1、专题13 机械能及其守恒定律1.（2020安徽）一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么A. 卫星在远地点的势能最大、动能为零B. 卫星在近地点的动能最大、势能为零C. 卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大，动能减小D. 卫星以近地点向远地点运动过程中，动能增大，势能减小【答案】C【解析】A人造地球卫星在远地点时，卫星和地球的相对距离最大，速度最小，故人造地球卫星在远地点时势能最大，动能最小但不是零。故A不符合题意；B人造地球卫星在近地点时，卫星和地球相对距离最小，速度最大，故人造地
2、球卫星在近地点时动能最大，势能最小但不是零。故B不符合题意；CD卫星从近地点到远地点运动过程中，高度增大，速度变小，重力势能增大，动能变小，动能转化为重力势能。故C符合题意，故D不符合题意。2.（2019安徽）.如图所示，在光滑的水平台面上,一轻弹簧左端固定.右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO=OB）小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是A. 小球的动能不断增加B. 弹簧的弹性势能不断减少C. 小球运动到O点时动能与此时弹簧的弹性势能相等D. 在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变【答
3、案】D【解析】由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则AO段弹簧处于压缩状态，OB段弹簧处于拉伸状态；小球从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，形变程度变小，弹性势能变小，小球所受弹力方向向右、速度不断增大，动能变大，此过程中弹性势能转化为动能；到达O点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时速度最大，动能最大；小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，形变程度变大，弹性势能变大，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，动能变小，此过程中动能转化为弹性势能；则小球从A位置运动到B位置的过程中：A、小球的动能先增加后减少，故A错误；B、弹簧的弹性势能先减少后增大，故B错误；C、小球
4、运动到O点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等，故C错误；D、水平台面光滑，且AO=OB，说明没有机械能转化为内能，小球和弹簧组成的整体机械能守恒，所以在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，故D正确3.(2018安徽）图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。（1）实验原理：钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。起点位置越高，该速度越_。钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的动能越_。（2）实验现象:同一钢球从斜面上不同高度处由停止向下运动。在水平木板上撞
5、击木块，钢球开始向下运动的起点位置越_。木块运动的距离越长。同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越_，木块运动的距离越长。【答案】 (1). 大 (2). 大 (3). 高 (4). 大【解析】分析：（1）整个过程中重力势能转化为动能，机械能守恒。动能与速度和质量有关，质量不变时，当动能越大，速度就越大；物体做功的过程就是能的转化过程，物体对外做功越多，所具有的能量越大；（2）影响动能大小的因素有质量和速度，质量越大，速度越大，物体所具有的动能越大。解答：（1）钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位置越高，重力势能越大，到达斜面底端时的动能越大，速度
6、越大；实验中是通过钢球撞击木块移动的距离来观察钢球动能大小的，利用了转换法；被撞木块的运动距离越长，说明钢球对被撞物体所做的功就越多，钢球原来所具有的动能就越大；（2）质量一定的钢球开始向下运动的起点位置越高，到达水平面时的速度越大，因此动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越长；不同质量的钢球从同一高度由静止向下运动，到达水平面时的速度一定，质量越大，所具有的动能越大，对木块做功越多，木块移动的距离越长。故答案为：(1). 大 (2). 大 (3). 高 (4). 大【点睛】决定动能大小的因素有两个：物体的质量和物体的运动速度。因此研究物体动能大小与这两个因素的关系时要用到控制变量法，物体
