如图甲所示,长为L的长木板水平放置,可绕左端的转轴O转动,左端固定一原长为的弹簧,一质量为的小滑块压缩弹簧到图甲中的点(物体与弹簧不连接),间距离为。将小滑块由静止释放后,木板不动,小滑块恰能到达木板最右端。将木板绕O点逆时针转动37°后固定,如图乙所示,仍将物体由点静止释放,物体最多运动到离O点的b点。已知弹簧的弹性势能,其中k为弹性系数,为弹簧的形变量。取。下列说法正确的是( )
A.物体与木板间的动摩擦因数为
B.物体在点时,弹簧的弹性势能为
C.长木板水平放置时,物体运动过程中的最大动能为
D.长木板水平放置时,物体运动过程中的最大动能为
AD
【解析】
A.木板水平时有
木板绕O点逆时针转动后固定有
联立解得
故A正确;
B.物体在点时,弹簧的弹性势能为
故B错误;
CD.当弹簧弹力与摩擦力大小相等时,速度最大,则有
得
此时弹簧的弹性势能为,由能量守恒有
联立解得
故C错误,D正确。
故选AD。
能量守恒定律:
1.内容:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移的过程中,能的总量保持不变
2.能量形式的多样性:物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等,可见,在自然界中不同形式的能量与不同形式的运动相对应
3.不同形式的能量间转化:“摩擦生热”是通过克服摩擦力做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且这一转化过程是通过做功来完成的
4.意义:
①能的转化与守恒是分析解决问题的一个极为重要的方法,它比机械能守恒定律更普遍。例如物体在空中下落受到阻力时,物体的机械能不守恒,但包括内能在内的总能量是守恒的。
②能量守恒定律是19世纪自然科学中三大发现之一,也庄严宣告了第一类永动机幻想的彻底破灭。
③能量守恒定律是认识自然、改造自然的有力武器,这个定律将广泛的自然科学技术领域联系起来
5.第一类永动机:
不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器。
第一类永动机不可能存在,因为它违背了能量守恒定律
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太阳能是清洁的新能源,为了环保,我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源。划分下列能源的类别,把编号填入相应的表格。
①石油 ②地热能 ③核能 ④天然气 ⑤风能 ⑥潮汐能
类别 | 编号 |
新能源 | |
常规能源 |