專題12 機械能及能量守恒定律(解析版)

1、專題 12 機械能及能量守恒定律一、填空題1天工開物中寫道“凡弓弦取食柘葉蠶繭”，指出用多股蠶絲作為弓的弦，這說明蠶絲好，拉彎的弓把箭射出去，是把弓的能轉(zhuǎn)化為箭的好，拉彎的弓把箭射出去，是把弓的能轉(zhuǎn)化為箭的能。答案】彈性 彈性勢 機械解析】 弓的弦需要發(fā)生彈性形變，用多股蠶絲作為弓的弦，這說明蠶絲彈性好。拉彎的弓具有彈性勢能，拉彎的弓把箭射出去，將彈性勢能轉(zhuǎn)化為機械能。2我國獨立自主研制的火星探測器“天問一號”沿橢圓軌道繞火星運動時，不考慮空氣阻力，機械只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，由近火點向遠火點運動時，探測器的動能，機械選填“變大”、“變小”或“不變”）。遠光點t*遠光點t答案】變小 不變解析

2、】 “天問一號”沿橢圓軌道繞火星運動時，不考慮空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，由近 火點向遠火點運動時，探測器高度增加，重力勢能增加，探測器的動能將變小，動能轉(zhuǎn)化成 重力勢能。因為運動過程中，不考慮空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，故機械能守恒，由近火點 向遠火點運動時，機械能不變。二、單選題3如圖所示，艦載機既要在航母上起飛，又要在航母上降落。下列說法正確的是（）空中加油機對勻速飛行的艦載機加油過程中，艦載機動能不變BC艦載機的著艦速度越快，它的慣性越大D空中加油機對勻速飛行的艦載機加油過程中，艦載機動能不變BC艦載機的著艦速度越快，它的慣性越大D艦載機著艦時，阻攔索的拉力改變了它的運

3、動狀態(tài)【答案】D【解析】艦載機加速升空的過程中，質(zhì)量不變，速度增加，高度增加，所以動能增加，重力勢能 增加，所以它的機械能增加，故A錯誤；空中加油機對勻速飛行的艦載機加油過程中，艦載機的速度不變，質(zhì)量增加，所以動能 增加，故 B 錯誤；艦載機的慣性只與它的質(zhì)量有關(guān)，與速度無關(guān)，質(zhì)量不變，則慣性不變，故C錯誤；艦載機著艦時，在阻攔索的拉力的作用下，速度減小，所以改變了它的運動狀態(tài)，故D 正確。故選Do周末，小麗跟媽媽去千佛山游玩，如圖所示，小麗和媽媽乘坐纜車勻速上山時，她們的 （）A.勢能減小B.勢能增大C.動能減小D.動能增大【答案】B【解析】纜車勻速上山的過程中，質(zhì)量不變，速度不變，但高度增

4、大，所以動能不變，重力勢能增大， 故 ACD 不符合題意， B 符合題意。故選 B。如圖所示，小球由靜止開始沿著粗糙的曲面從a點向d點運動，其中b和d兩點在同一 水平高度。下列說法中正確的是（ ）小球從a點運動到c點，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能小球在b點的機械能大于在c點的機械能小球在b點的動能等于在d點的動能小球從a點運動到d點的過程中，機械能一定全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】 B【解析】由題意可知，小球從a點運動到c點，要克服摩擦力做功，重力勢能會部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能, 故A錯誤；小球從b點運動到c點時，克服摩擦力做功，會損失部分機械能，故小球在b點的機械 能大于在c點的機械能，故B正確；小球從b點運動到d

