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第19講機(jī)械能 功和功率 機(jī)械能 1 動(dòng)能 物體由于 而具有的能 2 重力勢(shì)能 物體由于 而具有的能 3 彈性勢(shì)能 物體由于發(fā)生 而具有的能 4 影響動(dòng)能大小的相關(guān)因素 物體的 越大 動(dòng)能越大 越大 動(dòng)能也越大 5 影響重力勢(shì)能的相關(guān)因素 物體的 越大 越高 具有的重力勢(shì)能越大 運(yùn)動(dòng) 被舉高 彈性形變 質(zhì)量 速度 質(zhì)量 位置 6 影響彈性勢(shì)能的相關(guān)因素 物體的 越大 彈性勢(shì)能就越大 7 滾擺 滾擺從最高點(diǎn)開(kāi)始往下運(yùn)動(dòng)時(shí) 始點(diǎn)處 最大 為 0 開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)中 開(kāi)始轉(zhuǎn)化為 動(dòng)能漸趨增大 勢(shì)能漸趨減小 到達(dá) 時(shí) 此刻動(dòng)能最大 反方向的轉(zhuǎn)換 滾擺不斷上升過(guò)程中 轉(zhuǎn)化為 勢(shì)能漸趨增大 動(dòng)能漸趨減小 到達(dá)了一個(gè)新的最高點(diǎn)時(shí) 勢(shì)能最大 動(dòng)能為 0 形變 勢(shì)能 動(dòng)能 勢(shì)能 動(dòng)能 最下端 動(dòng)能 勢(shì)能 8 單擺 將擺錘拉到一定的高度后放手 擺錘在向下擺動(dòng)的過(guò)程中 轉(zhuǎn)化為 在擺錘擺過(guò)最低點(diǎn)后向上擺動(dòng)的過(guò)程中 轉(zhuǎn)化為 9 機(jī)械能守恒的含義 在只有重力或彈力對(duì)物體做功的條件下 或者不受其他外力的作用下 物體的 和 包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能 發(fā)生相互轉(zhuǎn)化 但 的總量保持不變 這個(gè)規(guī)律叫做 定律 10 如果沒(méi)有摩擦阻力 動(dòng)能和勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中 機(jī)械能總量 11 如果存在摩擦阻力 動(dòng)能和勢(shì)能在相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中 機(jī)械能的總量會(huì)減少 減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為摩擦產(chǎn)生的 能 重力勢(shì)能 動(dòng)能 動(dòng)能 重力勢(shì)能 動(dòng)能 勢(shì)能 機(jī)械能 機(jī)械能守恒 保持不變 內(nèi) 例1 如圖所示 在殲20飛機(jī)加速向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 關(guān)于飛行員的能量分析 下列說(shuō)法正確的是 A 動(dòng)能增加 重力勢(shì)能不變B 動(dòng)能不變 重力勢(shì)能增加C 機(jī)械能總量不變D 機(jī)械能總量增加 解析 在殲20飛機(jī)加速向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 飛行員的質(zhì)量不變 速度增大 其動(dòng)能增大 高度升高 重力勢(shì)能增大 故飛行員機(jī)械能總量增加 D 1 在小球從O點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿x軸豎直下落的過(guò)程中 小球某種形式的能量E隨下落高度x變化的圖像如圖所示 若不計(jì)空氣阻力 那么這種能量是 A 重力勢(shì)能B 動(dòng)能C 機(jī)械能D 內(nèi)能 解析 如圖 橫坐標(biāo)代表的是能量 縱坐標(biāo)代表的是物體下降的高度 物體下落時(shí)質(zhì)量保持不變 高度降低 重力勢(shì)能減小 不計(jì)空氣阻力 小球下降時(shí) 重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 動(dòng)能增大 