Question

關(guān)于機(jī)械能在生活中的應(yīng)用：
（1）建高樓時(shí)首先要打好地基．原相同高度的相同地樁，經(jīng)打擊后某一瞬時(shí)三個(gè)地樁所處的位置如圖所示．由此可知，打樁時(shí)，三個(gè)重錘中______錘的做功本領(lǐng)最大．如果A、B兩錘的質(zhì)量相同，則剛開(kāi)始下落時(shí)，______錘的高度要低一些．如果B、C兩錘剛下落時(shí)的高度相同，則______錘的質(zhì)量要大一些．

（2）如何有效地提高能量利用率是人類(lèi)所面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)．下圖是某輕軌車(chē)站的設(shè)計(jì)方案示意圖，該圖表明與站臺(tái)前后連接的軌道都有一個(gè)小坡度．請(qǐng)你說(shuō)明這種設(shè)計(jì)可以節(jié)能的理由：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）解決此題要知道重錘打樁，是重錘的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為木柱下陷時(shí)克服摩擦力做功產(chǎn)生的內(nèi)能，重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，質(zhì)量越大、高度越高，重力勢(shì)能就越大；
（2）考查物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化的問(wèn)題；物體上升時(shí)物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大．物體下降時(shí)物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大．
解答：解：（1）木柱下陷的深度越深，表明重錘做功的本領(lǐng)越大，所以B錘的做功本領(lǐng)最大；
①A、B相比，A下陷的較淺，表明A錘的重力勢(shì)能較小，如果A、B兩錘的質(zhì)量相同，則剛開(kāi)始下落時(shí)，A錘的高度要低一些；
②B、C相比，B下落的更深，表明B錘的重力勢(shì)能更大，如果B、C兩錘剛下落時(shí)的高度相同，則B的質(zhì)量要大一些；
答：B、A、B．
（2）①在地鐵進(jìn)站時(shí)，車(chē)要停下來(lái)，而車(chē)此時(shí)是有很大的動(dòng)能的，若剎車(chē)，就把這些動(dòng)能轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能而損耗了，若進(jìn)站時(shí)讓車(chē)上坡，把動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能貯存起來(lái)，這樣就減小因剎車(chē)消耗的機(jī)械能；
②地鐵在出站時(shí)，車(chē)原來(lái)處于靜止沒(méi)有動(dòng)能，需要消耗燃料的化學(xué)能才能啟動(dòng)，運(yùn)動(dòng)起來(lái)，若利用下坡，則可以把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，便于啟動(dòng)，節(jié)省了燃料，起到節(jié)能的作用．
答：車(chē)進(jìn)站時(shí)的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，減小因剎車(chē)消耗的機(jī)械能；車(chē)出站時(shí)儲(chǔ)存的重力勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，起到節(jié)能的作用．
點(diǎn)評(píng)：（1）影響重力勢(shì)能的因素有質(zhì)量和高度，研究時(shí)要采用控制變量法的思想；
（2）考查了動(dòng)能和重力勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化的應(yīng)用．物體重力勢(shì)能和動(dòng)能的相互轉(zhuǎn)化，關(guān)鍵是看物體的速度和高度怎么變化．