学习了机械能的转化和守恒之后,教师让学生考察日常生活中有关的能量转化现象,并从中发现问题.小明说:有资料显示,气象站要每日放飞探空气球,气球下吊有测量仪器,气球和仪器一起匀速上升,它们的机械能增加了,这份增加的机械能是什么能量转化而来的呢?
(1)接着小军补充说:前几天我买了一个氢气球,不小心氢气球飞上了天,在氢气球上升的过程中,机械能增加了,这份增加的机械能是由什么能量转化而来的呢?在激烈的讨论下,首先大家排除了由空气的内能转化而来.理由是________
(2)那么增加的机械能究竟是什么能量转化而来的呢?老师做了以下实验,引导学生分析思考:液体和气体很多时候具有相似的性质,我们不妨先看看木块在水中上浮的情况.
实验发现,当撤去对木块的压力时,由于________ ,木块上浮.木块升高了,机械能增加了,而这时,会有一部分水下去填补木块原来占据的位置,此外,当物体最终漂浮后,水面有所下降,所以水的重力势能________ (选填“增加”或“减少”)了!
(3)假设气球在空气中上升和木块在水中上浮原理是相同的,你能解释小明小军提出的问题了吗?请试着分析一下________
(1)接着小军补充说:前几天我买了一个氢气球,不小心氢气球飞上了天,在氢气球上升的过程中,机械能增加了,这份增加的机械能是由什么能量转化而来的呢?在激烈的讨论下,首先大家排除了由空气的内能转化而来.理由是
(2)那么增加的机械能究竟是什么能量转化而来的呢?老师做了以下实验,引导学生分析思考:液体和气体很多时候具有相似的性质,我们不妨先看看木块在水中上浮的情况.
实验发现,当撤去对木块的压力时,由于
(3)假设气球在空气中上升和木块在水中上浮原理是相同的,你能解释小明小军提出的问题了吗?请试着分析一下
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更新时间:2018-06-19 15:18:13
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【推荐1】如图所示,质量为m的小球从A点静止释放,在没有空气阻力的情况下,沿无摩擦轨道运动(其中BC段水平)。已知重力势能为E势=mgh(h为小球离轨道BC的高度,当小球运动到B点时,h=0),动能为E动=(v为小球运动的速度)
(1)小球在A点的机械能E=______ (用题目所给物理量表示)
(2)小球从A点静止释放到达B点时的速度vB
①请根据题目所给信息,推导出vB=______
②根据vB=,推测vB与小球的质量m是否有关_____ ;
(3)现有形状大小相同的小球,这些小球有的质量相等,有的质量不等,写出验证你的推测的实验步骤______ (若有需要,可补充器材)。
(1)小球在A点的机械能E=
(2)小球从A点静止释放到达B点时的速度vB
①请根据题目所给信息,推导出vB=
②根据vB=,推测vB与小球的质量m是否有关
(3)现有形状大小相同的小球,这些小球有的质量相等,有的质量不等,写出验证你的推测的实验步骤
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【推荐1】水平桌面上滚动的小球离开桌面后,会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上,如图甲所示。小球在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢?小明提出了以下三个猜想:
猜想1:与小球离开桌面时的速度有关;
猜想2:与小球的质量有关;
猜想3:与小球离地面的高度有关;
(1)为了使小球向前运动,小明设计如图乙所示的实验装置,将一根轻质弹簧固定在A点,小球将弹簧压缩到C处后由静止释放,则小球在弹簧推力的作用下向前滚动,在此过程中,弹簧的___________ 能转化为小球的 ___________ 能;
(2)为了验证猜想1是否正确,小组成员进行如下实验:保持小球质量和离地高度不变,将弹簧压缩到不同的长度,小球离开弹簧后,将获得不同的速度,发现小球水平飞行的距离不相同。这说明猜想1是___________ (选填“正确”或“错误”)的;
(3)小明接下来想探究猜想2,仍采用图乙的装置,用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度,由静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系;你认为小明的方案存在的问题是___________ ,请你为小明设计一个正确的方案:___________ ;
(4)小华按正确的方法探究了猜想3,并记录数据,根据表中数据,可以得出结论:当小球质量和离开桌面的速度一定时,小球离地面的高度H为 ___________ cm时,小球水平飞行的距离s为30cm。
猜想1:与小球离开桌面时的速度有关;
猜想2:与小球的质量有关;
猜想3:与小球离地面的高度有关;
(1)为了使小球向前运动,小明设计如图乙所示的实验装置,将一根轻质弹簧固定在A点,小球将弹簧压缩到C处后由静止释放,则小球在弹簧推力的作用下向前滚动,在此过程中,弹簧的
(2)为了验证猜想1是否正确,小组成员进行如下实验:保持小球质量和离地高度不变,将弹簧压缩到不同的长度,小球离开弹簧后,将获得不同的速度,发现小球水平飞行的距离不相同。这说明猜想1是
(3)小明接下来想探究猜想2,仍采用图乙的装置,用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度,由静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系;你认为小明的方案存在的问题是
序 号 | 质量 m/g | 速度 v/cm·s-1 | 离地高 度H/cm | 水平飞行 距离s/cm |
1 | 10 | 5 | 5 | 5 |
2 | 10 | 5 | 20 | 10 |
3 | 10 | 5 | 45 | 15 |
4 | 10 | 5 | 80 | 20 |
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【推荐2】小华在观看台球比赛时发现:有时运动的白球去撞击一个静止的球后,白球会立即静止在碰撞时的位置,而被撞的球似乎接替了白球,沿白球原来的运动方向,以几乎相同的速度向前运动,如图甲所示。
小华想:白球碰撞后立即静止,被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗?
