12.2機械能的轉化高頻易錯必刷題一、選擇題1．（2019?長沙）下列有關機械能及其轉化的說法正確的是（）A．彎弓射箭，箭的動能轉化為弓的彈性勢能 B．攔河大壩使上游的水位升高，提高了水的重力勢能 C．蹦床運動員從高處落下，其動能轉化為重力勢能 D．人造衛星從近地點飛向遠地點時勢能減小，動能增大解：A、彎弓射箭，弓的彈性勢能轉化為箭的動能，故A錯誤；B、攔河大壩使上游的水位升高，水量增大，提高了水的重力勢能，故B正確；C、蹦床運動員從高處落下，其重力勢能轉化為動能，故C錯誤；D、人造衛星從近地點飛向遠地點時，速度減小，相對高度增加，則動能減小，勢能增大，故D錯誤。答案：B。2．（2020?廣西）伽利略認為：一個金屬小球從光滑斜面的某一高度處靜止滾下，由于不受阻力，沒有能量損耗，那么它必定到達另一光滑斜面的同一高度，如果把斜面放平緩一些，也會出現同樣的情況。其模擬實驗如圖所示，則下列說法中正確的是（）A．小球在運動過程中只受重力作用 B．在滾下斜面的過程中，小球的動能轉化為重力勢能，機械能減少 C．另一斜面越平緩，小球在它上面運動的距離越小 D．如果另一斜面變成水平面，則小球達不到同樣的高度而會永遠運動下去解：A．小球在運動過程中除受到重力作用外，還受到支持力的作用，故A錯誤；B．在滾下斜面的過程中，小球的質量不變，高度變小，速度變大，則重力勢能變小，動能變大，重力勢能轉化為動能；小球運動時不受阻力，其機械能是守恒的，故B錯誤；C．因為小球在運動過程中機械能守恒，所以，另一斜面越平緩，小球在它上面運動的距離越大，故C錯誤；D．如果斜面變成水平面，水平面光滑，不受阻力，則小球會做勻速直線運動，永遠運動下去，故D正確。答案：D。3．（2020?鄂爾多斯）蹦床運動逐漸進入了大眾生活。下列有關對蹦床者的分析，正確的是（）A．下落到與蹦床接觸的瞬間時，動能最大 B．被蹦床彈起的過程中，彈性勢能轉化為重力勢能 C．從接觸蹦床到下落至最低處的過程中，彈性勢能轉化為動能 D．在空中上升過程中，動能轉化為重力勢能解：A、剛與蹦床接觸時，運動員受到合力向下，速度增大，當重力和彈力相等，合力為零時，速度最大，動能最大，故A錯誤；B、運動員被蹦床彈起的過程中，小孩離開蹦床前，動能增大，蹦床的彈性勢能減小，是彈性勢能轉化為動能；離開蹦床后，小孩的重力勢能增大，動能減小，動能轉化為重力勢能，故B錯誤；C、運動員從接觸蹦床到下落到最低處的過程中，速度最終減小為0，動能減小，同時高度變小，重力勢能變小，蹦床的彈性形變變大，彈性勢能增大，是動能和重力勢能轉化為彈性勢能，故C錯誤；D、運動員在空中上升的過程中，質量不變，速度變小，動能減小，同時其高度變大，重力勢能增大，所以動能轉化為重力勢能，故D正確。答案：D。4．（2020?南通）在“探究紙錐下落的快慢”的活動中，將紙錐從高處釋放。若紙錐豎直下落時，受到的空氣阻力隨下落速度的增大而增大，則紙錐在空中豎直下落過程中，下列情形可能的是（）A．速度先增大后不變 B．速度先增大后減小 C．動能轉化為重力勢能 D．機械能先增大后減小解：由題意，紙錐下落過程中受到空氣阻力隨下落速度的增大而增大。由于受到阻力作用，紙錐的機械能減??；紙錐開始下落時，重力大于空氣的阻力，加速下落，動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉化為動能和內能；隨阻力逐漸增大，當增大到等于其重力時，勻速豎直下落。所以紙錐的速度先增大后不變。故A正確、BCD錯誤。答案：A。5．（2020?