資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
九上科學3.2機械能
教學內容 機械能
教學目標 讓學生熟練掌握上述學習目標的內容
教學重點 機械能的分析
教學難點 蹦極，彈簧問題
課程難度 中等
一.知識歸納
動能和勢能的轉化
1．機械能：動能和勢能的和稱為 。
2．動能轉化為重力勢能時，物體的速度不斷 ，高度不斷 ；重力勢能轉化為動能時，高度 ，速度 。
3．動能轉化為彈性勢能時，速度 ，彈性形變 ；彈性勢能轉化為動能時，彈性形變 ，速度 。
4．判斷動能和勢能相互轉化的步驟：①明確研究對象和要研究的過程；②明確物體在起始位置所具有的動能和勢能；③在運動過程中物體的位置、形狀、速度是否發生變化，相應物體的重力勢能、彈性勢能和動能是否發生變化；④得出結論：一種形式的能減少，其他形式的能必定增加。
機械能守恒
1．物體通常既具有 ，又具有 。
2．當物體只受重力和彈性力時（不受 時），機械能總量 。即動能 了多少，勢 能就增加多少；勢能減小了多少，動能就 多少。
3．滾擺在下降過程中，會越轉越快，則增加的 是由減小的 轉化而來；滾擺在上升的過程 中，速度會越來越小， 減小， 增加， 轉化為 。
4．如果存在 ，動能和勢能在相互轉化的過程中，機械能的總量會減小。減小的機械能轉化為摩擦產生的 。
特別提醒：動能和勢能的轉化可以發生在同一個物體上，也可以發生在不同的物體間，因此在運用機械能守恒定律時要注意研究對象的選取。例如壓縮的彈簧將物體彈起的過程中，彈簧的彈性勢能轉化為物體的動能，對彈簧和物體而言機械能是守恒的，但對該受力物體而言，機械能并不守恒。
二.課堂練習
題型一.動能勢能的分析判斷
例1.跳水運動中蘊含著許多物理知識，如圖所示，運動員站立在跳臺上的A點，然后保持直立姿勢從跳臺上豎直向上彈跳后騰空，至最高點后自由下落，至C點落入水中。若不計空氣阻力，運動員從離開跳臺到落水前的過程中，下列關于其動能、勢能和機械能的大小分別隨時間變化的曲線中，正確的是（　?。?br/>A．①③④ B．②③④ C．①④ D．③④
例2.如圖所示，將乒乓球置于裝有適量水的杯子中，一起從甲處靜止釋放，杯子落地后乒乓球彈起經過乙，最后到達丙。乒乓球處于乙點與甲點相比，說法正確的是（　?。?br/>A．動能減小，慣性變大 B．動能減小，慣性不變
C．動能增加，慣性變大 D．動能增加，慣性不變
變式訓練1.如圖是物體在空中飛行過程中動能Ek隨時間t變化的曲線，運動的物體可能是（　?。?br/>A．由靜止下落的乒乓球
B．豎直向上墊起的排球
C．離開腳后在地上滾動的足球
D．從肩上斜向上投擲出去的鉛球
變式訓練2.多功能霧炮車又稱抑塵車、霧霾車、農藥噴灑車，今年2020疫情突降，又多了個名字叫多功能消毒車。這些天消毒車活躍在各個城市和小區，為阻止病毒蔓延也立下了汗馬功勞。在水平路面上勻速行駛的消毒車作業時，消毒車受到地面的摩擦力如何改變，消毒車的動能將如何改變（　　）
A．摩擦力不變，動能不變
B．摩擦力減小，動能減小
C．摩擦力減小，動能不變
D．摩擦力不變，動能減小
變式訓練3.在北京冬奧會自由式滑雪女子大跳臺的比賽中，中國選手谷愛凌挑戰超高難度動作成功，奇跡般奪冠?，F將谷愛凌的這一次跳臺運動部分軌跡簡化，如圖所示，其中A點為她運動的最高點。下列說法正確的是（　　）
A．運動員在A點時受到平衡力的作用
B．運動員在A點時重力勢能最大，動能為零
C．運動員到達A點時也有慣性
D．運動員在B點的機械能大于在A點的機械能
變式訓練4.如圖所示，原長為L的橡皮筋一端固定在O點，另一端懸掛一個小鋼球，將鋼球從O點自由釋放，鋼球運動到A點后開始向上返回，不計空氣阻力，O、A兩點間距離為2L。則能反映鋼球從O點運動到A點的過程中，其動能E隨運動距離s變化的關系圖象可能是（　　）
A． B．
C． D．
題型2.機械能守恒判斷
例1.用細繩把擺錘懸掛起來，將擺錘拉到某一高度后釋放，擺錘做如圖所示的運動。當擺錘處于甲、乙位置時，關于擺錘具有的重力勢能和動能的描述，正確的是（　?。?br/>A．重力勢能不同，動能相同
B．重力勢能不同，動能不同
C．重力勢能相同，動能相同
D．重力勢能相同，動能不同
例2.投擲實心球是中考體育選考項目之一。圖甲為實心球出手后的運動示意圖，其中v0是實心球出手瞬間的速度，θ是出手角度，h是出手高度。圖乙為投擲距離s隨出手角度θ變化的圖像。下列說法不正確的是（　?。?br/>A．實心球離手后至落地過程中，實心球的動能先減小后增大
B．實心球在運動到最高點時，如果一切外力消失，實心球將做勻速直線運動
C．實心球的投擲距離s隨角度θ增大而先增大后減小，角度θ＝40°時，投擲距離s最大
D．若要探究實心球投擲距離s是否與出手高度h有關，只需控制出手角度θ相同即可
變式訓練1.跳臺滑雪是一項深受許多人喜愛的體育運動。如圖是跳臺滑雪區和某運動員的運動軌跡簡化示意圖，運動員從A點出發，最終在E點停下。下列說法正確的是（　　）
A．運動員的滑雪板長而寬，可以減小運動員落地時對雪地的壓力
B．從A到B的過程中，運動員的動能變大，慣性大小也變大
C．從B點到C點的過程中，重力勢能轉化為動能
D．若忽略空氣阻力，C點到D點（著陸前）過程中，運動員和滑雪板的總機械能守恒
變式訓練2.如圖所示，人們修筑攔河壩來提高上游的水位，在壩底安裝水輪機帶動發電機發電。上游一定量的水，經水輪機流到下游的過程中，下列說法正確的是（　　）
A．水的機械能不變
B．水的機械能變小
C．水的重力勢能增大，動能減小
D．水輪機帶動發電機發電，電能轉化成機械能
變式訓練3.如圖所示，一足夠長的輕繩一端連接重物A，另一端通過定滑輪連接物體B，物體B質量小于重物A質量。將重物A由靜止釋放下落至地面的過程中，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（　?。?br/>A．重物A的動能保持不變
B．物體B的機械能保持不變
C．重物A的重力勢能完全轉化為B的重力勢能
D．重物A和物體B的機械能之和不變
變式訓練3.如圖，同一小球在同一高度以相同速度向三個不同方向拋出（不計空氣阻力和摩擦），設小球剛落地時的速度分別為v1、v2、v3，則（　?。?br/>A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3 C．v1＝v2＝v3 D．v1＜v3＜v2
25．蕩秋千是一種喜聞樂見的運動，在越蕩越高的歡樂中，享受的是激情與健身的歡欣。如圖所示，晨光同學在蕩秋千。他從A點自由出發，經過最低點B和與A點等高的C點，到達右側最高點D返回。經測量，D點高于A點和C點。晨光同學從A到D的過程中，下列判斷正確的是（　　）
