专项练习：机械能---蹦极过程中能量转化的图像问题 ---2024-2025学年苏科版物理九年级上学期

物理题型专项练习：机械能---蹦极过程中能量转化的图像问题

1．阅读短文，回答问题：

蹦极

蹦极（Bungee Jumping），也叫机索跳，是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动。跳跃者站在约40m以上（相当于10层楼）高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上，长长的橡皮绳一端固定，另一端绑在踝关节处然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下跳下，足以使跳跃者在空中享受几秒钟的“自由落体”。当人体落到离地面一定距离时，橡皮绳被拉开、绷紧、阻碍人体继续下落，当到达最低点时橡皮绳再次弹起，人被拉起，随后又落下，这样反复多次直到人静止，这就是蹦极的全过程。

小明在老师的指导下，用小球和轻质橡皮筋等器材进行了如下实验探究（不考虑空气阻力）。将一根橡皮筋一端系一质量为m的小球，另一端固定在O点，A点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，B点是橡皮筋系小球自然下垂静止时的位置，C点是小球从O点自由下落所能到达的最低点，让小球从某悬挂点O的正下方P点由静止释放如图甲所示整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球下落的速度与下落高度h的关系如图丙所示，已知该轻质橡皮筋每受到0.1N的拉力就伸长1cm，经测量小球从P点下落到A、B、C三点的距离分别为：ha=0.4m，hb=0.5m，hc=0.6m。

请回答下列问题：

（1）小球从点A运动到点C的过程中，小球下落速度的变化情况是     

A．一直变大

B．一直变小

C．先变小后变大

D．先变大后变小

（2）当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为     

A．vaB．vb C．0    D．无法判断

（3）当橡皮筋的伸长量最大时，小球处于      状态；（平衡非平衡）

（4）实验中所用小球的重力为      N；

（5）在小球从O点下落到C点的过程中，它的机械能随时间变化图像为      。

A．B． C．D．

2．某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度， 在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。通过弹力感应器可测出运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（蹦极过程视为在竖直方向的运动）。下列判断正确的是（　　）

A．在A点到B点过程中运动员加速下落

B．在B点到C点的运动过程中，运动员的重力势能一直在增大

C．在t0时刻蹦极绳的弹力最大，所以此处人的动能最大

D．通过图像分析，发现运动员重力大小等于F0

3．如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。绳长为L1，B点是运动员到达的最低点，OB距离为L2，h为运动员下落高度。忽略空气阻力，下落时，下列正确的是（　　）

A．B．C．D．

 

 

4．蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。

已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。请根据图像解答下列问题。弹性细绳原长为           m，小球下落的最大高度为           m。

已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空阻，求弹性细绳的最大弹性势能       J。

5．“蹦极”是当前在青年人中流行的一种惊险、刺激运动。跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。如图所示是某运动员做蹦极运动的v-t图像（忽略空气阻力），由该图像可知，      时刻弹性绳的弹性势能最大，      时刻运动员受到的重力等于弹性绳的拉力，在下落过程中，运动员的动能      （填变化过程）。

6．“蹦极”是当前在青年人中流行的一种惊险、刺激运动。跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。如图所示是某运动员做蹦极运动的v—t图像（忽略空气阻力），由该图像可知，         时刻弹性绳的弹性势能最大，此时运动员的动能为         J，            时刻运动员受到的重力等于弹性绳的拉力，在下落的过程中，运动员的动能            （填变化过程）。