7、动能的多少可以通过木块被推出去的距离来体现。4.（2017安徽）已知物体的重力势能表达式为EP=mgh，动能表达式为EK=mv2；其中m为物体的质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运动速度，g为常量，取10N/kg。如图所示，将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。求：（1）物体被抛出时的重力势能EP和动能EK1；（2）物体从被抛出点至落地的过程中，其重力所做的功W；（3）物体落地前瞬间的动能EK2。【答案】（1）6J 0.8J （2） 6J （3）6.8J【解析】试题分析：解：（1
8、）物体被抛出时的重力势能物体被抛出时的动能（2）物体从被抛出点至落地的过程中，重力做功(3)因为不计空气阻力，物体从被抛出到落地的瞬间，整个过程中机械能守恒。所以球落地前瞬间的动能答：（1）物体被抛出时的重力势能为6J，动能为0.8J。（2）其重力做功为6J。（3）物体落地前瞬间的动能EK2为6.8J。考点：动能和势能的转化机械能守恒5.（2016安徽）.掷实心球是某市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力）。则实心球（）A在a处重力势能最小B在b处动能为零C在a、b、c三处机械能相等D 在d处动能为零【答案】C考点
9、：机械能6.（2015安徽）图为卫星绕地球飞行的轨道示意图。卫星在飞行过程中机械能不变，当卫星运行到近地点时，其动能最，（选填“大”或“小”）。【答案】大【考点定位】动能与重力势能的转化7.（2013安徽）关于能量及其能量之间的转化，下列说法正确的是（）A火山具有内能，冰山不具有内能B火箭在加速上升时，机械能保持不变C拦河大坝使水位升高，增加了水的重力势能D坠落的陨石在空中划过一道亮光时，内能转化为机械能【解析】解：A、任何物体都具有内能，冰山和火山都有内能，该选项说法不正确；B、火箭加速上升时，动能增大，重力势能也增大，因此机械能是增大的，该选项说法不正确；C、拦河坝使水位升高，增大了水的重
10、力势能，该选项说法正确；D、陨石在空中运动出现亮光，是因为它与空气摩擦，机械能转化为内能，温度升高而燃烧的现象，该选项说法不正确。故选：C。8.（2012安徽）图示为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验实验步骤如下：让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离回答下列问题：（1）步骤是为了研究动能大小与的关系（2）步骤是为了研究动能大小与的关系（3）该实验中斜面的作用是为了控制钢球的大小，木块的作用是为了比较钢球的大小分析：让同一小球从不同的高度由静止滚下，高度不同，小球到达水平面速度不同，所以
11、同一小球从不同高度滚下，是为了在质量相同时，改变速度，来探究动能和速度的关系不同质量的小球从同一高度静止滚下，为了获得相同的速度，所以不同质量的小球在同一高度由静止滚下，是为了在速度相同时，改变质量，来探究动能跟质量的关系斜面的作用是为了使小球从相同的高度由静止滚下获得相同的速度，或从不同的高度由静止滚下获得不同的速度，斜面是为了控制钢球的速度大小小球推动木块运动越远，小球的动能越大，用木块运动的距离来反映小球的动能大小解答：解：（1）让同一钢球从斜面不同的高度由静止滚下，控制了钢球的质量，改变的是钢球到达水平面的速度，因此探究的是动能大小与速度的关系（2）让不同质量的钢球，从斜面相同的高度由
12、静止滚下，控制了钢球到达水平面的速度，改变的是钢球的质量，因此探究的是动能与质量的关系（3）该实验中斜面的作用是控制钢球滚到水平面的速度钢球推动木块运动的距离，来比较钢球动能大小，这里采用了转换法的思想故答案为：（1）速度；（2）质量；（3）速度；动能9.（2011安徽）能源、信息、材料是现代社会发展的三大支柱，下列说法正确的是（）A太阳能、风能和核能都是可再生能源B光纤通讯是依靠超声波来传递信息的C在通常情况下，铜、碳棒和陶瓷都属于导体D秦山核电站是利用原子核裂变释放的核能来发电的【解析】解：A、错误，太阳能、风能都是可再生能源，核能属于不可再生能源；B、错误，光纤通讯是依靠激光（电磁波的一种）来传递信息的；C、错误、在通常情况下，铜、碳棒属于导体，陶瓷属于绝缘体；D、正确，秦山核电站是利用原子核裂变发生链式反应释放的核能来发电的；故选：D。
