知識點講解
1、機械能的概念
（1）動能和勢能之和稱為機械能。
動能和勢能都屬于機械能，動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量，動能和勢能是機械能的兩種表現(xiàn)形式。
（2）機械能大?。簞幽芎蛣菽艿目偤?。
2、動能和勢能的轉(zhuǎn)化與機械能守恒
（1）動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。動能和重力勢能之間的相互轉(zhuǎn)化一般發(fā)生在只受重力作用下的運動過程中，例如滾擺在下降的過程中，越轉(zhuǎn)越快，它的重力勢能越來越小，動能越來越大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；滾擺在上升過程中，越轉(zhuǎn)越慢，它的重力勢能越來越大，動能越來越小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；
（2）動能和彈性勢能之間也可以相互轉(zhuǎn)化。它可以發(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，皮球的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，皮球在恢復(fù)形變的過程中，它的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能．拉彎的弓把箭射出去的過程中，拉彎的弓具有彈性勢能，射出去的箭具有動能，這是弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能；
（3）機械能守恒：如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的。
做功角度：只有重力或彈力做功，無其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代數(shù)和為零；系統(tǒng)內(nèi)如摩擦阻力對系統(tǒng)不做功。
能量角度：首先只有動能和勢能之間能量轉(zhuǎn)化，無其它形式能量轉(zhuǎn)化；只有系統(tǒng)內(nèi)能量的交換，沒有與外界的能量交換。
※機械能守恒一般都是理想狀態(tài)下才發(fā)生的，物體能量的轉(zhuǎn)化一般都不太可能只有機械能的轉(zhuǎn)化，還有其他能量的轉(zhuǎn)化。
3、機械能和其他形式能的轉(zhuǎn)化
各種形式的能量都可以相互轉(zhuǎn)化，如電能可以轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能；太陽能可以轉(zhuǎn)化為電能等，動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化只是能量相互轉(zhuǎn)化中的一種形式，能量轉(zhuǎn)化過程中一種能量減少，另一種能量增加。
典例分析＋變式訓(xùn)練
考點1 機械能的概念
【典例1-1】2022年11月21日世界杯正式開賽，世界優(yōu)秀的足球運動員齊聚卡塔爾，他們頑強拼搏，展現(xiàn)出了足球運動獨特的魅力。如圖所示為決賽中梅西的一腳勁射，踢出去的足球在空中飛行的過程中，會受到空氣阻力的作用，則下列分析中正確的是（ ）
A．踢出去的足球在空中上升過程中，它的機械能保持不變
B．踢出去的足球在空中下降過程中，它的機械能逐漸增大
C．踢出去的足球在空中上升到最高點時，動能為0
D．踢出去的足球落到草地上滾動的過程中，機械能減小
【答案】D。
【解答】解：AB、踢出去的足球在空中上升和下降的過程中，由于要克服空氣阻力做功，部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以足球的機械能持續(xù)減小，故AB都錯誤；
C、踢出去的足球在空中上升到最高點時，豎直方向上速度為零，水平方向上速度不為零，動能不為零，故C錯誤；
D、踢出去的足球落到草地上滾動的過程中，由于要克服草地阻力做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能導(dǎo)致機械能減小，故D正確。
故選：D。
【典例1-2】如圖，國產(chǎn)大飛機C919加速起飛時，以地面塔臺為參照物，它是 運動 （選填“運動”或“靜止”）的，此過程飛機受的是 非平衡力 （選填“平衡力”或“非平衡力”），飛機的機械能 增大 （選填“增大”、“不變”或“減小”）。
【答案】運動；非平衡力；增大。
【解答】解：（1）大飛機C919起飛時相對于地面上航站臺的位置不斷變化，所以大飛機相對于塔臺是運動的；
