第15讲 机械能机械能是河北中考的必考考点，但属于容易题．纵观近几年河北中考，对本知识点考查都是以填空题或实验题的形式出现，考查影响动能的因素，动能和势能的转化以及机械能和其他形式能的相互转化．预计2022年中考对本知识点的考查变化不会太大．考点考点内容年份题号题型分值考查内容考点1动能202232(2)实验题3影响动能的因素考点2机械能的转化20222022202223(3)26(2)23填空题填空题填空题212动能和势能的转化其他形式能和机械能的转化动能和势能的转化 动能 势能能量定义物体能够______，我们就说这个物体具有_______，简称________单位能量的单位是_______，符号是____功与能量关系一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大动能定义物体由于_____而具有的能，叫做动能探究物体的动能跟哪些因素有关探究方法：控制变量法、转换法，即物体动能的大小通过观察__________来判断实验过程：①让同一钢球从不同的高度滚下，探究物体动能与其_____的关系；②让质量不同的钢球从同一滚下，目的是____________________，探究物体动能和其质量的关系结论：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大重力势能定义物体由于________而具有的能，叫做重力势能影响因素物体的________越大，_______越高，它具有的重力势能就________比较方法相同质量时比较________；举起相同高度时比较___________弹性势能定义物体由于____________而具有的能，叫做弹性势能影响.因素物体的________越大，它具有的弹性势能_________ 【提示】 一般而言，规定物体在“水平地面”上的重力势能为零． 机械能及其转化机械能定义______、______和_______统称为机械能单位________，符号____________机械能转化动能与重力势能之间相互转化转化的规律是减小的能量转化为增大的能量动能与弹性势能之间相互转化9\n人造地球卫星能量转化从近地点→远地点：_____能转化为______能从远地点→近地点：______能转化为_____能机械能守恒如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持________________ 【提示】 题中如果有“在光滑斜面上滑动”，则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒．命题点1 理解动能、势能、机械能 (2022·安顺)如图所示，氦气球释放后，若它的运动可看成是匀速上升，则上升过程中氦气球的动能________，机械能________．(填“增大”“不变”或“减小”)．掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，利用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化．1．(2022·自贡)一个中学生向上抛出一个篮球，在篮球上升的过程中，篮球的()A．动能减少，重力势能增加B．动能减少，重力势能减少C．动能增加，机械能增加D．动能增加，机械能不变2．(2022·杭州)如图所示是蹦床运动员表演的情景．运动员从最低点到达最高点的过程中，运动员的动能和重力势能变化情况分别是()A．动能减小，重力势能增大B．动能增大，重力势能减小C．动能先增大后减小，重力势能增大D．动能先减小后增大，重力势能减小3．(2022·通辽)如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，当卫星从远地点向近地点运动过程中，下列说法正确的是()A．动能逐渐增大，机械能增大9\nB．势能逐渐减小，机械能减小C．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变D．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小命题点2 机械能的转化 (2022·河北)如图是一运动员做蹦床运动的一幅图片，针对蹦床运动，从动能与势能相互转化的角度提出一个问题并回答．(不计空气阻力)问题：________________________________________________________________________________________________________________________________________________?回答：________________________________________________________________________.【拓展】问题：在蹦床恢复形变的过程中，能量是如何转化的？分析运动员动能和重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素进行分析．考虑空气阻力时，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大；不考虑空气阻力时，机械能守恒，由此展开分析，提出问题．4．(2022·石家庄十八县基础摸底联考)在下列运动过程中都伴随着能量的转化，由重力势能转化为动能()A．卫星由近地点到远地点 B．火箭腾空而起C．松手铁锁下摆 D．运动员撑杆上升5．(2022·宿迁)如图，一木块从斜面上匀速滑下，下列说法正确的是()A．木块只受到重力和斜面的支持力B．下滑过程中，木块的重力势能转化为动能C．下滑过程中，木块的重力势能转化为内能D．下滑过程中，木块的机械能保持不变6．(2022·黄冈校级自主招生)如图所示是一种游戏，叫蹦极．游戏者将一根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A点是弹性绳自然下垂时的位置，C点是游戏者所到达的最低点．对于游戏者由跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是()9\nA．游戏者的动能一直在增加B．游戏者减少的重力势能全部转化为动能C．游戏者通过A点之后，绳子具有弹性势能D．游戏者到C点时，他的势能为零7．