Question

4．如图所示，重5N的金属小球从a处静止释放，经过b处，到达c处时，速度恰好为零．在从a到b的过程中，重力做功2J；重力势能减小；在从a到c的过程中，球的机械能减小（后两空选填“增大”、“减小”或“不变”）；动能为零的是a、c（填写位置字母）．

Answer 1

分析 （1）求出小球从a处到b处下降的高度h，利用W=Gh=mgh求重力做功；
（2）在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械转化为内能；
（3）重力势能的大小与物体的质量和所处高度有关；动能的大小与物体的质量和速度有关．

解答 解：
（1）由图知，从a处到b处下降的高度：h=40cm=0.4m，
重力做功：W=Gh=5N/×0.4m=2J；
（2）从a处到b处过程中，金属小球的质量不变，所处高度降低，重力势能减小；
（3）在整个运动过程中，小球克服摩擦消耗了机械能，所以在整个运动过程中机械能变小；
（4）物体静止时，动能为零，故小球在a、c两点时具有的动能为零．
故答案为：2；减小；减小；a、c．

点评 理解能量转化与守恒定律是解题的关键．小球在a处时所具有的机械能和d处时所具有的机械能的差量即为小球在运动过程中克服摩擦消耗的机械能．