第22講 能量形式與機械能（原卷版）

第22講能量的形式與機械能能量的形式及相互轉(zhuǎn)化機械能的變化機械能守恒一.認識能量1.能量的定義：描述物體對外做功的本領(lǐng)，也稱為能。2．一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的能量越大。二.不同形式的能量及利用1.機械能：機械能是動能與勢能的總和，這里的勢能分為重力勢能和彈性勢能?！具\動中的物體都具有機械能】2.光能：以太陽光或其他光源發(fā)出的光具有的能量3.化學(xué)能：物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)變化積累或釋放出來的能量4.熱能：主要表現(xiàn)為溫度變化，運動劇烈，摩擦運動5.核能：核變化產(chǎn)生的能量6.潮汐能與風(fēng)能：自然界的能量，類似于機械能7.聲能：雪崩，或者超聲波碎石8.電能：三.動能1.動能的定義：物體由于運動而具有的能量叫做動能。一切做機械運動的物體都具有動能。飛翔的小鳥、行走的人、行駛的汽車、流動的水和空氣等，都具有動能。2.動能大小的影響因素：3.實驗變量：（1）小球的初始高度：控制到達水平面的速度大?。?）不同質(zhì)量的小球：（3）物塊移動的距離：表示小球動能大小4.實驗操作：（1）相同質(zhì)量的小球從不同高度下落，探究速度對物體動能的影響（2）不同質(zhì)量的小球從相同高度下落，探究質(zhì)量對物體動能的影響5.實驗方法：控制變量法，轉(zhuǎn)化法6.實驗結(jié)論：物體的動能大小與質(zhì)量有關(guān)，與速度有關(guān)二.勢能1.重力勢能：（1）定義：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。（2）重力勢能的影響因素：（3）實驗變量：①小球的初始高度：控制到達水平面下落距離②不同質(zhì)量的小球：③陷入沙坑的距離：表示小球重力勢能大小（4）實驗操作：①相同質(zhì)量的小球從不同高度下落，探究下落高度對物體重力勢能的影響②不同質(zhì)量的小球從相同高度下落，探究質(zhì)量對物體重力勢能的影響③相同質(zhì)量的小球從運動軌跡下落，探究下落運動軌跡對物體重力勢能的影響（5）實驗方法：控制變量法，轉(zhuǎn)化法（6）實驗結(jié)論：物體的重力勢能大小與質(zhì)量有關(guān)，與下落高度有關(guān)，與運動路徑無關(guān)2.彈性勢能：(1)定義:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。(2)影響彈性勢能大小的因素:彈性勢能的大小與物體彈性形變的大小有關(guān)。三.機械能與機械能守恒1.機械能：動能和勢能之和稱為機械能。2.機械能守恒：物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中，如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,機械能的總量就保持不變，即機械能守恒。3.機械能守恒的幾種類型（1）彈簧：在下落過程中，小球未接觸彈簧之前機械能守恒，接觸彈簧后機械能減少，隨著壓縮程度增大，彈力增大，即出現(xiàn)下圖的：a.接觸點：之前小球機械能守恒，之后小球機械能減小，彈簧彈性勢能增大b.平衡點：彈力大小等于重力，之前是加速，之后減速，該點動能最大c.最低點：動能為零，重力勢能最小，彈簧彈性勢能最大（2）蹦極a.接觸點：之前人機械能守恒，之后人機械能減小，彈簧彈性勢能增大b.平衡點：彈力大小等于重力，之前是加速，之后減速，該點動能最大c.最低點：動能為零，重力勢能最小，彈簧彈性勢能最大（3）滾擺：重力勢能與動能之間轉(zhuǎn)化（4）單擺ac兩點是最高點，動能為零重力勢能最大b.點是最低點，重力勢能最小，動能最大單擺整個過程中沒有首例平衡的點斜面重力勢能與動能轉(zhuǎn)化機械能守恒考點一：能量及其形式【例1】如圖，太陽能汽車利用太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，儲存在車上的蓄電池內(nèi)，為汽車提供動力。下列說法正確的是（）

