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機械能范文1
1.能
能就是指能量.一切能量的單位都是焦耳,符號是J.一個物體能夠對外做功,我們就說這個物體具有能.功是能量變化的量度,我們可以用功的大小來量度做功前后物體能量的變化.能是表示物體做功能力大小的物理量.物體要對外界做功,就必須消耗本身的能量,或者從別處得到能量來補充.
2.動能
動能的定義或解釋:(1)物體由于運動而具有的能叫做動能;(2)物理學中把物體的質量跟它速度的平方的乘積的一半叫做該物體的動能;(3)動能是一種物體由于有運動而具有的能量.它是一個由物體的質量和運動速度共同決定的并且其變化可以用功來量度的物理量.公式為Ek=mv2/2.
3.勢能
勢能的定義或解釋:物體由于被舉高或者發生彈性形變而具有的能.
在中學物理中,所研究的勢能是重力勢能和彈性勢能.
重力勢能是由于物體和地球間的相互吸引而產生的,它的大小隨物體和地球的相對位置的變化而變化.重力勢能是一種引力勢能,公式為Ep=Gh=mgh.
彈性勢能是由于物體發生彈性形變時,各部分之間存在相互作用的彈力而產生的,它的大小隨各部分之間相對位置的變化而變化.在彈性限度內,彈簧發生的形變越大,彈性勢能越大.
4.機械能
動能和勢能統稱為機械能.動能和勢能之間可以相互轉化,在動能和勢能相互轉化的過程中,如果忽略一切阻力,物體只受重力作用,或者受其他的力,但這些力不做功,那么,機械能的總量保持不變,即機械能守恒.
5.內能及其改變
(1)內能
分子動能:分子不停地做著無規則的熱運動,因此分子具有動能.物體的溫度越高,分子運動得越快,它們的動能越大.
分子勢能:由于分子間有一定距離,而且存在著相互作用力,所以分子間具有勢能.
內能:物體內所有分子做無規則運動的動能和分子勢能的總和叫做物體的內能.一切物體的分子都在不停地做無規則運動,所以不論溫度高低,一切物體都具有內能.
(2)內能的改變
改變物體內能有做功和熱傳遞兩種方式.
①做功的實質是能量的轉化.對物體做功(壓縮氣體、克服摩擦、鍛打、彎折等),物體的內能增加;氣體膨脹對外做功,物體本身的內能減小.
②熱傳遞的實質是能量的轉移.在熱傳遞的過程中,高溫物體溫度降低,內能減小;低溫物體溫度升高,內能增加.
做功和熱傳遞在改變物體的內能上是等效的.
6.熱傳遞
熱傳遞是改變物體內能的一種方式,當物體或物體的不同部分之間存在溫度差時,就會發生熱傳遞.熱傳遞時,能量從高溫處轉移到低溫處,直至溫度相同.熱傳遞有三種方式:傳導、對流、輻射.在實際的熱傳遞過程中,這三種方式往往是伴隨著進行的.
7.熱量
熱量,符號Q.物體在熱傳遞過程中轉移能量的多少叫做熱量.熱量是在熱傳遞過程中量度系統內能變化的物理量.
(1)熱量的計算公式:Q=cmΔt;
(2)吸收熱量的計算公式:Q吸=cm(t末-t初);
(3)放出熱量的計算公式:Q放=cm(t初-t末);
(4)由能量守恒定律可知:Q吸=Q放(不考慮熱損失).
8.比熱容
比熱容,符號c.單位質量的某種物質溫度升高(降低)1℃所吸收(放出)的熱量叫做這種物質的比熱容.
在國際單位中,比熱容的單位是焦耳/(千克?開),符號:J/(kg?K),常用單位是焦耳/(千克?攝氏度),符號:J/(kg?℃).比熱容是反映物質的吸熱(或放熱)本領大小的物理量,它是物質的一種屬性.任何物體都有自己的比熱容,即使是同一種物質,所處物態不同,比熱容也不相同.例如,水的比熱容是4.2×103J/(kg?℃),而結成冰后的比熱容則是2.1×103J/(kg?℃),幾乎是液態水的一半.
9.熱值
熱值,符號q.單位質量的某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值.在國際單位制中,熱值的單位是焦耳/千克,即
J/kg;對于氣體燃料而言,單位是焦耳/立方米,即J/m3.對熱值的理解要注意的是燃料完全燃燒.保證充分燃燒的方法是:燃料顆粒盡可能地小而分散,有氧氣,而且氧氣要充分.在能量轉化形式上,是將物質的化學能轉化為內能.
10.熱機
熱機,就是把燃料燃燒釋放出來的內能轉化為機械能的機器.熱機包括外燃機、內燃機、燃汽輪機等等.在現代社會中,內燃機是主要的機器.
內燃機的工作原理:讓燃料在汽缸內燃燒生成高溫高壓的燃氣,這些高溫高壓燃氣膨脹而對外做功,使一部分內能轉化為機械能,同時自己的內能減少,溫度降低.
內燃機完成一次工作循環包括吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程.活塞往復兩次,曲軸轉動兩周,便完成一個工作循環.在一個工作循環中,只對外做功一次.
壓縮沖程是機械能轉化為內能.做功沖程是內能轉化為機械能.
熱機的效率是反映熱機性能的一項重要標志.轉變為有用功的熱量跟燃料完全燃燒時放出的熱量的比叫做熱機的效率.影響熱機效率的因素有:燃料不可能完全燃燒;高溫熱源總是對低溫物體傳遞熱量;克服機械傳動的摩擦要消耗部分能量;尾氣帶走部分能量等.
二、重、難點剖析
1.具有能的物體一定在對外做功嗎?
