登录
3. 保持正确姿势。
为什么要求乘坐者“头靠头枕、脚踩前踏板”？如果翻滚时脖子歪着、脚悬空，可能会造成扭伤或撞伤。正确姿势能让安全压杠和座椅的支撑力作用在身体最结实的位置（如背部、大腿）。想一想：如果姿势不对，支撑力的作用点变了，对乘坐者身体的影响会有什么不同？
为什么要求乘坐者“头靠头枕、脚踩前踏板”？如果翻滚时脖子歪着、脚悬空，可能会造成扭伤或撞伤。正确姿势能让安全压杠和座椅的支撑力作用在身体最结实的位置（如背部、大腿）。想一想：如果姿势不对，支撑力的作用点变了，对乘坐者身体的影响会有什么不同？
答案
3.正确姿势让支撑力均匀作用在躯干、大腿上,受力面积大,压强小,降低磕碰、扭伤的风险;姿势歪斜受力集中,易使人受伤。
解析
【分析】
本题考查压强知识的实际应用，解题思路是：首先明确压强的计算公式为$p=\frac{F}{S}$，压强大小与压力和受力面积有关；题目中支撑力的大小可认为不变，因此需通过分析不同姿势下受力面积的变化，判断压强的变化，进而得出对身体的影响。
【解析】
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，当支撑力$F$一定时，受力面积$S$越大，压强$p$越小；受力面积$S$越小，压强$p$越大。
正确姿势时，支撑力作用在背部、大腿等部位，受力面积大，压强小，能降低磕碰、扭伤的风险；姿势歪斜时，支撑力的作用点改变，受力面积变小，压强变大，易使人受伤。
【答案】
正确姿势让支撑力均匀作用在躯干、大腿上，受力面积大，压强小，降低磕碰、扭伤的风险；姿势歪斜受力集中，易使人受伤。
【知识点】
压强、压强与受力面积的关系
【点评】
本题结合乘坐设施的安全场景，考查压强知识的实际应用，体现了物理与生活的紧密联系，需要学生运用压强公式分析实际问题，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题考查压强知识的实际应用，解题思路是：首先明确压强的计算公式为$p=\frac{F}{S}$，压强大小与压力和受力面积有关；题目中支撑力的大小可认为不变，因此需通过分析不同姿势下受力面积的变化，判断压强的变化，进而得出对身体的影响。
【解析】
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，当支撑力$F$一定时，受力面积$S$越大，压强$p$越小；受力面积$S$越小，压强$p$越大。
正确姿势时，支撑力作用在背部、大腿等部位，受力面积大，压强小，能降低磕碰、扭伤的风险；姿势歪斜时，支撑力的作用点改变，受力面积变小，压强变大，易使人受伤。
【答案】
正确姿势让支撑力均匀作用在躯干、大腿上，受力面积大，压强小，降低磕碰、扭伤的风险；姿势歪斜受力集中，易使人受伤。
【知识点】
压强、压强与受力面积的关系
【点评】
本题结合乘坐设施的安全场景，考查压强知识的实际应用，体现了物理与生活的紧密联系，需要学生运用压强公式分析实际问题，难度适中。
【难度系数】
0.5
4.停稳再起身。
过山车滑进站台后,速度已经很慢,但工作人员总要等它完全停稳、安全装置解锁后才让乘坐者起身。如果乘坐者提前站起来,而车子又突然轻轻滑动一下,人容易摔倒。
请问:车子的“残余动能”是被谁消耗掉的?
为什么一定要等“完全静止”再起身,而不是“差不多停了”就起身?
过山车滑进站台后,速度已经很慢,但工作人员总要等它完全停稳、安全装置解锁后才让乘坐者起身。如果乘坐者提前站起来,而车子又突然轻轻滑动一下,人容易摔倒。
请问:车子的“残余动能”是被谁消耗掉的?
为什么一定要等“完全静止”再起身,而不是“差不多停了”就起身?
