抓影响因素和条件辨能量转化及守恒

唐卫

机械能及其转化是中考的高频考点，常考查机械能的组成、动能与势能大小的影响因素、机械能和其他形式能之间的相互转化及机械能守恒的条件。下面结合中考真题归纳考点。

考点1：机械能

例1 （2021·江苏·苏州）如图1，质量为2m的物块P下方连接一质量为m的钩码，上端通过细线绕过轻质定滑轮连接一质量为2m的物块Q，将它们由静止释放。在物块P下落到地面的过程中，P、Q间细线拉力大小为F（细线重力及各处的摩擦均不计，钩码落地后不弹起），则（）。

A.鉤码落地前F = 3mg，Q的机械能增大

B.钩码落地前F < 3mg，Q的机械能增大

C.钩码落地后F = 2mg，P的机械能不变

D.钩码落地后F > 2mg，P的机械能减小

解析：钩码落地前，物体P及钩码下落速度越来越快，故F < 3mg;物体Q则上升得越来越快，机械能增大，故A不正确，B正确。钩码落地后，因物体P、Q的重力大小都为2mg，则物体P、Q都做匀速直线运动且F = 2mg;由于惯性，物体依然保持原来的运动状态，物体P动能不变，势能减小，机械能减小;物体Q动能不变，势能增大，机械能增大，故C、D不正确。答案：B。

考点2：动能和势能的转化与守恒

例2 （2021·甘肃·兰州）如图2所示，小球从左侧斜面的P点由静止释放，在右侧斜面上能到达的最高位置是Q点，M、N是小球运动过程中先后通过的两个等高点，下列关于该过程的说法中正确的是（）。

A.小球在左侧斜面向下运动的过程中，重力势能全部转化为动能

B.小球从P点向Q点运动的过程中，机械能保持不变

C.小球从P点向Q点运动的过程中，所受支持力不做功

D.小球通过M、N两点时的速度大小相等

解析：由图2可知，小球从P点由静止释放，能到达最右侧的Q点，Q点的高度要小于P点的高度，则小球在Q点的重力势能要小于在P点的重力势能，此时小球的速度为零，动能为零，则小球在Q点的机械能要小于在P点的机械能，这说明小球在运动的过程中，机械能变小了;小球在左侧斜面向下运动的过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，速度变大，动能变大，由于机械能逐渐变小，所以重力势能没有全部转化为动能，故A、B错误;小球从P点向Q点运动的过程中，支持力与速度垂直，物体没有在支持力的方向上通过距离，所以支持力不做功，故C正确;小球通过M、N两点时，高度相同，质量不变，则重力势能相同，由于机械能逐渐变小，则M点的机械能要大于N点的机械能，所以M点的动能要大于N点的动能，即M点的速度大于N点的速度，故D错误。答案：C。

考点3：机械能的守恒

例3 （2021·浙江·绍兴）滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图3是U形滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A点由静止自由下滑，不计滑台摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然（不用力）变化，最有可能滑到滑台C点的是（）。

解析：不计滑台摩擦和空气阻力，则运动员在整个过程中机械能守恒。若运动员站立着从A点开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是站立着，则此时重力势能等于A点的重力势能，动能为零，所以运动员不会继续向前滑行，就不会到达C点，故A错误;若运动员站立着从A点开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，若是全蹲着，则此时重力势能小于A点的重力势能，则A点部分重力势能转化为动能，动能此时不为零，所以运动员会继续向前滑行，就可能会到达C点，故B正确;若运动员全蹲着从A点开始滑行，到达U形滑台另一侧最高位置B点时，也应该是全蹲着（前后两次重力势能相等，动能均为零），因为若是站着到达或者平蹲着到达B点，则运动员在B点的重力势能大于初始的A点（违反机械能守恒定律），故C、D错误。答案：B。