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机械能范文1
1.能
能就是指能量.一切能量的单位都是焦耳,符号是J.一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能.功是能量变化的量度,我们可以用功的大小来量度做功前后物体能量的变化.能是表示物体做功能力大小的物理量.物体要对外界做功,就必须消耗本身的能量,或者从别处得到能量来补充.
2.动能
动能的定义或解释:(1)物体由于运动而具有的能叫做动能;(2)物理学中把物体的质量跟它速度的平方的乘积的一半叫做该物体的动能;(3)动能是一种物体由于有运动而具有的能量.它是一个由物体的质量和运动速度共同决定的并且其变化可以用功来量度的物理量.公式为Ek=mv2/2.
3.势能
势能的定义或解释:物体由于被举高或者发生弹性形变而具有的能.
在中学物理中,所研究的势能是重力势能和弹性势能.
重力势能是由于物体和地球间的相互吸引而产生的,它的大小随物体和地球的相对位置的变化而变化.重力势能是一种引力势能,公式为Ep=Gh=mgh.
弹性势能是由于物体发生弹性形变时,各部分之间存在相互作用的弹力而产生的,它的大小随各部分之间相对位置的变化而变化.在弹性限度内,弹簧发生的形变越大,弹性势能越大.
4.机械能
动能和势能统称为机械能.动能和势能之间可以相互转化,在动能和势能相互转化的过程中,如果忽略一切阻力,物体只受重力作用,或者受其他的力,但这些力不做功,那么,机械能的总量保持不变,即机械能守恒.
5.内能及其改变
(1)内能
分子动能:分子不停地做着无规则的热运动,因此分子具有动能.物体的温度越高,分子运动得越快,它们的动能越大.
分子势能:由于分子间有一定距离,而且存在着相互作用力,所以分子间具有势能.
内能:物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能.一切物体的分子都在不停地做无规则运动,所以不论温度高低,一切物体都具有内能.
(2)内能的改变
改变物体内能有做功和热传递两种方式.
①做功的实质是能量的转化.对物体做功(压缩气体、克服摩擦、锻打、弯折等),物体的内能增加;气体膨胀对外做功,物体本身的内能减小.
②热传递的实质是能量的转移.在热传递的过程中,高温物体温度降低,内能减小;低温物体温度升高,内能增加.
做功和热传递在改变物体的内能上是等效的.
6.热传递
热传递是改变物体内能的一种方式,当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递.热传递时,能量从高温处转移到低温处,直至温度相同.热传递有三种方式:传导、对流、辐射.在实际的热传递过程中,这三种方式往往是伴随着进行的.
7.热量
热量,符号Q.物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量.热量是在热传递过程中量度系统内能变化的物理量.
(1)热量的计算公式:Q=cmΔt;
(2)吸收热量的计算公式:Q吸=cm(t末-t初);
(3)放出热量的计算公式:Q放=cm(t初-t末);
(4)由能量守恒定律可知:Q吸=Q放(不考虑热损失).
8.比热容
比热容,符号c.单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃所吸收(放出)的热量叫做这种物质的比热容.
在国际单位中,比热容的单位是焦耳/(千克・开),符号:J/(kg・K),常用单位是焦耳/(千克・摄氏度),符号:J/(kg・℃).比热容是反映物质的吸热(或放热)本领大小的物理量,它是物质的一种属性.任何物体都有自己的比热容,即使是同一种物质,所处物态不同,比热容也不相同.例如,水的比热容是4.2×103J/(kg・℃),而结成冰后的比热容则是2.1×103J/(kg・℃),几乎是液态水的一半.
9.热值
热值,符号q.单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值.在国际单位制中,热值的单位是焦耳/千克,即
J/kg;对于气体燃料而言,单位是焦耳/立方米,即J/m3.对热值的理解要注意的是燃料完全燃烧.保证充分燃烧的方法是:燃料颗粒尽可能地小而分散,有氧气,而且氧气要充分.在能量转化形式上,是将物质的化学能转化为内能.
10.热机
热机,就是把燃料燃烧释放出来的内能转化为机械能的机器.热机包括外燃机、内燃机、燃汽轮机等等.在现代社会中,内燃机是主要的机器.
内燃机的工作原理:让燃料在汽缸内燃烧生成高温高压的燃气,这些高温高压燃气膨胀而对外做功,使一部分内能转化为机械能,同时自己的内能减少,温度降低.
内燃机完成一次工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程.活塞往复两次,曲轴转动两周,便完成一个工作循环.在一个工作循环中,只对外做功一次.
压缩冲程是机械能转化为内能.做功冲程是内能转化为机械能.
热机的效率是反映热机性能的一项重要标志.转变为有用功的热量跟燃料完全燃烧时放出的热量的比叫做热机的效率.影响热机效率的因素有:燃料不可能完全燃烧;高温热源总是对低温物体传递热量;克服机械传动的摩擦要消耗部分能量;尾气带走部分能量等.
二、重、难点剖析
1.具有能的物体一定在对外做功吗?
具有能的物体不一定在对外做功,如:悬挂着的钢球,它虽然具有重力势能,但它没有做功.
