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.
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.
(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.
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.