A．太陽能是一種不可再生能源B．蓄電池為汽車提供動力時，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．太陽能汽車能將接收到的太陽能全部轉(zhuǎn)化為機械能D．如太陽能汽車行駛的速度為90km/h，則行駛40s通過的路程為1000m【例2】如圖所示，全國各地分布著各種不同類型的發(fā)電站，它們在發(fā)電過程中，利用不可再生能源發(fā)電的是（）A．西藏羊八井地?zé)岚l(fā)電站 B．新疆哈密光熱發(fā)電站C．湖北宜昌三峽水力發(fā)電站 D．內(nèi)蒙托克托燃煤火力發(fā)電站考點二：機械能守恒【例1】質(zhì)量相同的甲、乙兩個小球，從同一高度自由下落經(jīng)過如圖所示的位置，不考慮空氣阻力。下列說法正確的是（）

A．此時甲、乙兩球的動能相等B．此時甲球的速度大于乙球的速度C．此時甲、乙兩球的重力勢能相等D．此時甲球的重力勢能大于乙球的重力勢能【例2】如圖甲是探究“阻力對物體運動的影響”的實驗裝置，圖乙是探究“物體的動能與質(zhì)量的關(guān)系”的實驗裝置，關(guān)于這兩個實驗的說法中錯誤的是（）

A．兩個實驗都控制物體從同一高度自由滑下，是為了保證物體到水平面時的初速度相同B．乙圖實驗得出的結(jié)論是：物體的速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大C．甲圖實驗中，雖然小車在毛巾、棉布和木板上運動的距離不同，但小車克服阻力所做的功是相同的D．甲、乙實驗中，物體運動時，機械能始終保持不變考點三：核能及轉(zhuǎn)化【例1】如圖所示，“華龍一號”是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代核反應(yīng)堆，設(shè)置了完善的嚴重事故預(yù)防和緩解措施，使核能的利用更安全。下列關(guān)于核能說法正確的是（）

A．核能可直接轉(zhuǎn)化為電能B．核反應(yīng)堆是可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置C．核能是一種可再生的能源D．核能是原子內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)釋放出來的能量【例2】如圖是核電站工作情況的方框圖，以下關(guān)于核電站的說法錯誤的是（）A．核能屬于不可再生能源 B．核電站是利用可控的核裂變發(fā)電C．核電站將核能全部轉(zhuǎn)化為電能 D．核泄漏會引發(fā)嚴重環(huán)境污染1．為了研究動能的大小與哪些因素有關(guān)，教材中設(shè)計了“小鋼球撞木塊”的實驗（如圖所示），讓靜止的小鋼球從斜面滾下，觀察木塊被推動的距離。關(guān)于該實驗的說法中（）

①該實驗的設(shè)計思路是采用轉(zhuǎn)換法，用木塊移動的距離來表示動能的大?、谠搶嶒炑芯康幕痉椒ㄊ强刂谱兞糠ǎ绶謩e控制小球滾下的高度、小球的質(zhì)量等③在實驗器材的選擇時，可以不考慮斜面的光滑程度，被撞木塊的質(zhì)量和軟硬等因素④實驗過程中，讓同一小球從不同高度落下，目的是為了讓小球獲得不同的運動速度A．只有①②④正確B．只有③④正確C．只有①③正確D．只有②④正確2．關(guān)于能，下列說法正確的是（）A．運動的物體具有的能叫做動能B．物體能夠?qū)ν庾龉Γ硎舅哂心蹸．質(zhì)量大的物體，具有的動能一定大D．只有做功的物體才具有能量3．頻閃照相是研究物體運動的重要手段之一，如圖是頻閃照片記錄豎直下落的小球每隔相等時間的位置（不計空氣阻力），則在下落過程中，小球（）A．動能逐漸減小 B．a(chǎn)位置沒有能量C．重力在bc段做功比在cd段慢 D．重力在ab段做功比在bc段多4．用如圖所示的器材探究動能大小與哪些因素有關(guān)，實驗時讓小車從粗糙斜面上由靜止開始下滑，撞擊置于水平面上的木塊，關(guān)于該實驗，下列說法中正確的是（）

