中考物理二輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)講解與題型練習(xí)專題23 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化（教師版）

專題23機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化【核心考點(diǎn)講解】1、動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化（1）動(dòng)能和重力勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。動(dòng)能和重力勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化一般發(fā)生在只受重力作用下的運(yùn)動(dòng)過程中，例如滾擺在下降的過程中，越轉(zhuǎn)越快，它的重力勢(shì)能越來越小，動(dòng)能越來越大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；滾擺在上升過程中，越轉(zhuǎn)越慢，它的重力勢(shì)能越來越大，動(dòng)能越來越小，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。（2）動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化。動(dòng)能和彈性勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化可以發(fā)生在同一物體上，也可以發(fā)生在不同物體之間，例如，從高處落下的皮球與地面撞擊的過程中，由于皮球發(fā)生彈性形變，皮球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，皮球在恢復(fù)形變的過程中，它的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。2、機(jī)械能守恒條件（1）如果只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能是守恒的。（2）做功角度①只有重力或彈力做功；②其它力不做功或其它力做功之和為零。（3）能量角度①只有動(dòng)能和勢(shì)能之間能量轉(zhuǎn)化，無其它形式能量轉(zhuǎn)化；②只有系統(tǒng)內(nèi)能量的交換，沒有與外界的能量交換?！颈厮㈩}型精練】1．（2021?涼山州中考）如圖所示，將同一小球按照不同方向從離地面相同高度的相同位置兩次拋出，初速度大小相等，小球第一次落地速度為v1，小球第二次落地速度為v2，不計(jì)空氣阻力，比較v1和v2的大小，正確的是（）A．v1＝v2 B．v1＜v2 C．v1＞v2 D．無法比較解：同一個(gè)小球，則質(zhì)量相等，在同一高度，則重力勢(shì)能相等，以相同的速度分別向兩個(gè)不同方向拋出去，此時(shí)動(dòng)能相等，如果不計(jì)空氣阻力，其機(jī)械能守恒，則其落地時(shí)高度相同，重力勢(shì)能相等，故剛落地時(shí)的動(dòng)能相等，所以其速度大小關(guān)系：v1＝v2。答案：A。2．（2021?郴州中考）2021年5月29日，我國用長征7號(hào)運(yùn)載火箭成功發(fā)射了天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船，5月30日，天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船與中國空間站的天和核心艙完成了交會(huì)對(duì)接。下列說法正確的是（）A．天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船加速上升過程中機(jī)械能守恒 B．天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船加速上升過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能 C．天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船加速上升過程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 D．對(duì)接成功后天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船與天和核心艙處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)解：ABC、天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船加速上升過程中，質(zhì)量不變，高度變大，重力勢(shì)能變大，質(zhì)量不變，速度變大，動(dòng)能變大，機(jī)械能變大，機(jī)械能是不守恒的，此過程中不是動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，故ABC錯(cuò)誤；D、對(duì)接成功后，天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船與天和核心艙之間沒有位置的變化，處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，故D正確。