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1、第 十 章 机 械 能 及 其 转 化第三节机械能及其转化第四节水能和风能基础过关全练知 识 点 1 动能和势能的相互转化1 .【跨学科物理与生活】欢乐蹦极是孩子们特别喜欢的一项活动。它利用一张跳床、一副弹力绳和升降立柱在高空中进行跳跃。它能增加自身的协调性，让关节和肌肉受到特有的拉力，既能强身健体又有浓厚的趣味性。如图所示,是某小孩在玩欢乐蹦极的情景。当他在最低点时,弹力绳的弹性势能最;小孩在上升过程中,先是将 能转化为 能,后是将 能转化为 能。知识点2 机械能2 .如图所示,小球沿轨道由静止从A处 经 B、C 运动到D 处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，则()A.小球在A处的动能等于在D
2、 处的动能B.小球在A处的动能大于在D 处的动能C.小球在B 处的机械能小于在C 处的机械能D.小球在B 处的机械能等于在C 处的机械能3.（2020山东泰安中考）直 升 机 以1 m/s的速度竖直匀速降落，下列有关说法中()直升机受到的升力与重力大小相等直升机的机械能减小直升机的升力小于重力直升机的机械能不变A.只有正确 B.只有正确C.只有正确 D.只有正确4】如图所示,是某旅游景区的索道缆车。下山时缆车载着乘客匀速下降,则缆车的动能，重力势能，机械能。（均选填“变大”“变小”或“不变”）知识点3水能和风能5.【主题教育 国情教育】（2022重庆南川期末）重庆首座高海拔大型水库南川金山湖水
3、库，实现了山区变景区，绿水青山蝶变金山银山。如图所示，在修建水库时,堤坝总是上窄下宽是因为水的深度越深,压强越，同时堤坝通常修得很高可以提高水位，增加水的 能。泄洪时，奔腾的河水能将水下的石块冲走，说明奔腾的河水具有台匕耻。能力提升全练6.（2022山东烟台中考,10,筋）如图所示,用绳子把一块橡皮悬挂起来，把橡皮贴近自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，橡皮向前摆去又摆回来，不会碰到鼻子。下列说法正确的是（）A.橡皮在摆动的过程中机械能保持不变B.橡皮摆动到最低点时动能最小C.橡皮在下降过程中，重力势能转化为动能D.橡皮在上升过程中，重力势能转化为动能7.（2022山东泰安中考,12,他）如图
4、所示,物理项目化学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行能力。测试时将重20 N 的物体A 固定在无人机上，并控制无人机完成以3 m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2 m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目，同时利用系统软件记录多次测量的相关信息，并做出测评报告。下列说法中（）匀速上升阶段，物体A 相对于地面是运动的匀速上升阶段，物体A 的机械能不变匀速下降阶段，物体A 的重力势能转化为动能物体A 匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能A.只有正确B.只有正确C.只有正确D.只有正确8 .（2 0 2 2山东淄博淄川中学二模,1 2,检）在电影 斯巴达三百勇士中，波斯军队用投石车投出巨
5、石来攻击斯巴达克城的城墙，在巨石被投出到击中城墙的过程中，下列判断中错误的是（）最高点 I I投山点 城墙A.巨石在最高点时重力势能最大B.巨石在最高点时动能大小为零C.巨石的动能先减小后增大D.巨石在撞击城墙的过程中机械能减小9.【跨学科 体育】（2 0 2 2山东烟台一模,9,第?）如图所示,足球以初速度v 沿着凹凸不平的草地从a 运动到d,下列说法正确的是（）VeA.在a、d 两点机械能相等B.在 b、d 两点速度相等C.从b 到 c 的过程中，减小的重力势能大于增加的动能D.从c 到 d 的过程中，减小的动能等于增加的重力势能1 0.（2 0 2 1山东烟台中考,1 0,题）如图所示，
6、跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员（不包含降落伞和绳）下列说法正确的是（）A.动能不变,重力势能不变，机械能不变B.动能变大,重力势能变小，机械能不变C.动能不变,重力势能变小，机械能变小D.动能变小,重力势能变小，机械能变小11.（2021山东威海中考,11,馅?）（多选）如图所示，将小球压入水中，在 a 处静止释放,小球始终沿直线向上运动，跃出水面后最高到达空中c 处,小球在b 处受到的合力为零且速度最大。请分析小球由a 到c 的运动过程（水和空气的阻力不可忽略），下列说法正确的是（）A.小球在c 处受力平衡B.小球在a 处释放瞬间受力不平衡C.由a 运动到b,小球的机械能增
7、加D.由b 运动至U c,小球的机械能守恒12.【跨学科物理与工程】（2020山东烟台中考,26节选，倘）三峡双线五级船闸规模举世无双，是世界上最大的船闸。它正常蓄水位为海拔175米高程，坝下通航最低水位62米高程，船闸上下落差达113米左右，相当于40层楼房的高度。现有一艘排水量为3 000吨的轮船要由下游通过船闸到达上游,设每级闸室落差均为22米，如图所示。分析说明轮船由下游提升到上游过程中的能量转化情况。下游闸门闸室上游闸门阀门A 阀门8素养探究全练1 3.【科学探究】观看了电视中播放的飞机在空中水平飞行投弹攻击地面目标的军事演习后,军事迷小兵对炮弹离开飞机后影响其水平飞行距离大小的因素
