Question

12．过山车是一种富有刺激性的娱乐工具，小江同学制作了一个过山车模型，如图所示．他把重力为G的铁球放在A点，然后让它沿轨道滚下，轨道的右侧有一弹簧，铁球先后经过B、C、D点，到达E点．已知B点离台面高度为零，A、D点离台面的高度分别为h_A、h_D，则从A位置到B位置铁球的重力做功是Gh_A； C点小球具有的机械能大小是Gh_A；当到达E点时，弹簧最短，小球的速度变为零，小球不处于（选填“处于”、“不处于”）受力平衡状态（整个过程中不计摩擦及能量损耗）．

Answer 1

分析 利用W=Gh求重力做功，根据机械能守恒定律判断小球在C点时具有能量大小；根据球在E位置的运动趋势判断受力情况；铁球对弹簧做功，不考虑能量的损失，铁球的能量全部转化为弹簧的能量．

解答 解：（1）从A位置到B位置的竖直高度为h_A，
所以铁球从A位置到B位置重力做功W=Gh_A．
（2）铁球在A位置时，只有重力势能，故A点的机械能=A点重力势能=Gh_A．
整个过程不计摩擦和能量损耗，故铁球机械能守恒．
故在C点时小球具有的能量=在A点时小球具有的能量=Gh_A．
（3）小球达到E点时，虽然速度为0，但小球在水平方向只受弹簧的弹力作用，故小球不处于平衡状态．
故答案为：Gh_A；Gh_A；不处于．

点评 本题考查重力做功和机械能守恒定律，能够比较全面考查学生掌握知识情况，此题有一定的难度．