A．A點和D點機械能相等
B．到達B點時，受力平衡
C．在此過程中，只有機械能與內能之間相互轉化
D．從A點到D點，其機械能增加
變式訓練4.小衢在操場上將一籃球拋出，籃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．皮球在b點時的機械能最大
B．皮球在a、c兩點時動能相等
C．皮球由a到b時，動能逐漸增大
D．皮球由c到d時，機械能一直減小
變式訓練5.在豎直平面內用輕質細線懸掛一個小球，將小球拉至A點，使細線處于拉直狀態。由靜止釋放，不計空氣阻力，小球可在A、C兩點間來回擺動，B點是小球運動軌跡中的最低點，如圖所示。下列分析正確的是（　?。?br/>A．從A運動到C的過程中，小球的機械能減小
B．小球運動到C點時，小球速度為0，處于平衡狀態
C．小球運動到B點時，若細線斷開，之后小球的重力勢能先增大后減小
D．小球運動到C點時，若細線斷開，小球將豎直下落
題型3.彈簧，蹦極等問題分析
例1.如圖是小應玩蹦蹦床的情景，A點是蹦床不發生形變時的原位置，B點是小應受到的重力與蹦床對小應的彈力相等處，C點是小應到達的最低點，下列分析不正確的是（　　）
A．當小應在最高點0時處于非平衡狀態
B．小應在空中下落到A點的過程中重力勢能轉化為動能
C．小應下落到B點時的動能最大
D．從A點到C點的過程中，小應的動能增大
例2.“反向蹦極”是一項比蹦極更刺激的運動。如圖所示，彈性輕繩的上端固定在O點，拉長后將下端固定在體驗者的身上，并與固定在地面上的扣環相連。打開扣環，人從A點由靜止釋放，像火箭一樣被“豎直發射”，上升到最高位置C點，其中在B點時速度最快，上下震蕩后靜止在空中。對此過程，下列描述正確的是（　?。?br/>A．到達B點時，彈性繩處于原長位置
B．最低點A和最高點C彈性繩的彈性勢能一樣大
C．人上升和下降時最大速度相同，所處位置也相同
D．人從A點到B點的過程中，人的重力勢能和動能都增加
變式訓練1.將一只乒乓球從O點由靜止釋放，豎直下落撞擊到升降臺上，彈起的最高點為M；若只將升降臺升高至圖乙位置，乒乓球下落彈起后到達的最高點為N，不計碰撞過程中的能量損失。則N點（　?。?br/>A．在M點的下方 B．與M點重合
C．在M點和O點之間 D．與O點重合
變式訓練2.如圖甲所示，質量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，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．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t變化的圖象如圖乙所示，則（　　）
A．t1～t2時刻小球所受合力方向一直豎直向下
B．在t1～t2間的某個時刻小球動能最大
C．在t3時刻，彈簧的彈性勢能最大
D．t1～t2這段時間內，小球速度一直變大
變式訓練3.某運動員做蹦極運動，如圖甲所示，從高處O點開始下落，A點是彈性繩的自由長度，在B點運動員所受的彈力恰好等于重力，C點是第一次下落到達的最低點，運動員所受彈性繩彈力F的大小隨時間t變化的情況如圖乙所示（蹦極過程視為豎直方向的運動）。下列判斷正確的是（　?。?br/>A．從A點到B點過程中運動員加速下落
B．從B點到C點過程中運動員勻速下落
C．t0時刻運動員剛好位于B點
D．運動員重力大小等于F0
變式訓練4.如圖甲所示，一輕質彈簧一端系在墻上的O點，自由伸長到B點，現將一小物塊M連在彈簧上，并把彈簧壓縮到A點，然后由靜止釋放，小物體能運動到C點靜止，物體與水平地面間的摩擦力恒定。在圖乙中畫出小物體運動過程中動能變化的大致曲線，并結合圖像分析各過程能量的轉化。
三.課后作業
1.對如下四幅圖的分析，正確的是（　?。?br/>A．圖①擺錘從A點運動到O點的過程中動能轉化為重力勢能
B．圖②運動員起跳后上升到最高點時勢能最大，動能為零
C．圖③高處滾下的小球在C點動能達到最大值
D．圖④衛星在近地點動能最大，遠地點勢能最大，機械能守恒
2.如圖所示，小朋友沿著滑梯勻速下滑的過程中，下列說法中正確的是（忽略空氣阻力）（　?。?br/>A．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用
B．他的重力勢能轉化成了動能和內能
C．他的重力勢能減小，動能增大，機械能不變
D．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用
3.小金將小球豎直向上拋出，小球先上升后下落，不計空氣阻力。小球從離開手后到落回手中之前，此過程中能量變化的分析，正確的是（　　）
A．動能先增大后減小 B．勢能先減小后增大
C．機械能先減小后增大 D．機械能保持不變
4.2023年杭州亞運會蹦床男子個人賽中，中國選手嚴浪宇奪金。如圖為比賽時的場景，當他從空中下落至蹦床，從剛好接觸蹦床到剛好離開蹦床的過程中，有關能量變化敘述正確的是（　?。?br/>A．嚴浪宇的機械能始終不變
B．嚴浪宇的機械能先增大后減小
C．蹦床的彈性勢能始終不變
D．蹦床的彈性勢能先增大后減小
5.2019年5月17日時48分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號丙運載火箭，成功發射第45顆北斗導航衛星，如圖1所示是北斗衛星在隨火箭加速上升的情景。人造地球衛星沿橢圓軌道繞地球運行時，離地球最近的一點叫近地點，最遠的一點叫遠地點，如圖2所示。下列說法正確的是（　　）
A．如圖1北斗衛星上升過程中，重力勢能變大，動能變小
B．如圖2人造地球衛星運行中，重力勢能變大，動能變大
C．如圖2人造地球衛星運行中，從近地點向遠地點運動時，速度減小
D．如圖1、2中衛星的機械能都不變
6.如圖甲輕質彈簧原長為2L，將彈簧豎直放置在地面上，在其頂端將一質量為m的物體由靜止釋放，當彈簧被壓縮到靜止時，彈簧長度為L，如圖乙現將該彈簧水平放置，一端固定在A點，另一端與物塊P接觸但不連接，AB是長度為5L的光滑水平軌道，B端與半徑為L的光滑半圓軌道B、C、D相切，用外力推動物塊P，將彈簧壓縮至長度L，然后釋放，P開始沿軌道運動，問：
（1）從豎直放置在地面上的彈簧頂端，靜止釋放物塊P，至彈簧被壓縮后靜止，物塊P的重力勢能轉化為彈簧的 。（填能量形式）
（2）將彈簧壓縮至長度L，然后放開，P開始沿軌道運動，能否到達“D”點？ （填“能”或“否”）。物塊P達到最高點時的機械能大小為 焦耳。
7.滑板是深受青少年喜歡的一項體育運動。如圖是U型滑臺和運動員姿勢的簡化示意圖。運動員在滑臺A處下滑，僅依靠滑行，滑到與A相同高度的滑臺B處時靜止。請回答下列問題：