通过了解和初步实验,小静发现只有当体积和质量均相同的两球,而且球心在同一直线上相碰时,才可能出现上述现象.为进一步探究,她设计了下述实验方案:
将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上,取两个相同的台球A、B,将B球静置于轨道的水平部分,A球置于轨道左端斜面上某处,测出该点到水平桌面的高度h1,如图乙所示,释放A球,撞击后,A球静止,B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点,测出该点的高度h2.通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断。
请你作答以下问题:
(1)A球从斜面滑下的过程中,______ 能转化为动能;
(2)B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了______ 能;
(3)若h2=h1,则说明B球被撞后开始运动的速度vB______ vA(选填“>”、“=”或“<”);
(4)在实际实验中,测出的h2总小于h1,若导致这一现象的原因是______ ;
(5)如图丙,将小球以一定速度v0沿水平方向抛出,不计空气阻力,小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化,在时间t内,小球在水平方向运动距离为x=v0t,在竖直方向下落高度为y=,则y与t2的关系表示图像正确的是______ 。
A. B. C. D.
小华想:白球碰撞后立即静止,被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗?
通过了解和初步实验,小静发现只有当体积和质量均相同的两球,而且球心在同一直线上相碰时,才可能出现上述现象.为进一步探究,她设计了下述实验方案:
将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上,取两个相同的台球A、B,将B球静置于轨道的水平部分,A球置于轨道左端斜面上某处,测出该点到水平桌面的高度h1,如图乙所示,释放A球,撞击后,A球静止,B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点,测出该点的高度h2.通过比较h2与h1的大小关系即可作出判断。
请你作答以下问题:
(1)A球从斜面滑下的过程中,
(2)B球由静止变为运动是因为B球在碰撞中获得了
(3)若h2=h1,则说明B球被撞后开始运动的速度vB
(4)在实际实验中,测出的h2总小于h1,若导致这一现象的原因是
(5)如图丙,将小球以一定速度v0沿水平方向抛出,不计空气阻力,小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化,在时间t内,小球在水平方向运动距离为x=v0t,在竖直方向下落高度为y=,则y与t2的关系表示图像正确的是
A. B. C. D.
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【推荐3】(1)发生弹性形变的物体具有弹性势能.同学们为了研究弹性势能的大小与哪些因素有关,通过有关实验探究,数据如下:
分析数据可知___________ ,k=______________ .
(2)动能与m、v的关系式.重力势能与m、h的关系是.
当只有动能和势能相互转化时,机械能守恒,如图甲,一钢性系数为200N/m,长度为25cm的弹簧固定在光滑的水平面上,一个质量为2kg的小球从光滑曲面顶端由静止滑下,已知曲面高度为h为20cm.(不计能量损失)
如图乙,小球从曲面顶端滑到水平面时的速度为_________ m/s.
如图丙,当下滑的小球速度减为零时,弹簧的长度为_________ cm.
材料 | 弹簧长度的变化量 | 弹簧的刚性系数 | 弹性势能 |
铜 | 1×10-2 | 90 | 4.5×10-3 |
钢 | 2×10-2 | 45 | 9×10-3 |
铜 | 1×10-2 | 180 | 9×10-3 |
钢 | 6×10-2 | 180 | 324×10-3 |
铜 | 2×10-2 | 90 | 18×10-3 |
分析数据可知
(2)动能与m、v的关系式.重力势能与m、h的关系是.