（2）飛機加速起飛，飛機的運動速度發(fā)生了變化，因此飛機受非平衡力作用；
（3）飛機加速起飛時，質(zhì)量不變，速度變大，動能增大；高度變大，重力勢能增大，機械能增大。
故答案為：運動；非平衡力；增大。
【變式1-1】為了提高全校師生的身體素質(zhì)，學(xué)校買回了乒乓球發(fā)球機，如圖甲所示。如果乒乓球發(fā)球機在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發(fā)出a、b、c三個球，如圖乙。若不計空氣阻力，則下列說法正確的是（ ）
A．a(chǎn)球上升過程中，動能增大，重力勢能減小
B．b球到達(dá)最高點時，重力勢能最大，動能為0
C．a(chǎn)、b兩球在最高點時機械能相等
D．a(chǎn)、b、c球到達(dá)乒乓球案的速度大小關(guān)系vb＞vc＞va
【答案】C。
【解答】解：A、a球上升過程中，質(zhì)量不變，速度變小，動能減小，高度增加，重力勢能增大，故A錯誤；
B、b球到達(dá)最高點時，高度最大，重力勢能最大，但b球在水平方向上的速度不為零，因此動能不為零，故B錯誤；
CD、三個乒乓球開始時的速度和高度相同，因此三個乒乓球的動能和重力勢能相等，機械能相等，由于不計空氣阻力，整個過程中小球的機械能守恒，因此a、b兩球在最高點時機械能相等，故C正確；
三個乒乓球到達(dá)乒乓球案時的高度相等，因此重力勢能相等，由于三個乒乓球的機械能相等，因此三個乒乓球的動能相等，所以三個乒乓球的速度也相等，故D錯誤。
故選：C。
【變式1-2】2022年2月27日11時許，伴隨著一陣山呼海嘯般的巨響，長征八號遙二運載火箭搭載著22顆衛(wèi)星，在我國文昌航天發(fā)射場一飛沖天，創(chuàng)造了我國“一箭多星”即單次發(fā)射衛(wèi)星數(shù)量最多的紀(jì)錄，由此開啟了我國新的共享火箭“拼車”模式。火箭在上升的過程中的機械能 增大 。（選填“增大”“減小”或“不變”）。
【答案】增大。
【解答】解：火箭在上升的過程中，質(zhì)量不變，速度變大，動能變大。高度不斷增大，重力勢能增大，故它的機械能增大。
故答案為：增大。
考點2 動能和勢能的轉(zhuǎn)化與機械能守恒
【典例2-1】圖中（a）、（b）、（c）依次對應(yīng)跳高項目中運動員加速助跑、起跳離地、躍過橫桿三個狀態(tài)，不計空氣阻力。根據(jù)圖示信息，關(guān)于跳高過程的描述中，下列說法正確的是（ ）
A．在助跑過程，運動員的動能保持不變
B．躍過橫桿時，運動員處于平衡狀態(tài)
C．從（b）到（c）的過程，運動員的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能
D．從（a）到（c）的過程，運動員的機械能一直在減少
【答案】C。
【解答】解：
A、在助跑過程，運動員的質(zhì)量不變，速度變大，動能變大，故A錯誤；
B、躍過橫桿時，運動員的運動狀態(tài)發(fā)生了變化，處于非平衡狀態(tài)，故B錯誤；
C、從（b）到（c）的過程，運動員的質(zhì)量不變，高度變大，重力勢能變大，速度變小，動能變小，是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故C正確；
D、從（a）到（c）的過程，不考慮空氣阻力，運動員的機械能是守恒的，保持不變，故D錯誤。
故選：C。
【典例2-2】如甲圖AOB是光滑軌道，A點的高度為H，B點的高度為h，h小于H，A、B兩點水平距離為s，讓一個小球由A點靜止開始自由滑下，沿軌道AOB到達(dá)B點后離開軌道，不計空氣阻力。則小球從A點運動到B點時，它經(jīng)O點的動能是由 重力勢 能轉(zhuǎn)化而來。小球離開B點后的運動軌跡a、b、c、d，最符合題意的是軌跡 c （選填“a”或“b”或“c”或“d”）。如圖乙所示，若右側(cè)的光滑軌道也足夠高，則小球 能 （選填“能”或“不能”）達(dá)到與A等高的A′位置。如圖丙所示，在豎直平面內(nèi)用輕質(zhì)細(xì)線懸掛一個小球，將小球拉至A點，使細(xì)線處于拉直狀態(tài)，由靜止開始釋放小球，不計摩擦，小球可在A、B兩點間來回擺動。當(dāng)小球擺到B點時，細(xì)線恰好斷開，則小球?qū)⒀? BE （選填“BE”“BD”或“BC”）方向運動。
【答案】重力勢；c；能；BE。
【解答】解：由題知，軌道AOB是光滑軌道，不計空氣阻力，小球運動過程中機械能守恒，只有小球的動能和重力勢能之間的轉(zhuǎn)化，所以它經(jīng)O點的動能是由重力勢能轉(zhuǎn)化而來的；