舟山）乒乓球發球機在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發出a、b、c三個球，若不計空氣阻力，則落到水平桌面時三者的速度大小關系是（）A．va＞vb＞vc B．vb＞vc＞va C．va＞vc＞vb D．va＝vb＝vc解：乒乓球發球機在同一高度以相同的初速度朝不同方向分別發出a、b、c三個球，由于高度和速度都相同，則機械能是相同的；不計空氣阻力，三個小球的機械能是守恒的，所以三個小球到達桌面時的機械能相同，由于高度相同，重力勢能相同，則動能相同，速度相同。答案：D。6．（2020?阜新）如圖是網球運動員揮拍擊球的瞬間，下列說法正確的是（）A．網球在下落的過程中，重力勢能轉化為動能 B．網球在空中運動的過程中，受到平衡力的作用 C．球拍的網面凹陷，說明力可以改變物體的運動狀態 D．網球在慣性的作用下，向前運動解：A、網球下落時，速度增大，動能增大，高度減小，重力勢能減小，重力勢能轉化成動能，故A正確；B、網球在空中飛行過程中速度和方向都發生變化，所以不是受到平衡力的作用，故B錯誤；C、球拍的網面凹陷，說明力可以改變物體的形狀，故C錯誤；D、網球由于慣性向前運動，慣性不是力，不能說慣性的作用，故D錯誤。答案：A。7．（2020?荊州）如圖所示，在一個罐子的蓋和底各開兩個小洞。將小鐵塊用細繩綁在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋兩端穿過小洞用竹簽固定。做好后將它從不太陡的斜面滾到水平面。下列說法正確的是（）A．罐子從斜面滾下，重力勢能只轉化為動能 B．罐子從斜面滾下的過程中，只有動能和彈性勢能的相互轉化 C．因為能量之間可以相互轉化，所以罐子滾下后可能再次滾上斜面 D．如果水平面是光滑的，則罐子會一直滾動下去解：AB、罐子從不太陡的斜面上滾下，罐子的高度減小，重力勢能減小，速度變大，動能變大，同時橡皮筋發生彈性形變，彈性勢能變大，在運動過程中，由于存在摩擦力，一部分機械能會轉化為內能，即重力勢能轉化為動能、彈性勢能、內能，故AB錯誤；C、罐子滾下后，由于橡皮筋具有彈性勢能，橡皮筋的彈性勢能會轉化為罐子的動能，使的罐子沿斜面向上運動，所以可以能滾上斜面，故C正確；D、水平面光滑，罐子在水平面上滾動時，罐子的動能會轉化為橡皮筋的彈性勢能，所以不會一直滾下去，故D錯誤。答案：C。8．（2019?撫順）如圖所示為跳水運動員踏板起跳時的情景。下列說法正確的是（）A．運動員對跳板的壓力與跳板對運動員的支持力是相互作用力 B．運動員被跳板彈起的過程中動能轉化為彈性勢能 C．運動員離開跳板上升的過程中，其動能增加 D．運動員在空中下落過程中沒有力對其做功解：A、運動員對跳板的壓力和跳板對運動員的支持力，大小相等、方向相反、作用在同一直線上，作用在不同物體上，因此二力是一對相互作用力，故A正確；B、運動員被跳板彈起的過程中，彎曲跳板的彈性勢能轉化為運動員的動能和重力勢能，故B錯誤；C、運動員離開跳板上升的過程中，速度減小，高度增大，所以其動能減小，勢能增加，故C錯誤；D、運動員在空中下落過程中受到重力作用，并且在重力的方向上移動距離，重力做了功，故D錯誤；答案：A。9．（2020?大慶）如圖所示，一物塊沿固定不動的斜面勻速下滑，則下列說法中正確的是（）A．物塊可能受兩個力作用 B．物塊對斜面的壓力和斜面對物塊的支持力是對平衡力 C．物塊的機械能減小 D．