第22講 能量形式與機(jī)械能（原卷版）

第22講能量的形式與機(jī)械能能量的形式及相互轉(zhuǎn)化機(jī)械能的變化機(jī)械能守恒一.認(rèn)識(shí)能量1.能量的定義：描述物體對(duì)外做功的本領(lǐng)，也稱(chēng)為能。2．一個(gè)物體能夠做的功越多，表示這個(gè)物體的能量越大。二.不同形式的能量及利用1.機(jī)械能：機(jī)械能是動(dòng)能與勢(shì)能的總和，這里的勢(shì)能分為重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。【運(yùn)動(dòng)中的物體都具有機(jī)械能】2.光能：以太陽(yáng)光或其他光源發(fā)出的光具有的能量3.化學(xué)能：物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)變化積累或釋放出來(lái)的能量4.熱能：主要表現(xiàn)為溫度變化，運(yùn)動(dòng)劇烈，摩擦運(yùn)動(dòng)5.核能：核變化產(chǎn)生的能量6.潮汐能與風(fēng)能：自然界的能量，類(lèi)似于機(jī)械能7.聲能：雪崩，或者超聲波碎石8.電能：三.動(dòng)能1.動(dòng)能的定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。一切做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能。飛翔的小鳥(niǎo)、行走的人、行駛的汽車(chē)、流動(dòng)的水和空氣等，都具有動(dòng)能。2.動(dòng)能大小的影響因素：3.實(shí)驗(yàn)變量：（1）小球的初始高度：控制到達(dá)水平面的速度大?。?）不同質(zhì)量的小球：（3）物塊移動(dòng)的距離：表示小球動(dòng)能大小4.實(shí)驗(yàn)操作：（1）相同質(zhì)量的小球從不同高度下落，探究速度對(duì)物體動(dòng)能的影響（2）不同質(zhì)量的小球從相同高度下落，探究質(zhì)量對(duì)物體動(dòng)能的影響5.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法，轉(zhuǎn)化法6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量有關(guān)，與速度有關(guān)二.勢(shì)能1.重力勢(shì)能：（1）定義：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢(shì)能。（2）重力勢(shì)能的影響因素：（3）實(shí)驗(yàn)變量：①小球的初始高度：控制到達(dá)水平面下落距離②不同質(zhì)量的小球：③陷入沙坑的距離：表示小球重力勢(shì)能大?。?）實(shí)驗(yàn)操作：①相同質(zhì)量的小球從不同高度下落，探究下落高度對(duì)物體重力勢(shì)能的影響②不同質(zhì)量的小球從相同高度下落，探究質(zhì)量對(duì)物體重力勢(shì)能的影響③相同質(zhì)量的小球從運(yùn)動(dòng)軌跡下落，探究下落運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)物體重力勢(shì)能的影響（5）實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法，轉(zhuǎn)化法（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的重力勢(shì)能大小與質(zhì)量有關(guān)，與下落高度有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)2.彈性勢(shì)能：(1)定義:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢(shì)能。(2)影響彈性勢(shì)能大小的因素:彈性勢(shì)能的大小與物體彈性形變的大小有關(guān)。三.機(jī)械能與機(jī)械能守恒1.機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能之和稱(chēng)為機(jī)械能。2.機(jī)械能守恒：物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過(guò)程中，如果只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能的總量就保持不變，即機(jī)械能守恒。3.機(jī)械能守恒的幾種類(lèi)型（1）彈簧：在下落過(guò)程中，小球未接觸彈簧之前機(jī)械能守恒，接觸彈簧后機(jī)械能減少，隨著壓縮程度增大，彈力增大，即出現(xiàn)下圖的：a.接觸點(diǎn)：之前小球機(jī)械能守恒，之后小球機(jī)械能減小，彈簧彈性勢(shì)能增大b.平衡點(diǎn)：彈力大小等于重力，之前是加速，之后減速，該點(diǎn)動(dòng)能最大c.最低點(diǎn)：動(dòng)能為零，重力勢(shì)能最小，彈簧彈性勢(shì)能最大（2）蹦極a.接觸點(diǎn)：之前人機(jī)械能守恒，之后人機(jī)械能減小，彈簧彈性勢(shì)能增大b.平衡點(diǎn)：彈力大小等于重力，之前是加速，之后減速，該點(diǎn)動(dòng)能最大c.最低點(diǎn)：動(dòng)能為零，重力勢(shì)能最小，彈簧彈性勢(shì)能最大（3）滾擺：重力勢(shì)能與動(dòng)能之間轉(zhuǎn)化（4）單擺ac兩點(diǎn)是最高點(diǎn)，動(dòng)能為零重力勢(shì)能最大b.點(diǎn)是最低點(diǎn)，重力勢(shì)能最小，動(dòng)能最大單擺整個(gè)過(guò)程中沒(méi)有首例平衡的點(diǎn)斜面重力勢(shì)能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能守恒考點(diǎn)一：能量及其形式【例1】如圖，太陽(yáng)能汽車(chē)?yán)锰?yáng)能電池將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，儲(chǔ)存在車(chē)上的蓄電池內(nèi)，為汽車(chē)提供動(dòng)力。下列說(shuō)法正確的是（）

