机械能及其转化（原卷版+解析）-2022年中考物理二轮专项复习

专题23机械能及其转化

【核心考点讲解】

1、动能和势能的转化

（1）动能和重力势能之间可以相互转化。动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运动过程

中，例如滚摆在下降的过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能；滚摆在

上升过程中，越转越慢，它的重力势能越来越大，动能越来越小，动能转化为重力势能。

（2）动能和弹性势能之间可以相互转化。动能和弹性势能之间的相互转化可以发生在同一物体上，也可以发生在

不同物体之间，例如，从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于皮球发生弹性形变，皮球的动能转化为弹性势

能，皮球在恢复形变的过程中，它的弹性势能转化为动能。

2、机械能守恒条件

（1）如果只有动能和势能的相互转化，机械能是守恒的。

（2）做功角度

①只有重力或弹力做功；②其它力不做功或其它力做功之和为零。

（3）能量角度

①只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；②只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换。

【必刷题型精练】

1.（2021•凉山州中考）如图所示，将同一小球按照不同方向从离地面相同高度的相同位置两次抛出，初速度大小

相等，小球第一次落地速度为VI,小球第二次落地速度为V2,不计空气阻力，比较VI和V2的大小，正确的是（）

,//////////////////////////////////////////.

A.V1=V2B.V1<V2C.V1>V2D.无法比较

2.（2021•郴州中考）2021年5月29日，我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货运飞船，5月30日，天

舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心舱完成了交会对接。下列说法正确的是（）

A.天舟二号货运飞船加速上升过程中机械能守恒

B.天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能

C.天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能

D.对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心舱处于相对静止状态

3.（2021•绍兴中考）滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U形滑台和运动员姿势的简化示意图。运动

员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变

化，最有可能滑到滑台C处的是（

4.（2021•成都中考）牛顿坐在苹果树下深思，一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下落的过程，下列分析正

确的是（）

A.重力势能转化为动能，动能增加

B.动能转化为重力势能，动能减小

C.动能转化为重力势能，重力势能增加

D.无能量的转化，重力势能和动能不变

5.（2021•鞍山中考）如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的曲面从a点向d点运动，其中b和d两点在同一水平

