题目内容

4.幼儿园的小明分别沿如图所示1、2、3三条路径滑到地面.请回答下列问题:
(1)若不考虑空气阻力和摩擦,滑到地面时速度大小的情况是相同.从能量转化的角度考虑,你的解释是人的重力势能全部转化为动能.
(2)假设三条路径的粗糙程度都相同,若考虑摩擦阻力的影响,滑到地面时速度大小的一般情况是2最快,1次之,3最慢.从能量转化的角度考虑,你的解释是部分机械能转化为内能.

分析 (1)物体下降的过程是重力势能转化为动能的过程,不计摩擦和空气阻力时,机械能是守恒的;考虑摩擦和空气阻力,部分机械能转化为内能;
(2)动能大小的影响因素:质量和速度.质量越大,速度越大,动能越大;
(3)重力势能大小的影响因素:质量和高度.质量越小,高度越小,重力势能越小.

解答 解:
(1)若不考虑空气阻力和摩擦,小明的质量一定,原来所在位置一定,所以具有的重力势能是一定的;当小明从1、2、3三条路径滑到地面时,重力势能全部转化为动能,所以速度是相同的;
(2)若考虑空气阻力和摩擦,小明在路径2上通过的路程最短,克服摩擦和阻力做功最少;在路径3上通过的路程最长,克服摩擦和阻力做功最多,较多的机械能转化为内能,所以获得的动能最少,因此小车滑到地面时速度大小的一般情况是在路径3最慢、路径2最快、路径1介于两者之间.
故答案为:(1)相同;人的重力势能全部转化为动能;
(3)2最快,1次之,3最慢;部分机械能转化为内能.

点评 此题考查了动能和势能的转化及机械能与内能的转化.不考虑摩擦和阻力时,机械能守恒;考虑摩擦和阻力时,部分机械能要转化为内能.

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