A．太陽(yáng)能是一種不可再生能源B．蓄電池為汽車(chē)提供動(dòng)力時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能C．太陽(yáng)能汽車(chē)能將接收到的太陽(yáng)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．如太陽(yáng)能汽車(chē)行駛的速度為90km/h，則行駛40s通過(guò)的路程為1000m【例2】如圖所示，全國(guó)各地分布著各種不同類(lèi)型的發(fā)電站，它們?cè)诎l(fā)電過(guò)程中，利用不可再生能源發(fā)電的是（）A．西藏羊八井地?zé)岚l(fā)電站 B．新疆哈密光熱發(fā)電站C．湖北宜昌三峽水力發(fā)電站 D．內(nèi)蒙托克托燃煤火力發(fā)電站考點(diǎn)二：機(jī)械能守恒【例1】質(zhì)量相同的甲、乙兩個(gè)小球，從同一高度自由下落經(jīng)過(guò)如圖所示的位置，不考慮空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（）

A．此時(shí)甲、乙兩球的動(dòng)能相等B．此時(shí)甲球的速度大于乙球的速度C．此時(shí)甲、乙兩球的重力勢(shì)能相等D．此時(shí)甲球的重力勢(shì)能大于乙球的重力勢(shì)能【例2】如圖甲是探究“阻力對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響”的實(shí)驗(yàn)裝置，圖乙是探究“物體的動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，關(guān)于這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）

A．兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都控制物體從同一高度自由滑下，是為了保證物體到水平面時(shí)的初速度相同B．乙圖實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是：物體的速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大C．甲圖實(shí)驗(yàn)中，雖然小車(chē)在毛巾、棉布和木板上運(yùn)動(dòng)的距離不同，但小車(chē)克服阻力所做的功是相同的D．甲、乙實(shí)驗(yàn)中，物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能始終保持不變考點(diǎn)三：核能及轉(zhuǎn)化【例1】如圖所示，“華龍一號(hào)”是我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代核反應(yīng)堆，設(shè)置了完善的嚴(yán)重事故預(yù)防和緩解措施，使核能的利用更安全。下列關(guān)于核能說(shuō)法正確的是（）

A．核能可直接轉(zhuǎn)化為電能B．核反應(yīng)堆是可控的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)裝置C．核能是一種可再生的能源D．核能是原子內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)釋放出來(lái)的能量【例2】如圖是核電站工作情況的方框圖，以下關(guān)于核電站的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．核能屬于不可再生能源 B．核電站是利用可控的核裂變發(fā)電C．核電站將核能全部轉(zhuǎn)化為電能 D．核泄漏會(huì)引發(fā)嚴(yán)重環(huán)境污染1．為了研究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)，教材中設(shè)計(jì)了“小鋼球撞木塊”的實(shí)驗(yàn)（如圖所示），讓靜止的小鋼球從斜面滾下，觀(guān)察木塊被推動(dòng)的距離。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法中（）

①該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是采用轉(zhuǎn)換法，用木塊移動(dòng)的距離來(lái)表示動(dòng)能的大小②該實(shí)驗(yàn)研究的基本方法是控制變量法，如分別控制小球滾下的高度、小球的質(zhì)量等③在實(shí)驗(yàn)器材的選擇時(shí)，可以不考慮斜面的光滑程度，被撞木塊的質(zhì)量和軟硬等因素④實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，讓同一小球從不同高度落下，目的是為了讓小球獲得不同的運(yùn)動(dòng)速度A．只有①②④正確B．只有③④正確C．只有①③正確D．只有②④正確2．關(guān)于能，下列說(shuō)法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)的物體具有的能叫做動(dòng)能B．物體能夠?qū)ν庾龉Γ硎舅哂心蹸．質(zhì)量大的物體，具有的動(dòng)能一定大D．只有做功的物體才具有能量3．頻閃照相是研究物體運(yùn)動(dòng)的重要手段之一，如圖是頻閃照片記錄豎直下落的小球每隔相等時(shí)間的位置（不計(jì)空氣阻力），則在下落過(guò)程中，小球（）A．動(dòng)能逐漸減小 B．a(chǎn)位置沒(méi)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．用如圖所示的器材探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)，實(shí)驗(yàn)時(shí)讓小車(chē)從粗糙斜面上由靜止開(kāi)始下滑，撞擊置于水平面上的木塊，關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是（）