2.在弹性限度内,被拉伸的弹簧具有弹性势能,被压缩的弹簧具有弹性势能吗?
在弹性限度内,弹簧无论被拉伸还是被压缩都具有弹性势能,而且形变量越大,弹性势能越大.
3.如何判断机械能是否变化?
(1)由“机械能=动能+势能”判断.如:速度和高度不变,物体质量减小,则动能减小,重力势能减小,机械能减小;若质量和速度不变,物体高度减小,则动能不变,重力势能减小,机械能减小.
(2)在动能和势能相互转化的过程中,如果除重力和弹力外没有其他外力做功(没有其他形式能量补充或没有能量损失),则在动能和势能转化过程中机械能不变.
4.热量与内能
物体在吸收或放出热的过程中,传递的是能量.与功一样,热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量,是用来衡量物体内能的变化的.有过程,才有变化,离开过程,将毫无意义.就某一状态而言,只存在“内能”,根本不存在什么“热量”和“功”.因此,不能说一个系统中含有“多少热量”或“多少功”.
5.热量和温度
热量是物体内能变化的量度,而温度是物体内部大量分子做无规则热运动激烈程度的宏观标志.虽然热传递的前提条件是两个物体之间存在温度差,但是,传递的是能量,不是温度,更不是根本不存在的“热质”.有热传递的发生,可以使物质的温度发生改变,但在晶体的熔化、凝固以及液体的沸腾等物态变化过程中,尽管存在热传递,但温度却保持不变.因此诸如“吸收的热量越多,温度变化就越大”“系统的温度越高,它放出的热量就越多”等说法是错误的.因为放出的热量不仅和温度的变化值有关,而且还与物体的质量、比热容、物态等有关.
6.内能与机械能
(1)内能与机械能是两种形式的能,两者都与运动有关,都描述物体的运动状态.一定条件下,内能和机械能是可以相互转化的.
(2)内能的研究对象是微观粒子,机械能的研究对象是宏观物体.内能由物体内分子无规则运动和相互作用的分子间相对位置决定,它与物体的机械运动情况无关;机械能是由物体的整体运动状态和物体间相对位置决定的能,它与物体的分子运动无关.可以说,内能和机械能是从不同的角度、不同的侧面描述了物体的运动.
(3)具有内能的物体不一定具有机械能;但具有机械能的物体一定具有内能,物体在任何情况下都具有内能.
三、易错点扫描
1.动能与势能转化问题的分析
(1)首先明确决定动能大小的因素、决定重力势能(或弹性势能)大小的因素,再看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化.
(2)要注意动能和势能相互转化过程中能量的损失和增大,如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即:没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能与势能转化过程中机械能不变.
2.温度越高的物体内能一定越大吗?
同一个物体,它的温度越高,分子无规则运动的速度越大,因此分子的动能变大,导致物体内部分子动能和势能的总和增加.例如,一个铁块在烧红时的内能比它冷却时的内能大.对于内能与温度的关系不能错误地理解为温度越高的物体内能越大,内能的大小除了与温度有关,还与其他因素有关,而其他因素将在我们以后的物理学习中介绍.但对同一个物体而言,温度升高,内能增加;温度降低,内能减少.
3.内燃机的工作循环是如何完成的?
内燃机的每一个工作循环分为四个阶段:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程.在这四个阶段,吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的,而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程,是由内能转化为机械能.另外压缩冲程将机械能转化为内能.
4.关于热值的理解
(1)对于热值的概念,要注重理解三个关键词:“1kg”“某种燃料”“完全燃烧”.1kg是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值.某种燃料说明热值与燃料的种类有关.完全燃烧表明要完全烧尽,否则1kg燃料的化学能转变成内能就不是该燃料的热值.
(2)热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中化学能转变成内能的本领大小,也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关.
四、典型例题
例1 跳伞运动员从空中匀速下落,人和伞的().
A.动能增加,重力势能减少,机械能不变
B.动能不变,重力势能减少,机械能减少
C.动能减少,重力势能增加,机械能增加
D.动能不变,重力势能不变,机械能不变
解析从动能、重力势能、机械能的概念出发去分析问题.匀速下落的跳伞运动员,质量和速度不变,动能不变;下落过程中,相对地面的高度减小,重力势能减少;机械能=动能+势能,动能不变,势能减少,故机械能减少.
选B.
例2下列说法中正确的是().
A.100℃的水比50℃的水所含的热量多
B.温度升高得多的物体吸收的热量一定多
C.热传递时高温物体将温度传给低温物体
D.热传递时高温物体将热量传给低温物体
解析物体之间没有热传递就谈不上热量,因此说物体含有多少热量是错误的;物体在热传递过程中,吸收或放出热量的多少,不仅与温度的变化有关,还与其他因素有关;温度是分子无规则运动剧烈程度的标志,热传递过程中传递的不是温度而是能量,所以A、B、C的说法都是错误的.
选D.
例3质量为1kg的铝壶中装有500g10℃的水,给壶加热,使水温升高到100℃,需要吸收多少热量?
