資源簡介

期末復習之能量轉化分析
知識回顧
一、能量的存在
大量的事實表明，自然界中的各種形式的能量都不是 孤立 的，不同形式的能量會發生 轉化 ，
能量也會在不同的物體間相互 轉移 。
日常生活中常說“消耗能量”、“利用能量”或者“獲得能量”實質上就是能量的相互 轉化 或
轉移 的過程。
能量轉化是一個普遍的現象，自然界中物質 運動形式 的變化總伴隨著 能量 的相互轉化。
常見的能量種類：
機械能：做機械運動的物體具有機械能。
化學能：儲存在食物和燃料中的能量屬于化學能。
電能：電以各種形式做功(即產生能量)的能力叫做電能。
聲能：聲音具有的能量，這種能量稱為聲能。
電磁能：電磁輻射具有能量，這種能量叫做電磁能；光能就是電磁能的一種，太陽能是光能的一種。
核能：原子核發生變化時放出的能量，變化方式分核裂變和核聚變
。。。。。。。。。
二、機械能
機械能： 動能 和 勢能 統稱為機械能。
（1）動能：物體由于 運動 而具有的能。
（2）重力勢能：物體由于被 舉高 而具有的能。
（3）彈性勢能：物體由于發生 彈性形變 而具有的能。
動能和勢能的影響因素。
（1）影響動能的因素是物體的 質量 和 速度 。質量相同時，速度大的物體具有的動能 大 ；速度
相同時 ，質量大的物體具有的動能 大 。
（2）影響重力勢能的因素是物體的 質量 和 高度 。質量相同時，高度大的物體重力勢能 大 ；
高度相同時，質量大的物體重力勢能 大 。
（3）同一物體的彈性形變越大，其彈性勢能越 大 。
三、核能
質子 （帶正電）
原子核
原子結構：原子 中子 （不帶電）
核外電子 （帶負電）
核能（也叫原子核能或原子能）指的是 原子核 在發生改變的過程中，釋放出巨大的 能量 。
獲得核能的兩條途徑 裂變 和 聚變 。
（1）質量較大的原子核在 電子轟擊下 分裂成2個新原子核，并釋放能量，這一過程稱為 裂變 。
原子彈 、 核電站 、 核潛艇 是根據這一原理制造的。
（2）2個質量較小的原子核，在 超高溫 條件下聚合成質量較大的一個新核，同時釋放出能量的過程叫 聚變 ，又叫 熱核 反應。 氫彈 就是根據這一原理制造的。
核電站利用 裂變 獲得能量，它的核心設備是 核反應堆 。核反應堆是通過可以控制的裂變反應釋
放核能的設備。能量轉化途徑是： 核 能→ 內 能→ 機械 能→ 電 能。
原子核的裂變和聚變都會產生肉眼看不見的能量很高的 α 射線、 β 射線、 γ 射線。其中可以用
于機械設備探傷、種子變異、治療腫瘤的是 γ 射線 。
四、能量轉化和守恒
能量的轉化和守恒定律：能量既不會 消失 ，也不會 創生 ，它只會從一種形式 轉化 為其他形式，
或者從一個物體 轉移 到另一個物體，而在 轉化 和 轉移 的過程中，能的總量 保持不變 。
能量的轉化和守恒定律是自然界最 普遍 、最 重要 的基本定律之一。無論是機械運動，還是生命
運動，無論是宇宙天體，還是微觀粒子，都遵循這個定律。
能量的轉移和轉化有一定的方向性。
（1）“永動機”不可能成功是因為它違背了 能量轉化與守恒定律 。
（2）自然界的事物的運動和變化都必須遵循 能量轉化和守恒定律 ，但符合能量和守恒定律的事件
卻 不一定 （一定/不一定）能夠發生。
例題分析
1.指出下列過程中能量的轉化：
（1）雪崩時的能量轉化: 勢 能轉化為 動 能；
（2）人造衛星: 太陽 能轉化為 電 能；
（3）青蛙躍起撲食的過程: 化學 能轉化為 機械 能和 內 能；
（4）膠片感光成像: 光 能轉化為 化學 能。
（5）特技跳傘: 重力勢 能轉化為 動 能和 內 能；
（6）森林火災: 化學 能轉化為 光 能和 內 能；
（7）植物生長: 光 能轉化為 化學 能；
（8）水電站(工作時): 機械 能轉化為 電 能。
2.2018年12月8日，嫦娥四號﹣﹣世界首顆在月球背面軟著陸的航天器，由長征三號運載火箭發射成功。如圖所示，是發射時的情景。在此過程中，嫦娥四號的（　B?。?br/>A．動能增大，勢能不變，機械能增大
B．動能增大，勢能增大，機械能增大
C．動能減小，勢能增大，機械能不變
D．動能不變，勢能減小，機械能減小
3.如圖所示，旅游景區的索道纜車載著游客勻速上山，它具有的（　D?。?br/>A．動能增加，重力勢能增加
B．動能不變，機械能減少
C．動能減少，重力勢能增加
D．動能不變，機械能增加
4.和平利用核能，提高清潔能源比重，是我國能源發展戰略的重要內容，關于核能，下列說法正確的是（　A?。?br/>A．核反應堆中發生的鏈式反應是可以控制的
B．核反應堆中，核能是通過聚變釋放的能量
C．核能是可再生能源也是二次能源
D．原子彈和氫彈都是利用核聚變的原理制成的
5.大力發展核能是解決能源危機的主要出路之一。如圖是核電站工作流程圖，關于流程中各裝置的能量轉化，不正確的是（　C　）
A．核反應堆：核能轉化為內能 B．蒸汽輪機：內能轉化為機械能
