Question

4．如圖甲所示，小亮把小球以3m/s的初速度從a點(diǎn)拋向空中，忽略空氣阻力．

（1）在甲圖中，畫出小球在b點(diǎn)處受到力的示意圖．
（2）小球在空中可以向前飛行一段距離的原因是由于慣性．
（3）小球在c點(diǎn)處（與a點(diǎn)高度相同）速度等于3m/s（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（4）從a點(diǎn)到b點(diǎn)過程中，小球的能量轉(zhuǎn)化情況是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能．
（5）在a、b、c、d四個點(diǎn)中，小球動能最大的是d點(diǎn)．
（6）在圖乙中畫出反映小球離手后到落回地面之前，機(jī)械能E與小球高度h大致的關(guān)系圖象．

Answer 1

分析 （1）不計(jì)空氣阻力，空中飛行的物體只受重力作用；然后根據(jù)重力的方向總是豎直向下的，并過重心表示出重力的作用點(diǎn)和方向．
（2）根據(jù)任何物體都有保持原來運(yùn)動狀態(tài)的性質(zhì)進(jìn)行分析．
（3）不考慮空氣阻力，機(jī)械能守恒；
（4）（5）重力勢能的大小與質(zhì)量、高度有關(guān)．質(zhì)量一定，高度越高，重力勢能越大；高度一定，質(zhì)量越大，重力勢能越大．
動能的大小與質(zhì)量、速度有關(guān)．質(zhì)量一定，速度越快，動能越大；速度一定，質(zhì)量越大，動能越大．
（6）只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化時，機(jī)械能守恒．

解答 解：（1）因不計(jì)空氣阻力，所以空中b點(diǎn)的小球只受重力作用，過球心做豎直向下的力，即重力G；如圖所示：

（2）小亮把小球以3m/s的初速度從a點(diǎn)拋向空中，當(dāng)出手后，小球由于慣性，還要保持原來運(yùn)動狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動，因此小球是由于慣性向前運(yùn)動．
（3）機(jī)械能為動能和重力勢能之和，不計(jì)空氣阻力，則不存在摩擦力做功，整個過程中機(jī)械能守恒，即c點(diǎn)的機(jī)械能等于a點(diǎn)的機(jī)械能，因?yàn)閏點(diǎn)與a點(diǎn)的高度相同，重力勢能相同，所以，c點(diǎn)的動能等于a點(diǎn)的動能，所以，c點(diǎn)的速度等于a點(diǎn)的速度，等于3m/s；
（4）從a到b的上升過程，質(zhì)量不變，高度越來越高，速度越來越慢，所以重力勢能減小，動能增加，此過程動能轉(zhuǎn)化為重力勢能．
（5）d點(diǎn)位置最低速度最快，所以d點(diǎn)重力勢能最小，動能最大．
（6）把小球拋向空中，忽略空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，機(jī)械能不變．如圖：

故答案為：（1）見上圖；
（2）由于慣性；
（3）等于；（4）動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；（5）d；（6）見上圖．

點(diǎn)評 此題考查了慣性、力的示意圖的畫法、影響動能和重力勢能的因素，同時理解能量守恒的實(shí)質(zhì)，是一道綜合性較強(qiáng)的題目．