（1）整個過程中動能最大的位置是 （填“A”、“O”或“B”）。
（2）若想滑到C點，小科提出只要增加“用力豎直向上跳起段高度”這個操作即可實現，則在圖中哪一位置起跳有可能達到該目的？ 。（填字母代號）
A.僅在A點
B.僅在O點
C.僅在B點
D.在A點或O點均可
8.圖甲中過山車從A點出發，先后經過B、C、D、E點。圖乙是過山車在B、C、D、E點的動能和重力勢能大小的示意圖，則過山車的動能在 點最大，B點機械能的大小 E點機械能的大?。ㄌ睢埃尽薄ⅰ埃健被颉埃肌保?，在整個過程中，過山車的機械能是 （填“變化”或“不變”）的。
9.跳臺滑雪被稱為勇敢者的運動，其基本技術動作分為5個部分：助滑、起跳、空中飛行、著陸、滑行至終止區。如圖所示為滑雪運動員滑雪過程的示意圖。
資料1：滑雪賽道表面雪的厚度達到6～8m。雪內有很多小孔，小孔內充滿空氣。滑雪時，運動員踏著滑雪板壓，在雪上時，雪內的空氣被逼出。
資料2：助滑時，運動員把身體縮成“蹲狀”的姿勢，通過一個凹形軌道助滑后，在起跳的瞬間用力一蹬伸展身體，調整好姿勢在空中飛行，飛行至頂端時身體與滑板構成上表面凸起的流線型。
資料3：運動員著陸時，要讓滑雪板的板后跟略領先于板尖著地；落地后，調整好姿勢繼續滑行到終止區。
結合上述信息并運用所學知識，對賽道的設置以及滑雪運動員的5個基本技術動作蘊含的科學道理作出解釋。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）中小學教育資源及組卷應用平臺
九上科學3.2機械能
教學內容 機械能
教學目標 讓學生熟練掌握上述學習目標的內容
教學重點 機械能的分析
教學難點 蹦極，彈簧問題
課程難度 中等
一.知識歸納
動能和勢能的轉化
1．機械能：動能和勢能的和稱為 機械能 。
2．動能轉化為重力勢能時，物體的速度不斷 減小 ，高度不斷 增加 ；重力勢能轉化為動能時，高度 減小 ，速度 增大 。
3．動能轉化為彈性勢能時，速度 減少 ，彈性形變 變大 ；彈性勢能轉化為動能時，彈性形變 變小 ，速度 增大 。
4．判斷動能和勢能相互轉化的步驟：①明確研究對象和要研究的過程；②明確物體在起始位置所具有的動能和勢能；③在運動過程中物體的位置、形狀、速度是否發生變化，相應物體的重力勢能、彈性勢能和動能是否發生變化；④得出結論：一種形式的能減少，其他形式的能必定增加。
機械能守恒
1．物體通常既具有 動能 ，又具有 勢能 。
2．當物體只受重力和彈性力時（不受 阻力 時），機械能總量 保持不變 。即動能 減小 了多少，勢 能就增加多少；勢能減小了多少，動能就 增加 多少。
3．滾擺在下降過程中，會越轉越快，則增加的動能是由減小的重力勢能轉化而來；滾擺在上升的過程 中，速度會越來越小，動能減小，重力勢能增加，動能轉化為重力勢能。
4．如果存在摩擦阻力，動能和勢能在相互轉化的過程中，機械能的總量會減小。減小的機械能轉化為摩擦產生的內能。
特別提醒：動能和勢能的轉化可以發生在同一個物體上，也可以發生在不同的物體間，因此在運用機械能守恒定律時要注意研究對象的選取。例如壓縮的彈簧將物體彈起的過程中，彈簧的彈性勢能轉化為物體的動能，對彈簧和物體而言機械能是守恒的，但對該受力物體而言，機械能并不守恒。
二.課堂練習
題型一.動能勢能的分析判斷
例1.跳水運動中蘊含著許多物理知識，如圖所示，運動員站立在跳臺上的A點，然后保持直立姿勢從跳臺上豎直向上彈跳后騰空，至最高點后自由下落，至C點落入水中。若不計空氣阻力，運動員從離開跳臺到落水前的過程中，下列關于其動能、勢能和機械能的大小分別隨時間變化的曲線中，正確的是（　?。?br/>A．①③④ B．②③④ C．①④ D．③④
【分析】（1）動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大。
（2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度。質量越大，高度越高，重力勢能越大。
（3）不計空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉化，機械能是守恒的。
【解答】解：①②運動員上升的過程中，速度越來越小，動能越來越小，當上升到最高點時，速度最小，動能最小，下落的過程中，速度越來越大，動能越來越大。所以動能是先減小，上升到最高點速度最小，動能最小，后又增大，當上升到最高點時，速度最小，但不為零，動能不為零，故圖①錯誤，圖②正確；
③小球上升的過程中，高度越來越大，重力勢能越來越大，當上升到最高點時，高度最高，重力勢能最大，下落的過程中，高度越來越小，最后落地，重力勢能越來越小，直到為零。所以重力勢能是先增大，上升到最高點重力勢能最大，后又減小，最后為零。故圖③正確；
④由于此時不計空氣阻力，所以機械能是守恒的，故機械能不變，圖④正確。
故選B。
例2.如圖所示，將乒乓球置于裝有適量水的杯子中，一起從甲處靜止釋放，杯子落地后乒乓球彈起經過乙，最后到達丙。乒乓球處于乙點與甲點相比，說法正確的是（　　）
A．動能減小，慣性變大 B．動能減小，慣性不變
C．動能增加，慣性變大 D．動能增加，慣性不變
【分析】動能的大小與質量、速度有關；慣性的大小只與質量有關。
【解答】解：乒乓球在運動的過程中，質量不變，慣性大小不變；水和杯子一起向下運動，落地瞬間杯子由于受到阻力停止運動，水由于慣性要繼續運動，所以水對杯底要產生一個壓力，因為物體間的作用力是相互的，所么用杯底對水一個反作用力，乒乓球在水的作用力的方向上移動距離，所以水對乒乓球做了功，使得乒乓球的機械能增大，到達乙位置時的機械能大于甲位置的機械能，甲、乙高度相同，重力勢能相同，所以乙位置的動能大于甲位置的動能，故D正確。
故答案為：D。
變式訓練1.如圖是物體在空中飛行過程中動能Ek隨時間t變化的曲線，運動的物體可能是（　?。?br/>A．由靜止下落的乒乓球
B．豎直向上墊起的排球
C．離開腳后在地上滾動的足球
D．從肩上斜向上投擲出去的鉛球
【分析】動能大小的影響因素：質量和速度。質量一定時，速度增大，動能增大；速度一定時，質量增大，動能增大。
【解答】解：分析圖象可知，動能先減小再增大。
A、由靜止下落的乒乓球質量不變，速度不斷變大，故其動能始終在增大，故A不合題意；
B、豎直向上墊起的排球，排球質量不變，速度先減小后增大，所以動能先減小后增大，但排球運動到最高點時速度為0，動能為0，故B不合題意；
C、離開腳后在地上滾動的足球，足球滾動的越來越慢，動能越來越小，故C不合題意；