小球從A點由靜止滑下，所以小球的機械能等于A點時的重力勢能，整個過程中，機械能守恒，a虛線的最高點超過了A點的高度，這是不可能的；
b虛線的最高點與A點的高度相同，而在最高點時，小球仍具有向右運動的速度，所以b虛線所示的機械能大于A點的機械能，也是不可能的；
c虛線的最高點低于A點，由于在最高點時小球仍運動，其總機械能可能與開始時的機械能相等，符合實際；
d虛線小球離開軌道時，由于慣性，應(yīng)具有沿軌道方向向上運動的速度，d虛線不可能；
故選c；
若右側(cè)的光滑軌道也足夠高，根據(jù)機械能守恒可知，小球能達(dá)到與A等高的A'位置，此時小球的速度為0；
（3）由于小球被靜止釋放，不計摩擦，它可在A、B兩點間來回擺動。當(dāng)小球擺到B點時，小球速度恰好為零，此時若細(xì)線恰好斷開，則小球只受重力作用而豎直下落。所以，將沿BE方向運動。
故答案為：重力勢；c；能；BE。
【變式2-1】足球是同學(xué)們喜愛的運動。如圖1所示是卡塔爾世界杯賽中，某球員傳球后足球在空中飛行的一段運動軌跡，圖2是該足球落地后彈跳的過程。關(guān)于以上兩過程下列說法正確的是（ ）
A．圖1中足球從A點移動至B點的過程中，球員對球做了功
B．圖1中足球在A點的重力勢能小于B點的重力勢能
C．圖2中A、B兩點為同一高度，該足球在這兩點機械能相等
D．圖2中足球在從最高點D點移動至最低點C點過程中，足球的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能
【答案】B。
【解答】解：A、圖1中足球從A點移動至B點的過程中，球員沒有對球施加力，所以對球不做功，故A錯誤；
B、圖1中足球在A點的高度小于B點的高度，足球的質(zhì)量不變，所以圖1中足球在A點的重力勢能小于B點的重力勢能，故B正確；
C、由圖可知，足球跳起的高度逐漸變小，這說明足球的機械能是逐漸變小的，該足球在這AB兩點的機械能不相等，故C錯誤；
D、圖2中足球在從D點移動至C點過程中，足球的質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能變小，速度變大，動能變大，是足球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故D錯誤。
故選：B。
【變式2-2】小亮在某科技頻道播出的節(jié)目中看到一個實驗——無限跳臺。實驗過程是讓一個鐵球從圖中的A點由靜止釋放，球經(jīng)過軌道右側(cè)的最高點C點在空中沿著弧線飛躍到平臺上的D點，然后又滾動到A點，如此循環(huán)往復(fù)，整個過程不借助任何外力，且D點高于A點。你覺得該實驗是 不科學(xué) （選填“科學(xué)”或“不科學(xué)”）的，請從機械能的角度進(jìn)行解釋： 鐵球在D點時的機械能大于在A點時的機械能，違背了機械能守恒定律 。
【答案】不科學(xué)；鐵球在D點時的機械能大于在A點時的機械能，違背了機械能守恒定律。
【解答】解：鐵球從圖中的A點由靜止釋放時，鐵球具有重力勢能，動能為零，當(dāng)鐵球經(jīng)過軌道右側(cè)的最高點C點在空中沿著弧線飛躍到平臺上的D點時，還有速度，鐵球具有重力勢能，動能不為零，且D點高于A點，說明在D點時的機械能大于在A點時的機械能，違背了機械能守恒定律，是不科學(xué)的。
故答案為：不科學(xué)；鐵球在D點時的機械能大于在A點時的機械能，違背了機械能守恒定律。
考點3 機械能和其他形式能的轉(zhuǎn)化
【典例3-1】如圖展示的過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】B。
【解答】解：A、圖中所示是汽油機的壓縮沖程，能量轉(zhuǎn)化為機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯誤；
B、圖中是水蒸氣把塞子沖起，能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故B正確；
C、圖中是克服摩擦做功，能量轉(zhuǎn)化為機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯誤；
D、圖中是電熱水壺，它在工作時是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯誤。
故選：B。
【典例3-2】如圖為游樂園過山車的軌道，過山車從高處滑下的過程中，軌道對車的支持力 不 （選填“不”或“要”）做功；過山車軌道斜坡的高度依次 減小 （選填“減小”“相同”或“增大”），這是因為車輪與軌道之間有摩擦，導(dǎo)致過山車的機械能不斷減小，減小的機械能轉(zhuǎn)化為 內(nèi) 能。
