Question

甲站在0.5m/s勻速上行的自動扶梯上，乙站在0.7m/s勻速下行的自動扶梯上．甲、乙兩人質量相等，甲上行中動能    （選填“增加”、“不變”、“減少”）．某時刻他們的位置如圖所示，該時刻甲的重力勢能    乙的重力勢能，甲的機械能    乙的機械能．（選填“大于”、“等于”、“小于”）．若此時上行的扶梯突然停止運動，甲會向前傾，原因是    ．

Answer 1

【答案】分析：因為影響動能的因素是質量和速度，由題意可知，甲質量不變，速度不變，由此可判定動能不變．
因為重力勢能只與距離參考面的垂直高度有關，而這目前距離地面高度一致，再根據機械能=動能+重力勢能，二者重力勢能相同，而乙的速度快，因此可判斷甲的機械能與乙的機械能的大小．甲向前傾斜是因為慣性．
解答：解：甲在上行過程中，甲的質量和速度都不變，動能的大小由質量和速度決定，兩者都不變，所以甲的動能不變．
在圖示位置中，甲乙兩人的高度相同，質量相等，根據物體重力勢能的大小由質量和舉高的高度這兩個因素來決定可知，所以兩人的重力勢能相同．
由題意知，甲的速度小于乙的速度，兩人質量相等，結合動能的決定因素可知，甲的動能小于乙的動能．根據機械能包括動能和勢能結合兩人的勢能相等，甲的動能小于乙的動能，所以可以判斷，甲的機械能小于乙的機械能．
因為一切物體都具有慣性，若此時上行的扶梯突然停止運動，甲的腳受到摩擦力立即停止，而甲的上身由于慣性要保持運來的運動狀態，所以身體會向前傾．
故答案為：不變；等于；小于；甲腳受到摩擦力立即停止，而上身由于慣性繼續向前運動．
點評：將題目中提到的物理情景與對應的動能、重力勢能、機械能的定義決定因素聯系起來即可解決此題．