A．小車(chē)從斜面下滑過(guò)程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能B．小車(chē)撞擊木塊對(duì)木塊做功，使木塊獲得動(dòng)能C．小車(chē)從斜面向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒D．本套器材只能探究小車(chē)動(dòng)能大小與速度的關(guān)系5．如圖所示，一個(gè)玩具彈簧放在第一級(jí)臺(tái)階上，將彈簧一端A彎曲一定程度對(duì)準(zhǔn)第二級(jí)臺(tái)階后釋放（圖甲），之后彈簧沿幾級(jí)臺(tái)階自動(dòng)向下翻滾“下樓梯”（圖乙）。彈簧在“下樓梯”過(guò)程中，有哪些機(jī)械能發(fā)生了轉(zhuǎn)化（

）

A．只有動(dòng)能和重力勢(shì)能B．只有動(dòng)能和彈性勢(shì)能C．只有重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能D．動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都發(fā)生了轉(zhuǎn)化6．蕩秋千是中小學(xué)生喜歡的游戲，如圖為蕩秋千的簡(jiǎn)化模型。甲、乙為兩水平線(xiàn)，擺球從A點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)D點(diǎn)后返回，B、C兩點(diǎn)等高，下列說(shuō)法正確的是（）

A．球在A(yíng)、D兩點(diǎn)的重力勢(shì)能相等 B．球從O點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程中動(dòng)能增加C．球在B、C兩點(diǎn)的機(jī)械能相等 D．球在擺動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能逐漸減少7．新能源的開(kāi)發(fā)和利用在中國(guó)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，是東方巨龍騰飛的助推器，如圖是我國(guó)生產(chǎn)的某品牌氫動(dòng)力汽車(chē)。關(guān)于新能源，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．水能、氫燃料和天然氣都屬于新能源B．核電站利用核裂變釋放的能量來(lái)發(fā)電C．氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．新能源的開(kāi)發(fā)可以有效緩解能源危機(jī)8．下列關(guān)于能源的說(shuō)法，正確的是（）A．核反應(yīng)堆中發(fā)生的是不可控制的核裂變B．天然氣是一種清潔的能源，人類(lèi)可以無(wú)盡地開(kāi)發(fā)利用C．如果大量利用太陽(yáng)能，可以使太陽(yáng)能在短期內(nèi)消耗殆盡D．水能和風(fēng)能可以從自然界里得到，是可再生能源9．被斜向上拋出的小球在空中飛行過(guò)程中經(jīng)過(guò)不同位置時(shí)的能量情況如圖所示，下列判斷中錯(cuò)誤的（

）A．經(jīng)過(guò)B、D兩位置時(shí)小球的高度相同B．經(jīng)過(guò)B、E兩位置時(shí)小球的速度大小相同C．C位置可能為最高點(diǎn)D．從A到B位置的過(guò)程中，小球的動(dòng)能變化量小于重力勢(shì)能變化量10．中考體育考試的排球墊球項(xiàng)目中，用手臂將排球墊向墻壁，反彈回來(lái)后又重復(fù)墊球，如圖所示為墊球過(guò)程示意圖。下列說(shuō)法中不正確的是（）

A．墊排球時(shí)，排球離開(kāi)手臂上升過(guò)程中，排球所受重力方向不變B．排球從墻壁彈回手臂時(shí)，利用了排球的彈性勢(shì)能C．排球撞擊墻壁后反彈回來(lái)，說(shuō)明力可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)D．手臂墊球時(shí)，手對(duì)球的力大于球?qū)κ值牧?1．如圖，被網(wǎng)友親切稱(chēng)為“村BA”的貴州省首屆“美麗鄉(xiāng)村”籃球聯(lián)賽總決賽于3月27日舉行，運(yùn)動(dòng)員們的精彩表現(xiàn)為觀(guān)眾留下了深刻印象。下列說(shuō)法正確的是（）

