第22讲 能量形式与机械能（原卷版）

第22讲能量的形式与机械能能量的形式及相互转化机械能的变化机械能守恒一.认识能量1.能量的定义：描述物体对外做功的本领，也称为能。2．一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。二.不同形式的能量及利用1.机械能：机械能是动能与势能的总和，这里的势能分为重力势能和弹性势能。【运动中的物体都具有机械能】2.光能：以太阳光或其他光源发出的光具有的能量3.化学能：物质在发生化学变化积累或释放出来的能量4.热能：主要表现为温度变化，运动剧烈，摩擦运动5.核能：核变化产生的能量6.潮汐能与风能：自然界的能量，类似于机械能7.声能：雪崩，或者超声波碎石8.电能：三.动能1.动能的定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。一切做机械运动的物体都具有动能。飞翔的小鸟、行走的人、行驶的汽车、流动的水和空气等，都具有动能。2.动能大小的影响因素：3.实验变量：（1）小球的初始高度：控制到达水平面的速度大小（2）不同质量的小球：（3）物块移动的距离：表示小球动能大小4.实验操作：（1）相同质量的小球从不同高度下落，探究速度对物体动能的影响（2）不同质量的小球从相同高度下落，探究质量对物体动能的影响5.实验方法：控制变量法，转化法6.实验结论：物体的动能大小与质量有关，与速度有关二.势能1.重力势能：（1）定义：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。（2）重力势能的影响因素：（3）实验变量：①小球的初始高度：控制到达水平面下落距离②不同质量的小球：③陷入沙坑的距离：表示小球重力势能大小（4）实验操作：①相同质量的小球从不同高度下落，探究下落高度对物体重力势能的影响②不同质量的小球从相同高度下落，探究质量对物体重力势能的影响③相同质量的小球从运动轨迹下落，探究下落运动轨迹对物体重力势能的影响（5）实验方法：控制变量法，转化法（6）实验结论：物体的重力势能大小与质量有关，与下落高度有关，与运动路径无关2.弹性势能：(1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。(2)影响弹性势能大小的因素:弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关。三.机械能与机械能守恒1.机械能：动能和势能之和称为机械能。2.机械能守恒：物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总量就保持不变，即机械能守恒。3.机械能守恒的几种类型（1）弹簧：在下落过程中，小球未接触弹簧之前机械能守恒，接触弹簧后机械能减少，随着压缩程度增大，弹力增大，即出现下图的：a.接触点：之前小球机械能守恒，之后小球机械能减小，弹簧弹性势能增大b.平衡点：弹力大小等于重力，之前是加速，之后减速，该点动能最大c.最低点：动能为零，重力势能最小，弹簧弹性势能最大（2）蹦极a.接触点：之前人机械能守恒，之后人机械能减小，弹簧弹性势能增大b.平衡点：弹力大小等于重力，之前是加速，之后减速，该点动能最大c.最低点：动能为零，重力势能最小，弹簧弹性势能最大（3）滚摆：重力势能与动能之间转化（4）单摆ac两点是最高点，动能为零重力势能最大b.点是最低点，重力势能最小，动能最大单摆整个过程中没有首例平衡的点斜面重力势能与动能转化机械能守恒考点一：能量及其形式【例1】如图，太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能转化为电能，储存在车上的蓄电池内，为汽车提供动力。下列说法正确的是（）

A．太阳能是一种不可再生能源B．蓄电池为汽车提供动力时，将电能转化为化学能C．太阳能汽车能将接收到的太阳能全部转化为机械能D．如太阳能汽车行驶的速度为90km/h，则行驶40s通过的路程为1000m【例2】如图所示，全国各地分布着各种不同类型的发电站，它们在发电过程中，利用不可再生能源发电的是（）A．西藏羊八井地热发电站 B．新疆哈密光热发电站C．湖北宜昌三峡水力发电站 D．内蒙托克托燃煤火力发电站考点二：机械能守恒【例1】质量相同的甲、乙两个小球，从同一高度自由下落经过如图所示的位置，不考虑空气阻力。下列说法正确的是（）

A．此时甲、乙两球的动能相等B．此时甲球的速度大于乙球的速度C．此时甲、乙两球的重力势能相等D．此时甲球的重力势能大于乙球的重力势能【例2】如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置，关于这两个实验的说法中错误的是（）