A.小球从a点运动到c点，重力势能全部转化为动能

B.小球在b点的机械能大于在c点的机械能

C.小球在b点的动能等于在d点的动能

D.小球从a点运动到d点的过程中，机械能一定全部转化为内能

6.（2021•泰安中考）在蹦床比赛中，运动员从高处落到蹦床上又被弹起，该过程中有关机械能及其转化的说法正

确的是（）

A.运动员上升到最高点时重力势能为零

B.运动员下降过程中机械能增大

C.运动员从高处下落到蹦床前，重力势能转化为动能

D.运动员弹离蹦床后，上升的过程中，弹性势能转化为动能

7.（2021•温州中考）一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有较大速度

并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能（）

A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和

B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和

C.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和

D.小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和

8.（2020•南通中考）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

阻力随下落速度的增大而增大，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.机械能先增大后减小

9.（2021•黄石中考）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐

中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点

由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停

在水平面上，下列说法正确的是（）

B.罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动能

C.若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面

D.第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能

10.（2021•苏州中考）如图，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮

连接一质量为2m的物块Q,将它们由静止释放。在物块P下落到地面的过程中，P,Q间细线拉力大小为F,（细

线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起）（）

A.钩码落地前F=3mg,Q的机械能增大

B.钩码落地前F<3mg,Q的机械能增大

C.钩码落地后F=2mg,P的机械能不变

D.钩码落地后F>2mg,P的机械能减小

11.（2021•西宁中考）龙羊峡水电站拦河大坝使上游水位升高，提高了水的能。水从大坝的上游流下时冲

击水轮机发电，水的能量最终转化为能。

12.（2021•广元中考）我国独立自主研制的火星探测器“天问一号”沿椭圆轨道绕火星运动时，不考虑空气阻力，

只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器的动能，机械能（选填“变大”、

“变小”或“不变”）。

13.（2021•常州中考）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝

好，拉弯的弓把箭射出去，是把弓的能转化为箭的能。

14.（2020•连云港中考）在水平地面上铺一张纸，将两个弹性相同、质量分别为mA和mB的皮球A和B表面涂黑,

让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑如图所示，分析图中两个圆斑大小，可推断：mAmB

（选填“大于”、“小于”或“等于”）。皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量

（选填“不变”、“减少”或“增大”）。

15.（2020•济南中考）如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点运动到B点的

过程中，它的转化为动能；弹性小球在B点的机械能（选填“大于”“小于”或“等于”）它在C

点的机械能。

16.（2020•河北中考）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。

%

-

17.（2021•黔西南州中考）阅读下面的短文：

满载游客的过山车，在机械的带动下向着轨道的最高端攀行……忽然，它像一匹脱缰的野马，从轨道的最高端飞

驰而下!它又如一条蛟龙，时而上下翻腾，时而左摇右摆，时而驰上高高耸立着的大回环顶端……

仿照示例，指出短文中包含的任意两种物理过程（示例除外），并说明能的转化情况。

［示例］机械将过山车拉向最高端，对过山车做功使它的重力势能增加。

（1）«

（2）o

18.（2021•安顺中考）如图所示，斜面底端的挡板上固定一轻质弹簧，物块从A点由静止开始沿斜面自由下滑，最

终在斜面上的B点保持静止。请比较这一过程物块重力做功W1和克服摩擦力做功W2的大小关系，并从能量转

化的角度说明理由。（不计空气阻力）

专题23机械能及其转化

【核心考点讲解】

1、动能和势能的转化

（1）动能和重力势能之间可以相互转化。动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受

重力作用下的运动过程中，例如滚摆在下降的过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，

动能越来越大，重力势能转化为动能；滚摆在上升过程中，越转越慢，它的重力势能越来越

大，动能越来越小，动能转化为重力势能。

（2）动能和弹性势能之间可以相互转化。动能和弹性势能之间的相互转化可以发生在同一

物体上，也可以发生在不同物体之间，例如，从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于

皮球发生弹性形变，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢复形变的过程中，它的弹性势能

转化为动能。

2、机械能守恒条件

（1）如果只有动能和势能的相互转化，机械能是守恒的。

（2）做功角度

①只有重力或弹力做功；②其它力不做功或其它力做功之和为零。

（3）能量角度

①只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；②只有系统内能量的交换，没有与

外界的能量交换。

【必刷题型精练】

1.（2021•凉山州中考）如图所示，将同一小球按照不同方向从离地面相同高度的相同位置

两次抛出，初速度大小相等，小球第一次落地速度为VI,小球第二次落地速度为V2,不

计空气阻力，比较VI和V2的大小，正确的是（）

第1次

第2次

A.VI=¥2B.V1<V2C.V1>V2D.无法比较

解：同一个小球，则质量相等，在同一高度，则重力势能相等，以相同的速度分别向两

个不同方向抛出去，此时动能相等，如果不计空气阻力，其机械能守恒，则其落地时高

度相同，重力势能相等，故刚落地时的动能相等，所以其速度大小关系：V1=V2=

答案：Ao

2.（2021•郴州中考）2021年5月29日，我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货

运飞船，5月30日，天舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心舱完成了交会对接。下

列说法正确的是（）

A.天舟二号货运飞船加速上升过程中机械能守恒

B.天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能

C.天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能

D.对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心舱处于相对静止状态

解：

ABC、天舟二号货运飞船加速上升过程中，质量不变，高度变大，重力势能变大，质量

不变，速度变大，动能变大，机械能变大，机械能是不守恒的，此过程中不是动能和势

能的相互转化，故ABC错误；

D、对接成功后，天舟二号货运飞船与天和核心舱之间没有位置的变化，处于相对静止状

态，故D正确。

答案：D。

3.（2021•绍兴中考）滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U形滑台和运动员姿

势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依

靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，最有可能滑到滑台C处的是（）

B.O

解：不计滑台摩擦和空气阻力，则运动员在整个过程中机械能守恒；

A、若运动员站立着从A开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是站立着,

则此时重力势能等于A点的重力势能，动能为零，所以运动员不会继续向前滑行，就不

会到达C点，故A错误；

B、若运动员站立着从A开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是全蹲着,

则此时重力势能小于A点的重力势能，则A点部分重力势能转化为动能，动能此时不为

零，所以运动员会继续向前滑行，就可能会到达C点，故B正确；

CD、若运动员全蹲着从A开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，也应该是

全蹲着（前后两次重力势能相等，动能均为零），因为若是站着到达或者平蹲着到达B点,

则运动员在B点的重力势能大于初始的A点（违反机械能守恒定律），故CD错误。

答案：Bo

4.（2021•成都中考）牛顿坐在苹果树下深思，一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下

落的过程，下列分析正确的是（）

A.重力势能转化为动能，动能增加

B.动能转化为重力势能，动能减小

C.动能转化为重力势能，重力势能增加

D.无能量的转化，重力势能和动能不变

解：苹果加速下落的过程中，质量不变，速度变大，动能变大，质量不变，高度变小，

重力势能变小，故A正确，BCD错误。

答案：Ao

5.（2021•鞍山中考）如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的曲面从a点向d点运动，其中