具有能的物體不一定在對外做功,如:懸掛著的鋼球,它雖然具有重力勢能,但它沒有做功.
2.在彈性限度內,被拉伸的彈簧具有彈性勢能,被壓縮的彈簧具有彈性勢能嗎?
在彈性限度內,彈簧無論被拉伸還是被壓縮都具有彈性勢能,而且形變量越大,彈性勢能越大.
3.如何判斷機械能是否變化?
(1)由“機械能=動能+勢能”判斷.如:速度和高度不變,物體質量減小,則動能減小,重力勢能減小,機械能減小;若質量和速度不變,物體高度減小,則動能不變,重力勢能減小,機械能減小.
(2)在動能和勢能相互轉化的過程中,如果除重力和彈力外沒有其他外力做功(沒有其他形式能量補充或沒有能量損失),則在動能和勢能轉化過程中機械能不變.
4.熱量與內能
物體在吸收或放出熱的過程中,傳遞的是能量.與功一樣,熱量只是反映物體在狀態變化過程中所遷移的能量,是用來衡量物體內能的變化的.有過程,才有變化,離開過程,將毫無意義.就某一狀態而言,只存在“內能”,根本不存在什么“熱量”和“功”.因此,不能說一個系統中含有“多少熱量”或“多少功”.
5.熱量和溫度
熱量是物體內能變化的量度,而溫度是物體內部大量分子做無規則熱運動激烈程度的宏觀標志.雖然熱傳遞的前提條件是兩個物體之間存在溫度差,但是,傳遞的是能量,不是溫度,更不是根本不存在的“熱質”.有熱傳遞的發生,可以使物質的溫度發生改變,但在晶體的熔化、凝固以及液體的沸騰等物態變化過程中,盡管存在熱傳遞,但溫度卻保持不變.因此諸如“吸收的熱量越多,溫度變化就越大”“系統的溫度越高,它放出的熱量就越多”等說法是錯誤的.因為放出的熱量不僅和溫度的變化值有關,而且還與物體的質量、比熱容、物態等有關.
6.內能與機械能
(1)內能與機械能是兩種形式的能,兩者都與運動有關,都描述物體的運動狀態.一定條件下,內能和機械能是可以相互轉化的.
(2)內能的研究對象是微觀粒子,機械能的研究對象是宏觀物體.內能由物體內分子無規則運動和相互作用的分子間相對位置決定,它與物體的機械運動情況無關;機械能是由物體的整體運動狀態和物體間相對位置決定的能,它與物體的分子運動無關.可以說,內能和機械能是從不同的角度、不同的側面描述了物體的運動.
(3)具有內能的物體不一定具有機械能;但具有機械能的物體一定具有內能,物體在任何情況下都具有內能.
三、易錯點掃描
1.動能與勢能轉化問題的分析
(1)首先明確決定動能大小的因素、決定重力勢能(或彈性勢能)大小的因素,再看動能和重力勢能(或彈性勢能)如何變化.
(2)要注意動能和勢能相互轉化過程中能量的損失和增大,如果除重力和彈力外沒有其他外力做功(即:沒有其他形式能量補充或沒有能量損失),則動能與勢能轉化過程中機械能不變.
2.溫度越高的物體內能一定越大嗎?
同一個物體,它的溫度越高,分子無規則運動的速度越大,因此分子的動能變大,導致物體內部分子動能和勢能的總和增加.例如,一個鐵塊在燒紅時的內能比它冷卻時的內能大.對于內能與溫度的關系不能錯誤地理解為溫度越高的物體內能越大,內能的大小除了與溫度有關,還與其他因素有關,而其他因素將在我們以后的物理學習中介紹.但對同一個物體而言,溫度升高,內能增加;溫度降低,內能減少.
3.內燃機的工作循環是如何完成的?
內燃機的每一個工作循環分為四個階段:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程.在這四個階段,吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的,而做功沖程是內燃機中唯一對外做功的沖程,是由內能轉化為機械能.另外壓縮沖程將機械能轉化為內能.
4.關于熱值的理解
(1)對于熱值的概念,要注重理解三個關鍵詞:“1kg”“某種燃料”“完全燃燒”.1kg是針對燃料的質量而言,如果燃料的質量不是1kg,那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值.某種燃料說明熱值與燃料的種類有關.完全燃燒表明要完全燒盡,否則1kg燃料的化學能轉變成內能就不是該燃料的熱值.
(2)熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性,同時反映出不同燃料燃燒過程中化學能轉變成內能的本領大小,也就是說,它是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關.
四、典型例題
例1 跳傘運動員從空中勻速下落,人和傘的().
A.動能增加,重力勢能減少,機械能不變
B.動能不變,重力勢能減少,機械能減少
C.動能減少,重力勢能增加,機械能增加
D.動能不變,重力勢能不變,機械能不變
解析從動能、重力勢能、機械能的概念出發去分析問題.勻速下落的跳傘運動員,質量和速度不變,動能不變;下落過程中,相對地面的高度減小,重力勢能減少;機械能=動能+勢能,動能不變,勢能減少,故機械能減少.
選B.
例2下列說法中正確的是().
A.100℃的水比50℃的水所含的熱量多
B.溫度升高得多的物體吸收的熱量一定多
C.熱傳遞時高溫物體將溫度傳給低溫物體
D.熱傳遞時高溫物體將熱量傳給低溫物體
解析物體之間沒有熱傳遞就談不上熱量,因此說物體含有多少熱量是錯誤的;物體在熱傳遞過程中,吸收或放出熱量的多少,不僅與溫度的變化有關,還與其他因素有關;溫度是分子無規則運動劇烈程度的標志,熱傳遞過程中傳遞的不是溫度而是能量,所以A、B、C的說法都是錯誤的.
