Question

19．用绳子把一个铁锁悬挂起来．把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子，稳定后松手，头不动（如图所示），铁锁由开始位置a沿弧线ac向另一侧的最高点c运动，然后再从c往回运动．
（1）从a点到最低点b点的过程中，铁锁的动能、重力势能如何变化？
（2）从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子．
（3）在此过程中，机械能是否守恒？能的总量是否守恒？

Answer 1

分析 ①从a点到最低点b点的过程中，判断铁锁的动能、重力势能如何变化，从动能和重力势能的影响因素考虑：
②动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大．
重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．
③铁锁在摆动过程中，克服摩擦做功，有一部分机械能转化为内能；只有在不计能量损失的情况下，机械能才守恒；根据能量守恒定律分析能的总量的变化．

解答 解：（1）铁锁从a点到最低点b点的过程中，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大．
（2）铁锁从a点到b点、c点再回摆时，有一部分机械能转化为内能，机械能减小了，故不会碰到鼻子．
（3）由以上分析可知，铁锁在摆动的过程中存在能量的损失，机械能不守恒；由能量守恒定律可知，能的总量是守恒的．
答：（1）由a点到b点时，重力势能减少，动能增加；
（2）不会碰到鼻子；
（3）机械能不守恒；能的总量是守恒的．

点评 （1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素．
（2）能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化．