機(jī)械能的總量不變 B 2 一輛在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業(yè) 該灑水車在灑水的過(guò)程中 機(jī)械能 填 增大 減小 或 不變 解析 雖然灑水車在勻速行駛 速度不變 但由于灑水過(guò)程中質(zhì)量不斷變小 則動(dòng)能不斷變小 同時(shí) 由于在水平路面上行駛 高度不變 而質(zhì)量變小 勢(shì)能減小 故機(jī)械能總量肯定會(huì)減小 減小 3 草原發(fā)生大面積蝗災(zāi)時(shí) 農(nóng)業(yè)部門利用飛機(jī)噴灑農(nóng)藥消滅蝗蟲 當(dāng)飛機(jī)在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥時(shí) 它的 A 動(dòng)能不變 勢(shì)能不變B 動(dòng)能減少 勢(shì)能增加C 動(dòng)能增加 勢(shì)能減少D 動(dòng)能減少 勢(shì)能減少 解析 噴灑農(nóng)藥后 飛機(jī)的質(zhì)量減少 在速度和高度不變的情況下 動(dòng)能和勢(shì)能都會(huì)減少 D 4 如圖所示 在毽子被踢出后豎直上升的過(guò)程中 它的動(dòng)能 重力勢(shì)能 均填 增大 減小 或 不變 解析 毽子上升過(guò)程中 動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能 因此動(dòng)能減少 勢(shì)能增加 減小 增大 5 如圖所示 小朋友沿著滑梯勻速下滑的過(guò)程中 下列說(shuō)法正確的是 A 他受到的重力不做功B 他的重力勢(shì)能減少C 他的動(dòng)能增加D 他的機(jī)械能不變 解析 下滑過(guò)程中 重力做功 高度減小 勢(shì)能減少 因?yàn)閯蛩傧禄?所以動(dòng)能不變 結(jié)果機(jī)械能減少 B 6 用手將一重為G的鐵球緩慢放在一彈簧上 放手后 鐵球從A位置開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng) 到達(dá)B位置速度達(dá)到最大 到達(dá)C位置小球的速度變?yōu)榱?已知AC間的高度差為h 則從A位置到C位置鐵球的重力做功是 在此過(guò)程中彈簧的彈性勢(shì)能增加量為 B位置到C位置的過(guò)程中鐵球所受的重力 填 大于 小于 或 等于 彈簧所施加的彈力 整個(gè)過(guò)程中不計(jì)能量損耗 Gh Gh 小于 7 滾擺從圖中的位置1靜止釋放 下降經(jīng)過(guò)位置2 繼續(xù)下降 再上升到達(dá)最高點(diǎn)3 這三個(gè)位置 滾擺重力勢(shì)能最大的是位置 動(dòng)能為零的是位置 機(jī)械能最大的是位置 填寫位置序號(hào) 解析 滾擺是重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的機(jī)械 滾擺升到最高點(diǎn)后 放開(kāi)手 可以看到滾擺旋轉(zhuǎn)著下降 越轉(zhuǎn)越快 到最低點(diǎn)時(shí)滾擺轉(zhuǎn)而上升 回到接近原來(lái)的位置 滾擺在最高點(diǎn)位置時(shí)重力勢(shì)能最大 動(dòng)能為0 在最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大 開(kāi)始釋放的位置最高 所以圖示三個(gè)位置中位置1的重力勢(shì)能最大 動(dòng)能為零 機(jī)械能最大 1 1和3 1 8 我們居住的城市高樓林立 如不小心發(fā)生高空墜物事件 則可能給人們的生命財(cái)產(chǎn)造成損害 更不可有意為之 日前 某小區(qū)的陳先生在早上下樓取車時(shí)發(fā)現(xiàn)車的后擋風(fēng)玻璃被穿了一個(gè)孔 上面還插著一個(gè)可樂(lè)瓶 肇事的可樂(lè)瓶里大約還有1 5的可樂(lè) 對(duì)此 下列描述正確的是 A 可樂(lè)瓶從高空墜落 動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能B 可樂(lè)瓶對(duì)擋風(fēng)玻璃沒(méi)有做功C 可樂(lè)瓶從高空墜落 重力勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能D 