過(guò)山車(chē)是一項(xiàng)富有刺激性的娛樂(lè)工具。那種風(fēng)馳電掣、有驚無(wú)險(xiǎn)的快感令不少人著迷。如果你對(duì)物理學(xué)感興趣的話(huà),那么在乘坐過(guò)山車(chē)的過(guò)程中不僅能夠體驗(yàn)到冒險(xiǎn)的快感,還有助于理解力學(xué)定律。實(shí)際上,過(guò)山車(chē)的運(yùn)動(dòng)包含了許多物理學(xué)原理,人們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)山車(chē)時(shí)巧妙地運(yùn)用了這些原理。如果能親身體驗(yàn)一下由能量守恒、加速度和力交織在一起產(chǎn)生的效果,那感覺(jué)真是妙不可言。這次同物理學(xué)打交道不用動(dòng)腦子,只要收緊你的腹肌,保護(hù)好腸胃就行了。當(dāng)然,如果你受身體條件和心理承受能力的限制,無(wú)法親身體驗(yàn)過(guò)山車(chē)帶來(lái)的種種感受,你不妨站在一旁仔細(xì)觀察過(guò)山車(chē)的運(yùn)動(dòng)和乘坐者的反應(yīng)。
在剛剛開(kāi)始時(shí),過(guò)山車(chē)的小列車(chē)是依靠一個(gè)機(jī)械裝置的推力推上最高點(diǎn)的,但在第一次下行后,就再也沒(méi)有任何裝置為它提供動(dòng)力了。事實(shí)上,從這時(shí)起,帶動(dòng)它沿軌道行駛的唯一的“發(fā)動(dòng)機(jī)”將是重力勢(shì)能,即由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能、又由動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能這樣一種不斷轉(zhuǎn)化的過(guò)程構(gòu)成的。重力勢(shì)能是物體因其所處位置而自身?yè)碛械哪芰,它是由于物體和地球的引力相互作用而產(chǎn)生的。對(duì)過(guò)山車(chē)來(lái)說(shuō),它的重力勢(shì)能在處于最高點(diǎn)時(shí)達(dá)到了最大值,也就是當(dāng)它爬升到“山丘”的頂峰時(shí)最大。當(dāng)過(guò)山車(chē)開(kāi)始下降時(shí),它的重力勢(shì)能就不斷地減少(因?yàn)楦叨认陆盗耍,但能量不?huì)消失,而是轉(zhuǎn)化成了動(dòng)能,也就是運(yùn)動(dòng)的能量。不過(guò),在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,由于過(guò)山車(chē)的車(chē)輪與軌道的摩擦而產(chǎn)生了熱量,從而損耗了少量的機(jī)械能(動(dòng)能和重力勢(shì)能)。這就是為什么在設(shè)計(jì)中隨后的小山丘比開(kāi)始時(shí)的小山丘略矮一點(diǎn)的原因。
過(guò)山車(chē)最后一節(jié)小車(chē)廂里是過(guò)山車(chē)贈(zèng)送給勇敢的乘客最為刺激的禮物。事實(shí)上,下降的感受在過(guò)山車(chē)的尾部車(chē)廂最為強(qiáng)烈。因?yàn)樽詈笠还?jié)車(chē)廂通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度比過(guò)山車(chē)頭部的車(chē)廂要快,這是由于過(guò)山車(chē)中部的重心最高時(shí),重力勢(shì)能最大,而當(dāng)尾部到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),重心位置已經(jīng)不在最高位置,已經(jīng)有一部分重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能了。這樣,乘坐在最后一節(jié)車(chē)廂的人就能夠快速地達(dá)到和跨越最高點(diǎn),從而就會(huì)產(chǎn)生一種要被拋離的感覺(jué),因?yàn)橹匦恼诩铀傧蛳逻\(yùn)動(dòng)。尾部車(chē)廂的車(chē)輪是牢固地扣在軌道上的,否則在到達(dá)頂峰附近時(shí),小車(chē)廂就可能脫軌飛出去。中前部的車(chē)廂情況就不同了,過(guò)山車(chē)的重心心在“身后”,在短時(shí)間內(nèi),它雖然處在下降的狀態(tài),但是它要“等待”重心越過(guò)高點(diǎn)被重力推動(dòng)。
(1)過(guò)山車(chē)上升階段,其重力勢(shì)能 __________。(填“增加”、“減少”、“不變”)
(2)過(guò)山車(chē)在軌道的最低處,運(yùn)動(dòng)最快,動(dòng)能最大,說(shuō)明物體的動(dòng)能同_________有關(guān)。
(3)設(shè)計(jì)師所設(shè)計(jì)的過(guò)山車(chē)軌道中,過(guò)山車(chē)依次通過(guò)的豎直回環(huán)的高度一次比一次低的原因是___________________________________________。
(4)在過(guò)山車(chē)運(yùn)行起來(lái)以后,坐在過(guò)山車(chē)不同位置的乘客,通過(guò)某一豎直回環(huán)的最高點(diǎn)時(shí),乘坐在_____________( 選填“車(chē)中部”、“車(chē)尾部”)通過(guò)時(shí)速度最大。
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科目:初中物理 來(lái)源:人教版初中物理八年級(jí)上冊(cè)第二章《聲現(xiàn)象》單元檢測(cè)題 題型:填空題
音樂(lè)晚會(huì)上,吉他選手用力撥琴弦時(shí),琴弦的振幅較大,發(fā)出的聲音 ______ 較大;男中音放聲高歌,女高音小聲伴唱, ______ 響度大, ______ 的音調(diào)高.
