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摆来摆去析能量转化

2021-07-19张虎岗

初中生学习指导·提升版 2021年6期

张虎岗

[典例精析]

例 如图1所示,小红用绳子把一个小球悬挂起来,用手将其拉到自己鼻子处的A点。松手后,小球沿一条弧線从A点经B点,摆动到C点,已知B是最低点。则下面说法中正确的是( )。

A. 从A点到C点的过程中,小球的动能越来越大

B. 小红保持不动,小球返回后不会砸到鼻子

C. 在B点时,小球位置最低,重力势能为0

D. 当小球停止摆动后,机械能总量与摆动前相同

解析:小球由A点摆到B点时,速度越来越大,位置却越来越低,因此动能变大,重力势能变小。在这个过程中,重力势能转化为动能。然后小球接着由B点向C点摆动,在这个过程中,小球速度越来越小,位置越来越高,因此动能变小,重力势能变大,动能转化为重力势能。所以小球由A点到C点过程中,小球的动能是先变大后变小,故A错误。小球摆动过程中需要克服阻力做功,消耗一部分机械能,因此返回后的最高点A'一定低于A点,不会砸到鼻子,故B正确;在B点时,小球与地面仍有一定的高度,因此重力势能不为0,故C错误;当小球停止摆动后,会静止在B点处,此时与摆动前小球位于A点相比,位置变低了,所以机械能变小了,这是因为在摆动过程中,小球克服阻力做功,消耗了一部分机械能,故D错误。

答案:B

点拨:在分析机械能的转化时,单摆和滚摆是很好的载体。分析机械能的转化时,要注意分析速度与所处高度的变化。

[变式探究]

变式1:如图1所示,若不考虑阻力,在理想情况下,小球在A点被释放后会经过B点(最低点)摆到C点。……

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