C．發電機：電能轉化為機械能 D．電采暖：電能轉化為內能
6.根據能量守恒定律可知，下列說法正確的是（　C?。?br/>A．隨著科技的發展，永動機是可能制成的
B．太陽照射到地球上的光能轉化為其他形式的能量，但照射到宇宙的能量就消失了
C．“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”的想法是違背能量轉化和守恒定律的
D．有種“全自動”手表，不上發條，也不用電源，卻能一直走動，說明能量也可以無條件的產生
變式訓練
1.指出下列現象中能量的轉化或轉移情況。
(1)下雨天看到閃電并聽到雷聲： _______電能轉化為光能和聲能__ __。
(2)人在跑步時發熱出汗： ________人體化學能轉化為內能________________________________________。
(3)電飯煲通電煮飯： ________電能轉化為內能_________________________。
(4)飛馳的流星拖著一條發光的尾巴： ________機械能轉化為內能________________________________。
(5)火箭點燃后騰空而起： _________化學能轉化為機械能________________________。
(6)核電站發電的能量轉化順序：核能----內能---機械能---電能 。
2.如圖所示，一輛在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業，關于該灑水車，下列說法正確的是（　B?。?br/>A．重力勢能不變，機械能不變
B．重力勢能、動能、機械能均變小
C．動能變小，機械能不變
D．動能不變，機械能變小
3.如所示是一種在陽光下能不斷搖擺的塑料小花，花盆表面的太陽能電池板在光照下產生電流驅動電動機，使小花左右擺動。下列有關該小花擺動過程中能量轉化的描述正確的是(　C　)　
A．葉片將光能轉化為化學能
B．電動機將機械能轉化為電能
C．電動機將電能轉化為機械能
D．小花將動能轉化為化學能
4.圖中是核電站工作的流程圖，關于流程圖中各裝置的能量及轉化，說法不正確的是（　B?。?br/>A．反應堆靠核裂變提供核能
B．汽輪機將機械能轉化為內能
C．發電機利用電磁感應現象獲得電能
D．多次能量的轉化均遵守能量守恒定律
5.如圖所示，從斜面上滾下的小球能推動平面上的木塊前進一段距離，最后小球和木塊都靜止，對此現象，下列說法中正確的是（　D?。?br/>A．小球和木塊的機械能都消失了
B．小球的機械能轉移到木塊上，但機械能的總量保持不變
C．小球與木塊都靜止后，能量不守恒了
D．小球和木塊的機械能轉化成其他形式的能量（如內能等），但能的總量保持不變
機械能轉化模型分析
題型一：滾擺問題
例1、如圖1是研究滾擺運動的實驗，在滾擺向上運動的過程中，若不計阻力，下列說法中正確的是（ A ）
A．動能轉化為重力勢能，機械能不變 B．動能轉化為重力勢能，機械能增加
C．重力勢能轉化為動能，機械能不變 D．重力勢能轉化為動能，機械能減速
例2、如圖2所示，擺球運動到最高點A點時，勢能最__大____，動能為_0_____；擺球從A點運動到B點的過程中，是___重力勢能___轉化為_動能_____；在B點時勢能為__最小____，擺球的速度最_大_____；當擺球運動到D點時，此時勢能為__最大____，動能為___0___。
變式1、將滾擺從中的位置1由靜止釋放，下降經過位置2，繼續下降，再上升到達最高點位置3。這三個位置中，滾擺重力勢能最大的是_____1______，動能為零的是___1、3____，機械能最大的是____1______。(填寫位置序號)
變式2、如圖所示，A、B兩球質量相等，A球用不可伸長的輕繩系于O點，B球用輕彈簧系于O′點，O與O′點在同一水平面上．分別將A、B球拉到與懸點等高處，細繩和輕彈簧均處于水平，彈簧處于自然狀態，將兩球分別由靜止開始釋放，當兩球第一次達到各自懸點的正下方時，兩球仍處在同一水平面上，則兩球各自第一次到達懸點正下方時( C )
A．兩球的動能相等
B．B球的動能較大
C．A球的動能較大
D．兩球的機械能不相等
變式3、如圖所示，在豎直平面內，小球從A點由靜止釋放，B點是小球擺動的最低點，C點是小球擺到右側的最高點。下列對小球擺動過程分析正確的是( D )
A．由A到B的過程中，小球的機械能增加
B．由B到C的過程中，小球的動能全部轉化為重力勢能
C．小球第二次經過B點的速度等于小球第一次經過B點的速度
D．小球從C點返回，擺到左側的最大高度小于C點的高度
題型二：斜面問題
例1、如圖3所示，A、B、C是三個高度相同而傾角不同的光滑斜面，讓質量相同的小球沿斜面從頂端運動到底端，比較小球滾到底端時速度大（ C ）
A.在A的速度最大 B.在C點的速度最大
C.在A、B、C三點速度相同 D.無法判斷
