中考物理二轮复习难点剖析+真题汇编专题18 机械能的判断与辨析问题攻略（含解析）

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1、考点定位：
1）机械能的判断与辨析，在全国各省市中考试题中，几乎每年都有考查，为中考的一个常考点，考查地位突出明显。由于初中所学能量知识较多，零散而不集中，雷同而易混，日常应用又较少，机械能的判断与辨析就成为中考物理难点，考生丢分比较严重。对于机械能的判断与辨析，需要在方法技巧上加强，此点不容忽视。
2）机械能的判断与辨析问题的考查题型，一般以选择题、填空题为主，偶然会综合在材料阅读与实验探究题之中，题型比较固定，呼唤方法技巧。
2、考点剖析：
【突破技巧】
在全国各省市中考物理试题中，勿论何种题型，机械能的考查均以判断与辨析为主，结合以能量的转化情况分析。而能量转化的实质还是判断与辨析，如何应用知识解决实际生活问题是首要。
通过对中考试题的分析，关于机械能的判断与辨析考查总体趋势稳定，具有应用性强的特点，有进一步向综合性发展的趋势。
2、难点：
①不会判断物体具有不具有机械能，是难点之一；
②不会区别机械能的类别，是难点之一；
③不会判断重力势能及相关现象；
④不会应用知识解决实际问题也是难点之一。
⑤不会辨析与机械能相关的能量转化问题。
3、难点原因分析：
①不理解机械能的本质特点，死记硬背知识，是造成不会判断的主要原因；
②知识与现象对应不起来，知识现象两张皮，是应用知识解决实际问题的最大障碍；
③重力势能的相对性也是学生判断失误形成的一个重要原因；
④不会应用控制变量法是造成能量的改变与转化不会辨析的主要原因；
4、“难点”突破技巧：
【技巧一】——定义法
要点：利用定义中的关键词判断能量的类别及多少。
①抓住题中关键词，若有“运动”、“速度”等，表达物体在“运动”的信息，则可判定物体一定具有动能，同时可以依据关键词的大小与改变信息，判断物体动能的变化情况；
②若有“高处”、“举高”、“高度数据”等，表达物体具有“相对高度”的信息，则可判定物体一定具有重力势能，同时可以依据关键词的大小与改变信息，判断物体重力势能的变化情况；
③抓住“动能与势能之和”的关键词信息，可以判断物体机械能的有无，及改变情况。
【技巧二】——做功法
要点：分析做功的力，可以判断机械能的改变情况。
①题中信息，若只有“重力与弹力”做功，则机械能不变；
②除“重力与弹力”之外，若有其它外力对物体做功，则物体的机械能变大；
③物体若克服某外力，对外做了功，则物体自身的机械能减小。
【技巧三】——内外法
要点：此法用于判断机械能的转化情况。
①若物体不与外界发生关系，只有动能和势能的相互转化，则物体机械能的总量保持不变；
②若有外界其他形式的能转化为机械能，则物体的机械能会变大，反之会减小。
【技巧四】——因素法
要点：此法可用于判断物体是否具有机械能，具有何种形式的机械能，及机械能的大小变化情况。
①找出题中的关键词，分析物体“质量”、“速度”的变化情况，可准确判断物体与动能的关系及变化情况；
②找出题中的关键词，分析物体“质量”、“相对高度”的变化情况，可准确判断物体与重力势能的关系及变化情况；
③找出题中的关键词，分析物体“材质”、“弹性形变”的变化情况，可准确判断物体与弹性势能的关系及变化情况；
④找出题中的关键词，综合分析“质量”、“速度”、“相对高度”、“材质”、“弹性形变”等的变化情况，可以准确判断机械能的变化情况。
5、例析：
例：（2022 北京）如图所示的是“神舟十三号”载人飞船返回舱返回地面时的情境。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则关于返回舱在这段时间内，下列说法正确的是（ ）
A. 返回舱的动能不变
B. 返回舱的重力势能不变
C. 返回舱的机械能不变
D. 返回舱所受重力不做功
【答案】A
【解析】找到题中关键词“竖直向下”“匀速运动”，应用“因素法”可知，返回舱“质量”不变，“速度”不变，因而动能不变，A正确；返回舱“相对高度”降低，“质量”不变，因而返回舱重力势能减小，B错误；返回舱“动能”不变，“势能”减小，因而机械能总量减小，C错误；应用“方向法”分析可得，返回舱重力方向竖直向下，在此方向上有距离通过，因而重力在做功，D错误；故，选A。
【考场试手】
1、（2022 长沙）（双选）如图为小庆滑雪时的情景，他收起雪杖加速下滑的过程中（ ）
A. 动能增大 B. 重力势能减小
C. 机械能增大 D. 动能转化为重力势能
【答案】A B
【解析】找到关键词“加速”“下滑”，应用“因素法”分析可得，小庆在此过程中，“质量”不变，“速度”变大，因而动能增大，A正确；“质量”不变，“相对高度”减小，因而重力势能减小，B正确；小庆“动能增大”，“势能”减小，重力势能转化为动能，由于下降时须克服摩擦做功，部分机械能转化为其它能，有一部分机械能散失，因而机械能总量会减小，因而C错误；D错误；故，选A B。
