13. 小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”实验中,选用质量不同的两个钢球m和M(M>m),分别从不同的高度h和H(H>h)由静止释放,观察木块B被撞击后移动的距离.实验过程如图所示.

(1) 小明通过观察木块B移动的距离长短来判断小球动能的大小;若水平面绝对光滑,本实验将
(2) 由图甲、乙可得实验结论:物体的动能大小与
(3) 小明根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,他的结论是否正确?
(1) 小明通过观察木块B移动的距离长短来判断小球动能的大小;若水平面绝对光滑,本实验将
不能
(选填“能”或“不能”)达到探究目的.(2) 由图甲、乙可得实验结论:物体的动能大小与
速度
有关.(3) 小明根据甲、丙两图得出结论:物体的动能大小与质量有关,他的结论是否正确?
错误
(选填“正确”或“错误”),理由是没有控制钢球到达水平面时的速度相同
.答案
(1) 不能
(2) 速度
(3) 错误;没有控制钢球到达水平面时的速度相同
(2) 速度
(3) 错误;没有控制钢球到达水平面时的速度相同
解析
(1) 若水平面绝对光滑,木块被撞击后将做匀速直线运动,无法通过木块移动的距离来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的。
(2) 甲、乙两图中,钢球质量相同,从不同高度由静止释放,到达水平面时的速度不同,木块被撞击后移动的距离不同,说明物体的动能大小与速度有关。
(3) 要探究物体的动能大小与质量的关系,应控制钢球到达水平面时的速度相同,即让质量不同的钢球从同一高度由静止释放。甲、丙两图中钢球的高度不同,到达水平面时的速度不同,没有控制速度相同,所以他的结论是错误的。
(2) 甲、乙两图中,钢球质量相同,从不同高度由静止释放,到达水平面时的速度不同,木块被撞击后移动的距离不同,说明物体的动能大小与速度有关。
(3) 要探究物体的动能大小与质量的关系,应控制钢球到达水平面时的速度相同,即让质量不同的钢球从同一高度由静止释放。甲、丙两图中钢球的高度不同,到达水平面时的速度不同,没有控制速度相同,所以他的结论是错误的。
14. 据统计,每燃烧1 kg燃油约排放3.3 kg二氧化碳.为实现碳达峰、碳中和的目标,氢能作为一种绿色低碳的清洁能源在我国交通领域的应用场景不断扩大,使用氢燃料电池的交通工具不断丰富.
(1) 燃烧燃油直接转化为
(2) 以氢燃料电池卡车为例,若卡车在水平路面上匀速行驶72 km用时1 h,功率为172 kW.
① 卡车的行驶速度为
② 卡车所受牵引力为
③ 与燃油卡车相比,氢燃料电池卡车行驶72 km可减排二氧化碳的质量为
(1) 燃烧燃油直接转化为
内
能.(2) 以氢燃料电池卡车为例,若卡车在水平路面上匀速行驶72 km用时1 h,功率为172 kW.
① 卡车的行驶速度为
20
m/s.② 卡车所受牵引力为
8600
N.③ 与燃油卡车相比,氢燃料电池卡车行驶72 km可减排二氧化碳的质量为
132
kg.(燃油机的效率取36%,燃油的热值q取$4.3×10^7 J/kg)$答案
(1)内;(2)①20;②8600;③132
解析
(1)燃烧燃油是化学能转化为内能,故填内。
(2)①行驶速度$v=\frac{s}{t}=\frac{72km}{1h}=72km/h=20m/s$。
②匀速行驶时,$P=Fv$,则牵引力$F=\frac{P}{v}=\frac{172×10^3W}{20m/s}=8600N$。
③有用功$W=Fs=8600N×72×10^3m=6.192×10^8J$;燃油机需释放的热量$Q=\frac{W}{\eta}=\frac{6.192×10^8J}{36\%}=1.72×10^9J$;消耗燃油质量$m=\frac{Q}{q}=\frac{1.72×10^9J}{4.3×10^7J/kg}=40kg$;减排二氧化碳质量$40kg×3.3=132kg$。
(2)①行驶速度$v=\frac{s}{t}=\frac{72km}{1h}=72km/h=20m/s$。
②匀速行驶时,$P=Fv$,则牵引力$F=\frac{P}{v}=\frac{172×10^3W}{20m/s}=8600N$。
③有用功$W=Fs=8600N×72×10^3m=6.192×10^8J$;燃油机需释放的热量$Q=\frac{W}{\eta}=\frac{6.192×10^8J}{36\%}=1.72×10^9J$;消耗燃油质量$m=\frac{Q}{q}=\frac{1.72×10^9J}{4.3×10^7J/kg}=40kg$;减排二氧化碳质量$40kg×3.3=132kg$。
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