从光滑斜面上某一位置_范文大全

从光滑斜面上某一位置

【范文精选】从光滑斜面上某一位置

【范文大全】从光滑斜面上某一位置

【专家解析】从光滑斜面上某一位置

【优秀范文】从光滑斜面上某一位置

范文一:物体在光滑斜面上运动圆模型的等时性问题 投稿:白羢羣

圆的等时性模型:

质点从竖直圆周的最高点沿任何弦由静止开始无摩擦下滑到圆周上,所用时间都等于竖直直径自由下落所需的时间(即t2D),该模型在求解有关物体在斜面上由静g

止无摩擦下滑到某点的时间时,将物体下滑轨道构成一竖直平面内圆的一条弦,求出圆的半径R,即可由此模型结论得出物体的运动时间。

12.(04全国卷Ⅰ15)如图所示, ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d 位于同一圆周上,a点为圆周的最高点,d点为最低点.每根杆上都套着一个小滑环(圆 中未画出),三个滑环分别从a、b、c处释放(初速为0),用t1、t2、t3依次表示各滑 环到达d所用的时间,则 ( )

 A.t1<t2<t3 B. t1>t2>t3 C.t3>t1>t2  D.t1=t2=t3 答案D

解析 设圆环直径为d,杆与水平面的夹角为α,则杆长可表示为d sin α,下滑加速度a=g sin α.据

s=1212at知d sin α=gsinα·t 22

由于t与α无关,故下滑时间相同.

[P8.]例4.如图,竖直放置的圆环O为圆心,A为最高点,将物体从A点释放经t1落到B点,沿光滑斜面物体从C点由静止释放经t2落到B点,沿光滑斜面将物体从D点由静止释放经t3落到B点,关于t1、t2、t3的大小,以下说法中正确的是:( B )

A、t1>t2>t3 B、t1=t2=t3 C、t1>t2=t3 D、以上答案均不正确

[P9.]例5.:在竖直平面内有若干倾角不同的光滑轨道,质量不等的物体同时

从最高点A沿不同的轨道由静止下滑,到某一时刻,各物体所在的位置

一定在同一圆周上。试证明之。

证明:沿竖直直径AF方向由静止下落t秒,有s1 =1/2 gt2

沿跟竖直直径夹角α的AB轨道由静止下滑下落t秒,有

a=gcosα s2 =1/2 at2=1/2 gcosαt2

s2 / s1 =cosα

若s1是圆的直径,则s2正好是该圆的弦,可见各物体所在的位置一定在同一圆周上。

范文二:对物体自由滑上斜面最大位移的探讨补充 投稿:林榇榈

  本刊2010年5期刊载的《对物体自由滑上斜面最大位移的探讨》一文,从运动与力的角度,分析物体自由滑上斜面的最大位移与斜面倾角取值间的关系,得到了一个简明实用的结论.该结论还有一种更简捷的证明方法,本人使用多年,学生觉得新颖有味富于启发,写出来作为补充分享.

  题目 如图1所示,物体以大小一定的初速度v0从斜面底端沿斜面开始上滑,已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ(≠0),斜面倾角θ可在0~90°范围变化,重力加速度为g,求斜面倾角θ取何值时,物体沿斜面上滑的最大位移有最小值,最小值为多少?

  证明如下:物体从斜面底端开始上滑,至速度减为零时位移达到最大,设为s,根据动能定理有

  -mgsinθ・s-μmgcosθ・s=0-12mv20,

  现以斜面底端为原点O,在竖直面内建立直角坐标系Oxy,如图2所示,则物体速度减为零时,其位置坐标为

  由该方程可知,题设初速度v0大小一定,当斜面倾角θ在0~90°范围变化时,在直角坐标系Oxy中,物体滑上斜面后速度减为零的系列位置构成的轨迹是一条直线.

  该直线在y轴上的截距为b=v202g,对应着斜面倾角取θ=90°时,物体做竖直上抛运动,上升的最大位移;该直线的斜率为

  进而可知:该直线与-x方向夹角(如图2)满足tan=μ,与x轴交点的横坐标为

  对应着斜面倾角取θ=0°时,物体沿水平面滑行的最大位移.

  很显然,过O点作该直线的垂线,即是物体沿斜面上滑所有可能最大位移的最小值.

  在物体与斜面间的动摩擦因数μ≠0的条件下,当斜面倾角θ取值满足tanθ=cot=1μ时,物体滑上斜面的最大位移有最小值,最小值为

范文三:某兴趣小组用以下实验装置探究从斜面上下滑的物块 投稿:史凶凷

某兴趣小组用以下实验装置探究从斜面上下滑的物块

某兴趣小组用以下实验装置“探究从斜面上下滑的物块,在水平面上滑行的距离与哪些因素有关”。实验中让木块分别从不同高度由静止开始沿光滑斜面下滑,最终静止在与斜面相接的水平木板或铺上棉布的板上。用刻度尺测量每次开始下滑时的高度h和在水平板面上滑行的距离s,记录如下表:

(1)分析1、2、3次实验可得:木块在木板上滑行的水平距离s与在斜面上释放时的高度h的关系式为s=______________;

(2)比较1与4,2与5,3与6次实验可得:在斜面上释放的高度相同时,木块在水平板面上滑行的距离与______________________有关;

(3)实验得出的结论是:____________________________________________________。

(1)对1、2、3次实验进行分析,可以看出水平板面的材料都是木板,这就保证木块在木板上滑行时所受的摩擦力是一样的,在水平面上木块滑行的水平距离s与在斜面上释放时的高度h有关,h越大,s越远,每一次都有

,即

s=5h;

(2)比较1与4、2与5、3与6次实验,可知木块在斜面上释放的高度相同时,木块在水平板面上滑行的水平距离s与接触面的材料有关;

(3)从表中的三组数据对比得到的结论是:①在相同材料的水平面上滑行时,木块在斜面上释放时的高度越大,木块在水平板面上滑行的水平距离越远;②在斜面上释放的高度相同时,木块在水平板面上滑行的距离与接触面的粗糙程度有关。

答案 (1)5h;

(2)接触面的粗糙程度;(或接触面的材料) (3)在水平面上滑行的距离与释放高度及接触面的粗糙程度有关。(其他合理解释均可得分)

点评 本题是考查同学们通过阅读图表,对表格中的实验数据进行分析处理、比较归纳得出实验结论的能力。解答时,先仔细分析表格中实验数据所

对应的物理量,再比较并分析数据间存在的量值关系。

范文四:斜面上只滚不滑物体的分析 投稿:姚橲橳

斜面上只滚不滑物体的分析

摘要

滚动物体在斜面上只滚不滑的条件作了推导和分析,从而得出了影响

物体在斜面上只滚不滑的条件的一些因素。

关键词:转动惯量 静摩擦系数 斜面倾角 只滚不滑

Abstract: The object for only in rolling rolling not slippery conditions derived and the analysis, thus draws the influence

The object for rolling not only in some of the factors of the slippery conditions.

Key words: the static friction coefficient of inertia cant not only roll Angle and smooth

目 录

1问题的提出 ……………………………………………………………2

2均质圆柱、均值小球、均质球壳在斜面上只滚不滑时满足的条件。…2 3均质圆柱、薄壁圆筒、球壳在斜面上只滚不滑的条件……………3 3.1 均质圆柱…………………………………………………………3 3.2 均质薄壁圆筒……………………………………………………4 3.3 均质球壳…………………………………………………………4 4影响物体在斜面上只滚不滑条件的因素……………………………4 参考文献…………………………………………………………………6

1问题的提出

假设物体与斜面间无滑动只有滚动,那么物体在斜面上只滚不滑须满足什么条件?这些条件与那些因素有关?在现实中有哪些作用?