【答案】不；減少；內(nèi)。
【解答】解：過山車從高處加速滑下的過程中，軌道對車有支持力作用，但支持力方向與物體運動方向垂直，即車沒有在支持力的方向上移動距離，所以軌道對車的支持力不做功；
過山車與軌道之間存在摩擦，克服摩擦做功，消耗機械能，所以過山車軌道斜坡的高度依次減小，減小的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
故答案為：不；減少；內(nèi)。
【變式3-1】2022年4月16日，神舟十三號返回艙在東風(fēng)著陸場預(yù)定區(qū)域成功著陸，如圖所示。關(guān)于返回艙，下列說法中正確的是（ ）
A．返回艙進(jìn)入大氣層后形成一個“火球”，在這個過程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
B．為避免返回艙與大氣劇烈摩擦而被燒壞，在表面涂有燒蝕材料，利用材料的熔化、汽化等方式散熱
C．返回艙降落傘打開后，降落傘對返回艙的拉力大于返回艙對降落傘的拉力
D．返回艙著陸后，返回艙對地面的壓力和地面對返回艙的支持力是一對平衡力
【答案】B。
【解答】解：A．返回艙進(jìn)入大氣層后形成一個“火球”，在這個過程中將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯誤；
B．火箭頭部的特殊材料在熔化、汽化時吸收熱量，從而達(dá)到保護(hù)火箭的目的，這是利用了熔化、汽化要吸熱的原理，故B正確；
C．降落傘打開后，降落傘對返回艙的拉力和返回艙對降落傘的拉力相互作用力，兩個力的大小相等，故C錯誤；
D．著陸后，返回艙對地面的壓力和地面對返回艙的支持力，作用在兩個物體上，不是一對平衡力，故D錯誤。
故選：B。
【變式3-2】（多選）如圖所示，小球從左側(cè)斜面的P點由靜止釋放，在右側(cè)斜面上能到達(dá)的最高位置是Q點，M、N是小球運動過程中先后通過的兩個等高點，下列關(guān)于該過程的說法中正確的是（ ）
A．小球在左側(cè)斜面向下運動的過程中，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能
B．小球從P點向Q點運動的過程中，機械能減小
C．小球從P點向Q點運動的過程中，所受支持力不做功
D．小球通過M、N兩點時的速度大小相等
【答案】BC。
【解答】解：A、由于最高點P和Q不等高，故機械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左側(cè)斜面向下運動的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能，故A錯誤；
B、小球從P點向Q點運動的過程中，存在阻力，機械能減小，故B正確；
C、小球從P點向Q點運動的過程中，支持力與運動的方向是垂直的，故所受支持力不做功，故C正確；
D、M、N是小球運動過程中先后通過的兩個等高點，小球在M、N兩點重力勢能相同，由于機械能減小，小球在N的動能小于在M點的動能，故小球通過M、N兩點時的速度大小不相等，故D錯誤。
故選：BC。
【變式3-3】2022年4月16日，神舟十三號飛船返回艙帶著航天員和所搭載物品成功著陸安全返回地球，在進(jìn)入大氣層的時候，返回艙以數(shù)千米每秒的速度與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，燃起2000多度高溫的火焰，變成燃燒的火球（如圖）。這是因為飛船返回艙的底部在進(jìn)入大氣層后會強烈壓縮空氣，返回艙的 機械能 轉(zhuǎn)化為空氣的 內(nèi)能 ，導(dǎo)致飛船周圍的空氣溫度急劇上升，達(dá)到上千攝氏度。為了避免飛船被燒毀，返回艙的外部會涂有燒蝕材料，雖然返回艙周圍的溫度非常高，但是飛船內(nèi)卻很舒適，宇航員不會受到影響，所以大家不需要擔(dān)心。
【答案】機械能；內(nèi)能。
【解答】解：依據(jù)題意可知，返回艙與大氣層發(fā)生劇烈摩擦?xí)r，機械能減小，內(nèi)能增大，實現(xiàn)了返回艙的機械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能。
故答案為：機械能；內(nèi)能。
鞏固訓(xùn)練
一、選擇題。
1．（2022秋?雁塔區(qū)校級期末）從流光溢彩的“冰立方”到晶瑩剔透的“冰雪五環(huán)”，北京冬奧會開幕式把中國科技與文化自信展現(xiàn)得淋漓盡致?！氨⒎健焙汀氨┪瀛h(huán)”都由LED呈現(xiàn)，“冰雪五環(huán)”藏在“冰立方”內(nèi)部，像從盒子里抽出紙巾一樣，在43s內(nèi)被拉高13m，如圖所示。下列分析正確的是（ ）
