Question

8．學(xué)習(xí)了機(jī)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(wèn)題．小明說(shuō)：有資料顯示，氣象站要每日放飛探空氣球，氣球下吊有測(cè)量?jī)x器，氣球和儀器一起勻速上升，它們的機(jī)械能增加了，這份增加的機(jī)械能是什么能量轉(zhuǎn)化而來(lái)的呢？
（1）接著小軍補(bǔ)充說(shuō)：前幾天我買(mǎi)了一個(gè)氫氣球，不小心氫氣球飛上了天，在氫氣球上升的過(guò)程中，機(jī)械能增加了，這份增加的機(jī)械能是由什么能量轉(zhuǎn)化而來(lái)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(lái)．理由是氣球上升過(guò)程中，和空氣摩擦，內(nèi)能增加，所以增加的機(jī)械能不是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來(lái)．
（2）那么增加的機(jī)械能究竟是什么能量轉(zhuǎn)化而來(lái)的呢？老師做了以下實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生分析思考：液體和氣體很多時(shí)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(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)撤去對(duì)木塊的壓力時(shí)，由于所受浮力大于自身重力，木塊上�。�木塊升高了，機(jī)械能增加了，而這時(shí)，會(huì)有一部分水下去填補(bǔ)木塊原來(lái)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(shì)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(wèn)題了嗎？請(qǐng)?jiān)囍�分析一下�?lái)自于下降空氣的機(jī)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(lái)的；
（2）當(dāng)物體受到浮力大于重力時(shí)物體上浮，物體上浮排開(kāi)液體的體積減少，由此分析液體的機(jī)械能的變化；
（3）類(lèi)比木塊在水中上升，分析氣球在空氣中上升的過(guò)程，分析氣球機(jī)械能增加的能量如何轉(zhuǎn)化而來(lái)的．

解答 解：
（1）在氫氣球上升的過(guò)程中，由于克服空氣摩擦，其內(nèi)能增加；所以氫氣球的機(jī)械能的增加不是內(nèi)能轉(zhuǎn)化來(lái)的；
（2）當(dāng)撤去對(duì)木塊的壓力時(shí)，由于浮力大于重力，所以木塊會(huì)上�。�
木塊升高了，機(jī)械能增加了，最后漂浮在水面，木塊排開(kāi)水的體積減少，所以水面下降，水的重力勢(shì)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(jī)械能增加，氣球上升后，周?chē)�有一部分空氣流過(guò)來(lái)填補(bǔ)氣球原來(lái)占據(jù)空間的空缺，所以空氣下降，其機(jī)能減�。�
故答案為：
（1）氣球上升過(guò)程中，和空氣摩擦，內(nèi)能增加，所以增加的機(jī)械能不是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來(lái)；
（2）所受浮力大于自身重力；減少；
（3）來(lái)自于下降空氣的機(jī)械能．

點(diǎn)評(píng) 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．