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篮球机械能变化的三种理解 四川省成都双流中学 黎国胜 原题：一个质量为m的充足气的篮球竖直向下运动，与地面接触前的速度为v1，经Δt时间，篮球恢复原状，以速度v2（其中v2< v1）离开地面。在此过程中（ ） A．篮球的加速度不变 B．篮球的机械能先增大后减小 C．地面对篮球的冲量为m(v1+v2)+mgΔt D．地面对篮球的功率为  本题参考答案为B、C。答案A和D是错误的，这没有任何争议。但对于答案B却出现了三种不同的理解。那么你认为哪种理解正确呢？ 理解一（参考答案）：篮球与地面作用过程中，地面对篮球先做负功，再做正功，故其机械能先减小后增大。 对第一种理解，不少学生认为在篮球与地面相互作用过程中地面并没有对篮球做功，不考虑地面的形变，地面的作用力显然对地没有位移。这与2006年全国高考物理试题理科综全I第20题完全相似。 理解二：篮球在与地面接触后，重心下移过程重力势能减小，动能减小，故机械能先减小。在篮球恢复原状的过程中重心升高，动能增大，故机械能增大。 对第二种理解，不少学生提出质疑：篮球在与地面接触后，重心下移，重力势能减小，动能减小，但篮球的形变增大，弹性势能增大，机械能不仅包含动能和重力势能，还应包括弹性势能，虽然动能和重力势能减小，但弹性势能在增大，故不能断定机械能先减小。当然也不能肯定篮球恢复原状的过程中机械能增大。 理解三：在篮球与地面相互作用的过程中，篮球不能视为质点，也就不能应用质点的动能定理考虑问题。必须综合考虑内部气体的内能和篮球机械能的相互转化。 在篮球重心下移的过程中，地面的支持力不做功，篮球受压内部气体体积减小，外界对气体做正功，气体内能增加，当然篮球的机械能不断减小。篮球在恢复原状的过程中，气体又对外界做功，内能又不断转化为机械能，故机械能不断增大。 本题虽然是一道选择题，好象不值得做过多的讨论，但笔者认为对一个物理过程或一个物理概念，必须搞得非常清楚，只有这样才能确保物理思想的准确、清晰，不至于似是而非。这不仅是一道题的问题，而是治学态度是否严谨的问题。以上三种理解，恳请同行和专家评判。 (责任编辑：admin) |