1、 总复习：机械能及其转化【考纲要求】1、知道动能、势能、重力势能及弹性势能；2、理解动能及大小的决定因素，重力势能及大小的决定因素，弹性势能及有关的决定因素；机械能守恒；3、掌握探究动能及大小的决定因素，重力势能及大小的决定因素，弹性势能及有关决定的因素；动能和势能可以相互转化。【知识网络】【考点梳理】考点一 、动能、势能、机械能1动能物体由于运动而具有的能，叫做动能；动能的大小与质量和速度有关。物体的速度越大，质量越大，则它的动能越大。要点诠释：（1）一切运动的物体都有动能。（2）动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能” 。例如在空中飞行的飞机，不
2、但有动能而且还具有其它形式的能量。2重力势能物体由于高度所决定的能，叫做重力势能；重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。要点诠释：（1）一切被举高的物体都有重力势能。（2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能” 。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。3弹性势能物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫做弹性势能；弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。要点诠释：（1）一切发生弹性形变的物体都有弹性势能。（2）弹性势能是“由于发生弹性形变”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“发生弹性
3、形变的物体具有的能量叫弹性势能” 。4机械能动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。考点二、动能和势能之间的相互转化1、在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高处下落的过程中，先是动能转化为重力势能后，后来又是重力势转化为动能。2、在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳板跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。3、机械能守恒。如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变。这个规律叫做机械能守恒。【典型例题】类型一、基础知识 1、 （2016济宁）弹跳杆运动是一项
4、广受欢迎的运动。其结构如图甲所示图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过裎。下列分析正确的是（ ）A在 a 状态时弹簧的弹性势能最大，小希的机械能为零Bab 的过程中，弹簧的弹力越来越大，在 b 状态时弹力最大Cbc 的过程中，弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能Dac 的过程中，小希先加速后减速，在 b 状态时速度最大【思路点拨】 （1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。 （2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。 （3）弹簧由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关。 （
5、4）机械能=动能+势能。【答案】D【解析】A、据图可知，a 状态时弹簧的弹性势能最大，由于机械能等于动能加势能，所以机械能不是零，故 A 错误；B、ab 的过程中，弹簧的形变程度变小，所以具有的弹性势能变小，即到达 b 点时，弹簧恢复原状，所以弹性势能变为最小，故 B 错误；C、ab 的过程中，弹簧的形变程度变小，即弹性势能转化为动能，即到达 b 点动能最大，bc 的过程中，动能转化为小希的重力势能，故 C 错误；D、据上面的分析可知，ab 的过程中，弹簧的形变程度变小，即弹性势能转化为动能，即到达 b 点动能最大，bc 的过程中，动能转化为小希的重力势能，所以该过程中，小希先加速后减速，在
6、b 状态时速度最大，故 D 正确。【总结升华】此题考查了动能、重力势能和弹性势能的相互转化。 2、为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验（如图所示）让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中，不正确的是（ ）A该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小B该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等C在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素D实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度【思路点拨】动能的决定因素有两个：质量和速度，在探究