A．两个实验都控制物体从同一高度自由滑下，是为了保证物体到水平面时的初速度相同B．乙图实验得出的结论是：物体的速度一定时，质量越大，动能越大C．甲图实验中，虽然小车在毛巾、棉布和木板上运动的距离不同，但小车克服阻力所做的功是相同的D．甲、乙实验中，物体运动时，机械能始终保持不变考点三：核能及转化【例1】如图所示，“华龙一号”是我国具有自主知识产权的第三代核反应堆，设置了完善的严重事故预防和缓解措施，使核能的利用更安全。下列关于核能说法正确的是（）

A．核能可直接转化为电能B．核反应堆是可控的链式反应装置C．核能是一种可再生的能源D．核能是原子内部的化学反应释放出来的能量【例2】如图是核电站工作情况的方框图，以下关于核电站的说法错误的是（）A．核能属于不可再生能源 B．核电站是利用可控的核裂变发电C．核电站将核能全部转化为电能 D．核泄漏会引发严重环境污染1．为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验（如图所示），让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中（）

①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②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、小球的质量等③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④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A．只有①②④正确B．只有③④正确C．只有①③正确D．只有②④正确2．关于能，下列说法正确的是（）A．运动的物体具有的能叫做动能B．物体能够对外做功，表示它具有能C．质量大的物体，具有的动能一定大D．只有做功的物体才具有能量3．频闪照相是研究物体运动的重要手段之一，如图是频闪照片记录竖直下落的小球每隔相等时间的位置（不计空气阻力），则在下落过程中，小球（）A．动能逐渐减小 B．a位置没有能量C．重力在bc段做功比在cd段慢 D．重力在ab段做功比在bc段多4．用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关，实验时让小车从粗糙斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，关于该实验，下列说法中正确的是（）

A．小车从斜面下滑过程中动能转化为重力势能B．小车撞击木块对木块做功，使木块获得动能C．小车从斜面向下运动过程中机械能守恒D．本套器材只能探究小车动能大小与速度的关系5．如图所示，一个玩具弹簧放在第一级台阶上，将弹簧一端A弯曲一定程度对准第二级台阶后释放（图甲），之后弹簧沿几级台阶自动向下翻滚“下楼梯”（图乙）。弹簧在“下楼梯”过程中，有哪些机械能发生了转化（

）

A．只有动能和重力势能B．只有动能和弹性势能C．只有重力势能和弹性势能D．动能、重力势能和弹性势能都发生了转化6．荡秋千是中小学生喜欢的游戏，如图为荡秋千的简化模型。甲、乙为两水平线，摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高，下列说法正确的是（）

A．球在A、D两点的重力势能相等 B．球从O点到D点的过程中动能增加C．球在B、C两点的机械能相等 D．球在摆动的过程中机械能逐渐减少7．新能源的开发和利用在中国发展势头强劲，是东方巨龙腾飞的助推器，如图是我国生产的某品牌氢动力汽车。关于新能源，下列说法错误的是（）A．水能、氢燃料和天然气都属于新能源B．核电站利用核裂变释放的能量来发电C．氢燃料发动机将化学能转化为机械能D．新能源的开发可以有效缓解能源危机8．下列关于能源的说法，正确的是（）A．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变B．天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用C．如果大量利用太阳能，可以使太阳能在短期内消耗殆尽D．水能和风能可以从自然界里得到，是可再生能源9．被斜向上抛出的小球在空中飞行过程中经过不同位置时的能量情况如图所示，下列判断中错误的（

）A．经过B、D两位置时小球的高度相同B．经过B、E两位置时小球的速度大小相同C．C位置可能为最高点D．从A到B位置的过程中，小球的动能变化量小于重力势能变化量10．中考体育考试的排球垫球项目中，用手臂将排球垫向墙壁，反弹回来后又重复垫球，如图所示为垫球过程示意图。下列说法中不正确的是（）