答案
4.摩擦力消耗残余动能;即使低速,惯性仍会使人前倾摔倒,完全静止再起身才能保证安全。
解析
【分析】
要解决这两个问题，需结合物理中摩擦力和惯性的知识思考：第一个问题，动能的消耗需要力做功，车子在轨道上运动时，阻碍其相对运动的力是摩擦力，可据此判断残余动能的消耗者；第二个问题，需利用惯性的性质，分析车子未完全静止时人与车子的运动状态差异，从而理解安全起身的条件。
【解析】
1. 车子的“残余动能”是被轨道对车子的摩擦力消耗的：摩擦力阻碍车子与轨道间的相对运动，对车子做负功，将车子的残余动能转化为内能等其他形式的能量，从而消耗残余动能。
2. 需等车子完全静止再起身的原因：根据惯性定律，一切物体都有保持原有运动状态不变的性质。当车子“差不多停了”但未完全静止时，若车子突然轻轻滑动，人的下半身会随车子一起运动，而人的上半身由于惯性仍保持原来的低速运动状态，会向前倾倒，容易摔倒；只有车子完全静止时，人和车子都处于静止状态，此时起身，人的运动状态稳定，不会因惯性导致摔倒，因此要等完全静止再起身。
【答案】
摩擦力消耗残余动能；即使低速，惯性仍会使人前倾摔倒，完全静止再起身才能保证安全。
【知识点】
摩擦力、惯性
【点评】
本题结合过山车站台的生活场景，将物理知识与安全常识结合，考查学生运用摩擦力、惯性知识解释实际问题的能力，体现了物理的实用性，难度适中，有助于培养学生联系生活的物理思维。
【难度系数】
0.5
要解决这两个问题，需结合物理中摩擦力和惯性的知识思考：第一个问题，动能的消耗需要力做功，车子在轨道上运动时，阻碍其相对运动的力是摩擦力，可据此判断残余动能的消耗者；第二个问题，需利用惯性的性质，分析车子未完全静止时人与车子的运动状态差异，从而理解安全起身的条件。
【解析】
1. 车子的“残余动能”是被轨道对车子的摩擦力消耗的：摩擦力阻碍车子与轨道间的相对运动，对车子做负功，将车子的残余动能转化为内能等其他形式的能量，从而消耗残余动能。
2. 需等车子完全静止再起身的原因：根据惯性定律，一切物体都有保持原有运动状态不变的性质。当车子“差不多停了”但未完全静止时，若车子突然轻轻滑动，人的下半身会随车子一起运动，而人的上半身由于惯性仍保持原来的低速运动状态，会向前倾倒，容易摔倒；只有车子完全静止时，人和车子都处于静止状态，此时起身，人的运动状态稳定，不会因惯性导致摔倒，因此要等完全静止再起身。
【答案】
摩擦力消耗残余动能；即使低速，惯性仍会使人前倾摔倒，完全静止再起身才能保证安全。
【知识点】
摩擦力、惯性
【点评】
本题结合过山车站台的生活场景，将物理知识与安全常识结合，考查学生运用摩擦力、惯性知识解释实际问题的能力，体现了物理的实用性，难度适中，有助于培养学生联系生活的物理思维。
【难度系数】
0.5
通过实地观察或游玩体验，完善游乐项目推介方案。
以“优选游乐项目推介”为主题，结合机械能知识、游玩舒适度、安全规范撰写一份游乐项目推介方案。方案撰写需包含三点：
①游乐项目外形与运动特点。
②运动中机械能的转化规律。
③结合能量变化等知识给出游玩的安全注意事项。
以“优选游乐项目推介”为主题，结合机械能知识、游玩舒适度、安全规范撰写一份游乐项目推介方案。方案撰写需包含三点：
①游乐项目外形与运动特点。
②运动中机械能的转化规律。
③结合能量变化等知识给出游玩的安全注意事项。
答案
解：
优选游乐项目推介方案（推介项目：过山车）
① 游乐项目外形与运动特点
该项目整体为钢结构支撑的闭合式钢制轨道，轨道依次设置初始爬升段、多级高低起伏的俯冲坡道、环形回环弯道，配套多节带锁紧安全压杠的载人座舱。运行时首先由外置动力将座舱牵引至轨道的最高位置，撤去动力后座舱仅依靠重力和轨道约束，自主完成俯冲、绕环、沿坡道爬坡的一系列连续运动，全程速度变化富有层次，刺激感强且运行平顺，游玩体验佳。
② 运动中机械能的转化规律
动力牵引爬升阶段：外力对座舱做功，座舱质量不变，高度逐渐升高，重力势能不断增大，此过程电能转化为座舱的重力势能。
最高点释放后俯冲阶段：座舱高度降低，重力势能减小，运动速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。
