初中物理蹦極類試題分析

薛峰

（江蘇省海安縣城南實驗中學）

摘 要：初中物理“功和機械能”一章中“機械能及其轉化”的內容中有一類關于“蹦極”類的問題，是中考常見的考試題型，學好它對提高中考成績和掌握功和機械能這部分物理知識有重要幫助。

關鍵詞：初中物理；機械能；轉化；蹦極

在初中物理學習中，“機械能及其轉化”這節知識是教學的重點內容，特別是有關“蹦極”類的問題既是教學重難點問題，又是歷年中考熱點題型。“蹦極”類問題包含的知識面較為廣泛，筆者結合初中物理教學實踐對此類問題進行總結和分析，以期對物理教學有所幫助。

一、蹦極的物理原理分析

蹦極本身是一項人們非常喜愛的健身娛樂運動。在蹦極運動中包含重要的物理原理，只有深入了解蹦極中的物理原理才能更好地研究和解決蹦極類問題。下面以模擬蹦極小實驗為例來分析物理原理：如圖1所示，把一根橡皮筋一頭系上小石塊，另一頭固定于支架的A點，橡皮筋在不掛石塊自然下垂時下端位置是B點，橡皮筋在系上石塊靜止時所處的位置是E點，小石塊從最高點A處做自由落體運動，下落時能夠達到的最低位置是C點。

物理原理分析：（1）AB段能量變化情況：在石塊下落過程中，包含動能、重力勢能、彈力勢能相互轉化的過程。這一段橡皮筋沒有發生形體變化，自然就不會有彈性勢能，只有重力勢能和動能之間的轉化。在石塊下落過程中，重力勢能減小，而動能逐漸增加，因此，AB這一段過程是石塊重力勢能轉化為動能的過程；

（2）BE段能量變化情況：在這一段橡皮筋的長度增加，彈性勢能開始增加，而重力勢能還在逐漸減小，在E點位置時，橡皮筋的拉力等于石塊重力，在這一段橡皮筋的拉力小于石塊重力，而石塊下落時速度加快，動能增加，因此，BE段是石塊的重力勢能轉變成石塊的動能和橡皮筋的彈力勢能；（3）EC段能量變化情況：石塊重力勢能仍在減小，橡皮筋的彈力勢能仍在增加，但在此段中，橡皮筋對石塊的拉力要比石塊的重力大，石塊做減速運動，動能逐漸減小，因此，這一段主要是石塊的重力勢能和動能轉變成橡皮筋的彈力勢能這一過程。

二、蹦極的物理原型題

根據上面對蹦極過程的物理原理分析，引出如下關于蹦極的物理問題：

例題1：石塊從起始點A開始下落到達最低點C的整個下落過程中，以下哪個說法是正確的（ ）

（1）石塊的動能一直在持續增加；（2）石塊下落時減少的重力勢能全部轉變成了動能；（3）石塊在落到C點時，其動能為零；

（4）石塊下落中經過B點時，橡皮筋已經具有彈性勢能；（5）石塊從A點降落到C點的過程中它的機械能總是在增加；（6）石塊從A點到C點的過程中其機械能總是在減少；（7）石塊在降落中減少的重力勢能都全部轉變成了動能；（8）石塊在降落到C點時，受到平衡力的作用；（9）石塊從A點降落到B點的過程中受到重力和彈力的作用；（10）從A點降落到C點的過程中，石塊的速度先增大后減小。

解析：根據以上的分析可知，只有第（3）個說法是正確的。解答此類蹦極問題，只有對上述問題全部理解掌握了其能量的相互轉化過程，才能準確解答。

三、蹦極類的相似引申題

蹦極類的題目范圍比較廣，許多題目跟蹦極類似，或者是由蹦極題目引申變化而來的，萬變不離其宗，只要掌握了蹦極的物理原理就能較好解決此類問題。舉例如下：

例2（引申題）（2015.河北）如圖2所示，將一個木塊放在彈簧上，用手壓木塊，彈簧被壓縮。松開手，木塊豎直向上飛起直到最高點。下列說法正確的是（ ）

A.手壓木塊時，手對木塊的壓力與彈簧對木塊的支持力是一對平衡力；

B.彈簧恢復原狀過程中，彈性勢能不變；

C.木塊在沒有離開彈簧前，所受彈力方向豎直向上；

D.木塊到達最高點時，只受到重力作用。

解析：此題與蹦極類似，運用蹦極的知識，非常容易解答，正確答案是D。

在蹦極類問題中涉及初中物理中的機械能與轉化知識，也就是重力勢能、動能、彈性勢能這三者之間的轉換過程，只要遵循機械能守恒這個定律，就不難解答此類試題。

參考文獻：

[1]許春梅.初中物理科學探究類試題分析及教學研究[D].蘇州大學，2013.

[2]曾平飛.物理實驗試題評價科學化初探[D].廣西師范大學，2003.

編輯 趙飛飛