1.我国的水资源丰富,水能的利用,在我国得到了很好的发展。三峡水电站是我国利用水能的最大工程项目。
(1)从能量转化的角度说明水电站的工作原理是将水的 能转化为 能。
(2)建设水电站选址时,是选择甲图所示A址好还是选择乙图所示B址好?请说明理由。
2.如图是斜抛出去的弹性小球落地后又弹起的频闪照片,请你分析:
(1)小球机械能如何变化?
(2)分析比较同一高度处的A、B两点动能的大小?
3.避险车道是公路主干道相连的一段距离很短的分岔专用车道,供失控车辆安全减速。一般设置在长陡坡的拐弯处,保证驾驶员能看到。这种车道很特别,一般长度在50﹣100米,有一定的坡度,路面上铺着疏松的石子、砂土层,两侧及顶部用废旧轮胎或防撞桶围起来。避险车道很大程度上解决了汽车刹车失灵时的安全隐患。请你从能量转化的角度谈谈避险车道设置所包含的科学知识。
4.交通部开展“治超”(治理超速超载)工作以来,交通安全形势明显改善,因货车超速超载引发的交通事故比例大幅下降,路桥安全得到有效保护,公路使用寿命延长。请用所学物理知识从一个角度解释汽车“超载”的危害。
5.踩自行车走上坡路时,人们往往在上坡前用力快速踩几下,请从能量转化的角度分析为什么这样做?
6.请你用物理知识解释,为什么要对机动车的最高行驶速度进行?为什么在同样的道路上,对不同车型设定不一样的最高行驶速度?
7.图甲是没有脚蹬子的“奇怪”自行车﹣儿童平衡车。在骑行时,靠双脚蹬地或从斜坡上向下滑行。图乙是彬彬从斜坡上加速向下滑行时(脚离地)的情景
(1)彬彬的动能和重力势能之间是如何转化的?
(2)车座表面做得宽大的目的是什么?
(3)请用流体压强与流速的关系,解释彬彬戴的安全帽的上表面压强特点。
8.五•一小长假,小明一家驾车到梵净山旅游,发现高速公路旁有如图所示的限速警告标志,请你从动能的角度解释下列问题:
(1)为什么要对机动车的最高行驶速度进行?
(2)为什么在相同道路上行驶的不同车型会有不同的最高时速?
(3)为了减少交通事故的发生,可以采用哪些有效措施?(写出一条即可)
9.如图所示,在一个罐子的盖和底上各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞固定好。将它放在水平面上用力推出,看到罐子在水平面上向前滚动一段距离后又滚回来。请你解释看到的现象。
10.如图是南昌动物园顽皮的小猴子抓着藤条荡秋千的情景,当小猴子由最低点O自由摆动到最高点A的过程中,不计空气阻力,请回答下列问题:
(1)在小猴子上升的过程中,拉力是否做功?小猴的机械能如何变化?
(2)小猴运动到最高点A时,若所有力突然消失,小猴子将处于何种运动状态?请说明理由。
11.电动自行车给人们出行带来了方便,但同时也造成了大量交通事故。某市为了减小交通事故率,要求电动自行车“净重不大于40kg,设计速度不大于20km/h,电动机额定连续输出功率应不大于240W,脚踏骑行功能能正常使用”。请你根据初中所学的物理知识解释:为什么要限定电动自行车的质量和速度?
12.国家规定必须符合下列标准“净重不大于40kg,设计时速不大于20km/h”的电动自行车才可以上路,请你解释,为什么要对电动自行车进行限速规定。
13.如图所示,悬挂着两个静止的易拉罐,一个装满湿沙子,另一个是空的。
(1)用相同的力分别推这两个处于静止状态的易拉罐,哪个更难被推动?为什么?
(2)用一个较大的力推装满湿沙子的易拉罐,使它来回摆动起来,假如易拉罐摆动到最高位置的瞬间,绳子突然断了,此刻,易拉罐具有哪种形式的机械能?
14.某运动员做蹦极运动,从高处自由下落,如图,A点是弹性绳自由伸长时的终点,B点是弹性绳拉力与运动员重力相同的位置,C点是第一次下落的最低点。
(1)请简述运动员从A点到C点过程中能量的转化情况;
(2)若运动员到达C点时,所受的力都消失,他的运动状态将如何?