2均质圆柱、均值小球、均质球壳在斜面上只滚不滑时满足的条件。

例题1质量为M半径为R的均质小球沿倾角为﹠的粗糙斜面无滑下滚(见图1),求静摩擦力、质心加速度以及保证小球作无滑滚动所需最小的静摩擦力

解:用f代表摩擦力,根据质心运动定理有: mgsin-f=ma (1)

对于质心,重心的力矩等于零,只有摩擦力矩Rf,从而

RfIc

25mR

2

(2)

球体上的P点同时参与两种运动:小球以质心速度Vt平动,和以线

速度R绕质心转动。无滑动意味着小球于斜面的接触点P的瞬时速度为0,由此得

对时间求导,得

acRVtR

(3)

由(1)、(2)、(3)解得

f

27

mgsin,ac

57gsin

要保证无滑动滚动,所需静摩擦力f不能大于最大静摩擦力

Nmgcos

,即

fN,或

27

mgsinmgcos

即均质小球在斜面上只滚不滑条件为: 由上可见,

2

wit



27

tg,

或 

arctg

72

7

tg

3 均质圆柱、薄壁圆筒、球壳在斜面上只滚不滑的条件

3.1 均质圆柱

均质圆柱对滚动轴的转动惯量I

RfIc

12

c

2

12

mR

2

代入(2)式

mR

(4)

由(1)、(3)、(4)作例题中同样的运算可得均质圆柱在斜面上只滚不滑条件为:



13

tg,或 arctg3

3.2 均质薄壁圆筒

均质薄壁圆筒对滚动轴的转动惯量I

c

mR

2

代入(2)式

RfIcmR

2

(5)

由(1)、(3)、(5)作例题中同样的运算可得均质薄壁圆筒在斜面上只滚不滑条件为:

3.3 均质球壳

均质球壳对滚动轴的转动惯量I

RfIc

23mR

2

c



12

tg,

或 

arctg2

23

mR

2

代入(2)式

(6)

由(1)、(3)、(6)作例题中同样的运算可得均质球壳在斜面上只滚不滑条件为:



25tg,

或 

arctg

52

4 影响物体在斜面上只滚不滑条件的因素

(1)物体质量的不同分别对只滚不滑条件的影响。由上面的推导可知滚动物体在斜面上只滚不滑的条件是只含斜面倾角和静摩擦系数的反三角函数不等式。也就是说只滚不滑的条件与滚动物体的质量m、滚动圆形物体的半径R的大小无关。当静摩擦系数给定时,由上面的分析可知,物体绕转动轴的转动惯量的变化将影响物体在斜面上只滚不滑条件。为更清楚反映这种变化,制表如下:

在表中若设各物体的质量m和半径R均相等,则均质薄壁圆筒、均质球壳、均质圆柱、均质小球绕转动轴的转动惯量逐渐减小,而只滚不滑条件斜面的倾角则逐渐增大。对形体相同质量分布形式相同的滚动物体,无论其质量m和半径R如何变化,只滚不滑条件总是不变的。如均质圆柱,就恒为:

arctg3

(2)当静摩擦系数f给定,由只滚不滑条件可确定斜面的倾角。对于一指定滚动物体,滚动物体与斜面的材料的表面光洁度一但确定,则静摩擦系数f就确定。这时由只滚不滑条件决定斜面倾角的大小。这个结果可在公路设计中得到应用。假设汽车有足够的动力,车轮与地面的精摩擦系数f可看成一定值。那么,公路的最大坡度应该满足只滚不滑条件,只是这时的只滚不滑条件要由车轮绕转动轴的转动惯量来确定。

(3)斜面的倾角一定,改变静摩擦系数f可满足只滚不滑条件。当滚动物体的转动惯量Ic一定,斜面的倾角一定,改变静摩擦系数f可满足只滚不滑条件。这个结果可在公路设计中得到应用。在公路中的一些路段,由于地形的原因大坡度角很大,汽车在上面行驶很容易打滑,特别是下雨天。为了解决这个问题,有意把混凝土路面拉毛,以增加静摩擦系数f,满足只滚不滑条件。在北方冬季由于气温低而使路面结冰,为了避免汽车在上面行驶时打滑,在车轮上装上防滑链条以增加静摩擦系数f,满足只滚不

滑条件。

参考文献

【1】

漆安镇、杜禅英,力学【M】北京:高等教育出版社,1999.2.18

【2】

郝桐生、理论力学(第二版)【M】北京:人民教育出版社,1982.2.15~2.24

范文五:倾斜面上太阳辐射计算与最佳位置确定 投稿:吴搇搈

第26卷,总第152期2008年11月,第6期

5节能技术6

ENERGYCONSERVATIONTECHNOLOGY

Vol126,Sum1No1152

Nov12008,No16

倾斜面上太阳辐射计算与最佳位置确定

李庆林,王平阳,杨 帆

(上海交通大学机械与动力工程学院,上海 200240)

摘 要:在对常用典型气象年的构成以及上海地区太阳辐射资源的分析基础上,利用Ecotect软件模拟了不同方位角和倾角下斜面接收太阳辐射的变化,并对太阳能集热装置安装方位角和倾角进行了最优化研究。研究表明:以最大年辐射总量为指标,上海地区太阳能集热装置最佳位置为方位角30b,倾角26b。计算结果与两组实验值对比表明,最大相对误差为318%。本文计算结果可为实际工程中太阳能集热装置的安装布置提供参考。

关键词:太阳能集热装置;最佳位置;数值模拟;有效性验证

中图分类号:TK512 文献标识码:A 文章编号:1002-6339(2008)06-0571-04

ComputationofSolarRadiationontheSlopeandConfirmationoftheOptimumArrangement

LIQing-lin,WANGPing-yang,YANGFan

(SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240)

Abstract:SolarradiationwithdifferentazimuthangleandobliquityinshanghaiwasresearchedbyECO-TECT1TheoptimumazimuthangleandobliquityforthesolarenergygatherequipmentwerealsoconductedbasedonthecomposingoftypicalweatheryearandthesolarresourceofShanghai1Theoptimumlocationofso-largatherequipmentinShanghaiwasgottenandthemaximumrelativeerrorwaslessthan4%.Theresaltsitcanbeusedinthesettingofthesolarequipmentinpracticalproject1

Keywords:solargatherequipment;optimumlocation;softwaresimulation;validityconfirming

模拟了不同方位角和倾角下斜面接收太阳辐射的变化,分析得到了上海地区太阳能集热装置的最佳安装位置以及最佳倾角随月份的变化,并与实测数据进行了对比,进而验证了Ecotect软件在本文计算中的有效性。

0 引言

近年来,我国太阳能产业得到迅猛发展,应用领域不断扩大。然而目前还有许多系统不能够长期高效运行,或存在大量浪费现象112,原因是长期以来人们对于太阳能集热装置最佳位置的重要性认识不足,未将其调整到最佳位置以获得最大太阳辐射量,进而影响了整个太阳能系统的运行效果。

本文在对常用典型气象年的构成以及上海地区太阳辐射资源做出分析的基础上,利用Ecotect软件

1 典型气象年和上海地区太阳辐射资源分析

111 典型气象年分析

典型气象年(TypicalMeteorologicalYear,TMY)提供了一年内各地逐时气象数据资料。它是由美国SANDIA国家实验室发展起来的,用数学统计的方法选出典型月,再由典型月构成典型年。作为典型月数据的九项指标是:水平总辐射、干球温度和露点温

收稿日期 2008-09-02 修订稿日期 2008-09-30作者简介:李庆林(1982~),男,硕士研究生。

度的极大值、极小值和平均值、风速的极大值和平均值,并按辐射占50%,其余占50%的比例加权处理,内部缺值用线性插值,头尾缺值用前后的值,两月之间连接处各取六个点(小时)采用三次曲线平滑连接。根据长期累积分布函数FS指标选出典型月,通过典型月构成典型年12,32。

我国地域广大,逐时的温度、湿度及太阳辐射资料不完整,这些都给建立典型气象年的工作带来极大困难。2005年清华大学与中国气象局合作利用近10年的逐时数据建立了270台站的热环境分析数据库,这是迄今为止覆盖我国台站最多的标准气象年数据库。该数据库已经得到了国际著名软件EnergyPlus的认可,采用其作为气象模拟的数据库,编号为CSWD。CSWD已经被转换成了固定格式,可供Ecotect软件读取。上海地区的典型气象年数据资料可由CSWD数据库获得。112 上海地区太阳辐射资源分析

城市建筑中相关太阳能设备的现场检测与效能评估,需要一套切实反应当地气象环境特点和规律的太阳辐射资料。由于太阳辐射受天气影响变化非常大,某一日在不同年份中的辐射值差异明显,而太阳辐射月总量在不同年份中变化相对稳定,宜采用此值来对太阳辐射进行比较分析。中国太阳能学会理事,我国太阳能光伏领域著名专家杨金焕教授及其团队,承担了2003年快速反应基金项目,创建了/中国太阳辐射资料库0软件。该软件收集了1982~2000年全国太阳辐射资料,内容包括全国98个1~3级气象台站的逐月太阳辐射量,建立了一个原始数据库。图1为不同数据源下的上海地区太阳月辐射总量情况

14,52

成果,开发出了一批专业模拟软件,其中Ecotect生态建筑大师就是一款全面的技术性能分析辅助设计软件,它由英国SquareOne公司开发,主要应用于方案设计阶段,具有直观、速度快、技术性强等优势。该软件包含一个气象工具,可以让用户直观的分析和转换气象数据,采用典型年的逐时气象数据资料(主要组成有气温、相对湿度、太阳水平直射辐射量、太阳水平散射辐射量、风速)。SquareOne公司官方提供的中国气象数据极少,但是用户可以通过自定义的方式来读取逐时气象数据。利用Ecotect软件,针对上海地区太阳能集热装置在空间摆放的不同位置来进行太阳辐射量分析。

211 倾斜面位置

描述太阳能集热装置安装位置的参数有两个,即方位角和倾角。倾斜面位置如图2

所示。

162

图2 倾斜面位置示意图

Fig12 Sketchoftheslopelocation

212 倾斜面太阳辐射模型

典型气象年数据库提供的太阳辐射量均为水平面上的辐射值,而太阳能集热装置一般倾斜安装,那么原始的气象数据就不能代表倾斜面上可以接收到的实际辐射量。因此,要得到倾斜面上的太阳辐射量,需要对实际情况作合理简化后建立相应的物理模型,然后通过复杂的计算来实现。倾斜面上太阳辐射模型如图3

