蕩 秋 千
蕩秋千是一項古老的休閑體育運動,蕩秋千有兩種方法,一種是蕩秋千的人坐在踏板上,由另外的人推或拉,即《荊楚歲時記》上說的“推引之”,也就是秋千在來回擺動到一定的位置,有人順著秋千的運動方向推或拉一把,這樣秋千就蕩得越來越高.但是這種方法大多對于比較小的孩子適用.另一種蕩秋千的方法就像王建詩中說的那樣,覺得“旁人送上那足貴”.她們不滿足于當由別人“推引”的“士女”,而要自己蕩起來.“爭勝難為休”,而且要蕩得越來越高,直到“回回若與高樹齊”才心滿意足.人把秋千越蕩越高,似乎說明了機械能是不守恒的而且是不斷增加的.那么這個機械能的增量到底是來自何處的呢?
讓我們來模擬、探究一下第二種蕩秋千方法中包含的物理原理,如圖,在支架上拴兩根繩子,下面系一塊木板,再在木板上鑿一個小孔,然后再用一根細繩穿過木板,一端系一個大砝碼,代替蕩秋千的人,另一端通過裝在支架上方的小孔,用手拉住.假如拉住系在砝碼的繩子上的手不動,讓秋千擺動起來,那么擺動幾次以后秋千就漸漸地擺不動了.假如秋千擺動以后,我們這樣來控制砝碼的運動:當秋千經(jīng)過最低點并且開始升高時,用力拉細繩的一端,使砝碼上升一小段距離;當秋千到達最高點并開始向下擺動的時候,把細繩放松,讓砝碼下降一小段距離.這樣反復(fù)進行,秋千的擺動幅度就不再減小,而是逐漸增大,越擺越大了.
閱讀短文后請思考:
(1)如果拉住系在砝碼的繩子上的手不動,讓秋千擺動起來,當秋千從最低點到最高點的過程中,能量的轉(zhuǎn)化情況是______;在最高點時,如果秋千和砝碼受到的力全部消失,那么,砝碼會______.
(2)如果人站在秋千上,不靠外力做功,要讓秋千越蕩越高,那么蕩秋千的人應(yīng)在秋千運動到最低點時______,到了最高點后______,以后重復(fù)上面的動作,即秋千越蕩越高.
解:(1)秋千從最低點往最高點蕩的過程中,重力勢能增大,動能減小,所以是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能;
在最高點時,如果秋千和砝碼受到的力全部消失,那么,砝碼會保持原來的靜止狀態(tài);
(2)如果人站在秋千上,不靠外力做功,要讓秋千越蕩越高,那么蕩秋千的人應(yīng)在秋千運動到最低點時站起來,使重心升高,使重力勢能轉(zhuǎn)化為更過多動能;到了最高點后,蹲下來,降低重心,使動能轉(zhuǎn)化為更多的重力勢能,上升的更高.
故答案為:(1)動能轉(zhuǎn)化為重力勢能;靜止;(2)站起來,使重心升高;蹲下來,使重心降低.
分析:(1)動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,秋千從最低點時動能最大,重力勢能最小,往最高點蕩的過程中,重力勢能增大,動能減小;在最高點時,秋千和砝碼處于靜止狀態(tài),此時秋千和砝碼受到的力全部消失,那么它將保持原狀態(tài)不變;
(2)重力勢能的大小和物體的高度有關(guān),重心越高,重力勢能越大.
點評:此題主要考查的是學生對能量轉(zhuǎn)化情況的理解和掌握,基礎(chǔ)性題目.