7、“物体动能的大小与哪些因素有关”时，应该利用控制变量法的思路，去分析解决；钢球把木块推出的距离长，说明动能大这是一种转换的方法。【答案】C【解析】A、球的动能是从木块被推出的距离看出的，这里采用了转换法的思想，故该选项说法正确；B、球的动能与质量和速度都有关系，根据控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等；故该选项说法正确；C、斜面的光滑程度影响小球滚下的速度，木块的质量和软硬影响碰撞的程度，所以在实验器材的选择时，考虑斜面的光滑程度，木块的质量和软硬等因素，故该选项说法不正确；D、让球滚到水平面上时获得的速度与球在斜面上的高度有关，同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的
8、运动速度，故该选项说法正确。【总结升华】本题全面地考查动能的大小与哪些因素有关，解答时注意多因素问题时需要运用控制变量法，反映动能多少时运用了转换法。举一反三：【变式】在探究“动能的大小与质量的关系”的实验中，记录数据如下。下列说法正确的是：（ ）A实验时，让小球从斜面的同一高度自由滚下B小球动能的大小通过木块移动的距离来判断C物体质量越大，动能一定越大D实验过程中运用了控制变量法和转换法【答案】ABD3、受高空落物伤人的启示，美军正在研制一种名为“上帝之杖”的太空武器。 “上帝之杖”实质就是高密度、耐高温的金属棒，它要依托太空平台的搭载，借助小型火箭助推和高空下落产生的巨大动能，对地球战略目
9、标实施打击，破坏力巨大。它攻击目标的巨大能量主要来源于（ ）A小型火箭助推动能 B与大气摩擦产生的能量C “上帝之杖 ”本身的内能 D下落过程重力势能转化的动能【思路点拨】解决该题需掌握以下知识：（1）动能大小的影响因素：质量、速度质量越大，速度越大，动能越大；（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度质量越大，高度越高，重力势能越大；小球质量 m/g 10 20 30木块移动距离 s/cm 8.3 16.8 25.2（3）在发生能量转化时，减小的能转化为增大的能。【答案】D【解析】 “上帝之杖” 在高空下落过程中，质量不变，而高度越来越小，因此其重力势能越来越小，但它的速度越来越快，因此
10、动能越来越大，在下落过程重力势能转化为动能，它获得的动能越大，破坏力就越强。【总结升华】此题通过生活中发生的事件考查了影响动能和重力势能的影响因素，以及能量间的转化，要注意辨别。举一反三：【变式】玩“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动。如图所示，过山车时而从轨道的最低点 D 上升到最高点 A，时而从最高点 A 飞驰而下。过山车在运动过程中，若不计能量损失，只有动能和势能的相互转化。下列说法正确的是（ ）AA 点机械能小于 B 点机械能BD 点动能最大，A 点势能最大CD 点动能最大，A 点机械能最大DA 点势能最大，机械能最大【答案】B4、如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作
11、业，关于该洒水车，下列说法正确的是（ ）A机械能不变，重力势能不变 B机械能变小，重力势能动能变小C机械能不变，动能变小 D机械能变小，动能不变【思路点拨】 （1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大；（2）动能和势能统称为机械能。【答案】B【解析】 （1）洒水车在不断的洒水工程中，虽然速度是不变的，但是由于质量减小，所以动能减小。（2）虽然在水平街道上，但是由于质量减小，所以重力势能也会减小，所以洒水车的机械能减小。【总结升华】掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素，根据影响因素能判断动能、重力势能和弹性势能的大小变化。类型二、知识运用5、 （2016徐州二模）如
12、图是一种神奇的“魔罐” ，其制作方法是：橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，在橡皮筋的中间系一个钩码当你将“魔罐 ”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是 能转化为 能， “魔罐”滚回来后不能回到原抛出点的位置，主要原因是 。【思路点拨】 （1）动能的影响因素：质量和速度；弹性势能的影响因素：物体的形变程度；（2）此题中，由于罐与地面之间存在着摩擦力，所以罐的机械能会减小，魔罐滚回来后不能回到原抛出点的位置。【答案】弹性势；动；克服摩擦做功，机械能减小【解析】魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为 0 时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在
13、魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能；由于罐与地面之间存在着摩擦力，所以罐的机械能会减小，即一部分机械能会转化为内能，故魔罐滚回来后不能回到原抛出点的位置。【总结升华】本题考查动能和弹性势能的影响因素及机械能与内能的转化关系。举一反三：【变式】如图所示，小明从滑梯上下滑，在这一过程中，他的（ ）A动能转化为重力势能 B重力势能全部转化为动能C机械能保持不变 D机械能一定减少【答案】D6、如图所示，小球从左端由静止释放，在左右摆动过程中，不计空气阻力，则（ ）A从最高点运动到最低点的过程，一部分重力势能转化为动能B从最低点运动到最高点的过程，一部分动能转化为重力
