如图所示,过山车在开始旅行时,是靠一个机械装置推上最高点的,在第一次下行后,就没有任何装置为它提供动力了.像所有列车一样,过山车也安装了机械制动装置,使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来.
在过山车运行的过程中回答以下问题:
(1)过山车通过A点向上运动过程中,动能与势能是如何转化的?
(2)后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低,为什么?
(3)过山车像所有列车一样,也安装了机械制动装置,在结束行程后能够准确地停下来,当过山车停下时是不是“能量消失了”?请解释.
解:(1)过山车通过A点向上运动时,过山车的速度越来越小动能减小,但所处高度增大重力势能增大,此过程中动能转化为重力势能.
(2)因为过山车在下滑后过山车由于摩擦能量会有一部分转化为内能,所以能量会越来越小,因此必须使后来的小山丘高度越来越低才可以保证能够通过.
(3)过山车安装了机械制动装置,在结束行程后能够准确地停下来,并不是能量消失了,而是它的能量发生了转化,它的机械能转化为了内能.
故答案为:
答:(1)过山车通过A点向上运动过程中,动能转化为重力势能.
(2)在运动的过程中受到阻力,有部分机械能损失(或机械能转化为其他形式的能或内能),机械能减少,不能再上升到原来的高度,所以后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低.
(3)能量没有消失,是机械能转化为内能.
(1)从影响能量大小的因素来分析能量的变化,找到能量转化的方向.
(2)过山车与轨道间有摩擦,由于摩擦,机械能不守恒,出现机械能和内能之间的转化.
(3)过山车上的机械制动装置能够强力使其停止下来,机械能减少转化为内能.
点评:能量既不会创生,也不会消失,只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.