玻璃水滑道滑行速度及能量轉換分析碰撞安全性
重力勢能與動能概念分析
1、動能
物體由于運動而具有的能量叫動能；
公式:Ek=mv2
動能是標量，只有大小沒有方向；動能是狀態(tài)量，因為動能對應的是物體的一個運動狀態(tài)；動能是相對量，因為速度具有相對性，參考系不同速度往往不同，動能也就不同，一般取地面作為慣性參考系；動能相等的兩個物體,它的速度不一定相等。動能單位是J。它的推導過程是1kg•m2/s2＝1N•m＝1J
2、動能定理
（1）動能定理的推導
即合力所做的功，等于物體動能的變化。
（2）動能定理的表述
合外力做的功等于物體動能的變化。（這里的合外力指物體受到的所有外力的合力，包括重力）。表達式為W=△Ek，動能定理也可以表述為：外力對物體做的總功等于物體動能的變化。實際應用時，后一種表述比較好操作。不必求合力，特別是在全過程的各個階段受力有變化的情況下，只要把各個力在各個階段所做的功都按照代數(shù)和加起來，就可以得到總功。
3．重力勢能
（1）定義：物體由于被舉高而具有的能量．
（2）重力勢能的表述式
物體的重力勢能等于物體的重量和它的高度的乘積，重力勢能是標量，也是狀態(tài)量，其單位為J
（3）重力做功與重力勢能的關系
重力做功只跟物體的運動過程中初、末位置的高度差有關，而與運動的路徑無關。當物體下落時，重力做正功，重力勢能減少，減少的值等于重力所做的功．當物體上升時，重力做負功，重力勢能E增加，增加的值等于重力所做的功物體下落，物體上升。
（4）重力勢能具有相對性．
定了參考平面，物體重力勢能才有確定值．（通常以水平地面為零勢能面），重力勢能的變化與參考平面選擇無關．
玻璃水滑道滑行能量轉化，根據(jù)機械能守恒公式：重力勢能+動能=機械能，重力勢能轉動能,是因為從高處到低處的過程中有重力持續(xù)在做功,導致物體速度增加,動能增加,即轉化為動能。重力勢能做功，一部分轉化為動能，一部分轉化為摩擦力所做的功，重力勢能為與物體位置相關的能量，重力勢能具有相對性。表達式為Ep=mgh其中，m為質量，單位千克；g為重力常數(shù)，9.8N/kg；h為高度，物體相對于勢能參照面的高度(具有相對性，勢能參考面選擇不同，則h不同)，單位米。需要注意的是，h的數(shù)值具有相對性，但是對于一個運動過程來說，初始位置和終位置的Δh是代數(shù)值，沒有相對性。
玻璃水滑道系統(tǒng)的初、末狀態(tài)機械能守恒，動能增加量等于勢能減少量，在重力做功的情形下，物體的重力勢能和動能發(fā)生相互轉化，但總機械能保持不變。整體漂流速度在能量轉化之間變化，在緩慢坡度的控制下，漂流的平均速度由能量轉化公式計算得出，漂流速度在2m/s5m/s之間，乘坐人數(shù)計算玻璃水滑道側板玻璃單點承受沖擊力：每條船乘坐2人，每人按100kg考慮，本條船在漂流過程中質量M=200kg，漂流過程中平均滑行速度V=3m/s時，沖擊力=m*v=600N，根據(jù)鋼化玻璃出廠檢測報告得出玻璃可承受沖擊力為2000N，此時計算600N＜2000N，故漂流船在漂流的過程中單點沖擊力在安全設計范圍內，乘坐皮筏艇在玻璃水滑道滑行漂流的過程是在遵守機械能量轉換的過程，從上站起點到下站緩沖區(qū)滑行將機械能相互轉換，在皮筏艇保護下個別碰撞屬于正?，F(xiàn)象，在安全范圍內。