Question

19．用繩子把一個鐵鎖懸掛起來．把鐵鎖拉到剛好貼著自己的鼻子，穩定后松手，頭不動（如圖所示），鐵鎖由開始位置a沿弧線ac向另一側的最高點c運動，然后再從c往回運動．
（1）從a點到最低點b點的過程中，鐵鎖的動能、重力勢能如何變化？
（2）從能的轉化和守恒角度分析鐵鎖擺回時能否碰到鼻子．
（3）在此過程中，機械能是否守恒？能的總量是否守恒？

Answer 1

分析 ①從a點到最低點b點的過程中，判斷鐵鎖的動能、重力勢能如何變化，從動能和重力勢能的影響因素考慮：
②動能大小的影響因素：質量、速度．質量越大，速度越大，動能越大．
重力勢能大小的影響因素：質量、被舉的高度．質量越大，高度越高，重力勢能越大．
③鐵鎖在擺動過程中，克服摩擦做功，有一部分機械能轉化為內能；只有在不計能量損失的情況下，機械能才守恒；根據能量守恒定律分析能的總量的變化．

解答 解：（1）鐵鎖從a點到最低點b點的過程中，質量不變，高度減小，重力勢能減小；速度增大，動能增大．
（2）鐵鎖從a點到b點、c點再回擺時，有一部分機械能轉化為內能，機械能減小了，故不會碰到鼻子．
（3）由以上分析可知，鐵鎖在擺動的過程中存在能量的損失，機械能不守恒；由能量守恒定律可知，能的總量是守恒的．
答：（1）由a點到b點時，重力勢能減少，動能增加；
（2）不會碰到鼻子；
（3）機械能不守恒；能的總量是守恒的．

點評 （1）掌握動能、重力勢能、彈性勢能的影響因素．
（2）能判斷動能、重力勢能、彈性勢能、機械能的變化．