所示。

图1 上海地区月辐射总量随月份的变化

Fig11 TotalmensalradiationinShanghaiarea

2 数值模拟

目前,计算机辅助建筑性能设计取得了丰硕的图3 倾斜面上太阳辐射模型图

Fig13 ModeloftheSlopeSolarRadiation

3 结果与分析

311 集热装置最佳位置研究

为了对不同位置上太阳能集热器所接收的太阳辐射进行分析,需要研究在不同倾角和不同方位角下斜面上的太阳辐射情况。

根据实际安装集热装置的情况,我们考虑倾斜面方位角从南偏东60b变化到南偏西45b,倾角从0b变化到90b的范围。以斜面在某个特定方位接收到的最大年辐射总量的指标为1,其余方位下的辐射

值均为最大值的百分比。

下,不同的月份,斜面所接收到的月辐射总量差异也比较大,这是由于每个月太阳的高度角不同而造成的结果,因此,每个月份均存在某个最佳倾角值,使得倾斜面在该月接收到最大辐射量。一般说来,在上海地区,夏季时太阳直射北半球,太阳高度角比较大,倾斜面只要有少量的倾角即可获得最大太阳辐射量;但是冬季太阳直射南半球,高度角比较小,要获得最大辐射量,则要求倾角比较大172

图6 不同月份对应的最佳倾角和日均辐射量

(负值表示南偏东)

Fig16 optimumlocationandmeandayradiation

ofdifferentmonth

图4 太阳年辐射总量变化(南偏西)

Fig14 changeoftheyearsolarradiation(southto

west)

312 Ecotect软件的有效性验证

实验方法:将两个辐射表固定在办公楼1、2上,并且与两套集热器的采光面取向一致。利用个人计算机和Keithley数据采集系统,实现对待测参数的自动采集与记录。设定系统每10min采集一次,连续采集2个月(20071211-200713131)。最后对数据进行统计处理,计算出日均辐射量。

主要仪器:PC机一部;TBQ-2型总辐射表(辽宁锦州三二二厂),灵敏度为71464LV/W#m2,感应时间[30s,稳定性和非线性均达到?2%,且在线性范围内其输出信号与太阳辐射强度成正比;Keith-ley数据采集系统;U型真空管太阳能集热器和带CPC反光板的U型真空管太阳能集热器各一套。

布置方式:办公楼1采用U型真空管太阳能集热器,安装方位角为0b,倾角为90b。办公楼2采用带CPC反光板的U型管式真空管太阳能集热器,安装方位角为0b,倾角为15b。

表1 太阳能集热器日平均辐射量实测值和计算值对比

日均辐射量(kW#h/m2#d)2月份办公楼1(90b倾角)2月份办公楼2(15b倾角)3月份办公楼1(90b倾角)3月份办公楼2(15b倾角)

实测数据21446216112132931149

计算值21480217122129131032

误差(%)114318116317

图5 太阳年辐射总量变化(南偏东)

Fig15 ChangeoftheYearSolarRadiation(southtoeast)

从图4-5可以看出,斜面在不同方位角和倾角下太阳辐射量的变化较大。在同一方位角下,辐

射量随倾角的增大首先增大,其后减小,中间存在一个最佳倾角,使其辐射量最大。对比不同位置下的年辐射总量,可以看到其最大值出现在方位角30b(南偏东),倾角26b位置,最大值为131417kW#h/(m2#d)。

从图6可以看出,即使在同一个方位角和倾角

由图9及表1数据可以看出,计算结果和实测

数据的相对误差均小于4%,说明了Ecotect软件在本文中太阳辐射计算中的有效性和计算结果的可信性。理论分析时的最佳情况,还需要根据当地建筑的外观构造,综合考虑各种因素影响,对最佳位置做出选择。

参考文献

112万蓉,刘加1建筑能耗用室外气象资料的研究历史与现状1J21工业建筑,2006,361

122杨洪兴,吕琳,娄承芝,等1典型气象年的选择及其对建筑能耗的影响1J21暖通空调,2005,35(1):130-1331

132杨柳,李昌华,刘加平1典型气象年生成方法及原始气象数据质量分析1J21气象科技,2006,34(5):596-5991

142杨金焕,葛亮1太阳辐射量与光伏系统优化设计软件1阳光能源,20051

152中国气象局气象信息中心气象资料室,清华大学建筑技术科学系1中国建筑热环境分析专用气象数据集1M21北京:中国建筑工业出版社,20051

162云鹏,周清惠1Ecotect在可持续建筑设计中的应用,20051

172肖凤,余庄1数值模拟气象资料在建筑能耗计算中的应用1J21华中建筑,2003,21(2):69-711

4 结论

通过模拟结果和实测结果的对比,验证了商用

软件Ecotect在太阳辐射计算中的有效性。当以最大年辐射总量为指标时,集热装置最佳位置只与摆放的方位角和倾角值有关,集热装置在安装时,存在最佳位置的选择问题。上海地区太阳能集热装置最佳位置为:方位角30b,倾角26b,对应的最大年辐射总量为131417kW#h/(m2#d)。

当以最大月辐射总量为指标时,集热装置最佳位置受太阳高度角影响,每个月份均存在一个最佳倾角值,使得倾斜面在该月接收到的辐射量最大。最佳倾角随月份有先减小后增大的趋势,最小倾角为-1b,最大倾角为51b。

实际安装太阳能集热装置时,不可能完全满足(上接第529页

)

及壳程压降的大小与折流板的螺旋角和介质流量的大小有直接关系。

(2)文中所得计算公式对泄流槽式螺旋折流板换热器的结构设计和强度设计具有一定的参考价值,但由于壳程压降计算的影响因素太多,因此,所得公式有一定的不足,有待今后进一步改进。其中

图2 换热系数随

体积流量变化曲线

包括通过增加实验介质、增多螺旋角角度等方法加大实验的数据量以提高公式的精度。

参考文献

112杨军,孙成家,陈保东1螺旋与弓形折流板换热器性能对比及螺旋角优化1J21辽宁石油化工大学学报,2005,25(2):59-621

122孙成家,杨军,陈保东1不同折流板换热器的传热与流阻性能对比1J21节能技术,2005,23(1):59-611

132刘魏,梁龙虎,刘云哲1冷换设备工艺计算手册1M21

图3 压降随体积流量的变化曲线北京:中国石化出版社,20031

142俞佐平1传热学1M21北京:高等教育出版社,19791

152钱颂文1换热器设计手册1M21北京:化学工业出版社,20021

1621日2幡野佐一1换热器1M21李云倩,林义英1北京:化学工业出版社,19871

172杨军1螺旋折流板换热器传热特性研究与计算机软件开发1D21抚顺:辽宁石油化工大学,20051

182孙成家1表面式换热器的研究1D21抚顺:辽宁石油化工大学,20051

192Zhang

zheng-guo,XuTan,

Fang

Xiao-ming1Experimentalstudyonheattransferenhancementofahelicallybaffleheatexchangercombinedwiththree-dimensionalfinnedtubes1j21AppliedThermalEngineering,2004,24(8):2293-23001

有所提高。这是由于螺旋折流板壳程结构特殊,水在壳程螺旋通道内流动时,水与管壁的剪切运动可以减薄边界层,减少传热热阻,达到强化传热的效

果。因此,泄流槽式螺旋折流板换热器在较大体积流量下更能发挥其强化传热的优势。

从图3可以看出,随着壳程体积流量的增大,泄流槽式螺旋折流板换热器壳程压降先有所降低,当流量继续增大时压降变大。

4 结论

(1)泄流槽式螺旋折流板换热器壳程传热系数

范文六:卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱 投稿:刘朣朤

(2007•海南)如图,卷扬机的绳索通过定滑轮用力 F 拉位于粗糙面 上的木箱,使之沿斜面加速向上移动.在移动过程中,下列说法正确 的是( )A.F 对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和 B.F 对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和 C.木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能 D.F 对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和 考点:功能关系;动能定理的应用;重力势能的变化与重力做功的关 系. 分析:对木箱进行受力分析,找出在木箱运动中有哪些力做功,做什 么功,同时结合功能关系找出能量之间的转化,由动能定理及机械能 守恒可得出各功及能量之间的关系.解答:解:在木箱移动过程中,受力分析如图所示.这四个力中,有重力、拉力和摩擦力做功. 重力做负功使重力势能增加,摩擦力做负功产生热能.因为物体加速 运动,根据动能定理,合力做的功等于动能的增量. 而机械能等于动能与重力势能之和,

