物理粵教版課時(shí)訓(xùn)練能量轉(zhuǎn)化與守恒

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時(shí)訓(xùn)練1．如圖所示，輕彈簧一端系在墻上O點(diǎn)，自由伸長到B點(diǎn)，今將質(zhì)量為m的小物體靠著彈簧,將彈簧壓縮到A點(diǎn),然后釋放，小物體能在水平面上運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)靜止,AC間距離為s；若將小物體系在彈簧上，仍壓縮到A點(diǎn)由靜止釋放，則小物體將最后靜止,設(shè)小物體通過的總路程為L，則L的大小為(）．A．可能大于sB．只能等于sC．可能小于sD．都有可能2．試說明下列現(xiàn)象中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的．A．在水平公路上行駛的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火之后速度越來越小，最后停止．B．火藥爆炸產(chǎn)生燃?xì)?，子彈在燃?xì)獾耐苿?dòng)下從槍膛發(fā)射出去，射穿一塊鋼塊，速度減小．3．汽車行駛時(shí)，要消耗汽油，盡可能詳細(xì)地說明汽油燃燒時(shí)釋放的化學(xué)能通過哪些途徑轉(zhuǎn)化成了周圍環(huán)境的內(nèi)能．4．三峽水利工程的壩高h(yuǎn)0＝185m，正常水位為h＝175m,水庫容積V＝3。93×1010m3,裝機(jī)容量(發(fā)電機(jī)的總功率）P＝1.768×107kW,發(fā)電量W＝8.4×1010kW·h.假設(shè)發(fā)電機(jī)效率為η＝80%,試根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算出水利樞紐的流量Q5．某高度處每噸水計(jì)作M,相對(duì)發(fā)電機(jī)具有勢(shì)能E0，落下來經(jīng)過發(fā)電機(jī)后,還具有動(dòng)能E.不計(jì)其他能量損失，一晝夜時(shí)間記作t0，通過發(fā)電機(jī)的水流量為Q（Q為每秒鐘水流過的體積），水的密度為ρ。則一晝夜里水對(duì)水輪發(fā)電機(jī)做多少功？如發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率為η，則發(fā)電機(jī)每晝夜的發(fā)電量是多少?6．如圖所示，滑塊從A點(diǎn)由靜止開始沿曲面下滑，過O點(diǎn)后滑上右邊曲面B點(diǎn)時(shí)的速度恰好等于零，O點(diǎn)附近光滑,滑塊經(jīng)過O點(diǎn)沒有能量損失．若滑塊從B點(diǎn)以某速度v沿原路往回滑,到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度也恰好為零，求A、B兩點(diǎn)之間的高度差．7．子彈以200m/s的速度射入固定的木板，穿出時(shí)速度為100m/s。若子彈減少的機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，并有50%被子彈吸收,求子彈溫度可升高多少攝氏度?8．“和平號(hào)”空間站已成功地墜落在南太平洋海域,墜落過程可簡化為從一個(gè)近圓軌道(可近似看做圓軌道）開始，經(jīng)過與大氣摩擦,空間站的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化，最后汽化而銷毀，剩下的殘片墜入大海．此過程中，空間站原來的機(jī)械能中,除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外，還有一部分能量E′通過其他方式散失（不考慮墜落過程中化學(xué)反應(yīng)的能量）．（1)試導(dǎo)出以下各物理量的符號(hào)表示散失能量E′的公式．（2)算出E′的數(shù)值(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．墜落開始時(shí)空間站的質(zhì)量M＝1.17×105軌道離地面的高度為h＝146地球半徑R＝6.4×106墜落空間范圍內(nèi)重力加速度可看做g＝10m/s2；入海殘片的質(zhì)量m＝1。2×104入海殘片的溫度升高ΔT＝3000K；入海殘片的入海速度為聲速v＝340m空間站材料每1千克升溫1K平均所需能量c＝1.0×103J；每銷毀1千克材料平均所需能量μ＝1。0×107J。答案與解析1.答案:D解析：彈簧釋放的彈性勢(shì)能最終通過克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化為熱能．第一種情況：E彈＝Q熱＝Wf＝μmg·s①第二種情況：由于小物體和彈簧連在一起做振動(dòng)(阻尼振動(dòng)）,最后停下時(shí)由于阻力作用,就有可能不停在B點(diǎn)，即可能停在B點(diǎn)的左側(cè)或右側(cè)．這樣就可能有少量彈性勢(shì)能未釋放，則有:E彈－E彈′＝μmgL（E彈′是小物體靜止后彈簧的彈性勢(shì)能）②由①②兩式可知μmgL＝μmgs－E彈′顯然，當(dāng)小物體停止在B點(diǎn)時(shí),E彈′＝0,L＝s。若小物體不停在B點(diǎn)時(shí)，E彈′＞0，L＞s。2.答案：A．機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．B．化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(火藥爆炸)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(子彈被發(fā)射)，機(jī)械能又轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（子彈穿過鋼板）．