7. (2024·无锡中考)如图所示,将摆球从A点由静止释放,经过最低点O到达B点,A、B两点等高,摆球到达B点时动能为J;摆球从A点到O点的过程中,能转化为。整个过程中,摆球的机械能大小(填“不变”或“减小”)。

7. 0 重力势 动能 不变 解析:摆球在A点时静止,动能为零,从A点由静止释放,能到达与A点等高的B点,说明没有能量损失,即机械能大小不变。由于B点与A点等高,重力势能相等,所以B点动能与A点相同(也为0)。摆球从A点运动到O点的过程中,摆球的质量不变,高度减小,重力势能减小,速度变大,动能变大。此过程中,重力势能转化为动能。

【分析】
要解答本题，需明确动能、重力势能的影响因素，以及机械能守恒的判断方法：动能与物体质量和速度有关，重力势能与质量和高度有关；物体静止时动能为0，高度相同则重力势能相等。摆球从A点静止释放，能到达等高的B点，说明无能量损失，机械能守恒。
【解析】
1. 摆球到达B点时，速度为0，根据动能的计算公式（质量不变，速度为0），可知动能为0 J；
2. 摆球从A点到O点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大，因此重力势能转化为动能；
3. 由于A、B两点等高，摆球可从A点到达B点，说明整个过程中没有能量损耗，机械能大小不变。
【答案】
0；重力势；动能；不变
【知识点】
动能与势能转化；机械能守恒
【点评】
本题考查单摆运动中的能量转化，属于基础题型，需掌握动能、重力势能的影响因素及机械能守恒的判断，是中考常见的基础题。
【难度系数】
0.8

8. 新素材 创新装置（2025·池州期中）如图所示，质量为100 g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为 J。（g取10 N/kg）

8. 0.3 解析:由图知,小球从a处到d处下降的高度为h=50 cm-20 cm=30 cm=0.3 m,则此过程中重力做功为W=Gh=mgh=100×10⁻³ kg×10 N/kg×0.3 m=0.3 J,在整个过程中,小球克服导轨摩擦消耗的机械能等于整个过程中重力做的功,则有$W_{摩擦}=W=0.3\ \mathrm{J}$。

【分析】要计算小球克服导轨摩擦消耗的机械能，需明确：小球从a处到d处的过程中，初态（a处）和末态（d处）的动能均为0，因此小球减少的机械能等于重力势能的减少量，而减少的机械能全部用于克服导轨的摩擦做功，所以只需计算a处到d处的重力势能差即可。首先确定a到d的高度差，再结合质量计算重力势能的减少量，即为克服摩擦消耗的机械能。
【解析】1. 单位换算：小球质量$m=100\ \mathrm{g}=0.1\ \mathrm{kg}$，a处到d处的高度差$h=50\ \mathrm{cm}-20\ \mathrm{cm}=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$；
2. 计算重力势能的减少量：$\Delta E = mgh = 0.1\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} × 0.3\ \mathrm{m} = 0.3\ \mathrm{J}$；
3. 由于小球初末动能均为0，减少的机械能全部用于克服摩擦做功，因此克服导轨摩擦消耗的机械能等于重力势能的减少量，即$0.3\ \mathrm{J}$。
【答案】0.3
【知识点】机械能变化、重力势能计算、功的计算
【点评】本题考查机械能与摩擦做功的关系，关键是明确初末状态动能为0时，克服摩擦消耗的机械能等于重力势能的减少量，需注意单位的统一换算，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6

9. (2025·合肥四十八中二模)2025年1月1日，来自东南大学科研团队自主研发的国内首辆分布式电驱动飞行汽车“东大·鲲鹏1号”惊艳亮相。当该汽车加速升空时，下列关于汽车能量变化情况说法正确的是 ()

