初中物理蹦极类试题分析

2017-06-29薛峰

新课程·中学 2017年4期

薛峰

（江苏省海安县城南实验中学）

摘要：初中物理“功和机械能”一章中“机械能及其转化”的内容中有一类关于“蹦极”类的问题，是中考常见的考试题型，学好它对提高中考成绩和掌握功和机械能这部分物理知识有重要帮助。

关键词：初中物理；机械能；转化；蹦极

在初中物理学习中，“机械能及其转化”这节知识是教学的重点内容，特别是有关“蹦极”类的问题既是教学重难点问题，又是历年中考热点题型。“蹦极”类问题包含的知识面较为广泛，笔者结合初中物理教学实践对此类问题进行总结和分析，以期对物理教学有所帮助。

一、蹦极的物理原理分析

蹦极本身是一项人们非常喜爱的健身娱乐运动。在蹦极运动中包含重要的物理原理，只有深入了解蹦极中的物理原理才能更好地研究和解决蹦极类问题。下面以模拟蹦极小实验为例来分析物理原理：如图1所示，把一根橡皮筋一头系上小石块，另一头固定于支架的A点，橡皮筋在不挂石块自然下垂时下端位置是B点，橡皮筋在系上石块静止时所处的位置是E点，小石块从最高点A处做自由落体运动，下落时能够达到的最低位置是C点。

物理原理分析：（1）AB段能量变化情况：在石块下落过程中，包含动能、重力势能、弹力势能相互转化的过程。这一段橡皮筋没有发生形体变化，自然就不会有弹性势能，只有重力势能和动能之间的转化。在石块下落过程中，重力势能减小，而动能逐渐增加，因此，AB这一段过程是石块重力势能转化为动能的过程；

（2）BE段能量变化情况：在这一段橡皮筋的长度增加，弹性势能开始增加，而重力势能还在逐渐减小，在E点位置时，橡皮筋的拉力等于石块重力，在这一段橡皮筋的拉力小于石块重力，而石块下落时速度加快，动能增加，因此，BE段是石块的重力势能转变成石块的动能和橡皮筋的弹力势能；（3）EC段能量变化情况：石块重力势能仍在减小，橡皮筋的弹力势能仍在增加，但在此段中，橡皮筋对石块的拉力要比石块的重力大，石块做减速运动，动能逐渐减小，因此，这一段主要是石块的重力势能和动能转变成橡皮筋的弹力势能这一过程。

二、蹦极的物理原型题

根据上面对蹦极过程的物理原理分析，引出如下关于蹦极的物理问题：

例题1：石块从起始点A开始下落到达最低点C的整个下落过程中，以下哪个说法是正确的（）

（1）石块的动能一直在持续增加；（2）石块下落时减少的重力势能全部转变成了动能；（3）石块在落到C点时，其动能为零；

（4）石块下落中经过B点时，橡皮筋已经具有弹性势能；（5）石块从A点降落到C点的过程中它的机械能总是在增加；（6）石块从A点到C点的过程中其机械能总是在减少；（7）石块在降落中减少的重力势能都全部转变成了动能；（8）石块在降落到C点时，受到平衡力的作用；（9）石块从A点降落到B点的过程中受到重力和弹力的作用；（10）从A点降落到C点的过程中，石块的速度先增大后减小。

解析：根据以上的分析可知，只有第（3）个说法是正确的。解答此类蹦极问题，只有对上述问题全部理解掌握了其能量的相互转化过程，才能准确解答。

三、蹦极类的相似引申题

蹦极类的题目范围比较广，许多题目跟蹦极类似，或者是由蹦极题目引申变化而来的，万变不离其宗，只要掌握了蹦极的物理原理就能较好解决此类问题。举例如下：

例2（引申题）（2015.河北）如图2所示，将一个木块放在弹簧上，用手压木块，弹簧被压缩。松开手，木块竖直向上飞起直到最高点。下列说法正确的是（）

A.手压木块时，手对木块的压力与弹簧对木块的支持力是一对平衡力；

B.弹簧恢复原状过程中，弹性势能不变；

C.木块在没有离开弹簧前，所受弹力方向竖直向上；

D.木块到达最高点时，只受到重力作用。

解析：此题与蹦极类似，运用蹦极的知识，非常容易解答，正确答案是D。

在蹦极类问题中涉及初中物理中的机械能与转化知识，也就是重力势能、动能、弹性势能这三者之间的转换过程，只要遵循机械能守恒这个定律，就不难解答此类试題。

参考文献：

[1]许春梅.初中物理科学探究类试题分析及教学研究[D].苏州大学，2013.