常识备考：过山车坐第一排更刺激？

常识备考：过山车坐第一排更刺激？

过山车风驰电掣、有惊无险，令人回味无穷。学过物理的我们，是否思考过过山车中包含了哪些物理原理呢?那么，今天小编就来给大家梳理下在过山车里的物理知识。

考点1

动力——重力势能

重力势能是物体因为重力作用而拥有的能量，质量越大、相对的位置越高，物体具有的重力势能就越大。

最初，过山车是靠自身的动力装置被推动到最高点的。之后进行第一次下滑，而这次下滑是没有任何动力的。它唯一的“发动机”是地球给他的重力势能。这些重力势能便是过山车完成后续高难度动作唯一的能量来源。

除了过山车，还有很多娱乐项目也需要通过爬升获得重力势能，比如蹦极、跳伞、漂流、激流勇进。小朋友坐滑滑梯要先爬到高处，也是同样的道理。

考点2

速度——刺激来源

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体传递给另一个物体，而且能量的形式也可以互相转化。

根据能量守恒原理，过山车拥有的能量是不会消失的，而是在重力势能和动能之间实现了能量转化。越接近地面，重力势能越小，动能越高，过山车的速度越快，人的体验也就越刺激。

但是，并不是所有的势能都转化为了动能，过山车的车轮与轨道相互摩擦，摩擦会产生热量，而热能便会损耗一部分动能和势能。这样一来，转化的动能就不能推动过山车达到之前的高度了。这也就是过山车后面的坡度都比最开始的坡度小的原因。

考点3

过瘾不要坐第一排

大家都认为坐第一排，应该是最过瘾的，因为直面这种冲击，然而并非如此。事实上，下降的感受在过山车尾部车厢最强烈。

因为，最后一节车厢通过最高点的速度比过山车头部的车厢要快，这是由于过山车中部的重心最高时，重力势能最大，而当尾部到达最高点时，重心位置已经不在最高位置，已经有一部分重力势能转化为动能了，这样，乘坐在最后一排的人就能够快速地达到和跨越最高点，从而产生一种要被抛离的感觉，因此，感觉也最为强烈。所以，如果你想要过山车坐过瘾，那就选择坐最后一排，尖叫、狂叫将会更大声。

生活中利用能量转化的例子：

（1）拍球，能量从人体（手）转移到球，球的动能又转化成弹性势能，弹性势能又转化成动能和重力势能，只有靠这些能量的转移、转化才能够完成拍球这一过程。

（2）骑自行车下坡时，自行车与人所处高度减小，重力势能减小；速度增加，动能增加，重力势能转化为动能。所以不用蹬车也可以加快速度。

试题练习

例

以下有关过山车说法正确的是（）

A. 过山车在上升阶段，其重力势能会下降

B. 过山车在轨道的最低处，运动最快，动能最大

C. 过山车依次通过的竖直回环轨道高度一次比一次高

D. 为了寻求最大刺激，应当乘坐过山车第一排

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【答案】B

【解析】本题考查与过山车有关的物理常识。高度越高，重力势能越大，过山车在上升阶段时，其重力势能会增加，故A项说法错误。依据能量守恒，当高度降低时，重力势能转化为动能，故在最低处轨道时，过山车的动能最大，速度也最大，B项说法正确。过山车在行进中，并非所有重力势能都会转化为动能，有一部分转化为摩擦热能，故不能再回到之前的高度，因此，竖直回环轨道的高度一次比一次更低，C项说法错误。过山车最后一排通过最高点时的速度比第一排要快，所以，更能产生一种抛离感，刺激也最大，故D项说法错误。本题的正确答案为B项。