几乎所有的初中生都没有或者不敢玩蹦极,甚至很多学生连蹦床都没玩过。因为缺乏这种经验,初中生在做这类题时只能依靠情境想象和推理。
“蹦极”和“蹦床”在中考物理试题中可以说是不多见的,但一旦出现,就会有大量的高中生犯错。因为它们与高中物理中的力学知识联系紧密,所以这些题很难!
如果你问初三的学生“人在蹦极的时候,绳子刚拉紧的时候是最快的?”我相信大多数初中生都认为这是正确的,但这是完全错误的!所以这个问题就成了初中生最容易出错、最难想象、最麻烦的物理问题!
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事实上,大多数高中生在第一次详细分析这类问题的受力和运动时都会遇到思维障碍,导致他们经常出错,更不用说没有接触过任何加速度知识和牛顿第二定律的初中生了。
这个问题会在各地中考物理试题中时有出现。所以初中生从初中物理的角度去理解和掌握相关的规律和结论是非常必要的!以防在中考物理试题中突然措手不及。
#期中考试经常考的蹦极和蹦床有三大题:
1.【能量是如何转化的?各种能量的最值在哪个位置?】
2.【速度大小是如何变化的?】
3.【什么位置速度最大?】
#我们先来分析一下蹦极的物理知识。详情如下:
在蹦极的过程中,人从最高点坠落。起初,弹性绳是松的,所以人不会受到向上弹力的影响,而只会受到重力的影响,所以下落速度更快。
*当弹性绳刚收紧时,弹力仍然为零,所以这个位置的人仍然只受重力影响,所以他们继续加速下落;
*随着弹性绳的伸长,变形逐渐变大,绳的向上弹性也变大,但只要弹性小于重力,合力就会向下,速度也会向下,合力是人摔倒的驱动力,人会继续加速摔倒;
*直到弹性绳伸展到一个特殊的位置,弹力等于重力的位置,人受力平衡,速度达到最大值(人在这个位置之前加速下落,在这个位置之后减速下落,所以这个位置的速度最高)!
*此后,人因惯性继续下跌,弹性继续增加。此后下落的过程中,弹性大于重力,人越下落弹性越大,合力向上,速度向下,阻碍了人的运动,人在下落的过程中速度变慢。
*当人的速度降到零时,就达到了最低点!
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好了,上面的分析解决了“变速问题”和“最大速度的位置问题”。接下来,我们来分析一下整个过程中的能量转化:
在最高点,速度为零,所以动能为零,位置最高,所以重力势能最大,弹性绳没有弹性变形,所以弹性势能为零。
在下落的过程中,人的高度不断降低,所以人的重力势能不断降低;速度先增后减,所以人的动能先增后减;当弹性绳的伸长逐渐增加时,弹性势能逐渐增加。人到最低点,伸长达到最大,弹性绳的弹性势能达到最大!
不考虑任何阻力,在整个过程中,人和弹性绳组成的系统机械能守恒,人在最高点的部分重力势能转化为下落过程中的动能和绳内的弹性势能,最后全部转化为弹性绳在最低点的弹性势能!
也就是说,最高点的引力势能相等
如果不考虑阻力,那么蹦极和蹦床系统都满足机械能守恒。人在最高点的重力势能等于弹性绳和弹簧在最低点的弹性势能!
以上是对“蹦床”和“蹦极”两个身体问题的分析,希望对初三正在奋力冲刺的同学有所帮助。
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