答案：D。3．（2021?紹興中考）滑板是深受青少年喜歡的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)。如圖是U形滑臺(tái)和運(yùn)動(dòng)員姿勢(shì)的簡(jiǎn)化示意圖。運(yùn)動(dòng)員在滑臺(tái)A處由靜止自由下滑，不計(jì)滑臺(tái)摩擦和空氣阻力，僅依靠滑行過程中運(yùn)動(dòng)員姿勢(shì)的自然（不用力）變化，最有可能滑到滑臺(tái)C處的是（）A．B． C．D．解：不計(jì)滑臺(tái)摩擦和空氣阻力，則運(yùn)動(dòng)員在整個(gè)過程中機(jī)械能守恒；A、若運(yùn)動(dòng)員站立著從A開始滑行，到達(dá)U形滑臺(tái)另一側(cè)最高位置B點(diǎn)時(shí)，若是站立著，則此時(shí)重力勢(shì)能等于A點(diǎn)的重力勢(shì)能，動(dòng)能為零，所以運(yùn)動(dòng)員不會(huì)繼續(xù)向前滑行，就不會(huì)到達(dá)C點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B、若運(yùn)動(dòng)員站立著從A開始滑行，到達(dá)U形滑臺(tái)另一側(cè)最高位置B點(diǎn)時(shí)，若是全蹲著，則此時(shí)重力勢(shì)能小于A點(diǎn)的重力勢(shì)能，則A點(diǎn)部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能此時(shí)不為零，所以運(yùn)動(dòng)員會(huì)繼續(xù)向前滑行，就可能會(huì)到達(dá)C點(diǎn)，故B正確；CD、若運(yùn)動(dòng)員全蹲著從A開始滑行，到達(dá)U形滑臺(tái)另一側(cè)最高位置B點(diǎn)時(shí)，也應(yīng)該是全蹲著（前后兩次重力勢(shì)能相等，動(dòng)能均為零），因?yàn)槿羰钦局竭_(dá)或者平蹲著到達(dá)B點(diǎn)，則運(yùn)動(dòng)員在B點(diǎn)的重力勢(shì)能大于初始的A點(diǎn)（違反機(jī)械能守恒定律），故CD錯(cuò)誤。答案：B。4．（2021?成都中考）牛頓坐在蘋果樹下深思，一個(gè)熟透的蘋果掉在地上。關(guān)于蘋果加速下落的過程，下列分析正確的是（）A．重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能增加 B．動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，動(dòng)能減小 C．動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，重力勢(shì)能增加 D．無能量的轉(zhuǎn)化，重力勢(shì)能和動(dòng)能不變解：蘋果加速下落的過程中，質(zhì)量不變，速度變大，動(dòng)能變大，質(zhì)量不變，高度變小，重力勢(shì)能變小，故A正確，BCD錯(cuò)誤。答案：A。5．（2021?鞍山中考）如圖所示，小球由靜止開始沿著粗糙的曲面從a點(diǎn)向d點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，其中b和d兩點(diǎn)在同一水平高度。下列說法中正確的是（）A．小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 B．小球在b點(diǎn)的機(jī)械能大于在c點(diǎn)的機(jī)械能 C．小球在b點(diǎn)的動(dòng)能等于在d點(diǎn)的動(dòng)能 D．小球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的過程中，機(jī)械能一定全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能解：A、從a點(diǎn)到c點(diǎn)過程中，小球的質(zhì)量不變，高度變小，則重力勢(shì)能變小，同時(shí)速度變大，動(dòng)能變大，重力勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，由于小球在滾動(dòng)的過程中受摩擦力的作用，小球克服摩擦力做功，所以一部分重力勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；B、因小球在滾動(dòng)過程中要克服摩擦力做功，機(jī)械能會(huì)逐漸減小，所以小球在b點(diǎn)的機(jī)械能大于在c點(diǎn)的機(jī)械能，故B正確；C、小球從b運(yùn)動(dòng)到d的過程中，有一部分機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故小球在b點(diǎn)的機(jī)械能大于在d點(diǎn)的機(jī)械能；已知b和d兩點(diǎn)在同一水平高度，即兩位置小球的重力勢(shì)能相同，根據(jù)“機(jī)械能＝動(dòng)能+勢(shì)能”可知，小球在b點(diǎn)的動(dòng)能大于在d點(diǎn)的動(dòng)能，故C錯(cuò)誤；D、小球運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)時(shí)具有一定的高度，有一定的機(jī)械能，所以，小球從a到d的過程中，機(jī)械能不是全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯(cuò)誤。