能量的转化
1.下列物体运动过程中,可认为机械能守恒的是( )
2.竖直上抛一小球,小球运动过程中受到与速率成正比的空气阻力作用,小球从开始上抛至最高点过程,以向上为正方向,下列关于小球的加速度a、速度v随小球运动的时间t的变化关系及动能、机械能E随位移x的变化关系中可能正确的是(图中虚线均为图像的切线)( )
3.位于水平面上的物体在水平恒力作用下,做速度为的匀速运动;若作用力变为斜向上的恒力,物体做速度为的匀速运动,且与功率相同。则可能有( )
4.实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时,装置如图所示,摆锤质量为。(1)实验中,用于测量小球速度的传感器是____ 传感器。挡光片宽度为,某次测量中,摆锤通过它的时间为,则摆锤的速度为____ ,动能____ J。(保留二位有效数字)
(2)实验前已测得、、B、A各点高度分别为、、、。某同学获得的实验数据如图b,分析表中数据发现:从A到D,机械能逐渐____ ,其原因是____ 。
(3)某同学设想用一块挡光片重新设计该实验,实验中卸下全部挡光片,仅将一块挡光片先放在B点,让摆锤从A点静止释放,记录实验数据;然后挡光片依次放在C点、D点,重复此前的实验过程。实验结束后,他发现、、三个点的机械能数据较为接近,而用A点高度算出重力势能作为A点机械能,明显小于、、三点的机械能数据,分析其原因可能是摆锤的实际释放点____ A点(选填“高于”、“低于”),也可能是____ 的原因。
5.如图所示,一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道和相连)、高度h可调的斜轨道组成。游戏时滑块从O点弹出,经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径,长,长,圆轨道和光滑,滑块与、之间的动摩擦因数。滑块质量且可视为质点,弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力,,各部分平滑连接。求:
(1)滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小;
(2)当且游戏成功时,滑块经过E点对圆轨道的压力及弹簧弹性势能;
(3)要使游戏成功,弹簧的弹性势能与高度h之间满足的关系。
1.下列物体运动过程中,可认为机械能守恒的是( )
A.树叶从树枝上落下的运动 | B.氢气球拉线断了后的运动 |
C.集装箱被起重机匀加速吊起的运动 | D.被投掷后的铅球在空中的运动 |
A. | B. | C. | D. |
A., | B., |
C., | D., |
(2)实验前已测得、、B、A各点高度分别为、、、。某同学获得的实验数据如图b,分析表中数据发现:从A到D,机械能逐渐
次数 | D | C | B | A |
高度 | 0 | 0.050 | 0.100 | 0.150 |
速度 | 1.878 | 1.616 | 1.299 | 0.866 |
势能 | 0 | 0.0039 | 0.0078 | 0.0118 |
动能 | 0.0141 | 0.0104 | 0.0067 | 0.003 |
机械能 | 0.0141 | 0.0144 | 0.0146 | 0.0148 |
5.如图所示,一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道和相连)、高度h可调的斜轨道组成。游戏时滑块从O点弹出,经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径,长,长,圆轨道和光滑,滑块与、之间的动摩擦因数。滑块质量且可视为质点,弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力,,各部分平滑连接。求:
(1)滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小;
