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4. 体育课上，周老师在给学生分步骤讲解扔实心球的要领，其中在第4步骤的时候特别强调了学生要尽可能地后仰，让身体形成反弓形。请你从物理学角度解释一下这么做的重要性。
答案
解：身体后仰形成反弓形，可增大身体的重心高度，增加人的重力势能；
在投掷实心球时，重力势能可转化为更多的动能，使实心球获得更大的初速度，从而将实心球扔得更远。
在投掷实心球时，重力势能可转化为更多的动能，使实心球获得更大的初速度，从而将实心球扔得更远。
解析
【解析】
身体后仰形成反弓形，可增大身体的重心高度，增加人的重力势能；在投掷实心球时，重力势能可转化为更多的动能，使实心球获得更大的初速度，从而将实心球扔得更远。
【答案】
身体后仰形成反弓形，可增大重心高度以增加重力势能，投掷时重力势能能转化为更多动能，让实心球获得更大初速度，进而将实心球扔得更远。
【知识点】
重力势能影响因素、动势能相互转化
【点评】
本题结合体育实际动作考查机械能转化知识，体现物理知识在生活中的应用，培养知识应用意识。
【难度系数】
0.6
身体后仰形成反弓形，可增大身体的重心高度，增加人的重力势能；在投掷实心球时，重力势能可转化为更多的动能，使实心球获得更大的初速度，从而将实心球扔得更远。
【答案】
身体后仰形成反弓形，可增大重心高度以增加重力势能，投掷时重力势能能转化为更多动能，让实心球获得更大初速度，进而将实心球扔得更远。
【知识点】
重力势能影响因素、动势能相互转化
【点评】
本题结合体育实际动作考查机械能转化知识，体现物理知识在生活中的应用，培养知识应用意识。
【难度系数】
0.6
5. 蹦极是一种极限运动。如题5图所示，A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。(整个过程中不计能量损耗，不计绳重)
(1)下列关于能量变化的说法，正确的有。
①游戏者从A到B的过程中，动能不断增大，重力势能不断减小，重力势能转化为动能；②游戏者从A到B的过程中，动能先变大后变小；③游戏者在A点时，运动速度最大，动能最大；④游戏者在B点时，动能为零，重力势能最小，绳子的弹性势能最大；⑤游戏者从O到B的过程中，机械能守恒；⑥在整个蹦极的过程中，人与弹性绳机械能守恒。
(2)已知OA间的高度差为h₁，AB间的高度差为h₂，游戏者所受的重力为G，则从O位置到B位置游戏者所受的重力做功是；在此过程中弹性绳的弹性势能增加量为。
(1)下列关于能量变化的说法，正确的有。
①游戏者从A到B的过程中，动能不断增大，重力势能不断减小，重力势能转化为动能；②游戏者从A到B的过程中，动能先变大后变小；③游戏者在A点时，运动速度最大，动能最大；④游戏者在B点时，动能为零，重力势能最小，绳子的弹性势能最大；⑤游戏者从O到B的过程中，机械能守恒；⑥在整个蹦极的过程中，人与弹性绳机械能守恒。
(2)已知OA间的高度差为h₁，AB间的高度差为h₂，游戏者所受的重力为G，则从O位置到B位置游戏者所受的重力做功是；在此过程中弹性绳的弹性势能增加量为。
答案
②④⑥
$G(h_1+h_2)$
$G(h_1+h_2)$
$G(h_1+h_2)$
$G(h_1+h_2)$
解析
【解析】
(1) 分析各说法：
① 游戏者从A到B的过程中，开始弹性绳弹力小于重力，速度增大，动能增大；当弹力等于重力后，弹力大于重力，速度减小，动能减小，故动能先变大后变小，不是不断增大，且重力势能转化为动能和弹性势能，①错误；
② 由上述分析，游戏者从A到B过程动能先变大后变小，②正确；
③ 速度最大的位置是A到B间弹力等于重力的位置，不是A点，③错误；
④ B点是最低点，游戏者速度为0，动能为0，高度最低，重力势能最小，弹性绳形变程度最大，弹性势能最大，④正确；
⑤ 从O到A游戏者机械能守恒，但从A到B，游戏者的机械能转化为弹性绳的弹性势能，游戏者的机械能不守恒，⑤错误；
⑥ 整个过程不计能量损耗，人与弹性绳组成的系统，只有重力和弹力做功，机械能守恒，⑥正确。
故正确的是②④⑥。
(2) 重力做功：$W=G(h_1+h_2)$；
不计能量损耗，游戏者减少的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，故弹性势能增加量等于重力做功，即$G(h_1+h_2)$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{②④⑥}$
