12.機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒（講義）（原卷版）

浙教版中考科學(xué)一輪復(fù)習(xí)機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒彈簧模型、單擺、滾擺、斜面【知識(shí)點(diǎn)分析】一.機(jī)械能與機(jī)械能守恒1.機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能之和稱(chēng)為機(jī)械能。2.機(jī)械能守恒：物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，如果只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能的總量就保持不變，即機(jī)械能守恒。3.機(jī)械能守恒的幾種類(lèi)型（1）彈簧：在下落過(guò)程中，小球未接觸彈簧之前機(jī)械能守恒，接觸彈簧后機(jī)械能減少，隨著壓縮程度增大，彈力增大，即出現(xiàn)下圖的：a.接觸點(diǎn)：之前小球機(jī)械能守恒，之后小球機(jī)械能減小，彈簧彈性勢(shì)能增大b.平衡點(diǎn)：彈力大小等于重力，之前是加速，之后減速，該點(diǎn)動(dòng)能最大c.最低點(diǎn)：動(dòng)能為零，重力勢(shì)能最小，彈簧彈性勢(shì)能最大（2）蹦極a.接觸點(diǎn)：之前人機(jī)械能守恒，之后人機(jī)械能減小，彈簧彈性勢(shì)能增大b.平衡點(diǎn)：彈力大小等于重力，之前是加速，之后減速，該點(diǎn)動(dòng)能最大c.最低點(diǎn)：動(dòng)能為零，重力勢(shì)能最小，彈簧彈性勢(shì)能最大（3）滾擺：重力勢(shì)能與動(dòng)能之間轉(zhuǎn)化（4）單擺ac兩點(diǎn)是最高點(diǎn)，動(dòng)能為零重力勢(shì)能最大b.點(diǎn)是最低點(diǎn)，重力勢(shì)能最小，動(dòng)能最大單擺整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有首例平衡的點(diǎn)斜面重力勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能守恒【例題分析】1．2022年第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)在我國(guó)舉行，某運(yùn)動(dòng)員在高山滑雪項(xiàng)目比賽過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示（a→b→c→d→e→f），c點(diǎn)和e點(diǎn)高度相等。下列說(shuō)法正確的是（）運(yùn)動(dòng)員a點(diǎn)和d點(diǎn)機(jī)械能相等B．運(yùn)動(dòng)員從b點(diǎn)到d點(diǎn)，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能C．運(yùn)動(dòng)員在d點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為零D．運(yùn)動(dòng)員在c點(diǎn)的動(dòng)能大于e點(diǎn)的動(dòng)能2．針對(duì)如圖所示的四種現(xiàn)象：①甲圖是一個(gè)無(wú)摩擦的、不在同一平面上連續(xù)的軌道，小球從A點(diǎn)經(jīng)B、C，能滑到D；②乙圖是一個(gè)無(wú)摩擦的滾擺，將細(xì)繩繞軸轉(zhuǎn)到A點(diǎn)，放手后，能上下來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)；③丙圖是小球從高處下落到豎直放置的輕質(zhì)彈簧上，從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中，（彈簧始終保持豎直，不計(jì)空氣阻力），小球的機(jī)械能不變；④丁圖AOB是光滑軌道，A點(diǎn)的高度H大于B點(diǎn)的高度，讓小球由A點(diǎn)靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，沿軌道AOB到達(dá)B點(diǎn)后離開(kāi)（不計(jì)空氣阻力），則小球離開(kāi)B點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)軌跡最符合實(shí)際的是b，則其中能成立的是（）A．①② B．①②③ C．①②④ D．③④3．如圖所示，在一根結(jié)實(shí)的細(xì)繩的一端栓一個(gè)小球，繩子的一端固定在懸掛點(diǎn)O上，做成一個(gè)單擺。拉動(dòng)小球到B處，放手后使它擺動(dòng)起來(lái)，則小球在擺動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法不正確的是（）A．小球運(yùn)動(dòng)到最低處A時(shí)的最大速度會(huì)變小B．