Question

【題目】伽利略想象有一小球在沒有空氣阻力的情況下沿?zé)o摩擦軌道運(yùn)動。

(1)伽利略認(rèn)為，如圖甲所示，如果從A點(diǎn)靜止釋放小球，小球最終一定能沿?zé)o阻力軌道到達(dá)與A相對地面高度相同的C點(diǎn)。請你利用能量守恒的觀點(diǎn)，分析小球能到達(dá)C點(diǎn)的原因_____________；

(2)伽利略隨后想象，無阻力軌道發(fā)生了改變。如圖乙所示，BC斜面改為水平軌道。

①小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能_____（選填：大于、小于或等于）其在A點(diǎn)的機(jī)械能；

②請?jiān)诒麍D上大致畫出小球在MN段運(yùn)動的速度—時(shí)間圖線__________；

(3)在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，如圖乙的小球運(yùn)動時(shí)一定會受到阻力，小球在A到C點(diǎn)的機(jī)械能最大的是_______（填寫位置字母）。

Answer 1

【答案】見解析 等于 A

【解析】

(1)[1]小球從A點(diǎn)靜止釋放，在從A到B的運(yùn)動過程中，速度從零變大到一定值，動能也從零變大到一定值，由于沒有阻力做功，重力勢能的減小量等于動能的變化量；而從B到C的過程中，速度從一定值變?yōu)榱�，動能也從一定值變�(yōu)榱�，也沒有阻力做功，動能的變化量等于重力勢能的增加量；前后兩次動能的變化量相同，那么重力勢能的減小量等于重力勢能的增加量，而整個(gè)過程小球質(zhì)量不變，那么小球變化的高度相同，所以小球最終一定能沿?zé)o阻力軌道到達(dá)與A相對地面高度相同的C點(diǎn)。

(2)[2]由題意可知，不計(jì)空氣阻力，軌道也沒有阻力，小球從A點(diǎn)到M點(diǎn)，機(jī)械能是守恒的，即小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能等于其在A點(diǎn)的機(jī)械能。

[3]不計(jì)空氣阻力，軌道也沒有阻力，小球在MN段運(yùn)動的速度大小不變，即做勻速直線運(yùn)動，如下圖所示。

(3)[4]小球在A到C點(diǎn)的過程中要克服阻力做功，一部分機(jī)械能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以在這個(gè)過程中機(jī)械能是不斷減小的，機(jī)械能最大的是A點(diǎn)。