選D.
例3質量為1kg的鋁壺中裝有500g10℃的水,給壺加熱,使水溫升高到100℃,需要吸收多少熱量?
解析本題中水溫升高要吸熱,鋁壺也要吸熱,鋁壺的初溫、末溫和里面水的初溫、末溫應相同,求需要的熱量就是鋁壺和水吸收的熱量之和.
Q吸=Q鋁+Q水
= c鋁m鋁t + c水m水t
= 8.8×102J/(kg?℃)×1kg×90℃+ 4.2×103J/(kg?℃)×0.5kg×90℃
=2.682×105J.
例4賣火柴的小女孩在嚴寒中只能靠點燃火柴取暖.一根火柴的質量約為0.065g,火柴的熱值平均為1.2×107J/kg,求一根火柴完全燃燒能使1m3的空氣溫度升高多少攝氏度?〔已知空氣的密度為1.3kg/m3,比熱容為1×103J/(kg?℃)〕
解析設火柴完全燃燒釋放的熱量全部被空氣吸收,即Q吸=Q放.
cm1t=qm2
所以完全燃燒一根火柴能使1m3的空氣升高的溫度為:
t=qm2/cm1=qm2/cρV=1.2×107J/kg×0.065
×10-3kg/[1×103J/(kg?℃)×1.3kg/m3×1m3]=0.6℃.
例5汽油機工作的四個沖程為:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程,如圖所示為沖程.在壓縮沖程中,活塞壓縮氣體做功,氣體的內能 (選填“增大”或“減少”),能轉化為氣體的內能.
機械能范文2
例1.建筑工地一般使用起重機吊起貨物,貨物在鋼繩拉力的作用下,先沿豎直方向勻速上升,再水平移動到卸貨地點.若不計摩擦和空氣阻力,則貨物在勻速上升的過程中( )
A. 重力勢能增加,動能減少
B. 重力勢能增加,機械能增加
C. 動能不變,機械能增加
D. 動能減少,機械能減少
解析:貨物在勻速上升的過程中,由于其質量不變,速度不變,則其動能不變;而其高度增加,重力勢能增加,所以其機械能增加.應選B、C.
例2.老師在課堂上進行滾擺演示時,下列說法不正確的是( )
A. 滾擺運動過程中,機械能守恒
B. 滾擺向下運動時,重力勢能部分轉化為動能
C. 滾擺向上運動時,動能部分轉化為重力勢能
D. 滾擺上升的最大高度逐漸降低
解析:滾擺運動過程中,由于摩擦力、空氣阻力等作用,機械能會越來越小,并不守恒,選項A錯誤;滾擺向下運動,重力勢能減小,動能增大,重力勢能部分轉化為動能,選項B正確;滾擺向上運動時,動能減小,重力勢能增大,動能部分轉化為重力勢能,選項C正確;由于摩擦及空氣阻力的影響,滾擺的機械能不斷減小,所以滾擺上升的最大高度逐漸降低,選項D正確.故應選A.
例3.如圖1所示,足球以初速度v沿凹凸不平的草地從a運動到d,足球( )
A. 在b、d兩點的動能相等
B. 在a、d兩點的機械能相等
C. 從b到c的過程機械能減少
D. 從c到d的過程重力勢能減少
解析:足球沿著凹凸不平的草地運動,由于存在摩擦,b、d兩點的運動速度大小不相等,動能不等,選項A錯誤;摩擦阻力會阻礙足球的運動,機械能減小,轉化為內能,選項B錯誤;重力勢能與質量和高度有關,從c點到d點,足球所處的位置變高,重力勢能變大,選項D錯誤;應選C.
例4.我們居住的城市高樓林立,如不小心發生高空墜物事件,則可能給人們的生命財產造成損害,更不可有意為之.日前,某小區的陳先生在早上下樓取車時發現車的后擋風玻璃被穿了一個孔,上面還插著一個可樂瓶,肇事的可樂瓶大約還有■的可樂.對此下列描述正確的是()
A. 可樂瓶從高空墜落,動能會轉化為重力勢能
B. 可樂瓶對擋風玻璃沒有做功
C. 可樂瓶從高空墜落,重力勢能會轉化為動能
D. 可樂瓶砸在擋風玻璃上的瞬間,具有很大的重力勢能
解析:可樂瓶從高空墜落,重力勢能減小,轉化為動能,選項A錯、選項C正確;可樂瓶將擋風玻璃砸碎對其做了功,選項B錯誤;可樂瓶砸碎擋風玻璃的瞬間,具有很大的動能,選項D錯誤.故應選C.
例5 .某班同學在探究“動能的大小與什么因素有關”時,同學們提出了如下猜想:
猜想一: 動能的大小可能與物體的密度有關;
猜想二: 動能的大小可能與物體的運動速度有關;
猜想三: 動能的大小可能與物體的質量有關.
為了驗證同學們的猜想,老師提供如下器材:刻度尺、四個金屬球(100 g的鐵球、100 g的鋁球、50 g的鐵球、50 g的銅球)、小木塊和長木板.同學們組裝了圖2所示的實驗裝置,讓小球從斜面上由靜止滾下,碰上水平面上的小木塊后,將木塊撞出一段距離.在同樣的平面上,木塊被撞得越遠,說明球的動能越大.
請你幫助同學們完成下列任務:
(1) 寫出探究“猜想一”的實驗方案;
(2) 設計出探究“猜想二”的數據記錄表格.
解析:(1) 實驗方案如下:將100 g的鐵球與100 g的鋁球(或50 g的鐵球與50 g的銅球)分別從斜面的同一高度處由靜止滾下,撞擊水平面上同一位置的小木塊,用刻度尺分別測出小木塊被撞出的距離.