物塊的重力勢能轉化為動能解：A、物塊沿固定不動的斜面勻速下滑，物塊受到沿斜面向上的摩擦力，故物體一定受重力、支持力和摩擦力的作用，故A錯誤；B、物塊對斜面的壓力和斜面對物塊的支持力沒有作用在同一個物體上，不是一對平衡力，故B錯誤；CD、物塊勻速下滑，動能不變，高度減小，重力勢能減小，機械能減小，由于動能不變，所以不是動能和勢能的轉化，故D錯誤，C正確。答案：C。10．（2020?黃岡）避險車道是在長且陡的下坡路段，行車道外側增設的供剎車失靈車輛駛離正線并安全減速的專用車道。如圖所示是上坡型避險車道，避險車道上鋪有很多小石子，車道盡頭有廢舊輪胎或防撞墻。下列分析錯誤的是（）A．小石子可以增大失控車輛與避險車道之間的摩擦力 B．失控車輛在避險車道向上運動速度減小時，動能減少 C．失控車輛撞擊廢舊輪胎時，將動能轉化成重力勢能 D．在避險車道上停下來的失控車輛仍具有慣性解：A、小石子表面較粗糙，在壓力不變的情況下，可以增大失控車輛與避險車道之間的摩擦力，故A正確；B、失控車輛在避險車道向上運動速度減小時，質量不變，所以動能減少，故B正確；C、失控車輛撞擊廢舊輪胎時，輪胎會發生彈性形變，具有彈性勢能，即將動能轉化成彈性勢能，故C錯誤；D、任何物體在任何情況下都有慣性，在避險車道上停下來的失控車輛仍具有慣性，故D正確。答案：C。11．（2019?永州）如圖，用輕質細線的一端拴住一個實心鐵球，另一端固定在O點做成了一個擺。鐵球從A點靜止釋放經過最低點B，擺至C點的過程，下列說法正確的是（）A．在C點鐵球的動能最大 B．在B點鐵球的勢能最大 C．從A點擺至B點的過程，鐵球的勢能轉化為動能 D．從B點擺至C點的過程，鐵球的速度越來越快解：A、在C點是右側的最高點，則動能最小，重力勢能最大，故A錯誤；B、鐵球在最低點B，運動速度最快，則動能最大、重力勢能最??；故B錯誤；C、從A點擺至B點的過程中，鐵球的質量不變、高度減小、速度增大，所以重力勢能減小，動能增大，在此過程中重力勢能轉化為動能；故C正確；D、從B點擺至C點的過程中，鐵球的質量不變、高度增大、速度減小，則鐵球的速度越來越慢，故D錯誤。答案：C。12．（2019?深圳）如圖，弧形軌道ab段光滑，bc段粗糙，小球從a點經最低點b運動至c點。下列分析正確的是（）A．從a到b的過程中，小球動能轉化為重力勢能 B．經過b點時，小球動能最大 C．從b到c的過程中，小球動能增大 D．從a到c的過程中，小球機械能守恒解：A、從a到b的過程中，小球質量不變，高度降低，速度變大，故重力勢能減少，動能增大，屬于重力勢能轉化為動能，故A錯誤；B、小球從a運動到b動能增大；從b運動到c動能減小，則在b點處小球動能最大，故B正確；C、小球從b到c的過程中，高度增加，同時克服摩擦力做功，速度減小，則小球的動能減小，故C錯誤；D、bc段弧形軌道粗糙，因此小球在bc段運動時會克服摩擦力做功，會有一部分機械能轉化為內能，則機械能會減小，故D錯誤；答案：B。13．（2019?泰安）如圖所示，粗糙程度相同的斜面與水平面在a點相連，彈簧左端固定在豎直墻壁上，彈簧處于自由狀態時右端在b點，小物塊從斜面的c點由靜止自由滑下，與彈簧碰撞后又返回到斜面上，最高到達d點。下列說法正確的是（）A．彈簧被壓縮到最短時，彈性勢能最小 B．小物塊從c向a運動的過程中，重力勢能減小 C．小物塊從b向a運動的過程中，動能增加 D．小物塊在整個運動過程中，機械能守恒解：A、彈簧被壓縮到最短時，其形變程度最大，所以彈簧的彈性勢能最大，故A錯誤；B、小物塊從c向a運動的過程中，質量不變，高度減小，重力勢能減小，故B正確；C、小物塊從b向a運動的過程中，物塊不再受到彈力，由于受到摩擦力的作用，其速度會逐漸減小，所以其動能會減小，故C錯誤；D、小物塊在整個運動過程中，由于摩擦力的作用，其機械能總量會減少，即機械能不守恒，故D錯誤。