Question

9．如圖，用細線拴住一個小球在擺動，忽略空氣阻力，當小球從C點擺動到B點的過程中，它的機械能不變；小球擺到C點時重力勢能最大，此時它受力不平衡，判斷的依據是小球所受的重力與拉力不在同一直線上．

Answer 1

分析 ①動能和勢能合稱機械能．動能與質量和運動速度有關，重力勢能與質量和被舉高的高度有關．不計能量損失，動能和勢能相互轉化過程中總量守恒；
②二力平衡的條件：一個物體受到兩個力的作用，這兩個力大小相等、方向相反，在同一條直線上．

解答 解：用細線拴住小球在擺動，忽略空氣阻力，當小球從C點擺動到B點時，其質量不變，高度變小，故其重力勢能變��；同時其質量不變，速度變快，故動能變大；由于忽略空氣阻力，所以機械能是守恒的，即機械能不變；
小球擺到C點時，質量不變，速度最小，高度最大，所以重力勢能最大；
小球在C點時，受到重力的方向是豎直向下的，而細繩拉力的方向沿細繩向上，兩個力不在一條直線上，所以此時小球受力不平衡．
故答案為：不變；重力勢；小球所受的重力與拉力不在同一直線上．

點評 此題考查了機械能的轉化與守恒及二力平衡條件的應用，把握動能和重力勢能的影響因素是分析機械能轉化的基礎．