人在高空彈跳過程中,繩子剛拉緊時速度最大?中考物理必錯題歸納

初三學生幾乎都沒有或者說不敢玩高空彈跳遊戲,甚至很多學生連蹦床也沒玩過,由於缺少這種經驗,因此初三生做此類題時也就只能依靠情景想象和推理了。

“高空彈跳”和“蹦床”問題可以說在中考物理題中不太常出現,但是一旦出現,就會使大量中考生出錯,此類題由於與高中物理中力學知識聯絡特別緊密,因此屬於偏難問題!

如果問初三學生:“人在高空彈跳過程中,繩子剛拉緊時速度最大?”相信多數初三學生都認為這是正確的,實際上完全不對!因此這一問題成為最易錯、最難想象最讓初中生困擾的物理問題!

人在高空彈跳過程中,繩子剛拉緊時速度最大?中考物理必錯題歸納

實際上,多數高中生初次詳細分析此類題的受力情況以及運動情況時也會遇到思維障礙,導致他們經常出錯,更不用說還沒有接觸任何加速度知識以及牛頓第二定律的初三學生了。

在各地中考物理題中,此題會時不時的出現,因此,初三的同學們非常有必要從初中物理的角度理解並掌握相關規律、結論!以防在中考物理題中突然出現措手不及。

有關高空彈跳和蹦床有三大問題在中考題中常考:

1.【能量是如何轉化的?各種能量的最值在哪個位置?】

2.【速度大小是如何變化的?】

3.【什麼位置速度最大?】

我們先來分析一下高空彈跳中的物理知識,詳情如下圖:

人在高空彈跳過程中,繩子剛拉緊時速度最大?中考物理必錯題歸納

人在高空彈跳的過程中,從最高處下落,剛開始彈性繩是鬆弛的,因此人不受向上的彈力,只受重力,所以,加速下落;

當彈性繩剛好繃緊時,彈力依然為零,因此人在此位置依然只受重力,所以繼續加速下落;

隨著彈性繩的伸長,形變數逐漸變大,繩的向上的彈力也變大,但是隻要彈力小於重力,合力就向下,速度也向下,合力是人下落的動力,人就繼續加速下落;

直到彈性繩伸長到一個特殊位置,

彈力等於重力的位置,人受力平衡,速度達到最大值

(人在此位置之前加速下落,在此位置之後減速下落,所以此位置速度最大)!

此後,人由於慣性繼續下落,彈力繼續增大,此後的下落過程中,彈力大於重力,而且人越往下落,彈力越大,合力向上,速度向下,合力阻礙人的運動,人在此過程中減速下落。

當人的速度減小到零,到達最低點!

人在高空彈跳過程中,繩子剛拉緊時速度最大?中考物理必錯題歸納

好,以上分析解決了“速度變化問題”和“”最大速度的位置問題”。接下來,我們分析一下整個過程中的能量轉化:

人在最高點時,速度為零,因此動能為零,位置最高,因此重力勢能最大,彈性繩沒有發生彈性形變,因此彈力勢能為零。

下落過程中,人的高度一直降低,因此人的重力勢能一直變小;速度先變大後變小,因此人的動能先變大後變小;彈性繩的伸長量逐漸變大過程中,彈性勢能逐漸變大;人到達最低點後,伸長量達到最大,彈性繩的彈性勢能達到最大值!

如果不計任何阻力,整個過程中,人和彈性繩組成的系統機械能守恆,人在最高點的重力勢能有一部分轉化成下落過程中的動能和繩中的彈性勢能,最終全部轉化為最低點的彈性繩子的彈性勢能!

即最高點的重力勢能等於最低點的彈性勢能!

我們接著來看一下蹦床中的物理知識,詳情分析如下:

人在高空彈跳過程中,繩子剛拉緊時速度最大?中考物理必錯題歸納

有關蹦床,總的運動過程和受力情況與高空彈跳類似。

但是,也有不同的地方,高空彈跳時的彈性繩是伸長的,蹦床時的彈簧是壓縮的。

二者共同之處在於:都是重力等於彈力時,速度最大!從高處下落時,都是先加速後減速;重力勢能都是一直在減小;動能都是先增大後減小;彈性勢能都是從開始繃緊後就一直增大!

如果不計任何阻力,那麼高空彈跳和蹦床系統都滿足機械能守恆。人在最高點的重力勢能等於人在最低點時的彈性繩和彈簧的彈性勢能!

以上就是對“蹦床”和“高空彈跳”這兩種物理問題的分析,希望能對正在初三拼搏衝刺的同學們有所幫助。

初中生朋友們,尤其是臨近中考的初三畢業班的同學們,多總結歸納錯題吧!只有錯題才是最有價值的題,只有研究錯題才能最快速提高物理成績!

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