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专题11.4 机械能及其转化
知识点1：机械能
（1）定义：动能和势能统称为机械能。
（2）单位：J
（3）影响机械能大小的因素：①动能的大小；②重力势能的大小；③弹性势能的大小。
知识点2：动能和势能的转化
1.在一定的条件下，动能和势能可以互相转化。
2.物体只受到重力作用时，动能和重力势能在转化过程中，机械能的总和不变，即，机械能守恒。
1.机械能：动能与势能统称为机械能。动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量。
动能和势能可以互相转化。如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，也就是说机
械能是守恒的。
2.动能和重力势能间的转化规律
①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；
②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
3.动能与弹性势能间的转化规律
①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；
②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。
知识点1：机械能
【例题1】如图 所示，甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放，甲球下落过程中经过 P、Q 两点.忽略空气阻力，下列说法正确的是（）
A.着地瞬间，两球的动能相等
B.甲球在P 点和 Q 点的机械能相等
C.释放瞬间，两球的重力势能相等
D.从释放到着地，两球所受重力做的功相等
知识点2：动能和势能的转化
【例题2】（2020海南）椰子从树上下落的过程中，动能越来越_____，重力势能越来越_____｡
1.动能和势能之和称为_________。物体的动能和势能可以相互转化，如果存在阻力，转化过程中机械能
不断减小，反之机械能总量不变，即机械能_______。
2.下列有关机械能及其转化的说法正确的是（ ）
A．弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能
B．拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能
C．蹦床运动员从高处落下，其动能转化为重力势能
D．人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小，动能增大
3.如图所示，物体从斜面顶端匀速滑到斜面底端，在此过程中，下列说法正确的是（ ）A．物体动能增大，机械能不变
B．物体动能不变，机械能减小
C．物体重力势能不变，机械能不变
D．物体重力势能减小，机械能增大
4.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 ．
一、选择题
1.（2020福建）疫情期间，某快递公司用无人机进行无接触配送包裏。无人机携带包裏匀速上升时，包裏
的（ ）
A. 动能减少，重力势能增加 B. 动能不变，重力势能增加
C. 动能不变，重力势能不变 D. 动能增加，重力势能减少
2.（2020湖北黄冈）避险车道是在长且陡的下坡路段､行车道外侧增设的､供刹车失灵车辆驶离正线并安全
减速的专用车道｡如图所示是上坡险车道型避险车道，避险车道上铺有很多小石子，车道尽头有废旧轮胎
或防撞墙｡下列分析错误的是（ ）
A. 小石子可以増大失控车辆与避险车道之间的摩擦力
B. 失控车辆在避险车道向上运动速度减小时，动能减少
C. 失控车辆撞击废旧轮胎时，将动能转化成重力势能
D. 在避险车道上停下来的失控车辆仍具有惯性
3．（2019山东泰安）如图所示，粗糙程度相同的斜面与水平面在 a点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，
弹簧处于自由状态时右端在b点，小物块从斜面的c点由静止自由滑下，与弹簧碰撞后又返回到斜面上，
最高到达d点。下列说法正确的是（ ）A．弹簧被压缩到最短时，弹性势能最小
B．小物块从c向a运动的过程中，重力势能减小
C．小物块从b向a运动的过程中，动能增加
D．小物块在整个运动过程中，机械能守恒
4.（2019山东临沂）如图所示，在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（
）
A. 实验所用斜面和水平面都必须是光滑的
B. 木块向前滑行的过程中机械能保持不变
C. 小球质量越大，到达斜面底端的速度越大
D. 木块被撞击后滑行的越远，说明小球的动能越大
5．（2019湖北宜昌）如图所示，过山车是一项惊险刺激的游戏项目，下列关于过山车的机械能说法正确
的是（ ）
A．刚开始过山车匀速被拉升时，机械能不变
B．过山车向下俯冲时，重力势能转化为动能
C．通过环形轨道最高点时，重力势能最大，动能为0
D．过山车在运行过程中机械能守恒
6．（2019湖北荆州）如图，粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，弹簧左端固定。小木块P被压缩的弹
簧弹出并冲上斜面BC的过程中（空气阻力忽略不计），下列说法正确的是（ ）
A．在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能
B．小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒
C．小木块P在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增加D．小木块P运动到最高点时处于平衡状态
7.（2019江苏苏州）将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所
示。下列说法正确的是（ ）
A.皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等
B. 皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零
C. 皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
D. 若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆
8. （2019湖南怀化）如图所示，小球从A点摆动到C点的过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是
A.从A到B的过程中，动能增大，重力势能减小
B.从A到B的过程中，动能减小，重力势能增大
C.从B到C的过程中，动能增大，至力势能增大
D.从B到C的过程中，动能减小，重力势能减小
9.（2019安徽省）如图，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定。右端连接一金属小球，O点是弹簧保
持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO＝
OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 小球的动能不断增加
B. 弹簧的弹性势能不断减少
C. 小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等
D. 在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变10.人造地球卫星在大气层外环绕地球运行（不受空气阻力），当它从远地点向近地点运动时（ ）
A．动能减小，势能增大，机械能不变
B．动能减小，势能减小，机械能减小
C．动能增大，势能减小，机械能不变
D．动能增大，势能减小，机械能减小
二、填空题
11.（2020·江苏连云港）在水平地面上铺一张纸将两个弹性相同。质量分别为m 和m 的皮球A和B表面
A B
涂黑，让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑如图所示，分析图中两个圆斑大小，可推断
m ______m （选填“大于”、“小于”或“等于”）。皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判
A B
断，皮球的机械能总量______（选填“不变”、“减少”或“增大”）。
12．（2019湖北随州）很多同学喜爱排球运动，一个漂亮的扣杀会赢得无数掌声。一次扣球往往包含着
“助跑、起跳、空中击球、落地”一连串流畅的动作。试分析这一过程中包含的物理知识。
示例：在运动员起跳上升过程中，运动员的动能向重力势能转化。（此例不可再用）请考生另列两条：
（1） ；（2） 。
13.（2019广东省）如图所示，用细线系住小球悬挂在O点，将小球拉至A点释放，从A点经过B点运动到
C点的过程中，小球的重力势能先变小后______，动能先_____后______。（选填“变大”、“变小”或
“不变”）
14.货运飞船“天舟一号”与空间站“天空二号”成功对接后，以“天宫二号”为参照物，“天舟一号”
处于 状态．由于外太空存在少量空气，“天空二号”运行时受到阻力，机械能 （选填“变大”、
“变小”或“不变”）．
15.浙江最大抽水蓄能电站工作原理如图所示，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，水被抽到上水库中，电能转化为水的 ；
（2）发电时，若该电站上水库可用于发电的库容量为 7.86×106米3，上下水库平均水位差637米．上水
库中可用于发电的水流到下水库，水的重力做功为 焦．
三、综合应用题
16.用细线悬挂的小球从图中所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能为什么等于
下降至最低点的动能？请用机械能守恒定律解释；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆
幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能等于小球在最高点所具有的势能，请
用能量守恒定律解释。
17.如图所示，是承承在乒乓球比赛中，高抛发球时的情景，不计空气阻力，请你回答下列问题：
（1）在乒乓球上升的过程中，乒乓球的能量是如何转化的？其机械能如何变化？
（2）乒乓球运动到最高点时，是否处于平衡状态？请说明理由．