例2、如圖4所示，讓一個小球分別沿著粗糙的斜面BA或BC滾下，比較小球滾到A處與C處的速度大小是（ C ）
小球在A點的速度大于在C點的速度 B.小球在A點的速度等于在C點的速度
小球在A點的速度小于在C點的速度 D.無法判定
變式1、下列四個圖中，木塊均在固定的斜面上運動，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運動，圖C中的木塊向上運動，在這四個圖所示的運動過程中機械能守恒的是( C )
變式2、如圖所示，ABCD為粗糙的斜面，木塊以一定的速度滑過A、B點，到C點滑出，下落至D點，A和B、C和D之間的垂直距離均為h。若空氣阻力忽略不計，則對木塊在運動過程中能量變化的分析，正確的是(　C　)
A．D點與A點相比，動能增加，勢能減少，機械能不變
B．A點到C點減少的重力勢能大于C點到D點減少的重力勢能
C．B點的動能可能等于A點的動能，但一定大于C點的動能
D．B點的動能可能等于D點的動能，但一定大于A點的動能
題型三：彈性問題
例1、如圖甲所示，質量不計的彈簧豎直固定在一壓力傳感器上，壓力傳感器是電阻阻值隨受到壓力的增大而減小的變阻器（壓力不超過最大值），壓力傳感器、電流表、定值電阻和電源組成一電路。壓力傳感器不受力時電流表示數是I0。t=0時刻，將以金屬小球從彈簧正上方某一高度由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復。整個過程中，不計能量損失，電流表示數I隨時間t變化的圖像如圖乙所示：則（ D ）
A.t1時刻，小球動能最小 B.t2時刻，彈簧的彈性勢能最小
C.t2～t3這段時間內，彈簧的彈性勢能先增加后減少
D.t2～t3這段時間內,小球增加的動能小于彈簧減少的彈性勢能
例2、如圖所示是蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端固定在O點另一端系住運動員，運動員從O點自由下落，到A點處彈性繩自然伸直，B點是運動員受到的重力與彈性繩對運動員彈力相等的點，C點是蹦極運動員到達的最低點(忽略空氣阻力)，下列說法中正確的是( A )
A．B點時運動員的動能最大
B．A點時運動員受到的彈力最大
C．從A點到C點運動員速度一直減小
D．從O點到B點運動員的重力勢能全部轉化為運動員的動能
例3、掉在水平地面上的彈性小球會被彈起，而且彈跳的高度會越來越低。圖8所示是小球彈跳的頻閃照片，MN為等高線，小球在3、5位置的高度一樣。下面說法正確的是（ C ）
A．小球在位置4時的勢能最大
B．小球3和5比較，它們的機械能相同
C．小球3和5比較，在位置5時動能較小
D．小球從位置1到位置2的過程中，勢能全部轉化為動能
例4、如圖所示，連著彈簧的小球套在水平桿上，彈簧自由伸長時，小球位于O點。小幅度向左或向右改變小球的位置，小球仍能靜止?，F在大幅度改變小球位置，把小球移至A點后使其靜止，然后釋放。
(1)小球向右運動過程中速度最大點出現在__O點左側__(選填“O點”“O點左側”“O點右側”或“都有可能”)。
(2)小球第一次向右經過O點至到達最右端B的過程中能量轉化情況為__動能轉化為內能和彈簧的彈性勢能__。
(3)小球最終靜止的位置是__都有可能__(選填“O點”“O點左側”“O點右側”或“都有可能”)。
變式1、將一輕質彈簧固定在水平桌面上，在上面放置一個小鋼球，靜止時彈簧長度為L，如圖甲所示；再用手向下壓到一定程度，如圖乙所示；釋放后鋼球運動到距離水平桌面2L處，如圖丙所示。對鋼球分析不正確的是( B )
A．甲圖中，鋼球一定受平衡力作用
B．丙圖中，彈簧一定不存在彈性勢能
C．從乙圖到丙圖過程中，彈簧的機械能一定改變
D．鋼球上升但沒有離開彈簧之前運動速度先變大后減少
變式2、利用傳感器和計算機可以測量快速變化的力的瞬時值。如圖是用這種方法獲得的彈性繩中拉力隨時間的變化圖線。實驗時，把小球舉高到繩子的懸點O處，然后放手讓小球自由下落。由此圖線所提供的信息，以下判斷正確的是 (　B　)
A．t2時刻小球速度最大
B．t1～t2期間小球速度先增大后減小
C．t3時刻小球動能最小
D．t1與t4時刻小球動量一定相同
變式3、 如圖，在光滑的水平臺面上，一輕質彈簧左端固定，右端連接一金屬小球，O點是彈簧保持原長時小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做往復運動(已知AO＝OB)。小球從A位置運動到B位置的過程中，下列判斷正確的是( D )
A．小球的動能不斷增加
B．彈簧的彈性勢能不斷減少
C．小球運動到O點時的動能與此時彈簧的彈性勢能相等
D．在任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變
拓展提升
1.如圖5所示，小球從離地h的高度沿著光滑的軌道滑下，使小球滑到光滑的離心軌道頂端A而不下落，此時（ A ）