故 F 做的功等于木箱增加的动能与重力势能以及克服摩擦力所做的 功,所以 AB 错误,CD 正确 答案:CD. 点评:功能关系及动能定理等内容可以帮助我们更加快捷地解出题 目,故在学习中一定要学会分析题目中的能量关系,并能灵活准确地 应用动能定理及功能关系.1、2005 年 7 月 26 日,美国"发现号"航天飞机从肯尼迪航天中心发射升空,飞行中一只飞 鸟撞上了航天飞机的外挂油箱,幸好当时速度不大,航天飞机有惊无险.假设某航天器的总 质量为 10t,以 8km/s 的速度高速运行时迎面撞上一只速度为 10m/s、质量为 5kg 的大鸟, 碰撞时间为 1.0× 10-5s,则撞击过程中的平均作用力约为 A A.4× l09N B.8× 109 N C.8× l012N D.5× 106 N 2、将质量为 M=3m 的木块固定在光滑水平面上,一颗质量为 m 的子弹以速度 v0 沿水平 方向射入木块,子弹射穿木块时的速度为 v0/3;现将同样的木块放在光滑的水平面上,相 同的子弹仍以速度 v0 沿水平方向射入木块,则子弹 A A.不能射穿木块,子弹和木块以相同的速度做匀速运动 B.能射穿木块 C.刚好能射穿木块,子弹射穿木块时速度为 0 D.刚好能射穿木块,子弹射穿木块时速度大于 3、如图所示为康普顿效应示意图,光子与一个静止的电子发生碰撞,图中标出了碰撞后电 子的运动方向。设碰前光子频率为 v,碰后为 v′,则关于光子碰后的运动方向和频率的说法 中正确的是 ( ) A.可能沿图中①方向 B.可能沿图中②方向 C.v= v′ D.v

6、向空中发射一物体,不计空气阻力.当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成 、 b 两块,若质量较大的 块的速度方向仍沿原来的方向,则: )CD ( A.b 的速度方向一定与原速度方向相反; B.从炸裂到落地的这段时间里, 飞行的水平距离一定比 b 的大; C. 、b 一定同时到达水平地面; D.在炸裂过程中, 、b 受到的爆炸力的冲量大小一定相等。 7、光滑桌面上的质量为 M 的光滑木板,在水平恒力 F 作用下运动,另一质量为 m 的物块, 自某一高度自由落下,正好击中该木板,则( )A A.木板始终以加速度 a=F/M 运动 B.若物块击中木板后,不再跳起,则板的加速度 a=F/(M+m) C.若物块与木板碰撞后弹起来,则物块与木板接触时,板的加速度 a=F/(M+m) ,在其他 时间,板的加速度 a=F/M 8、一颗子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块,并从中穿出,对于这一过 程,下列说法正确的是 BD (A)子弹减少的机械能等于木块增加的机械能 (B)子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统内能的增加量[来源:学,科,网] (C)子弹减少的机械能等于木块增加的动能和内能之和 (D)子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块系统增加的内能之和 9、质点所受的合力 F 随时间 t 变化规律如图所示,力的方向在一直线上,已知 t=0 时质点 速度为零,在图示的 t1、t2、t3 和 t4 各时刻中,哪一时刻质点的动能最大 B (A)t1 (B)t2 (C)t3 (D)t4 10、如图所示,一物体在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲线运动,当物体从 M 点运动 到 N 点时,其速度方向恰好改变了 90°,则物体在 M 点到 N 点的运动过程中,物体的动能 将( ) C A.不断增大 B.不断减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小 11、一辆汽车从静止出发,在平直的公路上加速前进,如果发动机的功率一定,则下面说法 中正确的是 C A.汽车的加速度是不变的 B.汽车的加速度与它的速度成正比 C.汽车的加速度随时间减小 D.汽车的动能与它通过的路程成正比 12、如图所示,一个滑雪运动员从左侧斜坡距离坡底 8m 处自由滑下,当下滑到距离坡底 s1 处时,动能和势能相等(以坡底为参考平面) ;到坡底后运动员又靠惯性冲上斜坡(不计 经过坡底时的机械能损失) ,当上滑到距离坡底 s2 处时,运动员的动能和势能又相等,上滑 的最大距离为 4m.关于这个过程,下列说法中正确的是 BC A.摩擦力对运动员所做的功等于运动员动能的变化 [来源:学,科,网] B.重力和摩擦力对运动员所做的总功等于运动员动能的变化 A. s1<4m,s2>2m D.s1>4m,s2<2m13、一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用,在一段时间内的速度随时间变化情况如

右图所示.则拉力的功率随时间变化的图象可能是下图中的(g 取 10m/s2)B14、如图所示,两个完全相同的小球 A、B,在同一高度处以相同大小的初速度 v0 分别水 平抛出和竖直身上抛出,下列说法正确的是 C A.两小球落地时的速度相同 B.两小球落地时,重力的瞬时功率相同 C.从开始运动至落地,重力对两小球做功相同 D.从开始运动至落地,重力对两小球做功的平均功率相同 15、一物体以初速度 V0 冲上光滑斜面 AB,并能沿斜面升高h,则下列说法中正确的是 D A.若把斜面从 C 点锯断,由机械能守恒定律知,物体冲出 C 点后仍能升到h高度处 B.若把斜面弯成弧形,物体仍能沿轨道 AB/升到h高度处 C.无论把斜面从 C 点锯断或弯成弧状,物体都不能升到h高度处,因为机械能不守恒 D.无论把斜面从 C 点锯断或弯成弧状,物体都不能升到h高度处,但是机械能仍守恒 16、如图所示,质量为 m 的小球用长为 L 的细线悬挂且静止在竖直位置,现用水平恒力 F 将小球拉到与竖直方向成倾角 θ 的位置,而且拉到该位置时小球的速度刚好为零.在此过 程中,拉力 F 做的功为 AC A.FLsinθ B.FLcosθ C.mgL(1-cosθ) D.mgL(1-sinθ) 17、如图所示为牵引力 F 和车速倒数 1/V 的关系图像。若一汽车质量为 2× 103 ㎏,它由静 止开始沿平直公路行驶,且行驶中阻力恒定,设其最大车速为 30 m/s,则 ABD A.汽车所受阻力为 2× 103N B.汽车在车速为 15 m/s,功率为 6× 104 W C.汽车匀加速的的加速度为 3m/s2 D.汽车匀加速所需时间为 5s18、光滑斜面上右一个小球自高为 h 的 A 处由静止开始滚下,抵达光滑的水平面上的 B 点 时速率为 V0.光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的阻挡条,如 图所示,小球越过 n 条阻挡条后停下来.若让小球从 2h 高处以初速度 V0 滚下,则小球能 越过阻挡条的条数为(设小球每次越过阻挡条时损失的动能相等) C A.n B.2n C.3n D.4n 19、如图所示,质量 m=1kg、长 L=0.8m 的均匀矩形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌 子边缘相平.板与桌面间的动摩擦因数为 μ=0.4.现用 F=5N 的水平力向右推薄板,使它翻 下桌子,力 F 做的功至少为(g 取 10m/s2)B A.1J B.1.6J C.2J D.4J

20、如图所示,质量为 m 的物体放在光滑的水平面上,两次用力拉物体,都是从静止开始, 以相同的加速度移动同样的距离,第一次拉力 F1 的方向水平,第二次拉力 F2 的方向与水 平方向成 α 角斜向上。在此过程中,两力的平均功率为 P1 和 P2,则( )B A. B. C. D.无法判断 21、如图,卷扬机的绳索通过定滑轮用力 F 拉位于粗糙斜面上的木箱,使之沿斜面加速向 上移动.在移动过程中,下列说法中正确的是 A.木箱克服重力所做的功等于木箱机械能的增加 B.F 对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和 C.F 对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和 D.F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和22、 如图所示, 质量为 m 的小球 A 沿高度为 h 倾角为 θ 的光滑斜面以初速 v0 滑下. 另一质 量与 A 相同的小球 B 自相同高度由静止落下,结果两球同时落地。下列说法正确的是 ( ) AB A.重力对两球做的功相同 B.落地前的瞬间 A 球的速度大于 B 球的速度 C.落地前的瞬间 A 球重力的瞬时功率大于 B 球重力的 瞬时功率 D.两球重力的平均功率相同[来源:Zxxk.Com] 23、如图,质量为 M、长度为 l 的小车静止在光滑的水平面上.质量为 m 的小物块(可视 为质点)放在小车的最左端.现用一水平恒力 F 作用在小物块上,使物块从静止开始做匀加 速直线运动.物块和小车之间的摩擦力为 Ff.物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离 为 s.在这个过程中,以下结论正确的是 BC A.物块到达小车最右端时具有的动能为 F (l+s) B.物块到达小车最右端时,小车具有的动能为 Ff s C.物块克服摩擦力所做的功为 Ff (l+s) D.物块和小车增加的机械能为 Ff s 24、如图所示,水平面上的轻弹簧一端与物体相连,另一端固定在墙上 P 点,已知物体的 质量为 m=2.0kg,物体与水平面间的动摩擦因数 μ=0.4,弹簧的劲度系数 k=200N/m.现用 力 F 拉物体,使弹簧从处于自然状态的 O 点由静止开始向左移动 10cm,这时弹簧具有弹性 势能 EP=1.0J,物体处于静止状态.若取 g=10m/s2,则撤去外力 F 后 BD A .物体向右滑动的距离可以达到 12.5cm B .物体向右滑动的距离一定小于 12.5cm C. 物体回到 O 点时速度最大 D. 物体到达最右端时动能为 0,系统机械能不为 025、某滑沙场有两个坡度不同的滑道 AB 和 AB'(均可看作斜面) ,甲、乙两名旅游者分别乘 两个完全相同的滑沙撬从 A 点由静止开始分别沿 AB 和 AB'滑下,最后都停在水平沙面 BC 上,如图所示.设滑沙撬和沙面间的动摩擦因数处处相同,斜面与水平面连接处均可认为是 圆滑的,滑沙者保持一定姿势坐在滑沙撬上不动.则下列说法中正确的是 AC A.甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程

