专题18 力学之机械能的转化和机械能守恒（压轴题）（解析版）

（2014·贵阳）如图所示，是国产歼﹣15舰载机正在“辽宁号”航母上进行阻拦着舰时的情景：战机呼啸着舰，机尾挂钩精准钩住阻拦索，在阻拦索的拉力帮助下，使战机在航母的飞行甲板上短距离滑行便停下来．根据对舰载机着舰过程的介绍可判断，舰载机在滑行过程中（ ）

（2014·来宾）下列图形是体育运动的瞬间，其中运用物理知识分析正确的是（ ）

（2014·娄底）如图所示，小球从距离地面一定高度的O点沿x轴竖直落下，不计空气阻力，图象表示小球某种形式的能量E随下落高度x的变化情况．E可能表示小球的（ ）

（2014·铁岭）我国大型隐身无人攻击机“利剑”的首飞成功，使我国成为世界上第三个拥有大型隐身无人攻击机的国家．下列有关“利剑”说法正确的是（ ）

（2014·湖州）一物体在空气中沿竖直方向运动，运动过程中只受重力和空气阻力的作用。则该物体的(    )

（2014·南宁）如图所示，滑板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上。若不计空气的阻力，则运动员在下落过程中（   ）。

（2014·眉山）如图所示，一物体静止靠在粗糙的竖直墙面上，当撤去水平作用F后，物体沿墙面竖直下落的过程中，忽略空气阻力，对物体的受力和机械能变化分析正确的是（ ）

（2014·永州）以下是核电站工作情况的方框图，关于方框图中各装置的能量转化，下列说法正确的是（ ）

（2014·资阳）跳伞运动员在空中匀速下落的过程中（ ）

（2014·滨州）如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆会停止上下摆动．从能量角度对其分析，下列说法不正确的是（ ）

（·泸州）蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性蹦床上蹦跳后，在空中上、下运动并做各种动作的运动项目，如图所示是运动员从蹦床上弹跳后沿竖直方向上升过程中的图片。对运动员离开蹦床后的下列判断，正确的是

（2013·锦州）小亮踢足球，球离开脚后向上运动到一定高度又落回地面，不计空气阻力，关于足球离开脚后的运动过程，下列说法中正确的是（ ）

（2013·荆州）“神舟十号”飞船于2013年6月用“长征二号F”运载火箭在酒泉卫星发射中心发射，发射初始轨道为近地200km，远地330km的椭圆轨道，执行与“天宫一号”的对接、绕飞等任务．荆州市“七一一”厂为飞船提供了返回过程中的通讯保障．下列说法中正确的是（ ）

（2013·齐齐哈尔）如图所示，一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑经过A点到达斜面底端，如果小球经过A点时具有的重力势能为50J，若不计空气阻力，以下说法正确的是（ ）

（2012·包头）图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A点由静止释放，若小球由A点到B点运动过程中克服摩擦力做的功用W表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（   ）

（2014·宜昌）如图所示，小孩在滑梯上由静止开始下滑，速度越来越快．则该过程中小孩的动能   ，机械能   ．（两空均选填“变大”、“变小”或“不变”）

（2014·铁岭）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面30cm，小球在A点的重力势能   （选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的重力势能，小球在A点的动能   （选填“大于”、“小于”或“等于”）B点的动能；若小球的质量为100g，它从A点落到地面，重力做功    J．（g=10N/kg）

（2014·牡丹江）如图所示，篮球撞击到地面时发生弹性形变，产生         （选填“弹力”、“重力”或“摩擦力”），这个过程中，篮球的动能转化为            能．（不考虑机械能的损失）

（2014·丹东）“六·一 ”儿童节期间，小朋友在锦江山公园里荡秋千，当秋千从高处落下时，重力势能      （选填“变大”、“变小”或“不变”），不再用力推时，秋千最后会停下来，在此过程中机械能转化为      能。

（2014·襄阳）洒水车在水平路面上匀速前进并洒水时，它的动能    ，机械能    ．（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

（2013·遵义）2012年6月16日“神州九号”载人飞船成功发射，完成任务后宇航员乘返回舱安全返回，返回舱到达离地面一定高度时打开降落伞，受到空气的阻力而匀速下落，在匀速下落过程中，返回舱的动能     ，机械能     ．（选填“增大”、“不变”或“减小”）

（2013·海南）如图甲所示，高为h的光滑斜面上，一物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点，在此过程中，物块的机械能    （选填 “守恒”或“不守恒”）；图乙所示的图象表示该物块的         ___________（选填 “动能”或“重力势能”）随高度变化的规律。