A．小車從斜面下滑過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能B．小車撞擊木塊對木塊做功，使木塊獲得動能C．小車從斜面向下運動過程中機械能守恒D．本套器材只能探究小車動能大小與速度的關(guān)系5．如圖所示，一個玩具彈簧放在第一級臺階上，將彈簧一端A彎曲一定程度對準(zhǔn)第二級臺階后釋放（圖甲），之后彈簧沿幾級臺階自動向下翻滾“下樓梯”（圖乙）。彈簧在“下樓梯”過程中，有哪些機械能發(fā)生了轉(zhuǎn)化（

）

A．只有動能和重力勢能B．只有動能和彈性勢能C．只有重力勢能和彈性勢能D．動能、重力勢能和彈性勢能都發(fā)生了轉(zhuǎn)化6．蕩秋千是中小學(xué)生喜歡的游戲，如圖為蕩秋千的簡化模型。甲、乙為兩水平線，擺球從A點由靜止釋放，到達D點后返回，B、C兩點等高，下列說法正確的是（）

A．球在A、D兩點的重力勢能相等 B．球從O點到D點的過程中動能增加C．球在B、C兩點的機械能相等 D．球在擺動的過程中機械能逐漸減少7．新能源的開發(fā)和利用在中國發(fā)展勢頭強勁，是東方巨龍騰飛的助推器，如圖是我國生產(chǎn)的某品牌氫動力汽車。關(guān)于新能源，下列說法錯誤的是（）A．水能、氫燃料和天然氣都屬于新能源B．核電站利用核裂變釋放的能量來發(fā)電C．氫燃料發(fā)動機將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能D．新能源的開發(fā)可以有效緩解能源危機8．下列關(guān)于能源的說法，正確的是（）A．核反應(yīng)堆中發(fā)生的是不可控制的核裂變B．天然氣是一種清潔的能源，人類可以無盡地開發(fā)利用C．如果大量利用太陽能，可以使太陽能在短期內(nèi)消耗殆盡D．水能和風(fēng)能可以從自然界里得到，是可再生能源9．被斜向上拋出的小球在空中飛行過程中經(jīng)過不同位置時的能量情況如圖所示，下列判斷中錯誤的（

）A．經(jīng)過B、D兩位置時小球的高度相同B．經(jīng)過B、E兩位置時小球的速度大小相同C．C位置可能為最高點D．從A到B位置的過程中，小球的動能變化量小于重力勢能變化量10．中考體育考試的排球墊球項目中，用手臂將排球墊向墻壁，反彈回來后又重復(fù)墊球，如圖所示為墊球過程示意圖。下列說法中不正確的是（）

A．墊排球時，排球離開手臂上升過程中，排球所受重力方向不變B．排球從墻壁彈回手臂時，利用了排球的彈性勢能C．排球撞擊墻壁后反彈回來，說明力可以改變物體的運動狀態(tài)D．手臂墊球時，手對球的力大于球?qū)κ值牧?1．如圖，被網(wǎng)友親切稱為“村BA”的貴州省首屆“美麗鄉(xiāng)村”籃球聯(lián)賽總決賽于3月27日舉行，運動員們的精彩表現(xiàn)為觀眾留下了深刻印象。下列說法正確的是（）

A．運動員傳球助攻過程中，球的運動狀態(tài)改變 B．運動員雙手灌籃過程中，球的重力勢能不變C．運動員運球上籃過程中，球的動能保持不變 D．運動員起跳至最高點時，受到平衡力的作用12．如圖所示，當(dāng)小球從A點擺到B點時，下列說法正確的是（）