D、斜向上投擲出去的鉛球在整個飛行過程中，質量不變，一直在運動，動能不為零（處于最高點時豎直方向速度為0，但水平方向仍然有速度，因此動能不為0）。
從出手到最高點過程中速度減小，此過程動能減??；在下落的過程中，速度不斷增大，到達地面最大，此過程動能增大。整個過程動能先減小再增大。故D符合題意；
故選：D。
變式訓練2.多功能霧炮車又稱抑塵車、霧霾車、農藥噴灑車，今年2020疫情突降，又多了個名字叫多功能消毒車。這些天消毒車活躍在各個城市和小區，為阻止病毒蔓延也立下了汗馬功勞。在水平路面上勻速行駛的消毒車作業時，消毒車受到地面的摩擦力如何改變，消毒車的動能將如何改變（　　）
A．摩擦力不變，動能不變
B．摩擦力減小，動能減小
C．摩擦力減小，動能不變
D．摩擦力不變，動能減小
【分析】摩擦力大小跟壓力大小、接觸面粗糙程度有關，據此判斷摩擦力的變化；動能的大小與質量和速度有關。
【解答】解：在水平路面上勻速行駛的消毒車作業時，其質量減小，重力減小，所以對地面的壓力減小，由于接觸面的粗糙程度不變，所以摩擦力會變小；
質量變小，速度不變，則動能變小。
故選：B。
變式訓練3.在北京冬奧會自由式滑雪女子大跳臺的比賽中，中國選手谷愛凌挑戰超高難度動作成功，奇跡般奪冠?，F將谷愛凌的這一次跳臺運動部分軌跡簡化，如圖所示，其中A點為她運動的最高點。下列說法正確的是（　?。?br/>A．運動員在A點時受到平衡力的作用
B．運動員在A點時重力勢能最大，動能為零
C．運動員到達A點時也有慣性
D．運動員在B點的機械能大于在A點的機械能
【分析】（1）平衡力大小相等，方向相反，作用在一條直線上，作用在同一物體上。
（2）慣性是物體保持原來運動狀態不變的特性，一切物體在任何情況下都有慣性。
（3）機械能包括動能與勢能，其中動能的影響因素是質量與速度，重力勢能的影響因素是質量與高度，彈性勢能的影響因素是彈性形變量。
（4）空氣阻力做功，機械能減小。
【解答】解：A．運動員在 A 點時，受到重力和空氣阻力，二力不在一條直線上，不是一對平衡力，處于非平衡狀態，故A錯誤；
B．運動員在 A 點高度最高，重力勢能最大，但此時具有水平方向的速度，所以，動能不為零，故B錯誤；
C．慣性是物體保持原來運動狀態不變的性質，是物體固有的屬性，慣性和物體的運動狀態無關，故C正確。
D．運動員由A到B的過程需要克服摩擦力做功，機械能減小，即運動員在 B 點的機械能小于在A 點的機械能，故D錯誤。
故選：C。
變式訓練4.如圖所示，原長為L的橡皮筋一端固定在O點，另一端懸掛一個小鋼球，將鋼球從O點自由釋放，鋼球運動到A點后開始向上返回，不計空氣阻力，O、A兩點間距離為2L。則能反映鋼球從O點運動到A點的過程中，其動能E隨運動距離s變化的關系圖象可能是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】小球下降過程，重力勢能轉化為動能的過程；小球拉動橡皮筋，小球動能轉化為橡皮筋的彈性勢能，動能逐漸變小，據此分析小球動能隨移動距離變化并做出判斷。
【解答】解：橡皮筋長為L，小球從初始狀態下降至L過程中，重力勢能轉化為動能，小球做加速運動，動能逐漸變大；
小球從L繼續下降至2L過程中，受到橡皮筋向上的拉力作用；當拉力小于重力時，合力向下，小球仍加速，動能仍然增大；當拉力大于重力時，合力向上，小球做減速運動，動能逐漸減小，最后變為零；對照選項中的圖象可知，只有B選項符合題意。
故選：B。
題型2.機械能守恒判斷
例1.用細繩把擺錘懸掛起來，將擺錘拉到某一高度后釋放，擺錘做如圖所示的運動。當擺錘處于甲、乙位置時，關于擺錘具有的重力勢能和動能的描述，正確的是（　?。?br/>A．重力勢能不同，動能相同
B．重力勢能不同，動能不同
C．重力勢能相同，動能相同
D．重力勢能相同，動能不同
【分析】擺錘擺動過程中，由于要克服摩擦阻力，機械能減??；
動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大。
重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度。質量越大，高度越高，重力勢能越大。
【解答】解：擺錘擺動過程中，由于要克服摩擦阻力，機械能減小，甲、乙位置，高度相同，故重力勢能相同，但是由于機械能減小故甲位置的動能大于乙位置的動能，故D正確。
故選：D。
例2.投擲實心球是中考體育選考項目之一。圖甲為實心球出手后的運動示意圖，其中v0是實心球出手瞬間的速度，θ是出手角度，h是出手高度。圖乙為投擲距離s隨出手角度θ變化的圖像。下列說法不正確的是（　?。?br/>A．實心球離手后至落地過程中，實心球的動能先減小后增大
B．實心球在運動到最高點時，如果一切外力消失，實心球將做勻速直線運動
C．實心球的投擲距離s隨角度θ增大而先增大后減小，角度θ＝40°時，投擲距離s最大
D．若要探究實心球投擲距離s是否與出手高度h有關，只需控制出手角度θ相同即可
【分析】（1）動能的大小與質量、速度有關；
（2）根據牛頓第一定律分析；
（3）根據圖乙分析投擲距離和投擲角度的關系；
（4）根據控制變量法分析。
【解答】解：
A、實心球離手后，在上升過程中，質量不變，速度變小，動能變小，在下降過程中，速度變大，質量不變，動能變大，所以實心球的動能先減小后增大，故A正確；
B、實心球在運動到最高點時，水平方向上有一定的速度，如果一切外力消失，根據牛頓第一定律可知，實心球將做勻速直線運動，故B正確；
C、根據圖乙可知，投擲距離隨θ的增大先變大后變小，當θ＝40°時，投擲距離s是最大的，故C正確；
D、若要探究實心球投擲距離s是否與出手高度h有關，需要改變出手的高度，控制實心球的質量、球的初速度、出手角度θ相同，故D錯誤。
故選：D。
變式訓練1.跳臺滑雪是一項深受許多人喜愛的體育運動。如圖是跳臺滑雪區和某運動員的運動軌跡簡化示意圖，運動員從A點出發，最終在E點停下。下列說法正確的是（　?。?br/>A．運動員的滑雪板長而寬，可以減小運動員落地時對雪地的壓力
B．從A到B的過程中，運動員的動能變大，慣性大小也變大
C．從B點到C點的過程中，重力勢能轉化為動能
D．若忽略空氣阻力，C點到D點（著陸前）過程中，運動員和滑雪板的總機械能守恒
【分析】（1）減小壓強的方法：在壓力一定時，增大受力面積；在受力面積一定時，減小壓力；
（2）動能與質量和速度有關，物體保持原來運動狀態不變的性質叫慣性，與速度無關；
（3）根據能的轉化分析；
（4）機械能轉化時，不受阻力，機械能守恒。
【解答】解：A、運動員的滑雪板長而寬，是在壓力一定時，通過增大受力面積來減小對雪地的壓強，故A錯誤；
B、從A到B的過程中，運動員加速下滑，動能變大，慣性與質量有關，與速度無關，因而大小不變，故B錯誤；