A．“冰雪五環(huán)”上升過程中平均速度為0.03m/s
B．“冰雪五環(huán)”上升過程中機械能不變
C．“冰雪五環(huán)”上升過程中只受重力作用
D．“冰雪五環(huán)”上升過程中相對“冰立方”是運動的
【答案】D。
【解答】解：A、“冰雪五環(huán)”上升過程中平均速度為：，故A錯誤；
B、“冰雪五環(huán)”上升過程中質(zhì)量和速度不變，高度增加，機械能增大，故B錯誤；
C、“冰雪五環(huán)”上升過程中受重力和支持力作用，故C錯誤；
D、“冰雪五環(huán)”上升過程中相對“冰立方”的位置在不斷變化“冰雪五環(huán)”是運動的，故D正確。
故選D。
2．（2023?三江縣校級一模）如圖是一名運動員投擲飛鏢時的場景，他將飛鏢按圖示虛線方向投出，整個過程不計空氣阻力，則下列說法正確的是（ ）
A．飛鏢在空中會一直沿虛線方向飛行，擊中P點
B．飛鏢在空中飛行過程中，運動員對飛鏢做了功
C．飛鏢在空中飛行過程中，機械能先增大后減小
D．飛鏢在空中飛行過程中，機械能保持不變
【答案】D。
【解答】解：A、將飛鏢按圖示虛線方向投出，飛鏢受重力作用，由于重力的方向豎直向下，飛鏢不做直線運動，故不能擊中靶上的P點，故A錯誤；
B、飛鏢在空中飛行過程中，運動員對飛鏢沒有力的作用，所以運動員對飛鏢沒有做功，故B錯誤；
CD、飛鏢在空中飛行過程中只受重力作用，不計空氣阻力，飛鏢的機械能保持不變，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故C錯誤，D正確。
故選：D。
3．（2022秋?建鄴區(qū)期末）被豎直上拋的籃球，離開手至落地前，經(jīng)歷上升、下降兩個過程。其中在A、B兩點位置時的動能和重力勢能如下表所示。下列判斷正確的是（ ）
A．球在A點的高度一定小于B點的
B．球在A點的速度一定大于B點的
C．球在A點時一定處于上升過程
D．球在B點時一定處于下落過程
【答案】D。
【解答】解：豎直上拋的籃球，籃球經(jīng)歷上升、下降兩個過程，在A點的機械能＝動能+重力勢能＝4J+7J＝11J，B點的機械能＝動能+重力勢能＝8J+2J＝10J，故A點的機械能大于B點的機械能，可知A是上升階段的某一點，B是下落過程的某一點，故C錯誤，D正確；
A點的動能小于B點的動能，故A點的速度小于B點的速度；故B錯誤；A點的重力勢能大于B點的重力勢能，故A的高度大于B點的高度，故A錯誤；
故選：D。
4．（2022秋?靖江市期末）如圖所示，完全相同的兩個小球A、B分別與輕質(zhì)棉線和輕質(zhì)彈簧連接，將兩球拉高使棉線與彈簧在同一水平方向上，此時彈簧處于原長狀態(tài)，且彈簧原長長度（O'B）小于棉線長度（OA），由靜止釋放后，兩球運動到最低點時在同一水平面上（不計空氣阻力），關(guān)于小球A、B在這一段運動過程能量變化的描述，下面說法正確的是（ ）
A．兩個小球A、B的機械能保持不變，最低點時兩球的動能相等
B．兩個小球A、B的機械能保持不變，最低點時A球的動能大于B球的動能
C．兩個小球A、B的機械能保持不變，最低點時A球的動能小于B球的動能
D．A球的機械能不變，B球的機械能減少，最低點時A球的動能大于B球的動能
【答案】D。
【解答】解：兩個小球質(zhì)量相同，且開始時處于同一高度，因此它們具有的重力勢能相等，也就是機械能相等。由題意可知，兩球下降的高度相等，則兩球的重力勢能減小量相等，即兩球損失的重力勢能相等。不計空氣阻力，運動過程中兩個小球A的機械能保持不變，當(dāng)A球擺動到最低點時，它的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能，即動能等于原來的重力勢能；B球在下降的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和彈簧的彈性勢能，小球B的機械能減少，因此A球的動能大。故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
5．（2023?定遠(yuǎn)縣校級一模）如圖所示的滾擺，上下往復(fù)運動幅度越來越小，最終停在最低點。則下列說法中錯誤的是（ ）
A．滾擺的動能與重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化
B．滾擺下降時重力勢能減小、動能增大
C．滾擺在最高點時，處于平衡狀態(tài)
D．滾擺上下往復(fù)的過程中，其機械能不斷減小
【答案】C。
【解答】解：A、滾擺向上運動的過程中，由于高度升高，則重力勢能增加，同時速度減小，則動能減小，即動能轉(zhuǎn)化為了重力勢能；下降過程中，由于高度減小，則重力勢能減小，同時速度增加，則動能增加，即重力勢能轉(zhuǎn)化為了動能，故A正確；
