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12章机械能和内能计算题
1.已知物体动能的表达式为, 重力势能表达式为。如图所示,小明从高出地面3m的位置竖直向上抛出一个小球,它上升5m后回落,最后到达地面,不计空气阻力。求:
(1)小球抛出时的出手速度v0;
(2) 小球落地时的速度v。
2.一个做机械运动的物体,其动能为势能的3倍,且总的机械能为16J,求其动能和势能分别为多少?
3.已知物体的重力势能表达式为EP=mgh,动能表达式为Ek=0.5mv2;其中m为物体的质量,h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,将一质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力,物体从被抛出到落地的瞬间,整个过程中机械能守恒。求:
(1)物体被抛出时的重力势能EP和动能Ek1;
(2)物体从被抛出点至落地的过程中,其重力所做的功W;
(3)物体落地前瞬间的动能Ek2。
4.某物理兴趣小组的同学,用煤炉给100kg 的水加热,同事他们绘制了如图所示的加热 过程中水温随时间变化的图线。若在6min 内完全燃烧了2kg 的煤,水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃),煤的热值约为 3×107J/kg,求:
(1)煤完全燃烧产生的热量;
(2)经过6min 时间加热,水所吸收的热量;
(3)煤炉烧水时的热效率。
5.如图所示,是最新一款无人驾驶汽车原型图.汽车自动驾驶时使用雷达传感器,以及激光测距器来了解周围的交通状况.该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时,消耗汽油1.5L .假设燃油完全燃烧,汽油机的效率为30% ,那么,在这段运动过程中, (汽油的密度为0.8×103kg/m3 ,汽油的热值为4.5×107 J/kg)求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量;
(2)汽车行驶时受到的阻力.
(3)汽车的输出功率.
6.一辆汽车为某高速公路做通车测试.汽车以120km/h的速度匀速通过60km的水平路段,消耗汽油3kg,发动机的效率是30%.求:(g取10N/kg,汽油的热值q=4.6×107J/kg)
(1)汽车行驶时间;
(2)汽油完全燃烧释放的热量;
(3)汽车牵引力做功的功率.
7.如图所示,小强家安装了一台康达太阳能热水器,它的热效率可以达到,水箱容积为100L,装满水,水的温度随光照时间的变化关系如表: