在运动轨迹的最高点，是否还有动能？

在讲机械能守恒时，我发现不少同学对之前学过的力学知识已经淡忘了。比如下面这道题：如图为掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹，球最终停在水平地面e处，选项中有一项是“在最高点b点处小球是否有动能”，有的同学会认为小球到达了最高点，速度为0，因此动能也为0。

实心球抛出后，在最高点b的速度真的为0吗？显然不是！如果我们对速度进行分解，分解成竖直向上的速度分量、水平向右的速度分量，就可以看出在最高点b时：

类似的抛物线运动轨迹问题，我们在讲牛顿第一运动定律的时候反复讲过，这样的例子可不少。比如下面这道题目：

如图是炮弹的运行轨迹，当其运动到最高点时，若外力突然消失，炮弹将（　　）

A．处于静止状态
B．向左做匀速直线运动
C．竖直向下做匀速直线运动
D．按原来的轨迹运动

牛顿第一运动定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。根据牛顿第一定律，当物体不受外力时，该物体将保持外力消失一瞬间时的状态。炮弹在最高点时速度为0吗？如果为0则外力消失后炮弹会处于静止状态。由之前的分析可知，炮弹还有一个向左的速度，当它受到的一切外力全部消失时，它将保持原来的速度（向左）做匀速直线运动，因此选B。

在课堂上，有部分同学分不清楚“抛物线的运动轨迹”与“竖直向上抛球的轨迹”之间的区别。如图所示，如果竖直向上抛球，球的运动轨迹是直上直下（只有竖直方向上的速度，没有水平方向上的速度），当球运动到最高点时，其瞬时速度为0，显然此时球的动能也为0。如果忽略空气阻力，则球损失的动能全部转化为增加的重力势能，即机械能守恒。

错误判断“平衡状态”

这是一个过山车模型，把重力为G的铁球放在A点，然后让它沿光滑轨道滚下，轨道的右侧有一弹簧，铁球先后经过B、C、D点，到达E点（D、E水平）；当小球到达E点时，弹簧最短，小球的速度变为零，小球________（选填“处于”“不处于”）平衡状态。

这个问题也有同学错误地认为小球处于平衡状态，他的理由是“此时小球的速度为零，可以看做是静止，根据牛顿第一定律可知小球处于平衡状态。”这个理解似是而非，我们来回顾一下平衡状态的定义：物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡，物体处于平衡状态。

当弹簧最短时，小球的速度为零，但这只是小球的瞬时速度，我们不能因此就说小球是静止的。从另外一个层面来说，只有“保持”静止或匀速直线运动状态，我们才能说物体处于平衡状态。即使认为小球在E点就是处于“静止”，但小球在E点显然无法保持住这个所谓的“静止”，因此也就不处于平衡状态。

对于平衡状态的判定，是初中生的基本功。最合理的判定方式不是看速度是否为0，而是对物体进行受力分析。如果物体在各个方向上都受到了平衡力，就处于平衡状态，否则就受力不平衡，自然也不会处于平衡状态。以前面的题目为例，小球处于E点时在竖直方向上受到了平衡力（竖直向下的重力、竖直向上的支持力）；由于轨道是光滑的，因此小球在水平方向只受到了弹簧施加的弹力，受力不平衡，自然也就不处于平衡状态。

把速度为零认为是静止，同时得出结论物体处于平衡状态，这是同学们经常会犯的错误，这样的例子还有很多：

这些瞬间，物体的瞬时速度都为零，但我们分析一个物体是否处于平衡状态，并不是简单地只看瞬时速度是否为零，而是要从平衡状态的定义、或受力分析的角度判断：

A. 看物体是否能“保持”静止或匀速直线运动状态，如果速度是连续变化的，显然不符合“保持”这一个条件。

B. 物体是否受力平衡，如果受力不平衡，运动状态必然会发生改变，也就不可能处于平衡状态。