初中物理?？家族e(cuò)題型之一！很多初中生直到高中才真正弄明白
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編輯 : 大寶
發(fā)布 : 04-27
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有一類初中物理?？碱}型，八年級(jí)期末必考，中考也常常出現(xiàn)，很多初中生由于從來(lái)不認(rèn)真思考?xì)w納，直到高中才能真正搞明白其蘊(yùn)含的物理知識(shí)與方法！此類題就是“蹦極”與“類蹦極”問(wèn)題！其本質(zhì)是彈簧模型中的動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的問(wèn)題。由于其中所涉及的受力情況一直在變化、速度和高度也一直在變化、彈簧的形變量也一直在變化，導(dǎo)致其相關(guān)的能量發(fā)生相應(yīng)變化！也正是因?yàn)樽兞刻啵^大多數(shù)初中生在初次接觸到此類題時(shí)往往無(wú)從下手，仿佛除了胡蒙瞎猜就不再會(huì)分析了。我們先來(lái)看下面這種“反向蹦極”題：要順利解決本題，首先要掌握以下幾個(gè)基本知識(shí)：1.動(dòng)能大小由質(zhì)量和速度大小決定！質(zhì)量越大、速度越大，則動(dòng)能越大！2.重力勢(shì)能大小由質(zhì)量和高度決定！質(zhì)量越大，高度越高，則重力勢(shì)能越大！3.彈性勢(shì)能大小由形變量（伸長(zhǎng)量和壓縮量）決定！形變量越大，則彈性勢(shì)能越大！我們接著來(lái)仔細(xì)閱讀本題，題中說(shuō)的很清楚：人從A點(diǎn)由靜止釋放（在A點(diǎn)速度為零），上升到B點(diǎn)時(shí)速度最大，最高位置為C點(diǎn)（即在C點(diǎn)速度為零）！因此，人從A到C過(guò)程中，速度先增大再減小，因此動(dòng)能也是先增大再減小，人在B點(diǎn)速度最大，所以人在B點(diǎn)的動(dòng)能最大，因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤，A選項(xiàng)正確。而由于人在上升過(guò)程中高度一直在增加，因此重力勢(shì)能一直在變大！因此C選項(xiàng)錯(cuò)！當(dāng)人在A點(diǎn)時(shí)，由于此時(shí)彈性繩伸的最長(zhǎng)，也就是說(shuō)形變量最大，因此彈性繩的彈性勢(shì)能在A點(diǎn)最大！所以B選項(xiàng)正確。那么，為什么人在A點(diǎn)時(shí)速度最大呢？要解決此問(wèn)題，如果從初中的角度來(lái)分析，由于沒(méi)有學(xué)過(guò)高中的加速度和牛頓第二定律知識(shí)，就只能通過(guò)受力情況來(lái)分析了。當(dāng)人在A點(diǎn)時(shí)，彈性繩的形變量最大，導(dǎo)致彈力大于重力，因此合力向上，改變?nèi)说撵o止?fàn)顟B(tài)，人在此合力作用下向上做加速運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中，彈性繩的形變量逐漸變小，導(dǎo)致彈力逐漸變小，當(dāng)彈力變小到等于重力時(shí)，合力為零，速度最大！此后由于慣性，人繼續(xù)往上運(yùn)動(dòng)，形變量繼續(xù)減小，導(dǎo)致彈力小于重力，因此合力向下，而人的速度還在向上，因此此合力對(duì)人來(lái)說(shuō)屬于阻力！人在BC過(guò)程中做減速運(yùn)動(dòng)！從而導(dǎo)致上面這些能量的變化！我們接著來(lái)看第二道水平彈簧問(wèn)題：由于此題中的彈簧在水平桿上滑動(dòng)，所以不涉及到重力勢(shì)能的變化。只存在彈性勢(shì)能與動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化。由于b點(diǎn)是彈簧的原長(zhǎng)位置，即形變量為零的位置，所以此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為零！由于a是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，因此小球在a點(diǎn)速度為零；c是小球到達(dá)最右端的位置，因此小球在c點(diǎn)速度也為零。因此小球從a到c的過(guò)程中，必然是速度先變大在變??！因此其動(dòng)能也是先變大再變??！該過(guò)程中，由于小球沒(méi)有在豎直方向上發(fā)生運(yùn)動(dòng)，即小球在重力方向上沒(méi)有移動(dòng)距離，因此小球的重力不做功！當(dāng)小球由c點(diǎn)向左返回運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，小球受到向左的彈簧拉力和向右的滑動(dòng)摩擦力！由于滑動(dòng)摩擦力取決于壓力和接觸面粗糙程度這兩個(gè)因素，而這兩個(gè)因素并沒(méi)有發(fā)生改變，因此其所受滑動(dòng)摩擦力并沒(méi)有改變（正如蹦極過(guò)程中重力不變）！但是彈簧在收縮，伸長(zhǎng)量變小然后壓縮量逐漸變大！因此彈力的大小一直在變化，且方向會(huì)變化！由于最初的伸長(zhǎng)量比較大，導(dǎo)致小球所受到的向左的彈力大于其所受到的向右的摩擦力！因此小球加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈力等于摩擦力時(shí)，速度達(dá)到最大，此時(shí)動(dòng)能也達(dá)到最大！很顯然，在此位置時(shí)，彈簧并沒(méi)有恢復(fù)原長(zhǎng)，即小球在b點(diǎn)右側(cè)某個(gè)位置動(dòng)能最大！當(dāng)小球到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，彈力為零，只受向右的摩擦力！當(dāng)小球繼續(xù)向左運(yùn)動(dòng)，彈簧開(kāi)始?jí)嚎s，彈力方向變成向右，與摩擦力同向，成為小球運(yùn)動(dòng)的阻力！所以此過(guò)程中小球一直減速！動(dòng)能也一直減小！由此得解！關(guān)于蹦極以及相關(guān)的蹦床問(wèn)題，分析如下：類似的相關(guān)題還有如下所示，大家可以試著用上面的方法進(jìn)行分析解答！綜上所述，凡是在平時(shí)所犯的錯(cuò)誤，一定不要輕易放過(guò)，要多次研究，深入探究，直到徹底明白與之相關(guān)的同一類型題！如此才能算是真正搞明白了這種題，從而避免以后再犯同類錯(cuò)！