(2022·聊城)如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆停止上下滚动．下列说法正确的是()A．滚摆下降时，重力势能减小，动能减小B．滚摆到最低点后又上升，重力势能转化为动能C．滚摆整个运动过程中，机械能守恒D．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小命题点 探究动能的大小与什么因素有关探究动能的大小与什么因素有关在中考试题中常从以下几个方面进行考查：(1)控制变量法的应用：控制速度不变，探究动能大小与质量的关系；控制质量不变，探究动能大小与速度的关系．(2)转换法的应用：通过观察木块被撞击的距离，判断动能的大小．(3)总结实验结论． (2022·枣庄)为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验．(1)图甲是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．据此你能得出的结论是________________________________________________________________；(2)图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．据此你能得出结论是_____________________________________________________________________.(3)本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？________，理由是________________________．(4)实验后，同学们联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表：实验序号小球的质量M/G小球自由滚下的高度H/CM木块被撞后运动的距离S/M9\n1301042302016360108 (A)为了探究“超载”安全隐患，应选择________两个序号的实验进行比较；(B)为了探究“超速”安全隐患，应选择________两个序号的实验进行比较．分析表格中对应的实验数据可知：________对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重．此题是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验，考查了控制变量法在实验中的应用，在总结结论时注意控制的变量，在该实验中也涉及一个重要的物理研究方法——转换法，如拓展训练中的(6)问，要注意理解和区别．(5)该实验是通过观察________________________来比较小球动能的大小，从而得出结论的．下面的四个实例中也采用这种研究方法的是________．A．认识电压时，我们可以用水压来类比B．用磁感线来描述磁场C．探究电功大小与哪些因素有关，通过重物提升的高度来判断电流做功的多少D．保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系(6)小华同学也利用如图装置探究“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，Θ1＜Θ2，球A、B的质量分别为MA、MB，(MA＜MB)．(A)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．(B)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：________________________________________________________________________.(C)图乙中小球B到达竖直位置时的速度________(填“大于”“小于”或“等于”)图丙中小球B到达竖直位置时的速度，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：________________________________________．一、选择题1．(2022·成都)如图所示，直升机悬停在空中．下列对直升机能量的分析，正确的是()A．直升机具有重力势能B．直升机的动能不断转化为重力势能C．直升机的重力势能不断转化为动能D．直升机的机械能在不断增大2．(2022·淄博)跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员()9\nA．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3．(2022·平凉)2022年12月7日“长征四号乙”运载火箭在太原卫星发射中心执行中巴地球资源卫星04星的发射任务，如图所示是火箭发射时的情景，关于卫星加速上升的过程中，下列说法正确的是()A．动能变小，势能变大，机械能保持不变B．动能变大，势能变小，机械能保持不变C．动能变小，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能D．动能变大，势能变大，机械能变大，内能转化为机械能4．(2022·南宁)如图所示，滑板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上．若不计空气的阻力，则运动员在下落过程中()A．重力势能转化为动能，机械能增大B．重力势能转化为动能，机械能不变C．动能转化为重力势能，机械能增大D．动能转化为重力势能，机械能减小5．(2022·贵港)如图所示，两边分别用弹簧K1和K2拴住的滑块M静止在O点处，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K1和K2的势能同时增大B．弹簧K1和K2的势能同时减小C．弹簧K1的势能增大，K2的势能减小D．弹簧K1的势能减小，K2势能增大6．(2022·厦门)厦门作为全国18个足球重点城市之一，校园足球活动开展的如火如荼．比赛时守门员把球大脚开过半场，足球飞行过程中()A．重力势能先变大后变小B．动能先变大后变小C．机械能先变大后变小D．最高点处动能为零7．(多选)(2022·呼和浩特)如图所示是一名运动员投掷铅球的过程示意图．