5、點時，克服摩擦力做功，會損失部分機械能，小球在b點的機械能 大于在d點的機械能，其中b和d兩點在同一水平高度，重力勢能相等，故小球在b點的動 能大于在d點的動能，故C錯誤；小球從a點運動到d點的過程中，由于摩擦，機械能部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D錯誤。 故選B。6撐竿跳高是一項對壓竿和起跳技術(shù)要求很高的體育運動。如圖所示是運動員在一次比賽 中的情景，從竿處于最大彈性形變到運動員松開竿的過程中（不考慮空氣阻力）（ ）竿的彈性勢能增大，運動員的機械能減小竿的彈性勢能增大，運動員的機械能增大竿的彈性勢能減小，運動員的機械能減小竿的彈性勢能減小，運動員的機械能增大【答案】D【解析】圖示中，不計空氣阻力，竿從彈

6、性形變最大到運動員松開竿的過程中，竿逐漸恢復(fù)原狀，則 竿的彈性勢能減小，減小的彈性勢能轉(zhuǎn)化為運動員的機械能，所以運動員的機械能增大，故 ABC 不符合題意， D 符合題意。故選 D。小球豎直向上運動并落回地面的過程中，先后經(jīng)過A、B兩點。小球在這兩點的動能和 重力勢能如圖所示，則小球在B點的（） 動能等于在A點的B.機械能大于在A點的 速度比在A點的大D.離地高度比在A點的高【答案】C【解析】AC.由圖可知，小球在B點的動能大于A點的動能，動能大小跟物體的質(zhì)量和速度有關(guān)， 小球的質(zhì)量不變，所以小球在B點的速度大于A點速度，故A不符合題意，C符合題意；球在運動過程中沒有發(fā)生彈性形變，所以機械能等

7、于動能和重力勢能之和，由圖知，球 在A點動能和B點重力勢能相等，A點的重力勢能大于B點的動能，所以A點的機械能大 于 B 點的機械能，故 B 不符合題意；A點的重力勢能大于B點的重力勢能，重力勢能跟物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，球的質(zhì)量不 變，所以球在A點的高度大于B點的高度，故D不符合題意。故選Co2021年5月29日晚，由“長征七號”火箭助推發(fā)射的“天舟二號”貨運飛船順利升空，進入 預(yù)定軌道，開始追趕“天和”核心艙。30日凌晨，“天舟二號”與“天和”成功對接。下列說法正 確的是（ ）“天和”核心艙通過超聲波與地面基站傳遞信息“天舟二號”的太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為機械能追趕過程中，以“天舟二號”為參

8、照物，“天和”是運動的“天舟二號”加速升空，動能、重力勢能增加，機械能守恒【答案】 C【解析】A超聲波不能在真空中傳播，電磁波能在真空中傳播，“天和”核心艙通過電磁波與地面基 站傳遞信息，故A錯誤；“天舟二號”的太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故B錯誤；追趕過程中，以“天舟二號”為參照物，“天和”相對于“天舟二號”位置發(fā)生改變，“天和” 是運動的，故C正確；“天舟二號”加速升空，速度變大，動能增加，高度變大，重力勢能增加，機械能增加， 故D錯誤。故選 Co2021年4月13日，中國女足淘汰韓國女足，晉級東京奧運會。如圖所示為一隊員傳球的情景，下列分析正確的是（ ）足球上升到最高點時受平衡力的作用

9、足球下降過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能足球由于慣性離開腳后繼續(xù)向前運動假如正在向前運動的足球所受的力全部消失，它將會靜止【答案】C【解析】足球上升到最高點時，只受到重力作用，處于非平衡狀態(tài)，受到非平衡力的作用，故A 錯誤；足球下降過程中，高度降低，速度增大，是將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故B錯誤；足球離開施力物體后，還能繼續(xù)向前運動，是因為自身的慣性，故C正確；根據(jù)牛頓第一定律可知正在向前運動的足球所受的力全部消失，它將會做勻速直線運動, 故 D 錯誤。故選Co如圖所示，滑板運動員從高處沿坡道加速下滑的過程中，運動員的（）A.動能減小B.重力勢能增大C.動能不變D.重力勢能減小【答案】 D【解析】加速下滑