沿坡道向上爬坡阶段：座舱速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增大，动能转化为重力势能。
全程运动过程中，座舱需要克服空气阻力、轨道摩擦力做功，部分机械能会转化为内能，总机械能逐渐减小，后续座舱能到达的最大高度始终低于初始释放的最高点高度。
③ 游玩安全注意事项
1. 乘坐全程必须将安全压杠锁紧贴合身体，过山车高速运动时动能很大，若未固定好身体，剧烈的速度变化下人体易脱离座舱发生危险。
2. 运动过程中禁止站立、将手或头部伸出座舱外，过山车在低位置的运动段速度快、动能大，伸出的身体部位极易和轨道支架发生碰撞，造成伤害。
3. 患有高血压、心脏病的人群禁止乘坐，过山车大角度俯冲时重力势能快速大量转化为动能，人体会产生强烈失重感，易诱发基础疾病急性发作。
4. 项目运行结束后，必须等座舱完全停稳、动能降为零之后，再在工作人员指引下解开安全装置有序下车，禁止在车体未停稳时起身走动。
优选游乐项目推介方案（推介项目：过山车）
① 游乐项目外形与运动特点
该项目整体为钢结构支撑的闭合式钢制轨道，轨道依次设置初始爬升段、多级高低起伏的俯冲坡道、环形回环弯道，配套多节带锁紧安全压杠的载人座舱。运行时首先由外置动力将座舱牵引至轨道的最高位置，撤去动力后座舱仅依靠重力和轨道约束，自主完成俯冲、绕环、沿坡道爬坡的一系列连续运动，全程速度变化富有层次，刺激感强且运行平顺，游玩体验佳。
② 运动中机械能的转化规律
动力牵引爬升阶段：外力对座舱做功，座舱质量不变，高度逐渐升高，重力势能不断增大，此过程电能转化为座舱的重力势能。
最高点释放后俯冲阶段：座舱高度降低，重力势能减小，运动速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。
沿坡道向上爬坡阶段：座舱速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增大，动能转化为重力势能。
全程运动过程中，座舱需要克服空气阻力、轨道摩擦力做功，部分机械能会转化为内能，总机械能逐渐减小，后续座舱能到达的最大高度始终低于初始释放的最高点高度。
③ 游玩安全注意事项
1. 乘坐全程必须将安全压杠锁紧贴合身体，过山车高速运动时动能很大，若未固定好身体，剧烈的速度变化下人体易脱离座舱发生危险。
2. 运动过程中禁止站立、将手或头部伸出座舱外，过山车在低位置的运动段速度快、动能大，伸出的身体部位极易和轨道支架发生碰撞，造成伤害。
3. 患有高血压、心脏病的人群禁止乘坐，过山车大角度俯冲时重力势能快速大量转化为动能，人体会产生强烈失重感，易诱发基础疾病急性发作。
4. 项目运行结束后，必须等座舱完全停稳、动能降为零之后，再在工作人员指引下解开安全装置有序下车，禁止在车体未停稳时起身走动。
解析
【分析】
解题思路：首先选取能完整体现机械能转化的典型游乐项目（如过山车），针对题目要求的三个要点逐一落实：①描述项目外形（轨道结构、座舱配置）和运动过程（爬升、俯冲、回环等）的特点；②分阶段分析运动中动能与重力势能的转化，同时考虑阻力导致的机械能损耗；③结合机械能变化（如动能大小、失重感）和安全规范，提出针对性的安全注意事项，确保方案符合要求。
【解析】
按照要求撰写“优选游乐项目推介”方案，具体内容如下：
优选游乐项目推介方案（推介项目：过山车）
① 游乐项目外形与运动特点
该项目整体为钢结构支撑的闭合式钢制轨道，轨道依次设置初始爬升段、多级高低起伏的俯冲坡道、环形回环弯道，配套多节带锁紧安全压杠的载人座舱。运行时首先由外置动力将座舱牵引至轨道的最高位置，撤去动力后座舱仅依靠重力和轨道约束，自主完成俯冲、绕环、沿坡道爬坡的一系列连续运动，全程速度变化富有层次，刺激感强且运行平顺，游玩体验佳。
② 运动中机械能的转化规律
动力牵引爬升阶段：外力对座舱做功，座舱质量不变，高度逐渐升高，重力势能不断增大，此过程电能转化为座舱的重力势能。
最高点释放后俯冲阶段：座舱高度降低，重力势能减小，运动速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。