可樂(lè)瓶砸在擋風(fēng)玻璃的瞬間 具有很大的重力勢(shì)能 解析 A 可樂(lè)瓶從高空墜落 重力勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 而不是動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能 說(shuō)法錯(cuò)誤 B 可樂(lè)瓶將擋風(fēng)玻璃擊穿了一個(gè)孔 對(duì)物體做了功 故說(shuō)法錯(cuò)誤 C 可樂(lè)瓶從高空墜落過(guò)程中 高度減少 勢(shì)能減少 速度增加 動(dòng)能增加 這是因?yàn)橹亓?shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 說(shuō)法正確 D 勢(shì)能最大時(shí) 應(yīng)該高度最高 即開(kāi)始下落時(shí)勢(shì)能最大 C 9 對(duì)于如圖所示滾擺運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象 下列解釋中不正確的是 A 動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化B 下降時(shí)重力勢(shì)能減小 動(dòng)能增大C 上升的最大高度逐次降低 說(shuō)明能量不守恒D 有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 但總能量不變 解析 滾擺向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 由于高度升高 重力勢(shì)能增加 同時(shí)速度減小 動(dòng)能減小 反之 高度降低 重力勢(shì)能減小 同時(shí)速度增大 動(dòng)能增加 故AB都正確 因?yàn)橹亓?shì)能和動(dòng)能統(tǒng)稱為機(jī)械能 上升高度逐次降低 說(shuō)明有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 但總能量不變 故C錯(cuò)誤 D正確 C 10 如圖所示是一個(gè)左右對(duì)稱的凹形槽 將小球從A點(diǎn)由靜止釋放 若小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功用W表示 忽略空氣阻力 則下列說(shuō)法正確的是 A 小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中 勢(shì)能的減少量與動(dòng)能的增加量之差等于WB 小球能夠從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)C 小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中 勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量D 小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中 機(jī)械能的減少量等于動(dòng)能的增加量 A 解析 從A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 大部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能 因?yàn)橛心Σ?少部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 故A正確 因?yàn)橛心Σ?