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初中物理常考题型:蹦极与类蹦极问题,你掌握了吗?

更新时间:2024-06-28 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

有一类题目是初中物理经常考的,是八年级期末考试的必考题,也是中考中经常出现的题目,很多初中生从来没有认真去思考和总结过,直到高中才真正理解这里面蕴含的物理知识和方法!42r物理好资源网(原物理ok网)

这一类题就是“蹦极”与“准蹦极”的问题!42r物理好资源网(原物理ok网)

其本质是弹簧模型中动能、重力势能、弹性势能相互转化的问题。42r物理好资源网(原物理ok网)

因为所涉及的力在不断变化,速度和高度也在不断变化,弹簧的变形也在不断变化,因此所涉及的能量也随之变化!正是因为变量太多,大多数初中生第一次遇到此类题目时,往往无从下手,仿佛除了胡乱猜测,再也无法分析。42r物理好资源网(原物理ok网)

我们先来看下面这个“反向蹦极”的问题:42r物理好资源网(原物理ok网)

初中物理弹簧类问题42r物理好资源网(原物理ok网)

要想顺利解决这个问题,首先必须掌握以下几个基本知识:42r物理好资源网(原物理ok网)

1. 动能由质量和速度决定!质量越大,速度越大,动能就越大!42r物理好资源网(原物理ok网)

2. 重力势能的大小由质量和高度决定!质量越大,高度越高,重力势能就越大!42r物理好资源网(原物理ok网)

3. 弹性势能的大小由形变(伸长、压缩)决定!形变越大,弹性势能越大!42r物理好资源网(原物理ok网)

我们来仔细读一下这道题,题目中写得很清楚:人从静止状态释放在A点(即在A点时速度为零),上升到B点时速度最大,而最大位置是C点(即在C点时速度为零)!所以,人从A到C时,速度是先增大后减小的,所以动能也是先增大后减小的。人的速度在B点最大,所以人的动能也在B点最大,所以选项D错误,选项A正确。又因为上升过程中人的高度在不断增加,所以重力势能也在不断增加!所以,选项C错误!42r物理好资源网(原物理ok网)

当人在A点时,弹力绳被拉长的时间最长,也就是变形最大,所以弹力绳的弹性势能在A点最大!所以选项B正确。42r物理好资源网(原物理ok网)

那么,为什么人在A点速度最快呢?42r物理好资源网(原物理ok网)

解决这个问题,如果我们用初中的角度去分析,由于高中的时候我们还没有学过加速度和牛顿第二定律的知识,所以我们只能通过受力的条件去分析。42r物理好资源网(原物理ok网)

当人在A点时,弹力绳的变形最大,导致弹力大于重力,所以合力是向上的,改变了人的静止状态。人在这个合力的作用下,加速向上,在这个过程中,弹力绳的变形逐渐减小,导致弹力逐渐减小,当弹力减小到等于重力时,合力为零,速度最大!之后,由于惯性,人继续向上运动,变形不断减小,导致弹力小于重力,所以合力是向下的,而人的速度还是向上的,所以这个合力对人而言是一个阻力!人在BC过程中,速度减速!这就导致了上面的能量变化!42r物理好资源网(原物理ok网)

我们来看第二个水平弹簧问题:42r物理好资源网(原物理ok网)

初中物理弹簧类问题42r物理好资源网(原物理ok网)

由于本题中的弹簧在水平杆上滑动,所以不存在重力势能的变化初中物理弹簧类问题,只存在弹性势能与动能的转换。42r物理好资源网(原物理ok网)

初中物理弹簧类问题42r物理好资源网(原物理ok网)

由于b点是弹簧的原始长度位置,也就是变形为零的位置,所以此时弹簧的弹性势能为零!42r物理好资源网(原物理ok网)

由于a是球在弹簧压缩和释放后的位置,所以a点处球的速度为零;c是最右边球的位置,所以c点处球的速度也为零。所以,在球从a到c运动的过程中,它的速度肯定是先增大后减小的!所以,它的动能也是先增大后减小的!在这个过程中,由于球并没有沿垂直方向运动,也就是球并没有沿重力方向运动,所以球的重力不做功!42r物理好资源网(原物理ok网)

当小球从c点向左回动时,它受到向左的弹簧拉力和向右的滑动摩擦力!由于滑动摩擦力取决于压力和接触面粗糙度两个因素,而这两个因素没有变化初中物理弹簧类问题,所以它受到的滑动摩擦力并没有变化(就如同蹦极时重力不变一样)!但是弹簧在收缩,伸长量越来越小,压缩量逐渐增大!所以弹力的大小在不断变化,方向也会变化!由于初始伸长量比较大,小球受到向左的弹力大于向右的摩擦力!所以小球加速运动,当弹力等于摩擦力时,速度达到最大,此时的动能也达到最大!显然,在这个位置,弹簧还没有恢复到原来的长度,也就是说,小球的动能在b点右边的某个位置最大! 当小球到达b点的时候,弹力为零,只受到向右的摩擦力!当小球继续向左运动的时候,弹簧开始压缩网校头条,弹力的方向就变成向右,和摩擦力的方向一致,成为小球运动的阻力!所以在这个过程中小球的速度一直在减慢!动能也在减小!42r物理好资源网(原物理ok网)

这是解决方案!42r物理好资源网(原物理ok网)

关于蹦极以及相关蹦床问题,分析如下:42r物理好资源网(原物理ok网)

初中物理弹簧类问题42r物理好资源网(原物理ok网)

类似的相关问题如下,你可以尝试用上面的方法分析和解答!42r物理好资源网(原物理ok网)

初中物理弹簧类问题42r物理好资源网(原物理ok网)

总结一下,日常生活中犯的任何错误都不能轻易被忽视。你应该多研究它们,深入探索,直到你彻底理解与之相关的同类型问题!只有这样,你才能真正理解这类问题,避免将来犯同样的错误!42r物理好资源网(原物理ok网)

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