答案：B。6．（2021?泰安中考）在蹦床比賽中，運(yùn)動(dòng)員從高處落到蹦床上又被彈起，該過程中有關(guān)機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化的說法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)員上升到最高點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能為零 B．運(yùn)動(dòng)員下降過程中機(jī)械能增大 C．運(yùn)動(dòng)員從高處下落到蹦床前，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 D．運(yùn)動(dòng)員彈離蹦床后，上升的過程中，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能解：A、運(yùn)動(dòng)員上升到最高點(diǎn)時(shí)，有一定的高度，重力勢(shì)能不為零，故A錯(cuò)誤；B、運(yùn)動(dòng)員下降過程中，會(huì)克服空氣阻力做功，機(jī)械能減小，故B錯(cuò)誤；C、運(yùn)動(dòng)員從高處下落到蹦床前，高度變小，質(zhì)量不變，重力勢(shì)能減??；速度變大，質(zhì)量不變，動(dòng)能變大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故C正確；D、運(yùn)動(dòng)員彈離蹦床后只有重力勢(shì)能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化，上升的過程中，高度變大、速度變小，質(zhì)量不變，則動(dòng)能變小，重力勢(shì)能變大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，故D錯(cuò)誤。答案：C。7．（2021?溫州中考）一顆番茄從手中由靜止開始下落，撞擊水面時(shí)濺起許多水珠（如圖），同時(shí)番茄仍有較大速度并繼續(xù)下沉。若不計(jì)一切機(jī)械能損耗，番茄從開始下落至剛好浸沒時(shí)減少的勢(shì)能（）A．等于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機(jī)械能總和 B．大于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機(jī)械能總和 C．等于所有濺起的水珠在空中上升過程中增加的機(jī)械能總和 D．小于所有濺起的水珠在空中上升過程中增加的機(jī)械能總和解：番茄從開始下落至剛好浸沒時(shí)，此時(shí)番茄仍有較大速度，末狀態(tài)與初狀態(tài)相比，番茄的速度增大，其動(dòng)能增大；番茄的高度減小，重力勢(shì)能減小；同時(shí)濺起許多水珠，則這些水珠的動(dòng)能和重力勢(shì)能都增大（即所有濺起的水珠的機(jī)械能增大）；不計(jì)一切機(jī)械能損耗，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知，此過程中番茄減少的勢(shì)能＝番茄增加的動(dòng)能+所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機(jī)械能總和，所以番茄減少的勢(shì)能大于所有濺起的水珠在撞擊過程中增加的機(jī)械能總和。答案：B。8．（2020?南通中考）在“探究紙錐下落的快慢”的活動(dòng)中，將紙錐從高處釋放。若紙錐豎直下落時(shí)，受到的空氣阻力隨下落速度的增大而增大，則紙錐在空中豎直下落過程中，下列情形可能的是（）A．速度先增大后不變 B．速度先增大后減小 C．動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能 D．機(jī)械能先增大后減小解：由題意，紙錐下落過程中受到空氣阻力隨下落速度的增大而增大。由于受到阻力作用，紙錐的機(jī)械能減??；紙錐開始下落時(shí)，重力大于空氣的阻力，加速下落，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能；隨阻力逐漸增大，當(dāng)增大到等于其重力時(shí)，勻速豎直下落。所以紙錐的速度先增大后不變。故A正確、BCD錯(cuò)誤。答案：A。9．（2021?黃石中考）如圖甲所示，在一個(gè)罐子的蓋和底各開兩個(gè)小洞。將小鐵塊用細(xì)繩綁在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋兩端穿過小洞用竹簽固定，如圖乙為其截面圖。做好后如圖丙所示，將該罐子從不太陡的斜面A點(diǎn)由靜止釋放，滾到水平面D點(diǎn)停止，然后返回，自行滾上斜面的B點(diǎn)停止后又滾下斜面……如此往返，最后停在水平面上，下列說法正確的是（）A．