中考物理機(jī)械能專項試題集一、考點梳理（核心知識框架）機(jī)械能是中考物理的高頻考點，主要涉及動能、勢能（重力勢能、彈性勢能）的概念及影響因素、機(jī)械能的轉(zhuǎn)化規(guī)律、機(jī)械能守恒的條件三大板塊，具體如下：1.動能定義：物體由于運(yùn)動而具有的能量。影響因素：與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)（質(zhì)量越大、速度越大，動能越大）。公式：\(E_k=\frac{1}{2}mv^2\)（僅作理解，中考不要求計算，但需掌握“速度平方”的影響）。2.勢能重力勢能：物體由于被舉高而具有的能量。影響因素：與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)（質(zhì)量越大、高度越高，重力勢能越大）。公式：\(E_p=mgh\)（\(g\)取\(10\,\text{N/kg}\)，中考常考轉(zhuǎn)化計算）。彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量。影響因素：與彈性形變程度（形變越大，彈性勢能越大）和材料的彈性有關(guān)（同一材料，形變程度是關(guān)鍵）。3.機(jī)械能定義：動能與勢能（重力勢能+彈性勢能）的總和，即\(E=E_k+E_p\)。轉(zhuǎn)化規(guī)律：在一定條件下，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化（如滾擺上升時動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，下降時相反；撐桿跳時動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能再轉(zhuǎn)化為重力勢能）。機(jī)械能守恒條件：只有重力或彈力做功（忽略空氣阻力、摩擦等），此時機(jī)械能總量保持不變。二、典型例題解析（中考高頻題型）例1（動能與勢能的轉(zhuǎn)化判斷）下列過程中，主要發(fā)生動能轉(zhuǎn)化為重力勢能的是（）A.瀑布從高處落下B.汽車沿斜坡勻速向上行駛C.滾擺從最低點向最高點運(yùn)動D.小孩從滑梯上勻速滑下思路解析：轉(zhuǎn)化判斷的關(guān)鍵：分析同一物體在初狀態(tài)和末狀態(tài)的動能（速度）、勢能（高度/形變）變化。選項分析：A.瀑布下落：高度減?。ㄖ亓菽軠p?。?，速度增大（動能增大），重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，不符合；B.汽車勻速上坡：速度不變（動能不變），高度增大（重力勢能增大），牽引力做功增加機(jī)械能，無轉(zhuǎn)化，不符合；C.滾擺上升：速度減小（動能減?。叨仍龃螅ㄖ亓菽茉龃螅?，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，符合；D.小孩勻速下滑：速度不變（動能不變），高度減?。ㄖ亓菽軠p小），摩擦做功消耗機(jī)械能，不符合。答案：C例2（機(jī)械能守恒的判斷）如圖所示，忽略空氣阻力，下列情形中機(jī)械能守恒的是（）A.電梯勻速上升B.彈簧測力計拉物體勻速上升C.拋出去的籃球在空中運(yùn)動D.汽車在水平路面上剎車滑行思路解析：機(jī)械能守恒的核心條件：只有重力或彈力做功（無其他力做功或其他力做功代數(shù)和為零）。選項分析：A.電梯勻速上升：牽引力做功（克服重力），機(jī)械能增加，不守恒；B.彈簧測力計拉物體勻速上升：拉力做功，機(jī)械能增加，不守恒；C.籃球在空中運(yùn)動：僅受重力（忽略空氣阻力），只有重力做功，機(jī)械能守恒；D.汽車剎車滑行：摩擦力做功（消耗動能），機(jī)械能減小，不守恒。答案：C例3（實驗探究：動能的影響因素）某同學(xué)用如圖所示的裝置探究“動能的大小與哪些因素有關(guān)”：（1）實驗中通過______反映鋼球動能的大??；（2）要探究動能與速度的關(guān)系，應(yīng)選擇______（選填“同一”或“不同”）鋼球從______（選填“同一”或“不同”）高度滾下；（3）若用質(zhì)量不同的鋼球從同一高度滾下，目的是探究動能與______的關(guān)系。思路解析：（1）轉(zhuǎn)換法：鋼球的動能無法直接測量，通過木塊被撞后移動的距離反映（距離越遠(yuǎn)，動能越大）；（2）控制變量法：探究動能與速度的關(guān)系，需保持質(zhì)量不變（同一鋼球），改變速度（不同高度滾下，高度越高，到達(dá)水平面時速度越大）；（3）同一高度滾下，速度相同，改變質(zhì)量，探究動能與質(zhì)量的關(guān)系。答案：（1）木塊移動的距離；（2）同一；不同；（3）質(zhì)量三、專項練習(xí)（中考題型適配）（一）選擇題（每題3分，共15分）1.下列物體中，動能最大的是（）A.靜止的火車B.緩慢行駛的自行車C.快速奔跑的運(yùn)動員D.勻速上升的電梯2.跳傘運(yùn)動員在空中勻速下落時，機(jī)械能的變化情況是（）A.動能不變，重力勢能減小，機(jī)械能減小B.動能增大，重力勢能減小，機(jī)械能不變C.動能減小，重力勢能增大，機(jī)械能不變D.動能不變，重力勢能增大，機(jī)械能增大3.如圖所示，彈簧被壓縮后釋放，將小球彈起，此過程中（）A.彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能B.小球的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能C.彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的重力勢能D.小球的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能4.關(guān)于機(jī)械能守恒，下列說法正確的是（）A.物體做勻速直線運(yùn)動，機(jī)械能一定守恒B.物體做圓周運(yùn)動，機(jī)械能一定守恒C.物體只受重力，機(jī)械能一定守恒D.物體受重力和彈力，機(jī)械能一定守恒5.小明將一個籃球從高處釋放，籃球落地后彈起，彈起的高度越來越低，下列說法正確的是（）A.籃球在下落過程中動能轉(zhuǎn)化為重力勢能B.籃球在彈起過程中彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能C.籃球在整個過程中機(jī)械能守恒D.籃球彈起高度降低是因為機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（二）填空題（每空2分，共10分）6.某同學(xué)騎自行車下坡時，不蹬腳踏板，速度越來越大，此過程中動能______（選填“增大”“減小”或“不變”），重力勢能______（選填“增大”“減小”或“不變”），機(jī)械能______（選填“守恒”或“不守恒”）。7.一根彈簧被拉長時，彈性勢能______（選填“增大”“減小”或“不變”）；當(dāng)彈簧恢復(fù)原長時，彈性勢能______（選填“最大”或“最小”）。（三）實驗題（共10分）8.某小組用如圖所示的裝置探究“重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)”：（1）實驗中通過______反映小石塊重力勢能的大小；（2）要探究重力勢能與高度的關(guān)系，應(yīng)選擇______（選填“同一”或“不同”）小石塊從______（選填“同一”或“不同”）高度下落；（3）若用質(zhì)量不同的小石塊從同一高度下落，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量大的小石塊將橡皮泥壓得更深，說明______。（四）計算題（共10分）9.一個質(zhì)量為0.5kg的物體從10m高處自由下落，忽略空氣阻力，求：（1）物體下落前的重力勢能；（2）物體落地時的動能；（3）物體落地時的速度。（\(g=10\,\text{N/kg}\)）四、答案與解析（一）選擇題1.答案：C解析：動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，快速奔跑的運(yùn)動員質(zhì)量較大且速度快，動能最大。2.答案：A解析：勻速下落時速度不變（動能不變），高度減小（重力勢能減?。瑱C(jī)械能減小。3.答案：A解析：彈簧壓縮時具有彈性勢能，釋放后彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能。4.答案：C解析：只有重力做功時機(jī)械能守恒，A（勻速上升的電梯）、B（圓周運(yùn)動的汽車）、D（受彈力的彈簧）均有其他力做功，不守恒。5.答案：D解析：下落時重力勢能轉(zhuǎn)化為動能（A錯）；彈起時動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能再轉(zhuǎn)化為重力勢能（B錯）；彈起高度降低是因為摩擦消耗機(jī)械能（轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，C錯，D對）。（二）填空題6.答案：增大；減??；不守恒解析：下坡時速度增大（動能增大），高度減?。ㄖ亓菽軠p?。Σ磷龉ο臋C(jī)械能（不守恒）。7.答案：增大；最小解析：彈性形變程度越大，彈性勢能越大；原長時形變程度最小，彈性勢能最小。（三）實驗題8.答案：（1）橡皮泥的凹陷程度；（2）同一；不同；（3）質(zhì)量越大，重力勢能越大（高度相同時）解析：（1）轉(zhuǎn)換法，凹陷程度越大，重力勢能越大；（2）探究高度的影響，需保持質(zhì)量不變（同一石塊），改變高度；（3）同一高度時，質(zhì)量越大，重力勢能越大。（四）計算題9.解析：（1）重力勢能：\(E_p=mgh=0.5\times10\times10=50\,\text{J}\)；（2）機(jī)械能守恒，落地時動能等于下落前的重力勢能，\(E_k=50\,\text{J}\)；（3）由\(E_k=\frac{1}{2}mv^2\)得，\(v=\sqrt{\frac{2E_k}{m}}=\sqrt{\frac{2\times50}{0.5}}=\sqrt{200}=10\sqrt{2}\approx14.14\,\text{m/s}\)。答案：（1）50J；（2）50J；（3）\(10\sqrt{2}\,\text{m/s}\)（或約14.14m/s）。五、備考建議1.抓基礎(chǔ)：牢記動能、勢能的影響因素（質(zhì)量、速度、高度、形變程度），這是判斷能量變化的關(guān)鍵；2.重轉(zhuǎn)化