小球從B運(yùn)動(dòng)到A的過(guò)程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C．小球運(yùn)動(dòng)到左側(cè)的最高點(diǎn)C不可能比B點(diǎn)高D．在擺動(dòng)過(guò)程的任一位置，機(jī)械能都守恒4．如圖是某地的蹦極設(shè)備，橡皮條自由下垂時(shí)末端處在A點(diǎn)；某人從跳臺(tái)跳下后，豎直下落到C點(diǎn)被反彈，多次上下反復(fù)振動(dòng)后靜止在B點(diǎn)。下列有關(guān)不同階段的人體運(yùn)動(dòng)情況和能的轉(zhuǎn)化說(shuō)法正確的是（）A．人從A點(diǎn)下降到C點(diǎn)的過(guò)程中始終做加速運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能B．人從跳臺(tái)到達(dá)B點(diǎn)過(guò)程中，始終做加速運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能和彈性勢(shì)能C．人從C點(diǎn)上升到B點(diǎn)的過(guò)程中始終做減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成重力勢(shì)能D．人每次上升到最高點(diǎn)的高度逐漸下降，說(shuō)明該裝置能的轉(zhuǎn)化并不守恒5．如圖是體育課上小明斜向上扔實(shí)心球的場(chǎng)景，實(shí)心球離手后在空中運(yùn)動(dòng)。下列選項(xiàng)能反映鉛球動(dòng)能，重力勢(shì)能隨時(shí)間t變化關(guān)系的是（）A．B．C．D．6．如圖，讓小球從光滑軌道AOB的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由滑下，A點(diǎn)的高度H大于B點(diǎn)的高度h，沿軌道AOB到達(dá)B點(diǎn)后離開(kāi)（不計(jì)空氣阻力）。則小球離開(kāi)B點(diǎn)后的運(yùn)動(dòng)軌跡最符合實(shí)際的是（）A．a(chǎn) B．b C．c D．d7．如圖所示，足球以初速度v沿著凹凸不平的草地從a運(yùn)動(dòng)到d，足球（）A．不受摩擦力作用B．從b到c的過(guò)程機(jī)械能減少C．從a到b的過(guò)程機(jī)械能大小不變D．從c到d的過(guò)程重力勢(shì)能減少8．如圖所示是探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置，小車(chē)從粗糙斜面上某一高度由靜止開(kāi)始釋放，撞擊靜止于水平木板上的木塊（不計(jì)空氣阻力），將木塊推出一段距離，下列說(shuō)法不正確的是（）A．小車(chē)在斜面上向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，動(dòng)能增加勢(shì)能減小，機(jī)械能守恒B．小車(chē)動(dòng)能的大小是通過(guò)小車(chē)推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離來(lái)反映的C．小車(chē)釋放的高度越高，小車(chē)推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離越長(zhǎng)D．若木板的表面光滑且足夠長(zhǎng)，該實(shí)驗(yàn)裝置不能探究出小車(chē)的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)9．如圖，在光滑的水平臺(tái)面上，一輕彈簧左端固定，右端連接一金屬小球，O點(diǎn)是彈簧保持原長(zhǎng)時(shí)小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)（已知AO=OB）。小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中，判斷正確的是（）A．小球的動(dòng)能不斷增加B．彈簧的彈性勢(shì)能不斷減少C．在任一位置彈簧的彈性勢(shì)能和小球的動(dòng)能之和保持不變D．小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能相等10．如圖所示，質(zhì)量為m的小球從某一高度處?kù)o止下落，豎直落到直立于地面的輕彈簧上，在A點(diǎn)小球開(kāi)始與彈簧接觸，到B點(diǎn)時(shí)小球受到的重力與彈簧的彈力大小相等，C點(diǎn)是小球到達(dá)的最低點(diǎn)（不計(jì)空氣阻力）下列說(shuō)法正確的是（）A．下落過(guò)程中，小球重力勢(shì)能減小、動(dòng)能增大、小球與彈簧機(jī)械能不守恒B．下落過(guò)程中，小球重力勢(shì)能一直減小、動(dòng)能先增大后減小、小球與彈簧機(jī)械能守恒C．到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，小球的動(dòng)能為零，受到的重力大于彈簧的彈力D．從B到C，小球重力勢(shì)能減小、動(dòng)能先增大后減小，彈簧的勢(shì)能一直增大11．