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机械能及其转化

“蹦极”是一项很有挑战性的运动。如图所示,蹦极者将一根有弹性的绳子系在身上,另一端固定在跳台上。蹦极者从跳台跳下,落至图中a点时弹性绳刚好被拉直,下落至图中b点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,图中c点是蹦极者所能达到的最低点。在蹦极者从离开跳台到第一次运动到最低点的过程中(忽略空气阻力),下列说法正确的是(    )

  • A.在a点时,蹦极者的动能最小
  • B.在b点时,弹性绳的弹性势能最小
  • C.从a点运动到c点的过程中,蹦极者的动能一直在增加
  • D.从a点运动到c点的过程中,蹦极者的机械能不断减小

答案

正确答案:D

知识点:机械能守恒  

解题思路


A:蹦极者从最高点到a时,重力势能转化为动能,重力势能越来越小,动能越来越大;故A说法错误。
B:蹦极人下落过程中,弹性绳从a点被拉长,到c点最长,即弹性势能最大,所以在a点以上弹性势能最小,在c点弹性势能最大,故B错误。
C:从a点到b点的过程中,受到向下的合力做加速运动,所以速度越来越快,动能越来越大;在b点时,合力为零;在b点以下,受到向上的合力做减速运动,速度越来越小,动能越来越小,最低点时速度为零。所以蹦极者从a到b过程中,动能增大;在b到c的过程中动能减少,在c点动能为零,故C错误。
D:从a点到c点的运动过程中,只有重力和绳子的弹力做功,蹦极者和弹性绳的总机械能守恒;由B选项知弹性绳的弹性势能增大,即弹性绳的机械能增大,所以蹦极者的机械能减少,故D正确。
故选D。

易错点

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