四、简答题
9. 图6是乒乓球比赛中高抛发球时的情景,若不计空气阻力,请回答下列问题:
(1)在乒乓球上升的过程中,乒乓球的能量是如何转化的?其机械能如何变化?
(2)乒乓球运动到最高点时,是否处于平衡状态?请说明理由。

9. 图6是乒乓球比赛中高抛发球时的情景,若不计空气阻力,请回答下列问题:
(1)在乒乓球上升的过程中,乒乓球的能量是如何转化的?其机械能如何变化?
(2)乒乓球运动到最高点时,是否处于平衡状态?请说明理由。
答案
9.(1)动能转化为重力势能 机械能不变 (2)不是平衡状态,因为乒乓球只受重力作用
解析
【分析】
要解决这两个问题,需结合相关物理概念分析:(1)动能与重力势能的变化由质量、速度、高度决定,不计空气阻力时机械能守恒,乒乓球上升时速度减小、高度增加,可判断能量转化和机械能变化;(2)平衡状态的判断依据是物体受平衡力(合力为零),需分析乒乓球最高点的受力情况。
【解析】
(1)乒乓球上升过程中,质量不变,速度逐渐减小,动能减小;高度逐渐增大,重力势能增大,因此动能转化为重力势能。由于不计空气阻力,没有机械能损耗,所以乒乓球的机械能总量不变。
(2)平衡状态要求物体受到的合力为零(受平衡力)。乒乓球运动到最高点时,不计空气阻力,只受重力作用,合力不为零,因此不是平衡状态。
【答案】
(1)动能转化为重力势能,机械能不变;(2)不是平衡状态,因为乒乓球只受重力作用。
【知识点】
动能与势能转化、机械能守恒、平衡状态的判断
【点评】
本题考查机械能转化和平衡状态的基础知识点,属于对核心概念的应用考查,难度较低,需学生准确掌握相关物理规律。
【难度系数】
0.3
要解决这两个问题,需结合相关物理概念分析:(1)动能与重力势能的变化由质量、速度、高度决定,不计空气阻力时机械能守恒,乒乓球上升时速度减小、高度增加,可判断能量转化和机械能变化;(2)平衡状态的判断依据是物体受平衡力(合力为零),需分析乒乓球最高点的受力情况。
【解析】
(1)乒乓球上升过程中,质量不变,速度逐渐减小,动能减小;高度逐渐增大,重力势能增大,因此动能转化为重力势能。由于不计空气阻力,没有机械能损耗,所以乒乓球的机械能总量不变。
(2)平衡状态要求物体受到的合力为零(受平衡力)。乒乓球运动到最高点时,不计空气阻力,只受重力作用,合力不为零,因此不是平衡状态。
【答案】
(1)动能转化为重力势能,机械能不变;(2)不是平衡状态,因为乒乓球只受重力作用。
【知识点】
动能与势能转化、机械能守恒、平衡状态的判断
【点评】
本题考查机械能转化和平衡状态的基础知识点,属于对核心概念的应用考查,难度较低,需学生准确掌握相关物理规律。
【难度系数】
0.3
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