b和d两点在同一水平高度。下列说法中正确的是（)

a

rd

b

A.小球从a点运动到c点，重力势能全部转化为动能

B.小球在b点的机械能大于在c点的机械能

C.小球在b点的动能等于在d点的动能

D.小球从a点运动到d点的过程中，机械能一定全部转化为内能

解：

A、从a点到c点过程中，小球的质量不变，高度变小，则重力势能变小，同时速度变大,

动能变大，重力势能会转化为动能，由于小球在滚动的过程中受摩擦力的作用，小球克

服摩擦力做功，所以一部分重力势能会转化为内能，故A错误；

B、因小球在滚动过程中要克服摩擦力做功，机械能会逐渐减小，所以小球在b点的机械

能大于在c点的机械能，故B正确；

C、小球从b运动到d的过程中，有一部分机械能会转化为内能，故小球在b点的机械能

大于在d点的机械能；

已知b和d两点在同一水平高度，即两位置小球的重力势能相同，根据“机械能=动能+

势能”可知，小球在b点的动能大于在d点的动能，故C错误；

D、小球运动到d点时具有一定的高度，有一定的机械能，所以，小球从a到d的过程中，

机械能不是全部转化为内能，故D错误。

答案：Bo

6.（2021•泰安中考）在蹦床比赛中，运动员从高处落到蹦床上又被弹起，该过程中有关机

械能及其转化的说法正确的是（）

A.运动员上升到最高点时重力势能为零

B.运动员下降过程中机械能增大

C.运动员从高处下落到蹦床前，重力势能转化为动能

D.运动员弹离蹦床后，上升的过程中，弹性势能转化为动能

解：

A、运动员上升到最高点时，有一定的高度，重力势能不为零，故A错误；

B、运动员下降过程中，会克服空气阻力做功，机械能减小，故B错误；

C、运动员从高处下落到蹦床前，高度变小，质量不变，重力势能减小；速度变大，质量

不变，动能变大，重力势能转化为动能，故C正确；

D、运动员弹离蹦床后只有重力势能和动能的转化，上升的过程中，高度变大、速度变小，

质量不变，则动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能，故D错误。

答案：Co

7.（2021•温州中考）一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），

同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸

没时减少的势能（）

A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和

B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和

C.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和

D.小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和

解：番茄从开始下落至刚好浸没时，此时番茄仍有较大速度，末状态与初状态相比，番

茄的速度增大，其动能增大；番茄的高度减小，重力势能减小；同时溅起许多水珠，则

这些水珠的动能和重力势能都增大（即所有溅起的水珠的机械能增大）；

不计一切机械能损耗，根据机械能守恒定律可知，此过程中番茄减少的势能=番茄增加

的动能+所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和，所以番茄减少的势能大于所有

溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。

答案：Bo

8.（2020•南通中考）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增大而增大，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.机械能先增大后减小

解：由题意，纸锥下落过程中受到空气阻力随下落速度的增大而增大。由于受到阻力作

用，纸锥的机械能减小；纸锥开始下落时，重力大于空气的阻力，加速下落，动能增大,

重力势能减小，重力势能转化为动能和内能；随阻力逐渐增大，当增大到等于其重力时,

匀速竖直下落。所以纸锥的速度先增大后不变。故A正确、BCD错误。

答案：Ao

9.（2021•黄石中考）如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑

在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好

后如图丙所示，将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后

返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上，下列

说法正确的是（)