(2) 表格如下(必須使用同一金屬球)
練習:
1.(2013濱州)今年6月1日,我國引進的首架波音787客機飛赴廣州交付使用.當波音787客機加速起飛上升的過程中,下列說法正確的是()
A. 動能增大,重力勢能減小
B. 動能減小,重力勢能減小
C. 動能增大,重力勢能增大
D. 動能減小,重力勢能增大
2. (2013梅州)“殲―10”是我國自主研制的新一代輕型戰斗機,具有卓越的機動性能.當它在空中向下俯沖時,動能______,重力勢能_______.(以上兩空選填“增大”、“不變”或“減小”)
機械能范文3
1. 下列幾個實例中,力做了功的是____(填序號).
(1) 物體在拉力作用下升高;(2) 汽車在剎車阻力作用下滑行了一段距離;(3) 小明用力搬一塊巨石,累得筋疲力盡,石頭卻紋絲不動;(4) 小明和小紅提著一桶水在水平路面上勻速前進;(5) 舉重運動員用力舉著杠鈴在空中停留了3 s.
2. 去年,一場強風暴潮襲擊了我國的威海地區,風暴潮在海面上掀起的10余米高的巨浪將漁民的漁船打碎,將海邊的堤壩毀壞.根據你學過的物理知識和生活經驗分析,打碎漁船和毀壞堤壩的能主要是巨浪的____能.巨浪將岸邊的一塊方石水平推出4.5 m遠,已知該方石的質量為120 kg,假設海浪對方石的水平推力平均為800 N,則海浪推動這塊方石所做的功是____J.
3. 在如圖1《向左走•向右走》的漫畫中,男孩提著重15 N的小提琴水平向左勻速走了100 m,女孩用5 N的水平拉力拉箱子向右勻速走了100 m,他們兩人中對物體做功的是____(填“男孩”或“女孩”).
4. 體育課上同學們進行爬桿比賽,質量為50 kg的小明同學以0.8 m/s的速度勻速爬直立的桿,在爬桿過程中,他爬桿的功率是____W(取g=10 N/kg).
5. 人類的太空旅行已不是夢想.2007年4月,世界第五位太空游客查爾斯•希莫尼成功地完成了又一次太空旅行.在飛船加速上升時,機械能____(填“增大”、“減小”或“不變”).
二、選擇題
6. 下面說法中正確的是().
A. 從P = 可知,功率跟功成正比,所以只要做功多,功率就大
B. 功率跟時間成反比,所以只要時間短,功率就大
C. 功率大的機器比功率小的機器做功多
D. 甲每小時做的功比乙每小時做的功多,甲的功率就比乙的功率大
7. 如圖2所示,物體A、B、C的質量mA>mB>mC,在同樣大小的力F作用下,三個物體都沿力的方向分別移動了距離s,比較力F對三個物體所做的功().
A. a多B. b多
C. c多D. 一樣多
8. 遨游太空21 h,繞地球14圈的“神舟”五號載人飛船返回艙返回地面時,為了安全著陸,在距地面一定高度時需點燃反推火箭的發動機向下噴出高速高壓氣體.那么從開始噴氣到安全著陸的過程中,返回艙的().
A. 動能不變,勢能減小 B. 動能減小,勢能減小
C. 動能減小,機械能不變D. 動能不變,勢能增大
9. 物體A在拉力作用下沿同一水平面勻速運動了一段距離s,如圖3所示,兩種情況下拉力F1、F2及拉力所做的功W1、W2的大小情況為(滑輪重、繩重、繩與滑輪間的摩擦不計)().
A. F1= F2,W1=W2 B. F1= F2,W1= W2
C. F1= F2,W1=W2 D. F1= F2,W1= W2
10. 楊飛同學騎著一輛普通自行車,在平直公路上以某一速度勻速行駛.若他和車所受的阻力為20 N,他和車所受的總重為600 N,則通常情況下,楊飛騎車時消耗的功率最接近于().
A. 1 WB. 10 WC. 100 WD. 1 000 W
11. 如圖4所示,將同一物體分別沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度從底部勻速拉到頂點A,已知AB>AC,施加的力分別為F1、F2,拉力做的功分別為W1、W2,拉力做功的功率分別為P1、P2,則下列判斷中正確的是().
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,中國在西昌衛星發射中心用“”三號甲運載火箭將“嫦娥”一號月球探測衛星成功送入太空,如下頁圖5,則下列說法中正確的是().
A. 使火箭上升的力的施力物體是地面
B. 火箭上升的過程是加速運動
C. 火箭在上升過程中只受重力的作用
D. 衛星在環繞月球飛行時將不受任何力的作用
13. 如圖6所示,小剛對子彈擊穿木板靶心前后子彈能量變化的問題進行思考,有如下四點看法:① 動能減少,是因為有部分機械能轉化成內能;② 動能減少,是因為子彈的重力勢能增加了;③ 動能減少,是因為子彈克服摩擦做了功;④ 子彈的機械能不變.你認為他的看法中,正確的有().
A. ①③ B. ①②
C. ③④ D. ②④
14. 如圖7,為探究能量轉化,小明將小鐵塊綁在橡皮筋中部,并讓橡皮筋穿入鐵罐,兩端分別固定在罐蓋和罐底上.實驗裝置做好后讓它從不太陡的斜面上滾下,發現橡皮筋被鐵塊卷緊了,接著鐵罐居然能從斜面底部自動滾上去!以下有關能量轉化的判斷,正確的是().