10、的過程中，高度變小，重力勢能減小，速度增大，動能變大，故 ABC 不符合題意D 符合題意。故選 D。如圖甲所示，輕彈簧豎直固定在水平面上，t 0時刻，將一重為G的金屬小球從彈簧正上方某一髙度處靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后被彈簧彈起，上升到定高度后再下落，如此反復(fù)，通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力f隨時間f隨時間t變化的圖象如圖乙所示，貝y（）OAF(N)80壓力傳感器ABCABCDt 時刻小球的動能最大1時刻小球的重力勢能最大t時刻小球的機械能等于t時刻小球的機械能21從開始下落到第一次到達最低點，小球內(nèi)能的增加量小于這兩個時刻小球機械能的減少【答案】D解

11、析】AB. t1時刻小球剛與彈簧接觸，與彈簧接觸后，開始一段時間內(nèi)彈力小于重力，則小球仍 然向下做加速運動，其動能變大，剛釋放時高度最高，重力勢能最大，故AB不符合題意;t時刻彈簧具有彈性勢能，t時刻彈簧沒有彈簧彈性勢能，所以小球機械能變小，故C 21不符合題意；D.從開始下落到第一次到達最低點，這兩個時刻小球機械能的減少量等于彈簧彈性勢能增 加量和小球內(nèi)能增加量，故小球內(nèi)能的增加量小于這兩個時刻小球機械能的減少量，故D 符合題意。故選Do牛頓第一定律揭示了運動和力的關(guān)系，由此判斷下列說法正確的是（）A物體受到力的作用，運動狀態(tài)一定改變B物體在平衡力的作用下，機械能可能不變A物體受到力的作用，

12、運動狀態(tài)一定改變B物體在平衡力的作用下，機械能可能不變C只有運動的物體才具有慣性DD答案】 B解析】當(dāng)物體受到力，但所受合力為零時物體運動狀態(tài)不變，故A錯誤；物體在平衡力的作用下靜止時，其機械能不變，故B正確；慣性是物體本身的一種性質(zhì)，任何物體在任何情況下都具有慣性，故C錯誤；勻速轉(zhuǎn)動的物體運動方向隨時間發(fā)生了改變，所以運動狀態(tài)改變了，故D錯誤。 故選B。13撐桿跳是使用撐桿做一系列動作使人體越過一定高度的田徑項目，它可依次分解為如圖所示幾個連續(xù)的過程。目前，男子撐桿跳世界紀錄6.18m）比跳高世界紀錄（2.45m）高很 多，從能量的角度分析，原因之一是在“舉腿引體”過程中（）持桿助跑插穴起跳

13、縣垂擺體舉腿引體轉(zhuǎn)體過桿利用了人體的慣性人體的重力勢能轉(zhuǎn)化為了動能人體的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為了重力勢能人體的動能轉(zhuǎn)化為了撐桿的彈性勢能【答案】C【解析】在舉腿引體的過程中，利用的是能量的轉(zhuǎn)化，不是利用慣性，故A不符合題意；BCD.在舉腿引體的過程中，人以撐桿為支撐物，對自己做功，消耗人體的化學(xué)能，轉(zhuǎn)化為 重力勢能，使重力勢能增大，使得人繼續(xù)向上運動，所以跳的更高，故C符合題意，BD不 符合題意。故選 C。水上蹦床是一種水上娛樂項目，游客站在上面可以自由蹦跳（如圖）。對于蹦床運動的 分析，下列說法錯誤的是（ ）游客每次蹦跳一定到達同一最高點，因為能量是守恒的游客接觸蹦床向下運動到最低點時，蹦床的彈性勢能

14、最大游客離開蹦床向上運動過程中，他的動能減小，重力勢能增大游客想彈得更高，就要在蹦床上發(fā)力，此過程將消耗游客體能【答案】A【解析】從整個系統(tǒng)來說能量是守恒的。但游客在運動過程中需要克服空氣阻力做功，一部分機 械能會轉(zhuǎn)化為人的內(nèi)能，所以會越跳越低。故A錯誤，符合題意；游客在最低點時蹦蹦床的彈性形變最大，其彈力最大，故B正確，不符合題意；游客離開蹦床向上運動過程中，質(zhì)量不變，速度變慢，高度增加，因此他的動能減小， 重力勢能增大，故C正確，不符合題意；想彈得更高，就要增加蹦床的彈性勢能，而蹦床的彈性勢能是通過消耗人體的能量來獲 得的，故D正確，不符合題意。故選 A。一摞棋子靜止在水平桌面上，用鋼尺快

