机械能转化演示实验
机械能转化演示实验文件编码（TTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-0089）
验报告纸
验报告纸
5880
61000
71120
81240
分析：流速增大，压头损失增大，压头损失和速度的平方成正比数据处理实例：以第一组数据为例
流速计算同1中的相同
-
h1
=
h
h3
104.1
1.4cm
=
-
=
105.5
f
验报告纸
分析：流体经3到4处，受弯头和转子流量计及位能的影响且随流量的增大，单管压力计3和4的读数差变大，流体局部阻力导致的能头损失增大。
数据处理实例：以第一组数据为例
流速计算同1中的相同
h4
-
h3
=
位能差
104.1
=
=
67.2cm
-
36.9
4．h4和h5的分析
表5 h4、h5直管段雷诺数和流体阻力系数关系
序号V(L/h)流速u1(m/s)h4(cm)h5(cm)阻力系数λRe hf 1400
验报告纸
分析：Re 足够大时，λ与Re 无关，只与流体流速平方成正比
数据处理实例：以第一组数据为例（25℃，水的粘度μ=·s ） 流速计算同1中的相同
0cm =36.9-36.9=h5-h4=H f 11.5267108937.02
.99816.003.0du e 3
=???=
=
-μ
ρ
R
16.01061.016.08
.903.04.0210u dg h 22
22
2f =?????=
?=
--L λ
5．h5和h6的分析
表6 h5、h6单管压力计h5处中心点速度
序号 V(L/h) 流速u 1(m/s) h5(cm) h6(cm)
?h u （m/s ） 平均u （
1 400
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机械能转化实验实验报告
机械能转化实验实验报告 篇一：机械能转化演示实验 篇二：机械能转化实验 机械能转化实验 一、实验目的 1.观测动、静、位压头随管径、位置、流量的变化情况，验证连续性方程和柏努利方程。 2.定量考察流体流经收缩、扩大管段时，流体流速与管径关系。 3.定量考察流体流经直管段时，流体阻力与流量关系。 4.定性观察流体流经节流元件、弯头的压损情况。 二、基本原理 化工生产中，流体的输送多在密闭的管道中进行，因此研究流体在管内的流动是化学工程中一个重要课题。任何运动的流体，仍然遵守质量守恒定律和能量守恒定律，这是研究流体力学性质的基本出发点。 1.连续性方程 对于流体在管内稳定流动时的质量守恒形式表现为如下的连续性方程： ?1??vdA??2??vdA （1－1） 12 根据平均流速的定义，有?1u1A1??2u2A2 （1－2）即
m1?m2（1－3）而对均质、不可压缩流体，?1??2?常数，则式（1－2）变为 u1A1?u2A2 （1－4） 可见，对均质、不可压缩流体，平均流速与流通截面积成反比，即面积越大，流速越小；反之，面积越小，流速越大。 对圆管，A??d/4，d为直径，于是式（1－4）可转化为 2 u1d1?u2d2（1－5） 22 2.机械能衡算方程 运动的流体除了遵循质量守恒定律以外，还应满足能量守恒定律，依此，在工程上可进一步得到十分重要的机械能衡算方程。 对于均质、不可压缩流体，在管路内稳定流动时，其机械能衡算方程（以单位质量流体为基准）为： upup z1?1?1?he?z2?2?2?hf （1－6） 2g?g2g?g 显然，上式中各项均具有高度的量纲，z称为位头，u/2g 称为动压头（速度头），p/?g称为静压头（压力头），he称为外加压头，hf称为压头损失。 关于上述机械能衡算方程的讨论： 理想流体的柏努利方程 无黏性的即没有黏性摩擦损失的流体称为理想流体，就是说，理想流体的hf?0，若此时又无外加功加入，则机械能
八年级物理机械能及其转化练习题
