如果将皮球从某一高度处水平抛出,以我们平时的经验,皮球每次反弹都会比上次低,最终会静止在地面上,如何用初中物理知识解释这种物理现象呢?
乍一看,这似乎是高中物理题,但是,如果不深究此过程中的运动过程、受力情况和能量变化,用初中物理知识是可以解释的,实际上,这是一道中考物理题。
此中考物理题原题如下:
我们解释如下:
首先,我们看到皮球一次比一次的最高点更低,因此可以判断出来,整个过程中出现了能量损失,也就是说有一部分机械能消失了,并且,皮球最终静止时,机械能全部消失。
消失的机械能转化成了什么呢?
一部分机械能损失是由于皮球与空气摩擦生热,机械能转化成了内能。
另一部分机械能损失是由于皮球与地面撞击生热,机械能也转化成了内能。
最终,我们可以知道,由于皮球在空中时一直与空气摩擦,皮球的机械能一直在减小,即皮球在每一处的机械能都比之后的机械能要大!
另外,机械能=动能+势能
当我们了解到以上物理知识,四个选项就好解释了:
A.皮球经过同高度的A、B两点时,由于高度相同,所以重力势能相同,但是B处机械能小于A处机械能,所以B处动能小于A处动能。
B.皮球第一次反弹后,包括之后的每一次反弹后,到达最高点时的速度都不会为零,这是因为,根据物体做的抛体运动,轨迹是曲线,所以,最高点速度不能为零,否则,皮球就会从最高点直接竖直落下。
C.虽然D点的位置比C点位置高,看似好像皮球在D点的机械能大于在C点的机械能,但是,别忘了刚才所提到的机械能损失,皮球在每一处的机械能都比之后的机械能要大!
D.当皮球落地时,会发生弹性形变,从高处落下时比从低处落下时发生的形变量更大,也就是皮球被碰撞的更扁。所以,会在地上留下两个大小不等的黑色圆斑。
通过以上解释,初中生朋友们应该对机械能的转化与损失有所了解了。
中学生朋友们,为了美好的未来,加油!
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