Question

跳伞运动员离开飞机后，若立即张开伞在空中下落，已知降落伞在下落过程中所受空气阻力随其运动速度的增大而增大，在整个下落过程中，他机械能的变化情况是（ ）
A．势能减小，动能增加，机械能不变
B．势能减小，动能减小，机械能减小
C．势能减小，动能先增加后不变，机械能减小
D．势能减小，动能先减小后增大，机械能不变

Answer 1

【答案】分析：（1）从动能和重力势能大小的影响因素进行判断：
动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
（2）物体在运动过程中，物体和空气之间存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大．
解答：解：（1）运动员在下降过程中，质量不变，高度减小，重力势能不断减小．运动员在下降过程中，没有发生弹性形变，所以重力势能减小，即势能减小．
（2）运动员在刚开始下降过程中，重力势能不断转化为动能，重力势能减小，动能增大，运动员质量不变，速度不断增大，所以动能不断增加；运动员下降一段时间后，速度不断变大，受到的阻力不断变大，阻力越来越大，当阻力和重力大小相等时，两个力是一对平衡力，运动员又进行匀速直线下降运动，质量不变，速度不变，动能不变．所以运动员的动能先增加后不变．
（3）运动员下降时，运动员和空气之间存在摩擦力，克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小．
故选C．
点评：（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素，利用控制变量法能判断动能、重力势能、弹性势能的变化．
（2）运动物体是否要克服摩擦做功是判断机械能变化的另一条途径．