機械能專題復(fù)習(xí)-資料下載頁
2025-04-17 02:38本頁面
【正文】 2：在原子核物理中，研究核子與核子關(guān)聯(lián)的最有效途徑是“雙電荷交換反應(yīng)”，這類反應(yīng)的前半部分過程和下述力學(xué)模型類似，兩小球A與B用輕質(zhì)彈簧相連，在光滑的水平軌道上處于靜止?fàn)顟B(tài)，在它們左邊有一垂直于軌道的固定檔板P，右邊有一小球C沿軌道以速度V0射向B球，如圖所示，C與B發(fā)生碰撞并立即結(jié)成一個整體D，在它們繼續(xù)向左運動的過程中，當(dāng)彈簧長度變到最短時，彈簧突然被鎖定，長度不再改變，然后，A球與檔板P發(fā)生碰撞，碰后A、D都靜止不動，A與P接觸而不粘連，過一段時間，突然解除鎖定（鎖定及解除鎖定均無機械能損失），已知A、B、C的質(zhì)量均為m，求：（1）彈簧長度則被鎖定后A球速度。（2）在A球離末檔板P之后的運動過程中，彈簧的最大彈性勢能。ABCV0五、能量守恒應(yīng)用例9：某地強風(fēng)的風(fēng)速約為v=20m/s，設(shè)空氣密度為ρ=，如果把通過橫截面積為S=20m2的風(fēng)的動能全部轉(zhuǎn)化為電能，則利用上述已知量計算電功率的公式應(yīng)為P=_____，大小約為_________W（取一位有效數(shù)字）。分析解答：功率的意義是單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)化的能量：P=W/t=ΔE/t，因此只要求出單位時間內(nèi)通過截面S的空氣的動能，就可求出P的表達式，設(shè)空氣在t秒內(nèi)通過截面Ｓ的質(zhì)量為m，則在t秒內(nèi)通過截面S的空氣的動能為因為風(fēng)的動能全部轉(zhuǎn)化為電能，所以計算電功率的公式為把已知數(shù)代入得 例10：“和平號”空間站已于今年3月23日成功地墜落在南太平洋海域，墜落過程可簡化為從一個近圓軌道（可近似看作圓軌道）開始，經(jīng)過與大氣摩擦，空間站的絕大部分經(jīng)過升溫、熔化，最后汽化而銷毀，剩下的殘片墜入大海。此過程中，空間站原來的機械能中，除一部分用于銷毀和一部分被殘片帶走外，還有一部分能量E’通過其他方式散失（不考慮墜落過程中化學(xué)反應(yīng)的能量）。（1）試導(dǎo)出以下列各物理量的符號表示散失能量E’的公式。（2）算出E’的數(shù)值（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。墜落開始時空間站的質(zhì)量M=105kg軌道離地面的高度h=km地球半徑R=106m墜落空間范圍內(nèi)重力加速度可看作g=10m/s2入海殘片的質(zhì)量m=104kg入海殘片的溫度升高ΔT=3000K入海殘片的入海速度為聲速v=340m/s空間站材料每1千克升溫1K平均所需能量c=103J每銷毀1千克材料平均所需能量μ=107J解析：本題為2001年高考試題（1） 根據(jù)題給條件，從近圓軌道到地面的空間中重力加速度g=10m/s2。若以地面為重力勢能零點，墜落過程開始時空間站在近圓軌道的勢能為 ① 以v表示空間站在近圓軌道上的速度，由牛頓定律可得 ②其中r為軌道半徑，若以R地表示地球半徑，則 ③由②③式可得空間站在近圓軌道上的動能為 ④ 由①④式得，在近圓軌道上空間站的機械能 ⑤ ⑥用于殘片升溫所需的能量 ⑦殘片的動能為⑧以E’表示其他方式散失的能量，則由能量守恒得 ⑨由此得 ⑩（2）以題給數(shù)據(jù)代入得[說明]本題是以能量為主線的力、熱綜合題，用已學(xué)過的中學(xué)物理知識解決當(dāng)今世界上的航天大事件，具有現(xiàn)實意義，能體現(xiàn)中學(xué)物理知識的重要地位。10 /
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