2、（2022 安徽）如图，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为3t的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动，则该过程中奥运五环的（ ）
A．重力势能不变
B．动能增大
C．机械能不变
D．机械能增大
【答案】C
【解析】找到关键词“匀速”“升起”，应用“因素法”分析可得，上升过程中，奥运五环“质量”不变，“相对高度”增大，因而重力势能增大，A错误；奥运五环“质量不变”“速度”不变，因而动能不变，B错误；奥运五环“动能”不变，“势能”增大，机械能总量增大，因而C错误；D正确；故，选C。
3、 (2022 临沂)东京奥运会上，14岁的全红婵获得女子10米跳台跳水冠军。如图所示，正在比赛中的全红婵（ ）
A. 起跳过程中运动状态保持不变
B. 上升过程中重力势能转化为动能
C. 下落过程中动能保持不变
D. 入水过程中所受水的浮力逐渐增大
【答案】D
【解析】分析运动员起跳过程，属于先加速后减速，运动速度不断改变，属于运动状态改变，A错误；上升过程中，先加速后减速，应用“因素法”分析，减速上升过程中，属于动能转化为重力势能的过程，B错误；分析可知，运动员下落属于加速下落，“质量”不变，“速度”增大，动能会增大，C错误；同样应用“因素法”分析，入水过程中，水的密度不变，V排变大，因而运动员所受浮力属于逐渐增大，D正确；故，选D。
4、（2022 青海）2022年4月，神舟十三号载人飞船安全着陆。飞船在减速着陆过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能不变 B．重力势能不变
C．机械能不变 D．与大气摩擦，内能增加
【答案】D
【解析】找到关键词“减速”“着陆”，应用“因素法”分析可知，飞船“质量”不变，“速度”减小，“相对高度”减小，此过程中“动能”减小，“重力势能”减小，机械能总量减小，因而ABC均错误；着陆过程中飞船与大气摩擦，机械能转化为内能，因而内能增加，温度升高，D正确；故，选D。
5、（2022 新疆）在北京冬奥会U型池比赛中，某运动员在腾空后上升的过程中（不计空气阻力）（ ）
A．动能转化为重力势能
B．重力势能转化为动能
C．动能与重力势能之和变大
D．动能与重力势能之和变小
【答案】A
【解析】找到关键词“上升”分析可知，运动员做减速运动，应用“因素法”，运动员“质量”不变，“速度”减小，因而动能增大；“相对高度”增大，因而重力势能增大；已知不计空气阻力，表明此过程中，没有与其他形式的能量发生转化，属于动能转化为重力势能，机械能的总量保持不变，即动能与重力势能之和保持不变；因而A正确；BCD错误；故，选A。
6、（2022 成都）在北京冬奥会的跳台滑雪比賽中(如图) ，运动员从陡坡下滑、加速起跳，然后在落100多米的山地上自由“飞翔”。针对从陡坡加速下滑的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员的动能不变
B. 运动员的重力势能不变
C. 运动员的重力势能减小
D. 运动员的动能转化为重力势能
【答案】C
【解析】找到关键词“加速”“下滑”分析可知，运动员做加速运动，应用“因素法”，运动员“质量”不变，“速度”变大，因而动能变大；“相对高度”减小，表明“重力势能”减小；AB错误；C；此过程中，属于重力势能转化为动能，D错误；故，选C。
7、（2022 苏州）手机具有录音和显示波形的功能。某乒乓球爱好者将一乒乓球从一定高度由静止释放，利用手机记录下乒乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 每次发声的时间间隔相等
B. 整个过程中乒乓球的机械能不变
C. 乒乓球每次弹起时的动能依次减小
D. 乒乓球每次与台面碰撞的最大形变程度相同
【答案】C
【解析】分析波形图可知，从左到右时间间隔在不断减小，A错误；结合生活经验，应用“因素法”分析可知，乒乓球跳动过程中，属于动能与重力势能、弹性势能间的相互转化，其弹跳相对高度在不断减小，表明在机械能的相互转化过程中，有机械能转化为其他形式的能，机械能总量在减小，因而最低点的动能在减小，乒乓球的形变程度也在减小，因而BD错误；C正确；故，选C。
8、（2022 海南）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在减速下降过程中（ ）
A．动能增加 B．重力势能增加
C．机械能增加 D．机械能减少
【答案】D
