蕩 秋 千
蕩秋千是一項(xiàng)古老的休閑體育運(yùn)動(dòng),蕩秋千有兩種方法,一種是蕩秋千的人坐在踏板上,由另外的人推或拉,即《荊楚歲時(shí)記》上說的“推引之”,也就是秋千在來回?cái)[動(dòng)到一定的位置,有人順著秋千的運(yùn)動(dòng)方向推或拉一把,這樣秋千就蕩得越來越高.但是這種方法大多對(duì)于比較小的孩子適用.另一種蕩秋千的方法就像王建詩(shī)中說的那樣,覺得“旁人送上那足貴”.她們不滿足于當(dāng)由別人“推引”的“士女”,而要自己蕩起來.“爭(zhēng)勝難為休”,而且要蕩得越來越高,直到“回回若與高樹齊”才心滿意足.人把秋千越蕩越高,似乎說明了機(jī)械能是不守恒的而且是不斷增加的.那么這個(gè)機(jī)械能的增量到底是來自何處的呢?
讓我們來模擬、探究一下第二種蕩秋千方法中包含的物理原理,如圖,在支架上拴兩根繩子,下面系一塊木板,再在木板上鑿一個(gè)小孔,然后再用一根細(xì)繩穿過木板,一端系一個(gè)大砝碼,代替蕩秋千的人,另一端通過裝在支架上方的小孔,用手拉。偃缋∠翟陧来a的繩子上的手不動(dòng),讓秋千擺動(dòng)起來,那么擺動(dòng)幾次以后秋千就漸漸地?cái)[不動(dòng)了.假如秋千擺動(dòng)以后,我們這樣來控制砝碼的運(yùn)動(dòng):當(dāng)秋千經(jīng)過最低點(diǎn)并且開始升高時(shí),用力拉細(xì)繩的一端,使砝碼上升一小段距離;當(dāng)秋千到達(dá)最高點(diǎn)并開始向下擺動(dòng)的時(shí)候,把細(xì)繩放松,讓砝碼下降一小段距離.這樣反復(fù)進(jìn)行,秋千的擺動(dòng)幅度就不再減小,而是逐漸增大,越擺越大了.
閱讀短文后請(qǐng)思考:
(1)如果拉住系在砝碼的繩子上的手不動(dòng),讓秋千擺動(dòng)起來,當(dāng)秋千從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過程中,能量的轉(zhuǎn)化情況是______;在最高點(diǎn)時(shí),如果秋千和砝碼受到的力全部消失,那么,砝碼會(huì)______.
(2)如果人站在秋千上,不靠外力做功,要讓秋千越蕩越高,那么蕩秋千的人應(yīng)在秋千運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)______,到了最高點(diǎn)后______,以后重復(fù)上面的動(dòng)作,即秋千越蕩越高.
解:(1)秋千從最低點(diǎn)往最高點(diǎn)蕩的過程中,重力勢(shì)能增大,動(dòng)能減小,所以是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能;
在最高點(diǎn)時(shí),如果秋千和砝碼受到的力全部消失,那么,砝碼會(huì)保持原來的靜止?fàn)顟B(tài);
(2)如果人站在秋千上,不靠外力做功,要讓秋千越蕩越高,那么蕩秋千的人應(yīng)在秋千運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)站起來,使重心升高,使重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為更過多動(dòng)能;到了最高點(diǎn)后,蹲下來,降低重心,使動(dòng)能轉(zhuǎn)化為更多的重力勢(shì)能,上升的更高.
故答案為:(1)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能;靜止;(2)站起來,使重心升高;蹲下來,使重心降低.
分析:(1)動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化,秋千從最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大,重力勢(shì)能最小,往最高點(diǎn)蕩的過程中,重力勢(shì)能增大,動(dòng)能減;在最高點(diǎn)時(shí),秋千和砝碼處于靜止?fàn)顟B(tài),此時(shí)秋千和砝碼受到的力全部消失,那么它將保持原狀態(tài)不變;
(2)重力勢(shì)能的大小和物體的高度有關(guān),重心越高,重力勢(shì)能越大.
點(diǎn)評(píng):此題主要考查的是學(xué)生對(duì)能量轉(zhuǎn)化情況的理解和掌握,基礎(chǔ)性題目.