(2) $\boldsymbol{G(h_1+h_2)}$；$\boldsymbol{G(h_1+h_2)}$
【知识点】
动能与势能的转化；机械能守恒条件；重力做功计算
【点评】
本题考查动能、重力势能、弹性势能的转化及机械能守恒的判断，需明确不同阶段的受力和能量转化情况，区分单个物体与系统的机械能守恒条件。
【难度系数】
0.6
(1) 分析各说法：
① 游戏者从A到B的过程中，开始弹性绳弹力小于重力，速度增大，动能增大；当弹力等于重力后，弹力大于重力，速度减小，动能减小，故动能先变大后变小，不是不断增大，且重力势能转化为动能和弹性势能，①错误；
② 由上述分析，游戏者从A到B过程动能先变大后变小，②正确；
③ 速度最大的位置是A到B间弹力等于重力的位置，不是A点，③错误；
④ B点是最低点，游戏者速度为0，动能为0，高度最低，重力势能最小，弹性绳形变程度最大，弹性势能最大，④正确；
⑤ 从O到A游戏者机械能守恒，但从A到B，游戏者的机械能转化为弹性绳的弹性势能，游戏者的机械能不守恒，⑤错误；
⑥ 整个过程不计能量损耗，人与弹性绳组成的系统，只有重力和弹力做功，机械能守恒，⑥正确。
故正确的是②④⑥。
(2) 重力做功：$W=G(h_1+h_2)$；
不计能量损耗，游戏者减少的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，故弹性势能增加量等于重力做功，即$G(h_1+h_2)$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{②④⑥}$
(2) $\boldsymbol{G(h_1+h_2)}$；$\boldsymbol{G(h_1+h_2)}$
【知识点】
动能与势能的转化；机械能守恒条件；重力做功计算
【点评】
本题考查动能、重力势能、弹性势能的转化及机械能守恒的判断，需明确不同阶段的受力和能量转化情况，区分单个物体与系统的机械能守恒条件。
【难度系数】
0.6
6. 如题6图所示，AB为光滑弧形槽，滑槽底部与光滑水平面平滑连接，一个小球从滑槽A处由静止开始下滑，运动到C处挤压弹簧，D处为弹簧被挤压到最短长度时的位置。针对此过程下列分析正确的是()。
A.小球由A到D的过程中，机械能守恒
B.小球由A到B的过程中，机械能守恒
C.小球由B到C的过程中，机械能不断减小
D.小球由C到D的过程中，弹性势能转化为动能
A.小球由A到D的过程中，机械能守恒
B.小球由A到B的过程中，机械能守恒
C.小球由B到C的过程中，机械能不断减小
D.小球由C到D的过程中，弹性势能转化为动能
答案
B
解析
【解析】
逐一分析各选项：
选项A：小球由A到D的过程中，在C到D阶段，弹簧的弹力对小球做功，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能不守恒，故A错误。
选项B：AB为光滑弧形槽，小球由A到B的过程中，只有重力做功，机械能守恒，故B正确。
选项C：BC段为光滑水平面，小球不受摩擦力，机械能守恒，不会不断减小，故C错误。
选项D：小球由C到D的过程中，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，而非弹性势能转化为动能，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
机械能守恒条件、动能与势能的转化
【点评】
本题考查机械能守恒的判断及能量转化的分析，需明确不同运动阶段的受力情况，准确判断能量的转化形式，光滑接触面无机械能因摩擦损耗，涉及弹簧时要关注弹性势能的变化。
【难度系数】
0.7
逐一分析各选项：
选项A：小球由A到D的过程中，在C到D阶段，弹簧的弹力对小球做功，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能不守恒，故A错误。
选项B：AB为光滑弧形槽，小球由A到B的过程中，只有重力做功，机械能守恒，故B正确。
选项C：BC段为光滑水平面，小球不受摩擦力，机械能守恒，不会不断减小，故C错误。
选项D：小球由C到D的过程中，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，而非弹性势能转化为动能，故D错误。
【答案】
B
【知识点】
机械能守恒条件、动能与势能的转化
【点评】
本题考查机械能守恒的判断及能量转化的分析，需明确不同运动阶段的受力情况，准确判断能量的转化形式，光滑接触面无机械能因摩擦损耗，涉及弹簧时要关注弹性势能的变化。
【难度系数】
0.7