少部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 所以小球不能夠從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn) 故B錯(cuò)誤 小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中 勢(shì)能的減少量等于動(dòng)能的增加量和克服摩擦做的功 故C錯(cuò)誤 小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中 機(jī)械能的減少量等于克服摩擦做的功 故D錯(cuò)誤 機(jī)械功 1 做功的兩個(gè)必要因素 和 2 功的單位 焦耳 簡(jiǎn)稱 焦 1焦 牛 米 3 功的公式 W 4 科學(xué)上規(guī)定 功等于作用在物體上的力跟物體在力的方向上通過(guò)的距離的乘積 5 做功的實(shí)質(zhì) 做功的實(shí)質(zhì)就是 的過(guò)程 通過(guò)做功的形式將一種能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量 6 物體做了多少功 就有多少 發(fā)生了轉(zhuǎn)化 能與功的單位一樣 都是 作用在物體上的力 物體在力的方向上通過(guò)的 距離 1 Fs 能量轉(zhuǎn)化 能量 焦耳 例2 下列幾種現(xiàn)象中 沒(méi)有對(duì)物體做功的是 D A 物體在繩子拉力作用下升高B 靜止的小車在拉力作用下運(yùn)動(dòng)起來(lái)C 汽車在剎車阻力的作用下速度降低D 人用力搬石頭 石頭不動(dòng) 解析 A 物體受拉力作用 并且在拉力作用下向上移動(dòng)了距離 拉力對(duì)物體做功 B 靜止的小車受拉力作用 并且沿拉力的方向移動(dòng)了距離 拉力對(duì)小車做功 C 汽車在剎車阻力的作用下降低速度 克服阻力做了功 D 人用力搬石頭 石頭不動(dòng) 就是沒(méi)有移動(dòng)距離 不做功 故D符合題意 11 如圖所示 在水平地面上 小聰用力將箱子拉走了 小明用力推箱子 但箱子沒(méi)有移走 下面關(guān)于做功的分析 正確的是 B A 小明用了力 他對(duì)箱子做了功B 小聰用力拉動(dòng)了箱子 她對(duì)箱子做了功C 小聰在拉箱子的過(guò)程中 箱子的重力做了功D 小明 小聰都沒(méi)有對(duì)箱子做功 解析 做功的條件是物體受到力 并且在力的方向上通過(guò)一定的距離 因此小聰對(duì)箱子施加了力 并且箱子被拉動(dòng)了 所以她做了功 12 如圖所示是一個(gè)傳送帶 A B輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)物體C向右上方勻速運(yùn)動(dòng) 物體C沒(méi)有在皮帶上發(fā)生滑動(dòng) 皮帶與輪之間不打滑 物體C的重力勢(shì)能不斷增加 這是因?yàn)?A 重力做功的緣故B 支持力做功的緣故C 摩擦力做功的緣故D 動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能的緣故 C 解析 貨物隨傳送帶一起勻速斜向上運(yùn)動(dòng) 受到重力 支持力和摩擦力的作用 如圖所示 重力方向豎直向下 支持力與傳送帶垂直向上 因?yàn)槲矬wC向右上方勻速運(yùn)動(dòng) 所以重力和支持力都不做功 物體運(yùn)動(dòng)方向與摩擦力方向一致 所以摩擦力對(duì)物體做功 物體C的重力勢(shì)能不斷增加 因?yàn)槲矬w勻速運(yùn)動(dòng) 所以物體的動(dòng)能不變 沒(méi)有將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為物體的重力勢(shì)能 13 2014年2月13日 我國(guó)運(yùn)動(dòng)員李堅(jiān)柔奪得索契冬奧會(huì)女子500m短道速滑金稗 起跑時(shí) 她用腳向后蹬冰面以獲得向前的力 這說(shuō)明力的作用是 她冰鞋上的冰刀摩擦冰面 冰面熔化 這是通過(guò) 方式改變內(nèi)能 滑過(guò)終點(diǎn)線后 由于 她仍向前滑行 14 小生同學(xué)用100N的推力推動(dòng)重500N的木箱 使木箱沿推力方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) 10s內(nèi)前進(jìn)了6m 求 小生同學(xué)對(duì)木箱做的功和功率 相互的 做功 慣性 功率 1 功率的概念 2 功率的物理意義 用來(lái)描述 也可反映能量轉(zhuǎn)化的快慢 3 功率的單位 瓦特 W 千瓦 焦 秒 1瓦 1 4 功率的公式 P 單位時(shí)間內(nèi)做的功叫做功率 物體做功快慢 焦 秒 W t Fv 例3 下列關(guān)于功率的說(shuō)法正確的是 A 做功多的物體功率一定大B 做功時(shí)間長(zhǎng)的物體功率一定小C 完成相同的功 