通過(guò)下列三個(gè)問(wèn)題，探究機(jī)械能守恒要滿足的條件．

(1)瀑布是水流從高處落下形成的美麗自然景觀，水流在下落過(guò)程中的能量如何轉(zhuǎn)化？如果不計(jì)一切阻力，水流在下落過(guò)程中的機(jī)械能守恒嗎？

(2)流星從高空向地球墜落的過(guò)程中，在進(jìn)入大氣層之前，可以看作只受地球的引力作用，那么，流星在進(jìn)入大氣層之前的機(jī)械能守恒嗎？

(3)射箭的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)員先把弓弦拉滿，儲(chǔ)存彈性勢(shì)能，然后放手釋放彈性勢(shì)能．你分析一下，運(yùn)動(dòng)員松手后，箭和弓弦組成的系統(tǒng)中，能量如何轉(zhuǎn)化？總的機(jī)械能是否守恒？

答案：
解析：

　　導(dǎo)思：判斷機(jī)械能是否守恒可以通過(guò)以下方法判斷：

　　(1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律的條件判斷，看除重力(彈簧彈力)外，不受外力或所受外力做功為零．

　　(2)機(jī)械能是否與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化．若不計(jì)一切阻力，則機(jī)械能不可能與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化．

　　題目所述各種情況，都符合機(jī)械能守恒定律的條件，故機(jī)械能守恒，其能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和勢(shì)能之間的相互轉(zhuǎn)化．

　　探究：機(jī)械能是由物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定的能量，動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能．當(dāng)能量只在這三種形式的能量之間轉(zhuǎn)化時(shí)，物體所具有的總能量保持不變，也就是機(jī)械能守恒．機(jī)械能守恒的條件是：系統(tǒng)內(nèi)只有重力(或彈簧中彈力)對(duì)物體做功，系統(tǒng)外力做的功為零．系統(tǒng)外力做功為零應(yīng)理解為外力不做功，或外力做的總功為零．在(1)中，水流在高處具有的重力勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，總的機(jī)械能守恒；在(2)中，流星在進(jìn)入大氣層之前沒(méi)有空氣阻力作用，可以看成只受重力作用，流星和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒；在(3)中，弓弦儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為箭的動(dòng)能，弓弦和箭組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：038

在我國(guó)探月計(jì)劃緊鑼密鼓進(jìn)行過(guò)程中召開(kāi)的科協(xié)年會(huì)，關(guān)于月球、火星、小行星探測(cè)等深空探測(cè)自然成為重要話題．

　　科學(xué)家們認(rèn)為，21世紀(jì)人類把目光再次投向月球，重返月球的最主要原因是：一、尋求在月球建立永久基地，作為人類拓展生存空間的第一步；二、通過(guò)月球探測(cè)，帶動(dòng)高科技的發(fā)展和研究，包括空間軍事技術(shù)的發(fā)展；三、為將來(lái)全面開(kāi)發(fā)月球礦產(chǎn)資源和能源，解決地球能源枯竭，為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供資源儲(chǔ)備．例如月球上氦-3資源總量約為100萬(wàn)噸～500萬(wàn)噸，建設(shè)一個(gè)500MW的核聚變發(fā)電站，每年消耗的氦-3僅僅50公斤，全世界的年總發(fā)電量只需100噸氦-3，也就是說(shuō)，月球上的氦-3可滿足地球供電能源需求達(dá)1萬(wàn)年以上．此外，月球表面的特殊空間環(huán)境，為研制特殊生物制品和特殊材料開(kāi)拓了廣闊前景，這是當(dāng)前國(guó)際科技界“重返月球”最主要的原動(dòng)力．

　　中國(guó)月球探測(cè)首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)指出，3年內(nèi)，我國(guó)要完成首次月球探測(cè)，這是繼我國(guó)成功發(fā)射人造地球衛(wèi)星、載人飛船之后，我國(guó)空間科技發(fā)展的第三個(gè)里程碑．我國(guó)近期探月計(jì)劃分為“環(huán)月探測(cè)”、“月面軟著陸器探測(cè)”和“月面自動(dòng)采樣返回”3個(gè)階段．作為世界主要航天國(guó)家，我國(guó)開(kāi)展月球探測(cè)，對(duì)維護(hù)我國(guó)在月球上的權(quán)益具有重要戰(zhàn)略意義．