沿坡道向上爬坡阶段：座舱速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增大，动能转化为重力势能。
全程运动过程中，座舱需要克服空气阻力、轨道摩擦力做功，部分机械能会转化为内能，总机械能逐渐减小，后续座舱能到达的最大高度始终低于初始释放的最高点高度。
③ 游玩安全注意事项
1. 乘坐全程必须将安全压杠锁紧贴合身体，过山车高速运动时动能很大，若未固定好身体，剧烈的速度变化下人体易脱离座舱发生危险。
2. 运动过程中禁止站立、将手或头部伸出座舱外，过山车在低位置的运动段速度快、动能大，伸出的身体部位极易和轨道支架发生碰撞，造成伤害。
3. 患有高血压、心脏病的人群禁止乘坐，过山车大角度俯冲时重力势能快速大量转化为动能，人体会产生强烈失重感，易诱发基础疾病急性发作。
4. 项目运行结束后，必须等座舱完全停稳、动能降为零之后，再在工作人员指引下解开安全装置有序下车，禁止在车体未停稳时起身走动。
【答案】
优选游乐项目推介方案（推介项目：过山车）
① 游乐项目外形与运动特点
该项目整体为钢结构支撑的闭合式钢制轨道，轨道依次设置初始爬升段、多级高低起伏的俯冲坡道、环形回环弯道，配套多节带锁紧安全压杠的载人座舱。运行时首先由外置动力将座舱牵引至轨道的最高位置，撤去动力后座舱仅依靠重力和轨道约束，自主完成俯冲、绕环、沿坡道爬坡的一系列连续运动，全程速度变化富有层次，刺激感强且运行平顺，游玩体验佳。
② 运动中机械能的转化规律
动力牵引爬升阶段：外力对座舱做功，座舱质量不变，高度逐渐升高，重力势能不断增大，此过程电能转化为座舱的重力势能。
最高点释放后俯冲阶段：座舱高度降低，重力势能减小，运动速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。
沿坡道向上爬坡阶段：座舱速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增大，动能转化为重力势能。
全程运动过程中，座舱需要克服空气阻力、轨道摩擦力做功，部分机械能会转化为内能，总机械能逐渐减小，后续座舱能到达的最大高度始终低于初始释放的最高点高度。
③ 游玩安全注意事项
1. 乘坐全程必须将安全压杠锁紧贴合身体，过山车高速运动时动能很大，若未固定好身体，剧烈的速度变化下人体易脱离座舱发生危险。
2. 运动过程中禁止站立、将手或头部伸出座舱外，过山车在低位置的运动段速度快、动能大，伸出的身体部位极易和轨道支架发生碰撞，造成伤害。
3. 患有高血压、心脏病的人群禁止乘坐，过山车大角度俯冲时重力势能快速大量转化为动能，人体会产生强烈失重感，易诱发基础疾病急性发作。
4. 项目运行结束后，必须等座舱完全停稳、动能降为零之后，再在工作人员指引下解开安全装置有序下车，禁止在车体未停稳时起身走动。
【知识点】
机械能转化、动能与重力势能、安全规范
【点评】
本题紧密结合生活游乐场景，将物理知识与实际应用结合，要求学生整合机械能相关知识和安全规范完成方案撰写，既考察物理概念理解，又培养运用知识解决实际问题的能力，体现了物理学科的实用性。
【难度系数】
0.5
解题思路：首先选取能完整体现机械能转化的典型游乐项目（如过山车），针对题目要求的三个要点逐一落实：①描述项目外形（轨道结构、座舱配置）和运动过程（爬升、俯冲、回环等）的特点；②分阶段分析运动中动能与重力势能的转化，同时考虑阻力导致的机械能损耗；③结合机械能变化（如动能大小、失重感）和安全规范，提出针对性的安全注意事项，确保方案符合要求。
【解析】
按照要求撰写“优选游乐项目推介”方案，具体内容如下：
优选游乐项目推介方案（推介项目：过山车）
① 游乐项目外形与运动特点
该项目整体为钢结构支撑的闭合式钢制轨道，轨道依次设置初始爬升段、多级高低起伏的俯冲坡道、环形回环弯道，配套多节带锁紧安全压杠的载人座舱。运行时首先由外置动力将座舱牵引至轨道的最高位置，撤去动力后座舱仅依靠重力和轨道约束，自主完成俯冲、绕环、沿坡道爬坡的一系列连续运动，全程速度变化富有层次，刺激感强且运行平顺，游玩体验佳。