解析本题中水温升高要吸热,铝壶也要吸热,铝壶的初温、末温和里面水的初温、末温应相同,求需要的热量就是铝壶和水吸收的热量之和.
Q吸=Q铝+Q水
= c铝m铝t + c水m水t
= 8.8×102J/(kg・℃)×1kg×90℃+ 4.2×103J/(kg・℃)×0.5kg×90℃
=2.682×105J.
例4卖火柴的小女孩在严寒中只能靠点燃火柴取暖.一根火柴的质量约为0.065g,火柴的热值平均为1.2×107J/kg,求一根火柴完全燃烧能使1m3的空气温度升高多少摄氏度?〔已知空气的密度为1.3kg/m3,比热容为1×103J/(kg・℃)〕
解析设火柴完全燃烧释放的热量全部被空气吸收,即Q吸=Q放.
cm1t=qm2
所以完全燃烧一根火柴能使1m3的空气升高的温度为:
t=qm2/cm1=qm2/cρV=1.2×107J/kg×0.065
×10-3kg/[1×103J/(kg・℃)×1.3kg/m3×1m3]=0.6℃.
例5汽油机工作的四个冲程为:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,如图所示为冲程.在压缩冲程中,活塞压缩气体做功,气体的内能 (选填“增大”或“减少”),能转化为气体的内能.
机械能范文2
例1.建筑工地一般使用起重机吊起货物,货物在钢绳拉力的作用下,先沿竖直方向匀速上升,再水平移动到卸货地点.若不计摩擦和空气阻力,则货物在匀速上升的过程中( )
A. 重力势能增加,动能减少
B. 重力势能增加,机械能增加
C. 动能不变,机械能增加
D. 动能减少,机械能减少
解析:货物在匀速上升的过程中,由于其质量不变,速度不变,则其动能不变;而其高度增加,重力势能增加,所以其机械能增加.应选B、C.
例2.老师在课堂上进行滚摆演示时,下列说法不正确的是( )
A. 滚摆运动过程中,机械能守恒
B. 滚摆向下运动时,重力势能部分转化为动能
C. 滚摆向上运动时,动能部分转化为重力势能
D. 滚摆上升的最大高度逐渐降低
解析:滚摆运动过程中,由于摩擦力、空气阻力等作用,机械能会越来越小,并不守恒,选项A错误;滚摆向下运动,重力势能减小,动能增大,重力势能部分转化为动能,选项B正确;滚摆向上运动时,动能减小,重力势能增大,动能部分转化为重力势能,选项C正确;由于摩擦及空气阻力的影响,滚摆的机械能不断减小,所以滚摆上升的最大高度逐渐降低,选项D正确.故应选A.
例3.如图1所示,足球以初速度v沿凹凸不平的草地从a运动到d,足球( )
A. 在b、d两点的动能相等
B. 在a、d两点的机械能相等
C. 从b到c的过程机械能减少
D. 从c到d的过程重力势能减少
解析:足球沿着凹凸不平的草地运动,由于存在摩擦,b、d两点的运动速度大小不相等,动能不等,选项A错误;摩擦阻力会阻碍足球的运动,机械能减小,转化为内能,选项B错误;重力势能与质量和高度有关,从c点到d点,足球所处的位置变高,重力势能变大,选项D错误;应选C.
例4.我们居住的城市高楼林立,如不小心发生高空坠物事件,则可能给人们的生命财产造成损害,更不可有意为之.日前,某小区的陈先生在早上下楼取车时发现车的后挡风玻璃被穿了一个孔,上面还插着一个可乐瓶,肇事的可乐瓶大约还有■的可乐.对此下列描述正确的是()
A. 可乐瓶从高空坠落,动能会转化为重力势能
B. 可乐瓶对挡风玻璃没有做功
C. 可乐瓶从高空坠落,重力势能会转化为动能
D. 可乐瓶砸在挡风玻璃上的瞬间,具有很大的重力势能
解析:可乐瓶从高空坠落,重力势能减小,转化为动能,选项A错、选项C正确;可乐瓶将挡风玻璃砸碎对其做了功,选项B错误;可乐瓶砸碎挡风玻璃的瞬间,具有很大的动能,选项D错误.故应选C.
例5 .某班同学在探究“动能的大小与什么因素有关”时,同学们提出了如下猜想:
猜想一: 动能的大小可能与物体的密度有关;
猜想二: 动能的大小可能与物体的运动速度有关;
猜想三: 动能的大小可能与物体的质量有关.
为了验证同学们的猜想,老师提供如下器材:刻度尺、四个金属球(100 g的铁球、100 g的铝球、50 g的铁球、50 g的铜球)、小木块和长木板.同学们组装了图2所示的实验装置,让小球从斜面上由静止滚下,碰上水平面上的小木块后,将木块撞出一段距离.在同样的平面上,木块被撞得越远,说明球的动能越大.
请你帮助同学们完成下列任务:
(1) 写出探究“猜想一”的实验方案;
(2) 设计出探究“猜想二”的数据记录表格.
解析:(1) 实验方案如下:将100 g的铁球与100 g的铝球(或50 g的铁球与50 g的铜球)分别从斜面的同一高度处由静止滚下,撞击水平面上同一位置的小木块,用刻度尺分别测出小木块被撞出的距离.