B、滾擺質(zhì)量不變，下降時高度減小，速度增大，故重力勢能減小，動能增大，故B正確；
C、滾擺在上升到最高點時，只受到重力作用，不受平衡力，故沒有處于平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D、在滾擺運動過程中，滾擺需要克服阻力做功，有一部分機械能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能在減小，故D正確。
故選：C。
6．（2022秋?廣陵區(qū)期末）2022年卡塔爾世界杯足球賽已圓滿落幕，如圖是某次比賽中足球落地后又彈起的示意圖，圖中B為第一次彈起的最高點，不計空氣阻力。分析可知，足球（ ）
A．在B點時受力平衡
B．在B點時，若所受力全部消失，將靜止不動
C．在A、C兩點動能可能相等
D．在整個運動過程中，足球的機械能守恒
【答案】C。
【解答】解：A．不計空氣阻力，足球在B點時只受重力，故足球受力不平衡，故A錯誤；
B．足球在B點時，足球有水平方向的速度，若所受力全部消失，根據(jù)牛頓第一定律可知，足球?qū)⒆鰟蛩僦本€運動，運動狀態(tài)保持不變，故B錯誤；
C．由題圖可知，足球落地彈起后的高度越來越低，說明足球的機械能逐漸減小，故足球在A點的機械能大于其在C點的機械能，而足球在A點的重力勢能大于其在C點的重力勢能，故足球在A、C兩點的動能可能相等，故C正確；
D．在運動過程中，足球的機械能不斷減小，所以不僅存在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，還存在機械能轉(zhuǎn)化與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，足球的機械能不守恒，故D錯誤。
故選：C。
7．（2022秋?汕尾期末）如圖所示，用手托著兩個雞蛋勻速升高1m。下列說法正確的是（ ）
A．雞蛋的重力勢能不變B．雞蛋的機械能守恒
C．雞蛋處于非平衡狀態(tài)D．手對雞蛋做了功
【答案】D。
【解答】解：A、用手托著兩個雞蛋勻速升高1m，雞蛋的質(zhì)量不變，高度增加，重力勢能變大，故A錯誤；
B、雞蛋勻速升高時，質(zhì)量不變、速度不變、動能不變；高度增加、重力勢能增加，則機械能增大，故B錯誤；
C、用手托著兩個雞蛋勻速升高時，做的是勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，故C錯誤；
D、用手托著兩個雞蛋勻速升高1m，有力作用在雞蛋上，雞蛋在力的方向上通過了距離，所以人對雞蛋做了功，故D正確。
故選：D。
8．（2023?三江縣校級一模）下列圖形中，屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是（ ）
A． 做功沖程B． 彎折鐵絲
C． 滑下滑梯D．壓縮點火
【答案】A。
【解答】解：A、在內(nèi)燃機的做功沖程中，燃?xì)馀蛎泴ν庾龉?，將?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，符合題意；
B、彎折鐵絲時，是通過做功將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不合題意；
C、滑下滑梯時，與滑梯發(fā)生摩擦做功，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不合題意；
D、壓縮點火，屬壓縮氣體做功，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不合題意。
故選：A。
9．（2022?東勝區(qū)一模）如圖所示，質(zhì)量一定的木塊放在由同種材料制成的粗糙程度均勻的水平桌面上。木塊在水平拉力F作用下從A點由靜止開始運動，運動得越來越快；當(dāng)木塊到達(dá)B點時，撤去拉力F，木塊持續(xù)滑動，運動得越來越慢，最后停在C點。下列說法正確的是（ ）
A．木塊在AB段所受的摩擦力小于在BC段所受的摩擦力
B．木塊在AB段運動得越來越快，說明力能維持物體運動
C．木塊在AB段運動得越來越快，木塊具有的慣性越來越大
D．木塊在BC段運動得越來越慢，木塊的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
【答案】D。
【解答】解：A、因為壓力和接觸面的粗糙程度都沒有變，故木塊在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力，故A錯誤。
