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[综合知识] 机械能与其他形式能量的转化

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发表于 2015-12-28 11:51:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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考点名称:机械能与其他形式能量的转化

  • 能量的转化形式:
         有什么运动形式就有什么性质的能量,机械能是与物体的机械运动相关的能量。不仅动能和势能之间可以互相转化,在一定的条件下机械能还可以与内能、电能、光能、化学能、核能等等进行转化。


  • 如何判断机械能的形式:
          机械能有动能、势能两种形式,势能又分重力势能和弹性势能。判断一个物体具有哪种形式的机械能,应根据动能、重力势能、弹性势能的定义进行分析。
    例1:现有四种不同情景中的物体:①在水平冰面上滑行的冰块;②悬挂在教室屋顶上的日光灯;③钟表内被卷紧的发条;④发射升空的火箭。其中,______具有动能;____具有重力势能;______具有弹性势能(选填物体序号)。

    解析:动能是由于物体的运动而具有的能,故在水平冰面上滑行的冰块具有动能;重力势能是由于物体被举高而具有的能,故悬挂的日光灯具有重力势能;弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的能,故被卷紧的发条具有弹性势能;发射升空的火箭既在运动,又被举高,故它既具有动能,又具有重力势能。

    答案:①④②④③

    说明:重力势能具有相对性,通常是以水平地面为参考平面,认为位于水平地面的物体不具有重力势能(或重力势能为零),而位于高处或空中的物体都具有重力势能。

    如何判断机械能的变化:
        判定机械能的变化时,要同时判定动能与势能的变化,看两者的总和怎样变。
    例1下列事例中,物体机械能增加的是(   )
    A.随直升机匀速上升的救灾物资
    B.落地又弹起的皮球
    C.缓缓降落的“神舟“飞船返回舱
    D.上升的滚摆

    解析:A中物资的动能不变,重力势能增加,所以机械能会增加;B中的皮球最终会静止在地面上,所以机械能会减小;C中返回舱的动能减小,重力势能减小,所以机械能会减小;D中的滚摆在转动过程中会与空气摩擦,有一部分机械能会转化成内能,所以机械能会减小。

    答案:A

  • 题文
    桂林着力打造广西风电基地,预计到“十二五”期末,全市建成的风电装机容量达到100万千瓦。如图,风力发电——即是风轮机叶片不断受到风力的推动而转动,继而带动发电机工作输出电能。若风力发电机,每片风叶质量为6t,长为40m。下表给出了1kg空气在不同风速下速度(ν)与动能(E)的关系:(空气密度取1.2kg/m3)
             
    (1)当风速为6m/s时, 每千克空气具有的动能是多少焦耳?
    (2)如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2×105J的电能,则1000台这样的风力发电机,一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克的煤产生的能量?(一年工作时间按3000h计算,煤的热值为3×107J/kg)
    (3)当风速为10m/s时, 若风力发电机风轮正面迎风,这台发电机每秒钟能对外提供3.8×105J的电能,则它将风能转化为电能的效率是多少?

    题型:计算题难度:中档来源:不详




    答案
    (1)30J    (2)4.32×107kg      (3)12.6%

    试题分析:(1)由表格中的数据可知,当风速为6m/s时, 每千克空气具有的动能是30J。
    (2)1000台这样的风力发电机,一年获得的电能
    需要完全燃烧煤的质量
    (3)每秒钟通过风轮的空气质量
    空气的动能
    它将风能转化为电能的效率






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