罐子在A點(diǎn)的重力勢(shì)能最大，橡皮筋在D點(diǎn)的彈性勢(shì)能最大 B．罐子從A點(diǎn)滾動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能只轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 C．若罐內(nèi)沒有橡皮筋和小鐵塊，罐子可能返回滾上斜面 D．第一次返回斜面，向上滾動(dòng)的過程中，罐子整體在C點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能小于在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能解：A、罐子在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的質(zhì)量不變，在A點(diǎn)時(shí)的高度最高，重力勢(shì)能最大；罐子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)，橡皮筋發(fā)生了彈性形變，在D點(diǎn)時(shí)的形變程度最大，所以在D點(diǎn)的彈性勢(shì)能最大，故A正確；B、罐子從A點(diǎn)滾動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，質(zhì)量不變，高度變小，重力勢(shì)能變小，質(zhì)量不變，速度變大，動(dòng)能變大；由于罐子最后停在水平面上，罐子的機(jī)械能變小了，這說明罐子在運(yùn)動(dòng)的過程中，罐子克服摩擦做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能；此過程中，橡皮筋發(fā)生了彈性形變，具有彈性勢(shì)能，所以罐子從A點(diǎn)滾動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為了動(dòng)能、彈性勢(shì)能和內(nèi)能，故B錯(cuò)誤；C、若罐內(nèi)沒有橡皮筋和小鐵塊，罐子的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和罐子的動(dòng)能，罐子不具有彈性勢(shì)能，所以不會(huì)返回斜面，故C錯(cuò)誤；D、第一次返回斜面，向上滾動(dòng)的過程中，由于一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，所以罐子整體在C點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大于在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能，故D錯(cuò)誤。答案：A。10．（2021?蘇州中考）如圖，質(zhì)量為2m的物塊P下方連接有一個(gè)質(zhì)量為m的鉤碼，上端通過細(xì)線繞過輕質(zhì)定滑輪連接一質(zhì)量為2m的物塊Q，將它們由靜止釋放。在物塊P下落到地面的過程中，P，Q間細(xì)線拉力大小為F，（細(xì)線重力及各處的摩擦均不計(jì)，鉤碼落地后不彈起）（）A．鉤碼落地前F＝3mg，Q的機(jī)械能增大 B．鉤碼落地前F＜3mg，Q的機(jī)械能增大 C．鉤碼落地后F＝2mg，P的機(jī)械能不變 D．鉤碼落地后F＞2mg，P的機(jī)械能減小解：（1）鉤碼落地前，物體P及鉤碼下落速度越來越快，故F＜3mg；物體Q則上升越來越快，機(jī)械能增大。故A不正確、B正確。（2）鉤碼落地后，因物體P、Q的重力大小都為2mg，則物體P、Q都做勻速直線運(yùn)動(dòng)且F＝2mg；因?yàn)閼T性物體依然保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體P動(dòng)能不變，勢(shì)能減小，機(jī)械能減小；物體Q動(dòng)能不變，勢(shì)能增大，機(jī)械能增大。故：C、D不正確。答案：B。11．（2021?西寧中考）龍羊峽水電站攔河大壩使上游水位升高，提高了水的重力勢(shì)能。水從大壩的上游流下時(shí)沖擊水輪機(jī)發(fā)電，水的能量最終轉(zhuǎn)化為電能。解：龍羊峽水電站攔河大壩使上游水位升高，水的質(zhì)量變大，高度變大，水的重力勢(shì)能變大；水從上游流下來時(shí)水的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；沖擊水輪機(jī)的葉輪，使水的動(dòng)能轉(zhuǎn)移到葉輪上；水輪機(jī)的葉輪，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將葉輪上的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。答案：重力勢(shì)；電。12．（2021?廣元中考）我國獨(dú)立自主研制的火星探測(cè)器“天問一號(hào)”沿橢圓軌道繞火星運(yùn)動(dòng)時(shí)，不考慮空氣阻力，只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，由近火點(diǎn)向遠(yuǎn)火點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，探測(cè)器的動(dòng)能變小，機(jī)械能不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）。