一個質量M =30kg的小孩在光滑的冰面上推著一個質量m=6kg的冰車以速度v0=5m/s勻速滑行。他把冰車用力推出去,使冰車的速度變?yōu)樵瓉淼?倍。在這個過程中,他對冰車做多少功?他體內有多少化學能轉化為機械能?

    225 J;90 J


解析:

推出冰車的過程中,系統(tǒng)的動量守恒,設推出冰車后小孩的速度為v’,則

(M+m)v0=Mv’+m·2v0,

解出       v’==4m/s。

小孩對冰車所做的功等于冰車動能的增量,即W人對車==225 J,

小孩體內化學能轉化為機械能的量等于小孩與冰車組成的系統(tǒng)增加的動能,即

=90 J。

(為什么小孩體內化學能轉化為機械能的數(shù)量小于他對冰車做的功呢?這是因為冰車的動能增加一部分來自于小孩本身動能的減少。本題說明一個力做的功并不能量度能量的轉化,而一對作用力與反作用力做功的代數(shù)和才反映系統(tǒng)的其他能量與動能轉化的數(shù)量。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

實驗題:
(I)在驗證機械能守恒定律的實驗中,質量為m 的重錘自由下落,在紙帶上打出了一系列的點,如下圖1所示,相鄰記數(shù)點時間間隔為0.02s,長度單位是cm,g取9.8m/s2.求:
(1)打點計時器打下記數(shù)點B時,物體的速度VB=
0.96
0.96
 m/s(保留兩位有效數(shù)字);
(2)根據(jù)題中提供的條件,可求出重錘實際下落的加速度a=
9.5
9.5
 m/s2.(保留兩位有效數(shù)字)
(3)即使在實驗操作規(guī)范,數(shù)據(jù)測量及數(shù)據(jù)處理很準確的前提下,該實驗測得的△EP 也一定略大于△EK,這是實驗存在系統(tǒng)誤差的必然結果,試分析該系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的主要原因為
重錘和紙帶受到阻力作用,機械能有損失.
重錘和紙帶受到阻力作用,機械能有損失.

(II)現(xiàn)用伏安法研究某電子器件Rx的伏安特性曲線如圖2,要求特性曲線盡可能完整(直接測量的變化范圍盡可能大一些).現(xiàn)備有下列器材供選用:
A.量程是0~0.6A,內阻是0.5Ω的電流表
B.量程是0~3A,內阻是0.1Ω的電流表
C.量程是0~3V,內阻是6kΩ的電壓表
D.量程是0~15V,內阻是30kΩ的電壓表
E.阻值為0~1kΩ的滑動變阻器
F.阻值為0~10Ω的滑動變阻器
G.蓄電池(12V,內阻不計)
H.開關一個,導線若干.
(1)為使測量結果盡量準確,電流表應選用
B
B
,電壓表應選用
D
D
,滑動變阻器應選用
F
F
(只填字母代號)
(2)如圖所示是Rx的伏安特性曲線.在方框中(圖3)畫出實驗電路圖.
(3)若Rx與標有“6V,9W”的燈泡串聯(lián)后,接入直流電源兩端,燈泡恰能正常發(fā)光.則此時該電子器件兩端的電壓是
2.0
2.0
V.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2013?日照一模)(1)某同學在研究“對不同物體做相同功情況下,物體質量與速度的關系”時,提出了以下四種猜想:
A.m∞υ
B.m∞
1
υ

C.m∞υ2
D.m∞
1
υ2

為驗證猜想的正確性,該同學用如圖1所示的裝置進行實驗:將長木板平放在水平桌面上,木塊固定在長木板一端,打點計時器固定在木塊上,木塊右側固定一輕彈簧,用連接紙帶的小車壓縮彈簧至長木板的虛線處由靜止釋放,打點計時器在紙帶上打下一系列點,選取點跡均勻的一部分紙帶,計算出小車勻速運動的速度υ1,測出小車的質量m1;然后在小車上加砝碼,再次壓縮彈簧至木板虛線處由靜止釋放小車,計算出小車和砝碼勻速運動的速度υ2,測出小車和砝碼的總質量m2:再在小車上加砝碼,重復以上操作,分別測出υ3、m3….