B.甲在 B 点的动能一定大于乙在 B'点的动能 C.甲在 B 点的速率一定大于乙在 B'点的速率 D.甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移 26.物体在一个不为零的向上的提力作用下参与了下列三种运动:匀速上升、加速上升和 减速上升.关于这个物体在这三种情况下机械能的变化情况,正确的说法是 C[来源:学科 网 ZXXK] A.匀速上升机械能不变,加速上升机械能增加,减速上升机械能减小 B.匀速上升和加速上升机械能增加,减速上升机械能减小 C.三种情况下,机械能均增加 D.由于这个提力和重力大小关系不明确,不能确定物体的机械能的增减情况 27.如图所示,某人将质量为 m 的石块从距地面 h 高处斜向上方抛出,石块抛出时的速度 大小为 v0,不计空气阻力,石块落地时的动能为 D A. B. C. D. 28. 如图所示,质量为 m 的物体在恒力 F 的作用下以一定的初速度竖直向上运动,物体的 加速度方向向下,空气阻力不计,则物体的机械能 A A.一定增加 B.一定减少 C.一定不变 D.可能增加,也可能减少 29.静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力 F 作用下,沿 x 轴方向运动, 拉力 F 随物块所在位置坐标 x 的变化关系如图所示,图线为半圆.则小物块运动到 x0 处时 的动能为 C A.0 B. C. D. 30、汽车在平直的公路上行驶,某一段时间内汽车的功率随时间的变化如图所示,设汽车 运动过程中受到的阻力不变,则在这一段时间内汽车的运动情况可能是 AD A.汽车做匀速直线运动 B.汽车做匀加速直线运动 C.汽年做加速度增加的加速直线运动 D.汽车做加速度减小的加速直线运动 31、某人从一楼匀速率步行到三楼的过程中,下述说法正确的是 D A.楼梯对人的支持力做功等于人的重力势能的增加 B.楼梯对人的支持力做功等于人的机械能的增加 C.楼梯对人做的功不为零 D.人克服重力做的功等于其重力势能的增加 32、物体在一个不为零的向上的提力作用下参与了下列三种运动:匀速上升、加速上升和 减速上升.关于这个物体在这三种情况下机械能的变化情况,正确的说法是( )C A.匀速上升机械能不变,加速上升机械能增加,减速上升机械能减小 B.匀速上升和加速上升机械能增加,减速上升机械能减小 C.三种情况下,机械能均增加 D.由于这个提力和重力大小关系不明确,不能确定物体的机械能的增减情况 33、如图,卷扬机的绳索通过定滑轮用力 F 拉位于粗糙斜面上重为 G 的木箱,使之沿斜面 匀速向上移动.在移动过程中,木箱受到斜面的摩擦力为 Ff.下列说法正确的是 ACD (A)F 和 Ff 对木箱做的功代数和等于木箱增加的机械能 (B)F 对木箱做的功等于木箱增加的动能

(C)木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能 (D)F、G 和 Ff 对木箱做的功代数和等于零 34、如图所示,质量均为 m 的物体 A、B 通过一劲度系数为 k 的轻弹簧相连,开始时 B 放 在地面上,A、B 都处于静止状态.现用手通过细绳缓慢地将 A 向上提升距离 L1 时,B 刚要 离开地面,此过程手做功 W1、手做功的平均功率为 P1;若将 A 加速向上拉起,A 上升的距 离为 L2 时,B 刚要离开地面,此过程手做功 W2、手做功的平均功率为 P1.假设弹簧一直 在弹性限度范围内,则 ( )C A.L1 = L2 = B.L2 > C.W2 > W1 D.P2< P1 35、如图所示,在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧,上端 O 点与管口 A 的距离为 2Xo, 一质量为 m 的小球从管口由静止下落,将弹簧压缩至最低点 B,压缩量为 xo,不计空气阻 力,则 AD A.小球运动的最大速度大于 2V B.小球运动中最大加速度为 g C.弹簧的劲度系数为 mg/xo D.弹簧的最大弹性势能为 3mgxo 36、某物体在沿斜面向上的拉力 F 作用下,从光滑斜面的底端运动到顶端,它的动能增加 了△EK ,势能增加了△EP .则下列说法中正确的是:BCD A. 拉力 F 做的功等于△EK ; B. 物体克服重力做的功等于△EP ; C.合外力对物体做的功等于△EK ; D. 拉力 F 做的功等于△EK +△EP 37、一物体放在升降机底板上,随同升降机由静止开始竖直向下运动,运动过程中物体的 机械能与物体位移关系的图象如图所示,其中过程的图线为曲线,过程的图线为直线.根据 该图象,下列判断正确的是 ABD A.过程中物体所受合力一定是变力 B.过程中物体可能在做匀速直线运动 C.过程中物体可能在做变加速直线运动 D.过程中物体的动能可能在不断增大 38、如图所示,质量均为 m 的物体 A、B 通过一劲度系数为 k 的轻弹簧相连,开始时 B 放 在地面上,A、B 都处于静止状态.现用手通过细绳缓慢地将 A 向上提升距离 L1 时,B 刚要 离开地面,此过程手做功 W1、手做功的平均功率为 P1;若将 A 加速向上拉起,A 上升的距 离为 L2 时,B 刚要离开地面,此过程手做功 W2、手做功的平均功率为 P1.假设弹簧一直 在弹性限度范围内,则 C A.L1 = L2 = B.L2 > C.W2 > W1 D.P2< P1 39、如右图所示,一块长木板 B 放在光滑的水平面上,再在 B 上放一物体 A,现以恒定的 外力拉 B, A、B发生相对滑动,A、B 都向前移动一段距离.在此过程中 BD A.外力 F 做的功等于 A 和 B 动能的增量 B.B 对 A 的摩擦力所做的功等于 A 的动能增量

C.A 对 B 的摩擦力所做的功等于 B 对 A 的摩擦力所做的功 D.外力 F 对 B 做的功等于 B 的动能的增量与 B 克服摩擦力所做的功之和 40、从地面竖直上抛一个质量为 m 的小球,小球上升的最大高度为 H,设上升过程中空气 阻力 Ff 恒定。在小球从抛出到上升至最高处的过程中,下列说法正确的是 C A.小球的动能减少 mgH B.小球的动能减少 FfH C.小球的机械能减少 FfH D.小球的机械能减少(mg+Ff)H 41、从空中某点以 E1 = 1J 的初动能水平抛出一小球,小球刚要落地时的动能 E2 = 4J,不 计空气阻力。则小球刚要落地时的速度方向与水平方向的夹角为 c A.45° B.30° C.60° D.37° 42、汽车在平直公路上以速度 v0 匀速行驶,发动机功率为 P,牵引力为 F0。t1 时刻,司机 减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到 t2 时刻,汽车又恢 复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。下面几个关于汽车牵引力 F、汽车 速度 v 在这个过程中随时间 t 变化的图像中正确的是 AD43、一物体沿着直线运动的 v-t 图象如图所示,已知前 2s 内合外力对物体做的功为 W,则: ( ) BC A.从第 1s 末到第 2s 末合外力做的功为 W B.从第 3s 末到第 5s 末合外力做的功为-W C.从第 5s 末到第 7s 末合外力做的功为 W D.从第 3s 末到第 5s 末合外力做的功为 W 44、自动充电式电动车的前轮装有发电机,发电机与蓄电池连接.骑车者用力蹬车或电动 车自动滑行时, 发电机向蓄电池充电, 将其他形式的能转化成电能储存起来. 现使车以 500J 的初动能在粗糙的水平路面上自由滑行, 第一次关闭自充电装置, 其动能随位移变化关系如 图线①所示;第二次启动自充电装置,其动能随位移变化关系如图线②所示,则第二次向蓄 电池所充的电能是 ( )A A.200J B.250J C.300J D.500J 45、竖直上抛一球,球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于球的速度,下述分析正确 的( )C A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功 B.上升过程中克服阻力做的功等于下降过程中克服阻力做的功 C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率 D.上升过程中克服重力做功的最大瞬时功率等于下降过程中重力做功的最大瞬时功率 46、利用传感器和计算机可以测量快速变化的力。如图是用这种方法获得的弹性绳中拉力 随 时间的变化图线。实验时,把小球举高到绳子的悬点 O 处,然后让小球自由下落。从此 图线所提供的信息,判断以下说法中正确的是 A.t1 时刻小球速度最大 B.t2 时刻绳子最长 C.t3 时刻小球动能最小 D.t3 与 t4 时刻小球动能相同 答案:BD 小球自由下落时绳中拉力为零;t1 时刻绳子拉紧并开始伸长,因为重力大于绳中