机械能及其转化练习题 1小明在学习中收集了一些与机械能有关的实例，如图所示，其中机械能增大的是（） 2．苹果从树上掉下的过程中，它的能转化为能。 3．（杭州）下图所示的链球、铅球、铁饼和标枪都是奥运会田径项目，当把这些物体斜向上抛出后，不计空气阻力，则这些物体从被抛出到落地的过程中（） A．物体的动能一定增大，重力势能一定减小 B．物体的动能一直减小，重力势能一直增大 C．物体的动能先减小后增大，重力势能先增大后减小 D．物体的动能先增大后减小，重力势能先减小后增大 4．如图所示，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运动到d点，钢珠（） A．通过d时的速度比通过c时大 B．在c点比在b点的重力势能小 C．从a运动到b的过程中，动能转化为重力势能 D．从b运动到c的过程中，机械能转化为重力势能 5．电动机车利用电动机产生动力以200 km /h的速度高速行驶，电动机 把能转化为能．由于__________所以行驶的列车在动力消失后不能立即停下． 6. 2008年5月12日在我省坟川发生了里氏8.0级特大地震，在 众志成城、举国抗震救灾的日子里，为了尽快让全国人民了解震 中汉川及附近地区的灾情，及时展开救援行动，在道路完全阻断、 气候恶劣且余震不断的情况下，国务院抗震救灾指挥部果断组织 了多次空降行动，其中15名空降兵将生死置之度外，乘坐大型军 用运输机在茂县上空5000m处实施了空降，创造了世界空降史上 “生死一跳”的奇迹，如图所示。关于此次空降，下列说法正确 的是（） A．空降兵的着陆点一定在他跳离机舱时的位置的正下方 B．空降兵着陆时的动能一定小于他跳离机舱时的重力势能 C．空降兵着陆时的动能一定等于他跳离机舱时的重力势能 D．空降兵着陆时的动能一定大于他跳离机舱时的重力势能 7．如图所示的事例中，物体机械能增加的是（）
初中物理实验：机械能与内能相互转化实验研究
初中物理实验：机械能与内能相互转化实验研究 每一名从事初中物理教学的教师，在机械能与内能的相互转化章节教学中都要做两个物理演示实验，但要顺利完成这两个实验也许或多或少存在一些困难。各种教学资料中有关这两个物理实验特别是关于空气压缩引火仪的论述很多，但大多是从物理教学的需求来研究的，重点是如何使用器材，而笔者是从实验管理员的角度，着眼于器材制作和功能，重点是如何确保器材在实验中能正常使用，保证实验效果，从而为实验教学提供保障。 一、内能转化为机械能—酒精蒸汽爆炸装置 苏科版初中物理教材第十二章第四节《机械能与内能的相互转化》中的实验：演示点火爆炸—将内能转化为机械能，教材中有一张装置图片，但实验室没有现成的成套器材，需要自制。 制作材料：电子点火枪、塑料盒、5号电池、电烙铁。 材料来源：电子点火枪从液化气加气站门市部购得，每把15元左右（饭店多灶头点火工具）；塑料盒可用照相馆的废弃胶卷盒，其他塑料盒也可以，但盒体和盖配合应是压扣式而不是螺旋式。 制作方法：自制该实验装置主要是模仿教材中的设计，但教材中的文字叙述存在一些问题，如“在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电子火花发生器的按钮。你观察到什么现象？” 问题1：钻这个孔需要选用多大直径的钻头？ 问题2：如何确保孔和放电管紧密配合？ 问题3：滴入数滴酒精？是2滴还是3滴或是更多？ 问题4：观察到什么现象？是用眼睛来观察吗？这与塑料盒透明有关吗？ 笔者的做法是：用烧热的电烙铁在盒盖上烫一个孔，趁孔的四周塑料还是柔软时就将放电管塞进去，这样孔的大小和放电管就匹配了，冷却后虽有间隙但不会影响实验效果，不必“紧紧地塞进孔中”。酒精量的控制为，不管滴入多少酒精，摇晃几下塑料盒，然后将盒底朝上倒掉多余的酒精。如果一定要说量的多少，应是用滴管滴2～3滴。做演示实验前在盒外试一下电子枪，观察有没有电火花，也就是说电子枪是否正常。塑料盒盖上盖子后，一只手拿电子枪，另一只手握住塑料盒，将其加热一下，这一步很重要，因为我们点燃的是酒精蒸汽，用手掌加热一下塑料盒是为了加快酒精的蒸发，等待5～10秒，让盒内的酒精基本变成酒精蒸汽，这时就具备了点火条件，按动按钮就行了。 确保实验成功的条件有两个：一是电火花正常，如果是用打火机改装就无法确保电火花强劲和稳定；二是酒精蒸汽的浓度达到爆炸要求（参数为：爆炸极限浓度3.5%～18.0%（V/V））。由于爆炸是在瞬间完成，学生基本上是听到爆炸声。 二、做功改变物体的内能—空气压缩引火仪 苏科版初中物理教材第十二章第四节《机械能与内能的相互转化》中的实验：空气压缩引火仪。这一实验是物理传统实验，各种版本的教材上都有，有成熟的产品可供采购，也有很多关于它的使用和改进的好建议，但笔者认为要研究它，还是从仪器说明书入手比较好。 空气压缩引火仪说明书中的使用方法：取绿豆大小的普通棉花，置于活塞端部，盖好简盖，用手心按住手柄，用力将活塞快速一压使气缸内空气骤然压缩，