解：探測(cè)器由近火點(diǎn)向遠(yuǎn)火點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受空氣阻力，只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能是守恒的，保持不變；探測(cè)器相對(duì)于火星的高度增加，質(zhì)量不變，重力勢(shì)能變大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，動(dòng)能變小。答案：變??；不變。13．（2021?常州中考）《天工開物》中寫道“凡弓弦取食柘葉蠶繭”，指出用多股蠶絲作為弓的弦，這說明蠶絲彈性好，拉彎的弓把箭射出去，是把弓的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為箭的動(dòng)能。解：在拉弓時(shí)，弦會(huì)發(fā)生彈性形變，用多股蠶絲作為弓的弦，這說明蠶絲彈性好；拉彎的弓具有彈性勢(shì)能，箭射出去后具有機(jī)械能，這一過程中是弓的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為箭的動(dòng)能。答案：彈性；彈性勢(shì)；動(dòng)。14．（2020?連云港中考）在水平地面上鋪一張紙，將兩個(gè)彈性相同、質(zhì)量分別為mA和mB的皮球A和B表面涂黑，讓它們從相同高度由靜止下落，在紙上留下黑色圓斑如圖所示，分析圖中兩個(gè)圓斑大小，可推斷：mA小于mB（選填“大于”、“小于”或“等于”）。皮球落地后反彈高度比原來下落時(shí)高度低，由此判斷，皮球的機(jī)械能總量減少（選填“不變”、“減少”或“增大”）。解：由圖可知，皮球在紙上留下黑色圓斑B較大，說明B球的形變大，原因是B球質(zhì)量較大，兩球從同一高度處下落，原來B球的重力勢(shì)能較大，皮球與地面接觸時(shí)，轉(zhuǎn)化為的彈性勢(shì)能大，球的形變大；皮球從某一高度釋放，落地后反彈上升，上升的最大高度比釋放時(shí)的高度低一些，皮球上升過程中，高度增大，所以重力勢(shì)能增加，皮球的機(jī)械能一部分轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，所以在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)械能減少。答案：小于；減少。15．（2020?濟(jì)南中考）如圖所示為掉在地上的彈性小球在地面上彈跳的頻閃照片。彈性小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，它的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；彈性小球在B點(diǎn)的機(jī)械能大于（選填“大于”“小于”或“等于”）它在C點(diǎn)的機(jī)械能。解：彈性小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，質(zhì)量不變，高度變小，其重力勢(shì)能變小，同時(shí)速度變大，則動(dòng)能變大，所以該過程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；由圖知，小球彈跳的高度越來越低，說明小球撞擊地面時(shí)小球的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為地面和小球的內(nèi)能，則小球機(jī)械能逐漸減小，且B點(diǎn)在C點(diǎn)之前，所以彈性小球在B點(diǎn)的機(jī)械能大于它在C點(diǎn)的機(jī)械能。答案：重力勢(shì)能；大于。16．（2020?河北中考）蹦極是一種運(yùn)動(dòng)游戲。如圖中A點(diǎn)是彈性繩自然下垂時(shí)繩下端的位置，B點(diǎn)是游戲者所能到達(dá)的最低點(diǎn)。當(dāng)游戲者離開跳臺(tái)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中（忽略空氣阻力），其重力勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；游戲者從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，繩子具有的彈性勢(shì)能逐漸增加；到達(dá)B點(diǎn)時(shí)游戲者受到的彈力大于重力，所以游戲者在B點(diǎn)時(shí)不是（選填“是”或“不是”）處于平衡狀態(tài)。解：游戲者從最高點(diǎn)到A時(shí)，高度減小，速度變大，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能變大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，繩子逐漸伸長，彈性形變程度變大，彈性勢(shì)能變大；到達(dá)B點(diǎn)時(shí)游戲者受到的彈力大于重力，合力不為0，所以游戲者在B點(diǎn)時(shí)不是處于平衡狀態(tài)。答案：動(dòng)；彈性勢(shì)；不是。17．（2021?黔西南州中考）閱讀下面的