機械能轉化題解答舉隅

房進權

初中生在解答有關機械能的題目時，往往會感到不知從什么方面入手，現舉幾例談談它們的解答方法。

一、機械能的轉化情況分析題

方法：（1）分過程分析，找出特殊的位置；（2）先分析“變化”情況，再確定“轉化”情況。

例1.（烏魯木齊）如圖，在空氣阻力不計的情況下，一只皮球從高處由靜止下落，被地面彈起后不能再回到原來的高度，在整個過程中：說明皮球機械能的轉化情況。

解析：根據題目的情景，我們可以找到五個特殊位置：最高處、剛接觸地面、壓縮到形變最大、完全恢復原狀、下一個最高處，由此可將整個過程分為四個過程：（1）皮球下落過程：重力勢能轉化為動能；（2）落地變形壓縮過程：動能轉化為彈性勢能；（3）恢復形狀反彈過程：彈性勢能轉化為動能；（4）皮球上升過程：動能轉化為重力勢能。

例2.直升飛機在空中勻速下降過程中，以下說法正確的是

（ ）

A.直升飛機的動能轉化為重力勢能

B.直升飛機的重力勢能轉化為動能

C.直升飛機的動能不變，機械能也不變

D.直升飛機的重力勢能減小，機械能也減小

解析：部分學生看到題目中的下降后，輕易選出答案B。但仔細思考題目中的“勻速”這一條件，會發現此過程中的動能不變，答案B錯，正確答案應選D。

二、機械能轉化的守恒的應用問題

在機械能的轉化過程中，若沒有摩擦、空氣阻力等則機械能的總量保持不變。這是機械能轉化過程中的規律，在運用這個規律解題時，要注意前提條件是否滿足及某種情況下機械能的形式。

例3.（浙江臺州）小明分別沿三條路徑滑到地面（如右圖所示），在不考慮空氣阻力和摩擦的情況下，滑到地面時速度最大的路徑是（ ）

A.1 B.2

C.3 D.都一樣

解析：從三條路徑滑下前，小明的機械能（即重力勢能）相等，因為不考慮空氣阻力和摩擦，所以滑到地面時的機械能（即動能）相等。在小明質量不變的情況下，到達地面時的速度相等。所以選D。

例4.（山東菏澤）甲乙兩個長度相同的滑道，一個為凸形，一個為凹形，兩個物體以相同的速度分別進入甲乙兩個滑道，如圖所示若不計滑道的摩擦，通過甲滑道用的時間為t甲，通過乙滑道用的時間為t乙，則（ ）

A.t甲=t乙

B.t甲>t乙

C.t甲

D.無法比較t甲和t乙的大小

解析：解答此題的關鍵是比較出兩次平均速度的大小。根據題目的條件，在某個滑道上運動時，物體的機械能總量是不變的。取甲滑道上除兩端以外的其他任意一點與進入滑道時比較，因重力勢能大，動能就小，所以速度也就小，整個過程的平均速度v甲小于進入滑道時的速度。對乙滑道而言，則相反，即v乙大于進入滑道時的速度。從而v甲t乙。

（作者單位 江蘇省興化市中堡中心校）