A.小球既有勢能，又有動能 B.小球只有勢能，沒有動能
C.小球只有動能，沒有勢能 D.以上說法都不正確
2.如圖所示，固定在地面上的半圓軌道直徑ab水平，小球P從a點正上方高H處自由下落，經過軌道后從b點沖出豎直上拋，上升的最大高度為H，空氣阻力不計．當小球下落再經過軌道a點沖出時，能上升的最大高度h為( D )
A．h＝H B．h＝
C．h＜ D．＜h＜H
3.質量為M的物體離地面高度為h時，它的重力勢能EP可以表示為EP＝Mgh(g＝10N/kg)。現從地面豎直上拋一個物體，物體能夠上升的最大高度為4m，然后落回到地面，整個過程空氣阻力不能忽略。若上升過程中物體的重力勢能和動能相等時，物體離地面的高度記為h1；下落過程中物體重力勢能和動能相等時，物體離地面的高度記為h2．則( C )
A．h1＜2m，h2＜2m B．h1＝2m，h2＝2m
C．h1＞2m，h2＜2m D．h1＜2m，h2＞2m
解析：物體上升過程中到達離地面2m時，減少的動能等于此時的重力勢能和因克服空氣阻力做功而獲得的內能的和。所以物體減小的動能大于此時的重力勢能，而又小于物體在此時的動能，因為假定沒有空氣阻力，物體上升的高度應超過4m，比如說是5m，這樣物體原有動能一半的地方應在高于2m的地方，所以此時在2m這個地方剩余的動能應大于減小的動能，也就是2m這的動能應大于重力勢能。那么要等到重力勢能等于動能的地方，必須繼續上升，這樣又有動能轉化為重力勢能，二者才能相等，所以h1＞2m。
下落過程中到達2m時，重力勢能為原來重力勢能的一半，而此時的動能小于原有重力勢能的一半，因為減小的一半的重力勢能轉化為動能和內能，所以距地面2m時，重力勢能大于動能，必須繼續下落，這樣又有重力勢能轉化為動能，二者才能相等，所以h2＜2m。
課后鞏固
1.如題圖所示，人造衛星沿橢圓形軌道繞地球運行，下列說法正確的是（　D?。?br/>A．衛星在近地點時，動能最大，機械能最大
B．衛星在遠地點時，勢能最大，機械能最大
C．衛星從遠地點向近地點運行時，動能逐漸減小，勢能逐漸增大，機械能不變
D．衛星從近地點向遠地點運行時，動能逐漸減小，勢能逐漸增大，機械能不變
2.如圖所示，鉛球從出手到將要落地的過程中（不計空氣阻力），下列說法正確的是（　B?。?br/>A．鉛球由a→b時，重力勢能轉化為動能
B．鉛球到達c 點時動能最大
C．鉛球由b→c 時，機械能逐漸減小
D．鉛球在b 點時動能為零
3.如圖所示，讓同一個小球在同一高度以相同的速度分別向三個不同方向拋出去，設小球剛落地時的速度大小分別為v1、v2、v3，如果不計空氣阻力，則其速度大小關系正確的是（　A?。?br/>A．v1＝v2＝v3 B．v1＜v2＜v3 C．v1＞v2＞v3 D．無法比較其速度大小
4.如圖所示，小球從左端靜止釋放，在左右擺動的過程中，不計摩擦和空氣阻力，則(　B　)
A．小球在左側最高點的高度大于右側最高點的高度
B．小球在左側最高點的高度等于右側最高點的高度
C．從最低點上升到最高點的過程中，小球的一部分動能轉化為重力勢能
D．以上都不對
5.如甲圖所示，小球從豎直放置的彈簧上方一定高度處由靜止開始下落，從a處開始接觸彈簧，壓縮至c處時彈簧最短．從a至c處的過程中，小球在b處速度最大．小球的速度v和彈簧被壓縮的長度△L之間的關系如乙圖所示．不計空氣阻力，則從a至c處的過程中，下列說法中正確的是(　C　)
A．小球所受重力始終大于彈簧的彈力
B．小球的重力勢能先減小后增大
C．小球減少的機械能轉化為彈簧的彈性勢能
D．小球的動能一直減小
6.將一輕質彈簧固定在水平桌面上，在上面放置一個小鋼球，靜止時彈簧長度為L，如圖甲所示；再用手向下壓到一定程度，如圖乙所示；釋放后鋼球運動到距離水平桌面2L處，如圖丙所示。對鋼球分析不正確的是(　B　)
A．甲圖中，鋼球一定受平衡力作用
B．丙圖中，彈簧一定不存在彈性勢能
C．從乙圖到丙圖過程中，彈簧的機械能一定改變
D．鋼球上升但沒有離開彈簧之前運動速度先變大后減少
7.如圖所示，小球在豎直向下的力F作用下，將豎直輕彈簧壓縮．將力F撤去，小球將向上彈起并離開彈簧，直到速度為零時為止，則小球在上升過程中
①小球的動能先增大后減小 ②小球在離開彈簧時動能最大
③小球動能最大時彈性勢能為零 ④小球動能減為零時，重力勢能最大
以上說法中正確的是(　B　)
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
8.小紅在操場上將一皮球拋出，皮球被拋出后的運動軌跡如圖所示，a、c兩點處于同一高度。則下列判斷中正確的是（　C ）
A．皮球由a到b時，動能逐漸減小，b點皮球動能為零
B．皮球在d點時的機械能最大
C．皮球在a、c兩點時，c點速度一定比a點小
D．皮球在a、c兩點時動能可能相等
9.在如圖所示的滾擺實驗中，下列說法正確的是（　B?。?br/>A．滾擺下降時，動能減小，重力勢能增加