15、速擊打中間的一顆棋子，該棋子飛出而上面棋子棋子飛出后，其動能轉(zhuǎn)化為重力勢能棋子被擊飛后，在慣性的作用下會繼續(xù)運動棋子被擊飛，說明力改變了物體的運動狀態(tài)【答案】 D【解析】棋子飛出后，仍然受到重力的作用，故A錯誤；B棋子飛出后，其速度變大，動能變大，高度降低，重力勢能變小，故其重力勢能轉(zhuǎn)化為 動能，故 B 錯誤；慣性是物體本身的一種屬性，慣性不是力，故“慣性的作用”這一說法錯誤，故C錯誤；棋子受到鋼尺力的作用被擊飛，由靜止變?yōu)檫\動狀態(tài)，說明力可以改變物體的運動狀態(tài)， 故 D 正確。故選Do滑雪是人們喜愛的運動。如圖所示，某同學(xué)坐在輪胎上從雪道的A點由靜止開始滑下， 經(jīng)最低點B滑行到右邊坡道的最高

16、點C,輪胎與雪道之間有摩擦力存在。從A到C的過程 中（ ）A重力勢能一直減少B.動能一直減少C.動能一直增加D機械能一直減少【答案】D【解析】ABC.某同學(xué)從A到B的過程中，高度變小，質(zhì)量不變，重力勢能變??；速度變大，質(zhì)量 不變，動能變大；從B到C的過程中，高度變大，質(zhì)量不變，重力勢能變大；速度變小， 質(zhì)量不變，動能變?。粡腁到C的過程中，動能先變大后變小，重力勢能先變小后變大， 故 ABC 錯誤；D.由于輪胎與雪道之間有摩擦力存在，克服摩擦力做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能會變 少，故D正確。故選Do如圖所示，擺球由A點靜止釋放，經(jīng)過最低點O到達B點，A、B兩點等高。關(guān)于擺球， 下列說法中正確

17、的是（ ）從A點到B點的過程中機械能守恒在B點時處于平衡狀態(tài)在O點時重力勢能最大從A點到O點動能轉(zhuǎn)化為重力勢能【答案】 A【解析】因為A、B兩點等高，可知小球在擺動過程中機械能沒有損耗，即機械能守恒，故A正確；小球擺到B點時，受到非平衡力的作用，處于非平衡狀態(tài)，故B錯誤；在O點時為最低點，高度最低，而質(zhì)量不變，所以在O點時重力勢能最小，故C錯誤；小球從A點到O點的過程中，質(zhì)量不變，高度減小，速度增大，是將重力勢能轉(zhuǎn)化為動 能，故D錯誤。故選 Ao高空墜物危害大，就算一個蘋果從十層高樓自由落下都可能把汽車玻璃砸爛。下列說法正確的是（ ）B高空的蘋果沒有重力勢能B高空的蘋果沒有重力勢能D.下落過程中蘋果的重力勢能增大C.下落過程中蘋果的動能減小【答案】A【解析】物體由于運動而具有的能叫做動能，所以運動的蘋果具有動能，故A正確；物體由于處在一定高度并受到重力而具有的能叫做重力勢能,高空的蘋果具有重力勢能， 故B錯誤；CD.蘋果下落過程中質(zhì)量不變，速度越來越快，所以動能增大，高度降低，所以重力勢能 減小，故CD錯誤。故選 A。三、雙選題如圖所示，將小球壓入水中，在。處靜止釋放，小球始終沿直線向上運動，躍出水面后 最高到達空中c處，小球在b處受到的合