题目内容

【题目】小明利用如图装置研究做功与能量的转化关系。重物通过细绳与木块相连,细绳不可伸长,为水平面,段长为L,表面光滑;段粗糙,实验开始时,木块的细绳拉直,质量为M的木块位于P点,质量为的重物恰好置于地面,将木块从P向右拉至,放手后木块向左运动,最终停在点,长为。不计空气阻力、滑轮摩擦。

(1)木块在段运动过程中,重物的重力做功为(用字母表示)___________;木块经过段内能______________(选填“不变”、“增大”或“减小”);

(2)观察实验并联系生活实际,小明提出猜想:重物和木块获得的总动能与重物重力做功多少有关。他提出猜想的生活依据是:________________

(3)为了验证猜想,小明做了以下实验,重物,木块,改变木块从点右移的距离,测得一组数据,记录如下:(

序号

1

2

3

4

5

6

的长

0.1

0.15

0.2

0.35

0.45

0.5

木块在点的速度平方

0.2

0.3

0.4

0.7

0.9

1.0

①已知物体动能的表达式为,分析重物和木块获得的总动能与重物的重力做功的多少,可知猜想是____________(选填“正确”或“错误”)的,得出的结论是__________。在段滑行的过程中,该系统(重物和木块)的机械能____________(选填“守恒”或“不守恒”);

利用实验信息分析,当时,木块M点获得的动能是___________________J

(4)如果上述结论具有普遍性,则一个物体从高为的光滑斜面顶端,由静止开始滑下,不计空气阻力,物体滑到斜面底端时的速度_____________(用字母表示)。

【答案】 增大 物体下落过程中速度越来越快 正确 重物和木块获得的总动能与重物重力做功的多少相等 守恒 0.63

【解析】

(1)[1]由题意可知,重物的重力是,木块在段运动过程中,重物下降的高度是L,那么重物的重力做功大小是

[2]木块经过段由于受到摩擦力的作用,内能会增大。

(2)[3]重物和木块获得的总动能与重物重力做功多少有关,随着重物重力做功越来越大,速度也越来越大,所以这个依据是物体下落过程中速度越来越快。

(3)[4]由表中数据可看到,的数值越大,木块在P点的速度越大,动能越大,所以猜想是正确的。

[5]由表中数据可知,第1次实验中重物和木块获得的总动能是

重物的重力做功是

2次实验中重物和木块获得的总动能是

重物的重力做功是

同理,第3456次实验也可以得到这样的数据,所以可得出结论:重物和木块获得的总动能与重物重力做功的多少相等。

[6]段是光滑的,所以势能完全转化为动能,系统机械能守恒。

[7]比较表中数据可知,成正比,当时,,那么

解得,可得到,当

所以可知木块M点获得的动能是

(4)[8]一个物体从高为的光滑斜面顶端,由静止开始滑下,不计空气阻力,则机械能是守恒的,物体重力所做的功转化为动能,可以得到关系式

解得

练习册系列答案
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【题目】阅读短文,回答问题。

201913日,嫦娥四号探测器(图甲)搭载着“玉兔二号”月球车(图乙)成功降落月球南极,全人类首次实现月球背面软着陆。探测器着陆后进行了月球车和探测器“两器分离”,分离后在“鹊桥”中继星支持下顺利完成互拍并传回地球。

月球车设计的相关参数如下表:

设计质量

135

独立驱动的车轮个数/

6

1.5

每个轮子与水平月面的接触面积

100

1

月面的行驶速度

200

1.1

耐受温度范围

-180℃~150℃

月球车能源为太阳能,能够耐受月球表面真空、强辐射、极限温度等极端环境。由于月夜温度极低,电子设备无法正常工作,所以它将进入休眠状态,休眠期间由同位素温差发电保温,等到月昼来临,它将自主唤醒,进入工作状态。

(1)根据上述信息,请判断以下说法中正确的是______________

A.月球车可以使用汽油机来驱动

B.月球车在月球上惯性将减小

C.月球车的零件应该用热胀冷缩较明显的材料制成

D.接近月面时,探测器需要悬停寻找最佳降落地点,悬停时它受到的是平衡力

(2)月球车以太阳能为能源,这是_____________(选填“常规”或“新”)能源。若太阳光照射到太阳能电池板上的辐射功率为。电池产生的电压为,并对车上的电动机提供的电流。则太阳能电池将太阳能转化电能的效率是_________________

(3)探测器接近月面时,在反推发动机和缓冲机构的保护下安全着陆预选区。为使探测器顺利软着陆,从月球表面观察到发动机点火后产生的高压气流应向__________________(选填“上方”、“下方”或“水平方向”)喷出;

(4)在地球上重的物体在月球上重,则“玉兔二号”月球车对水平月面的压强为______________。假如月球车在行进过程中受到的阻力是自重的0.2倍,月球车水平匀速直线前进,牵引力做的功为___________;(

(5)小明对月球车的“唤醒系统”非常感兴趣,他利用光敏电阻设计了一个“模拟唤醒系统”,如图丙所示,该系统由“唤醒电路”、“控制电路”等组成,其中电源的电压为,电阻箱的电阻为(),是光敏电阻,它的阻值随光强的变化关系如下表所示,光强用符号表示,单位用符号表示。

1.0

2.0

3.0

4.0

6.0

7.0

8.0

18

9

6

4.5

3

3

3

据表中数据,请在图丁坐标中描点作出RP~E的关系图线。

___________

②若两端电压必须等于或大于时,控制电路才能启动,唤醒玉兔并驱动玉兔工作,小明设定光强为时唤醒玉兔,则电阻箱的阻值至少应调到_______ 当光强为时,在保证控制电路能正常启动的条件下,调节电阻箱的阻值,使其消耗的电功率为,则此时消耗的电功率为___________;为了能使控制电路在光线强度较弱时就能控制电路进入工作状态,可采取的措施是:_______________ (答出一种即可)

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