【解析】找到关键词“减速”“下降”，应用“因素法”分析可知，返回舱“质量”不变，“速度”减小，因而动能减小；A错误；“相对高度”减小，重力势能减小，B错误；机械能总量减小，机械能转化为其他形式的能，C错误；D正确；故，选D。
9、（2022 杭州）如图所示为蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端系在运动员双脚上，另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等；C点处是蹦极运动员到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力，弹性绳的自重不计）从O点到A点的过程中，运动员的机械能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能 （选填“增大”“减小”“不变”或“先增大减小”，下同）；运动员的动能 。
【答案】不变 增大 先增大后减小
【解析】结合实际经验，应用“因素法”分析图片，由O到A的过程中，运动员加速下落，运动员“相对高度”减小，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，由于不计空气阻力，机械能总量不变；由A到C的过程中，弹性绳受力形变，运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能，弹性绳的弹性势能在不断增大；A到B的过程中，重力大于弹性绳对运动员拉力，因此速度越来越大，动能越来越大，到达B，速度最大，动能最大；从B到C的过程中，重力小于弹性绳对运动员拉力，因此运动员做减速运动，动能越来越小，到达C，速度为0，动能变为0，因而从A点到C点的过程中，运动员的动能先增大后减小。
10、 （2022 武汉）如图所示是北京冬奥会跳台滑雪场地“雪如意”。运动员从跳台顶部沿助滑道加速滑下时，运动员的 转化为 。（填“动能”或“重力势能”）在“雪如意”的一侧，运行角度随山势而变的变坡斜行电梯速度是2.5m/s，电梯从最低点运行到最高点的路程是259m。所需时间是 s。
【答案】重力势能 动能 103.6
【解析】增大关键词“加速”“下滑”，应用“因素法”分析可知，运动员“质量”不变，“相对高度”减小，重力势能减小，“速度”变大，动能变大，属于重力势能转化为动能；由 SKIPIF 1 < 0 得，电梯的运行时间为 SKIPIF 1 < 0 。
【原创预测】
1. (原创预测)图为北京冬奥会上我国运动员“高山滑雪”比赛中，一骑绝尘，从高处加速下滑，向终点冲刺时的照片。对此小明作出如下判断，其中不符合物理规律的为（ ）
A. 运动员在高山上时，具有较大的重力势能
B. 运动员加速过程中，机械能的总量不改变
C. 加速下滑过程中，运动员的动能不断增大
D. 下滑过程中，存在重力势能与动能的转化
【答案】B
【解析】找到关键词“高山”，分析表明运动员的“相对高度”较大，“质量”不变，因而重力势能较大，A正确，不符合题意；运动员“加速”，运动员对自身做了功，表明机械能在不断增大，B错误，符合题意；“加速”表明运动员“速度”增大，“质量”不变，运动员动能不断增大，C正确，不符合题意；下滑过程中，重力势能转化为动能，存在重力势能与动能的转化，D正确，不符合题意；故，选B。
2.(原创预测)“立定跳远”作为中考体育测试项目之一，为全国各省市选用。体育老师为小丽班设计了“立定跳远”动作要领图如下，同学们的训练取得很高的效率。从a点按450角起跳，向b点运动的过程中，小丽的 能转化为 能；c点落地后，由于 ，她的身体会向 （选填“前”“后”）倾。
【答案】动能 重力势能（或“势能”） 惯性
【解析】结合图片及生活实际分析，小丽由a向b运动过程中，做加速运动，应用“因素法”分析可知，小丽的动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；C点落地前，小丽是向前运动的，落地后，脚受到地面的摩擦阻力，力的作用改变了物体运动状态而静止，身体由于惯性，要保持原来向前的运动状态，因而会向前倾。
考点整合
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
定义
物体由于运动而具有的能
高处物体具有的能
物体由于发生弹性形变而具有的能
关键词
运动
高处
发生弹性形变
影响因素
质量；运动速度
质量；相对高度
材质；弹性形变程度
理解
一切运动物体都具有动能
物体必须有相对高度才具有重力势能
一切发生弹性形变的问题都具有弹性势能
关联
1.动能和势能统称为机械能；即、机械能=动能+势能
2.物体可以只具有一种机械能，也可以同时具有多种机械能。
举例
空中飞行的飞机
关键词：“飞行”
空中飞行的飞机
关键词：“空中”
拉开的弓
关键词：“拉开”
既具有动能，又具有重力势能
具有弹性势能