文档内容
考向 13 机械能及其转化
1．（2021·江苏江都·）频闪照片通常是研究物体运动的重要手段，一只掉在水平地面上的弹性小球会跳起，
而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是小球弹跳过程的频闪照片，小球在1、2位置的高度一样，下面说
法正确的是（ ）
A．小球在最高点3时，动能为零
B．小球在1位置的重力势能比在2位置的大
C．小球在1、2位置的动能相同
D．小球在3位置的机械能比在2位置的大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图可知，小球在3位置仍处于运动状态，速度不为零，动能不为零，故A错误；
B．由图可知，小球在1、2位置的高度相同，质量不变，所以重力势能相同，故B错误；
CD．小球在运动过程中高度会越来越低，说明小球在运动过程中受到阻力的作用，一部分机械能转化为内
能，其机械能是越来越小的，因此小球在1位置的机械能最大，其次是2位置，3位置的机械能最小；由
于1位置的机械能大于2位置的机械能，1位置的重力势能与2位置的重力势能相等，而机械能等于动能和
势能之和，所以1位置的动能大于2位置的动能。故C错误；D正确。
故选D。
2．（2021·江苏江都·）如图，用小球和木块来探究“动能大小与哪些因素有关”：
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学科网（北京）股份有限公司（1）实验中是通过______比较来比较动能大小，本实验用到了什么物理方法1____；2____。
（2）本实验研究的对象是______（填序号）。
A．小球B．木块C．斜面
（3）比较图甲、乙是为了研究动能大小与______的关系。
（4）如图丙所示，小赵在实验时，先让质量为m的小球从斜面h高处由静止下滑，撞击放在A处木块，
测出木块被撞击的距离AB为s，保持木块在位置B不变，让同一小球从斜面h高处由静止下滑，测出木块
1
被二次撞击的距离BC为s，则可能出现s______s（＞/=/＜），你判断的依据是______。
2 1 2
【答案】 木块移动的距离 转换法 控制变量法 A 速度 > 第二次小球克
服木板摩擦做的功多，木块获得的动能少
【解析】
【详解】
（1）[1]由图知，小球从斜面滚下，将木块推得越远，动能就越大，实验中是通过木块在水平面上被撞击
后移动的距离来反映动能的大小。
[2][3]本实验中需要控制小球的质量不变探究动能与速度的关系；控制小球的速度不变探究动能与质量的关
系，因此用到了控制变量法；实验中是通过木块在水平面上被撞击后移动的距离来反映动能的大小，因此
还用到了转换法。
（2）[4]本实验研究的对象是小球，小球动能的大小是指撞击木块时的动能，小球部分动能转化为木块的
动能，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
（3）[5]由图知，两个质量相同的小球从不同高度滚下，小球到达斜面底端时的速度不相同，速度大的将
木块推得较远，动能较大，此实验为了研究动能大小与速度的关系。
（4）[6][7]第一次实验时，小球刚滚下斜面就撞击到木块，第二次实验时，小球在水平面上滚动了一段距
离后才撞击到木块，小球在平面上运动的过程中要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以小球在第二
次撞击木块时的动能比第一次小，所以木块移动的距离 。
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学科网（北京）股份有限公司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，不但有动能而且还具有其它形式的能量。
【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】
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学科网（北京）股份有限公司【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
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学科网（北京）股份有限公司做机械能守恒。
1．（2021·江苏沭阳·）2021年5月15日，我国自主研制的“天问一号”火星探测器成功着陆火星表面。
当探测器着陆前向火星表面减速下落时，下列有关探测器的能量说法中正确的是（ ）
A．探测器的机械能保持不变 B．探测器的动能和重力势能都减少
C．探测器的动能和重力势能都增加 D．探测器的重力势能增加，动能不变
2．（2021·陕西吴起·）2021年6月17日，搭载着神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒
泉卫星发射中心点火升空。如图所示，火箭加速上升的过程中，它所运载的载人飞船（ ）
A．动能增大、重力势能减小
B．动能减小、重力势能增大
C．机械能减小、重力势能增大
D．机械能增大、动能增大
1．（2021·辽宁丹东·多选）如图所示，一弹簧的左端固定，右端连接一小球，把它们套在光滑的水平杆上，
a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置，则
小球由a点运动到c点过程中，下列说法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A．小球在a点，弹簧的弹性势能最小
B．小球在b点，小球的动能最大
C．从a点到b点，弹簧的弹性势能转化为小球的动能
D．从b点到c点，小球的机械能守恒
2．（2020·山东历城·多选）如图装置，我们在研究“动能大小跟哪些因素有关"时，下列说法正确的是（
）
A．我们研究的是木块所具有的动能与哪些因素有关
B．小球具有的动能的大小是通过木块被撞出距离的远近来体现的
C．在研究小球动能和速度的关系时，要控制小球质量不变，这是常用的控制变量法
D．小球速度是通过改变释放小球的高度来实现的
一、单选题
1．（2020·安徽南陵·）过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动（图甲）。如图乙为过山车部分简图，
小车沿轨道由静止从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。则下
列说法正确的是（ ）
A．小车在A点机械能大于B点机械能
B．小车在B点动能最大，C点势能最大，A点机械能最大
C．小车由A到B的过程中，动能增大，势能减少，机械能不变
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学科网（北京）股份有限公司D．小车由B到C的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大
2．（2021·广西三江·）下列物体既有动能又有重力势能的是（ ）
A．停止在站台上的火车 B．悬挂在天花板上的吊灯
C．在空中飞行的飞机 D．被拉开的弹弓
3．（2021·广西环江·）在一条长绳的一端系一个小铁块就做成了一个摆，某同学测出它摆动一个来回所用
的时间（周期）是0.9s，下列做法中能使这个摆的周期刚好为1s的是（ ）
A．减小摆绳的长度 B．增加摆绳的长度
C．将铁块换小一点 D．将铁块换大一点
4．（2022·上海·）如图，小球先以速度v竖直向上抛出，后以速度v沿光滑斜面向上运动（斜面足够长），
两次上升的高度分别为h 和h，则h 和h 的关系是（不计空气阻力）（ ）
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A．h>h B．h
