1、11.4机械能及其转化1.（多选题）为了更好的推进习总书记提出的“一带一路”发展战略，我国计划发射十八颗通信卫星，为沿线国家提供服务。下列关于人造卫星说法中，正确的是（）。A卫星运动到近地点时，动能最大，重力势能最小；B卫星运动到远地点时，动能最大，重力势能最小；C卫星由近地点向远地点运动，重力势能转化为动能；D卫星由远地点向近地点运动，重力势能转化为动能【答案】A、D。【解析】卫星运动到近地点时，速度最大，距离最近，所以动能最大，重力势能最小，故A正确。卫星运动到远地点时，速度最小，距离最远，所以动能最小，重力势能最大，故B错误。卫星由近地点向远地点运动，速度越来越小，动能越来越小，同时距离
2、地球越来越远，重力势能越来越大，动能转化为重力势能，故C错误。卫星由远地点向近地点运动，速度越来越大，动能越来越大，同时距离地球越来越近，重力势能越来越小，重力势能转化为动能，故D正确。2.如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（ ）。A卫星在近地点时，动能最大，机械能最大；B卫星在远地点时，势能最大，机械能最大；C卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变；D卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变【答案】C。【解析】卫星在近地点时，速度最大，动能最大，距离地球最近，势能最小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，
3、机械能守恒；故A错误。卫星在远地点时，速度最小，动能最小，距离地球最远，势能最大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故B错误。卫星从近地点向远地点运行时，速度越来越小，动能逐渐减小，距离地球越来越远，势能逐渐增大，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故C正确。卫星从远地点向近地点运行时，速度越来越大，动能逐渐增大，距离地球越来越近，势能逐渐减小，卫星在绕地球运动过程中，没有受到任何阻力作用，机械能守恒；故D错误。3.电梯匀速上升过程中，电梯的（ ）。A.动能保持不变 B.机械能保持不变 C.重力势能保持不变 D.动能转化为重力势能【答案】A。【解析
4、】动能与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能与质量和高度有关，质量厚度越大，重力势能越大。因为电梯匀速，因此动能不变；又因为上升，所以重力势能增大，机械能是重力势能和动能之和。因此机械能增大。4.2017年4月20日19点41分在文昌航天发射场，长征七号重型运载火箭搭载天舟一号货运飞船发射升空。该型号火箭以液氧煤油为燃料，在火箭加速上升过程中（ ）。A. 液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的机械能；B. 液氧煤油燃烧放出的热量全部转化为火箭和天舟一号的动能；C.天舟一号的动能和重力时能都增大；D.天舟一号的动能转化为重力势能【答案】C。【解析】飞船发射升空后，高度
5、在增加，速度也在增加，且与空气之间有摩擦力产生，所以燃料燃烧放出热量转化为火箭和天舟一号的机械能以及火箭和天舟一号克服阻力所做的功，故A、B均错误。天舟一号速度增加，动能增大，高度增加，重力势能增大，故C正确。天舟一号的动能和势能没有转化，二者的增加均来自燃料的燃烧内能的转化，故D是错误的。5图所示是一种在少年儿童中广泛流行的有趣玩具“悠悠球”（也称“溜溜球”），它实际上是滚摆的变形。当“悠悠球”由最低点上升时，它的（）。A动能转化为势能，速度越来越小；B动能转化为势能，速度越来越大；C势能转化为动能，速度越来越小；D势能转化为动能，速度越来越大【答案】A。【解析】机械能包括动能和重力势能两种
