Question

在空气阻力不计的情况下，一只皮球从高处由静止下落，被地面弹起后不能再回到原来的高度，在整个过程中；

（1）说明皮球机械能的转化情况。

（2）指出皮球在哪几个位置时的动能为零。

（3）分析皮球不能回到原来高度的原因。

 

Answer 1

【答案】

（1）①加速下落过程：重力势能转化为动能．

②落地弹性压缩过程：动能转化为弹性势能．

③恢复形状反弹过程：弹性势能转化为动能．

④减速上升过程：动能转化为重力势能．

（2）皮球在以下三个位置时动能为零（速度大小为零）：①球在高处将指时；②小球落地弹性压缩最大时；③上升到最大高度时．

（3）尽管不计空气阻力，但在落地撞击地面时，球的弹性压缩和恢复形状的过程中，有一部分机械能将转化成其它能量，造成机械能损失，所以皮球不能回到原来高度．

【解析】（1）皮球从手中下落时重力势能最大，下落过程中重力势能减小动能变大，刚接触地面动能减小弹性势能增大；被弹起时弹性势能最大，弹性势能转化成动能皮球弹起，在上升过程中，动能减小转化成重力势能．（2）①皮球在升到最高点静止时动能为零；②皮球落到最低点动能全部转化成弹性势能时动能为零；③小球弹起，且上升到最大高度时．（3）其实，球被地面弹起后不能再回到原来的高度，是因为碰撞生热消耗了机械能

思路分析: （1）皮球在下落、弹起的整个过程中，先后发生状态的变化是：球在高处静止──加速下落──落地变形──恢复原状反弹──减速上升．

（2）皮球在下落、上升过程中的空气阻力不计，但是在弹性压缩和恢复原状的过程中，有一部分机械能转化为内能．

试题点评：关于能的转化要牢牢把握能的定义，根据定义和物体所处的状态来判断能的转化，如果在能的转化过程中有能的消耗，机械能不会守恒．