物理:蹦床问题从最低点向上弹时,速度是不是先增加后减小。 整个过程中,人的机械能变化情况?

物理:蹦床问题从最低点向上弹时,速度是不是先增加后减小。
整个过程中,人的机械能变化情况?

可以建立一个类似的模型,蹦床相当于弹簧,如图1所示:弹簧处于原长即A点,图2是加物体后处于平衡状态,在B点,即弹力T=重力G,图3是物体在最低点的情况,在C点,弹簧的压缩量是最大的,即弹力T>重力G。

人在最低点C开始,此时弹力T>重力G,人加速上升,速度增加,动能增加,重力势能增加,弹性势能减少。整个系统的机械能是守恒的。人的机械能即动能和重力势能之和在增加。在B点之前,弹力虽然在减小,但是仍然大于重力,即加速度在减小,但是速度在增加,因为加速度的方向与速度方向相同。

在B点时,即弹力T=重力G,加速度a=0,速度不再增加,是最大,此时还没有离开弹簧,由于惯性,人会继续上升,弹簧的压缩量继续减小,即弹力继续减小,此时弹力小于重力,人的合力向下,加速度向下,速度向上,所以人开始减速,此时弹性势能在减小,动能开始减小,重力势能增加,系统的总的机械能守恒,人的人的机械能即动能和重力势能之和在增加,是弹性势能转换来的。

运动到A点时,弹簧恢复原长,弹力为0,以后由于惯性,继续上升,只受重力,做减速运动,动能减小,重力势能增加,人的机械能不变。

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第1个回答  2012-06-20
我们分两个阶段讨论
第一个阶段。
人从蹦床最低点到离开蹦床,也就是蹦床原来被人压出个坑到蹦床把人弹出去。
这个阶段人开始时把蹦床压得最低,速度为零,人受到的蹦床的支持力大于重力,人向上做加速运动,但是注意。随着人向上飞,蹦床也向上,弹力就会越来越小,你想啊,到了平整的时候弹力明显为零,所以这一阶段必然有某一时刻弹力和重力等大反向。所以人在开始时到这一时刻,弹力向上大于重力,从这一时刻到平整时弹力向上小于重力,并且弹力是一直变小的。(我看了前两个解答,在这里都说的不明不白,因为他们的意思是人离开蹦床时速度达到最大值,但是人其实在离开蹦床之前的某一时刻,弹力等于重力的时候速度已经最大,其后就减速了)所以人的加速度就会先向上减小,然后向下增大,到离开时加速度向下等于g人在这阶段先加速后减速。
第二个阶段。
从蹦床平整到人飞到最高点,因为蹦床和人不再接触的时候,加速度向下等于g,并不再改变了,有一个向上的初速度。这就很明显是竖直上抛问题。我想不用说了吧。

整个过程中,弹性势能减小,转化成动能和重力势能。重力势能一直增加,动能先为零,然后在上文说的“某时刻”达到最大,因为速度最大,然后随着减速转化成重力势能。最高点弹性势能,0,动能,0,重力势能最大。而且根据能量守恒,这时候的重力势能一定等于最初的弹性势能。
第2个回答  2012-06-20
试想一下,最低点速度为0,最高点速度亦为0,则必然会经过一个先增加后减小的过程(还可以从受力的角度解释)
人的机械能变化需从外力做功角度考虑,在离开蹦床前,支持力一直做正功,人的机械能不断增加,离开后保持不变.(在不计其他阻力的情况下)
第3个回答  2012-06-20
从最低点向上弹,蹦床的弹力使人速度增加,但维持的时间很短,一直到人的脚离开蹦床。然后人再受重力作用,速度不断减小。所以速度先增加后减小。
在这个过程中,人的动能转化为了重力势能。
因为速度和质量决定动能,速度减小,动能当然减小。本回答被提问者和网友采纳
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