A.动能不变，重力势能增大，机械能增大
B.动能增大，重力势能减小，机械能不变
C.动能增大，重力势能增大，机械能增大
D.动能不变，重力势能不变，机械能不变

9. C 解析:当该汽车加速升空过程中,速度变大,质量不变,汽车的动能变大;高度变大,质量不变,重力势能变大;机械能等于动能和重力势能的总和,所以机械能变大,选项C正确,ABD错误。

【分析】要解决这道题，需明确动能、重力势能及机械能的影响因素：动能与物体的质量和速度有关，质量不变时，速度越大动能越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量不变时，高度越高重力势能越大；机械能是动能与势能的总和。题目中汽车“加速升空”，说明速度增大、高度升高，结合上述因素即可判断能量变化。
【解析】当汽车加速升空时，其质量不变，速度增大，根据动能的影响因素，动能增大；同时高度升高，根据重力势能的影响因素，重力势能增大；而机械能等于动能与重力势能之和，因此机械能增大。综上，选项C正确，ABD错误。
【答案】C
【知识点】动能与势能的影响因素、机械能的概念
【点评】本题考查机械能的变化判断，属于基础概念题，只需准确掌握动能、重力势能的决定因素，结合题目中“加速升空”的运动状态分析即可，难度较低，是对基础知识点的直接应用。
【难度系数】0.8

10.(2025·黄山一模)嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球(动力装置关闭),
其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。关于此过程中的机械能的转化,下面说法正确的是 ()


A.从A到B的过程中返回器的动能增大
B.从C到D的过程中返回器的重力势能增大
C.整个着陆的过程返回器的机械能变小
D.B、C两点返回器的机械能不相等

10. C 解析:AB段,返回器的质量不变,高度变大,重力势能变大,是返回器的动能转化为重力势能,所以返回器的动能变小,选项A错误;CD段,质量不变,高度变小,速度变大,动能变大,重力势能减小,是重力势能转化为动能,选项B错误;整个着陆的过程,由于存在空气阻力做功,所以机械能变小,而BC段没有受到空气的阻力,机械能是守恒的,保持不变,因此B、C两点返回器的机械能相等,选项C正确,D错误。

【分析】
要解决这道题，需明确：①动能与质量、速度有关，重力势能与质量、高度有关；②机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功，若存在空气阻力等外力做功，机械能会减小。解题时需逐个分析每个选项对应的过程，判断动能、重力势能的变化，以及机械能是否守恒。
【解析】
选项A：从A到B，返回器质量不变，高度增大，重力势能变大；动力装置关闭，动能转化为重力势能，因此动能减小，A错误。
选项B：从C到D，返回器质量不变，高度减小，重力势能变小；速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能，B错误。
选项C：整个着陆过程中，返回器穿过大气层时受空气阻力，阻力做功消耗机械能，所以机械能变小；BC段是穿出大气层的过程，无空气阻力，机械能守恒，因此整个过程机械能变小，C正确。
选项D：BC段没有空气阻力，只有重力做功，机械能守恒，故B、C两点机械能相等，D错误。
【答案】
C
【知识点】
机械能转化、机械能守恒、动能与势能
【点评】
本题结合嫦娥五号返回器着陆的实际场景，考查机械能相关知识，需准确分析不同阶段的能量转化和机械能是否守恒，区分有阻力和无阻力时的机械能变化，是中等难度的力学综合题。
【难度系数】
0.5

11. 核心素养 科学探究 让钢球在如图甲所示的轨道从A点由静止开始自由滑下，弹簧固定在水平轨道末端，钢球下滑到水平面压缩弹簧后又被弹簧弹开。

(1)在钢球滚下的过程中，能转化为动能；在钢球被弹开的过程中，弹簧的能转化为钢球的动能。
(2)若想增大弹簧最大压缩量，提出两点可行的做法：、。
(3)将末端的挡板和弹簧取掉，并将OB向上弯折形成如图乙的轨道，再次将钢球沿轨道AOB下滑到达B点后离开轨道，钢球在B点的机械能（填“大于”“等于”或“小于”）在A点的机械能，离开B点后最符合题意的运动轨迹是（填字母序号）。