B、木塊在AB段運動得越來越快，說明力是改變物體運動狀態(tài)的原因，不能說明力能維持物體運動，故B錯誤。
C、木塊具有的慣性與木塊質(zhì)量有關(guān)，故C錯誤。
D、木塊在BC段運動得越來越慢，木塊有部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D正確。
故選：D。
10．（2022春?房山區(qū)期中）（多選）如圖所示，質(zhì)量一定的木塊放在由同種材料制成的粗糙程度均勻的水平桌面上，木塊在水平拉力F作用下從A點由靜止開始運動，運動得越來越快；當(dāng)木塊到達(dá)B點時，撤去拉力F，木塊繼續(xù)滑動，運動得越來越慢，最后停在C點。已知AB＝BC，則下列說法中正確的是（ ）
A．木塊在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力
B．拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功
C．木塊在AB段的動能越來越大
D．木塊在B點的機械能大于在C點的機械能
【答案】ACD。
【解答】解：A．木塊在AB段和BC段對桌面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，所以所受的摩擦力不變，即木塊在AB段所受的摩擦力等干在BC段所受的摩擦力，故A正確；
B．拉力F在AB段做的功等于拉力與木塊在拉力方向上移動距離的乘積，在BC段撤去拉力F，因此拉力F不再對木塊做功，故B錯誤；
C．木塊從A點由靜止開始運動，在到達(dá)B點的過程中，速度越來越大，木塊的質(zhì)量不變，木塊在AB段的動能越來越大，故C正確；
D．木塊在B點與在C點的高度相同，重力勢能相同，木塊在B點的速度大于在C點速度，因此木塊在B點的動能大于在C點的動能，故木塊在B點的機械能大于在C點的機械能，故D正確。
故選：ACD。
11．（2023?明山區(qū)校級模擬）（多選）2022年潘帕斯雄鷹阿根廷隊取得世界杯冠軍，梅西贏得大滿貫。下列關(guān)于比賽中情景說法正確的是（ ）
A．球員用力蹬地奔跑，利用了物體間力的作用是相互的
B．足球離腳后上升過程中，由于受到慣性，速度越來越小
C．足球在空中加速下落，機械能的轉(zhuǎn)化情況是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能
D．場邊記者肩扛攝像機靜止時，記者受到的重力和支持力是平衡力
【答案】AC。
【解答】解：A．球員用力蹬地起跳，腳要用力蹬地，腳給地面力，同時地面給人一個力，于是人跳起，說明物體間力的作用是相互的，故A正確；
B．慣性是物體的一種屬性，足球離腳后上升過程中，由于慣性還能繼續(xù)向上運動，不能說受到慣性，故B錯誤；
C．足球在空中加速下落，足球的重力勢能變小，動能增加，故重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故C正確；
D．場邊記者肩扛攝像機靜止時，支持力的大小等于攝像機和記者的重力，故記者受到的重力小于地面對記者的支持力，不是一對平衡力，故D錯誤。
故選：AC。
二、填空題。
12．（2023?湖北模擬）2022年4月16日9時56分，神舟十三號載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場成功著陸。如圖，當(dāng)飛船返回艙下降到一定高度后打開降落傘，返回艙減速下落。此過程中，返回艙和降落傘受到的阻力與重力 不平衡 （選填“平衡”或“不平衡”），返回艙的機械能 減小 （選填“增大”“減小”或“不變”）。為達(dá)到更好的緩沖效果，在返回艙距離地面1m時，返回艙上的四臺發(fā)動機同時 向下 （選填“向上”或“向下”）噴出高溫燃?xì)膺M(jìn)一步減緩下落速度，從而實現(xiàn)平穩(wěn)著陸。
【答案】不平衡；減??；向下。
【解答】解：（1）返回艙下落的過程中豎直方向受到重力和阻力，這兩個力方向相反，作用在同一個物體上，但由于返回艙做減速運動，運動狀態(tài)在變化，受到非平衡力作用，所以兩個力不平衡。
（2）返回艙下落的過程中速度越來越小，動能變小，高度越來越低，重力勢能變小，所以機械能越來越小。
（3）返回艙要進(jìn)一步減緩下落速度，那么在與運動方向相反的方向應(yīng)該受到一個較大的力，所以返回艙上的四臺發(fā)動機應(yīng)該同時向下噴出高溫燃?xì)猓梦矬w間力的作用的相互性，產(chǎn)生向上的力，實現(xiàn)減緩下落速度。
故答案為：不平衡；減??；向下。
