物理-牛顿第二定律分段受力分析与机械能转化（动能-重力势能-弹性势能变化）
考点：科学推理 / 物理-牛顿第二定律分段受力分析与机械能转化（动能/重力势能/弹性势能变化）
问法模型：物理过程多说法判断题 → 以’合力为零点’为界分段分析速度变化，再逐项核对动能、重力势能、弹性势能的极值位置
推理链
- 第1步：从题干提取三个关键点：A点’橡皮绳刚好被拉直’、B点’拉力大小与重力大小相等’、C点是’最低点’，且不计空气阻力
- 第2步：分段受力分析——跳台到A点只受重力做加速；A到B重力大于拉力，合力向下、加速度向下，速度继续增大；B点合力为零；B到C拉力大于重力，合力向上、加速度向上，速度减小
- 第3步：由速度变化推能量——速度在B点达到最大，故B点动能最大；B到C减速至C点速度为0，动能逐渐减少
- 第4步：对照A项’动能一直在增加’——B到C阶段动能在减少，A项错误
- 第5步：对照B项’到达B点时重力势能最小’——重力势能随高度降低而减小，最低点是C点而非B点，B项错误
- 第6步：对照C项’到达B点时动能最大’——与第3步结论一致，C项正确
- 第7步：对照D项’C点弹性势能最小’——C点绳被拉至最长、弹性形变最大，弹性势能应最大，D项错误
最快解法：⚡ 合力方向判速度法：锁定’拉力=重力’的B点，B之前合力向下（加速）、B之后合力向上（减速），故B点速度即动能最大，直接选C；再用’最低点C’一眼排除B（重力势能最小在C）和D（绳最长弹性势能最大在C）
易错点
- ⚠ 误以为绳子在A点拉直后立即开始减速，忽略A到B阶段重力仍大于拉力、物体继续加速
- ⚠ 混淆’合力为零’与’速度最大’：B点合力为零但不是静止点，而是速度（动能）最大点
- ⚠ 把B点误当最低点：重力势能最小和弹性势能最大的位置都在最低点C，不在B
母题抽象
🧩 当题干出现’下落+绳/弹簧类约束+给出合力为零位置’的特征时，以合力为零点为分界：合力向下则加速、合力向上则减速，该点即速度（动能）最大点；再用最低点位置判断重力势能与弹性势能的极值
同类特征：蹦极/橡皮绳模型、A点绳刚好拉直、B点拉力等于重力、C点最低点、不计空气阻力、判断动能/重力势能/弹性势能变化
相关题
（暂无）
题干
“蹦极”是一种极富刺激性的游乐项目，如图所示为一根橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端固定在跳台上。当人落至图中A点时，橡皮绳刚好被拉直，当人落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力大小与人的重力大小相等，C点是游戏者所能达到的最低点。在游戏者离开跳台到最低点的过程中，不计空气阻力，下列说法正确的是 。
选项
- A. 游戏者的动能一直在增加
- B. 游戏者到达B点时重力势能最小
- C. 游戏者到达B点时动能最大 ✅
- D. 游戏者在C点时的弹性势能最小
官方解析
在蹦极的过程中，绳子还没有完全拉直时，游戏者的速度越来越快，因此动能逐渐增加；在A点和B点之间，游戏者受重力和绳子向上的拉力作用，由于重力大于拉力，因此合力方向向下，加速度方向向下，速度仍然在增加，动能依然在增加；在B点和C点之间，绳子向上的拉力开始大于重力，合外力方向向上，加速度方向向上，因此速度逐渐减少，直至C点时速度为0，动能逐渐减少。因此A项错误、C项正确。 游戏者在出发点处位置最高，重力势能势能最大，在C点处位置最低，重力势能最小，B项说法错误。 弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能量，弹性形变越大，弹性势能越大。在C点处，绳子被拉至最长，因此弹性势能最大，D项说法错误。 故正确答案为C。
给定材料
（无）