做功時(shí)間短的物體功率一定大D 做功越多 做功時(shí)間越長(zhǎng)的物體功率一定大 解析 選項(xiàng)A僅說(shuō)明做功的多少 沒(méi)有說(shuō)明做功的時(shí)間 選項(xiàng)B僅說(shuō)明做功所用的時(shí)間 沒(méi)有說(shuō)明做功的多少 因此選項(xiàng)A B都不正確 根據(jù)功率的定義式P W t 在完成相同功的前提下 做功時(shí)間越短 功率越大 可見(jiàn)選項(xiàng)C正確 對(duì)選項(xiàng)D 由于無(wú)法確定所做的功與所用的時(shí)間的比值 因此無(wú)法比較功率的大小 故也是錯(cuò)誤的 C 15 在自由下落過(guò)程中物體運(yùn)動(dòng)速度會(huì)越來(lái)越快 一個(gè)物體由A點(diǎn)自由下落 相繼經(jīng)過(guò)B C兩點(diǎn) 已知AB BC 如圖所示 物體在AB段重力做功W1 做功功率P1 在BC段重力做功W2 做功功率P2 則下列關(guān)系正確的是 A W1 W2 P1 P2B W1 W2 P1 P2C W1 W2 P1 P2D W1 W2 P1 P2 D 16 一個(gè)大人和一個(gè)小孩分別將5塊完全相同的磚運(yùn)到二樓 如圖所示 這個(gè)過(guò)程中 下列說(shuō)法正確的是 A 大人對(duì)磚做的功比小孩對(duì)磚做的功多B 大人對(duì)磚做的功比小孩對(duì)磚做的功少C 大人對(duì)磚做功的功率一定比小孩對(duì)磚做功的功率大D 大人對(duì)磚做功的功率一定比小孩對(duì)磚做功的功率小 C 17 如圖 用大小相等的拉力F 分別沿斜面和水平面拉木箱 拉力方向和運(yùn)動(dòng)方向始終一致 運(yùn)動(dòng)時(shí)間tab tcd 運(yùn)動(dòng)距離sab scd比較兩種情況下拉力所做的功和功率 A ab段做功較多B ab段與cd段的功一樣多C ab段功率較大D ab段與cd段的功率一樣大 B 18 電梯的簡(jiǎn)化模型如圖甲所示 考慮安全 舒適 省時(shí)等因素 電梯速度要經(jīng)過(guò)增大 不變和減小的過(guò)程 這一過(guò)程是通過(guò)改變拉力大小來(lái)實(shí)現(xiàn)的 某次上升過(guò)程中電梯所受拉力F隨上升高度h變化的圖像如圖乙所示 這個(gè)過(guò)程用時(shí)1分鐘 求這個(gè)過(guò)程中 1 電梯上升的平均速度 2 拉力做的功 3 拉力做功的功率 1 水平桌面上的文具盒在水平方向的拉力作用下 沿拉力的方向移動(dòng)一段距離 則下列判斷正確的是 A 文具盒所受重力做了功B文具盒所受支持力做了功C 文具盒所受拉力做了功D 沒(méi)有力對(duì)文具盒做功 解析 做功的兩個(gè)條件是物體受到力的作用 并且在力的方向移動(dòng)了一定的距離 文具盒在水平方向的拉力作用下 沿拉力的方向移動(dòng)一段距離 因此拉力做了功 C 2 在水平地面上 用20N的水平拉力拉重為50N的小車 使小車沿水平方向前進(jìn)了10m 此過(guò)程中拉力所做的功是 A 200JB 500JC 1000JD 0J 解析 因?yàn)樾≤囋谒嚼ψ饔孟卵厮椒较蛞苿?dòng)的距離為10m 拉力做功為W Fs 20N 10m 200J A 3 小明爸爸的質(zhì)量為70kg 小明的質(zhì)量為50kg 當(dāng)父子倆一起從居住樓的一樓同時(shí)走上二樓 在此過(guò)程中以下判斷正確的是 A 兩個(gè)人做功的功率相等B 爸爸做功的功率比小明的大C 小明做功的功率比爸爸的大D 無(wú)法比較做功的快慢 解析 由G mg得 小明爸爸的質(zhì)量比小明的質(zhì)量大 所以小明爸爸重力大 上樓過(guò)程克服自身重力做功 由W Gh可知 小明爸爸做功多 由P W t可知 相同時(shí)間內(nèi) 小明爸爸功率大 B 4 多選 如圖物體在相同力F的作用下 分別在光滑水平面 粗糙水平面和粗糙斜面上沿著力的方向移動(dòng)了相同的距離s 力F做的功分別為W1 W2 W3 則下列說(shuō)法中正確的是 A W2 W3B W2 W3C W1 W2D W1 W3 AC 5 神舟飛船在發(fā)射時(shí) 高度增大 速度增加 在這個(gè)過(guò)程中 A 動(dòng)能增加 勢(shì)能減小 機(jī)械能不變B 動(dòng)能不變 勢(shì)能增加 