拉力且拉力逐渐增大,故小球做加速度减小的加速运动,加速度为零的时刻速度最大;然后 绳子继续拉伸,因为绳中拉力大于重力且拉力继续增大,故小球做加速度增大的减速运动, t2 时刻速度为零而绳子最长,所以答案 B 正确;再以后小球反方向先做加速度减小的加速 运动,再做加速度增大的减速运动,t2 时刻回到绳子原长的位置,t1 时刻与 t2 时刻小球高 度相等,绳子拉力为零,根据机械能守恒定律知小球的动能相等。由对称性知 t1 时刻与 t2 时刻小球运动情况完全对应,故答案 D 正确。 47、一轻弹簧的一端固定在地面上,另外一端与质量为 m 的物体相连,静止时如图所示, 现在 m 上竖直向下施加一力 F,下降 h 后无初速释放,则( )AD A.物体运动是以某一位置为平衡位置、振幅为 h 的简谐振动 B.物体 m 的最大动能为 mgh C.物体在上升到最高点的过程中弹性势能一定先减小后增大 D.物体在上升到最高点的过程中动能一定先增大后减小 蹦极运动员将一根弹性长绳系在身上, 弹性长绳的另一端固定在跳台上, 运动员从跳台上跳 下, 如果把弹性长绳看做是轻弹簧, 运动员看做是质量集中在重心处的质点, 忽略空气阻力, 则下列论述中正确的是 ( )BC A.运动员的速度最大时,系统的重力势能和弹性势能的总和最大 B.运动员的速度最大时,系统的重力势能和弹性势能的总和最小 C.运动员下落到最低点时,系统的重力势能最小,弹性势能最大 D.运动员下落到最低点时,系统的重力势能最大,弹性势能最大 48、光滑水平面上静置一质量为 M 的木块,一质量为 m 的子弹以水平速度 v1 射入木块, 以速度 v2 穿出,木块速度变为 v,在这个过程中,下列说法中正确的是 D A.子弹对木块做的功为 1/2 mv1 2 一 1/2 mv2 2 B.子弹对木块做的功等于子弹克服阻力做的功 C.子弹对木块做的功等于木块获得的动能与子弹跟木块间摩擦产生的内能之和 D.子弹损失的动能转变成木块获得的动能与子弹跟木块间摩擦产生的内能之和 49、下列有关能量的说法正确的是 ( )AC A. 重力对物体做的功与物体的运动路径无关, 重力做的功等于物体重力势能的减少量 B. 重力势能、弹性势能、电势能、动能都属于机械能 C.能量的耗散现象从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性,也告诫了我们: 自然界的能量虽然守恒,但还是要节约能源 D.电场力做的功等于电荷电势能的变化量 50、潮汐是一种常见的自然现象。发生在杭州湾钱塘江入海口的"钱江潮"是闻名世界的潮汐 现象,在农历初一和十五前后各有一次大潮,在两次大潮之间又各有一次小潮。下列有关潮 汐现象认识正确的是 ( )BC A .世界各地的潮汐都是一天涨落两次,没有一天涨落一次的地区 B.由于半日潮两次高潮之间的时间间隔约 12 小时 25 分,故潮汐现象也与地球自转有关 C 每月出现两次大潮时,太阳,地球、月亮基本在一直线上 D 每月出现两次小潮时,地球在太阳和月亮之间 51、在"蹦极"运动中,运动员身系一根自然长度为 L、弹性良好的轻质柔软橡皮绳,从高处 由静止开始下落到达最低点.在此下落过程中若不计空气阻力,则下列说法正确的是 BC A.下落高度为 L 时,人的动能最大,绳的弹性势能同时也达到最大 B.下落高度为 L 后,在继续下落的过程中,人的动能先增大后变小,绳的弹性势能一直变 大 C.下落高度为 L 后,在继续下落的过程中,人的机械能的减少量等于绳的弹性势能的增加

量 D.下落高度为 L 后,在继续下落到达最低点过程中,人的动能的减少量等于绳的弹性势能 的增加量 52、生产、生活中使用的许多设备都可看作能量转换器,它们把能量从一种形式转化为另 一种形式。下列设备在工作过程中把电能主要转化为动能的是 A A 电风扇 B.发电机 C 电磁炉 D.电饭煲 53、某人将静止的物体举高 h 时其速度为 v,则下列说法正确的是 A A.物体克服重力做的功等于物体重力势能的增加 B.物体所受合外力对它做的功等于物体重力势能的增加 C 人对物体做的功等于物体重力势能的增加 D 重力对物体做的功等于物体动能的增加 54、在讨论做功与哪些因素有关时,有下列三种过程:a.用水平推力 F 推一质量为 m 的 物体,在光滑水平面上前进 S;b.用水平推力 F 推一质量是 2m 的物体,在粗糙水平面上 前进 S;c.用与光滑斜面平行的推力 F 推一质量为 2m 的物体,沿斜面向上前进 S。则关于 力 F 在以上过程中做功多少的说法正确的是 D A.a 做功最多 B.b 做功最多 C c 做功最多 D.做功一样多 55、如图所示,某一真空室内充满竖直向下的匀强电场 E,在竖直平面内建立坐标系 xoy, 在 y

范文七:母题二十四。物体沿光滑杆光滑斜面下滑问题 投稿:谢夦大

母题二十四。物体沿光滑杆光滑斜面下滑问题

【解法归纳】由物体受力分析入手,将物体所受重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解,应用牛顿第二定律求出物体沿斜面的加速度,再由题图中几何关系表示出斜面长度(下滑位移),应用初速度为零的匀加速直线运动规律得出时间t的表达式,分析得出正确选项。

典例24.(2004全国理综卷2)如图2.1所示,ad、bd、cd是竖直面

内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d 位于同一圆周上, a点为圆

周的最高点,d点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环(图中

未画出),三个滑环分别从 a、b、c处释放(初速为0),用t1、、、

t2、、t3 依次表示各滑环到达d所用的时间,则

A.t1 、t2、>t3

C.t3 > t1、>t2、 D.t1=、t2、=t3

解析:设圆的直径为s1,小滑环从a处下落,做自由落体运动,由s1=图2.1 12gt1,解得t1

2设bd与ad的夹角为θ,小滑环从b处下滑,由牛顿第二定律可知mgcosθ=ma,加速度为a=gcosθ,由s2=1gcosθ t22,s2= s1cosθ,解得t2

2同理,小滑环从c处下滑,解得t3

【答案】D 。 衍生题1. . 如图2.3所示,ad、be、cf是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、O位于上面小圆的圆周上,O、d、e、f位于下面较大的另一个圆周上,b点为上面圆周的最高点,e点为下面圆周的最低点。每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从 a、b、c点释放(初速为0),分别沿ad、be、cf光滑细杆下滑,用t1、、t2、、t3 依次表示各滑环、

分别到达d、e、f所用的时间,则

A.t1 、t2、>t3

C.t3 > t1、>t2、 D.t1=、t2、=t3 图2.3

解析:设上面小圆直径为2r,下面大圆直径为2R,小滑环沿be下滑,做自由落体运动,由s1=12gt1,s1=2(R+r),解得t1

;设ad与be的夹角为θ,小滑环从a

处下滑,由2

牛顿第二定律可知mgcosθ=ma,加速度为a=gcosθ,由s2=1gcosθ t22,s2=2(R+r) cosθ,解2

得t2

; .。正确选项为D。 同理,小滑环从c处下滑,解得t3

衍生题2.如图2.4所示,圆柱形的仓库内有三块长度不同的光滑滑板AO、BO、CO,其下部都固定在底部圆心O,而上端则搁在仓库侧壁上,三块滑板与水平面的夹角依次是30°、45°、60°。若有三个装满粮食的麻袋同时分别放在三滑板的A、B、C处从静止开始下滑,则

A. A处麻袋最先到达O点

B. B处麻袋最先到达O点

C. C处麻袋最先到达O点

D. AC处麻袋同时到达O点

解析:三块长度不同的光滑滑板构成的斜面底边长度均为圆柱形地面的半径R,则R/cos=图

2.4 1gsin·t2,解得t2=4R/gsin2。显然当=45°时,t最小,B处麻袋最先到达O点,2

选项B正确;当=30°时和=60°时,sin2的值相同,t相同,AC处麻袋同时到达O点,选项D正确。

【答案】:BD

衍生题3.三个长度不同的光滑斜面,其斜面顶端分别处于同一竖直线

上,底端处于同一点。已知斜面AO与水平面的夹角为60°,斜面BO

与水平面的夹角为45°,斜面CO与水平面的夹角为30°,三个质点ABC

分别从斜面顶端无初速度沿光滑斜面下滑,则

A. 质点A最先到达O点

B. 质点B最先到达O点

C. 质点C最先到达O点

D. 三个质点同时到达O点

解析:三块长度不同的光滑斜面其斜面底边相等,设底边长度为L,则L/cos=图2.5 1gsin·t2,2解得t2=4R/gsin2。显然当=45°时,t最小,质点B最先到达O点,选项B正确。