② 运动中机械能的转化规律
动力牵引爬升阶段：外力对座舱做功，座舱质量不变，高度逐渐升高，重力势能不断增大，此过程电能转化为座舱的重力势能。
最高点释放后俯冲阶段：座舱高度降低，重力势能减小，运动速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。
沿坡道向上爬坡阶段：座舱速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增大，动能转化为重力势能。
全程运动过程中，座舱需要克服空气阻力、轨道摩擦力做功，部分机械能会转化为内能，总机械能逐渐减小，后续座舱能到达的最大高度始终低于初始释放的最高点高度。
③ 游玩安全注意事项
1. 乘坐全程必须将安全压杠锁紧贴合身体，过山车高速运动时动能很大，若未固定好身体，剧烈的速度变化下人体易脱离座舱发生危险。
2. 运动过程中禁止站立、将手或头部伸出座舱外，过山车在低位置的运动段速度快、动能大，伸出的身体部位极易和轨道支架发生碰撞，造成伤害。
3. 患有高血压、心脏病的人群禁止乘坐，过山车大角度俯冲时重力势能快速大量转化为动能，人体会产生强烈失重感，易诱发基础疾病急性发作。
4. 项目运行结束后，必须等座舱完全停稳、动能降为零之后，再在工作人员指引下解开安全装置有序下车，禁止在车体未停稳时起身走动。
【答案】
优选游乐项目推介方案（推介项目：过山车）
① 游乐项目外形与运动特点
该项目整体为钢结构支撑的闭合式钢制轨道，轨道依次设置初始爬升段、多级高低起伏的俯冲坡道、环形回环弯道，配套多节带锁紧安全压杠的载人座舱。运行时首先由外置动力将座舱牵引至轨道的最高位置，撤去动力后座舱仅依靠重力和轨道约束，自主完成俯冲、绕环、沿坡道爬坡的一系列连续运动，全程速度变化富有层次，刺激感强且运行平顺，游玩体验佳。
② 运动中机械能的转化规律
动力牵引爬升阶段：外力对座舱做功，座舱质量不变，高度逐渐升高，重力势能不断增大，此过程电能转化为座舱的重力势能。
最高点释放后俯冲阶段：座舱高度降低，重力势能减小，运动速度增大，动能增大，重力势能转化为动能。
沿坡道向上爬坡阶段：座舱速度减小，动能减小，高度升高，重力势能增大，动能转化为重力势能。
全程运动过程中，座舱需要克服空气阻力、轨道摩擦力做功，部分机械能会转化为内能，总机械能逐渐减小，后续座舱能到达的最大高度始终低于初始释放的最高点高度。
③ 游玩安全注意事项
1. 乘坐全程必须将安全压杠锁紧贴合身体，过山车高速运动时动能很大，若未固定好身体，剧烈的速度变化下人体易脱离座舱发生危险。
2. 运动过程中禁止站立、将手或头部伸出座舱外，过山车在低位置的运动段速度快、动能大，伸出的身体部位极易和轨道支架发生碰撞，造成伤害。
3. 患有高血压、心脏病的人群禁止乘坐，过山车大角度俯冲时重力势能快速大量转化为动能，人体会产生强烈失重感，易诱发基础疾病急性发作。
4. 项目运行结束后，必须等座舱完全停稳、动能降为零之后，再在工作人员指引下解开安全装置有序下车，禁止在车体未停稳时起身走动。
【知识点】
机械能转化、动能与重力势能、安全规范
【点评】
本题紧密结合生活游乐场景，将物理知识与实际应用结合，要求学生整合机械能相关知识和安全规范完成方案撰写，既考察物理概念理解，又培养运用知识解决实际问题的能力，体现了物理学科的实用性。
【难度系数】
0.5
拓展研究
查阅资料，了解荡秋千、滚铁环等我国传统民间游乐项目，分析玩耍过程中动能与重力势能的相互转化，体会物理学在游乐项目中的应用。结合物理知识撰写一篇科技小论文，分析传统游乐项目蕴含的能量转换原理。
查阅资料，了解荡秋千、滚铁环等我国传统民间游乐项目，分析玩耍过程中动能与重力势能的相互转化，体会物理学在游乐项目中的应用。结合物理知识撰写一篇科技小论文，分析传统游乐项目蕴含的能量转换原理。
答案
解：
# 传统游乐项目中的动能与重力势能转化
1. 荡秋千的能量转化规律
动能的大小由物体的质量和运动速度决定，重力势能的大小由物体的质量和所处高度决定，荡秋千的完整过程可分为两个阶段：