解析:關(guān)鍵是從運(yùn)動(dòng)形式找到能量形式．哪種形式的能量減少，哪種形式的能量增加．在水平公路上行駛的汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)熄火之后速度越來越小，最后停止，動(dòng)能減少，內(nèi)能增加;火藥爆炸是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;子彈在燃?xì)獾耐苿?dòng)下從槍膛發(fā)射出去,燃?xì)獾膬?nèi)能減少,子彈的動(dòng)能增加，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；子彈射穿一塊鋼塊，速度減小,子彈的動(dòng)能減少，內(nèi)能增加，是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．3.解答：化學(xué)能變成了氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能，一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為汽車的動(dòng)能,另一部分散失到周圍環(huán)境中成為環(huán)境的內(nèi)能，汽車的動(dòng)能通過摩擦轉(zhuǎn)化為環(huán)境的內(nèi)能．氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能還有一部分通過汽車發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為蓄電池內(nèi)的化學(xué)能，使用蓄電池時(shí)，這部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,又通過車燈轉(zhuǎn)化為光能，光照到地面空氣，轉(zhuǎn)化為環(huán)境的內(nèi)能．4.答案：見解析解析:水向下游流動(dòng)過程，水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，發(fā)電機(jī)效率是指電能與重力勢(shì)能的比值．設(shè)在時(shí)間Δt內(nèi)，有ΔV的水通過水利樞紐，則：，ΔV＝QΔt減少的勢(shì)能為ΔEp＝mgh＝ΔV·ρgh＝QΔtρgh發(fā)電機(jī)的功率為流量為單位均用國際單位，即P—W，ρ—kg/m3，g—m/s2，h-m,Q—m3/s。5.答案:見解析解析：功是能量轉(zhuǎn)化的量度,做多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化．因不計(jì)其他能量損失，則每噸水經(jīng)過發(fā)電機(jī)的過程中損失了E0－E的機(jī)械能，根據(jù)功能關(guān)系，必對(duì)發(fā)電機(jī)做了E0－E的功．一晝夜里所做的總功為W＝eq\f（（E0－E)ρQt0,M)發(fā)電量為E電＝eq\f（(E0－E)ηQt0，Μ).6。答案:解析：滑塊從A至B的過程中，重力勢(shì)能減少量為mgΔh，這部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；物體從B至A的過程中,動(dòng)能損失一部分轉(zhuǎn)變?yōu)橹亓?shì)能mgΔh，另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．從A到B的過程中,損失的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能Q1，則Q1＝mgΔh若物體從B到A,由能量轉(zhuǎn)化守恒定律有且Q1＝Q2，由此解得A、B間的高度差.7。答案：57.5解析:子彈減少的機(jī)械能就是子彈動(dòng)能的減少量，完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,這些內(nèi)能只有50%被子彈吸收，再利用公式Q吸＝cmΔt計(jì)算子彈升高的溫度．子彈機(jī)械能的減少，子彈吸收的內(nèi)能ΔU＝0。5ΔE,又Q吸＝cmΔt,且有Q吸＝ΔU，所以℃＝57。5℃.8。答案：見解析解析：空間站在軌道上運(yùn)行時(shí)具有機(jī)械能,這里包含動(dòng)能和重力勢(shì)能，動(dòng)能中的速度大小就是軌道運(yùn)行速率．特定的軌道對(duì)應(yīng)特定的速率，可以用萬有引力提供向心力來求解這一速率．對(duì)于空間站的機(jī)械能，在墜落過程中，有四個(gè)去向：殘片用于升溫的內(nèi)能、殘片的入海動(dòng)能、用于銷毀所需要的能量、所求的其余能量E′,利用能量守恒和轉(zhuǎn)化關(guān)系找清這些關(guān)系，列等量方程求解．（1）根據(jù)題給條件，從近圓軌道到地面的空間中重力加速度g＝10m/s2，若以地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，墜落過程開始時(shí)空間站在近圓軌道的勢(shì)能為Ep＝Mgh①以v表示空間站在近圓軌道上的速度,由牛頓定律可得Mg＝Meq\f（v2，r）②其中r為軌道半徑，若以R地表示地球半徑，則r＝R地＋h③由②③式可得空間站在近圓軌道上的動(dòng)能為Ek＝eq\f（1,2)Mg(R地＋h)④由①④式得，在近圓軌道上空間站的機(jī)械能E＝Mg（eq\f(1，2）R地＋eq\f(3,2）h)⑤在墜落過程中,用于銷毀部分所需的能量為Q汽＝（M－m)μ⑥用于殘片升溫所需的能量Q