- 能量守恒的探究
- 共86题
试举出日常生活中的一个例子，说明引入能量概念的理由。
正确答案
“略”
如图所示是汽车驾驶员常备用的一种y型“千斤顶”，在换汽车轮胎时起顶升作用．顺时针摇手柄E，使水平螺旋杆转动，BC间距变小，平台就将车身顶升起来，反之可使车身下降．顶升其它重物时原理也相同．现用y型“千斤顶”顶起重为G的物体，这时螺旋杆与 CD、BD间的夹角均为θ．设杆AB长为L，所有部件的重力均可不计．
某同学认为①图示装置中（不包括手柄E）共有四个转动轴；②C处受到的力有三个，其中螺旋杆对C处的拉力为F，经计算得到F=Gctgθ；③在重物升降过程中C不一定始终在A的正上方；④螺旋杆拉力F对A轴具有顺时针的力矩M，经计算其大小为
M=FLcosθ=GLcos2θ/sinθ
请你在表格中对以上四个认识及计算作出评价：是否正确？理由？若不正确，请予纠正．
正确答案
见解析
如图在光滑水平面上放一质量为M的物体，M的左侧是一个光滑的圆弧面，一质量为m的小球以速度v0冲上M的光滑圆弧面，而未能越过，求：
①m能上升的最大高度；
②此过程中M对m做的功为多少？
正确答案
（1）
（2）
①m上升到最高点时 
由机械能守恒
②
如图15所示，质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上，给小车施加一水平向右的恒力F=8.0N。当向右运动的速度达到V0=1.5m/s时，有一物块以水平向左的初速度v0=1.0m/s滑上小车的右端。小物块的质量m=2.0kg，物块与小车表面的动摩擦因数μ=0.20。设小车足够长，重力加速度g取10m/s2。
（1）物块从滑上小车开始，经过多长的时间速度减小为零？
（2）求物块在小车上相对小车滑动的过程中，物块相对地面的位移。
（3）物块在小车上相对小车滑动的过程中，小车和物块组成的系统机械能变化了多少？
正确答案
（1）0.5s （2）1.11m,方向向右 （3）17.2J
(1)设物块滑上小车后经过时间t1速度减为零，根据动量定理
μmgt1=mv，
解得： t1=
(2)物块滑上小车后，做加速度为am的匀变速运动，根牛顿第二定律
μmg=mam，
解得： am=μg=2.0m/s2。
小车做加速度为aM的匀加速运动，根据牛顿第二定律
F-μmg=MaM，
解得： aM=
设物块向左滑动的位移为s1，根据运动学公式
s1=v0t1-
当滑块的速度为零时，小车的速度V1为
V1=V0+amt1=1.75m/s。
设物块向右滑动经过时间t2相对小车静止，此后物块与小车有共同速度V，根据运动学公式，有 V=V1+aMt2=amt2，
解得： t2=
滑块在时间t2内的位移为s2=
因此，滑块在小车上滑动的过程中相对地面的位移为
s=s2-s1=
(3)由(2)的结果，物块与小车的共同速度
V=
因此，物块在小车上相对小车滑动的过程中，系统的机械能增加量ΔE为
ΔE=
（10分）如图所示为某研究性学习小组自制的电子秤原理图，电源电动势为E，内阻不计，C是限流电阻，AB为一均匀的滑动变阻器，长度为L，P是滑动头，与弹簧上端连接，可保持水平状态随弹簧的长度变化而上下自由滑动。限流电阻和滑动变阻器的电阻相等。弹簧处于原长时，P刚好指着A端．已知弹簧的劲度系数为k，当地的重力加速度为g，电压表可视为理想电表，不计一切摩擦和其它阻力。当在弹簧上放上托盘时，电压表的示数为U0；当托盘上放有物体时，电压表的示数为U，求：（1）物体的质量；（2）如果长期使用，电源的电动势会变小，这样（指计算仍取原数值）测得的物体质量会怎样？
正确答案
（1）
试题分析：(1)当放上物体后，
所以当只放上托盘时，托盘的质量为
当示数为U时，物体和托盘的总质量为
所以物体的质量为
(2) 如果长期使用，电源的电动势会变小，则根据上面的质量表达式可得测得的质量变大
点评：做此类问题需要先根据题中的信息，将质量和电压之间的关系表达出来，然后结合相关知识解题
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