格物学 力学机械能守恒定律及其条件

机械能守恒定律的其他应用-机械能守恒定律及其条件知识点回顾进阶自测题解析-甘肃省等高中物理,平均正确率38.0%

2025-09-08
机械能守恒定律的其他应用-机械能守恒定律及其条件知识点回顾进阶自测题解析-甘肃省等高中物理,平均正确率38.0%
2、['物体动能的比较', '受力分析', '弹簧弹力做功与弹性势能的变化', '牛顿第二定律的简单应用', '机械能守恒定律的其他应用']

正确率40.0%蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动.北京青龙峡蹦极跳塔高度为$${{6}{8}}$$米,身系弹性蹦极绳的蹦极运动员从高台跳下,下落高度大约为$${{5}{0}}$$米.假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点.下列说法正确的是(

D

A.运动员到达最低点前加速度先不变后增大

B.蹦极过程中,运动员的机械能守恒

C.蹦极绳张紧后的下落过程中,动能一直减小

D.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力一直增大

分析蹦极运动过程:运动员从高台自由下落约50米后,蹦极绳开始张紧,之后进入减速阶段。

设蹦极绳原长为$$L_0$$,劲度系数为$$k$$,重力加速度为$$g$$。

A选项:加速度变化

自由下落阶段:加速度$$a = g$$(恒定)

绳张紧后:受重力$$mg$$和弹力$$F = k(x - L_0)$$作用,加速度$$a = g - \frac{{k}}{{m}}(x - L_0)$$

随着下落距离$$x$$增大,弹力增大,加速度减小(方向仍向下);过平衡点后加速度反向增大。因此加速度先不变后减小再增大。

B选项:机械能守恒

绳张紧后存在弹性势能,机械能守恒(忽略空气阻力)。但绳张紧瞬间有能量损耗(非完全弹性碰撞),实际不严格守恒,但题目假定可忽略,应视为守恒。

C选项:动能变化

绳张紧后:动能先增大至平衡位置(速度最大),后减小至最低点(速度为零)。因此不是一直减小。

D选项:弹力变化

绳张紧后:弹力$$F = k(x - L_0)$$,随下落距离$$x$$增大而线性增大,直至最低点。

正确选项:D(弹力一直增大)

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