（1）上升阶段：秋千从最低点向最高点运动时，人和秋千的总质量不变，运动速度逐渐减小，所处高度不断升高，因此动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，该过程中动能转化为重力势能。到达最高点时，人和秋千的瞬时速度为零，动能最小，重力势能达到最大值。
（2）下落阶段：秋千从最高点向最低点运动时，人和秋千的总质量不变，所处高度不断降低，运动速度逐渐增大，因此重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，该过程中重力势能转化为动能。到达最低点时，人和秋千的运动速度最大，动能达到最大值，重力势能最小。
若不主动发力，秋千最终会停下，是因为运动过程中需要克服空气阻力、秋千悬挂点的摩擦力做功，部分机械能转化为内能，总机械能不断损耗。游玩时人在最高点下蹲、最低点站起调整重心，就可以补充能量，让秋千越荡越高。
2. 滚铁环的能量转化规律
（1）在水平平整路面上运动时：人手持推杆持续对铁环施加推力做功，将人体储存的能量转化为铁环的动能；若停止施力，铁环运动过程中需要克服地面摩擦力、空气阻力做功，动能不断转化为内能，最终铁环会静止下来。
（2）在有起伏的路面上运动时：铁环上坡从低处向高处运动的过程中，铁环质量不变，速度减小、高度升高，动能减小、重力势能增大，动能转化为重力势能；铁环下坡从高处向低处运动的过程中，铁环质量不变，高度降低、速度增大，重力势能减小、动能增大，重力势能转化为动能。
3. 总结
荡秋千、滚铁环这些传统民间游乐项目，都是动能与重力势能相互转化规律的生活化应用，不需要复杂的机械结构，仅依靠机械能的转化就能实现丰富的游玩体验，充分体现了物理知识和日常生产生活的紧密联系。
# 传统游乐项目中的动能与重力势能转化
1. 荡秋千的能量转化规律
动能的大小由物体的质量和运动速度决定，重力势能的大小由物体的质量和所处高度决定，荡秋千的完整过程可分为两个阶段：
（1）上升阶段：秋千从最低点向最高点运动时，人和秋千的总质量不变，运动速度逐渐减小，所处高度不断升高，因此动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，该过程中动能转化为重力势能。到达最高点时，人和秋千的瞬时速度为零，动能最小，重力势能达到最大值。
（2）下落阶段：秋千从最高点向最低点运动时，人和秋千的总质量不变，所处高度不断降低，运动速度逐渐增大，因此重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，该过程中重力势能转化为动能。到达最低点时，人和秋千的运动速度最大，动能达到最大值，重力势能最小。
若不主动发力，秋千最终会停下，是因为运动过程中需要克服空气阻力、秋千悬挂点的摩擦力做功，部分机械能转化为内能，总机械能不断损耗。游玩时人在最高点下蹲、最低点站起调整重心，就可以补充能量，让秋千越荡越高。
2. 滚铁环的能量转化规律
（1）在水平平整路面上运动时：人手持推杆持续对铁环施加推力做功，将人体储存的能量转化为铁环的动能；若停止施力，铁环运动过程中需要克服地面摩擦力、空气阻力做功，动能不断转化为内能，最终铁环会静止下来。
（2）在有起伏的路面上运动时：铁环上坡从低处向高处运动的过程中，铁环质量不变，速度减小、高度升高，动能减小、重力势能增大，动能转化为重力势能；铁环下坡从高处向低处运动的过程中，铁环质量不变，高度降低、速度增大，重力势能减小、动能增大，重力势能转化为动能。
3. 总结
荡秋千、滚铁环这些传统民间游乐项目，都是动能与重力势能相互转化规律的生活化应用，不需要复杂的机械结构，仅依靠机械能的转化就能实现丰富的游玩体验，充分体现了物理知识和日常生产生活的紧密联系。
解析
【分析】
本题要求分析荡秋千、滚铁环过程中动能与重力势能的相互转化并撰写科技小论文，解题思路为：①先明确动能（与质量、速度有关）、重力势能（与质量、高度有关）的决定因素，作为能量转化分析的依据；②将荡秋千的运动拆解为上升、下落两个阶段，分别分析速度、高度的变化，判断动能与重力势能的转化，同时考虑阻力对机械能的影响；③分析滚铁环在水平、起伏路面的不同运动场景，对应各场景下的能量转化；④最后总结物理知识在传统游乐项目中的应用，完成符合要求的小论文。