機(jī)械能增加C 動(dòng)能增加 勢(shì)能增加 機(jī)械能增加D 動(dòng)能增加 勢(shì)能增加 機(jī)械能不變 解析 高度增加重力勢(shì)能增大 速度增加動(dòng)能增大 機(jī)械能增加 C 6 在圖中 s 60cm 與之對(duì)應(yīng)的h 30cm 現(xiàn)用彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行兩次操作 沿豎直方向勻速提升小車 沿斜面方向勻速拉動(dòng)小車 記錄數(shù)據(jù)如下表 分析數(shù)據(jù)有如下一些發(fā)現(xiàn) 其中具有較高水平的發(fā)現(xiàn)是 A 沿斜面拉動(dòng)時(shí) 拉力比小車的重力小B 測(cè)力計(jì)示數(shù)與移動(dòng)距離近似成反比C 利用斜面可以省力 但不能少做功D 可以計(jì)算力所做的功 且兩次做功近似相等 解析 具有較高水平的發(fā)現(xiàn)是使用任何機(jī)械都不省功 C是D基礎(chǔ)上的延伸 故C更具有較高水平的發(fā)現(xiàn) C 7 學(xué)校運(yùn)動(dòng)會(huì)上舉行 雙搖跳繩 比賽 雙搖跳繩 是指每次在雙腳跳起后 繩連續(xù)繞身體兩周的跳繩方法 比賽中 初三某同學(xué)1min內(nèi)搖輕繩240圈 則他在整個(gè)跳繩過(guò)程中的功率最接近于 A 120WB 400WC 600WD 1000W 解析 中學(xué)生的質(zhì)量約50kg 其重力為G mg 50kg 10N kg 500N 跳躍過(guò)程中騰空高度約h 0 4m 因此一次做功W Fs Gh 500N 0 4m 200J 雙搖跳繩 240圈 人起跳120次 在1min內(nèi)一共做功W總 200J 120 24000J 功率P W t 24000J 60s 400W B 8 如圖甲 是小球從某高度處由靜止下落h過(guò)程的路程與時(shí)間關(guān)系圖 圖乙中 描述重力對(duì)該球做功大小與時(shí)間關(guān)系正確的圖線是 解析 因?yàn)橹亓ψ龅墓 Gh 與下落的高度成正比 因此重力做功與時(shí)間的關(guān)系和小球下落路程h與時(shí)間的關(guān)系相似 故選C C 9 如圖所示 滑板運(yùn)動(dòng)員從高處平臺(tái)的末端水平飛出 落在水平地面上 若不計(jì)空氣阻力 則運(yùn)動(dòng)員在下落過(guò)程中 A 重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 機(jī)械能增大B 重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 機(jī)械能不變C 動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能 機(jī)械能增大D 動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能 機(jī)械能減小 解析 不計(jì)空氣阻力 運(yùn)動(dòng)員在下落過(guò)程中質(zhì)量不變 高度減小 速度增大 故重力勢(shì)能減小動(dòng)能增大 重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 機(jī)械能不變 B 10 李陽(yáng)等幾位同學(xué)準(zhǔn)備探究 彈簧彈性勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān) 同學(xué)們猜想 彈簧彈性勢(shì)能可能與彈簧長(zhǎng)度變化量和彈簧粗細(xì)有關(guān) 他們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置如圖 彈簧左端固定在墻上 放在水平面上 水平面A點(diǎn)左側(cè)光滑 右側(cè)粗糙 物體P壓縮彈簧到B點(diǎn)后從靜止釋放運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn) 彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)與物體脫離 物體運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)停止 