14、势能C左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度D左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度【思路点拨】本题考查的知识点：（1）物体由于被举高而具有的能，叫重力势能。即物体相对于参照物有相对高度而具有的能叫重力势能。（2）物体的动能由质量和速度决定，重力势能由质量和高度决定，分析摆动过程中质量、速度、高度的变化，判断出动能和重力势能的转化。（3）机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化或者只有重力做功，机械能才守恒。【答案】D【解析】A、图中小球的重力势能是指小球相对最低点有相对高度差产生的，小球从最高点运动到最低点的过程，质量不变，高度降到最低，相对最低点来说，高度为 0，重力势能为 0，速度达到最大
15、，动能最大，所以不计空气阻力时，减小的重力势能全部转化成了动能，即当小球到达最低点时重力势能全部转化为动能，故 A 错误。B、小球从最低点运动到最高点的过程，质量不变，高度升高到最高，速度变为 0，所以重力势能最大，动能最小为 0，所以不计空气阻力时，是动能全部转化为重力势能；故 B 错误。C、D、小球在摆动过程中，不计空气阻力，所以机械能守恒；左右两侧最高点的速度都为 0，即动能为 0，则重力势能相同，所以两侧最高点的高度相等，故 C 错误，D 正确。【总结升华】本题考查能量转化的有关问题；机械能守恒在初中只是要求定性的会判断，不要求根据机械能守恒去定量计算。注意：我们说的重力势能一定是有相
16、对高度的，本题的重力势能就是指小球和最低点的相对高度差产生的。举一反三：【变式】如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片。根据此图，以下分析正确的是（ ）A小球在下落时，它的重力势能减小，动能不变B小球在上升时，它的重力势能减小，动能减小C小球在弹跳过程中，它的高度下降，机械能减小D小球在弹跳过程中，它的高度下降，机械能不变【答案】C【巩固练习】一、填空题1、物体由于_而具有的能叫做动能；物体由于_所决定的能叫做重力势能；物体由于发生_而具有的能叫做弹性势能。动能和势能统称为_。2、动能和势能是可以相互_的。如果只在二者之间发生转化，则机械能的总和保持不变，即机械能_。3、如图所示的实验中，一个用线
17、悬挂的小球，在 A、C 间摆动，小球从 B 摆向 C 的过程中，小球的动能_，重力势能_。（填“增大”“减小”或“不变”）4、自行车下坡时，不蹬踏板速度也会越来越快，在此过程中，自行车的动能逐渐_，自行车的重力势能逐渐_。5、如图所示为同一弓，对比图 A、B、C 可知，箭射出最远的是_，箭射出最近的是_，由此可见，对同一弓来说，决定弹性势能大小因素是_。二、选择题6、 （2016淄博）如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，则战斗机的（ ）A动能不变，势能不变，机械能不变B动能不变，势能减少，机械能减少C动能增加，势能不变，机械能增加D动
18、能增加，势能增加，机械能增加7、2011 年 9 月 29 日，在酒泉卫星发射中心，长征二号火箭成功地将“天宫一号”目标飞行器送入太空预定轨道。关于火箭加速上升时（如图所示）的说法正确的是（ ）A机械能不变 B动能越来越大 C动能越来越小 D势能越来越小8、下列各种情况中，属于动能转化为势能的是（ ）A “无边落叶萧萧下，不尽长江滚滚来” B空中匀速下降的跳伞运动员C拧紧的钟表发条带动指针走动 D正在上升的滚摆9、 （2016安徽）掷实心球是某市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从 a 处出手后，在空中运动的轨迹如图所示，球最终停在水平地面 e 点处（不计空气阻力） 。则实心球（ ）A在
19、a 处重力势能最小B在 b 处动能为零C在 a、b、c 三处的机械能相等D在 d 处动能为零10、某同学骑自行车下一长坡时，在途中由于车速过快，于是捏紧刹车，降低车速，保持安全速度匀速行至坡底，下车检查，发现刹车片发烫。有关此过程的说法中，正确的是（ ）A刚下坡时，是动能转化为重力势能B匀速下行时，是重力势能转化为动能C匀速下行时，机械能保持不变D刹车片发烫，是做功改变了内能11、跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ ）A助跑阶段动能不变 B起跳时机械能为零C起跳后由于惯性继续前进 D惯性越大，跳得越远12、 （多选题）在 2012 年欧洲杯足球比赛过程中，涉及许多物理知识，下列说法中正确的
20、是（ ）A足球从空中下落时，重力势能转化为动能B踢出去的足球在水平草地上滚动时机械能保持不变C足球在水平草地上滚动时，重力对它做了功D停在水平地面上的足球受到的重力和支持力是一对平衡力13、 （多选题） “神舟七号”载人飞船的返回舱下落到地面附近时，由于受到空气阻力而做减速运动。在减速下降的过程中，返回舱的 ( )A动能减小 B机械能保持不变C势能减小 D动能不变，机械能减小三、实验题14、 （2015张家界）某兴趣小组提出利用“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置（如图所示）与所需器材（斜面、木块、不同质量的小钢球）来探究“影响重力势能大小的因素 ”的设想。请你帮助完成如下实验方案：（1