A．垫排球时，排球离开手臂上升过程中，排球所受重力方向不变B．排球从墙壁弹回手臂时，利用了排球的弹性势能C．排球撞击墙壁后反弹回来，说明力可以改变物体的运动状态D．手臂垫球时，手对球的力大于球对手的力11．如图，被网友亲切称为“村BA”的贵州省首届“美丽乡村”篮球联赛总决赛于3月27日举行，运动员们的精彩表现为观众留下了深刻印象。下列说法正确的是（）

A．运动员传球助攻过程中，球的运动状态改变 B．运动员双手灌篮过程中，球的重力势能不变C．运动员运球上篮过程中，球的动能保持不变 D．运动员起跳至最高点时，受到平衡力的作用12．如图所示，当小球从A点摆到B点时，下列说法正确的是（）

A．重力势能增大B．速度减小C．动能减小 D．动能增大13．如图所示，小球沿光滑的竖直放置的轨道由A点静止向D点运动的过程中，不计空气阻力，下列关于小球说法正确的是（）A．在A点的动能最大 B．通过B时的速度比通过C时小C．在C点比在D点的动能大 D．在A点的重力势能比D点大14．如图1为一幅2022年卡塔尔世界杯的宣传画，图是足球以初速度沿着凹凸不平的草地从运动到的示意图。下列说法中（）

足球运动过程中机械能转化为内能足球在、两点速度相等在点时足球的动能为零从到的过程中，足球减小的动能大于增加的重力势能A．只有正确B．只有正确C．只有正确 D．只有正确15．荡秋千时，下列判断正确的是（）

A．以秋千为参照物，秋千上的同学是运动的B．从最高点到最低点，速度增大，人的惯性也增大C．秋千最终停下来，说明能量消失了D．荡到最高点时，若所有外力都消失，人将保持静止16．溜溜球是两片球体由一个轴心连接，然后将细绳绑在轴心上，线的另一端则用绳圈绑在手指上游玩的玩具．玩溜溜球时如果不用力将球向下掷出，球就不能自动回到手上，如图是向下掷出溜溜球后自动回到手上过程的示意图，下列有关此过程分析不正确的是（

）A．小球向下运动时，势能转化为动能B．在绳全部展开时，小球的动能最大C．小球上升时，提拉绳子可对球做功D．小球垂直上升时，机械能总量不变17．小球从A点静止释放沿着轨道经过B点运动到C点，然后离开轨道，在空中运动的轨迹如图所示；最高点为D点。已知小球在B点的速度大于C点，不计空气阻力。下列说法正确的是（）

A．小球在B、C两点动能相等 B．小球在B、C两点机械能相等C．小球在A、D两点动能相等 D．小球在C、E两点机械能相等18．如图所示，水平桌面上有一个圆形的磁铁导轨，导轨正上方有一个超导体物块，该物块以大小恒定的速度绕着圆形导轨运动，忽略空气阻力，下列关于该物块的说法，错误的是（）

A．运动状态不变B．机械能不变C．动能不变 D．受力不平衡19．下列情境中，属于势能转化为动能的是（）A．返回舱减速下降B．

悬挂的铁锁上摆C．

魔罐能自动滚回来D．

人造卫星由近地点向远地点运动20．太空之家再迎“新成员”，2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火升空，中国空间站全面建成后首次载人飞行任务开启。神州十六号飞船升空过程中，下列有关说法中正确的是（

）

A．航天员相对于地球是静止的B．航天员的重力势能保持不变C．航天员的惯性没有发生变化D．航天员的重力势能转化为动能21．我国的风力发电技术得到了较大的发展．下列说法正确的是（）A．风能是一种不可再生能源B．风力发电机可以将机械能转化为电能C．风能与煤都属于清洁能源D．风力发电机的能量转化效率能达到100%22．如图是某款电辅热的太阳能热水器，下列说法正确的是（）

A．电能属于一次能源B．太阳能属于不可再生能源C．当没有阳光照射时，这款热水器会利用电辅热来加热水，将内能转化为电能D．利用阳光加热时，是通过热传递的方式改变水的内能23．瞄准绿色低碳，向大海要能源。2022年10月，山东能源渤中海上风电场并网发电，项目总装机50万千瓦，每年可发电17亿千瓦时。下列关于此风电项目的说法，错误的是（）A．风能属于可再生能源B．电能属于二次能源C．发电机的工作原