Question

甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上．甲、乙两人质量相等，甲上行中动能    （选填“增加”、“不变”、“减少”）．某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能    乙的重力势能，甲的机械能    乙的机械能．（选填“大于”、“等于”、“小于”）．若此时上行的扶梯突然停止运动，甲会向前倾，原因是    ．

Answer 1

【答案】分析：因为影响动能的因素是质量和速度，由题意可知，甲质量不变，速度不变，由此可判定动能不变．
因为重力势能只与距离参考面的垂直高度有关，而这目前距离地面高度一致，再根据机械能=动能+重力势能，二者重力势能相同，而乙的速度快，因此可判断甲的机械能与乙的机械能的大小．甲向前倾斜是因为惯性．
解答：解：甲在上行过程中，甲的质量和速度都不变，动能的大小由质量和速度决定，两者都不变，所以甲的动能不变．
在图示位置中，甲乙两人的高度相同，质量相等，根据物体重力势能的大小由质量和举高的高度这两个因素来决定可知，所以两人的重力势能相同．
由题意知，甲的速度小于乙的速度，两人质量相等，结合动能的决定因素可知，甲的动能小于乙的动能．根据机械能包括动能和势能结合两人的势能相等，甲的动能小于乙的动能，所以可以判断，甲的机械能小于乙的机械能．
因为一切物体都具有惯性，若此时上行的扶梯突然停止运动，甲的脚受到摩擦力立即停止，而甲的上身由于惯性要保持运来的运动状态，所以身体会向前倾．
故答案为：不变；等于；小于；甲脚受到摩擦力立即停止，而上身由于惯性继续向前运动．
点评：将题目中提到的物理情景与对应的动能、重力势能、机械能的定义决定因素联系起来即可解决此题．