21、）实验中通过观察 的大小，来判断小球重力势能的大小。（2）本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论，原因是 。（3）实验中为了要探究重力势能与物体的质量的关系要选用上述图 ，具体的操作方法是让小球从 （选填“相同”或“ 不同”）的高度由静止滚下。（4）要探究重力势能与物体的高度的关系要选用上述图 ，具体的操作方法是让小球从 （选填“ 相同” 或 “不同”）的高度由静止滚下。（5）通过比较分析可以得出的结论是 。15、小明在用单摆做动能和势能转化的实验中，感到小球往返摆动的时间很有规律。于是猜想，小球往返摆动一次的时间可能与小球的质量、摆长 以及摆动的幅度 s 有关。小明用图所示的装置，对猜想l进
22、行探究。(1)用一小球，使其摆动，记下小球往返摆动次数和所用的时间；在摆长不变的条件下，用质量不同的小球，重复实验。小明经计算分析得出结论:在摆长不变的条件下，小球往返摆动一次所用的时间与小球的质量无关。针对猜想，小明在实验过程中可能忽视的一个因素是:_。(2)为了研究小球往返摆动一次所用时间与摆长的关系，请你写出实验方法。_。四、简答题16、高空坠物伤人、毁物的事件时有发生，如图所示是“新华网”的一幅公益广告宣传画，请你分析高空坠落的花盆为什么被比作炸弹?【答案与解析】1、 【答案】运动；高度；弹性形变；机械能 2、 【答案】转化 守恒3、 【答案】减小 增大4、 【答案】变大 变小5、 【
23、答案】C A 弓弦的形变量大小6、 【答案】D【解析】加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，战斗机油量增加，质量增大，动能增大。战斗机的质量增大，高度不变，重力势能增大机械能=动能+势能，战斗机没有发生弹性形变，不考虑弹性势能。动能增大，重力势能增大，机械能增大。故 A、B、C 错误。7、 【答案】B【解析】A、火箭加速上升时，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大；火箭上升时没有发生弹性形变，不考虑弹性势能的变化，动能增大，重力势能增大，机械能增大。B 和 C、火箭在加速上升时，质量不变，速度越来越大，所以动能越来越大。故 B 符合题意，C 不符合题意。D、火箭上升时，质
24、量不变，高度越来越大，重力势能越来越大，火箭上升时没有发生弹性形变，不考虑弹性势能的变化，所以火箭上升时，势能越来越大 。8、 【答案】D【解析】A、树叶落下、水向下流，高度减小，下落的过程中，速度越来越大，重力势能减小，动能变大，不符合题意；B、跳伞运动员在匀速下降的过程中，速度不变，动能不变；高度降低，重力势能减小；不符合题意；C、拧紧的钟表发条带动指针走动是弹性势能转化为动能；不符合题意；D、滚摆下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大，重力势能越来越小，重力势能转化为动能；上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，重力势能越来越大，动能转化为重力势能；符合题意。9、 【答案】C【解析】
25、A、重力势能的大小与物体的质量，高度有关，据图可知，d、e 两点高度最小，重力势能最小，故 A 错误；B、据图可知，球再 b 点时，竖直方向是静止的，但在水平方向上仍有速度，所以此时的动能不是零，故 B 错误；C、不计空气阻力，即说明球在空中的机械能是守恒的，在 a、b、c 三处的机械能相等，故 C 正确；D、据图可知，球达到 d 点后没有静止，仍然向前滚动，所以动能不是零，故D 错误。10、 【答案】D【解析】A、刚下坡时，是重力势能转化为动能，故 A 错误；B、匀速下行时，动能不变，所以不是重力势能转化为动能，故 B 错误；C、匀速下行时，动能不变，重力势能转化为内能，故 C 错误；D、刹
26、车时，刹车片和轮胎互相克服摩擦做功，内能增加，这一过程中机械能转化成了内能，但能的总量不变，故 D 正确。11、 【答案】C【解析】A、运动员在助跑阶段由于速度不断加快，所以动能不断增大，故 A 错误；B、运动员起跳时仍向前运动，所以有动能，故机械能不为零，故 B 错误；C、运动员起跳后由于惯性要保持原来的运动状态，所以还要继续向前运动，所以 C 正确；D、因为惯性大小由质量决定，如果只是惯性大，速度不大，是跳不远的，只有起跳时的速度足够快才能跳的更远，故 D 错误。12、 【答案】AD【解析】A、下落的足球，质量不变，高度减小，速度增大，因此重力势能转化为动能，故 A 正确；B、在水平草地上
27、滚动的足球，重力势能不变，动能越来越小，因此机械能减小，故 B 错误；C、足球受到的重力竖直向下，而足球在水平方向滚动，因此重力没有做功，故 C 错误；D、足球受到的重力方向竖直向下，地面对足球的支持力方向竖直向上，二者大小相等、方向相反，作用在同一直线上，符合二力平衡的条件，故 D 正确。13、【答案】AC 【解析】返回舱减速说明速度减小，质量不变的情况下具有的动能减小；下降说明高度降低，质量不变，具有的重力势能减小，而动能和势能总和减小，故机械能减小。14、 【答案】1）木块被推出的距离；（2）小球与木块将会做匀速直线运动；（3）乙；相同；（4）甲；不同；（5）重力势能的大小与物体的质量和高度有关