15.某司机驾驶一辆满载的货车,行至高速公路一处连续下坡路段时,因长时间刹车使汽车刹车片发热,导致刹车失灵。危急之下,他将汽车驶入右侧用碎石铺设的紧急避险车道(上坡),如图,汽车迅速减速,避免了重大事故发生。请用所学物理知识解释:汽车驶入避险车道后能迅速减速的原因。
16.怎样向地板抛乒乓球,才能使它弹跳到高于原来抛球的位置,说明这种抛法的理由?
17.用细线悬挂的小球从如图所示的位置由静止释放(忽略空气阻力)。
(1)在向下摆动的过程中,小球的机械能是如何转化的?
(2)小球运动到最高点时,绳子突然断裂,小球将如何运动?请说明理由。
18.用手推一下水平桌面上的木块,木块离开手时的速度越大,木块从运动到静止所通过的距离就越长。请从功和能的角度解释这个现象。
19.小球从高处落下,和地面碰撞后又反弹到一定高度,和地面多次碰撞最后停下来,不考虑空气阻力。在这整个过程中,小球的能量如何变化?进行了哪些能量转换?
20.用绳子把一个铁锁悬挂起来,把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子,稳定后松手,头不动,铁锁由鼻子开始位置沿弧线向另一侧的最高点运动,然后再往回运动。从能的转化和守恒的角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子?并解释原因?
21.如图所示,小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中,动能和势能如何变化?下滑过程中为什么臀部觉得发热?
22.据报道:2005年4月20日上午8时38分,由重庆飞往上海的CA4541航班在重庆江北机场起飞后撞上一群鸽子,飞机多处破损。左发动机停止工作,直接经济损失达295万元人民币。所幸机长沉着冷静依靠右发动机单机工作,在空中盘旋59min后成功迫降,机上所有人员安然无恙。小小的鸽子怎能把结实的飞机撞坏昵?请你应用学过的知识解释鸽子撞坏飞机的原因。
23.骑自行车上坡前为什么要先用力蹬几下脚踏板?亲自实践一下,对此做出解释。
24.汽车已经进入寻常百姓家,驾驶过程中有许多物理知识,如汽车在爬坡时需要发动机有很大的牵引力,这时驾驶员总是采取加大油门(即增加发动机输出功率)同时减小车速的措施来达到这个目的、试根据物理知识、有关公式,说明驾驶员所采取措施的道理。
25.司机在驾驶车辆时,要上坡前总会把挡位从高速挡调到低速挡,这样才能顺利上坡。请你分析这样做有什么物理道理?
26.简述人造地球卫星分别从远地点向近地点运动以及从近地点向远地点运动时,它的重力势能、动能相互转化情况。卫星在运动的过程中机械能守恒吗?(太空环境可以认为是真空)
27.骑自行车从师范学院下坡,即使不踩车的脚踏板,车也会越来越快,为什么?
28.某地铁工程设计中的地铁站台方案如图所示,仔细观察发现,进站和出站的轨道都与站台构成一个较长的缓坡。请你从能量利用的角度看,这种设计的优点是什么?
