解析:因为跳伞运动员的质量是一定的,在打开降落伞之前下落过程中,速度增大,高度降低,所以运动员的动能变大;又因为跳伞运动员的高度不断减小,因此,跳伞运动员的重力势能减小。
答案:正确选项为C。
说明:此题的过程简单,题意明朗。但若不能仔细分析亦可能出现错误。如"在打开降落伞之前下落过程中"意味着速度变大,速度变大意味着动能变大;同时,不要认为一个物体的重力势能减小或增大,它的动能就一定增大或减小。这种"定势"是要努力克服的。因此,要针对题设的物理情景进行分析,挖掘已知条件和隐含条件,找到其联系,从而做出正确的答案。
[例5] 一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升,在整个过程中,乒乓球机械能转化的情况是( )
A. 势能→动能→势能
B. 动能→势能→势能
C. 动能→势能→动能→势能→动能
D. 势能→动能→势能→动能→势能
解析:乒乓球在高处,由于被举高具有势能。在下落过程中,高度降低,速度增大,在撞击地面前,球的全部势能转化为动能。在撞击地板的一瞬间,由于球发生形变,球的动能转化为球的弹性势能。球在恢复形变的过程中,弹性势能又转化成动能,使球产生一个反方向的速度(如不考虑能的损失,则此速度与球撞击地板前的速度大小相同),向上跳起。在上升的过程中,动能又逐渐转化成势能,直至动能为零。从下落到反跳的全过程中,经历的能量变化过程是:重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能。
答案:正确选项为D。
说明:在解答同一物体的重力势能和动能之间的转化问题时,由于同一物体质量一定,所以重力势能和动能的变化,主要表现在离地面的高度与速度的大小变化。
[例6] 小方和小明皆购买了同类的橡皮球。小明说:"我的球的弹力比你的好。"小方回答说:"我希望你能证实你的说法。"请你给小明出主意,他该怎么办?( )
A. 让两只球于离地等高处自由落下,比较两只球反弹的高度
B. 把两只球向墙掷去,比较两只球反弹时离墙的距离
C. 让两只球于离地不同高度处自由下落,比较两只球反弹的高度
D 把两只球向地面掷去,比较两只球反弹的高度
分析:本题采用的方法是通过实验去比较两球的弹力,球弹起越远当然弹力就越大。但B、C、D所采用的方法中都没有注意控制使两球的初始速度和高度都相同,因此它们反弹的距离除与球本身的弹力有关外,还与它们初始具有的能量有关。所以只有A正确。
解答:正确选项为A。
说明:本题直接考查科学实验中控制变量的方法。在有多种因素影响实验结果时,只有对变量进行有效的控制,排除了其它因素的影响,才能得出客观的结论。
【模拟试题】
(答题时间:40分钟)
一、 填空题
1. 物体所具有的动能的大小跟它的______和______有关。
2. 物体所具有的重力势能的大小跟它的______和______有关;物体所具有的弹性势能跟______有关。
3. 两人同时乘坐在一辆汽车里,其中质量较小的人,动能较______;两人同时爬上一座高塔,其中质量较大的人,势能较______。