(2)当且游戏成功时,滑块经过E点对圆轨道的压力及弹簧弹性势能;
(3)要使游戏成功,弹簧的弹性势能与高度h之间满足的关系。
更新时间:2024-05-02 06:33:00
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【推荐1】如图所示,细绳一端系着质量M=0.5kg的物体,另一端通过圆盘中心的光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体,物体M与小孔距离为0.4m(物体M可看成质点),已知M和水平圆盘间的最大静摩擦力为2N,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若圆盘静止不动,从静止释放M,求M的加速度大小;
(2)若使圆盘绕中心轴线转动,m处于静止状态,求角速度ω的最大值。
(1)若圆盘静止不动,从静止释放M,求M的加速度大小;
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【推荐2】如图所示,竖直平面内固定半径R=3.0m的光滑圆弧轨道,在M处与水平传送带相切传送带与左侧紧靠的水平台面等高,台面的PN部分粗糙,PN的长度,P点左侧光滑,一左端固定、水平放置的轻质弹簧处于原长状态。质量的小物块从与圆心等高处由静止沿圆弧轨道下滑。已知传送带MN的长度,始终以速度顺时针转动,物块与台面PN部分、物块与传送带之间的动摩擦因数均为,取重力加速度,弹簧始终在弹性限度内求:
(1)物块第一次滑到圆弧轨道最低点M时对轨道的压力大小F;
(2)弹簧被压缩后具有的最大弹性势能Ep;
(3)物块最终停止运动时的位置到P点的距离。
(1)物块第一次滑到圆弧轨道最低点M时对轨道的压力大小F;
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【推荐3】如图所示,长为L的绝缘细线一端拴着一个质量为m、带电量为+q、可视为质点的小球,另一端系在O点,在O点正下方有一个光滑绝缘的圆弧轨道MN关于重锤线OP对称固定,圆弧半径也为L。没有电场时小球绕O点在竖直面内摆动时恰与圆弧轨道接触但无挤压力。现加上水平向右、场强大小(g为重力加速度)的匀强电场,将小球拉至与悬点O等高的A点由静止释放,由于细线所能承受的拉力有限,被拉直瞬间细线断裂,小球垂直圆弧方向的速度瞬间变为零,此后小球从圆弧右端N点飞出,求:
(1)细线被拉断瞬间小球的速度;
(2)小球从N点飞出前瞬间对轨道的压力大小;
(3)小球飞出轨道后能上升的最大高度及小上升到最大高度处时的动量大小。
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【推荐1】如图所示,滑雪坡道由直滑道AB和圆弧滑道BCD两总分组成(图中实线部分),其中C为圆弧滑道最低点,BD为水平面.滑雪者从比水平面高h1=45m处由静止出发,离开D点后在空中飞行,最高点E比水平面高h2=20m,假设忽略滑雪坡道的阻力与空气阻力,重力加速度g取10 m/s2.
(1)问滑雪者所受重力的瞬时功率在B点时大还是在C点时大?
(2)求滑雪者通过D点时的速度大小;
(3)求滑雪者空中飞行的时间;若滑雪者去掉身上的背包以减轻重量,再次从同一高度由静止出发,请问最大高度h2是变大、变小还是不变?
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【推荐2】五一劳动节,小明同学和家人一起到原乡小镇游玩,如图甲所示,他们乘坐“魔毯”到达高的平台。可以把“魔毯”的结构理想化为图乙所示的倾斜传送带,传送带与斜面的倾角为,始终以的速度顺时针匀速运动,传送带与人体的动摩擦因数。假设人是无初速度的坐到“魔毯”上去的,每个人的质量为,求:
(1)经过多长时间,人与“魔毯”共速?
(2)将一个人从底部运送到平台上,“魔毯”对人做了多少功?
(3)从第一个人坐上“魔毯”开始计时,之后每隔又有一个人坐上“魔毯”,则当时,“魔毯”因为运输游客而多消耗的瞬时功率为多大?