6、，其中动能的大小和物体的质量以及物体运动的速度有关；重力势能的大小和物体的质量以及物体的高度有关，当“悠悠球”从低处向高处运动的时候，它的速度减慢，动能减小；高度增加，重力势能增大；所以是动能转化为重力势能。故选A。6如图，小球上下运动的过程中，下列分析不正确的是（）。A小球上下运动过程中，运动状态保持不变；B小球向下运动过程中，小球所受的重力对小球做功；C小球对弹簧施加拉力，弹簧对小球也施加拉力；D小球上下运动过程中，动能与势能不断相互转化【答案】A。【解析】A、小球上下运动，运动方向发生改变，速度也在不断变化，因此运动状态发生改变。错误，符合题意。B、小球受重力作用，向下运动，受到重力所做
7、的功。正确，不合题意。C、物体间力的作用是相互的，小球受到弹簧的拉力，弹簧也受到小球的拉力。正确，不合题意。D、小球向上运动，高度变高，速度变慢，动能减小，转化为重力势能。小球向下运动，高度变低，速度变快，重力势能减小，转化为动能，动能与势能不断相互转化。正确，不合题意。故选A。7.如图是小朋友玩跳跳床的情景，对他们在上升和下落过程中分析正确的是（）。A小朋友在空中上升的过程中动能转化为重力势能；B小朋友从接触跳跳床到下落到最低处的过程中弹性势能转化为动能；C小朋友从空中下落，是由于惯性作用；D小朋友被跳跳床弹起时，若以地面为参照物，小朋友是静止的【答案】A。【解析】A、小孩在空中上升的过程中
8、，质量不变，速度变小，动能减小，同时其高度变大，重力势能增大，所以动能转化为重力势能，故A正确；B、小孩从接触跳跳床到下落到最低处的过程中，速度最终减小为0，动能减小，同时高度变小，重力势能变小，蹦床的弹性形变变大，弹性势能增大，是动能和势能转化为弹性势能，故B错误；C、小朋友受重力作用，重力竖直向下，所以会从高处落下，故C错误；D、小朋友被跳跳床弹起时，若以地面为参照物，小朋友与地面之间发生了位置变化，是运动的，故D错误。故选A。8如图所描述的情景中，没有发生动能转化为势能的是（）。【答案】A。【解析】A、滑滑梯时，人的高度降低，速度变大，是重力势能转化为动能，没有发生动能转化为势能，故A符
9、合题意；B、荡秋千时，在从低处向高处运动时，人与秋千的速度减小，高度增加，是动能转化为重力势能，故B不合题意；C、在跳水比赛中，人向上弹起的过程中，高度增大，速度减小，是动能转化为重力势能，故C不合题意；D、在单杠上翻转时，若人由下向上运动，人的速度减小，高度增加，是动能转化为重力势能，故D不合题意。故选A。9人造地球卫星在大气层外环绕地球运行（不受空气阻力），当它从远地点向近地点运动时（ ）。A动能减小，势能增大，机械能不变；B动能减小，势能减小，机械能减小；C动能增大，势能减小，机械能不变；D动能增大，势能减小，机械能减小【答案】C。【解析】人造地球卫星在大气层外环绕地球运行（不受空气阻力
10、），当它从远地点向近地点运动时，只有重力势能和动能的转化，机械能是守恒的。远地点时高度最高重力势能最大，当它从远地点向近地点运动时，高度降低，速度增大，所以重力势能转化为动能，即重力势能减小、动能增大，而机械能总量不变。故选C。10蹦床运动时奥运会比赛项目。运动员比赛开始前直立在蹦床中央，比赛开始时快速下蹲并立即恢复直立被蹦床弹起，离开蹦床时是成直立状态并一直保持，到达最高点后下落到接触蹦床时又快速下蹲并立即恢复直立。再次被蹦床弹起，达到更高点。忽略空气阻力，下列说法正确的是（）。A在此整个过程中，运动员机械能守恒；B在此整个过程中，运动员机械能一直在增加；C从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中，
11、运动员机械能守恒；D从下落接触蹦床到离开蹦床的过程中，运动员机械能守恒【答案】C。【解析】ABD、在此整个过程中，运动员的机械能会转化为蹦床的弹性势能，故机械能不守恒，故ABD错误；C、从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中，忽略空气阻力，运动员的机械能守恒，是重力势能和动能的相互转化，故C正确；故选C。一、选择题1.（2020十堰）高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”，会给社会带来很大的危害。关于高空物体的下落过程，下列分析正确的是（ ）。A. 只受重力作用B. 动能越来越大C. 重力势能全部转化为动能 D. 机械能总量保持不变【答案】B。【解析】A高空物体在下落过程中，除了受到重力的作用，还受到空