【解析】
1. 荡秋千的能量转化规律：
（1）上升阶段：秋千从最低点向最高点运动时，人和秋千总质量不变，运动速度逐渐减小、所处高度不断升高，因此动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，动能转化为重力势能；到达最高点时，动能最小，重力势能最大。
（2）下落阶段：秋千从最高点向最低点运动时，人和秋千总质量不变，所处高度不断降低、运动速度逐渐增大，因此重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，重力势能转化为动能；到达最低点时，动能最大，重力势能最小。
若不主动发力，秋千最终会停下，是因为运动中克服空气阻力、悬挂点摩擦力做功，部分机械能转化为内能，总机械能损耗；游玩时人调整重心可补充能量，让秋千持续摆动。
2. 滚铁环的能量转化规律：
（1）水平平整路面：人持续对铁环施力做功，将人体能量转化为铁环的动能；停止施力后，铁环克服地面摩擦力、空气阻力做功，动能转化为内能，最终静止。
（2）有起伏的路面：上坡时，铁环质量不变，速度减小、高度升高，动能减小、重力势能增大，动能转化为重力势能；下坡时，铁环质量不变，高度降低、速度增大，重力势能减小、动能增大，重力势能转化为动能。
3. 总结：荡秋千、滚铁环是动能与重力势能相互转化规律的生活化应用，体现了物理知识与日常生产生活的紧密联系。
【答案】
# 传统游乐项目中的动能与重力势能转化
1. 荡秋千的能量转化规律
动能的大小由物体的质量和运动速度决定，重力势能的大小由物体的质量和所处高度决定，荡秋千的完整过程可分为两个阶段：
（1）上升阶段：秋千从最低点向最高点运动时，人和秋千的总质量不变，运动速度逐渐减小，所处高度不断升高，因此动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，该过程中动能转化为重力势能。到达最高点时，人和秋千的瞬时速度为零，动能最小，重力势能达到最大值。
（2）下落阶段：秋千从最高点向最低点运动时，人和秋千的总质量不变，所处高度不断降低，运动速度逐渐增大，因此重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，该过程中重力势能转化为动能。到达最低点时，人和秋千的运动速度最大，动能达到最大值，重力势能最小。
若不主动发力，秋千最终会停下，是因为运动过程中需要克服空气阻力、秋千悬挂点的摩擦力做功，部分机械能转化为内能，总机械能不断损耗。游玩时人在最高点下蹲、最低点站起调整重心，就可以补充能量，让秋千越荡越高。
2. 滚铁环的能量转化规律
（1）在水平平整路面上运动时：人手持推杆持续对铁环施加推力做功，将人体储存的能量转化为铁环的动能；若停止施力，铁环运动过程中需要克服地面摩擦力、空气阻力做功，动能不断转化为内能，最终铁环会静止下来。
（2）在有起伏的路面上运动时：铁环上坡从低处向高处运动的过程中，铁环质量不变，速度减小、高度升高，动能减小、重力势能增大，动能转化为重力势能；铁环下坡从高处向低处运动的过程中，铁环质量不变，高度降低、速度增大，重力势能减小、动能增大，重力势能转化为动能。
3. 总结
荡秋千、滚铁环这些传统民间游乐项目，都是动能与重力势能相互转化规律的生活化应用，不需要复杂的机械结构，仅依靠机械能的转化就能实现丰富的游玩体验，充分体现了物理知识和日常生产生活的紧密联系。
【知识点】
动能与重力势能转化；机械能与内能转化
【点评】
本题结合我国传统民间游乐项目，将物理核心概念与实际生活场景结合，要求学生通过分析过程、查阅资料完成拓展任务，既巩固了能量转化的知识点，又培养了理论联系实际的能力和书面表达能力，是一道兼具趣味性和知识性的优质拓展题。
【难度系数】
0.4
