Question

8．如图所示是跳水运动员跳水的示意图，运动员借助跳板的弹力向上跳起，然后落入水中（不计空气阻力）．
（1）运动员最终会落入水中，原因是受到竖直向下的重力作用．
（2）从起跳至落到水面的过程，从机械能的角度提出一个问题并回答．
问题：运动员下落过程中能量转化是怎样的．
回答：重力势能转化为动能．

Answer 1

分析 （1）重力的方向是竖直向下的；
（2）分析运动员动能和重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素进行分析．
考虑空气阻力时，机械能转化为内能，机械能减小，内能增大；不考虑空气阻力时，机械能守恒．

解答 解：（1）由于运动员受到竖直向下的重力作用，所以最终会落入水中；
（2）运动员先向上跳起再落入水中，运动员的质量没有变化；
运动员在起跳时，跳板的弹性势能转化为运动员的动能；
运动员的速度先减小后增大，动能先减小后增大；高度先增大后减小，重力势能先增大后减小．
不考虑空气阻力时，机械能守恒，机械能保持不变．
据此可以提出（不唯一）：
问题①：运动员下落过程中能量转化是怎样的？
回答：重力势能转化为动能；
问题②：下落过程中，机械能的总量怎样变化？
回答：不考虑空气阻力时，机械能守恒，机械能保持不变．
故答案为：（1）受到竖直向下的重力作用；
（2）运动员下落过程中能量转化是怎样的；重力势能转化为动能．

点评 本题考查了重力的理解和动能、重力势能、弹性势能的影响因素；要能够利用控制变量法判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化．