【答案】:BD

范文八:maksim母题二十四_物体沿光滑杆光滑斜面下滑问题 投稿:段棿椀

掌握母题100例,触类旁通赢高考

高考题千变万化,但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题,掌握母题解法,使学生触类旁通,举一反三,可使学生从题海中跳出来,轻松备考,事半功倍。

母题二十四、物体沿光滑杆光滑斜面下滑问题

【解法归纳】由物体受力分析入手,将物体所受重力沿斜面方向和垂直斜面方向分解,应用牛顿第二定律求出物体沿斜面的加速度,再由题图中几何关系表示出斜面长度(下滑位移),应用初速度为零的匀加速直线运动规律得出时间t的表达式,分析得出正确选项。

典例24.(2004全国理综卷2)如图2.1所示,ad、bd、cd是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、d 位于同一圆周上, a点为圆周的最高点,d点为最低点。每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从 a、b、c处释放(初速为0),用t1、、t2、、t3 依次表示各滑环到达d所用的时间,则 、A.t1 、t2、>t3 C.t3 > t1、>t2、 D.t1=、t2、=t3

解析:设圆的直径为s1,小滑环从a处下落,做自由落体运动,由s1=

12

图2.1

gt12,解得t1;

设bd与ad的夹角为θ,小滑环从b处下滑,由牛顿第二定律可知mgcosθ=ma,加速度为a=gcosθ,由s2=

12

gcosθ t22,s2= s1cosθ,解得t2

同理,小滑环从c处下滑,解得t3【答案】D

衍生题1. . 如图2.3所示,ad、be、cf是竖直面内三根固定的光滑细杆,a、b、c、O位于上面小圆的圆周上,O、d、e、f位于下面较大的另一个圆周上,b点为上面圆周的最高点,e点为下面圆周的最低点。每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),三个滑环分别从 a、b、c点释放(初速为0),分别沿ad、be、cf光滑细杆下滑,用t1、、t2、、t3 依次表示各滑环分别、到达d、e、f所用的时间,则

A.t1 、t2、>t3

C.t3 > t1、>t2、 D.t1=、t2、=t3

解析:设上面小圆直径为2r,下面大圆直径为2R,小滑环沿be下滑,做自由落体运动,由s1=

12

gt12,s1=2(R+r),解得t1

ad与be的夹角为θ,小滑环从a处下滑,由牛

12

顿第二定律可知mgcosθ=ma,加速度为a=gcosθ,由s2=

gcosθ t2,s2=2(R+r) cosθ,解得

2

t2

同理,小滑环从c处下滑,解得t3

.。正确选项为D。

衍生题2.如图2.4所示,圆柱形的仓库内有三块长度不同的光滑滑板AO、BO、CO,其下部都固定在底部圆心O,而上端则搁在仓库侧壁上,三块滑板与水平面的夹角依次是30°、45°、60°。若有三个装满粮食的麻袋同时分别放在三滑板的A、B、C处从静止开始下滑,则 A. A处麻袋最先到达O点 B. B处麻袋最先到达O点 C. C处麻袋最先到达O点 D. AC处麻袋同时到达O点

解析:三块长度不同的光滑滑板构成的斜面底边长度均为圆柱形地面的半径R,则R/cos=

12

2.4

gsin·t2,解得t2=4R/gsin2。显然当=45°时,t最小,B处麻袋最先到达O点,选项

B正确;当=30°时和=60°时,sin2的值相同,t相同,AC处麻袋同时到达O点,选项D正确。 【答案】:BD

衍生题3.三个长度不同的光滑斜面,其斜面顶端分别处于同一竖直线上,底端处于同一点。已知斜面AO与水平面的夹角为60°,斜面BO与水平面的夹角为45°,斜面CO与水平面的夹角为30°,三个质点ABC分别从斜面顶端无初速度沿光滑斜面下滑,则 A. 质点A最先到达O点 B. 质点B最先到达O点 C. 质点C最先到达O点 D. 三个质点同时到达O点

- 2 -

图2.5

- 3 -

范文九:斜面上的物体下滑的时间与斜面倾角的关系 投稿:于鰂鰃

卷第 期 !!! 年

/

,

.

/

0−

/

∀ # ∃ % &∋ % ( ) ∗ ∋ # ) +

1 !!!2

/

问题 讨 论

斜 面 上 的物 体 下 滑 的 时 间 与 斜 面 倾 角 的关 系

李顺 才

卓士 创

,

1徐 州 师 范 大学 技 术 教 育 学 院 江 苏

!

2

问翅

、 9

/

所示 设 物 体 由斜 面 顶端 无初速 下

滑 当 斜 面 的 水 平跨 度

.

,

如图

,

及 物 体与 斜 面 间 的 动

摩擦 因 数

3

一定 时 物

,

‘一 5 6 6 一 6 5 一 6 一5 5 二匕 一

7

体 在 斜 面上 滑 行 的 时 间

与斜 面 的倾角 夕有何 分析 图

卜 一一 一 8

一一

5

图 .

; 黔野 竺 : ; … 犯 蒸 也二

斜 面 无摩

丫 票磊刁亚平互 爵

=

当 “一

> 五

,

,

有最, 值

?

≅ ’

>‘

!

Α。Β

关系 4

中 物 休 在 斜 面 上受到 的 合 外 力 为

Χ 9 , =

ΔΕ Φ

,

1 2 当 Α!

夕Κ

Α!

!

Κ

Ν

Λ 一 甲Κ

Λ!

/

!

, 一 甲 即

>

Μ 恻 Κ

3

,

“一 , Γ Η

Ι − Δ

Β

,

3

的 增大 而 增 大

Λ!

!

因 此 物体沿斜 面 方 向 向下 的 加速度 为

ϑ

1 > 2 假 定 Λ 一 尹9

/

, ! , 一 甲 即 口9 Α ! 则 ,

6 !

/

9 Η 1Δ ΕΦ 夕 一 产Β − Δ 夕2

/

这 意 味 着 物 体将 变 成 竖 直 落体 运 动 永 远 无 法 到 达 点

7

斜面 上 物体 下 滑 时 间 来表 示

/

3

与 斜 面倾 角 Ν 的 关 系 可 用

应 用 举例

Θ 例 〕如 图

1. 2

,

Π

所示 一加

,

式中

Π

甲9

Ο 3 Φ ϑ Ι ϑ

/

由 1 2 式知 当

,

. 产一

,

工机械 的 进料台 为滑 板 斜 面 已 知 料 与 滑 面 间 的 动摩 擦因数为 ! 水 平距 离 为

间 是多少 4

/

定 时 物体 在斜

,

/

,

面上 的下滑时间

是 斜 面 倾角

Λ

的 函数

人 机 安全 的

Γ

/

试 求斜 面

讨论 首 先确 定 12 式 中 的 1 夕 一 叻 角 的 取 值 范 围 由

/

倾 角 为 多大 时 料 块 在 斜 面 上 滑 行 的 时 间 最 短 4 最 短 时

,

6 = 1Δ ΕΦ ϑ 一

二!

>

。 一 Η 2

石下歹

Δ

ΕΦ 1

解 已知

沪9

ϑ ΟΙ

?

产 9

!

/

,

由此 可 得 摩 擦 角

3ϑ Φ −

/

!

可 知 口》 价

,

3ϑ Φ . 3

6

>

!

ϑΟ Β

6

>

!

/

Π

!

/

又 斜 面 倾角 ϑ Κ Α !

当倾 角

1 2

Λ!

/

Λ 9

Μ 侧

Μ

,

/

Π

!

Ρ

9

>!

/

Ν>

!

故取

1

Ν

Κ

Α!

!

/

时 料 块 在 斜 面 上 滑 行 的 时 间最 短 且 有

,

由此 得

尹1

Ν 一 中Κ

一 砰

1Π 2

下 面 在 12

1 2 式 讨论

3

1Π 两 式 所 确 定 的 角 度 范 围 内 根 据 2

/

3

夕 的关 系

,

1 2 当 Ν 一 尹 9 甲 即 ϑ 9 少时

/

ϑ

一 。

,

物 体无 初 速

>

!

不能 下 滑

护随 ϑ

,

6 Ι −

1 2 当 护Κ

Ν 一 护Κ Α !

/

!

,

Κ

>

口Κ

十 州 时

,

,

,

示亏

>

Β− Δ 口 Ρ 二 承石 丙 9 乌

.

Η 1Β −

Δ

陇ΕΦ Δ 一

娜!

>

> 盆

Λ2

的 增 大而 减 小

1Π 2 当 口 一 价 9 Α !

!

,

即 口9

Μ 对 时

3

有 最小

Η

Δ 1Σ ΕΦ 氏 !

. 夕一

严!

>

夕2 一 Η 1Δ ΕΦ Τ Ν 一

那!