C．從B點到C點的過程中，高度升高，重力勢能變大，而速度減小，故動能轉化為重力勢能，故C錯誤；
D．若忽略空氣阻力，C點到D點（著陸前）過程中，機械能轉化且不受阻力，運動員和滑雪板的總機械能守恒，故D正確。
故選：D。
變式訓練2.如圖所示，人們修筑攔河壩來提高上游的水位，在壩底安裝水輪機帶動發電機發電。上游一定量的水，經水輪機流到下游的過程中，下列說法正確的是（　　）
A．水的機械能不變
B．水的機械能變小
C．水的重力勢能增大，動能減小
D．水輪機帶動發電機發電，電能轉化成機械能
【分析】（1）動能和勢能之和稱為機械能。動能和勢能都屬于機械能，動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量，動能和勢能是機械能的兩種表現形式；
（2）有能量轉化時，必定會有一種形式的能量減少，另一種形式的能量增加；
（3）要明白消耗能量、利用能量或獲得能量的過程就是能量的相互轉化和轉移的過程，能在具體情景中分析能量形式的轉化。
【解答】解：ABC、上游一定量的水，經水輪機流到下游的過程中，水的質量不變，高度變小，重力勢能變小，速度變大，動能變大，由于水會克服阻力做功，使得一部分機械能轉化為內能，所以水的機械能減小，故AC錯誤、B正確；
D、水輪機帶動發電機發電時，水的機械能轉化為電能，故D正確。
故選：B。
變式訓練3.如圖所示，一足夠長的輕繩一端連接重物A，另一端通過定滑輪連接物體B，物體B質量小于重物A質量。將重物A由靜止釋放下落至地面的過程中，不計繩重和摩擦，下列說法正確的是（　?。?br/>A．重物A的動能保持不變
B．物體B的機械能保持不變
C．重物A的重力勢能完全轉化為B的重力勢能
D．重物A和物體B的機械能之和不變
【分析】（1）動能大小的影響因素：質量、速度；質量越大，速度越大，動能越大。
（2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度；質量越大，高度越高，重力勢能越大。
（3）只有重力做功時，機械能才守恒。
【解答】解：A、物體B質量小于重物A質量，則將重物A由靜止釋放下落至地面的過程中，A的速度會變大，所以其動能增加，故A錯誤。
B、A的速度會變大，則B的速度也變大，B的高度也變大，則B的動能和重力勢能都增加，所以其機械能增大，故B錯誤。
C、重物A的重力勢能一部分轉化為自身和B的動能，一部分轉化為B的重力勢能，故C錯誤。
D、不計繩重和摩擦，這個系統中只有重力做功，所以重物A和物體B的機械能之和不變，故D正確。
故選：D。
變式訓練3.如圖，同一小球在同一高度以相同速度向三個不同方向拋出（不計空氣阻力和摩擦），設小球剛落地時的速度分別為v1、v2、v3，則（　　）
A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3 C．v1＝v2＝v3 D．v1＜v3＜v2
【分析】抓住題目中的條件﹣﹣不計空氣阻力和摩擦，勢能和動能轉化時，機械能守恒；小球拋出和落地時的機械能相等，也就是落地時的動能相等，然后判斷出速度相等。
【解答】解：小球從拋出到落地，發生了重力勢能和動能的轉化；在不計空氣阻力和摩擦的條件下，轉化過程中，機械能守恒，即機械能的總和不變。小球拋出時的機械能與小球落地時的機械能相等；而小球落地時的勢能為零，故機械能大小等于動能大小，即動能相等，所以速度相同，v1＝v2＝v3。
故選：C。
25．蕩秋千是一種喜聞樂見的運動，在越蕩越高的歡樂中，享受的是激情與健身的歡欣。如圖所示，晨光同學在蕩秋千。他從A點自由出發，經過最低點B和與A點等高的C點，到達右側最高點D返回。經測量，D點高于A點和C點。晨光同學從A到D的過程中，下列判斷正確的是（　?。?br/>A．A點和D點機械能相等
B．到達B點時，受力平衡
C．在此過程中，只有機械能與內能之間相互轉化
D．從A點到D點，其機械能增加
【分析】（1）影響動能大小的因素：質量和速度，質量越大，速度越大，動能越大。
（2）影響重力勢能大小的因素：質量和高度，質量越大，高度越高，重力勢能越大。
（3）機械能是動能和勢能的和；不靠外力做功，而秋千越蕩越高，是因為消耗了人體的化學能；
（4）物體受平衡力時保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
【解答】解：
ACD、由題意和圖示可知，他從A點自由出發（初速度為0、動能為0），經過最低點B和與A點等高的C點，到達右側最高點D，D點高度大于A點，則此時人的重力勢能大于A點時的重力勢能，且人在D點時速度也為0、動能為0，因機械能等于動能與勢能之和，所以可知A點和D點機械能不相等，且人在D點時機械能更大，故A錯誤；
人站在秋千上，不靠外力做功，而秋千越蕩越高，是因為蕩秋千的人不斷調節了重心的位置（最低點時蹲下、最高點時站起來），并將人體的化學能轉化為機械能，所以從A點到D點，人的機械能增加；整個過程中，有化學能、機械能與內能之間相互轉化，故C錯誤，D正確；
B、到達B點時，晨光同學運動方向在改變，不是平衡狀態，受力不平衡，故B錯誤。
故選：D。
變式訓練4.小衢在操場上將一籃球拋出，籃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．皮球在b點時的機械能最大
B．皮球在a、c兩點時動能相等
C．皮球由a到b時，動能逐漸增大
D．皮球由c到d時，機械能一直減小
【分析】（1）動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大。
（2）重力勢能的大小與物體的質量和高度有關，即質量越大，高度越高，重力勢能越大；
（3）動能和勢能統稱為機械能。
【解答】解：A、由圖可知，籃球彈起的高度逐漸減小，這說明籃球在空中運動時受到了空氣阻力，與地面碰撞時受到摩擦力，使得一部分機械能損失了，所以，籃球在a點（出手時的位置）的機械能最大，故A錯誤；
B、籃球在a、c兩點時，高度相同，重力勢能相同；由于運動過程中存在機械能損失，所以，籃球在a處的機械能大于在c處的機械能，則籃球在a處的動能大于在c處的動能，故B錯誤；
C、籃球由a到b時，其質量不變，速度減小，則動能逐漸減小，故C錯誤；
D、籃球在c到d的過程中，會克服空氣阻力做功，機械能減小，故D正確。
故選：D。
變式訓練5.在豎直平面內用輕質細線懸掛一個小球，將小球拉至A點，使細線處于拉直狀態。由靜止釋放，不計空氣阻力，小球可在A、C兩點間來回擺動，B點是小球運動軌跡中的最低點，如圖所示。下列分析正確的是（　?。?br/>A．從A運動到C的過程中，小球的機械能減小