(2) 表格如下(必须使用同一金属球)
练习:
1.(2013滨州)今年6月1日,我国引进的首架波音787客机飞赴广州交付使用.当波音787客机加速起飞上升的过程中,下列说法正确的是()
A. 动能增大,重力势能减小
B. 动能减小,重力势能减小
C. 动能增大,重力势能增大
D. 动能减小,重力势能增大
2. (2013梅州)“歼―10”是我国自主研制的新一代轻型战斗机,具有卓越的机动性能.当它在空中向下俯冲时,动能______,重力势能_______.(以上两空选填“增大”、“不变”或“减小”)
机械能范文3
1. 下列几个实例中,力做了功的是____(填序号).
(1) 物体在拉力作用下升高;(2) 汽车在刹车阻力作用下滑行了一段距离;(3) 小明用力搬一块巨石,累得筋疲力尽,石头却纹丝不动;(4) 小明和小红提着一桶水在水平路面上匀速前进;(5) 举重运动员用力举着杠铃在空中停留了3 s.
2. 去年,一场强风暴潮袭击了我国的威海地区,风暴潮在海面上掀起的10余米高的巨浪将渔民的渔船打碎,将海边的堤坝毁坏.根据你学过的物理知识和生活经验分析,打碎渔船和毁坏堤坝的能主要是巨浪的____能.巨浪将岸边的一块方石水平推出4.5 m远,已知该方石的质量为120 kg,假设海浪对方石的水平推力平均为800 N,则海浪推动这块方石所做的功是____J.
3. 在如图1《向左走•向右走》的漫画中,男孩提着重15 N的小提琴水平向左匀速走了100 m,女孩用5 N的水平拉力拉箱子向右匀速走了100 m,他们两人中对物体做功的是____(填“男孩”或“女孩”).
4. 体育课上同学们进行爬杆比赛,质量为50 kg的小明同学以0.8 m/s的速度匀速爬直立的杆,在爬杆过程中,他爬杆的功率是____W(取g=10 N/kg).
5. 人类的太空旅行已不是梦想.2007年4月,世界第五位太空游客查尔斯•希莫尼成功地完成了又一次太空旅行.在飞船加速上升时,机械能____(填“增大”、“减小”或“不变”).
二、选择题
6. 下面说法中正确的是().
A. 从P = 可知,功率跟功成正比,所以只要做功多,功率就大
B. 功率跟时间成反比,所以只要时间短,功率就大
C. 功率大的机器比功率小的机器做功多
D. 甲每小时做的功比乙每小时做的功多,甲的功率就比乙的功率大
7. 如图2所示,物体A、B、C的质量mA>mB>mC,在同样大小的力F作用下,三个物体都沿力的方向分别移动了距离s,比较力F对三个物体所做的功().
A. a多B. b多
C. c多D. 一样多
8. 遨游太空21 h,绕地球14圈的“神舟”五号载人飞船返回舱返回地面时,为了安全着陆,在距地面一定高度时需点燃反推火箭的发动机向下喷出高速高压气体.那么从开始喷气到安全着陆的过程中,返回舱的().
A. 动能不变,势能减小 B. 动能减小,势能减小
C. 动能减小,机械能不变D. 动能不变,势能增大
9. 物体A在拉力作用下沿同一水平面匀速运动了一段距离s,如图3所示,两种情况下拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小情况为(滑轮重、绳重、绳与滑轮间的摩擦不计)().
A. F1= F2,W1=W2 B. F1= F2,W1= W2
C. F1= F2,W1=W2 D. F1= F2,W1= W2
10. 杨飞同学骑着一辆普通自行车,在平直公路上以某一速度匀速行驶.若他和车所受的阻力为20 N,他和车所受的总重为600 N,则通常情况下,杨飞骑车时消耗的功率最接近于().
A. 1 WB. 10 WC. 100 WD. 1 000 W
11. 如图4所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,施加的力分别为F1、F2,拉力做的功分别为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2,则下列判断中正确的是().
A. F1<F2,W1=W2,P1<P2 B. F1>F2,W1>W2,P1>P2
C. F1<F2,W1<W2,P1<P2 D. F1<F2,W1=W2,P1>P2
12. 2007年10月24日,中国在西昌卫星发射中心用“”三号甲运载火箭将“嫦娥”一号月球探测卫星成功送入太空,如下页图5,则下列说法中正确的是().
A. 使火箭上升的力的施力物体是地面
B. 火箭上升的过程是加速运动
C. 火箭在上升过程中只受重力的作用
D. 卫星在环绕月球飞行时将不受任何力的作用
13. 如图6所示,小刚对子弹击穿木板靶心前后子弹能量变化的问题进行思考,有如下四点看法:① 动能减少,是因为有部分机械能转化成内能;② 动能减少,是因为子弹的重力势能增加了;③ 动能减少,是因为子弹克服摩擦做了功;④ 子弹的机械能不变.你认为他的看法中,正确的有().