①每次實驗中,都將小車壓縮彈簧至長木板的虛線處由靜止釋放,目的是
小車獲得相同的動能(彈簧對小車做功相同)
小車獲得相同的動能(彈簧對小車做功相同)
;若要消除每次實驗中小車和紙帶受到的阻力對小車運動的影響,應進行的實驗操作是
墊高木板固定打點計時器的一端,使小車連同紙帶一起在木板上勻速運動(平衡摩擦力)
墊高木板固定打點計時器的一端,使小車連同紙帶一起在木板上勻速運動(平衡摩擦力)

②某次實驗采集的五組數(shù)據(jù)如表:由表格數(shù)據(jù)直觀判斷,明顯不正確的兩個猜想是A、B、C、D中的
AC
AC
;若對某個猜想進行數(shù)據(jù)處理并作圖,畫出了如圖2所示的圖象,則圖中的橫坐標應是
1
v2
1
v2

m/kg 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50
v/(m?s-1 1.000 0.707 0.577 0.500 0..447
(2)冬、春季節(jié)降水量少,廣東沿海附近江河水位較低,漲潮時海水倒灌,出現(xiàn)“咸潮”現(xiàn)象,使沿海地區(qū)的城市自來水中的離子濃度增高,電阻率變小,水質受到影響.某同學設計了一個監(jiān)測河水電阻率的實驗.在一根均勻長度玻璃管兩端分別裝上橡膠塞和鉑電極,如圖3所示,兩電極相距L=0.314m,管內充滿待測的河水.安裝前用游標卡尺測量玻璃管的內徑,測量結果如圖4所示.
為測管內河水電阻供選器材有:
電壓表V1:量程15V,內阻約30kΩ
電壓表V2:量程3V,內阻約10kΩ
電流表A1:量程0.6A,內阻約0.5Ω
電流表A2:量程150mA,內阻約10Ω
滑動變阻器甲:最大值為10Ω,額定電流足夠大
滑動變阻器乙:最大值為1kΩ,額定電流足夠大
電源E1:電動勢15V,內阻6Ω
電源E2:電動勢3V,內阻2Ω
開關、導線若干.
該同學選用以上部分器材測出了9組數(shù)據(jù),并在坐標系中標出,如圖5所示.
①據(jù)圖(2)讀出玻璃管的內徑d=
6.70
6.70
mm.
②實驗時,所選用的電壓表為
V1
V1
(填“V1”或“V2”),所選用的電流表為
A2
A2
(填“A1”或“A2”),所選的滑動變阻器為
(填“甲”或“乙”),所選的電源為
E1
E1
(填“E1”或“E2”).
③在答題卡的虛線框內畫出該實驗的原理圖.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(1)某同學利用如圖1所示的實驗裝置來“驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機械能守恒”.
①請完善以下實驗步驟:
a.用游標卡尺測遮光條的寬度,多次測量取平均值L;
b.實驗時,先接通氣源,再調節(jié)氣墊導軌,使導軌處于水平位置;
c.將滑塊從圖示位置由靜止釋放,讀出遮光條通過光電門的時間△t;
d.計算出滑塊通過光電門的速度v=
 
(用上述測量出的物理量表示).
②實驗中還需要測量的物理量有:鉤碼的質量m、
 

 
(用文字說明和相應字母表示).
③本實驗通過比較
 
 
,在實驗誤差允許的范圍內相等(用測量的物理量符號表示),從而驗證了系統(tǒng)的機械能守恒.
精英家教網(wǎng)
(2)某同學想測量某導電溶液的電阻率,先在一根均勻的長玻璃管兩端各裝了一個電極(接觸電阻不計),兩電極相距L=0.700m,其間充滿待測的導電溶液.用如下器材進行測量:
電壓表(量程l5V,內阻約30kΩ);     電流表(量程300μA,內約50Ω);
滑動變阻器(10Ω,1A);              電池組(電動勢E=12V,內阻r=6Ω);
單刀單擲開關一個、導線若干.
下表是測量通過管中導電液柱的電流及兩端電壓的實驗數(shù)據(jù).實驗中用20分度的游標卡尺測量了玻璃管的內徑,結果如圖3所示.
U/V 0 1.0 3.0 5.0 7.0 9.0 11.0
I/μA 0 22 65 109 155 175 240
根據(jù)以上所述請回答下面的問題:
①玻璃管內徑d=
 
mm.
②請在圖2中補畫出未連接的導線.
③根據(jù)表數(shù)據(jù)在圖4坐標中已描點,請作出U-I圖象,由圖象求出電阻R=
 
Ω(結果保留2位有效數(shù)字).
④計算該導電溶液的電阻率表達式是:ρ=
 
 (用R、d、L表示).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

本題共18分,其中(1)問8分,(2)問10分
(1)某同學利用如圖圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律,其實驗的部分原理是利用平拋運動的知識.那么:
①實驗中必須要求的條件是
 