12、气阻力的作用，故A错误；B高空物体下落时，质量不变，其速度越来越快，则动能越来越大，故B正确；CD高空物体下落过程中，受到空气的阻力，所以机械能不守恒，那么重力势能除了转化为动能外，还有一小部分转化为内能，故CD错误。故选B。2.（2020黄冈）把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，如图所示。下列说法中正确的是（）。A. 铁锁摆回时会打到鼻子；B. 铁锁在摆动过程中动能与重力势能可以相互转化；C. 铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化为重力势能；D. 铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用【答案】B。【解析】A铁锁在摆动过程中，不断与空气摩擦，一部
13、分机械能转化为内能，机械能减小，所以铁锁摆回时不会打到鼻子，A错误；B铁锁在摆动过程中动能与重力势能相互转化,同时克服空气阻力做功，转化为内能，B正确；C铁锁由高处摆到低处的过程中重力势能转化为动能和内能，C错误；D铁锁上升的最大高度逐次降低，是由于受空气阻力的作用，机械能不断减小，高度不断减小，D错误。故选B。3.（2020南通）在“探究纸锥下落的快慢”的活动中，将纸锥从高处释放。若纸锥竖直下落时，受到的空气阻力随下落速度的増大而增大，则纸锥在空中竖直下落过程中，下列情形可能的是（ ）。A. 速度先增大后不变B. 速度先增大后减小C. 动能转化为重力势能D. 机械能先増大后减小【答案】A。【
14、解析】AB纸锥竖直下落时，受到的空气阻力随下落速度的増大而增大，开始下落时重力大于阻力，合力向下，所以下落速度增大，当受到的空气阻力增大到与重力相等时，合力为零，纸锥下落的速度不变，故A项符合题意，B不符合题意；C纸锥刚开始加速下落时一部分重力势能转化为动能，当纸锥匀速下落时，重力势能减小，动能不变，重力势能转化为其它形式的能，故C项不符合题意；D纸锥下落过程中，有空气阻力作用，所以机械能一直减小，故D项不符合题意。故选A。4（2020临沂）2019年10月27日7时35分，临沂国际马拉松赛鸣枪开赛。本次赛事使用无人机（如图）进行了航拍，无人机匀速下降的过程中（）。A失去了惯性B重力不做功C动
15、能减小D机械能减小【答案】D。【解析】A、任何物体都有惯性，无人机匀速下降的过程中具有惯性，故A错误；B、无人机匀速下降的过程中，在重力方向上通过了距离，所以重力做了功，故B错误；CD、无人机匀速下降的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度越来越小，重力势能越来越小；所以机械能减小，故C错误，D正确。故选：D。5.（2020泸州）2020年泸州市中考体育测试中有必考、抽考和选考科目，包括短跑、跳绳、实心球、立定跳远、带足球绕杆、运篮球上篮等。以下关于体考中的物理知识，说法正确的是（ ）。A. 学生在短跑过程中，机械能转化为化学能；B. 学生带足球绕杆的运动，说明力可以改变物体的运动状态；C
16、. 学生投掷的实心球在飞行的整个过程中，动能一直在减小；D. 学生在立定跳远的整个过程中，他的重力势能一直不变【答案】B。【解析】A学生在短跑过程中，化学能转化为机械能，故A错误；B学生带足球绕杆的运动，足球的运动方向和速度在发生改变，故足球的运动状态在发生改变，说明力可以改变物体的运动状态，故B正确；C实心球在飞行的整个过程中，动能是先增大后减小，故C错误；D学生在立定跳远整个过程中，他的重力势能，先增加后减小，故D错误。故选B。6.（2020河南）频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一，图 6所示的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，下列说法正