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科目:初中物理 來(lái)源:北師大版九年級(jí)物理全冊(cè)《第14章 電磁現(xiàn)象》知識(shí)過(guò)關(guān)檢測(cè)試卷 題型:填空題
每個(gè)磁體都有________個(gè)磁極,分別叫做________,用字母________和________表示
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科目:初中物理 來(lái)源:北師大版九年級(jí)物理全冊(cè)《第14章 電磁現(xiàn)象》知識(shí)過(guò)關(guān)檢測(cè)試卷 題型:單選題
(題文)如圖所示,標(biāo)出了四個(gè)通電螺線(xiàn)管的N極和S極,其中正確的是
A. B.
C. D.
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科目:初中物理 來(lái)源:北師大版九年級(jí)物理全冊(cè)《第14章 電磁現(xiàn)象》知識(shí)過(guò)關(guān)檢測(cè)試卷 題型:單選題
小明將微風(fēng)電風(fēng)扇與小燈泡按如圖所示的電路連接并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),用手快速撥動(dòng)風(fēng)扇葉片,這時(shí)發(fā)現(xiàn)小燈泡發(fā)光,微風(fēng)電風(fēng)扇居然變成了“發(fā)電機(jī)”。關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是
A. 小燈泡發(fā)光是把光能轉(zhuǎn)化為電能 B. 電風(fēng)扇發(fā)電的原理是通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中受到力的作用
C. 電風(fēng)扇發(fā)電過(guò)程是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D. 電風(fēng)扇發(fā)電的原理是電磁感應(yīng)
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科目:初中物理 來(lái)源:人教版八年級(jí)物理第十一章《功和機(jī)械能》單元練習(xí)題 題型:計(jì)算題
小東積極投入到“綠色環(huán)保、低碳出行”的新潮流中,他盡量減少駕駛機(jī)動(dòng)車(chē)輛外出,堅(jiān)持騎自行車(chē)上下班。小東和自行車(chē)的總質(zhì)量是80kg。當(dāng)小東以5m/s的速度在平直的公路上騎行時(shí),自行車(chē)著地面積為0.01m2,所受阻力是其總重的0.02倍(g=10N/kg).求:
(1)正常行駛的自行車(chē)對(duì)路面的壓強(qiáng);
(2)自行車(chē)行駛1000米動(dòng)力所做的功;
(3)自行車(chē)行駛的功率。
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科目:初中物理 來(lái)源:人教版八年級(jí)物理第十一章《功和機(jī)械能》單元練習(xí)題 題型:填空題
如圖所示,貨架上放著ABCD四個(gè)體積相同的實(shí)心球,其中A和B為鉛球,C和D為鐵球,那么A和B兩球相比較,_____球的重力勢(shì)能大;B和C兩球相比較,做功本領(lǐng)更大的是_____球。(ρ鉛>ρ鐵)
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科目:初中物理 來(lái)源:人教版八年級(jí)物理上冊(cè)第二章聲現(xiàn)象單元測(cè)試卷 題型:實(shí)驗(yàn)題
在探究影響音調(diào)的因素實(shí)驗(yàn)中,小明將直尺一端壓在桌面上,另一端伸出桌面。
(1)撥動(dòng)直尺,觀察到直尺伸出桌面的部分在振動(dòng),同時(shí)聽(tīng)到直尺拍打桌面發(fā)出的聲音,這是由于小明采用了圖_____所示的實(shí)驗(yàn)操作方法。
(2)小明規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作后,撥動(dòng)直尺,觀察到直尺在振動(dòng),同時(shí)聽(tīng)到了直尺發(fā)出的聲音,接著減小直尺伸出桌面的長(zhǎng)度,再次撥動(dòng)直尺,小明觀察到直尺的振動(dòng)變_____,直尺發(fā)出聲音的音調(diào)變_____,說(shuō)明音調(diào)與_____有關(guān)。
(3)小明保持直尺伸出桌面的長(zhǎng)度一定,發(fā)現(xiàn)用更大的力撥動(dòng)直尺,聽(tīng)到直尺振動(dòng)的聲音更響,這是因?yàn)橹背哒駝?dòng)的_____越大,聲音的_____越大。
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科目:初中物理 來(lái)源:教科版八年級(jí)物理上冊(cè)《第6章 質(zhì)量與密度》知識(shí)達(dá)標(biāo)檢測(cè)試卷 題型:填空題
如圖所示,甲、乙兩種體積相同的實(shí)心小球,放在調(diào)好的天平的左右兩盤(pán),天平恰好平衡。則甲、乙兩種小球的質(zhì)量之比是_____,密度之比是_____。
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