　　氦-3是氦的同位素，含有兩個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子；氦-3最吸引人類的就是它作為能源材料的優(yōu)秀“潛質(zhì)”．經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，利用氘和氦-3的熱核聚變反應(yīng)是最理想的一種核聚變反應(yīng)，原因是：（1）這種聚變不產(chǎn)生中子，所以放射性��；（2）它轉(zhuǎn)化為電能的效率高；（3）反應(yīng)過(guò)程易于控制；可算是既無(wú)污染又安全．

　　結(jié)合材料回答下列問(wèn)題

　　（1）估算人類1年所用的電能相當(dāng)于多少噸煤完全燃燒所釋放出的能量．（煤的燃燒值q=2.9×107J/kg、氘核的質(zhì)量為2.0136u、氦-3的質(zhì)量為3.0150u、氫核的質(zhì)量為1.008124u、氦核的質(zhì)量為4.002603u）

　�。�2）太陽(yáng)輻射的能量是由聚變反應(yīng)產(chǎn)生的，已知質(zhì)子、a 粒子、正電子的質(zhì)量分別為1.6726×10-27kg、6.6458×10-27kg、9.1×10-31kg，則1J相當(dāng)于多少組以上核反應(yīng)釋放出的能量．

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科目：高中物理 來(lái)源：物理教研室 題型：038

在我國(guó)探月計(jì)劃緊鑼密鼓進(jìn)行過(guò)程中召開(kāi)的科協(xié)年會(huì)，關(guān)于月球、火星、小行星探測(cè)等深空探測(cè)自然成為重要話題．

　　科學(xué)家們認(rèn)為，21世紀(jì)人類把目光再次投向月球，重返月球的最主要原因是：一、尋求在月球建立永久基地，作為人類拓展生存空間的第一步；二、通過(guò)月球探測(cè)，帶動(dòng)高科技的發(fā)展和研究，包括空間軍事技術(shù)的發(fā)展；三、為將來(lái)全面開(kāi)發(fā)月球礦產(chǎn)資源和能源，解決地球能源枯竭，為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供資源儲(chǔ)備．例如月球上氦-3資源總量約為100萬(wàn)噸～500萬(wàn)噸，建設(shè)一個(gè)500MW的核聚變發(fā)電站，每年消耗的氦-3僅僅50公斤，全世界的年總發(fā)電量只需100噸氦-3，也就是說(shuō)，月球上的氦-3可滿足地球供電能源需求達(dá)1萬(wàn)年以上．此外，月球表面的特殊空間環(huán)境，為研制特殊生物制品和特殊材料開(kāi)拓了廣闊前景，這是當(dāng)前國(guó)際科技界“重返月球”最主要的原動(dòng)力．

　　中國(guó)月球探測(cè)首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)指出，3年內(nèi)，我國(guó)要完成首次月球探測(cè)，這是繼我國(guó)成功發(fā)射人造地球衛(wèi)星、載人飛船之后，我國(guó)空間科技發(fā)展的第三個(gè)里程碑．我國(guó)近期探月計(jì)劃分為“環(huán)月探測(cè)”、“月面軟著陸器探測(cè)”和“月面自動(dòng)采樣返回”3個(gè)階段．作為世界主要航天國(guó)家，我國(guó)開(kāi)展月球探測(cè)，對(duì)維護(hù)我國(guó)在月球上的權(quán)益具有重要戰(zhàn)略意義．

　　氦-3是氦的同位素，含有兩個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子；氦-3最吸引人類的就是它作為能源材料的優(yōu)秀“潛質(zhì)”．經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，利用氘和氦-3的熱核聚變反應(yīng)是最理想的一種核聚變反應(yīng)，原因是：（1）這種聚變不產(chǎn)生中子，所以放射性��；（2）它轉(zhuǎn)化為電能的效率高；（3）反應(yīng)過(guò)程易于控制；可算是既無(wú)污染又安全．

　　結(jié)合材料回答下列問(wèn)題

　�。�1）估算人類1年所用的電能相當(dāng)于多少噸煤完全燃燒所釋放出的能量．（煤的燃燒值q=2.9×107J/kg、氘核的質(zhì)量為2.0136u、氦-3的質(zhì)量為3.0150u、氫核的質(zhì)量為1.008124u、氦核的質(zhì)量為4.002603u）

　　（2）太陽(yáng)輻射的能量是由聚變反應(yīng)產(chǎn)生的，已知質(zhì)子、a 粒子、正電子的質(zhì)量分別為1.6726×10-27kg、6.6458×10-27kg、9.1×10-31kg，則1J相當(dāng)于多少組以上核反應(yīng)釋放出的能量．

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