答案：B。14．（2019?南通）如圖，輕質彈簧豎直放置，下端固定于地面，上端位于O點時彈簧恰好不發生形變?，F將一小球放在彈簧上端，再用力向下把小球壓至圖中A位置后由靜止釋放，小球將豎直向上運動并脫離彈簧，不計空氣阻力，則小球（）A．運動至最高點時，受平衡力作用 B．被釋放瞬間，所受重力大于彈簧彈力 C．從A點向上運動過程中，速度先增大后減小 D．從O點向上運動過程中，重力勢能轉化為動能解：A、不計空氣阻力，小球在最高點時只受重力作用，不是平衡狀態，故A錯誤；B、小球被釋放后沿豎直方向加速向上運動，故釋放瞬間，所受重力小于彈簧彈力。故B錯誤；C、不計空氣阻力，小球在從A點向上運動到O點的過程中，受到兩個力的作用，一個是豎直向下的重力，一個是豎直向上的彈力，開始向上運動時，彈力大于重力，小球所受合力方向向上，速度不斷增大；當彈力小于重力時，其所受合力方向向下，速度不斷變小。當離開O點后，小球只受重力作用，力的方向與小球運動方向相反，速度繼續減小。故其速度先增大后減小，故C正確；D、從O點向上運動過程中，小球的質量不變，速度變小，同時高度升高，故動能減小，重力勢能增加，所以動能轉化為重力勢能。故D錯誤。答案：C。二、填空題15．（2020?萊蕪區）如圖所示為掉在地上的彈性小球在地面上彈跳的頻閃照片。彈性小球從A點運動到B點的過程中，它的重力勢能轉化為動能；彈性小球在B點的機械能大于（選填“大于”“小于”或“等于”）它在C點的機械能。解：彈性小球從A點運動到B點的過程中，質量不變，高度變小，其重力勢能變小，同時速度變大，則動能變大，所以該過程中重力勢能轉化為動能；由圖知，小球彈跳的高度越來越低，說明小球撞擊地面時小球的機械能轉化為地面和小球的內能，則小球機械能逐漸減小，且B點在C點之前，所以彈性小球在B點的機械能大于它在C點的機械能。答案：重力勢能；大于。16．（2020?丹東）如圖，滾擺下降過程中，滾擺的重力勢能轉化為動能。滾擺上下往復運動過程中，其每次上升所能達到的高度越來越低，滾擺在運動過程中的機械能減少（選填“增加”、“減少”或“不變”）。解：滾擺在下降過程中，高度逐漸減小，重力勢能減小，速度越來越大，動能增大，滾擺的重力勢能轉化為動能。滾擺上下往復運動過程中，要克服阻力做功，部分機械能轉化為內能，故總的機械能減少。答案：重力勢；動；減少。17．（2021?禪城區一模）如題圖所示，小吳用滑雪板滑雪，從高點C處由靜止滑下，經過B點到達最低點，然后到達另一側與B點等高的點A時剛好速度為零。由C到B點過程中，重力勢能轉化為動能，O點的動能最大，從最低點O到A點的過程中，機械能的總量變?。ㄟx填“變大”、“變小“或“不變“）。解：小吳和滑雪板從C點到B點的過程中，質量不變，高度變小，速度變大，故小吳和滑雪板的重力勢能變小，動能變大，則該過程中重力勢能轉化為動能；小吳和滑雪板到達O點時速度達到最大值，其動能最大；從最低點O到A點的過程中，由于接觸面是粗糙的，所以小吳和滑雪板在運動過程中受摩擦力的作用，需要克服摩擦做功，一部分機械能轉化為內能，故小吳和滑雪板的機械能變小。答案：重力勢；O；變小。18．（2021?利辛縣一模）如圖所示，彈簧的左端固定，右端連接一個小球，把它們套在光滑的水平桿上，a是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b是彈簧原長時小球的位置，c是小球到達最右端的位置。則從b到c的過程中，小球的動能轉化為彈簧的彈性勢能。解：小球從b運動到c時，彈簧被拉伸，小球的動能逐漸轉化為彈簧的彈性勢能。答案：彈性勢能。三、實驗探究題