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【推荐3】科技馆有一套儿童喜爱的机械装置,其结构简图如下:传动带AB部分水平,其长度L1=1. 344m,传送带以v1=1. 2m/s的速度顺时针匀速转动,大皮带轮半径r=6.4cm,其下端C点与圆弧轨道DEF的D点在同一水平线上,E点为圆弧轨道的最低点,圆弧EF对应的圆心角=37°且圆弧的半径R=0. 5m,F点和倾斜传送带GH的下端G点平滑连接,倾斜传送带GH长为L2=0. 4m,其倾角=37°。某同学将一质量为0. 5kg且可以视为质点的物块静止放在水平传送带左端A处,物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道部分,随即进入圆弧轨道,当经过F点时,物体克服重力做功的瞬时功率为6W,然后物块滑上倾斜传送带GH。 已知物块与两段传送带的动摩擦因数均为=0. 5,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0. 6,cos37°=0. 8,求:
(1)物块由A到B所经历的时间;
(2)物块在D点对圆弧的压力大小;
(3)若要物块能被送到H端,倾斜传动带GH顺时针运转的速度应满足的条件。
(1)物块由A到B所经历的时间;
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【推荐1】如图所示,滑板B静止在光滑水平面上,其右端与固定挡板相距x,滑块A静止在B的左端。一子弹以水平速度v0=100m/s射向A后留在A中(此过程时间极短)。已知子弹的质量为m=0.02kg,A的质量mA=0.48kg,B的质量mB=1.5kg,A、B之间动摩擦因数为μ=0.6,B足够长,A不会从B表面滑出;B与挡板碰撞无机械能损失,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。
(1)子弹击中A后,A的速度多大;
(2)此次过程中,A与B恰好共速时B与挡板碰撞,则滑板B右端与固定挡板相距x为多大;
(3)若x取第(2)中的值,改变子弹的速度,B将与挡板相碰n次,则子弹的速度为多少(子弹未射穿A)。
(1)子弹击中A后,A的速度多大;
(2)此次过程中,A与B恰好共速时B与挡板碰撞,则滑板B右端与固定挡板相距x为多大;
(3)若x取第(2)中的值,改变子弹的速度,B将与挡板相碰n次,则子弹的速度为多少(子弹未射穿A)。
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【推荐2】儿童乐园里的弹珠游戏不仅具有娱乐性还可以锻炼儿童的眼手合一能力。如图所示,游戏装置固定在水平地面上,由弧形轨道AB,竖直圆轨道BMCND,水平直轨道DE平滑连接而成,弧形轨道底端与圆轨道间略错开,不影响小球旋转后进入水平轨道。已知圆轨道半径R 1m,弧形轨道和圆轨道均光滑,小球与水平直轨道DE间的动摩擦因数从D开始沿轨道均匀减少 0.8 0.1x(x 为到D端的距离)。质量m 1kg 的小球从离地高 h 处由静止释放。
(1)若小球能通过轨道的最高点 C,则 h 至少多大;
(2)若小球不脱离轨道,且小球能进入水平直轨道的光滑区域,求 h 的取值范围;
(3)若在竖直圆轨道D点正上方开一段缺口MN,M、N 点关于 OC 对称,小球能沿路径 BMND运动,当缺口所对的圆心角为多大时 h 最小?h的最小值为多少?
(1)若小球能通过轨道的最高点 C,则 h 至少多大;
(2)若小球不脱离轨道,且小球能进入水平直轨道的光滑区域,求 h 的取值范围;
(3)若在竖直圆轨道D点正上方开一段缺口MN,M、N 点关于 OC 对称,小球能沿路径 BMND运动,当缺口所对的圆心角为多大时 h 最小?h的最小值为多少?
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【推荐3】如图所示,倒U型金属导轨放置在竖直平面上,导轨光滑且足够长,MN的间距L=1m.在导轨MN上固定有一阻值为R0=2Ω的定值电阻.垂直导轨平面分布着磁感应强度均为B=1T的匀强磁场,方向均为垂直纸面向里,宽度均为d=0.5m.一质量m=0.1kg、宽为d=0.5m的“冖”型框ABCD(AB、CD段为绝缘粘性材料,BC为金属棒,其电阻R1=2Ω),起初静止在第一个磁场上方某处,现将其静止释放(下落过程中与导轨始终良好接触),它将匀速通过第一个磁场,随后又进入无磁场区域.电阻R2=2Ω,质量m2=0.1kg的金属棒EF由于特殊作用一直静止在第二磁场的上边界处,直到ABCD与EF要相碰时才将其释放.碰撞后ABCD和EF立刻粘在一起成为整体框(碰撞时间极短).随后,整体框又匀速进入第二个磁场.BC和EF的长度都略大于L,导轨其余电均不计,g取10m/s2,求:
(1)“冖”型框ABCD通过第一个磁场时,经过BC的电流方向和大小?
(2)“冖”型框ABCD即将与EF碰撞时的瞬时速度大小?
(3)在合并后,整体框通过第二个磁场区域的过程中,电阻R0上产生的热量Q是多少?
(1)“冖”型框ABCD通过第一个磁场时,经过BC的电流方向和大小?
(2)“冖”型框ABCD即将与EF碰撞时的瞬时速度大小?
(3)在合并后,整体框通过第二个磁场区域的过程中,电阻R0上产生的热量Q是多少?
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