A. ①③ B. ①②
C. ③④ D. ②④
14. 如图7,为探究能量转化,小明将小铁块绑在橡皮筋中部,并让橡皮筋穿入铁罐,两端分别固定在罐盖和罐底上.实验装置做好后让它从不太陡的斜面上滚下,发现橡皮筋被铁块卷紧了,接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上去!以下有关能量转化的判断,正确的是().
A. 铁罐在斜面上从最高处滚到最低处,主要是重力势能转化为动能
B. 铁罐在斜面上从最高处滚到最低处,主要是弹性势能转化为动能
C. 铁罐在斜面上从最低处滚到最高处,主要是动能转化为重力势能
D. 铁罐在斜面上从最低处滚到最高处,主要是弹性势能转化为重力势能
三、简答题
15. 自行车上坡前骑车人为什么往往要加紧蹬几下?
16. 据报道,从一列飞驰的火车上飞出的一个馒头,竟然击昏一铁路工人,请你解释一下为什么小小馒头能把人
砸伤.
四、实验探究题
17. 小雪和小红在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,一起组装好如图8所示的实验装置,他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置.
(1) 小红____向上拉动弹簧测力计,使钩码升高,并由弹簧测力计读出拉力为0.5 N,同时小雪用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1 m.以上测量准确无误,其他被测物理量和计算的数据如表1.
(2) 小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%,他们意识到出现了错误,请你帮助找出原因:____.
(3) 该滑轮组的机械效率实际为____.
(4) 若提升的钩码重增加到6 N,则该滑轮组的机械效率将____(填“变大”、“变小”或“不变”).
18. 表2中给出了一头牛慢步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据.
分析数据可以看出,对物体动能大小影响较大的因素是____;你这样判断的依据是____.
五、综合应用题
19. 郑州市政府投入巨资,对火车站周围实施改造.施工中,一工人利用如图9所示的定滑轮将一桶沙匀速拉到10 m高处,沙重90 N,所用的拉力是100 N.
求:(1) 有用功是多少?(2) 总功是多少?(3) 定滑轮的机械效率是多大?
20. 在向车上装货物时,常常用木板搭个斜面,把货物推上去,这样可以省很多力.如图10所示,工人师傅用600 N的力沿着长4 m的斜面,将重1 200 N的货物推到高为1.5 m的车上.
(1) 工人师傅做的有用功是多少?(2) 工人师傅做的总功是多少?(3) 该斜面的机械效率是多少?
1. (1)(2) 2. 机械 3 600 3. 女孩 4. 400 5. 增大
6. D 7. D 8. B 9. C 10. C 11. A 12. B 13. A 14. D
15. 骑自行车时,人和自行车的质量不变,上坡前加紧蹬几下,速度增大,所以动能增大.在上坡的过程中,动能转化为势能,可以使人容易骑上坡. 16. 馒头的质量虽然小,但从列车上抛出来时,它的速度很大,因此动能很大,打到人身上会砸伤人.
17. (1) 匀速 (2) 弹簧测力计提升的高度值有错误 (3) 80% (4) 变大
18. 速度 人的质量约是牛的 ,速度约是牛的12倍,结果此时人的动能约是牛的12倍,所以,速度对物体动能影响较大
19. (1) 900 J. (2) 1 000 J. (3) 90%.
机械能范文4
1.有一种硬气功表演,表演者平卧地面,将一大石板置于他的身体上,另一人将重锤举到高处并砸向石板,假设重锤与石板撞击后二者具有相同的速度,石板被砸碎,而表演者却安然无恙,但表演者在表演时总是尽量挑选质量较大的石板。对这一现象,下列说法中正确的是( )
A.重锤在与石板撞击过程中,重锤与石板的总机械能守恒。
B.石板的质量越大,石板获得的速度就越小。
C.石板的质量越大,石板所受到的打击力就越小。
D.石板的质量越大,石板获得的动量就越小。
2.一个质量为0.3kg的弹性小球,在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大小Δv和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为 ( )
A.Δv=0。 B.Δv=12m/s。
C.W=0。D.W=10.8J。
3.在质量为M的小车中挂着一个单摆,摆球的质量为m0,小车(和单摆)以恒定的速度u沿光滑的水平面运动,与位于正对面的质量为m的静止木块发生碰撞,碰撞时间极短,在此碰撞过程中,下列哪些说法是不可能发生的( )
A.小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别变为v1、v2、v3,满足:
(M+m0)u=Mv1+mv2+m0v3
B.摆球的速度不变,小车和木块的速度变为v1和v2,满足:Mu=Mv1+mv2
C.摆球的速度不变,小车和木块的速度都变为v,满足:Mu=(M+m)v
D.小车和摆球的速度都变为v1,木块的速度变为v2,满足:
(M+m0)u=(M+m0)v1+mv2
4.如图1所示,放在水平地面上的滑块A在水平推力F作用下沿F作用方向匀速滑动。某时刻起,力F逐渐减小,但方向不变,则滑块在力F减为零前,以下说法正确的是( )
A.速度逐渐减小。
B.加速度逐渐减小。
C.力F的冲量一定小于摩擦力的冲量。
D.力F的冲量等于物体动量的变化量。
5.如图2所示,斜劈M放在光滑水平面上,物块m放在斜劈上,M、m之间无摩擦,现将系统由静止释放,则下列说法正确的是( )
A.M、m间的弹力与斜面不垂直。
B.M对m的弹力对m不做功。
C.下滑的过程中系统的机械能守恒。
D.下滑的过程中系统的动量守恒。
