Question

8．學(xué)習(xí)了機械能的轉(zhuǎn)化和守恒之后，教師讓學(xué)生考察日常生活中有關(guān)的能量轉(zhuǎn)化現(xiàn)象，并從中發(fā)現(xiàn)問題．小明說：有資料顯示，氣象站要每日放飛探空氣球，氣球下吊有測量儀器，氣球和儀器一起勻速上升，它們的機械能增加了，這份增加的機械能是什么能量轉(zhuǎn)化而來的呢？
（1）接著小軍補充說：前幾天我買了一個氫氣球，不小心氫氣球飛上了天，在氫氣球上升的過程中，機械能增加了，這份增加的機械能是由什么能量轉(zhuǎn)化而來的呢？
在激烈的討論下，首先大家排除了由空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來．理由是氣球上升過程中，和空氣摩擦，內(nèi)能增加，所以增加的機械能不是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來．
（2）那么增加的機械能究竟是什么能量轉(zhuǎn)化而來的呢？老師做了以下實驗，引導(dǎo)學(xué)生分析思考：液體和氣體很多時候具有相似的性質(zhì)，我們不妨先看看木塊在水中上浮的情況．
實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)撤去對木塊的壓力時，由于所受浮力大于自身重力，木塊上�。�木塊升高了，機械能增加了，而這時，會有一部分水下去填補木塊原來占據(jù)的位置，此外，當(dāng)物體最終漂浮后，水面有所下降，所以水的重力勢能減少（選填“增加”或“減少”）了！
（3）假設(shè)氣球在空氣中上升和木塊在水中上浮原理是相同的，你能解釋小明小軍提出的問題了嗎？請試著分析一下來自于下降空氣的機械能．

Answer 1

分析 （1）在能量的轉(zhuǎn)化中，減少的能量轉(zhuǎn)化為增加的能．由此分析氣球上升不是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來的；
（2）當(dāng)物體受到浮力大于重力時物體上浮，物體上浮排開液體的體積減少，由此分析液體的機械能的變化；
（3）類比木塊在水中上升，分析氣球在空氣中上升的過程，分析氣球機械能增加的能量如何轉(zhuǎn)化而來的．

解答 解：
（1）在氫氣球上升的過程中，由于克服空氣摩擦，其內(nèi)能增加；所以氫氣球的機械能的增加不是內(nèi)能轉(zhuǎn)化來的；
（2）當(dāng)撤去對木塊的壓力時，由于浮力大于重力，所以木塊會上�。�
木塊升高了，機械能增加了，最后漂浮在水面，木塊排開水的體積減少，所以水面下降，水的重力勢能減少；
（3）與木塊在水中上升相似，氫氣球在空氣中上升，其機械能增加，氣球上升后，周圍有一部分空氣流過來填補氣球原來占據(jù)空間的空缺，所以空氣下降，其機能減�。�
故答案為：
（1）氣球上升過程中，和空氣摩擦，內(nèi)能增加，所以增加的機械能不是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來；
（2）所受浮力大于自身重力；減少；
（3）來自于下降空氣的機械能．

點評 本題關(guān)于能量轉(zhuǎn)化的題目，關(guān)鍵知道在能量轉(zhuǎn)化中，減少的能轉(zhuǎn)化為增加的能．