A．運(yùn)動(dòng)員傳球助攻過(guò)程中，球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變 B．運(yùn)動(dòng)員雙手灌籃過(guò)程中，球的重力勢(shì)能不變C．運(yùn)動(dòng)員運(yùn)球上籃過(guò)程中，球的動(dòng)能保持不變 D．運(yùn)動(dòng)員起跳至最高點(diǎn)時(shí)，受到平衡力的作用12．如圖所示，當(dāng)小球從A點(diǎn)擺到B點(diǎn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．重力勢(shì)能增大B．速度減小C．動(dòng)能減小 D．動(dòng)能增大13．如圖所示，小球沿光滑的豎直放置的軌道由A點(diǎn)靜止向D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，不計(jì)空氣阻力，下列關(guān)于小球說(shuō)法正確的是（）A．在A(yíng)點(diǎn)的動(dòng)能最大 B．通過(guò)B時(shí)的速度比通過(guò)C時(shí)小C．在C點(diǎn)比在D點(diǎn)的動(dòng)能大 D．在A(yíng)點(diǎn)的重力勢(shì)能比D點(diǎn)大14．如圖1為一幅2022年卡塔爾世界杯的宣傳畫(huà)，圖是足球以初速度沿著凹凸不平的草地從運(yùn)動(dòng)到的示意圖。下列說(shuō)法中（）

足球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能足球在、兩點(diǎn)速度相等在點(diǎn)時(shí)足球的動(dòng)能為零從到的過(guò)程中，足球減小的動(dòng)能大于增加的重力勢(shì)能A．只有正確B．只有正確C．只有正確 D．只有正確15．蕩秋千時(shí)，下列判斷正確的是（）

A．以秋千為參照物，秋千上的同學(xué)是運(yùn)動(dòng)的B．從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)，速度增大，人的慣性也增大C．秋千最終停下來(lái)，說(shuō)明能量消失了D．蕩到最高點(diǎn)時(shí)，若所有外力都消失，人將保持靜止16．溜溜球是兩片球體由一個(gè)軸心連接，然后將細(xì)繩綁在軸心上，線(xiàn)的另一端則用繩圈綁在手指上游玩的玩具．玩溜溜球時(shí)如果不用力將球向下擲出，球就不能自動(dòng)回到手上，如圖是向下擲出溜溜球后自動(dòng)回到手上過(guò)程的示意圖，下列有關(guān)此過(guò)程分析不正確的是（

）A．小球向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B．在繩全部展開(kāi)時(shí)，小球的動(dòng)能最大C．小球上升時(shí)，提拉繩子可對(duì)球做功D．小球垂直上升時(shí)，機(jī)械能總量不變17．小球從A點(diǎn)靜止釋放沿著軌道經(jīng)過(guò)B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，然后離開(kāi)軌道，在空中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示；最高點(diǎn)為D點(diǎn)。已知小球在B點(diǎn)的速度大于C點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（）

A．小球在B、C兩點(diǎn)動(dòng)能相等 B．小球在B、C兩點(diǎn)機(jī)械能相等C．小球在A(yíng)、D兩點(diǎn)動(dòng)能相等 D．小球在C、E兩點(diǎn)機(jī)械能相等18．如圖所示，水平桌面上有一個(gè)圓形的磁鐵導(dǎo)軌，導(dǎo)軌正上方有一個(gè)超導(dǎo)體物塊，該物塊以大小恒定的速度繞著圓形導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，忽略空氣阻力，下列關(guān)于該物塊的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）

A．運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變B．機(jī)械能不變C．動(dòng)能不變 D．受力不平衡19．下列情境中，屬于勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的是（）A．返回艙減速下降B．

懸掛的鐵鎖上擺C．

魔罐能自動(dòng)滾回來(lái)D．

人造衛(wèi)星由近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)20．太空之家再迎“新成員”，2023年5月30日，搭載神舟十六號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，中國(guó)空間站全面建成后首次載人飛行任務(wù)開(kāi)啟。神州十六號(hào)飛船升空過(guò)程中，下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是（

）

A．航天員相對(duì)于地球是靜止的B．航天員的重力勢(shì)能保持不變C．航天員的慣性沒(méi)有發(fā)生變化D．航天員的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能21．我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)得到了較大的發(fā)展．下列說(shuō)法正確的是（）A．風(fēng)能是一種不可再生能源B．風(fēng)力發(fā)電機(jī)可以將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C．風(fēng)能與煤都屬于清潔能源D．風(fēng)力發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率能達(dá)到100%22．如圖是某款電輔熱的太陽(yáng)能熱水器，下列說(shuō)法正確的是（）

A．電能屬于一次能源B．太陽(yáng)能屬于不可再生能源C．當(dāng)沒(méi)有陽(yáng)光照射時(shí)，這款熱水器會(huì)利用電輔熱來(lái)加熱水，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能D．利用陽(yáng)光加熱時(shí)，是通過(guò)熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能23．瞄準(zhǔn)綠色低碳，向大海要能源。2022年10月，山東能源渤中海上風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)發(fā)電，項(xiàng)目總裝機(jī)50萬(wàn)千瓦，每年可發(fā)電17億千瓦時(shí)。下列關(guān)于此風(fēng)電項(xiàng)目的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A．風(fēng)能屬于可再生能源B．電能屬于二次能源C．發(fā)電機(jī)的工作原