2020中考总复习：机械能及其转化-典型例题解析

中考总复习：机械能及其转化-典型例题解析

类型一、基础知识

例1、（2016•济宁）如图，小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程。下列分析正确的是（）

A．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小希的机械能为零

B．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大

C．b→c的过程中，弹簧的动能转化为小希的重力势能

D．a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度最大

【答案】C

【解析】

A、据图可知，a状态时弹簧的弹性势能最大，由于机械能等于动能加势能，所以机械能不是零，故A错误；

B、a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，所以具有的弹性势能变小，即到达b点时，弹簧恢复原状，所以弹性势能变为最小，故B错误；

C、a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，即弹性势能转化为动能，即到达b点动能最大，b→c的过程中，动能转化为小希的重力势能，故C错误；

D、a→b的过程中，在b点下方点某点，弹力等于重力时，小希的速度最大，故D错误。

例2、如图，研究动能的大小与哪些因素有关的实验，下列说法不正确的是（）

A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小

B．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量相等

C．在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素

D．实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度

【答案】C

【解析】

A、球的动能是从木块被推出的距离看出的，这里采用了转换法的思想，故A正确；

B、球的动能与质量和速度都有关系，根据控制变量法，如分别控制h、m等；故B正确；

C、斜面的光滑程度影响小球滚下的速度，故该选项说法不正确；

D、球的速度与球在斜面上的高度有关，从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的速度，故D正确。【变式】探究“动能的大小与质量的关系”的实验数据如下。下列说法正确的是：（）

小球质量m/g 10 20 30

木块移动距离s/cm 8.3 16.8 25.2

A．实验时，让小球从斜面的同一高度自由滚下B．小球动能的大小通过木块移动的距离来判断

C．物体质量越大，动能一定越大D．实验过程中运用了控制变量法和转换法

【答案】ABD

例3、受高空落物伤人的启示，美军正在研制一种名为“上帝之杖”的太空武器。“上帝之杖”实质就是高密度、耐高温的金属棒，它要依托太空平台的搭载，借助小型火箭助推和高空下落产生的巨大动能，对地球战略目标实施打击，破坏力巨大。它攻击目标的巨大能量主要来源于（）

A．小型火箭助推动能B．与大气摩擦产生的能量

C．“上帝之杖”本身的内能D．下落过程重力势能转化的动能

【答案】D

【解析】“上帝之杖”在高空下落过程中，质量不变，而高度越来越小，因此其重力势能越来越小，

但它的速度越来越快，因此动能越来越大，在下落过程重力势能转化为动能，它获得的动能越大，破坏力就越强。

【变式】如图，过山车在运动过程中，若不计能量损失，只有动能和势能的相互转化。则（）

A．A点机械能小于B点机械能B．D点动能最大，A点势能最大

C．D点动能最大，A点机械能最大D．A点势能最大，机械能最大

【答案】B

例4、如图，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，该洒水车的机械能，重力势能，动能。（填“变大”“变小”“不变”）

【答案】变小，变小，变小。

【解析】（1）洒水车v、h不变，m减小，所以动能减小，重力势能减小，机械能减小。

类型二、知识运用

例5、（2016•徐州二模）如图是一种神奇的“魔罐”，其制作方法是：橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，在橡皮筋的中间系一个钩码．当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是：能转化为能，“魔罐”滚回来后不能回到原抛出点的位置，主要原因是。

【答案】弹性势；动；克服摩擦做功，机械能减小

【解析】魔罐在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为0时，弹性势能最大，魔罐开始向回滚动，在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能；由于罐与地面之间存在着摩擦力，所以罐的机械能会减小，即一部分机械能会转化为内能，故魔罐滚回来后不能回到原抛出点的位置。

【变式】如图，小明从滑梯上下滑，在这一过程中，他的（）

A．动能转化为重力势能B．重力势能全部转化为动能

C．机械能保持不变D．机械能一定减少

【答案】D

例6、如图，小球从左端由静止释放，在左右摆动过程中，不计空气阻力，则不正确的是（）

A．从最高点运动到最低点的过程，重力势能转化为动能

B．从最低点运动到最高点的过程，动能转化为重力势能

C．左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度

D．左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度

【答案】D

【变式】如图，小球在地面弹跳的频闪照片。以下分析正确的是（）

A．小球在下落时，它的重力势能减小，动能不变

B．小球在上升时，它的重力势能减小，动能减小

C．小球在弹跳过程中，它的高度下降，机械能减小

D．小球在弹跳过程中，它的高度下降，机械能不变

【答案】C