A. 鐵罐在斜面上從最高處滾到最低處,主要是重力勢能轉化為動能
B. 鐵罐在斜面上從最高處滾到最低處,主要是彈性勢能轉化為動能
C. 鐵罐在斜面上從最低處滾到最高處,主要是動能轉化為重力勢能
D. 鐵罐在斜面上從最低處滾到最高處,主要是彈性勢能轉化為重力勢能
三、簡答題
15. 自行車上坡前騎車人為什么往往要加緊蹬幾下?
16. 據報道,從一列飛馳的火車上飛出的一個饅頭,竟然擊昏一鐵路工人,請你解釋一下為什么小小饅頭能把人
砸傷.
四、實驗探究題
17. 小雪和小紅在“測量滑輪組的機械效率”的實驗中,一起組裝好如圖8所示的實驗裝置,他們分別記下了鉤碼和彈簧測力計的位置.
(1) 小紅____向上拉動彈簧測力計,使鉤碼升高,并由彈簧測力計讀出拉力為0.5 N,同時小雪用刻度尺測出鉤碼提升的高度為0.1 m.以上測量準確無誤,其他被測物理量和計算的數據如表1.
(2) 小雪和小紅測得滑輪組的機械效率為100%,他們意識到出現了錯誤,請你幫助找出原因:____.
(3) 該滑輪組的機械效率實際為____.
(4) 若提升的鉤碼重增加到6 N,則該滑輪組的機械效率將____(填“變大”、“變小”或“不變”).
18. 表2中給出了一頭牛慢步行走和一名中學生百米賽跑時的一些數據.
分析數據可以看出,對物體動能大小影響較大的因素是____;你這樣判斷的依據是____.
五、綜合應用題
19. 鄭州市政府投入巨資,對火車站周圍實施改造.施工中,一工人利用如圖9所示的定滑輪將一桶沙勻速拉到10 m高處,沙重90 N,所用的拉力是100 N.
求:(1) 有用功是多少?(2) 總功是多少?(3) 定滑輪的機械效率是多大?
20. 在向車上裝貨物時,常常用木板搭個斜面,把貨物推上去,這樣可以省很多力.如圖10所示,工人師傅用600 N的力沿著長4 m的斜面,將重1 200 N的貨物推到高為1.5 m的車上.
(1) 工人師傅做的有用功是多少?(2) 工人師傅做的總功是多少?(3) 該斜面的機械效率是多少?
1. (1)(2) 2. 機械 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. 騎自行車時,人和自行車的質量不變,上坡前加緊蹬幾下,速度增大,所以動能增大.在上坡的過程中,動能轉化為勢能,可以使人容易騎上坡. 16. 饅頭的質量雖然小,但從列車上拋出來時,它的速度很大,因此動能很大,打到人身上會砸傷人.
17. (1) 勻速 (2) 彈簧測力計提升的高度值有錯誤 (3) 80% (4) 變大
18. 速度 人的質量約是牛的 ,速度約是牛的12倍,結果此時人的動能約是牛的12倍,所以,速度對物體動能影響較大
19. (1) 900 J. (2) 1 000 J. (3) 90%.
機械能范文4
1.有一種硬氣功表演,表演者平臥地面,將一大石板置于他的身體上,另一人將重錘舉到高處并砸向石板,假設重錘與石板撞擊后二者具有相同的速度,石板被砸碎,而表演者卻安然無恙,但表演者在表演時總是盡量挑選質量較大的石板。對這一現象,下列說法中正確的是( )
A.重錘在與石板撞擊過程中,重錘與石板的總機械能守恒。
B.石板的質量越大,石板獲得的速度就越小。
C.石板的質量越大,石板所受到的打擊力就越小。
D.石板的質量越大,石板獲得的動量就越小。
2.一個質量為0.3kg的彈性小球,在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墻上,碰撞后小球沿相反方向運動,反彈后速度大小與碰撞前相同。則碰撞前后小球速度變化量的大小Δv和碰撞過程中墻對小球做功的大小W為 ( )
A.Δv=0。 B.Δv=12m/s。
C.W=0。D.W=10.8J。
3.在質量為M的小車中掛著一個單擺,擺球的質量為m0,小車(和單擺)以恒定的速度u沿光滑的水平面運動,與位于正對面的質量為m的靜止木塊發生碰撞,碰撞時間極短,在此碰撞過程中,下列哪些說法是不可能發生的( )
A.小車、木塊、擺球的速度都發生變化,分別變為v1、v2、v3,滿足:
(M+m0)u=Mv1+mv2+m0v3
B.擺球的速度不變,小車和木塊的速度變為v1和v2,滿足:Mu=Mv1+mv2
C.擺球的速度不變,小車和木塊的速度都變為v,滿足:Mu=(M+m)v
D.小車和擺球的速度都變為v1,木塊的速度變為v2,滿足:
(M+m0)u=(M+m0)v1+mv2
4.如圖1所示,放在水平地面上的滑塊A在水平推力F作用下沿F作用方向勻速滑動。某時刻起,力F逐漸減小,但方向不變,則滑塊在力F減為零前,以下說法正確的是( )
A.速度逐漸減小。
B.加速度逐漸減小。
C.力F的沖量一定小于摩擦力的沖量。
D.力F的沖量等于物體動量的變化量。
5.如圖2所示,斜劈M放在光滑水平面上,物塊m放在斜劈上,M、m之間無摩擦,現將系統由靜止釋放,則下列說法正確的是( )
A.M、m間的彈力與斜面不垂直。
B.M對m的彈力對m不做功。
C.下滑的過程中系統的機械能守恒。
D.下滑的過程中系統的動量守恒。
6.節日燃放禮花彈時,要先將禮花彈放入一個豎直的炮筒中,然后點燃禮花彈的發射部分,通過火藥劇烈燃燒產生的高壓燃氣,將禮花彈由炮筒底部射向空中.若禮花彈在炮筒底部擊發至炮筒口的過程中,克服重力做功W1克服炮筒阻力及空氣阻力做功W2高壓燃氣對禮花彈做功W3則禮花彈在炮筒內運動的過程中(設禮花彈發射過程中質量不變) ( )
A.禮花彈的動能變化量為W3+W2+W1。
B.禮花彈的動能變化量為W3-W2-W1。
