题目内容
14.过山车是一种富有刺激性的娱乐工具,小江同学制作了一个过山车模型,如图所示,他把重力为G的铁球放在A点,然后让它沿轨道滚下,轨道的右侧有一弹簧,铁球先后经过B、C、D点,到达E点,已知B点离台面高度为零,A、D点离台面的高度分别为hA、hD,则从A位置到B位置铁球的重力做功是GhA;C点小球具有的机械能大小GhA;当到达E点时,弹簧最短,小球的速度变为零,小球不处于(选填“处于”“不处于”)平衡状态;铁球从A运动到E的过程中,弹簧的弹性势能增加量为G(hA-hD).(整个过程中不计摩擦及能量损耗)分析 利用W=Gh求重力做功,根据机械能守恒定律判断小球在C点时具有能量大小;根据球在E位置的运动趋势判断受力情况;铁球对弹簧做功,不考虑能量的损失,铁球的能量全部转化为弹簧的能量.
解答 解:
(1)从A位置到B位置的竖直高度为hA,所以铁球从A位置到B位置重力做功:W=GhA.
(2)铁球在A位置时,只有重力势能,故A点的机械能=A点重力势能=GhA.
整个过程不计摩擦和能量损耗,故铁球机械能守恒.
故在C点时小球具有的能量=在A点时小球具有的能量=GhA.
(3)小球达到E点时,虽然速度为0,但小球在水平方向只受弹簧的弹力作用,故小球不处于平衡状态.
(4)铁球在E点只具有的重力势能,D、E在同一高度上,E处铁球的重力势能=GhE=GhD
整个过程铁球机械能的减少量=GhA-GhD=G(hA-hD).
根据能量守恒定律可知,弹簧的弹性势能增加量=铁球机械能的减少量=G(hA-hD).
故答案为:GhA;GhA;不处于;G(hA-hD).
点评 本题考查重力做功和机械能守恒定律,能够比较全面考查学生掌握知识情况,此题有一定的难度.
练习册系列答案
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2.
如图甲所示,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部浸人水中,图乙是钢绳拉力随时间t变化的图象.如不计水下的摩擦力,则下列说法正确的是( )
| A. | 石料的体积是0.05m3 | |
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2.如图所示的四个物态变化的实例中,属于凝华的是( )
| A. | 河里的冰化成水 | B. | 草叶上形成露珠 | C. | 山间形成白雾 | D. | 草叶上形成白霜 |
9.
如图所示,桌面上甲、乙两个圆柱形容器中分别装有水和酒精,实心木球和实心铁球的体积相等.水、酒精、木球和铁球的密度关系为:ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ铁.将木球和铁球同时放入水中静止时,所受浮力的大小分别为F木和F铁;将木球和铁球同时放入酒精中静止时,所受浮力的大小分别为F木′和F铁′.则下列判断中正确的是( )
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3.下列物理图象中,反映物理量之间关系正确的是( )
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