Question

22、如圖所示，過山車在開始旅行時，是靠一個機械裝置推上最高點的，在第一次下行后，就沒有任何裝置為它提供動力了．像所有列車一樣，過山車也安裝了機械制動裝置，使它在結束行程或在緊急情況下能夠準確地停下來．
在過山車運行的過程中回答以下問題：
（1）過山車通過A點向上運動過程中，動能與勢能是如何轉化的？
（2）后面的“小山丘”設計的比開始時的“小山丘”低，為什么？
（3）過山車像所有列車一樣，也安裝了機械制動裝置，在結束行程后能夠準確地停下來，當過山車停下時是不是“能量消失了”？請解釋．

Answer 1

分析：（1）從影響能量大小的因素來分析能量的變化，找到能量轉化的方向．
（2）過山車與軌道間有摩擦，由于摩擦，機械能不守恒，出現機械能和內能之間的轉化．
（3）過山車上的機械制動裝置能夠強力使其停止下來，機械能減少轉化為內能．

解答：解：（1）過山車通過A點向上運動時，過山車的速度越來越小動能減小，但所處高度增大重力勢能增大，此過程中動能轉化為重力勢能．
（2）因為過山車在下滑后過山車由于摩擦能量會有一部分轉化為內能，所以能量會越來越小，因此必須使后來的小山丘高度越來越低才可以保證能夠通過．
（3）過山車安裝了機械制動裝置，在結束行程后能夠準確地停下來，并不是能量消失了，而是它的能量發生了轉化，它的機械能轉化為了內能．
故答案為：
答：（1）過山車通過A點向上運動過程中，動能轉化為重力勢能．
（2）在運動的過程中受到阻力，有部分機械能損失（或機械能轉化為其他形式的能或內能），機械能減少，不能再上升到原來的高度，所以后面的“小山丘”設計的比開始時的“小山丘”低．
（3）能量沒有消失，是機械能轉化為內能．

點評：能量既不會創生，也不會消失，只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總量保持不變．