C.禮花彈的機械能變化量為W3-W1。
D.禮花彈的機械能變化量為W3-W2-W1。
7.如圖3所示,物體P沿Q的斜面勻速下滑, 斜面體Q始終靜止在水平桌面上,在P從斜面頂端滑到底端的過程中,下面哪些說法正確? ( )
A.重力對P做的功與P克服摩擦阻力做的功相等。
B.重力對P的沖量與摩擦阻力對P的沖量大小相等。
C.P對Q的壓力的沖量方向垂直于斜面向下。
D.P對Q的壓力的沖量為零。
8.質量為m的小球A以水平初速v0與原來靜止在光滑水平面上的質量為4m的小球B發生正碰。已知碰撞過程中A球的動能減少了75%,則碰撞后B球的動能是( )
A.38mv20。
B.18mv20。
C.116mv20。D. 132mv20。
9.如圖4甲所示,一輕彈簧的兩端與質量分別為m1和m2的兩物塊A、B相連接,并靜止在光滑的水平面上?,F使A瞬時獲得水平向右的速度3m/s,以此刻為計時起點,兩物塊的速度隨時間變化的規律如圖4乙所示,從圖象信息可得( )
A.在t1、t3時刻兩物塊達到共同速度1m/s,且彈簧都是處于壓縮狀態。
B.從t3到t4時刻彈簧由壓縮狀態恢復到原長。
C.兩物體的質量之比為m1∶m2 = 1∶2。
D.在t2時刻A與B的動能之比為Ek1∶Ek2 =1∶8。
10.利用傳感器和計算機可以研究快速變化的力的大小,實驗時,把圖5甲中的小球舉高到繩子的懸點O處,然后讓小球自由下落。用這種方法獲得的彈性繩的拉力隨時間變化圖線如圖5乙所示。根據圖線所提供的信息,以下判斷正確的是( )
A.t1、t2時刻小球速度最大。
B.t2、t5時刻小球的動能最小。
C.t3與t4時刻小球動量可能相同。
D.小球在運動過程機械能守恒。
11.斜面木塊P原來靜止在光滑的水平桌面上,另一個小木塊Q從木塊P的頂端由靜止開始沿光滑的斜面下滑.當小木塊Q滑到木塊P的底部時,木塊P向右移動了一段距離,且具有水平向右的速度v,如圖6所示.下面說法中正確的是( )
A.木塊P、Q組成的系統動量守恒。
B.重力對小木塊Q做的功等于小木塊Q的動能的增加。
C.小木塊Q減少的重力勢能等于木塊P增加的動能。
D.小木塊Q減少的機械能等于木塊P增加的動能。
二、填空題
12.如圖7所示的裝置中,木塊B與水平桌面間的接觸是光滑的,子彈沿水平方向射入木塊后留在木塊內,將彈簧壓縮到最短,現將子彈、木塊和彈簧合在一起為研究對象,則此系統在子彈開始射入木塊到彈簧被壓縮至最短的過程,動量_____;機械能______(填“守恒”或“不守恒”)
13.以初速度v0豎直上拋一個質量m=0.1kg的物體,當它返回出發點時速度大小成了34v0,則運動過程中所受空氣的阻力為____。(取g=10m/s2)
14.如圖8所示,ABC是光滑軌道,其中BC部分是半徑為R的豎直放置的半圓,一質量為M的小木塊放在軌道水平部分,木塊被水平飛來的質量為m的子彈射中,并滯留在木塊中,若被擊中后的木塊沿軌道滑到最高點C,已知木塊對C點的壓力大小為(M+m)g,則子彈在射入木塊前瞬間速度的大小為______。
三、實驗題
15.用如圖9所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。實驗所用的電源為學生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種,重錘從高處由靜止開始落下,重錘拖著紙帶通過打點計時器打出一系列的點,對紙帶上的點的痕跡進行測量,即可驗證機械能定恒定律。
①下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:
A.按照圖示的裝置安裝器件;
B.將打點計時器接到電源的直流輸出端上;
C.用天平測量出重錘的質量;
D.釋放懸掛紙帶的夾子,同時接通電源開關打出一條紙帶;
E.測量打出的紙帶上某些點之間的距離;
F.根據測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能.
指出其中沒有必要進行的步驟是_____;操作不恰當的步驟是_____。
②利用這個裝置也可以測量重錘下落的加速度a的數值.如圖10所示,根據打出的紙帶,選取紙帶上打出的連續五個點A、B、C、D、E,測出A點距起始點O的距離為s0,點A、C間的距離為s1,點C、E間的距離為s2,使用交流電的頻率為f,則根據這些條件計算重錘下落的加速度a的表達式:a=_________。
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③在驗證機械能守恒定律的實驗中發現,重錘減少的重力勢能總是大于重錘動能的增加,其原因主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用,可以通過該實驗裝置測定該阻力的大?。粢阎數刂亓铀俣裙J的較準確的值為g,還需要測量的物理量是______。試用這些物理量和紙帶上的測量數據表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小為F=______。
16.某同學在“驗證動量守恒定律”的實驗中,測得兩小鋼球的平均落點與O點的距離如圖11所示,實驗中已測得入射小鋼球的質量為m1,若碰撞過程中動量守恒,則被碰小鋼球的質量m2=______。
四、計算題
17.質量為500g的足球,以l0m/s的水平速度向運動員滾去,被運動員以20m/s的速度反向踢出,設腳與球作用的時間為0.02s,則:
(1)足球受到的沖量為多大?