6.节日燃放礼花弹时,要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中,然后点燃礼花弹的发射部分,通过火药剧烈燃烧产生的高压燃气,将礼花弹由炮筒底部射向空中.若礼花弹在炮筒底部击发至炮筒口的过程中,克服重力做功W1克服炮筒阻力及空气阻力做功W2高压燃气对礼花弹做功W3则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变) ( )
A.礼花弹的动能变化量为W3+W2+W1。
B.礼花弹的动能变化量为W3-W2-W1。
C.礼花弹的机械能变化量为W3-W1。
D.礼花弹的机械能变化量为W3-W2-W1。
7.如图3所示,物体P沿Q的斜面匀速下滑, 斜面体Q始终静止在水平桌面上,在P从斜面顶端滑到底端的过程中,下面哪些说法正确? ( )
A.重力对P做的功与P克服摩擦阻力做的功相等。
B.重力对P的冲量与摩擦阻力对P的冲量大小相等。
C.P对Q的压力的冲量方向垂直于斜面向下。
D.P对Q的压力的冲量为零。
8.质量为m的小球A以水平初速v0与原来静止在光滑水平面上的质量为4m的小球B发生正碰。已知碰撞过程中A球的动能减少了75%,则碰撞后B球的动能是( )
A.38mv20。
B.18mv20。
C.116mv20。D. 132mv20。
9.如图4甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接,并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图4乙所示,从图象信息可得( )
A.在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s,且弹簧都是处于压缩状态。
B.从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长。
C.两物体的质量之比为m1∶m2 = 1∶2。
D.在t2时刻A与B的动能之比为Ek1∶Ek2 =1∶8。
10.利用传感器和计算机可以研究快速变化的力的大小,实验时,把图5甲中的小球举高到绳子的悬点O处,然后让小球自由下落。用这种方法获得的弹性绳的拉力随时间变化图线如图5乙所示。根据图线所提供的信息,以下判断正确的是( )
A.t1、t2时刻小球速度最大。
B.t2、t5时刻小球的动能最小。
C.t3与t4时刻小球动量可能相同。
D.小球在运动过程机械能守恒。
11.斜面木块P原来静止在光滑的水平桌面上,另一个小木块Q从木块P的顶端由静止开始沿光滑的斜面下滑.当小木块Q滑到木块P的底部时,木块P向右移动了一段距离,且具有水平向右的速度v,如图6所示.下面说法中正确的是( )
A.木块P、Q组成的系统动量守恒。
B.重力对小木块Q做的功等于小木块Q的动能的增加。
C.小木块Q减少的重力势能等于木块P增加的动能。
D.小木块Q减少的机械能等于木块P增加的动能。
二、填空题
12.如图7所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短,现将子弹、木块和弹簧合在一起为研究对象,则此系统在子弹开始射入木块到弹簧被压缩至最短的过程,动量_____;机械能______(填“守恒”或“不守恒”)
13.以初速度v0竖直上抛一个质量m=0.1kg的物体,当它返回出发点时速度大小成了34v0,则运动过程中所受空气的阻力为____。(取g=10m/s2)
14.如图8所示,ABC是光滑轨道,其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆,一质量为M的小木块放在轨道水平部分,木块被水平飞来的质量为m的子弹射中,并滞留在木块中,若被击中后的木块沿轨道滑到最高点C,已知木块对C点的压力大小为(M+m)g,则子弹在射入木块前瞬间速度的大小为______。
三、实验题
15.用如图9所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种,重锤从高处由静止开始落下,重锤拖着纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能定恒定律。
①下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
指出其中没有必要进行的步骤是_____;操作不恰当的步骤是_____。
②利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图10所示,根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用交流电的频率为f,则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式:a=_________。
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③在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减少的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是______。试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为F=______。
16.某同学在“验证动量守恒定律”的实验中,测得两小钢球的平均落点与O点的距离如图11所示,实验中已测得入射小钢球的质量为m1,若碰撞过程中动量守恒,则被碰小钢球的质量m2=______。
四、计算题
17.质量为500g的足球,以l0m/s的水平速度向运动员滚去,被运动员以20m/s的速度反向踢出,设脚与球作用的时间为0.02s,则:
(1)足球受到的冲量为多大?
(2)脚对足球的平均作用力为多大?
(3) 脚对足球做的功为多大?
