Question

“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目．如图所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳．当人下落至图中Q点时，橡皮绳刚好被拉直，那么，在人越过Q点继续向下的过程中，人的动能将

先变大后变小

，重力势能将

变小

，橡皮绳的弹性势能将

变大

．（填“变大”、“变小”“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”）

Answer 1

分析：①影响重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量不变时，高度越小，重力势能越小．
②影响动能的因素有：质量和速度，人的质量在下落过程中不会改变，因此只需考虑速度的变化情况，这就要从人的受力分析入手解答．
当人越过Q点后，绳子伸长，产生的弹力由小到大，当绳子的拉力与人的自重大小关系不同时，产生的合力方向会有所不同，从而直接影响到运动状态和速度的大小变化，因此需分段来讨论．
③影响弹性势能的因素是弹性形变的大小，弹性形变越大、弹性势能越大．

解答：解：①人在下落的过程中，所处高度始终是减小的，所以在人越过Q点继续向下的过程中，人的重力势能一直减小．
②人在最高点到Q点的过程中，质量不变，速度越来越大．在人越过Q点继续向下的过程中，受到绳的拉力，拉力由小变大．开始时小于重力仍加速运动，当拉力大于重力后，才减速运动．所以他的动能在前一段时间增加，后一段时间减小，是先变大后变小．
③在人越过Q点继续向下的过程中，橡皮绳变长，具有的弹性势能变大．
故答案为：先变大后变小；变小；变大．

点评：此题难度较大，关键是对人的受力分析，同时要结合力的合成以及力与运动的关系等知识，是一道力学综合题．