(2)腳對足球的平均作用力為多大?
(3) 腳對足球做的功為多大?
18.在光滑水平面上有一個靜止的質量為M的木塊,一顆質量為m的子彈以初速v0水平射入木塊,且陷入木塊的最大深度為d。設沖擊過程中木塊的運動位移為s,子彈所受阻力恒定。試證明:s
19.在水平冰面上兄弟倆做推車游戲,兄長質量為m1,弟弟質量為m2,小車質量為m。開始時兄長與小車靜止在同一地點,弟弟靜止在另一地點。兄長將小車朝著弟弟推出去,小車被推出后與兄長的相對速度大小為u。弟弟接到小車后又將小車推向兄長,小車推出后與弟弟的相對速度大小仍為u,如此繼續下去。設兄長、弟弟、小車與冰面間均無摩擦,冰面足夠大。
(1)若某次弟弟推出的小車恰好追不上兄長,試求兄、弟和小車此時各自的運動速率。
(2)若無論u取何非零值,弟弟第一次推出去的小車就恰好追不上兄長,請給出m1、m2、m之間需滿足的關系式。20.對于兩物體碰撞前后速度在同一直線上,且無機械能損失的碰撞過程,可以簡化為如下模型:A、B兩物于光滑水平面上,僅限于沿同一直線運動。設它們之間的距離大于等于某一定值d時相互作用力為零; 當它們之間的距離小于d時,存在大小恒為F的斥力。
設A物體質量m1=1.0kg,開始時靜止在直線上某點;B物體質量m2=3.0kg,以速度v0從遠處沿該直線向A運動,如圖12所示。若d=0.10m,F=0.60N,v0=0.20m/s,求:
(1)相互作用過程中A、B加速度的大?。?/p>
(2)從開始相互作用到A、B間的距離最小時,系統(物體組)動能的減少量;
(3)A、B間的最小距離。
21.如圖13所示是一塊質量M=0.6kg的帶14光滑園弧軌道的木板,園弧軌道的半徑R=0.1m,水平部分是粗糙的,長L=0.3m。開始時,木板靜止在光滑的水平面上,木板右端放一個質量m=0.2kg的小物體,物體與木板之間的動摩擦因數μ=0.2。在距離木板M的左端S處有一質量m0=0.2kg的木塊,木塊在F=16N的恒力作用下由靜止開始向M運動并與之碰撞(碰撞時立即撤去F),碰后粘在一起運動。經過一段時間,小物體m恰好能夠運動到弧形軌道的最高點。問開始時木塊m0距木板M的距離S多大?
22.質量為M=0.6kg的平板小車靜止在光滑的水平面上,如圖14所示。當t=0時,兩個質量都是m=0.2kg的小物體A和B,分別從左端和右端以水平速度v1=5.0m/s和v2=2.0m/s沖上小車, 當它們相對于車停止滑動時, 沒有相碰,已知A、B與車面的動摩擦因數都是0.20, g取10m/s2。
(1)求A、B在車上都停止滑動時車的速度。
(2)車的長度至少是多少?
(3)在圖15中所給的坐標系中畫出0至4.0s內小車運動的速度-時間圖象。
機械能范文5
一、進行有效的預習
我們都知道,預習是學習環節中最基礎的環節,但同時也是關鍵的環節。和初中物理學習相比,高中物理學習難度上更是大大提升,但是我們在初中階段的學習環節中并沒有養成良好的預習習慣,這是因為即便是在初中物理學習時不做預習工作也能取得較好的成績,但是到了高中學習卻恰恰相反。就針對高中物理來講,高中物理知識中涉及的內容更豐富,難度也有了十分顯著的提升。所以在高中物理學習環節中,提前預習相關的物理知識點就顯得十分必要,只有在對相關內容進行有效預習,我們在學習環節中才能更好的跟上教師的節奏,理解教師講解的內容。
比如在對“功”這一知識點進行學習的過程中,物體受到力的影響,順著力的方向發生位移的現象,就是功。我們應該明確這個力對于物體能量轉化公式是:W=F?scosθ,其中力為恒力。只有在預習階段對這些知識點進行掌握和理解,在課堂的學習過程中才能得更好的掌握教師所教授的知識點,有助于我們對問題的有效解決。
二、在課堂中做到認真聽講
在課堂中進行認真聽講也是我們物理學習中最為關鍵的環節。新課改要求在課堂上關注我們的主體地位,所以教師在教學中也相應的改變了傳統教學方式。針對這種情況,作為高中生我們更應該在課堂上主動聽講,不斷發揮學生的主觀能動性。對于課堂知識中的重點和難點,我們也應該積極參與到分析環節中,和同學們進行有效探究,在必要的情況下積極尋找教師的幫助。
比如在對機械能守恒定律進行學習的環節中,除了對機械能守恒條件本質進行的學習,還要對其他狀態進行有效分析。此外,在學習環節中我們也要積極開展課堂筆記,確保課堂聽講內容和筆記內容的一致性。怎么進行筆記的記錄,對重點和難點進行的把握,也是我們學習環節中最關鍵的部分。只有這樣,我們在復習的環節中才能實現更有效的學習。
三、進行有效的復習工作
在我們的學習過程中,復習也是一項十分不容忽視的重要環節。但是,在此環節中我們的復習工作不僅僅是單純的做教師布置的作業和練習,而是應該將重點放在對知識點的記憶上。根據我們學習的實際情況來說,通常對于剛剛學習后的知識幾天時間內遺忘速度最快,所以需要我們對課堂上學習的內容進行及時復習。經過筆者的學習經驗,在復習環節中我們可以從以下幾個環節開展:首先,不看課本和筆記的情況下對知識進行回憶,并且對所學的知識點進行鞏固,通過最簡單的方式對記憶不牢靠的知?R點進行記憶。之后再翻閱教材,查看自己所了解的知識和課本、筆記內容是否一致,對于不全面的知識也需要進行記憶和補充,確保在復習過程中能在腦海中形成更全面和系統的知識結構。