夕一 产 2

?

,

.

/

0

/

卷第

!!!

1 ! !! 2

∀ # ∃ % &∋ % ( ) ∗ ∋ # ) +

也谈 数 学 在 高 一 物 理 中 的 渗 透

,

!

1无锡 市第二 中学 江 苏

2 Π

根 据 国 家 教 委 对 《 日 制 中 学 教 学 大 纲 1修 订本 2 全

ς , Τ?

相等

的 调整 意 见 》中 明 确提 出 的 高 考 要 把 能 力 的 考 核 放

例 〔 幻 一 个 物 体做 加 速直 线 运 动 依 次 经 过

ϑ ,

,

7

在 首要 位 置

,

的 精神 本 刊

,

ΑΑ Α

,

年第

Α

期刊 登 的 《 学 数

,

三 个 位置

,

,

7

为 ∗ ∋ 中点 物 体 在 ∗

ϑ ?

,

/

7

段 的 加速 度 恒 为

在高 一 物理 中 的 渗 透 》 一 文 针 对 物 理 学 科 要 考核 的 能 力之 一 即 应 用 数 学 处 理 物 理 问 题 的 能 力 提 出 了

‘ 、

7∋

段 的加 速 度 恒 为

。,

若测 得

。。

7

三点的 速

?

完全 应 该 并 十 分 必 要 从 高 一 开 始 抓 起 的 观 点 是 十 分 正确 的 我 表 示 赞同

,

/

,

度 大 小 关 系为 、 “ 一 “ 6 1∗ 2ϑ , Κ ϑ

/

ς 1

,

Μ

2 则

,

一 才,

的 大 小 关 系是 护 、 司 乃 6 一6

Τ 、

17 2 ϑ

,

9

ϑ

/

文 中就 高 一 直线 运 动

, ,

一 章 的 教学 谈 了 作者 是

,

1∋ 2 ϑ

?

Ξ 心

/

1Ω 2 条

件不 足 无 法 比较

ς

,

/

怎 样 注重 培 养 学 生 应 用 数学 处理物 理 问 题 的 能 力 的经 验 读 了很 受 启 发 受益非 浅 文 中所 举

, ,

/

解 根据 题 意 作 出 物 体 运 动 的 一 3 图 线 如 图

ς

,

>

个 例 子 全部

/

,

意 到 一 图 线 的斜率 表 示 物 体 运 动 的 加 速 度 图 中 直

3

/

是用 代 数 方 法 求 解 对培 养学 生 如 何 应 用 代 数方 法 处

理 物理 问 题 的 能 力 不 失 为 是 一 个 好方 法

线

∗7

的斜率 为 的斜 率 为

ϑ ,

,

直线

ϑ ,

,

7 1∗ 2

的 斜率 为

/

ϑ ?

Ξ

ϑ ?

ϑ ,

,

直线

ϑ .

7 7 1 2

个例 题 用 几何 方 法 或 者 说 用 图 线 的 方法 来求 解 以 从 另 一 个 角 度 来 加 强 数学 在 高 一 物

,

本 文就 该 文

/

>

,

分 别 与 题 中 1∗ 2 17 2 1∋ 2 三 个 选 项 对 应 图 中 勺 为 御 与

ϑ ?

9

直 线 7 1∋ 2 的 斜率 为

Μ

Κ

ς 。

的 中点 即

’ ‘

。,

理 中 的 渗透

, 6 一 项 1∗ 2 17 2 1∋ 2 时 对 应 的 到 达 ∋ 点 的时

‘ ”、

5

、 一

5

粤1

ς ,

Φ

。。

2

,

Π ‘

?

=

分别 为 满

足 选

门 6 6 此 时速度 刻

刀刁 Ρ

,

’ 一

‘ 、 一。 、 一 ,

试 【 〕 比较 匀 变 速 直 线 运 动 在 例 中点 的速 度与 位 移 中点 的 速 度 大 小

/

3

时 间 内的 时 间

/ 达到ςΙ

由 图 几 乎 可 以 不 用 多讲 因 为 7 点 为

,

∗ ∋

的 中点

,

图线

7 1∗ 2 7 17 2

7 1∋ 2

下 方 所 围梯 形 的 面 积 应 与

,

词Υ药 书

?

斗3

夕对 Υ

1∗ 217 2 1∋ 2 二 二 刃

. . .

图线

∗7

下 方所 围 的 梯 形 面 积 相 等 比 较 之 后 易 知 只 下 方所 围 的 梯 形 面 积 才 能 够 与 图 线

,

/

有 图线

∗ 7 1 2

∗7

/

&

下 方所 围 的 梯 形 面 积 相 等

7 17 2 7 1 2 下 方 ∋ 所 围梯 形

,

即 应 选 选 项 1∗ 2 而 图 线

7

,

/

Ε

拓扮 弓片

,

下 方所 围 梯 形 面 积 大 故 选 项 17 2 1∋ 2 错 1Ω 2 项 自然 排 除

面 积 均 比图 线 ∗

解 作 出 该 运 动 的 ς 一 3 图 线如 图

/

该 图 线 下 方所

3

例 〔 Π 」甲 乙 两 物 体 在 同一 条 直 线 上 同 时 沿 同方 向 运 动 甲 以 速 度

ς。

,

围 的梯 形 面 积 数 值 上 即 为 匀 变 速 直 线 运 动 在

∗7

Ρ 。3 ?

时间 内

的位 移 的大 小 那 么 中 间 时 刻 13 Ρ 2 的速度 即 为梯 形 中

一 所 对 应 的速 度 为 ς 且 冬1 Μ “2 ”而 “ 尸 一 一一 一 “ ” 位移 中点 的 速 度 即 为将 该 梯 形 等 分 为 二个 面 积 相 等 的

作匀 速 直 线 运 动 乙

ϑ

,

,

位线

一 一

,

。。

。,

/

Δ。

% Μ

犷 弘

5 5

‘ ’

、 一

/

从 静止 开 始 以 加 速 度 作 匀 加 速直 线 运 动 开

飞 始 时 乙 在 甲前 且 距 离 月

Δ 。,

− Δ

Ρ ? 梯 形 的 线 段 ∋ Ω 所 对 应 的 速 度 认 根 据几 何 知 识 可 . 知 ∋ 刀 所 对 应 的 时 刻 3 必 大 于 3 Ρ 因 而 其 对 应 的速度

,

,

,

’ ς Ρ?

3

必 大于 认

,

Ρ ?

/

只 有 在 匀 速 直 线 运 动 中 其 ς 一3 图 线 与

, ,

求 当 Δ 满 足什 么 条 件 时 12 甲 乙 只 能 相 遇 一 次 = 1 2 甲 乙 能 相 遇 二 次

?

Π

/

轴平 行 梯 形 变 成 矩 形 时

∋Ω

∗ 7

重合 则

,

Ρ ς, ?

Δ 解 分别作 出 甲 乙 的 位 移 时 间 图 线 1 一3 图 线 2 如

Ψ

石丁万

1

上式 5

,

ΕΦ Σ 口 一

Β− Δ

训耳下

Ε Δ

Φ

万不 夏 下

,

Λ 一

石 石耳下

Β − Δ

Ι Η 气

Θ

Δ

− Δ

娜& Φ

,

乙−

Ι &

Ι .

Δ .Φ

呷 钾

,

/

! > 乙口

Δ .Φ

Ψ

Η

− Δ

一 崔生二 9

Μ 尸

.

Μ 尸 9

5

ΕΦ 1 ! 一

Δ Φ 叻 一 Ε 月 1收 稿

日期

?

ΑΑΑ

! 一

Ζ2

范文十:物体沿光滑斜面下滑的加速度 投稿:袁怽怾

物体沿光滑斜面下滑的加速度

问题:质量为M,倾角为θ的斜面A放在水平桌面上。把质量为m的滑块B放在斜面A上,忽略一切摩擦。求B相对地面的加速度(结果用M、m、θ、g表示)

A

解答:

对A受力分析,受重力和支持力,

B 竖直方向 mgNcosmaBy ①

水平方向 NsinmaBx ②

对B受力分析,受重力、地面支持力和B的压力,

水平方向 NsinMaA ③

由①②式消除N,得:aBygaBxcot ④ 由②③式得:aAAmaBx ⑤ M

设B由斜面顶端滑到底端,下落高度为h,水平位移为SB,斜面A的位移为SA,由于两物体运动过程中受力不变,都做匀变速直线运动,

h1aByt2 ⑥ 2

1SBaBxt2 ⑦ 2

1SAaAt2 ⑧ 2

htan ⑨ SBSA

由⑥⑦⑧⑨得aBy

aBxaAtan ⑩ Mg Mcot(Mm)tan将④⑤代入⑩得:aBx

因为aB222aBxaByaBx(aBxaA)2tan2aBx(1m2)tan2

M

gM2(Mm)2tan2

将aBx代入得:aB Mcot(Mm)tan

以上是用运动学和牛顿运动定律求解,也可用动量和能量的方法求解。仅供参考。

站点地图