如圖所示，將一小鋼球從a點(diǎn)豎直向上拋出（不計(jì)空氣阻力），經(jīng)過(guò)b點(diǎn)到達(dá)最高點(diǎn)c時(shí)速度為零，圖中hab＝hbc，下列判斷正確的是（）A．小鋼球在ac段重力勢(shì)能的增加量與動(dòng)能的減小量相等B．就a、b、c三點(diǎn)而言，小鋼球在a點(diǎn)具有的機(jī)械能最大C．小鋼球在ab段克服重力的做功小于在bc段克服重力的做功D．小鋼球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)c時(shí)受到平衡力的作用12．小艾同學(xué)在中考體育測(cè)試中，兩次推鉛球的出手點(diǎn)分別是a點(diǎn)和d點(diǎn)，出手時(shí)鉛球的速度大小相同，b、c分別是兩次運(yùn)動(dòng)過(guò)程的最高點(diǎn)，如圖所示。不計(jì)空氣阻力，下列說(shuō)法正確的是（）A．鉛球從a點(diǎn)到b點(diǎn)重力勢(shì)能增大B．鉛球在a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于d點(diǎn)的動(dòng)能C．鉛球在a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于d點(diǎn)的動(dòng)能D．兩次推鉛球過(guò)程中機(jī)械能都不守恒13．為探究能量轉(zhuǎn)化的情況，小明將小鐵塊綁在橡皮筋中部，并讓橡皮筋穿入鐵罐、兩端分別固定在罐蓋和罐底上，如圖所示，實(shí)驗(yàn)裝置做好后，讓它從不太陡的斜面上滾下，發(fā)現(xiàn)橡皮筋被鐵塊卷緊了，接著鐵罐居然能從斜面底部自動(dòng)滾上去，以下有關(guān)能量轉(zhuǎn)化的判斷，正確的是（）A．鐵罐在斜面上從最高處滾到最低處，鐵罐的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B．鐵罐在斜面上從最高處滾到最低處，橡皮筋的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為鐵罐的動(dòng)能C．鐵罐在斜面上從最低處滾到最高處，是由于鐵罐的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能D．鐵罐在斜面上從最低處滾到最高處，橡皮筋的彈性勢(shì)能減小，鐵罐的重力勢(shì)能增大14．小明斜向上拋出一個(gè)小球，從球離開(kāi)手到最后落在地面的過(guò)程中，則動(dòng)能EK隨時(shí)間t的變化關(guān)系（不計(jì)空氣阻力），最接近下圖中的哪一個(gè)（）A． B． C． D．二、填空題15．如圖所示的單擺，讓小球從A點(diǎn)靜止釋放，小球從A點(diǎn)向B點(diǎn)擺動(dòng)的過(guò)程中，小球的動(dòng)能將___________，重力勢(shì)能將___________（均選填“變大”、“變小”或“不變”）。當(dāng)小球擺動(dòng)到最低點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)，繩子突然斷裂且所有外力均消失，則接下來(lái)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能將___________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。16．如圖所示，小球從豎直放置的彈簧正上方一定高度處由靜止開(kāi)始下落，從a處開(kāi)始接觸彈簧，壓縮至c處時(shí)彈簧最短，小球在b處時(shí)受到的彈力恰好等于重力。若不計(jì)空氣阻力，則從a至c的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能_________（填具體變化情況，下同），小球的動(dòng)能_________，小球的機(jī)械能_________。17．某氣象衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行，當(dāng)它從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，________轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______，_______增大_________減小。（選填“重力勢(shì)能”或“動(dòng)能”）18．小球從某一高度下落后，反復(fù)彈起，高度越來(lái)越低，如圖所示，A、B、C、D在同一水平高度，則小球在A點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能___________D點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能；在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能___________C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能。（均選填“大于”、“等于”或“小于”）19．如圖是上海明珠線(xiàn)某輕