B．小球運動到C點時，小球速度為0，處于平衡狀態
C．小球運動到B點時，若細線斷開，之后小球的重力勢能先增大后減小
D．小球運動到C點時，若細線斷開，小球將豎直下落
【分析】（1）不計阻力，機械能轉化過程總量保持不變；
（2）二力平衡的條件是同體、等值、共線、反向；
（3）當物體不受力時，會保持靜止狀態或勻速直線運動狀態；
（4）物體在非平衡力的作用下運動狀態發生改變。
【解答】解：A、不計阻力，從A到C過程中，小球的動能與勢能相互轉化，機械能的總量不變，故A錯誤；
B、小球擺到C點時，受重力與繩子的拉力，二力不在一條直線上，則受到的不是一對平衡力，故B錯誤；
C、擺到B點時，若細線斷開，小球由于慣性會向右運動，同時受到重力作用會向下運動，因此，小球將向右下方做曲線運動，重力勢能始終減小，故C錯誤；
D、小球運動到C點時，處于靜止狀態，若細線斷開，小球只受重力的作用，因此小球將豎直下落，故D正確。
故選：D。
題型3.彈簧，蹦極等問題分析
例1.如圖是小應玩蹦蹦床的情景，A點是蹦床不發生形變時的原位置，B點是小應受到的重力與蹦床對小應的彈力相等處，C點是小應到達的最低點，下列分析不正確的是（　　）
A．當小應在最高點0時處于非平衡狀態
B．小應在空中下落到A點的過程中重力勢能轉化為動能
C．小應下落到B點時的動能最大
D．從A點到C點的過程中，小應的動能增大
【分析】（1）動能的大小與質量、速度有關；重力勢能的大小與質量、高度有關；彈性勢能的大小與物體彈性形變程度的大小有關。
（2）當重力大于彈性繩對小應拉力時，小應做加速運動；當彈性繩對小應拉力大于重力時，小應做減速運動。
【解答】解：A、當小應在最高點0時只受到重力作用，說明小應處于非平衡狀態，故A正確；
B．從O點下落到A點的過程中，運動員自由下落，其重力勢能轉化為動能，故B正確；
CD．A點到B點的過程中，重力大于蹦床對運動員彈力，因此速度越來越大，動能越來越大；經過B點后，彈力大于重力，運動員做減速運動，動能減小，所以運動員的動能先增大后減?。粡腁到C，蹦床的彈性形變程度逐漸變大，彈性勢能逐漸變大，故C正確，D錯誤。
故選：D。
例2.“反向蹦極”是一項比蹦極更刺激的運動。如圖所示，彈性輕繩的上端固定在O點，拉長后將下端固定在體驗者的身上，并與固定在地面上的扣環相連。打開扣環，人從A點由靜止釋放，像火箭一樣被“豎直發射”，上升到最高位置C點，其中在B點時速度最快，上下震蕩后靜止在空中。對此過程，下列描述正確的是（　?。?br/>A．到達B點時，彈性繩處于原長位置
B．最低點A和最高點C彈性繩的彈性勢能一樣大
C．人上升和下降時最大速度相同，所處位置也相同
D．人從A點到B點的過程中，人的重力勢能和動能都增加
【分析】影響彈性勢能的因素是彈性形變的程度，彈性形變程度越大，彈性勢能越大；
影響動能的因素有：質量和速度，質量一定時，速度越大，動能越大；
影響重力勢能的因素有：質量和高度，質量一定時，高度越高，重力勢能越大；
機械能等于動能和勢能的總和，如果有摩擦阻力，機械能轉化時總量減小。
【解答】解：A、人在B點時速度最快，此時彈力與人的重力相等，此時彈性繩對人還有彈力，則不是繩的原長位置，故A錯誤；
B、扣環打開前，彈性繩的彈性形變程度最大，彈性勢能最大，最高點C彈性繩沒有形變，沒有彈性勢能，故B錯誤；
C、上下震蕩后靜止在空中，說明受到了空氣阻力，因而整個過程機械能逐漸減小，因而人上升和下降時最大速度不同，故C錯誤；
D、從A到B的過程中，人的質量不變、高度增大，重力勢能增加；質量不變、速度逐漸變大，動能變大，所以機械能增大，故D正確。
故選：D。
變式訓練1.將一只乒乓球從O點由靜止釋放，豎直下落撞擊到升降臺上，彈起的最高點為M；若只將升降臺升高至圖乙位置，乒乓球下落彈起后到達的最高點為N，不計碰撞過程中的能量損失。則N點（　?。?br/>A．在M點的下方 B．與M點重合
C．在M點和O點之間 D．與O點重合
【分析】小球在上升下降過程要克服摩擦阻力做功。
【解答】解：由圖甲、乙可知，剛開始的位置相同，故機械能相同，但是兩圖對比可知，乙圖中小球與升降臺的距離小，故在上升下降過程，克服摩擦阻力做功比甲圖中的小球做功少，故比甲圖中的小球上升的高，由于要克服摩擦消耗機械能，故不可能回到原來的位置，故N點在M點和O點之間，故ABD錯誤，C正確。
故選：C。
變式訓練2.如圖甲所示，質量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，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．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t變化的圖象如圖乙所示，則（　?。?br/>A．t1～t2時刻小球所受合力方向一直豎直向下
B．在t1～t2間的某個時刻小球動能最大
C．在t3時刻，彈簧的彈性勢能最大
D．t1～t2這段時間內，小球速度一直變大
【分析】根據小球的受力分析確定合力與速度大小的變化，
動能的大小與質量、速度有關；彈性勢能的大小與物體彈性形變程度的大小有關；
彈力大小與彈性形變的大小有關。
【解答】解：ABD、由題意和圖示可知，t1時刻小球剛接觸彈簧，此時彈力為0；小球繼續向下運動，彈力逐漸變大，但開始一段時間內彈力小于重力（合力方向向下），所以小球先做加速運動，動能變大；當彈力等于重力，此時的速度最大，動能最大；繼續向下運動，彈力大于重力（合力方向向上），則小球做減速運動；在t2時刻彈力最大，彈簧的形變程度最大（小球在最低點），此時小球的速度為0，所以小球動能最大處在t1時刻到t2時刻之間，故AD錯誤，B正確；
C、彈性勢能的大小與物體彈性形變程度的大小有關；t2時刻彈簧的形變程度最大，彈性勢能最大，故C錯誤。
故選：B。
變式訓練3.某運動員做蹦極運動，如圖甲所示，從高處O點開始下落，A點是彈性繩的自由長度，在B點運動員所受的彈力恰好等于重力，C點是第一次下落到達的最低點，運動員所受彈性繩彈力F的大小隨時間t變化的情況如圖乙所示（蹦極過程視為豎直方向的運動）。下列判斷正確的是（　?。?br/>A．從A點到B點過程中運動員加速下落
B．從B點到C點過程中運動員勻速下落
C．t0時刻運動員剛好位于B點
D．運動員重力大小等于F0
【分析】（1）（3）動能和物體的運動速度、質量有關；
（2）根據彈力與重力的關系分析；
（4）運動員最后靜止的位置，重力與彈力相等的位置。
【解答】解：A、由題知，在B點運動員所受彈力恰好等于重力，運動員從A點到B點過程中，由于重力大于彈力，所以人的運動速度增大，向下做加速運動，故A正確；
