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做功和能量
做功在物理学中具有特定的含义,人推车时对车施加一个向前的推力,车在力的作用下前进一段距离,只有在这种情况下,物理学才认为是人对车做了功。人用的力越大,移动的距离越长,力的作用效果就越显著,人做的功就越多。
力和在力的方向上移动的距离,是做功的两个因素,缺一不可。你从地面上提起水桶时,水桶在力的作用下,向上移动了一段距离,你对水桶做了功。如果手提着水桶站着不动,虽然你用了力,但是水桶没有移动距离,你只是费了力气,没有对水桶做功,这叫“劳而无功”,这里,手提着水桶站着不动和将水桶挂在钩子上没什么两样。
做功是生产和生活中常见的现象。不仅人能做功,运动的物体也能做功。从斜面上滚下的钢球撞在木块上,能将木块推动一段距离;飞行的子弹能打穿物体,都是由于钢球和子弹克服阻力做了功的结果。
举高的物体也能做功,气锤从高处落下,能把木桩打入地下;高空落下的冰雹,由于做功而砸坏了地上的农作物。
形状变化的弹簧也能做功,钟表里被旋紧的发条慢慢地放松,带动指针嘀嘀嗒嗒的走个不停。
一个物体能够做功,就说它具有能量。能量大的物体,做功的本领也大。风具有能量,人们就安装风车,利用风力做功。长江、黄河的水急流直下,蕴藏着很大的能量,人们筑起拦河坝,安上水轮机,让从高处落下的水推动水轮机旋转,带动发电机发电。
﹣﹣﹣﹣摘自《中国少年儿童百科全书》(浙江教育出版社)
(1)材料中告诉我们做功须具备的两个因素_____,_____;
(2)物体对外做功后它自己的能量将_____,别的物体对这个物体做功后,这个物体的能量又将_____。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
检测机构为了检测汽车的刹车性能。在同一场地做了如下实验:
(1)某车以不同车速行驶时,测得有关数据如图甲所示。其中反应距离是指司机发现情况,决定刹车到脚踩在刹车踏板上时,车通过的距离;刹车距离是指脚踩在刹车踏板上,使车减速,到车停时车通过的距离。如果司机以60千米/时的速度驾驶,从发现情况,决定刹车到车停止时,车通过的距离为_____米。
(2)汽车的刹车方式有两种:
方式一:刹车时,车轮不能滚动,只能滑行,直至车停。
方式二:刹车时,车轮仍保持滚动,但滚动减慢,直至车停。
图乙反映的是以方式一和方式二刹车所产生的刹车距离的比较。从图中可知,在车速相同时,采用_____(刹车方式一/刹车方式二)刹车方式刹车后,刹车距离较短。
(3)检测中,相同的A、B两车均以v1速度行驶,A车采取方式一刹车,B车采取方式二刹车,刹车时车与障碍物的距离相等(距离小于S1,如图),则撞击时_____(A/B)车对障碍物的破坏程度更大,理由是_____(请结合图乙中曲线说明)。
如图甲所示,重500 N的小车受到80 N的水平推力,在水平地面上做直线运动,其距离随时间变化的图象如图乙所示。
(1)小车运动的速度为多大?
(2)10 s内重力对小车做多少功?
(3)10 s内人对小车做多少功?功率是多大?
(6分)已知小汽车的总质量为1500kg,该车以30m/s的速度作水平匀速直线运动,行驶了180s,汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.16倍(g=10N/kg)求:
⑴小车行驶的距离。
⑵在此过程中汽车的牵引力和功率。
将一边长是0.1m的实心正方体,缓慢放入盛满水的烧杯内,待它静止时,从杯中溢出0.6kg的水。
求:(1)求正方体受到的浮力;(2)求正方体排开水的体积;(3)求正方体的密度。
小宇用如图所示的装置探究“动能的大小与什么因素有关?”的实验步骤如下:
(1)将质量为m的小球从光滑斜面上的A处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图甲所示;
(2)将质量为m的小球从光滑斜面上的B处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图乙所示;
(3)将质量为2m的小球从光滑斜面上的B处静止释放,滚下后与放在水平面上的木块相碰,木块在水平面上移动一段距离后静止,如图丙所示。
根据上述三次实验,回答下列问题:
①实验中小球动能的大小是通过观察比较_____反映出来的,这里用到了物理学研究问题的一种_____方法(选填“直接测量”、“放大”或“转换”);
②为了探究动能的大小与物体运动速度的关系,应选用_____两个图来分析,并由此得出的实验结论是_____;
③分析乙、丙两图,得到的实验结论是_____;其中小球在光滑斜面上从B处滚到底端的过程中,小球的_____能转化为动能。