本题要求分析荡秋千、滚铁环过程中动能与重力势能的相互转化并撰写科技小论文，解题思路为：①先明确动能（与质量、速度有关）、重力势能（与质量、高度有关）的决定因素，作为能量转化分析的依据；②将荡秋千的运动拆解为上升、下落两个阶段，分别分析速度、高度的变化，判断动能与重力势能的转化，同时考虑阻力对机械能的影响；③分析滚铁环在水平、起伏路面的不同运动场景，对应各场景下的能量转化；④最后总结物理知识在传统游乐项目中的应用，完成符合要求的小论文。
【解析】
1. 荡秋千的能量转化规律：
（1）上升阶段：秋千从最低点向最高点运动时，人和秋千总质量不变，运动速度逐渐减小、所处高度不断升高，因此动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，动能转化为重力势能；到达最高点时，动能最小，重力势能最大。
（2）下落阶段：秋千从最高点向最低点运动时，人和秋千总质量不变，所处高度不断降低、运动速度逐渐增大，因此重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，重力势能转化为动能；到达最低点时，动能最大，重力势能最小。
若不主动发力，秋千最终会停下，是因为运动中克服空气阻力、悬挂点摩擦力做功，部分机械能转化为内能，总机械能损耗；游玩时人调整重心可补充能量，让秋千持续摆动。
2. 滚铁环的能量转化规律：
（1）水平平整路面：人持续对铁环施力做功，将人体能量转化为铁环的动能；停止施力后，铁环克服地面摩擦力、空气阻力做功，动能转化为内能，最终静止。
（2）有起伏的路面：上坡时，铁环质量不变，速度减小、高度升高，动能减小、重力势能增大，动能转化为重力势能；下坡时，铁环质量不变，高度降低、速度增大，重力势能减小、动能增大，重力势能转化为动能。
3. 总结：荡秋千、滚铁环是动能与重力势能相互转化规律的生活化应用，体现了物理知识与日常生产生活的紧密联系。
【答案】
# 传统游乐项目中的动能与重力势能转化
1. 荡秋千的能量转化规律
动能的大小由物体的质量和运动速度决定，重力势能的大小由物体的质量和所处高度决定，荡秋千的完整过程可分为两个阶段：
（1）上升阶段：秋千从最低点向最高点运动时，人和秋千的总质量不变，运动速度逐渐减小，所处高度不断升高，因此动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，该过程中动能转化为重力势能。到达最高点时，人和秋千的瞬时速度为零，动能最小，重力势能达到最大值。
（2）下落阶段：秋千从最高点向最低点运动时，人和秋千的总质量不变，所处高度不断降低，运动速度逐渐增大，因此重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，该过程中重力势能转化为动能。到达最低点时，人和秋千的运动速度最大，动能达到最大值，重力势能最小。
若不主动发力，秋千最终会停下，是因为运动过程中需要克服空气阻力、秋千悬挂点的摩擦力做功，部分机械能转化为内能，总机械能不断损耗。游玩时人在最高点下蹲、最低点站起调整重心，就可以补充能量，让秋千越荡越高。
2. 滚铁环的能量转化规律
（1）在水平平整路面上运动时：人手持推杆持续对铁环施加推力做功，将人体储存的能量转化为铁环的动能；若停止施力，铁环运动过程中需要克服地面摩擦力、空气阻力做功，动能不断转化为内能，最终铁环会静止下来。
（2）在有起伏的路面上运动时：铁环上坡从低处向高处运动的过程中，铁环质量不变，速度减小、高度升高，动能减小、重力势能增大，动能转化为重力势能；铁环下坡从高处向低处运动的过程中，铁环质量不变，高度降低、速度增大，重力势能减小、动能增大，重力势能转化为动能。
3. 总结
荡秋千、滚铁环这些传统民间游乐项目，都是动能与重力势能相互转化规律的生活化应用，不需要复杂的机械结构，仅依靠机械能的转化就能实现丰富的游玩体验，充分体现了物理知识和日常生产生活的紧密联系。
【知识点】
动能与重力势能转化；机械能与内能转化
【点评】
本题结合我国传统民间游乐项目，将物理核心概念与实际生活场景结合，要求学生通过分析过程、查阅资料完成拓展任务，既巩固了能量转化的知识点，又培养了理论联系实际的能力和书面表达能力，是一道兼具趣味性和知识性的优质拓展题。
【难度系数】
0.4
