專題12機械能及能量守恒定律

【跨學科實踐】

1．（2024·重慶）如圖所示是火箭搭載嫦娥六號探測器發射升空的壯麗情境。此過程中，嫦

娥六號的重力勢能，以地面為參照物，嫦娥六號是的。

【答案】增大運動

【解析】[1]火箭搭載嫦娥六號探測器發射升空時，嫦娥六號的質量不變，高度升高，重力

勢能增大。

[2]以地面為參照物，嫦娥六號的位置不斷變化，嫦娥六號是運動的。

【中考新考法】

2．（2024·福建）如圖是豐子愷的書畫作品，生動描繪了兒童學種瓜的場景，下列說法錯．誤．

的是（）

A．蹲坐的兒童站起來，重力勢能變小

B．風吹枝彎，說明力可以改變物體的形狀

C．提水桶時感到桶在拉手，說明力的作用是相互的

D．提水前行中突然減速，水濺出是由于水具有慣性

【答案】A

【解析】A．蹲坐的兒童站起來，質量不變，高度增大，所以重力勢能變大，故A錯誤，符

合題意；

B．風吹枝彎，這說明力的作用效果是可以改變物體的形狀，故B正確，不符合題意；

C．提水桶時感到桶在拉手，說明物體之間力的作用是相互的，故C正確，不符合題意；

D．提水前行中突然減速，水由于慣性要保持原來的運動狀態繼續向前運動，所以水會向前

濺出，故D正確，不符合題意。

故選A。

【新科技新情境】

3．（2024·山東臨沂）2024年春晚舞蹈詩劇《錦鯉》的演員們，既是一群活潑的少女，又

是一群嬉戲的“錦鯉”，“靈性相通”的意象直擊觀眾心底的柔軟和純真。如圖所示，在威亞的

拉力作用下，整齊劃一地勻速上升的演員們（）

A．是相對運動的B．機械能不斷增大

C．所受合力豎直向上D．所受拉力不做功

【答案】B

【解析】A．在威亞的拉力作用下，整齊劃一地勻速上升的演員們的相對位置不變，是相對

靜止的，故A不符合題意；

B．勻速上升的演員們的質量不變，速度不變，高度不斷升高，動能不變，重力勢能不斷增

大，機械能為動能與重力勢能的總和，則機械能不斷增大，故B符合題意；

C．運動員勻速上升，受力平衡，所受合力為0，故C不符合題意；

D．運動員受到的拉力豎直向上，運動方向豎直向上，運動員在拉力的方向上發生移動，則

所受拉力有做功，故D不符合題意。

故選B。

考點1動能和勢能

1．（2024·江蘇鹽城）擲實心球是我市中考體測項目之一。不計空氣阻力，投擲后的實心球

在上升過程中（）

A．動能變大，重力勢能變大B．動能變小，重力勢能變小

C．動能變小，重力勢能變大D．動能變大，重力勢能變小

【答案】C

【解析】投擲實心球時，實心球離開手后繼續上升，是因為實心球具有慣性，此時

實心球不再受到手的作用力；實心球在上升過程中，質量不變，速度減小，動能減

小；高度增大，重力勢能增大。故C符合題意，ABD不符合題意。

故選C。

2．（2024·江蘇連云港）2024年4月25日，我國長征運載火箭成功將神舟十八號載人飛船

送往預定軌道。載人飛船離開地面加速上升的過程中（）

A．動能增大，重力勢能不變B．動能增大，重力勢能增大

C．動能不變，重力勢能不變D．動能不變，重力勢能增大

【答案】B

【解析】火箭加速上升過程中，其攜帶神舟十三號飛船的質量不變、高度變大，重力勢能變

大；質量不變、速度變大，動能變大。

故選B。

3．（2024·山東煙臺）下列實例中，采用了相同科學方法的是（）

①用光線表示光傳播的徑跡和方向

②探究動能大小與速度的關系時，讓同一個小球從斜面的不同高度由靜止釋放

③探究平面鏡成像特點時，通過未點燃的蠟燭確定點燃蠟燭的像的位置

④探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系時，保持壓力大小不變

A．①②B．②③C．②④D．①④

【答案】C

【解析】①用光線表示光的傳播的徑跡和方向，采用的是模型法；

②探究物體的動能與速度的關系時，讓同一鋼球從斜面的不同高度由靜止滾下，采用的是控

