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《挑戰不可能》一個平衡的典型範例你也行!《動能、勢能複習》

一根釘子上支撐12根釘子

釘子的特點是又細又長,在一根釘子上就算只放一根,也會非常不穩固。更何況壘上12根釘子呢?

但是我們可以換一個思路,也就是……換一個堆壘釘子的方法,一根一根地放上去,不管怎麼樣,它們都處在介穩態上,也就是說稍微一碰就會倒。

但是如果用力學的方式,維持它們的相互作用呢?

實驗器材與實驗過程

實驗器材:釘子,鎚子,木塊,所標杯

首先,我們在木塊上釘好一根釘子,使其穩固地扎進木塊的心。不對,我們是這麼釘釘子的。

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下面,我們開始搭12根釘子,這12根釘子不能硬搭。而是有技巧的。

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我們以一顆釘子為基底,在它的上面,依次交錯排下10根釘子

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我們以一顆釘子為基底,在它的上面,依次交錯排下10根釘子。最終結果如下圖

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現在,非常關鍵的一步,為了保證整個左右平衡的釘子體系。在垂直方向不會散,我們在最上面再搭一個釘子,卡住所有的釘帽。

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這個12釘子構成的體系,已經比較穩了。好了,現在我們把它穩穩地提起來,放在剛才木塊上面的釘子上。

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現在,我們轉一下視角,觀察這個平衡的系統。事實證明,利用這種方式。一根釘子撐起了12根釘子的重力。

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原理解說:

這個實驗是一個典型的力學平衡問題。12根釘子搭在基底的釘子上,每一根向外突出的釘子的重心,都低於體系的支點。因此,它保證了體系上下的平衡。而左邊、右邊各五顆釘子的設計,保證了體系左右的平衡,上面蓋的釘子和下面支持的釘子,卡住了其他釘子想要旋轉的趨勢,實現的力矩的平衡。

《動能、勢能複習》答案下期公布

一.選擇題(共17小題)

1.關於能的概念,下列說法中錯誤的是(  )

A.一個物體能夠做功越多,這個物體具有的能量越多

B.動能、勢能及機械能的單位都是焦耳

C.用線懸掛著的靜止的小球沒有做功,所以小球沒有能

D.甲物體的速度比乙物體的速度大,但甲物體具有的動能不一定比乙物體多

2.現在城區的高層建築越來越多,但高空拋物卻存在巨大的安全隱患,因為高處的物體具有較大的(  )

A.彈性勢能B.阻力C.體積D.重力勢能

3.關於能的概念,下列說法中正確的是(  )

A.勢能相等的物體一定在同一高度

B.懸掛著的物體因為沒有做功,所以沒有能

C.在空中飛行的子彈,具有做功的本領,所以具有能

D.一個物體具有機械能,則這個物體一定既具有動能,又具有勢能

4.如圖所示是小明在運動會上推鉛球的場景,從鉛球離手在空中運動到最後落到地面的過程中,動能Ek隨時間t的變化關係是(  )

5.如圖是物體離手後,在空中飛行過程中動能Ek隨時間t變化的曲線,運動的物體可能是(  )

A.斜向上投擲出去的鉛球B.一鬆手由靜止下落的乒乓球

C.豎直向上墊起的排球D.離開腳後在地上滾動的足球

6.如圖所示,排球運動員發球時,將球豎直向上拋起,上升到最高點的排球(  )

A.動能不為零B.重力勢能最大

C.機械能為零D.受到的重力為零

7.兩個相同的籃球,表面潮濕,從不同高度自由落至同一地面,留下的印跡如圖所示.關於初始時籃球的重力勢能,下列說法正確的是(  )

A.兩個一樣大B.落在a處的大 C.落在b處的大D.無法比較大小

8.如圖所示,小華同學豎直向上墊起排球,若排球離開手臂後在空中自由飛行,那麼排球離手後,在空中飛行過程中動能Ek隨時間t變化的曲線最接近的是(  )

