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浙教版科学九年级上第三章功能守恒综合练习

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∴d=h﹣ =h﹣ =h﹣ g =h﹣

故答案为:( 1)2;b;(2)推理过程如上。

9、已知物体的重力势能表达式为

2

Ep=mgh,动能表达式为 Ek=

v 为 ;其中 m 为物体的质量, b 为物体距离水平地面的高度,

mv

物体的运动速度, g=10N/kg 。如图,一小球从斜面底端以速度 v

沿光滑斜面向上运动。不计空气阻力,小球在光滑的斜面上滑行

时,机械能守恒。请推导:小球能运动到斜面上的最大高度 h=

【解答】 解:根据题意:小球从斜面底端沿光滑斜面向上运动的过程中机械能守恒;

2

小球到达斜面最高点时动能全部转化为重力势能;

Ek =Ep,即:

mv =mgh,

小球能运动到斜面上的最大高度 h= 。

10、已知物体的重力势能表达式为 EP=mgh,动能表达式为 Ek = mv

2,其中 m 为物体的质量, 为物体距离水平地面的高度,

v 为物体的运动速度, g 为常量,取 10N/kg 。如图所示,滑雪场的弯曲

滑道由 AB 、BC 两部分组成, AB 段高度 H=20m,BC 段高度 h=10m。总质量 m=70kg 的运动员从 A 点由静止开始沿 AB 滑道下滑,经过 B 点后沿 BC 滑道运动。不计摩擦和空气阻力。 (1)求运动员在 A 点处的重力势能 Ep。(2)求运动员经过 B 点时的速度大小 v。 (3)判断运动员到达 C 点时速度是否为零,请说明理由。

【解答】 解:

4

J;

(1)运动员在 A 点处的重力势能: Ep=mgH=70kg×10N/kg×20m=1.4 ×10

(2)运动员从 A 到 B 的过程中,速度变大,高度变小,故动能变大,重力势能变小,重力势能

h

转化为动能,

不计摩擦和空气阻力, 从 A 到 B 的过程中运动员的机械能守恒, 则 B 处的动能等于 A 处的重力势 能,

2

故有: 20m/s。

mv B =mgH,则运动员经过 B 点时的速度: vB=

= =

(3)不计摩擦和空气阻力,运动员在运动过程中机械能守恒,由于 所以,运动员在 A 点的重力势能大于在 C 点的重力势能,则运动员在 员在 C 点的速度不为零。

4

A 点的高度大于 C 点的高度, C 点还应具有动能,即运动

J。(2)运动员经过 B 点时的速度为 20m/s。

答:( 1)运动员在 A 点处的重力势能为 1.4 ×10

(3)不为零;不计摩擦和空气阻力,运动员在运动过程中机械能守恒,由于 点的高度,所以,运动员在

A 点的高度大于 C C 点还应具有动

A 点的重力势能大于在 C 点的重力势能,则运动员在

能,即运动员在 C 点的速度不为零。

11、如图所示为 “无人机 ”,它具有 4 个旋翼,每个旋翼下方有一个电动机,可通过无线电进行操控, 其在拍摄调查、无人配送等方面具有广阔的前景

(1)起飞时,增大四个旋翼的转速,使吹向下方的风量增加,无人机就会上升,这是因为力的作

用是 。

(2)该机一个旋翼的电动机额定功率为

30 瓦,额

定旋翼电压为 15 伏,电动机正常工作时通过的电 流为多少安?

(3)该机所需的能量是由一块输出电压为

15 伏,

容量为 5000mA?h 的电池提供。 若飞行时电动机以

额定功率运行则该机最多能飞行多少分钟?

【解答】 解:(1)增大四个旋翼的转速,使吹向下方的风量增加,无人机就会上升,这是因为力 的作用是相互的;

(2)电动机额定功率 P=30W ,额定旋翼电压 V=15V ,

由 P=UI 可得,电动机正常工作时通过的电流: I= = =2A;

(3)电池的输出电压 U=15V ,容量为 5000mA?h,则电池储存的能量:

3

5

W =UIt=15V× 5000 ×10 A× 3600s=2.7 ×10

J,

由 P= 可得,该机最多能飞行的时间: t= =

2A ; 37.5min 。

=2250s=37.5min。

解:( 1)相互的;( 2)电动机正常工作时通过的电流为 (3)若飞行时电动机以额定功率运行则该机最多能飞行 12、如图所示是一直流电动机提升重物的装置。电源电压

U=9V 保持不变,已知电动机线圈电阻为

1A ,电压表读数为 5V.不计任何

1Ω.开关闭合后,电动机匀速提升重物,此时,电流表读数为 摩擦,求:

(1)10 秒内该电路消耗的总电能;(

2)电动机的发热功率;

(3)当重物的质量超过一定数值时,电动机将无法转动,求此时电动机的电功率。

【解答】 解:( 1)10 秒内该电路消耗的总电能: W =UIt =9V× 1A× 10s=90J;

2

(2)电动机的发热功率: P 热=I 2

r=(1A) × 1Ω=1W;

(3)当电动机不转动时,相当于一个 1Ω 的电阻,定值电阻 R=5Ω;

由欧姆定律可得,此时电路中的电流:

R =(1.5A)

电动机的功率: P=I ′

线

I ′= = =1.5A,

2

2

× 1Ω=2.25W 。

答:( 1)10 秒内该电路消耗的总电能为 (3 )电动机的电功率为 2.25W 。

90J; (2)电动机的发热功率为 1W ;

13、一辆汽车以恒定的功率在平直的公路上做直线运动, 其 v﹣t 图象

如图所示,在第 10s 时速度达到 20m/s,通过的路程为 120m。求: (1)在 0~10s 内汽车的平均速度;

(2)设汽车在行驶过程中所受阻力不变,大小为

f=4000N,那么在

0~10s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功是多少焦耳?

(3)若发动机的转化效率为 (已知汽油的热值大约为 【解答】 解:

40%,则 0~10s 内需要燃烧多少千克汽油才能使发动机做这么多功?

7

J/kg)。

5×10

(1)由题知,在0~10s内汽车通过的路程为 120m,则在 0~10s内汽车的平均速度: v= = =12m/s;

(2)由图可知, 10s 后汽车做匀速直线运动,速度 力: F=f=4000N,

v=20m/s,根据二力平衡条件可得,此时牵引

4

则汽车的功率为: P=

= =Fv=4000N× 20m/s=8×10

W,

0﹣10s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功:

因汽车的功率不变,所以,在 W =Pt=8×10

4

W× 10s=8×105J;

(3)已知发动机的转化效率 η=40%,由 η= = 可得消耗汽油的质量:

m= = =0.04kg。

答:( 1)在 0~10s 内汽车的平均速度为 12m/s;

5

J;

(2)在 0~10s 内汽车发动机产生的牵引力所做的功是 (3)若发动机的转化效率为

8×10

40%,则 0~10s 内需要燃烧 0.04 千克汽油才能使发动机做这么多功。

浙教版科学九年级上第三章功能守恒综合练习

∴d=h﹣=h﹣=h﹣g=h﹣故答案为:(1)2;b;(2)推理过程如上。9、已知物体的重力势能表达式为2Ep=mgh,动能表达式为Ek=v为;其中m为物体的质量,b为物体距离水平地面的高度,mv物体的运动速度,g=10N/kg。如图,一小球从斜面底端以速
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