流体机械能转换实验
流体机械能转换实验 一、实验目的 熟悉流动流体中各种能量和压头的概念及其互相转换关系，在此基础上掌握柏努利方程。 二、实验原理 1. 流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压力能。这三种能量可以互相转换。当管路条件改变时（如位置高低，管径大小），它们会自行转换。如果是粘度为零的理想流体，由于不存在机械能损失，因此在同一管路的任何二个截面上，尽管三种机械能彼此不一定相等，但这三种机械能的总和是相等的。 2. 对实际流体来说，则因为存在内摩擦，流动过程中总有一部分机械能因摩擦和碰撞而消失，即转化成了热能。而转化为热能的机械能，在管路中是不能恢复的。对实际流体来说，这部分机械能相当于是被损失掉了，亦即两个截面上的机械能的总和是不相等的，两者的差额就是流体在这两个截面之间因摩擦和碰撞转换成为热的机械能。因此在进行机械能衡算时，就必须将这部分消失的机械能加到下游截面上，其和才等于流体在上游截面上的机械能总和。 3. 上述几种机械能都可以用测压管中的一段液体柱的高度来表示。在流体力学中，把表示各种机械能的流体柱高度称之为“压头”。表示位能的，称为位压头；表示动能的，称为动压头（或速度头）；表示压力的，称为静压头；已消失的机械能，称为损失压头（或摩擦压头）。这里所谓的“压头”系指单位重量的流体所具有的能量。 4. 当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（从测压孔算起）即为静压头，它反映测压点处液体的压强大小。测压孔处液体的位压头则由测压孔的几何高度决定。 5. 当测压孔由上述方位转为正对水流方向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。这时测压管内液位总高度则为静压头与动压头之和，我们称之为“总压头”。
机械能及其转化练习题带答案
机械能及其转化练习 题带答案 Revised on November 25, 2020
第4节机械能及其转化 1．动能和势能统称为机械能．物体只具有动能，或只具有势能，或同时具有动能和势能，我们都说物体具有机械能． 2．分析动能和势能相互转化的方法： 先运用动能和势能的影响因素分析得出物体所具有的动能和势能的大小变化情况，那么能的转化情况就是变小的那种形式的能转化成变大的那种形式的能． 3．机械能守恒的条件是：只有动能和势能的相互转化，而没有机械能转化为其他形式的能，也没有其他形式的能转化为机械能． 机械能守恒是一个理想化的定律． (1)在动能和势能相互转化的过程中，由于不可避免地要克服阻力对外做功，消耗一部分自身的机械能，所以机械能总量会变小． (2)在理想情况下(忽略对外所做的功)，可以认为在动能和势能相互转化过程中，机械能的总量保持不变． (3)从空中自由下落的物体，如果忽略空气阻力，其机械能是守恒的；沿光滑水平面或光滑斜面自由运动的物体，其机械能也是守恒的． 01 课前预习 知识点1机械能及其转化 1．______能、________能和________能统称为机械能，机械能的单位是________，用字母______表示．2．动能和势能之间______(填“可以”或“不可以”)相互转化． 知识点2机械能守恒 3．如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和______． 4．如图是人造地球卫星的轨道示意图，人造地球卫星在大气层外环绕地球运行的过程中，它在近地点的动能________(填“大于”“小于”或“等于”)它在远地点的动能；它从近地点向远地点运行的过程中，机械能的变化情况是________(填“变大”“变小”或“不变”)的． 02 当堂训练 1．