题目内容
学生在做模拟“蹦极”的小实验(如下图所示).一根橡皮筋一端系一个小石块,另一端固定在a点,b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置,c点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点.在小石块从a点到c点运动的过程中,下列说法中正确的是
A.小石块动能一直在增加
B.小石块减少的重力势能全部转化为动能
C.小石块经过b点时,橡皮筋具有弹性势能
D.小石块到达c点时,动能为零
解析:
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[分析]小石块从a点落到c点的过程可分为三个阶段. (1)从a点→b点这个阶段小石块自由下落,速度越来越快;此时橡皮筋处于自然状态(无形变).能量变化:重力势能不断减小,动能不断增加;重力势能转化为动能. (2)从b点→O点.O点是小石块挂在橡皮筋下静止不动时小石块的位置.这个阶段,小石块受重力和弹力共同作用,弹力由小增大,运动到O点时,弹力等于重力.在这个阶段,由于重力大于弹力,所以它在下降过程中,速度仍在不断增大,在O点速度达到最大.能量转化:重力势能继续减小,动能继续增大,弹性势能增大;重力势能转化为动能和弹性势能. (3)从O点→c点,在这个阶段,弹力不断增大,且弹力大于重力,物体下落过程中,速度不断减小,达到c点时,物体下降到最低点,速度变为零.能量转化:重力势能和动能不断减小,弹性势能增大;重力势能和动能转化为弹性势能. 小石块从a点到c点的过程中,在a点和c点的速度均为零,所以小石块的动能并不是一直在增加(只有在a点→O点阶段动能在增加);小石块重力势能减小,只有在a点→b点阶段,重力势能全部转化为动能;b点到c点阶段,重力势能开始转化为弹性势能. 小结:在分析能量的转化、变化时,首先要分析清楚物体的高度、速度、弹性物体的形变是否发生变化以及如何变化,有时是两种能量形式之间发生转化,有时三种能量形式均发生变化. |