
三个位置时动能和重力势能的值．从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化，数据如下表所示
.
运动过程或位置
A
A
→
B
B
B
→
C
C
动能
E
k
/J
0
增加
4.98
减少
0
重力势能
E
p
/J
5.00
减少
0
增加
4.97
第
34
页
(1)
小球在图中的
C
位置，受到
______
个力的作用．
(2)
从实验中可以看出，小球从
A
→
B
的过程中速度不断增加，高度不断降低，这个过程中是重力势能逐渐转化为
________
，在能量的转化过程中，机械能在逐渐减少，这主要是小球受到
____________
造成的．
(3)
在实验中，如果换用质量为
2
m
的小球，其他条件不变，那么，小球到达
B
位置时的机械能
________
(
选填“大于”“等于”或“小于”
)
质量为
m
的小球到达
B
位置时的机械能．
2
动能
空气阻力
大于
第
35
页
(1)
电动汽车对水平地面的压强．
(2)
电动汽车匀速行驶
20 km
，牵引力所做的功．
(3)
电动汽车电能转化为机械能的转化效率
.
空车质量
1 380 kg
轮胎与地面总接触面积
320 cm
2
电池容量
42 kW
·
h
最高时速
120 km/h
最大功率
100 kW
最大续航里程
260 km
第
36
页
第
37
页
第
38
页
一、选择题
1
．
【
2019
·
山东烟台中考】
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
2020
年迎考特训
挑战中考
D
第
39
页
2
．
【
2019
·
江苏苏州中考】
将皮球从离地某一高度
O
点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是
(
)
A
．皮球经过同高度的
A
、
B
两点时动能相等
B
．皮球第一次反弹后到达最高点
P
点时速度为零
C
．皮球在
D
点时的机械能小于在
C
点时的机械能
D
．若将皮球表面涂黑，则会在地面
M
、
N
两点留下两个大小相等的黑色圆斑
C
第
40
页
3
．
【
2018
·
山东泰安中考】
2018
年
5
月
21
日凌晨，我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下列有关说法正确的是
(
)
A
．火箭点火升空过程中，内能转化为机械能
B
．火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失
C
．火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能
D
．火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力
A
第
41
页
4
．
【
2018
·
浙江绍兴中考】
如图，木块以一定的速度滑过
A
、
B
点，到
C
点滑出下落至
D
点，
A
和
B
、
C
和
D
之间的垂直距离均为
h
.
若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是
(
)
A
．
D
点与
A
点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B
．
A
点到
C
点减少的重力势能等于
C
点到
D
点减少的重力势能
C
．
B
点的动能可能等于
A
点的动能，但一定大于
C
点的动能
D
．
B
点的动能可能等于
D
点的动能，但一定大于
A
点的动能
B
第
42
页
5
．
【广西贵港中考】
如图所示，两边分别用弹簧
k
1
和
k
2
拴住的滑块
M
静止在
O
点处，此时两弹簧均处于自然状态；用手向右拨动滑块
M
，它就可以在光滑的水平面上来回运动．当滑块从
O
点向右运动时
(
弹簧在弹性限度内
) (
)
A
．弹簧
k
1
和
k
2
的弹性势能同时增大
B
．弹簧
k
1
和
k
2
的弹性势能同时减小
C
．弹簧
k
1
的弹性势能增大，
k
2
的弹性势能减小
D
．弹簧
k
1
的弹性势能减小，
k
2
的弹性势能增大
A
第
43
页
二、填空题
6
．
【
2019
·
黑龙江哈尔滨中考】
自然界中，能量的转化和转移过程遵守
____________
定律．水能和风能都属于
________
能．
能量守恒
7
．
【
2018
·
山东济宁中考】
如图所示，跳水运动员为获得充足的空间滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的
____________
让自己上升得更高．不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中，
________
(
选填“离开跳板”“最高点”或“入水”
)
时动能最大．
机械
弹性势能
入水
第
44
页
8
．
【
2019
·
广东中考】
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
________
.(
均选填“变大”“变小”或“不变”
)
变大
变大
变小
第
45
页
9
．
【
2018
·
江苏连云港中考】
如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度．从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将
______
能转化为
__________
能储存起来，此过程中机械能总量
________
.
动
重力势
不变
第
46
页
三、实验与探究题
10
．
【
2018
·
内蒙古包头中考】
在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离
.
实验次数
钢球质量
m
/g
钢球下摆高度
h
/cm
木块滑行距离
s
/cm
1
20
30
35
2
40
30
65
3
60
30
第
47
页
(1)
本实验使钢球获得动能的操作方法是
____________________________
.
(2)
从上表数据可以看出，实验中控制了
________
相同，从而探究动能与
________
的关系．
(3)
第
1
次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做
_______
J
的功；第
3
次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，你认为应当采用
______
同学的建议．
(4)
由上述实验数据和现象可得出结论：
_________________________________
.
钢球从某一高度由静止释放
速度
质量
0.06
甲
速度一定时，质量越大，动能越大
第
48
页
转换法
质量
内
第
49
页
(4)
同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度
h
和下落时间的平方
t
2
的数据如下表，分析数据，写出
h
与
t
2
的关系式为
__
__
____
__
__
.
h
＝
4.9
t
2
实验次数
1
2
3
4
5
6
h
/m
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t
2
/s
2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
第
50
页
冲刺名校
CD
第
51
页
13
．
【湖南娄底中考】
如图所示，小球从距离地面一定高度的
O
点沿
x
轴竖直落下，不计空气阻力，图像表示小球某种形式的能量
E
随下落高度
x
的变化情况．
E
可能表示小球的
(
)
A
．动能
B
．内能
C
．机械能
D
．重力势能
A
第
52
页
14
．
【福建福州中考】
如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧．从小球刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，得到小球的速度
v
和弹簧被压缩的长度
ΔL
之间的关系，如图乙所示，其中
b
为曲线的最高点．不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球
(
)
A
．受到的弹力始终不变
B
．运动过程中动能一直增大
C
．运动过程中机械能不变
D
．在
b
点时重力等于弹力
D
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