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11.4 机械能及其转化
一、机械能及其转化
1. 如图1所示，是2022年冬奥会中“高山滑雪”的比赛项目，运动员在斜向上飞跃的过程中，速
度_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。运动员的________能转化成________能。
图1 图2
2．甲站在 匀速上行的自动扶梯上，乙站在 匀速下行的自动扶梯上。两人质量相等，
甲上行中 能不变。某时刻的位置如图2所示，此时，甲的重力势能 乙的重力势能，甲
的机械能 乙的机械能。
3. 如图3所示单摆，小球由A点自由摆动到C点。
（1）小球从A点下落到B点的过程中， 能转化为 能；
（2）生活中利用机械能及其转化的事例有 （列举一个即可）；
（3）画出小球在C点的受力示意图。
图3 图4
4. 如图4所示，捻动滚摆的轴使它升高后释放，可以观察到滚摆沿着悬线上下运动。当滚摆向下
运动时，它的动能 （增加/不变/减小），重力势能 （增加/不变/减小），动能的变化量
（大于/等于/小于）重力势能的变化量。5．如图所示，某气象卫星沿椭圆轨道绕地球运行，当它从远地点向近地点运动时， 增大，
减小； 转化为 。（均选填“重力势能”或“动能”）
6．如图6所示，运动员被撑竿弹起加速上升的过程中、下列说法正确的是（ ）
A．运动员受到的弹力是由手臂弹性形变产生的
B．撑竿的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能
C．运动员的动能减小
D．撑竿对运动员没有做功
图6 图7
7．如图7所示，小华把铁球拉近刚好贴着自己的鼻子，松开手后，头保持不动，铁球由a点沿弧
线abc运动到c点，然后从c点往回摆动，则下列说法不正确的是（ ）
A．铁球位于a点时重力势能最大
B．铁球从a点运动到b点时重力做功
C．铁球从a点运动到c点时，重力势能转化为动能
D．铁球从c点摆回时不会碰伤鼻子
8. 在北京冬奥会自由式滑雪空中技巧女子个人项目决赛中，辽宁运动员徐梦桃勇夺冠军。如图所
示，在她滑行过程中，下列说法正确的是（ ）
A．A点时不具有机械能
B．从A点滑行到C点的过程中重力不断变大
C．滑雪板底面比较光滑是为了增大滑行时与雪面的摩擦D．在B点的速度大于与它高度相同的D点的速度
二、 水能和风能的利用
9．我国是世界上水资源最丰富的国家之一，下列关于水能的说法中，不正确的是（ ）
A．水力发电时建造拦河大坝是为了防止水流太急冲坏发电机组
B．诗句“不尽长江滚滚来”， 描述的是长江水具有动能
C．诗句“黄河之水天上来”，描述的是黄河水具有重力势能
D．利用水能发电时，从上游奔腾而下的水既具有动能又具有重力势能
10．如图为某抽水蓄能电站的工作原理图，用电低谷时(如深夜)，电站利用电网多余电能把水从下
水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电。
（1）蓄能时，水被抽到上水库，此过程是将________能转化为水的机械能。
（2）抽水蓄能电站选址衢江黄坛口，不仅因当地水资源丰富，同时还考虑到当地地势较陡，这样
建成的电站上、下水库的高度差比较________，有利于蓄能与发电。
11．图所示的是神舟十三号载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段
时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是
（ ）
A．返回舱的动能不变
B．返回舱的重力势能不变
C．返回舱的机械能不变
D．返回舱所受重力不做功12．打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次打篮球过程中，篮球的部分运动轨迹如图所示。下
列说法正确的是（ ）
A．篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等
B．篮球第一次反弹后到达最高点D时，动能为0
C．篮球经过B、E两点时，动能可能相等
D．篮球在整个过程中机械能守恒
13．荡秋千是中小学生喜欢的游戏，如图为荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D
点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（ ）
A．球在B、C两点的机械能相等
B．球在A、D两点的重力势能相等
C．球从B点到O点的过程中机械能减少
D．球从O点到D点的过程中动能增加
14. 2021年，高空坠物列入刑法。某日，小区楼下的轿车被高空落下的玻璃瓶砸出一个窟窿。警
方根据小区监控，推算：玻璃瓶砸中车时速度约为20米/秒。请根据框图，从能量转换角度寻找肇事者
大致楼层。（玻璃瓶由静止下落，下落过程中不计空气阻力）① Ⅰ推导Ⅱ的依据是：当玻璃瓶质量一定时， ；
② 玻璃瓶下落过程中，重力势能转化为动能是通过 实现的；
③ Ⅲ推导Ⅳ的依据是： ；
④ 分析表一和表二的数据及相关条件推算出肇事者大致在 层。
表一 表二
重力势能（焦） 楼层（层）
速度（米/秒） 动能（焦） 13 5
12 7.2 19 7
16 12.8 25 9
20 20 31 11
24 28.8 36 13
28 39.2
15．让钢球在如图1所示的轨道由A点静止开始自由滑下，弹簧固定在水平轨道末端，钢球下滑
到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开。
（1）在钢球滚下的过程中， 能转化为动能；在钢球被弹开的过程中，弹簧的 能转化
为钢球的动能；
（2）若想增大弹簧最大压缩量，提出一点可行的做法： ；
（3）将末端的挡板和弹簧取掉，并将OB向上弯折形成如图2的轨道，再次将钢球沿轨道AOB下
滑到达B点后离开轨道，钢球在B点的机械能 在A点的机械能（选填“大于”、“等于”或
“小于”）。离开B点后最符合题意的运动轨迹是 （选填字母序号）。
16．（2023·内蒙古包头·统考中考真题）2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，如图所
示。天舟六号加速升空过程中，关于能量变化说法正确的是（ ）A．重力势能增大，动能增大 B．重力势能减小，动能减小
C．重力势能增大，机械能减小 D．重力势能减小，机械能不变
17．（2023·江苏南通·统考中考真题）如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，
你认为排球运动的轨迹最有可能的是（ ）
A B
C D
18．（2023·四川南充·统考中考真题）体育课上小唐同学进行传接排球训练，他将球斜向上抛出，
球的运动轨迹如图所示，a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则球在
a点的机械能 d点机械能（选填“大于”、“小于”、“等于”）；球在a、b、c、d四点中
点的重力势能最大。
19.（多选题）（2023·山东日照·统考中考真题）2022年8月14日，山东省第二十五届运动会跳水
决赛在日照市游泳中心跳水馆完美收官，为助推我市体育事业的发展注入了强大动力。如图所示，某
次跳水比赛中，运动员站立在跳台上的A点，然后保持直立姿势从跳台上竖直向上弹跳后腾空，至最
高点B处后自由下落，至C点落入水中。关于上述运动过程运动员腾空后的机械能，下列分析正确的
是（不计空气阻力）（ ）A．运动员在C点时，动能最大、重力势能最小
B．运动员从A点运动到C点的过程中，机械能守恒
C．运动员从A点运动到B点的过程中，动能逐渐增大
D．运动员从B点运动到C点的过程中，重力势能逐渐增大
20．（2023·湖南株洲·统考中考真题）投出的铅球在空中飞行，它在整个运动过程中的动能E 与
k
距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m，铅球落到地面时重力势能为零，不计
空气阻力，由图可知，铅球出手时其重力势能为（ ）
A．80J B．100J C．180J D．280J