铅球在B点离手，C点是铅球运动的最高点，不计空气阻力．在A到D的整个过程中，下列说法正确的是()9\nA．只有在A到B的过程中，运动员对铅球做了功B．在B到D的过程中，铅球的机械能先增加后减少C．在C到D的过程中，铅球的重力势能减少D．在A到D的过程中，铅球的运动状态在不断地变化8．(多选)(2022·潍坊)如图所示，斜面与水平面在M点通过小圆弧相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，原长时右端在N点．小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后又返回到P点．则() A．小物块从P向M运动过程中，重力势能减少B．小物块从P向M运动过程中，机械能减少C．小物块从N向M运动过程中，动能增加D．弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大二、填空题9．(2022·广东)从桌面掉到地上的乒乓球会自动弹起，球在上升过程中________能转化为________能，由于球与空气有摩擦，上升过程中球的机械能________．10．(2022·常州)美国正在实验助推火箭无损回收技术：火箭将飞船推送至一定高度；箭船分离，火箭停止喷火落向地面；接近地面时，火箭再次消耗燃料、向下喷火，并以2M/S的速度匀速下降，如图所示．匀速下降时，火箭的动能________，重力势能________．(填“变小”“不变”或“变大”)11．(2022·张家界)高速公路上行驶的车辆不能超速超载：不能超速是因为当车的质量一定时，________越大，动能越大，行驶时就越危险；不能超载是因为当车的速度一定时，________越大，动能越大，行驶时就越危险．12．(2022·武汉)下图是新建的华中第一高楼—武汉中心大厦，已于4月16日封顶．电梯匀速上行时，动能________，机械能________．(填“变大”“不变”或“变小”)13．(2022·莆田)莆田是国家级射箭训练基地，2022年3月份全国射箭冠军赛在我市举行．如图甲，拉满的弓将箭射出，是弓的________能转化为箭的________能．手在拉弦的同时感到弦也在拉手，这是由于物体间力的作用是________的．如图乙，运动员拉弦的手要戴上“护指”，这是通过增大手的受力面积来________(填“增大”或“减小”)弦对手的压强．9\n三、实验探究题14．(2022·河北)小明乘车时发现某段道路的限速标志牌(如图1所示)． 他提出了问题：汽车为什么要限速呢？他搜集的资料如下：汽车遇到意外情况时，司机从看到情况到反应刹车需要的时间叫反应时间，在反应时间内汽车原速前进的距离，叫反应距离．从刹车到车停下来，汽车前进的距离叫制动距离．实验数据如表：次数速度KM/H反应距离/M制动距离/M1601120280153431001954(1)利用表中第一组数据，计算出该司机的反应时间为________S.(2)分析表中数据可知，影响汽车制动距离的主要因素是________________．为什么同样道路上，对不同车型设定不一样的最高行驶速度？小明做了如下实验：在斜面底端放置了一个纸盒，然后分别让两个体积相同的实心铁球和铝球从斜面顶端自由滚下(如图2所示)．由实验可知：________________________________________．由于大型汽车高速行驶时的________较大，它的危险性就大．所以对不同车型要设定不一样的最高行驶速度．15．(2022·衡阳)某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：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2M，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H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H1和H2，C、D两球陷入沙深度均为H3，且H1＜H2＜H3.(1)本实验中，铅球的重力势能大小是通过______________________来反映的；(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球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当物体的质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大；(4)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________(填“有关”或“无关”)．(5)小球在下落过程中陷入沙面前，将重力势能转化为_______能，陷入沙中后到小球静止过程中，将机械能转化为________．9\n参考答案考点解读考点1 做功 能量 能 焦耳 J 运动 木块被推动的距离 速度 高度 使两球到达水平面时的速度相同 被举高 质量 举得 越大 举高的高度 物体质量 发生弹性形变 弹性形变 越大考点2 动能 重力势能 弹性势能考点3 焦耳 J 动 重力势 重力势 动 不变各个击破例1 不变 增大例2 运动员在空中上升过程中，动能和势能是如何转化的 动能逐渐转化为重力势能 蹦床的弹性势能转化为人的动能．题组训练 1.A 2.C 3.C 4.C 5.C 6.C 7.D实验突破例 (1)速度相同时，物体的质量越大，动能越大(或动能与质量有关，动能与质量成正比) (2)质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大 (3)不能 木块将会一直运动下去 (4)(A)1和3 (B)1和2 速度拓展训练 (5)木块被撞击后移动的距离 C (6)(A)质量 (B)速度相同时，物体质量越大，动能越大 (C)小于 质量相同时，物体的速度越大，动能越大整合集训1．A 2.D 3.D 4.B 5.A 6.A 7.ACD 8.ACD 9.动 重力势 减小 10.不变 变小 11.速度 质量 12.不变 变大 13.弹性势 动 相互 减小 14.(1)0.66 (2)汽车速度的大小 相同速度的物体，质量越大，其动能越大 动能 15.(1)铅球陷入沙子的深度 (2)物体的质量越大，重力势能越大 (3)A、C (4)无关 (5)动 内(热)能9
