Question

12．過山車是一種富有刺激性的娛樂工具，小江同學制作了一個過山車模型，如圖所示．他把重力為G的鐵球放在A點，然后讓它沿軌道滾下，軌道的右側有一彈簧，鐵球先后經過B、C、D點，到達E點．已知B點離臺面高度為零，A、D點離臺面的高度分別為h_A、h_D，則從A位置到B位置鐵球的重力做功是Gh_A； C點小球具有的機械能大小是Gh_A；當到達E點時，彈簧最短，小球的速度變?yōu)榱�，小球不處于（選填“處于”、“不處于”）受力平衡狀態(tài)（整個過程中不計摩擦及能量損耗）．

Answer 1

分析 利用W=Gh求重力做功，根據機械能守恒定律判斷小球在C點時具有能量大��；根據球在E位置的運動趨勢判斷受力情況；鐵球對彈簧做功，不考慮能量的損失，鐵球的能量全部轉化為彈簧的能量．

解答 解：（1）從A位置到B位置的豎直高度為h_A，
所以鐵球從A位置到B位置重力做功W=Gh_A．
（2）鐵球在A位置時，只有重力勢能，故A點的機械能=A點重力勢能=Gh_A．
整個過程不計摩擦和能量損耗，故鐵球機械能守恒．
故在C點時小球具有的能量=在A點時小球具有的能量=Gh_A．
（3）小球達到E點時，雖然速度為0，但小球在水平方向只受彈簧的彈力作用，故小球不處于平衡狀態(tài)．
故答案為：Gh_A；Gh_A；不處于．

點評 本題考查重力做功和機械能守恒定律，能夠比較全面考查學生掌握知識情況，此題有一定的難度．