当只有动能和势能相互转化时,机械能守恒,如图甲,一钢性系数为200N/m,长度为25cm的弹簧固定在光滑的水平面上,一个质量为2kg的小球从光滑曲面顶端由静止滑下,已知曲面高度为h为20cm.(不计能量损失)
如图乙,小球从曲面顶端滑到水平面时的速度为
如图丙,当下滑的小球速度减为零时,弹簧的长度为
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【推荐1】在可乐瓶中装入适量的水,用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住,配置上火箭顶端的导流罩就完成了水火箭的制作,其结构示意如图-1所示,如图-2所示,将水火箭置于地而,利用打气筒通过打气管向瓶内打气。当瓶内压强足够大时,瓶塞脱落.瓶内的水向后喷出,水火箭迅速飞起。琦琦对水火箭水平方向飞行距离的影响因素产生了兴趣,他作出以下猜想:Ⅰ.可能与加水质量的多少有关;Ⅱ.可能与发射的角度有关。请回答下列问题:(1)在探究猜想Ⅰ时,使用同一支水火箭,依次加入0g、50g、100g、150g、200g、250g的水,每次用同样的打气筒加压15次,每组实验进行三次,调整箭体与水平地面夹角为40度,实验时无风,测量发射点到落地点的水平距离记录如下表:
①根据实验数据得出:当水的质量为______ g时水火箭水平方向飞行距离最远;
②瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动,这是因为___________ ;
③当水火箭竖直向上发射时。无法直接测量水火箭发射的最大高度,这时可以测量水火箭从发射到落地时的______ 来间接反映发射的高低情况;
(2)探究猜想Ⅱ时,选用同一支水火箭,控制水量和气压一定,依次改变其发射角度(“发射角度”指水火箭与水平面的夹角大小)为、、、、,并记录水平方向飞行距离如下表,其他条件相同的情况下,水平方向飞行距离与发射角度的关系为___________ ,
(3)除上述探究过的影响因素外。你认为还有哪些因素可能会影响水火箭的飞行距离:_____________ (写出一条);
(4)若水火箭发射前的总质量为2kg,则当水火箭竖直上升至10m高时,水火箭克服自身重力做功将______ (选填“等于”“大于”或“小于”)200J;
(5)在水火箭向上发射的整个过程中,下列分析正确的是______ 。
A.上升过程中,水火箭重力势能转化为动能
B.下降过程中,水火箭的重力势能逐渐增大
C.水火箭的动能是由瓶内高压气体内能转化来的
水的质量(g) 水平距离(m) 次数 | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 |
第一次 | 3.20 | 40.1 | 44.3 | 71.6 | 55.6 | 46.2 |
第二次 | 3.25 | 35.3 | 42.6 | 66.3 | 59.2 | 42.4 |
第三次 | 3.40 | 33.6 | 50.5 | 63.l | 56.3 | 48.9 |
平均值 | 3.28 | 36.33 | 45.80 | 67.00 | 57.03 | 45.83 |
②瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动,这是因为
③当水火箭竖直向上发射时。无法直接测量水火箭发射的最大高度,这时可以测量水火箭从发射到落地时的
(2)探究猜想Ⅱ时,选用同一支水火箭,控制水量和气压一定,依次改变其发射角度(“发射角度”指水火箭与水平面的夹角大小)为、、、、,并记录水平方向飞行距离如下表,其他条件相同的情况下,水平方向飞行距离与发射角度的关系为
发射角度(度) | 25 | 35 | 45 | 55 | 65 |
水平距离(m) | 31.32 | 43.60 | 53.07 | 49.82 | 35.42 |
(4)若水火箭发射前的总质量为2kg,则当水火箭竖直上升至10m高时,水火箭克服自身重力做功将
(5)在水火箭向上发射的整个过程中,下列分析正确的是
A.上升过程中,水火箭重力势能转化为动能
B.下降过程中,水火箭的重力势能逐渐增大
C.水火箭的动能是由瓶内高压气体内能转化来的
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实验题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】小虎的妈妈购买了一台家用豆浆机,其部分技术参数如下表。
说明书介绍了制作豆浆的过程:按合适的比例把豆料、清水放入豆浆机中,经过加热(5分钟)、打浆(1分钟)(5分钟),打浆(1分钟)……的循环程序,其中打浆由电动机完成,加热是由加热器完成.请根据以上材料解答下列问题:
(1)由以上材料可知道,豆浆机的电动机和加热器是______ 联连接;
(2)在打浆过程中,豆浆机消耗的电能转化为______ 能;
(3)小虎触摸豆浆机金属外壳是手感觉到“麻”,原因可能是______ ;
A.火线断路
B.火线与豆浆机外壳金属部分接触
C.火线零线短接
D.豆浆机金属外壳接了地线。
(4)完成一个“加热——打浆”环节,豆浆机消耗的电能为______ J;
(5)豆浆刚刚制作完成,打开盖子,瓶口有白气出现______ 。
用电器 | 额定电压 | 频率 | 额定功率 |
电动机 | 220V | 50Hz | 200W |
加热器 | 220V | 50Hz | 1210W |
(1)由以上材料可知道,豆浆机的电动机和加热器是
(2)在打浆过程中,豆浆机消耗的电能转化为
(3)小虎触摸豆浆机金属外壳是手感觉到“麻”,原因可能是
A.火线断路
B.火线与豆浆机外壳金属部分接触
C.火线零线短接
D.豆浆机金属外壳接了地线。
(4)完成一个“加热——打浆”环节,豆浆机消耗的电能为
(5)豆浆刚刚制作完成,打开盖子,瓶口有白气出现
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