19．（2020?紅橋區二模）如圖所示是“探究影響重力勢能大小因素”的實驗，裝置：由沙子，鐵塊，鐵釘組成（mA＝mC＜mB，hA＝hB＜hC），下面是猜想：猜想一：重力勢能大小與物體質量有關猜想二：重力勢能大小與物體所處高度有關猜想三：重力勢能大小與物體密度有關（1）物體重力勢能大小通過鐵釘陷入沙子深度反映。（2）驗證猜想一可選擇①②兩幅圖，得出的結論是當物體所處高度相同時，物體質量越大，重力勢能越大。（3）實驗室還提供了與A，C質量相同的銅塊和鋁塊：①為驗證猜想三，請設計實驗記錄表格。②通過實驗得出的結論是當物體所處高度和質量相同時，重力勢能與物體密度無關。解：（1）根據轉換法，通過鐵釘陷入沙面的深度來反映重力勢能的大小；（2）研究物體的重力勢能大小與物體質量有關，要控制物體所處高度相同，而鐵塊的質量不同，可選擇①②兩幅圖，因mA＜mB，且B鐵釘陷入沙面的深度更大，故得出的結論是：當物體所處高度相同時，物體質量越大，重力勢能越大；（3）①為驗證猜想三，即重力勢能大小與物體密度有關，要控制物體質量和物體所處高度相同，選用質量相同而密度不同的銅塊和鋁塊，使物體處于同一高度，表格設計如下所示：材料質量m/g物體所處高度h/cm鐵釘陷入沙子深度h/cm銅塊鋁塊②通過實驗得出的結論是：當物體所處高度和質量相同時，重力勢能與物體密度無關。答案：（1）鐵釘陷入沙子深度；（2）①②；當物體所處高度相同時，物體質量越大，重力勢能越大；（3）①如上表所示；②當物體所處高度和質量相同時，重力勢能與物體密度無關。20．（2019?惠陽區二模）如圖所示，小球在不同場景做不同物理運動。請你根據所給條件回答以下問題。（1）如圖甲，質量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下，到達斜面底端的速度為v0，此過程重力勢能轉化成動能，關系式mgh＝mv2成立，則一個物體從高0.2m的光滑斜面頂端自由下滑到斜面底端時的速度為2m/s。（g＝10m/s2）（2）如圖乙，將物體以一定的初速度v0沿水平方向拋出（不計阻力），物體做平拋運動，在水平方向做勻速直線運動，則水平方向的距離公式為x＝v0t（用圖中字母符號表示），在豎直方向下落得高度y＝gt2，則y與t2的關系可用丙圖中的圖線表示。解：（1）質量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下，此過程中小球的質量不變，高度變小，速度變大，故重力勢能變小，動能變大，所以重力勢能轉化為動能；因為質量為m的小球從高度為h的光滑斜面頂端由靜止自由滑下，到達斜面底端的速度為v，過程中機械能守恒，所以，mgh＝mv2，將h＝0.2m，g＝10m/s2代入，解得，v＝2m/s；（2）由y＝gt2知，下落高度y與水平移動距離x的2次方成正比，由此可以判斷曲線為b；答案：（1）重力勢；動；2；（2）x＝v0t；b。四、計算題21．（2019?南充一模）物體由于運動而具有的能叫作動能，動能可用Ek表示，物體的動能Ek與物體的質量m、速度υ的關系為Ek＝mv2；物體由于被舉高而具有的能叫作重力勢能，勢能可用Ep表示，物體的重力勢能Ep與物體的質量m、高度h的關系為Ep＝mgh．如圖所示，一質量為2kg的小球從距離斜面頂端0.2m處由靜止沿斜面下滑到底端。求：（1）小球下滑前具有的重力勢能是多少？（2）若不計摩擦和空氣的阻力，小球在下滑的過程中通過重力做功將小球具有的重力勢能全部轉化為動能，則小球到達斜面底部時的速度為多少