四、積極開展的課后練習
進行課后練習的主要目的就是對知識掌握的實際情況進行考查,從而對我們學習的知識點進行更有效的深化和發展。這一環節并不是單純的進行習題訓練,而是應該借助有效的做題實現對知識能力的提升。
機械能范文6
一、內容區別
動能定理是說物體的動能變化是伴隨物體所受外力做功來完成的,這個外力可以是各種性質的力,包括重力;這個功是所有外力所做的總功;且有,外力做的總功等于物體動能的變化,外力對物體做正功,物體的動能積累,外力對物體做負功,物體的動能釋放。
機械能守恒定律是說只有機械能中的動能與勢能發生轉化時的情況。這種情況要求物體運動過程中只有重力做功。意為,重力做功只完成了重力勢能向動能轉化,重力做負功,則是動能向重力勢能轉化,而機械能的總量是不變的。
能的轉化與守恒定律則是從大范圍上對功與能的關系進行說明,即各種形式能之間在條件滿足時都是可以轉化的,且做功的過程是能量轉化的過程,做功的多少是能量轉化的量度,總的能量是不變的。也可以說動能定律是能的轉化與守恒定律在動能問題上的一個具體表現,而機械能守恒又可以認為是動能定理的一個特殊情況。
然而這三個規律都是描述能量轉化時所遵守的規律,只是對象條件不同。
二、各規律的意義及應用注意事項
(1)動能定律
動能定理表示物體的動能與其它形式能或其它物體的能量之間的轉化量度,所以,動能定理中的功為合外力的功或物體所受外力的總功,它是以物體的動能變化為主體研究對象,通過合外力做功的多少來分析說明問題的。所以在應用動能定理時,首先要選好物體的初末狀態,正確表達出物體的初末動能;其次是分析物體在運動過程中都受到哪些力,其中哪些力做功,哪些力不做功,有可能還要分析是變力還是恒力,各力是做正功還是做負功,各功應如何表示。只有做到了這些才能正確利用動能定理。
(2)機械能守恒定律
機械能守恒定律表示物體只有重力做功的情況下的動能與重力勢能之間的轉化規律,而機械能的總量是不變的。所以,在利用機械能守恒定律時,首先要判斷,物體的運動過程是否滿足機械能守恒定律成立的條件,條件成立了,還要選好初末狀態及重力勢能的零勢能面,這樣才能正確表示出初末狀態的機械能,才能準確的列出方程。
(3)能的轉化與守恒定律
能的轉化與守恒定律是一個大規律,可以說物理學中的各規律公式都是能的轉化與守恒定律或直接或間接的具體表現。也就是一切物體間的能量轉化或各種形勢能之間的轉化或轉移都是要遵守能的轉化與守恒定律的。此規律主要用于分析說明一些問題,而在具體解決問題時,多以它的具體表達式進行應用。
中學生只有把這些定理或定律之間的關系都理解清楚了,才能真的體會,學習這些定律的內容,才能建立物理意識,達到學習的目的,提高學習效率。
三、題例分析
1.如下圖,一質量為m的小球,被以初速度v0豎直向上拋出,上升的最大高度為h。
(1)小球的上升過程,只受重力,所以機械能守恒,以小球的拋點所在處為零勢能面。
則有:■mv20=mgh,可理解為,小球上升過程,動能全部轉化為重力勢能,而小球的機械能守恒。
(2)也可用動能定理:上升過程只有重力做負功,且w=-mgh,小球動能變化量:Ek=0-■mv20,所以同樣有-mgh=0-■mv20,可理解為,重力做的負功等于小球動能的減少。
(3)能的轉化與守恒定律可理解為,小球上升過程中除重力外沒有任何其它力做功,是物體動能克服重力做功的過程,完成了動能向重力勢能的轉化,而小球總的能量不變。
2.如果小球上升過程中是人用手托著勻速上升的。
(1)小球上升過程除重力外還有手的彈力做功,所以機械能守恒定律不成立,也就是小球的機械能不守恒,雖然小球的動能不變,但重力勢能增加。
(2)動能定理:運動過程中,有兩個力做功,且有:
w=-mgh+Fh;動能改變:Ek=0;有:-mgh+Fh=0。
可理解為,外力總功為零,小球動能不變。
(3)能的轉化與守恒定律可理解為,小球上升過程除重力外還有手的彈力做功,完成了人的化學能轉化為小球的機械能,由于手的彈力全部用來克服重力做功,所以化學能轉化為小球的重力勢能。以人與小球為研究對象,能的總量是守恒的,即人減少的化學能等于小球重力勢能的增加。從而還可以看出,物體機械能的改變等于物體除重力以外的其它力對其做的功。
3.如果小球在人的彈力作用下是加速上升的。
(1)同樣除重力外還有彈力做功,機械能守恒定律不成立,小球的重力勢能與動能都在增加。
(2)動能定理:運動過程中同樣有兩個力做功,且有:
w=-mgh+Fh;還有:F-mg=ma
所以,w=mah;而動能的變化:Ek=■mv2t-■mv20
有:mah=■mv2t-■mv20合外力的功等于物體動能的增量。