- 机械能守恒定律
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将重为50 N的物体沿着竖直方向向上匀速吊起10 m高,此过程中物体的重力势能变化了_________J,拉力对物体做功_________J.若物体以1 m/s2的加速度上升10 m高,此过程中物体的重力势能变化了_________J,拉力对物体做了_________J的功(g取10 m/s2).
正确答案
500 500 500 550
本题应用牛顿第二定律与重力做功结合处理.
物体重力势能增加了ΔEp="mgh=50×10" J="500" J
拉力做功W="Fh=mgh=500" J
若物体匀加速上升,但重力势能仍增加了500 J
因为F-G=
所以F=G+G·a/g=="55" N
从而WF="Fh=55×10" J="550" J.
如图所示,某人通过定滑轮拉住质量为20kg的重物,从A点沿水平方向缓慢地移动到B点。若定滑轮比A点高3m,A、B两点的距离为4m,在这过程中人做的功是 J。
正确答案
400
略
正确答案
设物体抛出的初动能为EK1,上升H高度克服阻力的功为W1,上升h1高度时的动能EK2,克服阻力的功为W2,则
mgH+ W1=EK1,mg h1+ W2=EK1-EK2,mg h1=EK2,
且W2<W1,由以上各式可解得 。
同理,在物体由最高点下落到离地面高度为h2的动能EK,克服阻力的功W,则
mg(H-h2)-W=EK,mgh2=EK,
且W>0,联立解得 。
地面上竖直放置一根下端固定于地面的轻弹簧,已知该弹簧的劲度系数为k,原长为L0,在其正上方有一质量为m的小球从h高处自由落到其上端,弹簧被压缩,则小球速度最大时其重力势能为______(以地面为参考平面)。
正确答案
物体由于________而具有的__________叫做动能.在物体由高处向低处运动的过程中它的_________在不断减少,而它的__________在不断增加,这里体现了一种动能和势能之间的__________
正确答案
运动;能;势能;动能;转化
如图所示,一质量为60kg的探险者在丛林探险,为了从一绝壁到达水平地面,探险者将一根粗绳缠绕在粗壮树干上,拉住绳子的另一端,从绝壁边缘的A点由静止开始荡向低处,到达最低点B时脚恰好触到地面,此时探险者的重心离地面的高度为0.5m。已知探险者在A点时重心离地面的高度为8.5m。以地面为零势能面,不计空气阻力。( 探险者可视为位于其重心处的一个质点)(取10 m/s2)求:
(1)探险者在A点时的重力势能。
(2)探险者运动到B点时的速度大小。
(3)探险者运动到重心离地面5m高处时的机械能。
正确答案
解:(1)
(2)探险者下落的过程只受重力作用,根据机械能守恒定律,有
解得:(或12.65m/s)
(3)探险者下落的过程机械能守恒,=5100 J
质量为10 kg的物体静止在地面上,现用120 N的竖直拉力提升物体,g取10 m/s2.在物体上升10 m时,拉力做功_________J,物体动能增加_________J,重力势能增加_________J.
正确答案
1 200 1 000 200
拉力做功WF="Fh=120×10" J="1" 200 J
克服重力做功WG="Gh=10×10×10" J="1" 000 J
重力势能增加1 000 J
动能增加了ΔEk=WF-WG="200" J.
如图所示,将一个质量为m,长为a,宽为b的矩形物体竖立起来的过程中,人至少需要做多少功?
正确答案
在人把物体竖立起来的过程中,人对物体的作用力的大小和方向均未知,无法应用求解。
该过程中,物体要经历图4所示的状态,当矩形对角线竖直时,物体重心高度最大,重心变化为:
由功能原理可知
当时,
最小,为:
如图所示,AB是竖直平面内的光滑弧形轨道,在下端B与光滑的水平直轨道相切,一质量m=1kg的小球自A点由静止开始沿轨道滑下,若A点距离水平轨道的高度h=1.8m(不计空气阻力,g取10m/s2):
(1)把小球在水平轨道上的重力势能定为0,求小球在A点时的重力势能;
(2)求小球滑至B点时的速度大小。
正确答案
解:(1)小球在A点时的重力势能
(2)设小球通过B点的速度为v
根据机械能守恒定律
解得:
某同学利用如图装置研究磁铁下落过程中的重力势能与电能之间的相互转化。内阻r=40Ω的螺线管固定在铁架台上,线圈与电流传感器、电压传感器和滑动变阻器连接。滑动变阻器最大阻值40Ω,初始时滑片位于正中间20Ω的位置。打开传感器,将质量m=0.01kg的磁铁置于螺线管正上方静止释放,磁铁上表面为N极。穿过螺线管后掉落到海绵垫上并静止(磁铁下落中受到的阻力远小于磁铁重力,不发生转动),释放点到海绵垫高度差h=0.25m。计算机屏幕上显示出如图的UI-t曲线。
(1)磁铁穿过螺线管过程中,螺线管产生的感应电动势最大值约为____________V;
(2)图像中UI出现前后两个峰值,对比实验过程发现,这两个峰值是在磁铁刚进入螺线管内部和刚从内部出来时产生的,对这一现象相关说法正确的是____________;
A.线圈中的磁通量经历先增大后减小的过程
B.如果仅略减小h,两个峰值都会减小
C.如果仅略减小h,两个峰值可能会相等
D.如果仅移动滑片,增大滑动变阻器阻值,两个峰值都会增大
(3)在磁铁下降h=0.25m的过程中,可估算重力势能转化为电能的效率是____________。
正确答案
(1)1.06(1.0-1.1都对)
(2)ABD
(3)0.8%(0.7%-0.9%都对)
做匀速圆周运动的物体,在运动过程中保持不变的物理量是( )
正确答案
下列说法正确的是( )
正确答案
物体在运动过程中的加速度不为零,那么以下结论正确的是( )
正确答案
下列说法正确的是( )
正确答案
两物体做匀速圆周运动,其运动半径之比为2:3,受到向心力之比为3:2,则其动能比( )
正确答案
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