A.弧形斜槽必須盡可能的光滑
B.弧形斜槽末端的切線必須水平
C.必須測量出小球的質量m,
D.小球每次必須從同一高度處滾下
精英家教網(wǎng)
②實驗中測得弧形斜槽末端離地面的高度為H,將鋼球從斜槽的不同高度h處靜止釋放,鋼球的落點距弧形斜槽末端的水平距離為s.則當s2與H、h的理論關系滿足s2=
 
時,小球的機械能守恒.
③實驗中,該同學發(fā)現(xiàn)實驗結果不滿足理論計算得到的s2-h關系,該同學認為出現(xiàn)這一結果的原因除了摩擦和空氣阻力等外,還有一個原因可能是小球的大小,因此又用游標卡尺測了小球的直徑,其結果如圖圖乙所示.關于該同學認為“小球的大小”對結果有影響的分析,你認為正確嗎?
 
.(不需說明理由),小球的直徑為
 
mm.
(2)(10分)某同學為了測量一個在不同電壓下工作時的電熱器Rx的阻值,已知電熱器的額定電壓為12V.在實驗結束后,該同學記錄的測量數(shù)據(jù)如下:
U/V 0 1.0 2.2 3.0 5.0 8.0 10.0 12.0
I/A 0 0.08 0.15 0.20 0.30 0.40 0.45 0.50
請根據(jù)上述信息完成下列問題:
①(2分)除電熱器外,實驗室里還給該同學提供了如下器材供選擇:
A.電流表(0~3A,0.1Ω)
B.電流表(0~0.6A,10Ω)
C.電壓表(0~3V,1kΩ)         D.電壓表(0~1 5V,30kΩ)
E.滑動變阻器(0~10Ω,0.3A)    F.滑動變阻器(0~l0Ω,2A)
G.輸出電壓為l6V的學生電源,H.導線、開關.那么該同學選擇使用的器材是:
 
.(填序號)
②(4分)在虛線框內畫出實驗電路圖.
③(4分)在圖圖丙中的坐標紙上作出U-I圖象.并根據(jù)圖象說明電熱器的電阻大小隨電壓變化的關系
 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:2011年小英才班高考物理復習試卷(—)(解析版) 題型:解答題

本題共18分,其中(1)問8分,(2)問10分
(1)某同學利用如圖圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律,其實驗的部分原理是利用平拋運動的知識.那么:
①實驗中必須要求的條件是______.
A.弧形斜槽必須盡可能的光滑
B.弧形斜槽末端的切線必須水平
C.必須測量出小球的質量m,
D.小球每次必須從同一高度處滾下

②實驗中測得弧形斜槽末端離地面的高度為H,將鋼球從斜槽的不同高度h處靜止釋放,鋼球的落點距弧形斜槽末端的水平距離為s.則當s2與H、h的理論關系滿足s2=______時,小球的機械能守恒.
③實驗中,該同學發(fā)現(xiàn)實驗結果不滿足理論計算得到的s2-h關系,該同學認為出現(xiàn)這一結果的原因除了摩擦和空氣阻力等外,還有一個原因可能是小球的大小,因此又用游標卡尺測了小球的直徑,其結果如圖圖乙所示.關于該同學認為“小球的大小”對結果有影響的分析,你認為正確嗎?______.(不需說明理由),小球的直徑為______mm.
(2)(10分)某同學為了測量一個在不同電壓下工作時的電熱器Rx的阻值,已知電熱器的額定電壓為12V.在實驗結束后,該同學記錄的測量數(shù)據(jù)如下:
U/V1.02.23.05.08.010.012.0
I/A0.080.150.200.300.400.450.50
請根據(jù)上述信息完成下列問題:
①(2分)除電熱器外,實驗室里還給該同學提供了如下器材供選擇:
A.電流表(0~3A,0.1Ω)
B.電流表(0~0.6A,10Ω)
C.電壓表(0~3V,1kΩ)         D.電壓表(0~1 5V,30kΩ)
E.滑動變阻器(0~10Ω,0.3A)    F.滑動變阻器(0~l0Ω,2A)
G.輸出電壓為l6V的學生電源,H.導線、開關.那么該同學選擇使用的器材是:______.(填序號)
②(4分)在虛線框內畫出實驗電路圖.
③(4分)在圖圖丙中的坐標紙上作出U-I圖象.并根據(jù)圖象說明電熱器的電阻大小隨電壓變化的關系______.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案