Question

【題目】在杭州樂園中有一個(gè)游戲叫終極跳樓機(jī)（見圖）．人坐在機(jī)器上先由電機(jī)牽引快速上升到約30米的高空，再在約2.5秒鐘左右時(shí)間內(nèi)從30米高空自由下落到地面，這個(gè)游戲具有強(qiáng)烈的刺激性．設(shè)一位參與該游戲的人的重力為500N，在自由下落時(shí)，不考慮空氣阻力的影響，人對(duì)座椅的壓力為 N，當(dāng)人離地面很近時(shí)該游戲機(jī)迅速減速下落，此時(shí)人對(duì)座椅的壓力 500N（選填“等于”、“大于”或“小于”）．請(qǐng)說出該游戲機(jī)在工作時(shí)兩種能量變化．

（1）

（2） ．

Answer 1

【答案】0；大于；（1）電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；（2）重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．

【解析】

試題分析：（1）人在自由下落時(shí)，重力全部用于做加速運(yùn)動(dòng)，不會(huì)對(duì)支撐面發(fā)生擠壓，故人對(duì)座椅的壓力為0N，此時(shí)人處于完全失重狀態(tài)；當(dāng)人離地面很近時(shí)該游戲機(jī)迅速減速下落，要使得人也做減速運(yùn)動(dòng)，座椅對(duì)人施加的支持力必須大于人的重力（人處于超重狀態(tài)），根據(jù)壓力和支持力是一對(duì)相互作用力可作答．

對(duì)失重、超重現(xiàn)象的正確理解：物體的重力不是真的減小或增大了，只是對(duì)支撐面的壓力減小或增大了；若觀察此時(shí)磅秤的示數(shù)，則會(huì)感覺物體“完全失去重力”或“失去了部分重力”或“重力增加了”．

（2）根據(jù)題中的運(yùn)動(dòng)過程和現(xiàn)象，可以從動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化以及電能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化來解題．

解：（1）人在自由下落時(shí)，重力全部用于做加速運(yùn)動(dòng)，不會(huì)對(duì)支撐面發(fā)生擠壓，故人對(duì)座椅的壓力為0N（此時(shí)人處于完全失重狀態(tài)）．

當(dāng)該游戲機(jī)迅速減速下落時(shí)，要人也做減速運(yùn)動(dòng)，座椅對(duì)人施加的支持力必須大于人的重力，而支持力與壓力是一對(duì)相互作用力，故人對(duì)座椅的壓力必須大于人的重力，即此時(shí)人對(duì)座椅的壓力大于500N．

人向下做減速運(yùn)動(dòng)，受力情況如圖所示：

（2）①人坐在機(jī)器上先由電機(jī)牽引快速上升到約30米的高空，電機(jī)消耗了電能，人的機(jī)械能增大，故該過程中電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；

②人在自由下落時(shí)，高度減小，重力勢(shì)能減小，而速度增大，動(dòng)能增大，故該過程中重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．

故答案為：0；大于；（1）電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；（2）重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．