（2012·襄阳）“神州八号”飞船的返回舱下落接近地面附近时，由于受到阻力而做减速运动，在减速下降过程中，它具有的    能逐渐增加．

（2014·茂名）如图所示是课堂上做过的“探究物体动能大小与质量关系”的实验装置。

(1)本实验的研究对象是          ，通过                         来判断研究对象的动能的大小。
(2)实验过程中通过让小车从         高度由静止开始下滑，保证小车碰撞木块时速度大小不变，通过
                          改变研究对象的质量。
(3)小车在下滑的过程中，重力势能          ，动能           。木块在运动过程中，机械能转化
为        能。
(4)按(2)中要求先后做两次实验，比较木块运动距离的长短可以得到结论：物体速度大小相同，                                                  。

（·广州）滚摆从图的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，这三个位置：滚摆重力势能最大的是______、动能为零的是______、机械能最大的是______。（填写位置序号）

（2014·贵阳）小静在观看台球比赛时发现：有时运动的白球去撞击一个静止的球后，白球会立即静止在碰撞时的位置，而被撞的球似乎接替了白球，沿白球原来的运动方向，以几乎相同的速度向前运动，如图甲所示．

小静想：白球碰撞后立即静止，被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗？
通过了解和初步实验，小静发现只有当体积和质量均相同的两球，而且球心在同一直线上相碰时，才可能出现上述现象．为进一步探究，她设计了下述实验方案：
将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上，取两个相同的台球A、B，将B球静置于轨道的滴水平部分，A球置于轨道左端斜面上某处，测出该点到水平桌面的高度h₁，如图乙所示，释放A球，撞击后，A球静止，B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点，测出该点的高度h₂．通过比较h₂与h₁的大小关系即可作出判断．
请你作答以下问题：
（1）A球从斜面滑下的过程中，   能转化为动能．
（2）B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了   能．
（3）已知重力势能的计算公式为E_p=mgh，动能的计算公式为E_k=mv²．若轨道光滑，则碰撞前瞬间A球运动速度的表达式v_A=   ；若h₂=h₁，则说明B球被撞后开始运动的速度v_B   v_A（选填“＞”、“=”或“＜”）．
（4）在实际实验中，测出的h₂总小于h₁，若导致这一现象的原因是轨道不光滑，那么，在阻力不可避免的情况下，你认为小静的设计是否还有价值？请说出你的理由                                     ．

（2014·抚州）同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧（如图1所示）．小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏．结果发现小军的笔弹得高一些，小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？

小文猜想：
①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关．
（1）小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图2所示的实验，此实验是为了验证猜想   ，实验中弹性势能的大小是通过   来体现的．
（2）请你设计一个实验方案来验证另一个猜想（写出简要的实验步骤，分析可能出现的现象并得出结论）．

（2014·绵阳）如图甲所示，是设计的“探究小球的重力势能大小与哪些因素有关“的实验装置． 其中AB是四分之一光滑圆弧轨道，BC是粗糙的水平面，木块初始静止在B点，让小球从距水平面高h处由静止释放，小球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆弧轨轨道，然后与木块发生碰撞，木块运动一段距离后最终停下来．小球可认为是光滑的，如圈乙所示，是实验过程中的三个步骤其中小球质量m₁＜m₂=m₃，小球由静止释放的位置距水平面的高度h₁=h₂＜h₃．

①在小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中，小球的重力势能转化为小球的           ．
②通过观察              来比较小球的重力势能的大小．
③歩骤一、歩骤二是探究小球的重力势能大小与               关系．
④步骤二、步骤三是探究小球的重力势能大小与              的关系．

（2013·营口）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验．让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止．

（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用     两图；实验中应保证              相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是                                    ．
（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是                                    ．
（3）该实验是通过观察          来比较铁球动能的大小，从而得出结论的．下面的四个实例中也采用这种研究方法的是    ．

（4）若水平面绝对光滑，铁球将做          运动．

（2013·绵阳）李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”．同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关．他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A点左侧光滑，右侧粗糙．物体P压缩弹簧到B点后从静止释放，运动到C点弹簧恢复到原长与物体脱离，物体运动到D点停止．请补充完成他们的探究过程：

（1）对同一根弹簧，物体P压缩弹簧至B点，从静止释放，运动到D点．测量     之间的距离和     之间的距离，并改变     之间的距离，测多组数据，分析数据得到：弹簧长度变化量越大，弹性势能越大．
（2）对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧，物体P分别压缩弹簧至同一位置B点，从静止释放，运动到D点．分别测量     之间的距离，改变压缩量，重复试验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关．

（2012·南京）在“探究物体动能大小与物体的速度、质量关系”的实验中，让小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，撞击水平木板上的木块．如图所示．
（1）本实验的研究对象是       ．
（2）小车放置的位置越高，木块被撞击得越远．研究表明：当    一定时，物体动能的大小与物体的    有关．
（3）甲、乙两次实验木块移动过程中受到的摩擦力分别为f_甲、f_乙，则    （填序号）．
①f_甲＞f_乙 ②f_甲＜f_乙 ③f_甲=f_乙．