A．重力勢能增大B．速度減小C．動能減小 D．動能增大13．如圖所示，小球沿光滑的豎直放置的軌道由A點靜止向D點運動的過程中，不計空氣阻力，下列關(guān)于小球說法正確的是（）A．在A點的動能最大 B．通過B時的速度比通過C時小C．在C點比在D點的動能大 D．在A點的重力勢能比D點大14．如圖1為一幅2022年卡塔爾世界杯的宣傳畫，圖是足球以初速度沿著凹凸不平的草地從運動到的示意圖。下列說法中（）

足球運動過程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能足球在、兩點速度相等在點時足球的動能為零從到的過程中，足球減小的動能大于增加的重力勢能A．只有正確B．只有正確C．只有正確 D．只有正確15．蕩秋千時，下列判斷正確的是（）

A．以秋千為參照物，秋千上的同學(xué)是運動的B．從最高點到最低點，速度增大，人的慣性也增大C．秋千最終停下來，說明能量消失了D．蕩到最高點時，若所有外力都消失，人將保持靜止16．溜溜球是兩片球體由一個軸心連接，然后將細繩綁在軸心上，線的另一端則用繩圈綁在手指上游玩的玩具．玩溜溜球時如果不用力將球向下擲出，球就不能自動回到手上，如圖是向下擲出溜溜球后自動回到手上過程的示意圖，下列有關(guān)此過程分析不正確的是（

）A．小球向下運動時，勢能轉(zhuǎn)化為動能B．在繩全部展開時，小球的動能最大C．小球上升時，提拉繩子可對球做功D．小球垂直上升時，機械能總量不變17．小球從A點靜止釋放沿著軌道經(jīng)過B點運動到C點，然后離開軌道，在空中運動的軌跡如圖所示；最高點為D點。已知小球在B點的速度大于C點，不計空氣阻力。下列說法正確的是（）

A．小球在B、C兩點動能相等 B．小球在B、C兩點機械能相等C．小球在A、D兩點動能相等 D．小球在C、E兩點機械能相等18．如圖所示，水平桌面上有一個圓形的磁鐵導(dǎo)軌，導(dǎo)軌正上方有一個超導(dǎo)體物塊，該物塊以大小恒定的速度繞著圓形導(dǎo)軌運動，忽略空氣阻力，下列關(guān)于該物塊的說法，錯誤的是（）

A．運動狀態(tài)不變B．機械能不變C．動能不變 D．受力不平衡19．下列情境中，屬于勢能轉(zhuǎn)化為動能的是（）A．返回艙減速下降B．

懸掛的鐵鎖上擺C．

魔罐能自動滾回來D．

人造衛(wèi)星由近地點向遠地點運動20．太空之家再迎“新成員”，2023年5月30日，搭載神舟十六號載人飛船的長征二號F運載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，中國空間站全面建成后首次載人飛行任務(wù)開啟。神州十六號飛船升空過程中，下列有關(guān)說法中正確的是（

）

A．航天員相對于地球是靜止的B．航天員的重力勢能保持不變C．航天員的慣性沒有發(fā)生變化D．航天員的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能21．我國的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)得到了較大的發(fā)展．下列說法正確的是（）A．風(fēng)能是一種不可再生能源B．風(fēng)力發(fā)電機可以將機械能轉(zhuǎn)化為電能C．風(fēng)能與煤都屬于清潔能源D．風(fēng)力發(fā)電機的能量轉(zhuǎn)化效率能達到100%22．如圖是某款電輔熱的太陽能熱水器，下列說法正確的是（）

A．電能屬于一次能源B．太陽能屬于不可再生能源C．當(dāng)沒有陽光照射時，這款熱水器會利用電輔熱來加熱水，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能D．利用陽光加熱時，是通過熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能23．瞄準(zhǔn)綠色低碳，向大海要能源。2022年10月，山東能源渤中海上風(fēng)電場并網(wǎng)發(fā)電，項目總裝機50萬千瓦，每年可發(fā)電17億千瓦時。下列關(guān)于此風(fēng)電項目的說法，錯誤的是（）A．風(fēng)能屬于可再生能源B．電能屬于二次能源C．發(fā)電機的工作原