18.在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块,一颗质量为m的子弹以初速v0水平射入木块,且陷入木块的最大深度为d。设冲击过程中木块的运动位移为s,子弹所受阻力恒定。试证明:s
19.在水平冰面上兄弟俩做推车游戏,兄长质量为m1,弟弟质量为m2,小车质量为m。开始时兄长与小车静止在同一地点,弟弟静止在另一地点。兄长将小车朝着弟弟推出去,小车被推出后与兄长的相对速度大小为u。弟弟接到小车后又将小车推向兄长,小车推出后与弟弟的相对速度大小仍为u,如此继续下去。设兄长、弟弟、小车与冰面间均无摩擦,冰面足够大。
(1)若某次弟弟推出的小车恰好追不上兄长,试求兄、弟和小车此时各自的运动速率。
(2)若无论u取何非零值,弟弟第一次推出去的小车就恰好追不上兄长,请给出m1、m2、m之间需满足的关系式。20.对于两物体碰撞前后速度在同一直线上,且无机械能损失的碰撞过程,可以简化为如下模型:A、B两物于光滑水平面上,仅限于沿同一直线运动。设它们之间的距离大于等于某一定值d时相互作用力为零; 当它们之间的距离小于d时,存在大小恒为F的斥力。
设A物体质量m1=1.0kg,开始时静止在直线上某点;B物体质量m2=3.0kg,以速度v0从远处沿该直线向A运动,如图12所示。若d=0.10m,F=0.60N,v0=0.20m/s,求:
(1)相互作用过程中A、B加速度的大小;
(2)从开始相互作用到A、B间的距离最小时,系统(物体组)动能的减少量;
(3)A、B间的最小距离。
21.如图13所示是一块质量M=0.6kg的带14光滑园弧轨道的木板,园弧轨道的半径R=0.1m,水平部分是粗糙的,长L=0.3m。开始时,木板静止在光滑的水平面上,木板右端放一个质量m=0.2kg的小物体,物体与木板之间的动摩擦因数μ=0.2。在距离木板M的左端S处有一质量m0=0.2kg的木块,木块在F=16N的恒力作用下由静止开始向M运动并与之碰撞(碰撞时立即撤去F),碰后粘在一起运动。经过一段时间,小物体m恰好能够运动到弧形轨道的最高点。问开始时木块m0距木板M的距离S多大?
22.质量为M=0.6kg的平板小车静止在光滑的水平面上,如图14所示。当t=0时,两个质量都是m=0.2kg的小物体A和B,分别从左端和右端以水平速度v1=5.0m/s和v2=2.0m/s冲上小车, 当它们相对于车停止滑动时, 没有相碰,已知A、B与车面的动摩擦因数都是0.20, g取10m/s2。
(1)求A、B在车上都停止滑动时车的速度。
(2)车的长度至少是多少?
(3)在图15中所给的坐标系中画出0至4.0s内小车运动的速度-时间图象。
机械能范文5
一、进行有效的预习
我们都知道,预习是学习环节中最基础的环节,但同时也是关键的环节。和初中物理学习相比,高中物理学习难度上更是大大提升,但是我们在初中阶段的学习环节中并没有养成良好的预习习惯,这是因为即便是在初中物理学习时不做预习工作也能取得较好的成绩,但是到了高中学习却恰恰相反。就针对高中物理来讲,高中物理知识中涉及的内容更丰富,难度也有了十分显著的提升。所以在高中物理学习环节中,提前预习相关的物理知识点就显得十分必要,只有在对相关内容进行有效预习,我们在学习环节中才能更好的跟上教师的节奏,理解教师讲解的内容。
比如在对“功”这一知识点进行学习的过程中,物体受到力的影响,顺着力的方向发生位移的现象,就是功。我们应该明确这个力对于物体能量转化公式是:W=F?scosθ,其中力为恒力。只有在预习阶段对这些知识点进行掌握和理解,在课堂的学习过程中才能得更好的掌握教师所教授的知识点,有助于我们对问题的有效解决。
二、在课堂中做到认真听讲
在课堂中进行认真听讲也是我们物理学习中最为关键的环节。新课改要求在课堂上关注我们的主体地位,所以教师在教学中也相应的改变了传统教学方式。针对这种情况,作为高中生我们更应该在课堂上主动听讲,不断发挥学生的主观能动性。对于课堂知识中的重点和难点,我们也应该积极参与到分析环节中,和同学们进行有效探究,在必要的情况下积极寻找教师的帮助。
比如在对机械能守恒定律进行学习的环节中,除了对机械能守恒条件本质进行的学习,还要对其他状态进行有效分析。此外,在学习环节中我们也要积极开展课堂笔记,确保课堂听讲内容和笔记内容的一致性。怎么进行笔记的记录,对重点和难点进行的把握,也是我们学习环节中最关键的部分。只有这样,我们在复习的环节中才能实现更有效的学习。
三、进行有效的复习工作
在我们的学习过程中,复习也是一项十分不容忽视的重要环节。但是,在此环节中我们的复习工作不仅仅是单纯的做教师布置的作业和练习,而是应该将重点放在对知识点的记忆上。根据我们学习的实际情况来说,通常对于刚刚学习后的知识几天时间内遗忘速度最快,所以需要我们对课堂上学习的内容进行及时复习。经过笔者的学习经验,在复习环节中我们可以从以下几个环节开展:首先,不看课本和笔记的情况下对知识进行回忆,并且对所学的知识点进行巩固,通过最简单的方式对记忆不牢靠的知?R点进行记忆。之后再翻阅教材,查看自己所了解的知识和课本、笔记内容是否一致,对于不全面的知识也需要进行记忆和补充,确保在复习过程中能在脑海中形成更全面和系统的知识结构。