制變量法；

③探究平面鏡成像特點時，通過未點燃的蠟燭確定點燃蠟燭的像的位置，采用的等效替代法；

④探究滑動摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關系時，保持壓力大小不變，采用的是控制變

量法。

綜上，采用了相同科學方法的是②④，故C符合題意，ABD不符合題意。

故選C。

4．（2024·上海）一個小車往斜坡向上運動時，它的s-t圖，如下圖所示。它在30s內通過

的路程為米，在此過程，小車的動能（選填“變大”或“不變”或“變小”）的。

若小車突然急剎車，則它的慣性（選填“變大”或“不變”或“變小”）。

【答案】90不變不變

【解析】[1]由圖像可知，小車在30s內通過的路程為90m。

[2]由圖像可知，小車的s-t圖像是一條過原點的斜直線，小車做勻速直線運動，小車在運動

過程中，質量和速度都不變，因此動能不變。

[3]慣性只與物體的質量有關，若小車突然急剎車，小車的質量不變，則它的慣性不變。

5．（2024·江蘇鹽城）用橡皮筋來做幾個小實驗：①手拉橡皮筋，橡皮筋伸長，說明力可以

使物體發生；②用手撥動拉緊的橡皮筋，橡皮筋會發出聲音，說明聲音是由物體

產生的；③用橡皮筋做成“彈弓”，能將物體彈射，說明拉長的橡皮筋具有能。

【答案】形變振動彈性勢

【解析】[1][2]用手拉橡皮筋，橡皮筋被伸長，橡皮筋的形狀發生了變化，表明力能使物體

發生形變；因為聲音是由物體的振動產生的，所以撥動橡皮筋，橡皮筋會振動而發出聲音。

[3]物體由于發生彈性形變而具有的能叫彈性勢能，橡皮筋被拉長后，發生彈性形變，此時

橡皮筋具有彈性勢能。

考點2機械能及其轉化

6．（2024·山東煙臺）原地縱跳摸高是同學們經常玩的游戲，如圖所示，下列關于游戲過程

的分析正確的是（）

A．在離地前的起跳過程中，地面對人的支持力大于人對地面的壓力

B．在離地前的起跳過程中，地面對人的支持力小于人對地面的壓力

C．在離地后的上升過程中，人的動能轉化為重力勢能

D．在落地前的下降過程中，人的動能減少，重力勢能增加

【答案】C

【解析】AB．在離地前的起跳過程中，地面對人的支持力和人對地面的壓力是一對相互作

用力，所以大小相等，故AB錯誤；

C．在離地后的上升過程中，速度減小，高度增加，人的動能轉化為重力勢能，故C正確；

D．在落地前的下降過程中，速度增加，高度減小，人的動能增大，重力勢能減小，故D錯

誤。

故選C。

7．（2024·安徽）如圖所示為某次蹦極運動的精彩瞬間，若一游客從平臺上由靜止開始下落。

從開始下落至第一次到達最低點的過程中，游客的（）

A．動能一直增大B．重力勢能一直減小

C．機械能保持不變D．機械能一直增大

【答案】B

【解析】游客從開始下落至第一次到達最低點的過程中，起始階段：蹦極者從起始點跳下，

此時彈性繩處于松弛狀態，在重力作用下下落。將重力勢能逐漸轉化為動能，重力勢能越來

越小，動能越來越大；繩子拉伸階段：當下降到一定高度后，繩子開始被拉長，蹦極者繼續

受到向下的重力，同時繩子也產生向上的彈力。此時，一部分重力勢能繼續轉化為動能，另

一部分則轉化為彈性繩的彈性勢能；受力平衡階段：在某一時刻，蹦極者受到的重力和繩子

的彈力達到平衡，此時速度達到最大，動能最大；減速下降階段：隨著繩子的繼續拉伸，彈

力逐漸大于重力，蹦極者開始做減速運動，此過程中，動能和重力勢能繼續轉化為繩子的彈

性勢能，直到下降到最低點，此時動能和重力勢能最小，彈性勢能最大。綜上可知，游客的

動能先增大后減小，重力勢能一直減小。下落過程中要克服空氣阻力做功，消耗一部分機械

能，則機械能一直減小。故B符合題意，ACD不符合題意。

故選B。

8．（2024·河北）2024年5月7日，河北省首條低空無人機物流運輸航線試航成功。下圖

為正在運輸貨物的無人機，下列說法正確的是（）