9.如圖所示是小球從高處下落到水平地面不斷彈起的過程中,每隔相等時間曝光一次所得到的照片,小球在1、2位置的高度一樣.下面說法正確的是(  )

A.小球運動時先後經過1、3、2三個位置

B.小球在1、2位置的動能相同,且機械能大小相同

C.小球在1、2位置的重力勢能相同,且機械能大小也相同

D.小球在1位置的動能、機械能比2位置都小

10.12月6日CBA遼京大戰,比賽結束前1分05秒,郭艾倫打成關鍵2+1,為遼寧隊取得6連勝定下基調.籃球出手後划過一條漂亮的弧線落入籃筐,球的軌跡如圖中虛線所示,從籃球出手到落入籃筐的過程中,籃球的重力勢能(  )

A.一直增大B.一直減小C.先減小後增大D.先增大後減小

11.2016年8月16日,我國用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星(簡稱「量子衛星」)「墨子號」發射升空,如圖所示,火箭在加速上升的過程中(  )

A.動能不變,重力勢能增加,機械能增加

B.動能增加,重力勢能不變,機械能增加

C.動能增加,重力勢能增加,機械能增加

D.動能不變,重力勢能不變,機械能不變

12.在拓展性課程「雞蛋撞地球」活動中,有同學把裝有雞蛋的盒子掛在3個氣球下面,使其從三樓開始緩慢地「撞向地面」,結果雞蛋完好無損,該方法主要是減小了雞蛋的(  )

A.重力B.浮力C.撞地時的慣性D.撞地時的動能

13.如圖,把不同的實心小鐵球放在相同的實驗裝置的斜面上自由滾下,撞擊靜止於水面上的小木塊上進行實驗,可以研究的是(  )

A.牛頓第一定律

B.摩擦力的大小與什麼因素有關

C.物體的動能與什麼因素有關

D.物體的重力與物體的質量有關

14.如圖所示,將木塊放在壓縮了的彈簧旁,釋放彈簧,木塊沿水平地面向右運動,離開彈簧後,木塊運動一段距離後停下來,下列說法中不正確的是(  )

A.此裝置可以用來探究彈性勢能和彈簧形變大小的關係

B.木塊離開彈簧之前,彈簧的彈性勢能一直在減小

C.木塊離開彈簧之後,木塊的動能逐漸減少

D.木塊運動時,木塊所受的重力對木塊做了功

15.將一個小球由靜止豎直往上拋,不計空氣阻力的影響,小球在這段時間內重力勢能E隨時間t變化情況是(  )

16.在探究重力勢能與哪些因素有關時,小樂將A、B、C三個鋼球從不同高度自由釋放(小球質量mA>mB>mC,下落高度hA=hB<hC);都落在同樣的水平細沙面上.如圖所示,實驗發現A、B、C都使沙面凹陷,其中A使沙面凹陷最深,B最淺,則下列說法錯誤的是(  )

A.該實驗採用了轉換法,用沙面凹陷程度來反映重力勢能大小

B.對比A、B兩次撞擊,可知物體的質量越大,重力勢能越大

C.對比B、C兩次撞擊,可知物體被舉得越高,重力勢能越大

D.對比A、B兩次撞擊,可知質量這一因素對重力勢能的影響更大

17.遊戲「憤怒的小鳥」深受同學們的喜愛,遊戲其實就是像打彈弓一樣,把「小鳥」對準怪物打過去(如圖),下列有關彈弓的說法正確的是(  )

A.彈出「小鳥」時,彈弓的彈性勢能轉化為「小鳥」的機械能

B.彈弓的橡皮筋伸長過程中,彈性勢能減小

C.彈弓的橡皮筋受力伸長,說明力能使物體發生運動狀態的改變

D.被彈弓彈出後的「小鳥」,受到彈力和重力的作用


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