四、积极开展的课后练习
进行课后练习的主要目的就是对知识掌握的实际情况进行考查,从而对我们学习的知识点进行更有效的深化和发展。这一环节并不是单纯的进行习题训练,而是应该借助有效的做题实现对知识能力的提升。
机械能范文6
一、内容区别
动能定理是说物体的动能变化是伴随物体所受外力做功来完成的,这个外力可以是各种性质的力,包括重力;这个功是所有外力所做的总功;且有,外力做的总功等于物体动能的变化,外力对物体做正功,物体的动能积累,外力对物体做负功,物体的动能释放。
机械能守恒定律是说只有机械能中的动能与势能发生转化时的情况。这种情况要求物体运动过程中只有重力做功。意为,重力做功只完成了重力势能向动能转化,重力做负功,则是动能向重力势能转化,而机械能的总量是不变的。
能的转化与守恒定律则是从大范围上对功与能的关系进行说明,即各种形式能之间在条件满足时都是可以转化的,且做功的过程是能量转化的过程,做功的多少是能量转化的量度,总的能量是不变的。也可以说动能定律是能的转化与守恒定律在动能问题上的一个具体表现,而机械能守恒又可以认为是动能定理的一个特殊情况。
然而这三个规律都是描述能量转化时所遵守的规律,只是对象条件不同。
二、各规律的意义及应用注意事项
(1)动能定律
动能定理表示物体的动能与其它形式能或其它物体的能量之间的转化量度,所以,动能定理中的功为合外力的功或物体所受外力的总功,它是以物体的动能变化为主体研究对象,通过合外力做功的多少来分析说明问题的。所以在应用动能定理时,首先要选好物体的初末状态,正确表达出物体的初末动能;其次是分析物体在运动过程中都受到哪些力,其中哪些力做功,哪些力不做功,有可能还要分析是变力还是恒力,各力是做正功还是做负功,各功应如何表示。只有做到了这些才能正确利用动能定理。
(2)机械能守恒定律
机械能守恒定律表示物体只有重力做功的情况下的动能与重力势能之间的转化规律,而机械能的总量是不变的。所以,在利用机械能守恒定律时,首先要判断,物体的运动过程是否满足机械能守恒定律成立的条件,条件成立了,还要选好初末状态及重力势能的零势能面,这样才能正确表示出初末状态的机械能,才能准确的列出方程。
(3)能的转化与守恒定律
能的转化与守恒定律是一个大规律,可以说物理学中的各规律公式都是能的转化与守恒定律或直接或间接的具体表现。也就是一切物体间的能量转化或各种形势能之间的转化或转移都是要遵守能的转化与守恒定律的。此规律主要用于分析说明一些问题,而在具体解决问题时,多以它的具体表达式进行应用。
中学生只有把这些定理或定律之间的关系都理解清楚了,才能真的体会,学习这些定律的内容,才能建立物理意识,达到学习的目的,提高学习效率。
三、题例分析
1.如下图,一质量为m的小球,被以初速度v0竖直向上抛出,上升的最大高度为h。
(1)小球的上升过程,只受重力,所以机械能守恒,以小球的抛点所在处为零势能面。
则有:■mv20=mgh,可理解为,小球上升过程,动能全部转化为重力势能,而小球的机械能守恒。
(2)也可用动能定理:上升过程只有重力做负功,且w=-mgh,小球动能变化量:Ek=0-■mv20,所以同样有-mgh=0-■mv20,可理解为,重力做的负功等于小球动能的减少。
(3)能的转化与守恒定律可理解为,小球上升过程中除重力外没有任何其它力做功,是物体动能克服重力做功的过程,完成了动能向重力势能的转化,而小球总的能量不变。
2.如果小球上升过程中是人用手托着匀速上升的。
(1)小球上升过程除重力外还有手的弹力做功,所以机械能守恒定律不成立,也就是小球的机械能不守恒,虽然小球的动能不变,但重力势能增加。
(2)动能定理:运动过程中,有两个力做功,且有:
w=-mgh+Fh;动能改变:Ek=0;有:-mgh+Fh=0。
可理解为,外力总功为零,小球动能不变。
(3)能的转化与守恒定律可理解为,小球上升过程除重力外还有手的弹力做功,完成了人的化学能转化为小球的机械能,由于手的弹力全部用来克服重力做功,所以化学能转化为小球的重力势能。以人与小球为研究对象,能的总量是守恒的,即人减少的化学能等于小球重力势能的增加。从而还可以看出,物体机械能的改变等于物体除重力以外的其它力对其做的功。
3.如果小球在人的弹力作用下是加速上升的。
(1)同样除重力外还有弹力做功,机械能守恒定律不成立,小球的重力势能与动能都在增加。
(2)动能定理:运动过程中同样有两个力做功,且有:
w=-mgh+Fh;还有:F-mg=ma
所以,w=mah;而动能的变化:Ek=■mv2t-■mv20
有:mah=■mv2t-■mv20合外力的功等于物体动能的增量。