B、從B點到C點過程中，繩子的長度越來越長，彈性越來越大，彈力大于重力，運動員做減速運動，故B錯誤；
C、由圖乙可知，t0時刻彈力最大，則繩子的彈性形變是最大的，所以運動員應達到了最低點C，此時速度為零，動能最小為零，故C錯誤；
D、由圖乙可知，最后繩的彈力幾乎不變，說明此時運動員已經靜止下來，此時彈力與重力平衡，由圖象可知，運動員的重力小于F0，故D錯誤。
故選：A。
變式訓練4.如圖甲所示，一輕質彈簧一端系在墻上的O點，自由伸長到B點，現將一小物塊M連在彈簧上，并把彈簧壓縮到A點，然后由靜止釋放，小物體能運動到C點靜止，物體與水平地面間的摩擦力恒定。在圖乙中畫出小物體運動過程中動能變化的大致曲線，并結合圖像分析各過程能量的轉化。
【分析】根據彈力與彈性形變大小有關，結合彈力與摩擦力大小分析速度的變化，得出動能的變化。
【解答】解：物體從A到B彈力越來越小而摩擦力大小不變，因此物體從A到B先加速后減速，所以動能先增大后減小，假設D點是彈力等于摩擦力，AD加速，彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能和內能，DB過程，小球的動能和彈簧的彈性勢能轉化為內能，到過B點（含B點）后是彈力向左，在水平方向摩擦力和彈力方向相同，做減速運動，所以動能越來越小，此時動能轉化為彈簧的彈性勢能和內能。故圖像如下：
；
故答案為：圖像見解答，
A﹣D 彈簧的彈性勢能轉化為小球的動能和內能；
D﹣B 小球的動能和彈簧的彈性勢能轉化為內能；
B﹣C 小球的動能轉化為彈簧的彈性勢能和內能。
三.課后作業
1.對如下四幅圖的分析，正確的是（　　）
A．圖①擺錘從A點運動到O點的過程中動能轉化為重力勢能
B．圖②運動員起跳后上升到最高點時勢能最大，動能為零
C．圖③高處滾下的小球在C點動能達到最大值
D．圖④衛星在近地點動能最大，遠地點勢能最大，機械能守恒
【分析】（1）動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大；
（2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度。質量越大，高度越高，重力勢能越大；
（3）不計空氣阻力時，機械能沒有轉化為內能，機械能守恒；
（4）能量之間可以相互轉化，判斷是哪種能量轉化成了另一種能量的標準是：減小的轉化為增大的。
【解答】解：
A、圖①擺錘從A點運動到O點的過程中，質量不變，高度降低，重力勢能減少，同時速度變大，動能增加，所以重力勢能轉化為動能，故A錯誤；
B、圖②運動員起跳后上升到最高點時高度最高，故勢能最大，但其在水平方向上速度不為零，所以動能不為零，故B錯誤；
C、圖③小球在運動過程中，小球的質量不變，高度A點最高，所以小球在A點重力勢能最大；小球從高處向低處運動時，小球的重力勢能轉化為小球的動能，小球在最低點時，小球的速度最大，所以小球在B點動能最大，故C錯誤；
D、在近地點，由于衛星的高度最小，它的重力勢能最小，轉化的動能最多，所以在近地點它的動能最大；相反，在遠地點，衛星的動能最小，勢能最大，因為太空中沒有空氣，所以機械能是守恒的，故D正確。
故選：D。
2.如圖所示，小朋友沿著滑梯勻速下滑的過程中，下列說法中正確的是（忽略空氣阻力）（　?。?br/>A．他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用
B．他的重力勢能轉化成了動能和內能
C．他的重力勢能減小，動能增大，機械能不變
D．他受重力、支持力和摩擦力的共同作用
【分析】勻速下滑是一種平衡狀態，平衡狀態時受到的是平衡力，小朋友受到了重力、滑梯的支持力和摩擦力；
勻速下滑時，速度不變，動能不變，高度下降，重力勢能減小，機械能減小；下滑時，克服摩擦做功，機械能轉化為內能。
【解答】解：A、小朋友之所以下滑是因為受到了重力和支持力的作用，沒有什么下滑力，所以A是錯誤的；
B、小朋友勻速下滑，重力勢能減小，動能不變，克服摩擦力做功，內能增加，重力勢能轉化為內能，故B錯誤；
C、小朋友下滑，重力勢能減小，動能不變，機械能減小，所以C是錯誤的；
D、小朋友受到三個力的作用，重力、支持力和摩擦力，所以D是正確的；
故選：D。
3.小金將小球豎直向上拋出，小球先上升后下落，不計空氣阻力。小球從離開手后到落回手中之前，此過程中能量變化的分析，正確的是（　?。?br/>A．動能先增大后減小 B．勢能先減小后增大
C．機械能先減小后增大 D．機械能保持不變
【分析】質量相同時，高度越高（低），重力勢能越大（?。?；速度越大（小），動能越大（小）；不計空氣阻力，小球的機械能守恒。
【解答】解：將小球豎直向上拋出，小球先上升后下落，上升的過程中，高度變大，速度變小，故重力勢能變大，動能變?。幌侣涞倪^程中，重力勢能變小，動能變大；因不計空氣阻力，小球的機械能守恒。
故選：D。
4.2023年杭州亞運會蹦床男子個人賽中，中國選手嚴浪宇奪金。如圖為比賽時的場景，當他從空中下落至蹦床，從剛好接觸蹦床到剛好離開蹦床的過程中，有關能量變化敘述正確的是（　?。?br/>A．嚴浪宇的機械能始終不變
B．嚴浪宇的機械能先增大后減小
C．蹦床的彈性勢能始終不變
D．蹦床的彈性勢能先增大后減小
【分析】彈性勢能大小的影響因素：發生彈性形變的大小，發生彈性形變的難易程度。彈性形變越大，發生彈性形變越難，彈性勢能越大；根據中國選手嚴浪宇的機械能和蹦床的彈性勢能的相互轉化分析。
【解答】解：中國選手嚴浪宇從接觸蹦床到最低點的過程中，蹦床的形變程度逐漸變大，蹦床的彈性勢能變大，中國選手嚴浪宇的機械能轉化為蹦床的彈性勢能，此過程中，中國選手嚴浪宇的機械能變小，蹦床的彈性勢能增大；中國選手嚴浪宇從最低點上升到剛好離開蹦床的過程中，蹦床形變變小，彈性勢能減小，彈性勢能轉化為人的機械能；所以整個過程中，中國選手嚴浪宇的機械能先變小后變大，蹦床的彈性勢能先變大后減小，故D正確。
故選：D。
5.2019年5月17日時48分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號丙運載火箭，成功發射第45顆北斗導航衛星，如圖1所示是北斗衛星在隨火箭加速上升的情景。人造地球衛星沿橢圓軌道繞地球運行時，離地球最近的一點叫近地點，最遠的一點叫遠地點，如圖2所示。下列說法正確的是（　?。?br/>A．如圖1北斗衛星上升過程中，重力勢能變大，動能變小
B．如圖2人造地球衛星運行中，重力勢能變大，動能變大
C．如圖2人造地球衛星運行中，從近地點向遠地點運動時，速度減小
D．如圖1、2中衛星的機械能都不變
