- 能量守恒定律、第一类永动机
- 共848题
如图所示,水平放置的平行金属板的N板接地,M板电势为+U,两板间距离为d,d比两板的尺寸小很多,在两板之间有一长为2l的绝缘轻杆,可绕杆的水平固定轴O在竖直面内无摩擦地转动,O为杆的中点.杆的两端分别连着小球A和B,它们的质量分别为2m和m,它们的带电量分别为+q和-q.当杆由图示水平位置从静止开始转过90°到竖直位置时,已知重力加速度为g,求:
(1)两球的电势能的变化;
(2)两球的总动能;
(3)杆对A球的作用力.
正确答案
解析
解:(1)电场中的场强为:E=
电场力对两球做的功为:WE=2qEl=
电势能的减小量为:=
(2)两球减少的重力势能:WG=mgl
由能量转化与守恒定律得,有:WG+WE=Ek
解得:Ek=mgl+
(3)根据(2)问,有:+
=mgl+
A球在最低点,由牛顿第二定律,有:
F-2mg-=2m
解得:F=+
答:(1)两球的电势能的变化量是;
(2)两球的总动能是mgl+;
(3)杆对A球的作用力大小是+
.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在皮球自由下落的过程中,由于只有重力做功,故机械能守恒,而不会越来越多,故A错误.
B、根据能量守恒定律,能量既不会创生也不会消失,只能从一个物体转移到另一个物体或从一种形式转化为另外一种形式,该选项中动能转化为内能故B错误.
C、根据根据能量守恒定律,能量既不会创生也不会消失,只能从一个物体转移到另一个物体或从一种形式转化为另外一种形式,该选项中机械能转化为内能,故C错误.
D、能量既不能凭空产生,也不能凭空消灭,只会从一种形式转化成另一种形式,或者从物体的一部分转移到另一部分,而在能量的转化或转移过程中,总的能量保持不变.故D正确.
故选D.
2003年3月25日伊拉克巴格达地区发生强烈沙尘暴天气,阻止了美英联军的进军.如果强风的风速约为v=20m/s,设空气密度ρ=1.3kg/m3,如果把通过横截面积为S=20m2的风的动能全部转化为电能,则利用上述已知量计算电功率的公式应为P=______大小约为______W(取一位有效数字)
正确答案
ρsv3
1×105
解析
解:在t时间内通过横截面积为20m2的风能全部转化为电能,根据能量守恒定律,有:
Pt=mv2
其中m=ρV=ρ×vtS
故:P=ρSv3=
×1.3×20×203=1×105W
故答案为:ρSv3,1×105.
夏季使用空调机时,从环保的角度看,将温度设置在多少度最好?( )
正确答案
解析
解:在夏季,安装空调来获得低温,如果室内外温度差越大,压缩机工作时间越长,浪费的能源越多.在夏季25-27℃人们也会感觉比较舒服,对身体也是有益的.
故选D.
一艘轮船连续航行了6个昼夜.已知轮船使用的内燃机的功率为5×107J,效率为25%,柴油机的燃烧值为4×107J/kg.求这艘轮船至少消耗了多少柴油?
正确答案
解析
解:设消耗的柴油的质量为m,则根据能量守恒定律得;
Pt=m•Q•η
得:m==
=2.59×106kg
答:这艘轮船至少消耗了柴油2.59×106kg.
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