薛峰

（江蘇省海安縣城南實(shí)驗(yàn)中學(xué)）

摘 要：初中物理“功和機(jī)械能”一章中“機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化”的內(nèi)容中有一類關(guān)于“蹦極”類的問(wèn)題，是中考常見(jiàn)的考試題型，學(xué)好它對(duì)提高中考成績(jī)和掌握功和機(jī)械能這部分物理知識(shí)有重要幫助。

關(guān)鍵詞：初中物理；機(jī)械能；轉(zhuǎn)化；蹦極

在初中物理學(xué)習(xí)中，“機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化”這節(jié)知識(shí)是教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，特別是有關(guān)“蹦極”類的問(wèn)題既是教學(xué)重難點(diǎn)問(wèn)題，又是歷年中考熱點(diǎn)題型。“蹦極”類問(wèn)題包含的知識(shí)面較為廣泛，筆者結(jié)合初中物理教學(xué)實(shí)踐對(duì)此類問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)和分析，以期對(duì)物理教學(xué)有所幫助。

一、蹦極的物理原理分析

蹦極本身是一項(xiàng)人們非常喜愛(ài)的健身娛樂(lè)運(yùn)動(dòng)。在蹦極運(yùn)動(dòng)中包含重要的物理原理，只有深入了解蹦極中的物理原理才能更好地研究和解決蹦極類問(wèn)題。下面以模擬蹦極小實(shí)驗(yàn)為例來(lái)分析物理原理：如圖1所示，把一根橡皮筋一頭系上小石塊，另一頭固定于支架的A點(diǎn)，橡皮筋在不掛石塊自然下垂時(shí)下端位置是B點(diǎn)，橡皮筋在系上石塊靜止時(shí)所處的位置是E點(diǎn)，小石塊從最高點(diǎn)A處做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落時(shí)能夠達(dá)到的最低位置是C點(diǎn)。

物理原理分析：（1）AB段能量變化情況：在石塊下落過(guò)程中，包含動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。這一段橡皮筋沒(méi)有發(fā)生形體變化，自然就不會(huì)有彈性勢(shì)能，只有重力勢(shì)能和動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化。在石塊下落過(guò)程中，重力勢(shì)能減小，而動(dòng)能逐漸增加，因此，AB這一段過(guò)程是石塊重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過(guò)程；

（2）BE段能量變化情況：在這一段橡皮筋的長(zhǎng)度增加，彈性勢(shì)能開(kāi)始增加，而重力勢(shì)能還在逐漸減小，在E點(diǎn)位置時(shí)，橡皮筋的拉力等于石塊重力，在這一段橡皮筋的拉力小于石塊重力，而石塊下落時(shí)速度加快，動(dòng)能增加，因此，BE段是石塊的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變成石塊的動(dòng)能和橡皮筋的彈力勢(shì)能；（3）EC段能量變化情況：石塊重力勢(shì)能仍在減小，橡皮筋的彈力勢(shì)能仍在增加，但在此段中，橡皮筋對(duì)石塊的拉力要比石塊的重力大，石塊做減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能逐漸減小，因此，這一段主要是石塊的重力勢(shì)能和動(dòng)能轉(zhuǎn)變成橡皮筋的彈力勢(shì)能這一過(guò)程。

二、蹦極的物理原型題

根據(jù)上面對(duì)蹦極過(guò)程的物理原理分析，引出如下關(guān)于蹦極的物理問(wèn)題：

例題1：石塊從起始點(diǎn)A開(kāi)始下落到達(dá)最低點(diǎn)C的整個(gè)下落過(guò)程中，以下哪個(gè)說(shuō)法是正確的（ ）

（1）石塊的動(dòng)能一直在持續(xù)增加；（2）石塊下落時(shí)減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)變成了動(dòng)能；（3）石塊在落到C點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能為零；

（4）石塊下落中經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)，橡皮筋已經(jīng)具有彈性勢(shì)能；（5）石塊從A點(diǎn)降落到C點(diǎn)的過(guò)程中它的機(jī)械能總是在增加；（6）石塊從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中其機(jī)械能總是在減少；（7）石塊在降落中減少的重力勢(shì)能都全部轉(zhuǎn)變成了動(dòng)能；（8）石塊在降落到C點(diǎn)時(shí)，受到平衡力的作用；（9）石塊從A點(diǎn)降落到B點(diǎn)的過(guò)程中受到重力和彈力的作用；（10）從A點(diǎn)降落到C點(diǎn)的過(guò)程中，石塊的速度先增大后減小。

解析：根據(jù)以上的分析可知，只有第（3）個(gè)說(shuō)法是正確的。解答此類蹦極問(wèn)題，只有對(duì)上述問(wèn)題全部理解掌握了其能量的相互轉(zhuǎn)化過(guò)程，才能準(zhǔn)確解答。

三、蹦極類的相似引申題

蹦極類的題目范圍比較廣，許多題目跟蹦極類似，或者是由蹦極題目引申變化而來(lái)的，萬(wàn)變不離其宗，只要掌握了蹦極的物理原理就能較好解決此類問(wèn)題。舉例如下：

例2（引申題）（2015.河北）如圖2所示，將一個(gè)木塊放在彈簧上，用手壓木塊，彈簧被壓縮。松開(kāi)手，木塊豎直向上飛起直到最高點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.手壓木塊時(shí)，手對(duì)木塊的壓力與彈簧對(duì)木塊的支持力是一對(duì)平衡力；

B.彈簧恢復(fù)原狀過(guò)程中，彈性勢(shì)能不變；

C.木塊在沒(méi)有離開(kāi)彈簧前，所受彈力方向豎直向上；

D.木塊到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，只受到重力作用。

解析：此題與蹦極類似，運(yùn)用蹦極的知識(shí)，非常容易解答，正確答案是D。

在蹦極類問(wèn)題中涉及初中物理中的機(jī)械能與轉(zhuǎn)化知識(shí)，也就是重力勢(shì)能、動(dòng)能、彈性勢(shì)能這三者之間的轉(zhuǎn)換過(guò)程，只要遵循機(jī)械能守恒這個(gè)定律，就不難解答此類試題。

參考文獻(xiàn)：

[1]許春梅.初中物理科學(xué)探究類試題分析及教學(xué)研究[D].蘇州大學(xué)，2013.

[2]曾平飛.物理實(shí)驗(yàn)試題評(píng)價(jià)科學(xué)化初探[D].廣西師范大學(xué)，2003.

編輯 趙飛飛