Question

1．小球在沒有空氣阻力的情況下，沿無摩擦軌道運動．

（1）如圖1所示，小球從A點靜止釋放，小球到達C點時速度是否為零？是．
（2）針對小球的運動，從勢能與動能相互轉(zhuǎn)化的角度提出一個問題并回答．
問題：小球向下運動的過程中，動能和勢能是如何轉(zhuǎn)化的？回答：重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能．
（3）將軌道BC段改為水平，如圖2所示．小球仍從A點靜止釋放，小球經(jīng)過M點時的機械能大于、小于還是等于其在A點的機械能？等于．以小球經(jīng)過M點時為計時起點，大致畫出小球在MN段運動的速度-時間圖線．（如圖3）
（4）小球在MN段運動的過程中受到哪些力的作用？重力、支持力．維持小球運動的原因是什么？小球具有慣性．

Answer 1

分析 （1）在不計阻力和摩擦的情況下，機械能是守恒的．
（2）動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，根據(jù)其不同運動階段可判斷其機械能轉(zhuǎn)化情況；
（3）據(jù)牛頓第一運動定律可知，一切物體在沒有受到外力時，總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)；
（4）根據(jù)小球在水平面的運動情況，可從慣性角度做出解釋，同時可確定其受力情況．

解答 解：（1）小球從A點靜止釋放，由于不計空氣阻力和摩擦，沒有機械能的損失，所以小球到達C點時速度是0；
（2）由于動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，所以小球向下運動的過程中，重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能；同樣，小球向上運動的過程中，動能轉(zhuǎn)化逐漸為重力勢能．
（3）據(jù)題目可知，由于不計空氣阻力和摩擦，機械能是守恒的，所以小球經(jīng)過M點時的機械能是等于其在A點的機械能的；
同時由于不計空氣阻力和摩擦力，小球原來是運動的，所以小球在MN段做勻速直線運動，如下圖：

（4）由題意可知，軌道無摩擦，小球在MN段運動的過程中受到重力和支持力的作用；
小球只所以在MN段仍可繼續(xù)向前運動，是因為小球具有慣性．
故答案為：（1）是；
（2）小球向下運動的過程中，動能和勢能是如何轉(zhuǎn)化的？重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能．（合理即可）
（3）等于；圖象見上圖；
（4）重力、支持力； 小球具有慣性．

點評 讀懂題意，知道在不計空氣阻力和摩擦的情況下，機械能是守恒的．會分析動能與勢能的轉(zhuǎn)化，會對物體進行受力分析等，是解答本題的關(guān)鍵．