11.(1)重力势 弹性势 (2)换用质量更大的钢球 提高钢球的初始高度(或换用光滑的轨道等,合理即可) (3)小于 c
解析:(1)如题图甲所示,钢球从A点由静止开始下滑的过程中,其质量不变,速度变大,故其动能变大;同时高度减小,其重力势能变小,所以该过程是将重力势能转化为动能的过程;钢球在撞击弹簧使弹簧被压缩的过程中,其质量不变,速度变小,动能变小;同时弹簧的弹性形变程度变大,弹簧具有的弹性势能变大,故该过程是将动能转化为弹性势能的过程;在钢球被弹开的过程中,弹簧的弹性势能再转化为钢球的动能。
(2)若想增大弹簧最大压缩量,即增大弹簧的弹性势能,就需要更多的钢球动能转化为弹簧的弹性势能,可以采取的方法有:①在其他条件不变时,换用质量更大的钢球,增大钢球在初始位置的重力势能;②在其他条件不变时,提高钢球的初始高度,增大钢球在初始位置的重力势能;③在其他条件不变时,换用光滑的轨道,减少能量的损失。
(3)图乙中,钢球在运动过程中由于受到摩擦力和空气阻力的作用,机械能逐渐变小,所以钢球在B点的机械能小于在A点的机械能;由题知,钢球离开B点后,由于惯性继续保持原来的运动状态向斜上方运动,后因重力作用再下降;a虚线的最高点超过了A点的高度,即a虚线表示钢球的机械能大于A点的机械能,这是不可能的;b虚线的最高点与A点的高度相同,而在b虚线的最高点时,钢球仍具有向右运动的速度,所以b虚线表示钢球的机械能大于A点的机械能,也是不可能的;c虚线的最高点低于A点且具有水平向右的速度,因为摩擦力和空气阻力的作用,一部分机械能转化为内能,其总机械能略小于开始时的机械能,符合实际;钢球离开轨道时,由于惯性,应具有沿轨道方向斜向上运动的速度,故d虚线不可能。所以符合实际的轨迹是c。

【分析】
本题围绕钢球运动过程中的能量转化和轨迹判断展开，分三步思考：
1. 第(1)题：判断能量转化，需分析钢球滚下、弹簧弹开时动能、重力势能、弹性势能的变化，确定转化关系；
2. 第(2)题：增大弹簧最大压缩量，本质是让更多钢球动能转化为弹簧弹性势能，需增加钢球初始机械能或减少能量损耗；
3. 第(3)题：乙图中钢球受阻力，机械能减小，故B点机械能小于A点；判断轨迹时，结合机械能变化、惯性和重力作用，分析各轨迹是否符合实际。
【解析】
(1) 钢球从A点滚下时，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，因此重力势能转化为动能；钢球被弹簧弹开时，弹簧弹性形变减小，弹性势能减小，钢球速度增大，动能增大，故弹簧的弹性势能转化为钢球的动能。
(2) 弹簧最大压缩量由弹簧弹性势能决定，弹性势能越大压缩量越大。要增大弹性势能，可换用质量更大的钢球（增大初始重力势能）、提高钢球初始高度（增大初始重力势能）、换用光滑轨道（减少能量损耗）等。
(3) 图乙中，钢球运动受摩擦力和空气阻力，机械能不断转化为内能，因此B点机械能小于A点；分析轨迹：a轨迹最高点超过A点高度，机械能大于A点，不可能；b轨迹最高点与A点高度相同但仍有速度，总机械能大于A点，不可能；c轨迹最高点低于A点，总机械能小于A点，符合实际；d轨迹不符合钢球离开B点后的运动趋势，不可能。故轨迹选c。
【答案】
(1) 重力势；弹性势
(2) 换用质量更大的钢球；提高钢球的初始高度（合理即可）
(3) 小于；c
【知识点】
重力势能与动能的转化；弹性势能；机械能的变化
【点评】
本题结合实际轨道场景，考察机械能转化、弹性势能影响因素及机械能变化的判断，需学生理解能量转化本质，结合受力分析轨迹，是对力学核心素养的综合考察，难度适中。
【难度系数】
0.6