B．滾擺運動時，有部分機械能轉化為其它形式的能
C．滾擺運動至最低點時，動能為零
D．滾擺運動至最高點時，一切外力突然消失，滾擺會繼續向上轉動
10.如圖所示，小物塊A和彈簧放在光滑的水平面上，彈簧左端固定于豎直墻面。向左移動物塊A并壓縮彈簧至B處，靜止釋放物塊A，此后物塊的動能（　C　）
A．一直變大 B．一直不變
C．先變大后不變 D．先變大后變小
11.如圖所示，用手將一重為G的鐵球緩慢放在一彈簧上，放手后，鐵球從A位置開始向下運動，到達B位置速度達到最大，到達C位置小球的速度變為零。已知AC間的高度差為h，則從A位置到C位置鐵球的重力做功是 ；在此過程中彈簧的彈性勢能增加量為 。B位置到C位置的過程中鐵球所受的重力 (選填“大于”“小于”或“等于”)彈簧所施加的彈力。(不計能量損耗)
答案：Gh Gh 小于期末復習之能量轉化分析
知識回顧
一、能量的存在
大量的事實表明，自然界中的各種形式的能量都不是 的，不同形式的能量會發生 ，
能量也會在不同的物體間相互 。
日常生活中常說“消耗能量”、“利用能量”或者“獲得能量”實質上就是能量的相互或 的過程。
能量轉化是一個普遍的現象，自然界中物質 的變化總伴隨著 的相互轉化。
常見的能量種類：
機械能：做機械運動的物體具有機械能。
化學能：儲存在食物和燃料中的能量屬于化學能。
電能：電以各種形式做功(即產生能量)的能力叫做電能。
聲能：聲音具有的能量，這種能量稱為聲能。
電磁能：電磁輻射具有能量，這種能量叫做電磁能；光能就是電磁能的一種，太陽能是光能的一種。
核能：原子核發生變化時放出的能量，變化方式分核裂變和核聚變
。。。。。。。。。
二、機械能
機械能： 和 統稱為機械能。
（1）動能：物體由于 而具有的能。
（2）重力勢能：物體由于被 而具有的能。
（3）彈性勢能：物體由于發生 而具有的能。
動能和勢能的影響因素。
（1）影響動能的因素是物體的 和 。質量相同時，速度大的物體具有的動能 ；速度
相同時 ，質量大的物體具有的動能。
（2）影響重力勢能的因素是物體的 和 。質量相同時，高度大的物體重力勢能 ；
高度相同時，質量大的物體重力勢能 。
（3）同一物體的彈性形變越大，其彈性勢能越 。
三、核能
（帶正電）
原子結構：原子 （不帶電）
（帶負電）
核能（也叫原子核能或原子能）指的是 在發生改變的過程中，釋放出巨大的 。
獲得核能的兩條途徑 和 。
（1）質量較大的原子核在 分裂成2個新原子核，并釋放能量，這一過程稱為 。
、 、 是根據這一原理制造的。
（2）2個質量較小的原子核，在 超高溫 條件下聚合成質量較大的一個新核，同時釋放出能量的過程叫 ，又叫 反應。 就是根據這一原理制造的。
核電站利用 裂變 獲得能量，它的核心設備是 。核反應堆是通過可以控制的裂變反應釋
放核能的設備。能量轉化途徑是： 能→ 能→ 能→ 能。
原子核的裂變和聚變都會產生肉眼看不見的能量很高的 射線、 射線、 射線。其中可以用
于機械設備探傷、種子變異、治療腫瘤的是 。
四、能量轉化和守恒
能量的轉化和守恒定律：能量既不會 ，也不會 ，它只會從一種形式 為其他形式，
或者從一個物體 到另一個物體，而在 和 的過程中，能的總量 。
能量的轉化和守恒定律是自然界最 、最 的基本定律之一。無論是機械運動，還是生命
運動，無論是宇宙天體，還是微觀粒子，都遵循這個定律。
能量的轉移和轉化有一定的方向性。
（1）“永動機”不可能成功是因為它違背了 。
（2）自然界的事物的運動和變化都必須遵循 ，但符合能量和守恒定律的事件
卻 （一定/不一定）能夠發生。
例題分析
1.指出下列過程中能量的轉化：
（1）雪崩時的能量轉化: 能轉化為 能；
（2）人造衛星: 能轉化為 能；
（3）青蛙躍起撲食的過程: 能轉化為 能和 能；
（4）膠片感光成像: 能轉化為 能。
（5）特技跳傘: 能轉化為 能和 能；
（6）森林火災: 能轉化為 能和 能；
（7）植物生長: 能轉化為 能；
（8）水電站(工作時): 能轉化為 能。
2.2018年12月8日，嫦娥四號﹣﹣世界首顆在月球背面軟著陸的航天器，由長征三號運載火箭發射成功。如圖所示，是發射時的情景。在此過程中，嫦娥四號的（　　）
A．動能增大，勢能不變，機械能增大
B．動能增大，勢能增大，機械能增大
C．動能減小，勢能增大，機械能不變
D．動能不變，勢能減小，機械能減小
3.如圖所示，旅游景區的索道纜車載著游客勻速上山，它具有的（　　）
A．動能增加，重力勢能增加
B．動能不變，機械能減少
C．動能減少，重力勢能增加
D．動能不變，機械能增加
4.和平利用核能，提高清潔能源比重，是我國能源發展戰略的重要內容，關于核能，下列說法正確的是（　?。?br/>A．核反應堆中發生的鏈式反應是可以控制的
B．核反應堆中，核能是通過聚變釋放的能量
C．核能是可再生能源也是二次能源
D．原子彈和氫彈都是利用核聚變的原理制成的