参
1.(1)水电站的工作原理是水下落时重力势能转化为的动能,推动水轮机转动,转化为电能;
(2)建设水电站选址时,从能量利用角度来看,选择图所示的B址;
原因:B址与A址相比,B址的地势低,与水库的水位落差更大;在水的质量一定时,以B址为参照面,水库中的水相对于B址的重力势能更大,下落时,转化成的动能更多,推动水轮机发的电也更多。
(1)机械; 电;
(2)选择乙图所示的B址好。
理由:水库里的水相对于B址比相对于A址位置要高得多,重力势能要大得多,水流到B址时比流到A址时,转化成的电能也要多得多。所以,选择B址要好。
2.(1)小球的高度越来越小,即说明由于空气的摩擦,会损失掉一部分机械能,即机械能越来越小;
(2)由于小球的机械能在减小,所以小球在A点的机械能大于在B点的机械能,小球在AB两点的高度是相同的,重力势能相同,所以小球在A点的动能大于在B点的动能。
3.①避险车道设在下坡拐弯右处,是利用光的直线传播,便于司机可以看到,有充足的反应时间,能做出合理的判断。
②有一定的坡度,是利用动能转化为势能,使车减速。
③铺上疏松的碎石、沙土,是为了增大摩擦,使车减速。
④废旧轮胎和防撞桶起到缓冲的作用,车的动能转化为内能,使车减速。
4.(1)从能量角度:汽车超载时,汽车的总质量增大,当速度一定时,质量越大,动能就越大,能够做的功就越多,在发生事故时带来的伤害就越大,所以要超载。
(2)从惯性角度:汽车超载时,汽车的总质量增大,质量越大,惯性就越大,发生事故时汽车的运动状态不容易改变,带来的伤害就越大,所以要超载。
(3)从压强角度:汽车超载时,汽车的总质量增大,对地面的压力增大,根据p=F/S,当受力面积一定时,汽车对地面的压力越大,压强就越大,地面的形变程度就越大,对地面的破坏就越严重。
5.骑自行车上坡前,往往要用力快速踩几下,这样可以增大自行车的速度,车的动能就会增加,上坡时就会有更多的动能转化为重力势能,这样自行车就会爬得更高。
6.机动车质量一定,速度越快,动能越大,刹车时制动距离越大,容易出现交通事故,所以要限速行驶;
在相同的道路上,不同车型的机动车质量不同,速度相同时,质量大的动能大,刹车时制动距离大,质量小的动能小,刹车时制动距离小,则当制动距离相同时,不同车型设定的限速就不同。
7.(1)彬彬从斜坡上加速向下滑行时,高度减小,故重力势能减小;速度增大,故动能增大;可见其重力势能转化为动能。
(2)车座表面做得宽大,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对人体的压强。
(3)彬彬戴的安全帽形状为上凸下平,在水平平直公路上滑行时,上表面的空气流速大,压强小。
8.(1)机动车的质量一定时,速度越大,机动车具有的动能越大,机动车的动能越大,它能做的功就越多,发生交通事故时造成的损失就越大,所以对机动车的行驶速度要进行。
(2)由于动能与质量和速度有关,对质量较小的车,其允许的速度可大些;对质量较大的车,其允许的速度小一些。
(3)因为质量越大,速度越大,动能越大,所以为了减少交通事故的发生,不要超速行驶。
9.用力将罐子推出,由于惯性,罐子和小铁块继续向前运动;小铁块用细绳绑在橡皮筋上,在罐子和铁块的共同作用下,橡皮筋被卷紧,橡皮筋的弹性势能增加,该过程中装置的速度减小、动能减小,橡皮筋被卷紧到一定程度时,速度减小为零;此时橡皮筋要恢复原状,其弹性势能转化为罐子的动能,所以罐子会沿水平面又滚回来。
10.(1)在小猴子上升的过程中,小猴子的运动方向与拉力的方向垂直,小猴子在拉力的方向上没有移动距离,所以拉力不做功;
不计空气阻力时,小猴子上升过程中动能转化为重力势能,小猴子的机械能没有转化为内能,机械能守恒,小猴的机械能不变;
(2)小猴运动到最高点时,瞬时静止,当所有力突然消失后,根据牛顿第一定律可知,小猴子将保持静止状态。
11.电动自行车的质量大,速度大,动能大,出现事故造成的伤害大,所以要控制电动自行车的速度和质量。
12.物体的动能与质量和速度有关,电动自行的车质量一定时,车速越大,具有的动能就越多;在刹车时,克服摩擦力做的功也越多,当摩擦力不变时,行驶的路程就越长,所以很难停下来,容易出现严重的交通事故,故要对电动自行车进行限速规定。
13.(1)悬挂着两个静止的易拉罐,一个装满湿沙子,另一个是空的,装满湿沙子的易拉罐质量大,