17、确的是（ ）。A.小球的重力势能逐渐增大；B.小球的机械能逐渐减小；C.小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段多；D.小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段多慢【答案】D。【解析】A 选项小球下落重力势能减小，故错误；B 选项忽略空气阻力时，小球重力势能与动能互相转化，机械能守恒，大小不变，故错误；C 选项 ab 段长度小于 cd 段，重力相同，作用大小与下落距离成正比，ab 段做功小于 cd 段，故错误；D 选项，ab 段做功小于 cd 段做功，而用时相当，所以 ab 段功率小于 cd 段做功，D 正确。7.（2020福建）疫情期间，某快递公司用无人机进行无接触配送包裏。无人机携带包裏匀
18、速上升时，包裏的（）。A. 动能减少，重力势能增加B. 动能不变，重力势能增加C. 动能不变，重力势能不变D. 动能增加，重力势能减少【答案】B。【解析】无人机携带包裏匀速上升时，包裏的质量不变，速度不变，动能不变，高度增加，重力势能增加。故选B。二、填空题8（2020河北）蹦极是一种运动游戏。如图中A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。当游戏者离开跳台向A点运动的过程中（忽略空气阻力），其重力势能逐渐转化为能；游戏者从A点到B点的过程中，绳子具有的能逐渐增加；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，所以游戏者在B点时（选填“是”或“不是”）处于平衡状态。【答案】动；弹
19、性势；不是。【解析】游戏者从最高点到A时，高度减小，速度变大，重力势能减小，动能变大，重力势能转化为动能；从A点到B点的过程中，绳子逐渐伸长，弹性形变程度变大，弹性势能变大；到达B点时游戏者受到的弹力大于重力，合力不为0，所以游戏者在B点时不是处于平衡状态。故答案为：动；弹性势；不是。9.（2020丹东）如图，滚摆下降过程中，滚摆的_能转化为_能。滚摆上下往复运动过程中，其每次上升所能达到的高度越来越低，滚摆在运动过程中的机械能_（ 选填“增加”、“减少”或“不变”）。【答案】(1)重力势；(2)动；(3)减少。【解析】滚摆在下降过程中，高度逐渐减小，重力势能减小，速度越来越大，动能增大，滚摆
20、的重力势能转化为动能。滚摆上下往复运动过程中，要克服阻力做功，部分机械能转化为内能，故总的机械能减少。10（2020东莞）2020年5月5日，长征五号B运载火箭首飞任务取得圆满成功（如图所示），实现空间站阶段飞行任务首战告捷，拉开我国载人航天工程“第三步”任务序幕。火箭在加速升空时，动能 ，重力势能 （两空均选填“变大”、“变小”或“不变”，忽略燃料质量的损耗）；“柔性充气式货物返回舱试验舱”本质是带有“充气热盾”的飞船，膨胀起来的充气外壳能把飞船进入大气层的动能转化为 能，从而减小飞船速度，保护飞船不受损害。【答案】变大；变大；弹性势。【解析】火箭加速升空过程中，卫星的质量不变、速度增大，动
21、能增大；质量不变、高度增大，重力势能增大；膨胀起来的充气外壳发生弹性形变，能把飞船进入大气层的动能转化为弹性势能，从而减小飞船速度，保护飞船不受损害。故答案为：变大；变大；弹性势。11.（2019绵阳）2019年1月3日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆。嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆。从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能_，机械能_。（选填“增加”或“不变”或“减少”）【答案】减少；减少。【解析】嫦娥四号从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减少；该过程中其速度减小，动能减少；探测器没有发生弹性形变，不具有弹性势能，则机械能等于重力势能与动能的总和，所以其机械能减少。故答案为：减少；减少。