5.大力發展核能是解決能源危機的主要出路之一。如圖是核電站工作流程圖，關于流程中各裝置的能量轉化，不正確的是（　?。?br/>A．核反應堆：核能轉化為內能 B．蒸汽輪機：內能轉化為機械能
C．發電機：電能轉化為機械能 D．電采暖：電能轉化為內能
6.根據能量守恒定律可知，下列說法正確的是（　?。?br/>A．隨著科技的發展，永動機是可能制成的
B．太陽照射到地球上的光能轉化為其他形式的能量，但照射到宇宙的能量就消失了
C．“既要馬兒跑，又讓馬兒不吃草”的想法是違背能量轉化和守恒定律的
D．有種“全自動”手表，不上發條，也不用電源，卻能一直走動，說明能量也可以無條件的產生
變式訓練
1.指出下列現象中能量的轉化或轉移情況。
(1)下雨天看到閃電并聽到雷聲： ________ __。
(2)人在跑步時發熱出汗： _______________________________________________。
(3)電飯煲通電煮飯： ________________________________。
(4)飛馳的流星拖著一條發光的尾巴： ________________________________________。
(5)火箭點燃后騰空而起： _________________________________。
(6)核電站發電的能量轉化順序： 。
2.如圖所示，一輛在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業，關于該灑水車，下列說法正確的是（　?。?br/>A．重力勢能不變，機械能不變
B．重力勢能、動能、機械能均變小
C．動能變小，機械能不變
D．動能不變，機械能變小
3.如所示是一種在陽光下能不斷搖擺的塑料小花，花盆表面的太陽能電池板在光照下產生電流驅動電動機，使小花左右擺動。下列有關該小花擺動過程中能量轉化的描述正確的是(　　)　
A．葉片將將電能轉化為機械能
D．小花將動能轉化為化學能
4.圖中是核電站工作的流程圖，關于流程圖中各裝置的能量及轉化，說法不正確的是（　?。?br/>A．反應堆靠核裂變提供核能
B．汽輪機將機械能轉化為內能
C．發電機利用電磁感應現象獲得電能
D．多次能量的轉化均遵守能量守恒定律
5.如圖所示，從斜面上滾下的小球能推動平面上的木塊前進一段距離，最后小球和木塊都靜止，對此現象，下列說法中正確的是（　　）
A．小球和木塊的機械能都消失了
B．小球的機械能轉移到木塊上，但機械能的總量保持不變
C．小球與木塊都靜止后，能量不守恒了
D．小球和木塊的機械能轉化成其他形式的能量（如內能等），但能的總量保持不變
機械能轉化模型分析
題型一：滾擺問題
例1、如圖1是研究滾擺運動的實驗，在滾擺向上運動的過程中，若不計阻力，下列說法中正確的是（ ）
A．動能轉化為重力勢能，機械能不變 B．動能轉化為重力勢能，機械能增加
C．重力勢能轉化為動能，機械能不變 D．重力勢能轉化為動能，機械能減速
例2、如圖2所示，擺球運動到最高點A點時，勢能最______，動能為______；擺球從A點運動到B點的過程中，是______轉化為______；在B點時勢能為______，擺球的速度最______；當擺球運動到D點時，此時勢能為_____，動能為_____。
變式1、將滾擺從中的位置1由靜止釋放，下降經過位置2，繼續下降，再上升到達最高點位置3。這三個位置中，滾擺重力勢能最大的是___________，動能為零的是_______，機械能最大的是__________。(填寫位置序號)
變式2、如圖所示，A、B兩球質量相等，A球用不可伸長的輕繩系于O點，B球用輕彈簧系于O′點，O與O′點在同一水平面上．分別將A、B球拉到與懸點等高處，細繩和輕彈簧均處于水平，彈簧處于自然狀態，將兩球分別由靜止開始釋放，當兩球第一次達到各自懸點的正下方時，兩球仍處在同一水平面上，則兩球各自第一次到達懸點正下方時( )
A．兩球的動能相等
B．B球的動能較大
C．A球的動能較大
D．兩球的機械能不相等
變式3、如圖所示，在豎直平面內，小球從A點由靜止釋放，B點是小球擺動的最低點，C點是小球擺到右側的最高點。下列對小球擺動過程分析正確的是( )
A．由A到B的過程中，小球的機械能增加
B．由B到C的過程中，小球的動能全部轉化為重力勢能
C．小球第二次經過B點的速度等于小球第一次經過B點的速度
D．小球從C點返回，擺到左側的最大高度小于C點的高度
題型二：斜面問題
例1、如圖3所示，A、B、C是三個高度相同而傾角不同的光滑斜面，讓質量相同的小球沿斜面從頂端運動到底端，比較小球滾到底端時速度大（ ）
A.在A的速度最大 B.在C點的速度最大
C.在A、B、C三點速度相同 D.無法判斷
例2、如圖4所示，讓一個小球分別沿著粗糙的斜面BA或BC滾下，比較小球滾到A處與C處的速度大小是（ ）
小球在A點的速度大于在C點的速度 B.小球在A點的速度等于在C點的速度