物体保持运动状态不变的性质叫惯性,质量越大物体的惯性越大,所以更容易保持之前的静止状态,故用相同的力分别推这两个处于静止状态的易拉罐,装满湿沙子的易拉罐更难被推动;
(2)当易拉罐达到最高时,可知速度为0,物体受到竖直向下的重力和绳子对其拉力,绳子断开后,拉力为0,只受到竖直向下的重力,综上,易拉罐只具有重力势能。
14.(1)运动员从A点到B点的过程中,质量不变,高度降低,重力势能变小;弹性绳对运动员的拉力小于重力,合力方向向下,运动员速度变大,动能变大;同时弹性绳的形变程度变大,弹性势能变大,故运动员将自身的重力势能转化为动能和弹性绳的弹性势能;运动员从B点到C点的过程中,质量不变,高度降低,重力势能变小;弹性绳对运动员的拉力大于重力,合力方向向上,运动员速度变小,动能变小;同时弹性绳的形变程度变大,弹性势能变大,故运动员将自身的动能和重力势能转化为弹性绳的弹性势能。
(2)运动员到达C点时,速度为零,根据牛顿第一定律可知,物体在不受力时将保持原来的运动状态不变,即物体将在C点保持静止状态。
15.汽车进入上坡的避险车道,动能转化为重力势能,同时车轮与碎石车道摩擦,动能转化为内能,使动能减小,迅速减速。
16.用力向下;
若乒乓球自由下落,由于空气阻力的作用,乒乓球最终弹回来时的机械能总量会减小,不会回到原来的位置。若要使它高于原来抛出的位置,应通过外力使它一开始就具有较多的机械能,小球此时的机械能大于抛出点的重力势能,弹到原点后仍具有动能,还可以上向运动,故应用力向下抛。
17.(1)小球在向下摆动的过程中,质量不变,高度减小,所以重力势能减小;速度增大,所以动能增大;此过程中重力势能转化为动能,忽略空气阻力,机械能不变;
(2)当小球运动到最高点时,处于静止状态,所以若此时绳子断裂,小球受重力,将沿竖直方向直线加速下落;
答:(1)重力势能转化为动能,机械能不变;
(2)当小球运动到最高点时,处于静止状态,所以若此时绳子断裂,忽略空气阻力,小球只受重力,将沿竖直方向直线加速下落。
18.木块对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所受摩擦力不变;木块的质量一定,离手时速度越大,木块的动能越大,能克服摩擦力做的功越多;根据W=fs可知,f相同,做的功越多,则木块通过的路程就越长。
19.小球在每次下落时动能增大,势能减少,上升时动能减少,势能增大,随着碰撞次数的增多,小球机械能减小。在上升和下落时,是动能和势能相互转换,碰撞时,有一部分机械能转换成内能,由于受到空气阻力作用,有一部分机械能转化为内能。
20.不会碰到鼻子。因为铁锁由鼻子开始位置沿弧线向另一侧的最高点运动,然后再往回运动,在整个过程中,铁锁与空气摩擦,有一部分机械能转化为内能,机械能减小了,故不会碰到鼻子。
21.小朋友匀速下滑,重力势能减小,动能不变,克服摩擦力做功,内能增加,重力势能转化为内能,使温度升高,所以小朋友的臀部觉得发热。
22.物体动能的大小是由速度和质量决定的,所以在质量一定时,速度越大动能越大。虽然鸽子飞行速度不大,但飞机起飞后的速度很大。所以飞机与鸽子之间的相对速度很大。鸽子相对于飞机所具有的动能很大,它对飞机的破坏力也就很大。
23.上坡前用力蹬几下脚踏板,是为了增大自行车上坡前的速度,从而增大动能,上坡时动能转化为更多的重力势能,自行车就越容易上坡。
24.爬坡时需要发动机有很大的牵引力,根据P=Fv可知,要想使F增大,在增大功率的同时,减小行驶速度,可以增大牵引力。
25.由P==Fv可知,在功率一定的情况下,当速度减小时,汽车的牵引力就会增大,此时更容易上坡,所以在要上坡时,司机往往要把车子的档位从高速调到低速。
26.人造地球卫星在从远地点向近地点运行时,速度逐渐加快,动能增大,但所处高度逐渐减小,重力势能减小,重力势能转化为了动能。
在从近地点向远地点运行的过程中,速度逐渐减慢,动能减小,但所处高度逐渐增大,重力势能增大,动能转化为了重力势能;
太空环境是真空,卫星在运动的过程中没有与大气发生摩擦,所以机械能守恒。
27.当人骑自行车下坡时,质量不变,高度变小,故其重力势能减小;减小的重力势能转化为自行车和人的动能,则人和自行车的动能增大,所以车的速度越来越快。
28.车进站时的部分动能转化为重力势能,减少因刹车损耗的机械能;车出站时储存的重力势能又转化为动能,起到节能作用。下载本文