A．無人機上升過程中，貨物的重力勢能可能減小

B．無人機水平勻速飛行時，貨物的機械能保持不變

C．無人機在某一高度懸停時，貨物的機械能一定為零

D．無人機下降過程中，貨物的動能一定增大

【答案】B

【解析】A．無人機上升過程中，貨物的高度變大，重力不變，重力勢能變大，故A錯誤；

B．無人機水平勻速飛行時，貨物的質量、速度和高度不變，重力勢能不變，動能不變，則

機械能保持不變，故B正確；

C．無人機在某一高度懸停時，貨物的重力勢能不為零，則機械能不為零，故C錯誤；

D．若無人機下降過程中是勻速下降，則貨物的動能不變，故D錯誤。

故選B。

9．（2024·甘肅白銀）適量運動是健康的生活方式．下列日常運動情景中說法正確的是（）

A．用力將足球踢出，說明力可以改變物體的運動狀態

B．籃球離手后能繼續向前運動，是由于受到慣性的作用

C．離開蹦床后人還能繼續上升，是重力勢能轉化為動能

D．豎直向上運動到最高點時的排球，受平衡力的作用

【答案】A

【解析】A．足球原來靜止在地面，用力將足球踢出，足球就由靜止變為運動，說明力可以

改變物體的運動狀態，故A正確；

B．籃球離手后能繼續向前運動，是因為籃球具有慣性；慣性是物體的固有屬性，慣性不是

力，不能說受到慣性的作用，故B錯誤；

C．離開蹦床后，人還能繼續上升，人的高度增加，速度減小，所以重力勢能增大，動能減

小，故是動能轉化為重力勢能，故C錯誤；

D．豎直向上運動到最高點時的排球，只受到重力作用，所以受非平衡力的作用，故D錯誤。

故選A。

10．（2024·四川宜賓）如圖所示，人造地球衛星沿橢圓軌道繞地球運行，當衛星從近地點

向遠地點運動的過程中（）

A．速度增大B．動能轉化為重力勢能

C．機械能增大D．重力勢能減小

【答案】B

【解析】ABD．近地點的速度比較大，遠地點高度比較高，從近地點向遠地點運動的過程

中，高度增加，重力勢能增大，速度減小，動能轉化為重力勢能，故AD不符合題意，B符

合題意；

C．在太空中，不計空氣阻力，機械能保持不變，故C不符合題意。

故選B。

11．（2024·四川廣安）如圖是一款用于某校“五四”匯演航拍的新型智能無人機，在它豎直

向上勻速運動的過程中（）

A．動能增大，重力勢能增大，機械能增大

B．動能減小，重力勢能增大，機械能不變

C．動能不變，重力勢能增大，機械能增大

D．動能減小，重力勢能增大，機械能減小

【答案】C

【解析】無人機在豎直向上勻速運動的過程中，質量不變，速度不變，動能不變；

質量不變，高度增大，重力勢能增大；機械能=動能+重力勢能，機械能增大，故C

符合題意，ABD不符合題意。

故選C。

12．（2024·四川成都）2023年7月28日，第31屆世界大學生夏季運動會在成都隆重開幕。

圖是我國運動健兒在跳高比賽中的場景。關于跳高運動員的能量，下列結論正確的是（）

A．助跑過程中，動能保持不變

B．助跑過程中，機械能總量保持不變

C．起跳后的上升過程中，重力勢能增大

D．越過橫桿后的下降過程中，動能保持不變

【答案】C

【解析】AB．助跑過程中，運動員的質量不變，速度增大，因此運動員的動能增大；高度

不變，運動員的重力勢能不變，機械能是動能與重力勢能之和，因此機械能增大，故AB錯

誤；

C．起跳后的上升過程中，運動員的質量不變，高度增大，重力勢能增大，故C正確；

D．越過橫桿后的下降過程中，運動員的質量不變，速度增大，因此運動員的動能增大；故

D錯誤。

故選C。

13．（2024·江蘇無錫）如圖所示，將擺球從A點靜止釋放，經過最低點O到達B點，A、

B兩點等高，擺球到達B點時動能為J；擺球從A點到O點的過程中，能轉化

為動能。整個過程中，擺球的機械能大小（選填“不變”或“減小”）。

【答案】0重力勢不變

【解析】[1]小球在A點時靜止，動能為零，從A點由靜止釋放，能達到與A點等高的B點，

說明