小球在A點的速度小于在C點的速度 D.無法判定
變式1、下列四個圖中，木塊均在固定的斜面上運動，其中圖A、B、C中的斜面是光滑的，圖D中的斜面是粗糙的，圖A、B中的F為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖A、B、D中的木塊向下運動，圖C中的木塊向上運動，在這四個圖所示的運動過程中機械能守恒的是( )
變式2、如圖所示，ABCD為粗糙的斜面，木塊以一定的速度滑過A、B點，到C點滑出，下落至D點，A和B、C和D之間的垂直距離均為h。若空氣阻力忽略不計，則對木塊在運動過程中能量變化的分析，正確的是(　　)
A．D點與A點相比，動能增加，勢能減少，機械能不變
B．A點到C點減少的重力勢能大于C點到D點減少的重力勢能
C．B點的動能可能等于A點的動能，但一定大于C點的動能
D．B點的動能可能等于D點的動能，但一定大于A點的動能
題型三：彈性問題
例1、如圖甲所示，質量不計的彈簧豎直固定在一壓力傳感器上，壓力傳感器是電阻阻值隨受到壓力的增大而減小的變阻器（壓力不超過最大值），壓力傳感器、電流表、定值電阻和電源組成一電路。壓力傳感器不受力時電流表示數是I0。t=0時刻，將以金屬小球從彈簧正上方某一高度由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復。整個過程中，不計能量損失，電流表示數I隨時間t變化的圖像如圖乙所示：則（ ）
A.t1時刻，小球動能最小 B.t2時刻，彈簧的彈性勢能最小
C.t2～t3這段時間內，彈簧的彈性勢能先增加后減少
D.t2～t3這段時間內,小球增加的動能小于彈簧減少的彈性勢能
例2、如圖所示是蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端固定在O點另一端系住運動員，運動員從O點自由下落，到A點處彈性繩自然伸直，B點是運動員受到的重力與彈性繩對運動員彈力相等的點，C點是蹦極運動員到達的最低點(忽略空氣阻力)，下列說法中正確的是( )
A．B點時運動員的動能最大
B．A點時運動員受到的彈力最大
C．從A點到C點運動員速度一直減小
D．從O點到B點運動員的重力勢能全部轉化為運動員的動能
例3、掉在水平地面上的彈性小球會被彈起，而且彈跳的高度會越來越低。圖8所示是小球彈跳的頻閃照片，MN為等高線，小球在3、5位置的高度一樣。下面說法正確的是（ ）
A．小球在位置4時的勢能最大
B．小球3和5比較，它們的機械能相同
C．小球3和5比較，在位置5時動能較小
D．小球從位置1到位置2的過程中，勢能全部轉化為動能
例4、如圖所示，連著彈簧的小球套在水平桿上，彈簧自由伸長時，小球位于O點。小幅度向左或向右改變小球的位置，小球仍能靜止?，F在大幅度改變小球位置，把小球移至A點后使其靜止，然后釋放。
(1)小球向右運動過程中速度最大點出現在____(選填“O點”“O點左側”“O點右側”或“都有可能”)。
(2)小球第一次向右經過O點至到達最右端B的過程中能量轉化情況為____。
(3)小球最終靜止的位置是____(選填“O點”“O點左側”“O點右側”或“都有可能”)。
變式1、將一輕質彈簧固定在水平桌面上，在上面放置一個小鋼球，靜止時彈簧長度為L，如圖甲所示；再用手向下壓到一定程度，如圖乙所示；釋放后鋼球運動到距離水平桌面2L處，如圖丙所示。對鋼球分析不正確的是( )
A．甲圖中，鋼球一定受平衡力作用
B．丙圖中，彈簧一定不存在彈性勢能
C．從乙圖到丙圖過程中，彈簧的機械能一定改變
D．鋼球上升但沒有離開彈簧之前運動速度先變大后減少
變式2、利用傳感器和計算機可以測量快速變化的力的瞬時值。如圖是用這種方法獲得的彈性繩中拉力隨時間的變化圖線。實驗時，把小球舉高到繩子的懸點O處，然后放手讓小球自由下落。由此圖線所提供的信息，以下判斷正確的是 (　　)
A．t2時刻小球速度最大
B．t1～t2期間小球速度先增大后減小
C．t3時刻小球動能最小
D．t1與t4時刻小球動量一定相同
變式3、 如圖，在光滑的水平臺面上，一輕質彈簧左端固定，右端連接一金屬小球，O點是彈簧保持原長時小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做往復運動(已知AO＝OB)。小球從A位置運動到B位置的過程中，下列判斷正確的是( )
A．小球的動能不斷增加
B．彈簧的彈性勢能不斷減少
C．小球運動到O點時的動能與此時彈簧的彈性勢能相等
D．在任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變
拓展提升
1.如圖5所示，小球從離地h的高度沿著光滑的軌道滑下，使小球滑到光滑的離心軌道頂端A而不下落，此時（ ）
A.小球既有勢能，又有動能 B.小球只有勢能，沒有動能