【分析】（1）影響動能的影響因素是物體的質量和物體運動的速度，影響重力勢能的因素是物體的質量和物體的高度，其中動能和勢能統稱為機械能。在分析各個能量的變化時，根據各自的影響因素進行分析。
（2）不計空氣阻力時，機械能沒有轉化為內能，機械能守恒。
【解答】解：A、北斗衛星在隨火箭加速上升的過程中，北斗衛星質量不變，速度變大、高度增加，故動能和重力勢能都變大。故A錯誤；
B、由圖可知，衛星從遠地點向近地點運行，重力勢能轉化為動能，所以重力勢能減小，動能增大。故B錯誤；
C、衛星從近地點向遠地點運動時，相動能轉化為重力勢能，所以重力勢能變大，動能變小，速度減小。故C正確；
D、由A知，如圖1北斗衛星在隨火箭加速上升的過程中，動能和重力勢能都變大，所以機械能變大；如圖2，由于人造地球衛星在大氣層外運行，不受空氣阻力，機械能是守恒的。故D錯誤。
故選：C。
6.如圖甲輕質彈簧原長為2L，將彈簧豎直放置在地面上，在其頂端將一質量為m的物體由靜止釋放，當彈簧被壓縮到靜止時，彈簧長度為L，如圖乙現將該彈簧水平放置，一端固定在A點，另一端與物塊P接觸但不連接，AB是長度為5L的光滑水平軌道，B端與半徑為L的光滑半圓軌道B、C、D相切，用外力推動物塊P，將彈簧壓縮至長度L，然后釋放，P開始沿軌道運動，問：
（1）從豎直放置在地面上的彈簧頂端，靜止釋放物塊P，至彈簧被壓縮后靜止，物塊P的重力勢能轉化為彈簧的 　彈性勢能　。（填能量形式）
（2）將彈簧壓縮至長度L，然后放開，P開始沿軌道運動，能否到達“D”點？　否?。ㄌ睢澳堋被颉胺瘛保Ｎ飰KP達到最高點時的機械能大小為 　mgL　焦耳。
【分析】（1）當彈簧豎直放置且被壓縮至長度為L時，對彈簧和物體組成的系統，根據機械能守恒定律求解彈簧長度為L時的彈性勢能。
（2）根據光滑水平軌道與光滑半圓軌道，不受摩擦力，機械能守恒，根據彈簧的彈性勢能最終轉化為重力勢能分析。
【解答】解：（1）當彈簧豎直放置且被壓縮至長度為L時，彈簧發生彈性形變具有彈性勢能；
（2）根據左圖，彈簧和物體組成的系統，根據機械能守恒定律可得此時彈簧的彈性勢能等于物體減小的重力勢能，即Ep＝mgL；
由于光滑水平軌道與光滑半圓軌道，不受摩擦力，機械能守恒，彈性勢能轉化為動能，在上升全部轉化為重力勢能，因而最終的重力勢能還是mgL，即物體達到的高度等于軌道半徑L，即圖中的C點，不能到達D點，此時只具有重力勢能，為mgL。
故答案為：（1）彈性勢能；（2）否；mgL。
7.滑板是深受青少年喜歡的一項體育運動。如圖是U型滑臺和運動員姿勢的簡化示意圖。運動員在滑臺A處下滑，僅依靠滑行，滑到與A相同高度的滑臺B處時靜止。請回答下列問題：
（1）整個過程中動能最大的位置是 　O?。ㄌ睢癆”、“O”或“B”）。
（2）若想滑到C點，小科提出只要增加“用力豎直向上跳起段高度”這個操作即可實現，則在圖中哪一位置起跳有可能達到該目的？　D　。（填字母代號）
A.僅在A點
B.僅在O點
C.僅在B點
D.在A點或O點均可
【分析】（1）動能的大小與質量、速度有關；重力勢能的大小與質量、高度有關；機械能為動能和勢能的和；物體克服摩擦做功，機械能轉化為內能；
（2）根據A、O、B點運動的運動狀態分析。
【解答】解：（1）運動員在下滑的過程中，質量不變，高度變小，重力勢能變小，速度變大，動能變大，是重力勢能轉化為動能，在O點時的重力勢能最小，動能最大；
（2）運動員在B點時靜止，用力豎直向上跳起一段高度，還會落在B點，不能到達C點；
運動員在A、O點時用力豎直向上跳起一段高度，此時運動員的機械能變大，到達B點后有一定的速度，能到達C點。
故答案為：（1）O；（2）D。
8.圖甲中過山車從A點出發，先后經過B、C、D、E點。圖乙是過山車在B、C、D、E點的動能和重力勢能大小的示意圖，則過山車的動能在 　C　點最大，B點機械能的大小 　＞　E點機械能的大?。ㄌ睢埃尽?、“＝”或“＜”），在整個過程中，過山車的機械能是 　變化?。ㄌ睢白兓被颉安蛔儭保┑摹?br/>【分析】（1）由圖乙可知各點的動能大小和重力勢能的大小關系；
（2）機械能等于動能和勢能的總和。
【解答】解：（1）由圖乙可知，過山車的動能在C點最大，在B點最小；B點的重力勢能大小與E點的動能大小相等，B點機械能的大小大于E點機械能的大??；
（2）由于機械能等于動能和勢能的總和，由圖乙可知，從B到C點、再到D點、最后到達E點的過程中，重力勢能與動能之和越來越小，所以在這個過程中，過山車的機械能是變化的。
故答案為：C；＞；變化。
9.跳臺滑雪被稱為勇敢者的運動，其基本技術動作分為5個部分：助滑、起跳、空中飛行、著陸、滑行至終止區。如圖所示為滑雪運動員滑雪過程的示意圖。
資料1：滑雪賽道表面雪的厚度達到6～8m。雪內有很多小孔，小孔內充滿空氣?；r，運動員踏著滑雪板壓，在雪上時，雪內的空氣被逼出。
資料2：助滑時，運動員把身體縮成“蹲狀”的姿勢，通過一個凹形軌道助滑后，在起跳的瞬間用力一蹬伸展身體，調整好姿勢在空中飛行，飛行至頂端時身體與滑板構成上表面凸起的流線型。
資料3：運動員著陸時，要讓滑雪板的板后跟略領先于板尖著地；落地后，調整好姿勢繼續滑行到終止區。
結合上述信息并運用所學知識，對賽道的設置以及滑雪運動員的5個基本技術動作蘊含的科學道理作出解釋。
【分析】（1）動能的影響因素是物體的質量和速度，質量越大，速度越大，動能越大；重力勢能的影響因素是物體的質量和高度，質量越大，高度越高，重力勢能越大；
（2）減小摩擦的方法：在接觸面粗糙程度一定時，減小壓力；在壓力一定時，減小接觸面的粗糙程度；使接觸面脫離；用滾動代替滑動；
（3）物體間力的作用是相互的，力可以改變物體的運動狀態；
（4）流體壓強與流速的關系：流體流速越快的位置，壓強越??；
（5）減小壓強的方法：在壓力一定時，通過增大受力面積來減小壓強；在受力面積一定時，通過減小壓力來減小壓強；
（6）一切物體都有保持原來運動狀態不變的性質，叫慣性。
【解答】答：①運動員在高處具有較大的重力勢能，“蹲狀”的姿勢下滑時能將大部分重力勢能轉化為更多的動能．獲得較大的速度。
②滑雪板壓在雪面，空氣被逼出時，形成氣墊，滑雪板與地面脫離接觸，減少了摩擦力。
③運動員起跳要用力蹬，因為力能改變物體的運動狀態且力的作用是相互的，可以跳得更高。
④在空中形成表面凸起的流線型，減小了空氣阻力，且上表面流速大于下表面，得到了大氣向上的托力，可以飛行得更久。
⑤著陸時寬大的滑雪板增大受力面積，減小壓強。
⑥滑雪板的板后跟略領先于板尖著地，可防止由于慣性向前傾倒。落地后由于慣性將繼續向前運動。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）

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