8、产生了两个猜想:飞机水平飞行的速度越大，炮弹离开飞机后飞行的水平距离越远;炮弹离开飞机后飞行的水平距离跟飞机飞行高度有关。为了验证猜想,小兵在老师的指导下进行了如图所示的实验：让小球从光滑斜槽上的A点自由滑下，经 C 点后沿水平方向运动离开斜槽，最后落在地面上的Pi点。保持斜槽的高度不变，让小球从斜槽上的B 点自由滑下，经 C 点离开斜槽,最后落在地面上的P2 点。此时小球经过C 点的速度（选填“大于”“等于”或“小于”）上一步中小球经过C点 的 速 度,由 此 可 证 明 猜 想 是（选填“正确”或“错误”）的。为了验证猜想，应控制小球离开C 点时 的大小不变。小兵增加h 的高度，仍 让 小
9、 球 从 A 点自由滑下，此 时 小 球 落 在 地 面 上 的 P 3 点，比 较 O P 3 和（选填“OPi”或“0 P2”）可得结论:飞机飞行的高度越高,炮弹离开飞机后飞行的水平距离越（选填“大”或“小”）。答案全解全析基础过关全练1.大 弹性势 动能和重力势 动 重力势解析当小孩在最低点时，弹力绳的弹性形变最大，弹性势能最大;小孩在上升的过程中，主要分为两个阶段，先是将弹性势能转化为动能和重力势能，弹簧恢复原长后,由于惯性小孩会继续向上运动，将动能转化为重力势能。2.D根据题意知，小球在运动的过程中仅有动能和重力势能的相互转化，所以小球在重力势能较大的地方动能较小。观察题图可知，小球
10、在A处比在D处的高度高，具有的重力势能大，所以小球在A处比在。处具有的动能小。小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和重力势能的相互转化，所以在整个过程中，机械能是不会减少的,小球在各处的机械能都是相等的。3.B直升机以1 m/s的速度竖直匀速降落，直升机处于平衡状态，即此时直升机受到的竖直向上的升力和竖直向下的重力是一对平衡力，大小相等，故正确，错误;直升机在竖直匀速降落的过程中，质量不变，速度不变，动能不变;同时高度降低，重力势能变小，所以机械能减小，故正确，错误。4.不 变 变 小 变 小解析下山时缆车载着乘客匀速下降，缆车的速度不变、高度减小、质量不变
11、，故缆车的动能不变，重力势能变小,机械能变小。5.大 重 力 势 动解析液体压强随深度的增加而增大，为了使水坝的底部能承受更大的压强，故大坝设计成上窄下宽的形状;修拦河大坝是为了提高上游的水位，使水的高度增加，重力势能增大;泄洪时，奔腾的河水，因为河水具有动能，所以能将水下的石块冲走。能力提升全练6.C橡皮在摆动过程中要克服空气阻力做功,机械能减少,A错误;橡皮摆动到最低点时速度最大，动能最大,B错误;橡皮在下降过程中，重力势能转化为动能,C正确;橡皮在上升过程中，动能转化为重力势能,D错误。7.C匀速上升阶段，物体4相对于地面的位置发生了变化，因此物体A相对于地面是运动的，正确;物体A的机械
12、能等于A的动能和重力势能之和，匀速上升阶段,物体A的质量不变，速度不变，则物体A的动能不变,但上升的过程中物体A的高度变高,则物体A的重力势能变大，因此物体A的机械能变大，错误;匀速下降阶段,物体A的质量和速度均不变，则物体4的动能不变，因此物体4的重力势能未转化为动能，错误;由题可知，物 体A匀速下降阶段的速度小于匀速上升阶段的速度,因此物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能，正确;故C正确。8.B巨石在最高点时高度最高,所以重力势能最大,A正确;巨石在最高点时，还能继续向前运动，说明此时的速度不为零，所以动能不为零,B错误;巨石在运动过程中,上升阶段速度减小、高度升高,下落阶段速度
13、增大、高度降低，因此整个过程中动能先减小后增大,C正确;巨石在撞击城墙的过程中,消耗了一部分机械能用来对城墙做功，所以机械能减小,D正确。9.C足球从。到d的过程中,足球和草地之间存在摩擦力，要克服摩擦做功,部分机械能转化为其他形式的能，所以机械能不断减小,A错误力和d的高度相同,重力势能相同，因为b的机械能大于d的机械能，所以b的动能大于d的动能，即b点的速度大于d点的速度,B错误;足球从h到c的过程中,足球和草地之间存在摩擦力，克服摩擦做功,机械能转化为其他形式的能，机械能不断减小，所以减小的重力势能大于增加的动能,C正确;足球从C到d的过程中，需克服摩擦做功，减小的动能大于增加的重力势能
14、,D错误。1 0 .C跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，运动员的质量不变，速度不变，动能不变，同时高度降低,重力势能变小，因机械能是动能与势能的总和，所以机械能变小。1 1 .BC小球在c处达到最高点，只受到重力的作用，因此受力不平衡,A错误;小球在a处释放瞬间浮力大于重力，因此受力不平衡,B正确;由a运动到小球的速度增大、高度升高，因此动能和重力势能都增大,机械能增加,C正确油b运动到c,由于受到了空气阻力的作用，小球的机械能将变小,D错误。1 2.见解析解析轮船提升过程中，上游有大量的水进入闸室，水的重力势能减小，轮船的重力势能增力口,所以轮船增加的重力势能是由水的重力势能转化而来的。（其他答案合理即可）素养探究全练1 3 .（2）大 于 正 确（3）速 度O P i大解 析（2）小球从斜槽上自由滑下时，是重力势能转化为动能，从斜槽越高的地方滑下，经过C点时的速度就越大,小球从C点离开斜槽后，运动的水平距离就越远;要验证猜想，需要控制小球经过C点的速度相同，改变高度/2,比较两次小球离开斜槽后运动的水平距离。