請(qǐng)補(bǔ)充完成他們的探究過(guò)程 1 對(duì)同一根彈簧 物體P壓縮彈簧至B點(diǎn) 從靜止釋放 運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn) 測(cè)量 之間的距離和 之間的距離 并改變 之間的距離 測(cè)多組數(shù)據(jù) 分析數(shù)據(jù)得到 彈簧長(zhǎng)度變化量越大 彈性勢(shì)能越大 2 對(duì)原長(zhǎng)相同 只有粗細(xì)不同的兩根彈簧 物體P分別壓縮彈簧至同一位置B點(diǎn) 從靜止釋放 運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn) 分別測(cè)量 之間的距離 改變壓縮量 重復(fù)實(shí)驗(yàn) 分析數(shù)據(jù)得到 彈簧彈性勢(shì)能與彈簧粗細(xì)有關(guān) BC AD BC AD 解析 1 本實(shí)驗(yàn)探究的是彈性勢(shì)能和彈簧長(zhǎng)度變化量之間的關(guān)系 所以必須測(cè)出彈簧長(zhǎng)度變化量 即BC間的距離 彈性勢(shì)能通過(guò)彈簧推動(dòng)物體在粗糙表面上運(yùn)動(dòng)的距離遠(yuǎn)近來(lái)體現(xiàn) 所以必須測(cè)出AD間的距離 為了使結(jié)論具有普遍性 應(yīng)改變彈簧長(zhǎng)度變化量 即BC間的距離 多測(cè)幾組數(shù)據(jù) 2 本實(shí)驗(yàn)探究彈性勢(shì)能與彈簧粗細(xì)是否有關(guān) 必須控制彈簧長(zhǎng)度變化量 即BC間的距離相同 改變彈簧的粗細(xì) 測(cè)量物體在粗糙表面上運(yùn)動(dòng)的距離 AD間的距離 并進(jìn)行比較得出結(jié)論 11 在探究 物體的動(dòng)能與質(zhì)量和速度是否有關(guān) 實(shí)驗(yàn)中 小明先探究 物體的動(dòng)能與質(zhì)量是否有關(guān) 所用的器材有 一個(gè)用長(zhǎng)木板搭成的斜面 三個(gè)質(zhì)量不同的實(shí)心鐵球 一個(gè)木塊 各器材的組裝示意圖如圖1所示 1 每次實(shí)驗(yàn)時(shí) 都要將鐵球從斜面的 由靜止釋放 其目的是 2 鐵球動(dòng)能的大小是通過(guò) 來(lái)間接反映的 3 該實(shí)驗(yàn)在操作時(shí)很難做到的是 4 某同學(xué)對(duì)小明的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn) 不用木塊 在木塊的位置上固定一個(gè)面積較大的擋板 在擋板前面貼上足夠厚的長(zhǎng)方體橡皮泥 如圖2所示 每次實(shí)驗(yàn)后都要換上另一塊相同的橡皮泥 此外 還需要對(duì)小明的方案進(jìn)行怎樣相應(yīng)的調(diào)整 如果需要 可增加其他器材 同一高度 控制進(jìn)入水平面速度相同 觀察木塊移動(dòng)的距離 鐵球撞擊木塊時(shí) 使木塊沿與木板長(zhǎng) 邊平行的方向直線運(yùn)動(dòng) 換成3個(gè)體積形狀完全相同 質(zhì)量不同的其他 金屬球 解析 1 根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求可知 從同一高度由靜止釋放的目的是控制到達(dá)水平面速度相同 該實(shí)驗(yàn)的目的是研究鐵球的動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系 2 實(shí)驗(yàn)中 是通過(guò)觀察木塊移動(dòng)的距離大小 來(lái)說(shuō)明鐵球?qū)δ緣K做功的多少 從而判斷出鐵球具有的動(dòng)能的大小 這是轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用 3 該實(shí)驗(yàn)在操作時(shí)很難做到的是鐵球撞擊木塊時(shí) 使木塊沿與木板長(zhǎng)邊平行的方向直線運(yùn)動(dòng) 4 實(shí)驗(yàn)時(shí)要多次實(shí)驗(yàn) 以便得出普遍規(guī)律 如圖2所示 每次實(shí)驗(yàn)后都用同一鐵球 這是不合理的 要換成3個(gè)體積形狀完全相同 質(zhì)量不同的其他金屬球