Question

14．體育中考臨近，同學(xué)們正在加緊訓(xùn)練，其中投實心球是重點訓(xùn)練項目之一．
（1）已知實心球質(zhì)量為2千克，小明的質(zhì)量為58千克，每只腳與地面的面積是200cm²，則小明手握實心球站在水平地面時，腳對地面的壓強為多大？g取10N/kg
（2）圖甲是投擲實心球的場景（不計空氣阻力）．小明分析了實心球自脫手至落地過程的能量轉(zhuǎn)化，畫出了其勢能的大小隨時間變化的曲線如圖乙．班中其他同學(xué)也模仿著畫出此過程中實心球動能的大小隨時間變化的大致曲線如圖①②③，請選出其中正確的曲線②（填“①或②或③”），并說明理由．理由：實心球在上升的過程中，速度越來越小，動能越來越��；當(dāng)上升到最高點時，水平方向上速度不為零，仍然具有動能；在下落的過程中，速度越來越大，動能越來越大

Answer 1

分析 （1）水平面上物體的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出其大�。�當(dāng)小明手握實心球站在水平地面時，受力面積為兩只腳與地面的接觸面積之和，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強；
（2）影響動能的因素是物體的質(zhì)量和速度，質(zhì)量越大、速度越大，動能越大；
影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和高度，質(zhì)量越大、高度越大，重力勢能越大；
不計空氣阻力，動能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，機械能守恒．

解答 解：
（1）小明手握實心球站在水平地面時，腳對地面的壓力：
F=G_總=（m_球+m_人）g=（2kg+58kg）×10N/kg=600N；
小明手握實心球站在水平地面時，受力面積：
S=200cm²×2=400cm²=0.04m²，
腳對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{0.04{m}^{2}}$=1.5×10⁴Pa；
（2）實心球上升的過程中，速度越來越小，動能越來越��；當(dāng)上升到最高點時，水平方向上速度不為零，仍然具有動能；下落的過程中，速度越來越大，動能越來越大．
所以，動能是先減小，上升到最高點動能達到最小值但不為0，然后又增大；故圖①③錯誤，圖②正確．
答：（1）小明手握實心球站在水平地面時，腳對地面的壓強為1.5×10⁴Pa；
（2）②；實心球在上升的過程中，速度越來越小，動能越來越�。划�(dāng)上升到最高點時，水平方向上速度不為零，仍然具有動能；在下落的過程中，速度越來越大，動能越來越大．

點評 本題考查壓強的大小計算，根據(jù)動能和勢能的變化來判斷圖象，知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等，理解影響能量大小的因素和運動的過程是解題的關(guān)鍵，有一定難度．