A.罐子在A点的重力势能最大，橡皮筋在D点的弹性势能最大

B.罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能只转化为动能

C.若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子可能返回滚上斜面

D.第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的

机械能

解：

A、罐子在整个运动过程中的质量不变，在A点时的高度最高，重力势能最大；罐子从

A点运动到D点，橡皮筋发生了弹性形变，在D点时的形变程度最大，所以在D点的弹

性势能最大，故A正确；

B、罐子从A点滚动到C点的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，质量不变,

速度变大，动能变大；由于罐子最后停在水平面上，罐子的机械能变小了，这说明罐子

在运动的过程中，罐子克服摩擦做功，机械能转化为了内能；此过程中，橡皮筋发生了

弹性形变，具有弹性势能，所以罐子从A点滚动到C点的过程中，重力势能转化为了动

能、弹性势能和内能，故B错误；

C、若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子的重力势能转化为内能和罐子的动能，罐子不具有

弹性势能，所以不会返回斜面，故C错误；

D、第一次返回斜面，向上滚动的过程中，由于一部分机械能转化为了内能，所以罐子整

体在C点时的机械能大于在B点时的机械能，故D错误。

答案：Ao

10.（2021•苏州中考）如图，质量为2m的物块P下方连接有一个质量为m的钩码，上端

通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q,将它们由静止释放。在物块P下

落到地面的过程中，P,Q间细线拉力大小为F,（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码

落地后不弹起）（）

A,钩码落地前F=3mg,Q的机械能增大

B.钩码落地前F<3mg,Q的机械能增大

C.钩码落地后F=2mg,P的机械能不变

D.钩码落地后F>2mg,P的机械能减小

解：（1）钩码落地前，物体P及钩码下落速度越来越快，故FV3mg；物体Q则上升越

来越快，机械能增大。故A不正确、B正确。

（2）钩码落地后，因物体P、Q的重力大小都为2mg,则物体P、Q都做匀速直线运动

且F=2mg；因为惯性物体依然保持原来的运动状态，物体P动能不变，势能减小，机械

能减小；物体Q动能不变，势能增大，机械能增大。故：C、D不正确。

答案：B«

11.（2021•西宁中考）龙羊峡水电站拦河大坝使上游水位升高，提高了水的重力势能。

水从大坝的上游流下时冲击水轮机发电，水的能量最终转化为电能。

解：龙羊峡水电站拦河大坝使上游水位升高，水的质量变大，高度变大，水的重力势能

变大；水从上游流下来时水的重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能；冲击水

轮机的叶轮，使水的动能转移到叶轮上；水轮机的叶轮，带动发电机发电，将叶轮上的

机械能转化成电能。

答案：重力势；电。

12.（2021•广元中考）我国独立自主研制的火星探测器“天间一号”沿椭圆轨道绕火星运动

时，不考虑空气阻力，只有动能和势能的相互转化，由近火点向远火点运动时，探测器

的动能变小，机械能不变（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

解：探测器由近火点向远火点运动时，不受空气阻力，只发生动能和势能的相互转化，

机械能是守恒的，保持不变；探测器相对于火星的高度增加，质量不变，重力势能变大,

动能转化为重力势能，动能变小。

答案：变小；不变。

13.（2021•常州中考）《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓

的弦，这说明蚕丝弹性好,拉弯的弓把箭射出去，是把弓的弹性势能转化为

箭的动能。

解：在拉弓时，弦会发生弹性形变，用多股蚕丝作为弓的弦，这说明蚕丝弹性好；拉弯

的弓具有弹性势能，箭射出去后具有机械能，这一过程中是弓的弹性势能转化为箭的动

能。

答案：弹性；弹性势；动。

14.（2020•连云港中考）在水平地面上铺一张纸，将两个弹性相同、质量分别为mA和BIB

的皮球A和B表面涂黑，让它们从相同高度由静止下落，在纸上留下黑色圆斑如图所示,

分析图中两个圆斑大小，可推断：mA小于H1B（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低，由此判断，皮球的机械能总量减少（选

填“不变”、“减少”或“增大”）。

解：由图可知，皮球在纸上留下黑色圆斑B较大，说明B球的形变大，原因是B球质量

较大，两球从同一高度处下落，原来B球的重力势能较大，皮球与地面接触时，转化为

的弹性势能大，球的形变大；

皮球从某一高度释放，落地后反弹上升，上升的最大高度比释放时的高度低一些，皮球

上升过程中，高度增大，所以重力势能增加，皮球的机械能一部分转化为了内能，所以

在整个运动过程中的机械能减少。

答案：小于；减少。

15.（2020•济南中考）如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球

从A点运动到B点的过程中，它的重力势能转化为动能;弹性小球在B点的机械能

大于（选填“大于”“小于”或“等于"）它在C点的机械能。

解:

弹性小球从A点运动到B点的过程中，质量不变，高度变小，其重力势能变小，同时速

度变大，则动能变大，所以该过程中重力势能转化为动能；

由图知，小球弹跳的高度越来越低，说明小球撞击地面时小球的机械能转化为地面和小

球的内能，则小球机械能逐渐减小，且B点在C点之前，所以弹性小球在B点