C.小球只有動能，沒有勢能 D.以上說法都不正確
2.如圖所示，固定在地面上的半圓軌道直徑ab水平，小球P從a點正上方高H處自由下落，經過軌道后從b點沖出豎直上拋，上升的最大高度為H，空氣阻力不計．當小球下落再經過軌道a點沖出時，能上升的最大高度h為( )
A．h＝H B．h＝
C．h＜ D．＜h＜H
3.質量為M的物體離地面高度為h時，它的重力勢能EP可以表示為EP＝Mgh(g＝10N/kg)?，F從地面豎直上拋一個物體，物體能夠上升的最大高度為4m，然后落回到地面，整個過程空氣阻力不能忽略。若上升過程中物體的重力勢能和動能相等時，物體離地面的高度記為h1；下落過程中物體重力勢能和動能相等時，物體離地面的高度記為h2．則( )
A．h1＜2m，h2＜2m B．h1＝2m，h2＝2m
C．h1＞2m，h2＜2m D．h1＜2m，h2＞2m
課后鞏固
1.如題圖所示，人造衛星沿橢圓形軌道繞地球運行，下列說法正確的是（　　）
A．衛星在近地點時，動能最大，機械能最大
B．衛星在遠地點時，勢能最大，機械能最大
C．衛星從遠地點向近地點運行時，動能逐漸減小，勢能逐漸增大，機械能不變
D．衛星從近地點向遠地點運行時，動能逐漸減小，勢能逐漸增大，機械能不變
2.如圖所示，鉛球從出手到將要落地的過程中（不計空氣阻力），下列說法正確的是（　?。?br/>A．鉛球由a→b時，重力勢能轉化為動能
B．鉛球到達c 點時動能最大
C．鉛球由b→c 時，機械能逐漸減小
D．鉛球在b 點時動能為零
3.如圖所示，讓同一個小球在同一高度以相同的速度分別向三個不同方向拋出去，設小球剛落地時的速度大小分別為v1、v2、v3，如果不計空氣阻力，則其速度大小關系正確的是（　　）
A．v1＝v2＝v3 B．v1＜v2＜v3 C．v1＞v2＞v3 D．無法比較其速度大小
4.如圖所示，小球從左端靜止釋放，在左右擺動的過程中，不計摩擦和空氣阻力，則(　　)
A．小球在左側最高點的高度大于右側最高點的高度
B．小球在左側最高點的高度等于右側最高點的高度
C．從最低點上升到最高點的過程中，小球的一部分動能轉化為重力勢能
D．以上都不對
5.如甲圖所示，小球從豎直放置的彈簧上方一定高度處由靜止開始下落，從a處開始接觸彈簧，壓縮至c處時彈簧最短．從a至c處的過程中，小球在b處速度最大．小球的速度v和彈簧被壓縮的長度△L之間的關系如乙圖所示．不計空氣阻力，則從a至c處的過程中，下列說法中正確的是(　　)
A．小球所受重力始終大于彈簧的彈力
B．小球的重力勢能先減小后增大
C．小球減少的機械能轉化為彈簧的彈性勢能
D．小球的動能一直減小
6.將一輕質彈簧固定在水平桌面上，在上面放置一個小鋼球，靜止時彈簧長度為L，如圖甲所示；再用手向下壓到一定程度，如圖乙所示；釋放后鋼球運動到距離水平桌面2L處，如圖丙所示。對鋼球分析不正確的是(　　)
A．甲圖中，鋼球一定受平衡力作用
B．丙圖中，彈簧一定不存在彈性勢能
C．從乙圖到丙圖過程中，彈簧的機械能一定改變
D．鋼球上升但沒有離開彈簧之前運動速度先變大后減少
7.如圖所示，小球在豎直向下的力F作用下，將豎直輕彈簧壓縮．將力F撤去，小球將向上彈起并離開彈簧，直到速度為零時為止，則小球在上升過程中
①小球的動能先增大后減小 ②小球在離開彈簧時動能最大
③小球動能最大時彈性勢能為零 ④小球動能減為零時，重力勢能最大
以上說法中正確的是(　　)
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
8.小紅在操場上將一皮球拋出，皮球被拋出后的運動軌跡如圖所示，a、c兩點處于同一高度。則下列判斷中正確的是（　 ）
A．皮球由a到b時，動能逐漸減小，b點皮球動能為零
B．皮球在d點時的機械能最大
C．皮球在a、c兩點時，c點速度一定比a點小
D．皮球在a、c兩點時動能可能相等
9.在如圖所示的滾擺實驗中，下列說法正確的是（　?。?br/>A．滾擺下降時，動能減小，重力勢能增加
B．滾擺運動時，有部分機械能轉化為其它形式的能
C．滾擺運動至最低點時，動能為零
D．滾擺運動至最高點時，一切外力突然消失，滾擺會繼續向上轉動
10.如圖所示，小物塊A和彈簧放在光滑的水平面上，彈簧左端固定于豎直墻面。向左移動物塊A并壓縮彈簧至B處，靜止釋放物塊A，此后物塊的動能（　?。?br/>A．一直變大 B．一直不變
C．先變大后不變 D．先變大后變小
11.如圖所示，用手將一重為G的鐵球緩慢放在一彈簧上，放手后，鐵球從A位置開始向下運動，到達B位置速度達到最大，到達C位置小球的速度變為零。已知AC間的高度差為h，則從A位置到C位置鐵球的重力做功是 ；在此過程中彈簧的彈性勢能增加量為 。B位置到C位置的過程中鐵球所受的重力 (選填“大于”“小于”或“等于”)彈簧所施加的彈力。(不計能量損耗)

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