13．（2022秋?淮陰區(qū)期末）在足球比賽中，足球離腳在空中飛行的過程中，運動員 一定不 （填“一定”、“一定不”、“可能”）對足球做功。如果不計空氣阻力，足球在空中下落的過程中，其動能將 變大 （填“變大”、“不變”、“變小”），實質(zhì)是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
【答案】一定不；變大。
【解答】解：（1）當(dāng)足球離開運動員的腳之后，運動員對足球施加的力就消失了，由于慣性向前運動了一段距離，運動員沒有對足球施加力的作用，故沒做功；
（2）不計空氣阻力，足球在下落過程中，質(zhì)量不變，速度變大，動能變大；高度降低，重力勢能變小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
故答案為：一定不；變大。
14．（2022秋?徐州期末）如圖所示，撐桿跳高運動員提桿加速助跑過程中，是為了增大自身的 動能 ，然后用壓彎的撐桿把自己送上高處，這是因為壓彎了的撐桿具有 彈性勢能 ，最后轉(zhuǎn)化為運動員的 重力勢能 ，使他越過橫桿（以上均選填“動能”、“重力勢能”或“彈性勢能”）。
【答案】動能；彈性勢能；重力勢能。
【解答】解：撐桿跳高運動員提桿加速助跑過程中，質(zhì)量不變，速度增大，即是為了增大自身的動能；壓彎的撐桿發(fā)生了彈性形變，所以具有彈性勢能。運動員越過橫桿時，他的位置升高，重力勢能增加，所以是將彈性勢能最終轉(zhuǎn)化為運動員的重力勢能。
故答案為：動能；彈性勢能；重力勢能。
15．（2022?濱海新區(qū)二模）中國航天躋身世界第一方陣，人造衛(wèi)星對推動國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)做出了積極貢獻(xiàn)。圖中衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運行。衛(wèi)星由遠(yuǎn)地點向近地點運行時，動能 增大 （選填“增大”“減小”或“不變”）；機械能 守恒 （選填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】增大；守恒。
【解答】解：衛(wèi)星在太空中運行時，處于真空狀態(tài)，機械能守恒；在遠(yuǎn)地點時，衛(wèi)星的重力勢能最大，動能最小，在近地點時，衛(wèi)星重力勢能最小，動能最大，從遠(yuǎn)地點向近地點運動時，衛(wèi)星的動能增大。
故答案為：增大；守恒。
16．（2022?許昌二模）2022年4月16日，中國“太空出差三人組”翟志剛、王亞平、葉光富結(jié)束了183天的太空之旅，圓滿完成神十三太空飛行任務(wù)，成功著陸，讓全世界都感慨中國科技的力量。搭載三名航天員的返回艙表面在經(jīng)歷大氣層的短短幾分鐘內(nèi)，由于與大氣的劇烈摩擦，溫度會升至2000℃左右，然而，艙內(nèi)溫度卻能保持在25℃左右，這都得益于返回艙表面的耐高溫、高強度、蜂窩狀的碳纖維隔熱材料的熔化、升華 吸收 （選填“放出”或“吸收”）大量的熱，同時將熱耗散在大氣層中；返回艙穿越大氣層的過程是返回艙的 機械能 能轉(zhuǎn)化為隔熱層的內(nèi)能。
【答案】吸收；機械能。
【解答】解：（1）蜂窩狀的碳纖維隔熱材料的熔化、升華時會吸收大量的熱；返回艙穿越大氣層的過程是返回艙的克服阻力做功的過程，有部分機械能會轉(zhuǎn)變成內(nèi)能。
故答案為：吸收；機械能。
三、解答題。
17．（2021秋?六盤水期末）應(yīng)某公司邀請，賀工、龍工兩位建筑師參加某火車站進(jìn)站段鐵路工程的設(shè)計，最后賀工上交了圖甲所示的設(shè)計方案圖，龍工上交了圖乙所示的設(shè)計方案圖。若你是此公司的老板，你將選擇甲、乙哪圖的設(shè)計方案，請用所學(xué)的物理知識簡要說明理由。

【解答】答：選擇甲圖的設(shè)計方案。理由：根據(jù)動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化可以知道，乙圖中火車進(jìn)站時下坡，這一過程中又有一部分重力勢能轉(zhuǎn)化為車的動能，就會使得車速提高，難以剎車，所以乙圖的設(shè)計不合理。甲圖進(jìn)站時上坡，將動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，車速減小，既便于剎車，出站時還可以將儲存的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，節(jié)省能源，所以甲圖的設(shè)計合理。
籃球位置
A點
B點
動能/J
4
8
重力勢能/J
7
2

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