(巴中中考)如图所示，一物体在拉力F的作用下沿斜面向上匀速运动，在向上运动的过程中，下列说法正确的是( ) A．物体的动能不变，机械能不变 B．物体的重力势能增大，机械能增大 C．物体的重力势能转化为动能 D．物体的动能转化为重力势能 2．(厦门中考)厦门作为全国18个足球重点城市之一，校园足球活动开展得如火如荼．比赛时守门员把球大脚开过半场，足球飞行过程中( ) A．重力势能先变大后变小 B．动能先变大后变小 C．机械能先变大后变小 D．最高点处动能为零 3．(钦州中考)如图所示的情景中，重力势能转化为动能的过程是( ) 4．(泰安中考)当歼20飞机加速向上运动时，飞行员的机械能________(填“增大”“不变”或“减小”)．5．(河北中考)如图是一运动员做蹦床运动的一幅图片．针对蹦床运动，从动能与势能相互转化的角度提出一个问题并回答．(不计空气阻力) 问题：________________________________________________________________________ 回答：________________________________________________________________________. 6．(定西中考)如图所示，将一个小球从同一高度h处以相同的速度抛出，一次斜向上抛出，沿a运动轨迹落地时的动能为E1；另一次水平抛出，沿b运动轨迹落地时的动能为E2，不计空气阻力，则E1________(填“大于”“等于”或“小于”)E2. 03 课后作业 7．(聊城中考)如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆停止上下滚动．下列说法正确的是( ) A．滚摆下降时，重力势能减小，动能减小 B．滚摆到最低点后又上升，重力势能转化为动能 C．滚摆整个运动过程中，机械能守恒
化工原理实验讲义全
化工原理实验 讲义 专业:环境工程 应用化学教研室 2015.3
实验一 流体机械能转化实验 一、实验目的 1、了解流体在管流动情况下，静压能、动能、位能之间相互转化关系，加深对伯努利方程的理解。 2、了解流体在管流动时，流体阻力的表现形式。 二、实验原理 流动的流体具有位能、动能、静压能、它们可以相互转换。对于实际流体， 因为存在摩擦，流动过程中总有一部分机械能因摩擦和碰撞，而被损失掉。所以对于实际流体任意两截面，根据能量守恒有： 2211221222f p v p v z z H g g g g ρρ++=+++ 上式称为伯努利方程。 三、实验装置（d A =14mm ，d B =28mm ，d C =d D =14mm ，Z A -Z D =110mm ） 实验装置与流程示意图如图1-1所示，实验测试导管的结构见图1-2所示： 图1-1 能量转换流程示意图
图1-2实验导管结构图 四、操作步骤 1.在低位槽中加入约3/4体积的蒸馏水，关闭离心泵出口上水阀及实验测试 导管出口流量调节阀和排气阀、排水阀，打开回水阀后启动离心泵。 2.将实验管路的流量调节阀全开，逐步开大离心泵出口上水阀至高位槽溢流 管有液体溢流。 3.流体稳定后读取并记录各点数据。 4.关小流量调节阀重复上述步骤5次。 5.关闭离心泵出口流量调节阀后，关闭离心泵，实验结束。 五、数据记录和处理 表一、转能实验数据表 流量（l/h） 压强mmH2O 压强 mmH2O 压强 mmH2O 压强 mmH2O 压强 mmH2O 压强 mmH2O 测试点标 号 1 2 3 4 5 6 7 8
机械能及其转化练习题(含答案)
机械能及其转化练习题 一、填空题 1、物体由于运动而具有的能叫做_________；物体由于被举高而具有的能叫做___________；物体由于发生弹性形变而具有的能叫做____________。 2、“歼20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向下俯冲时，动能________，重力势能________。（选填“增大”、“不变”或“减小”） 3、一个石块飞在空中某位置时它具有的动能为18J，机械能为45J，则此时石块具有的重力势能为__________J。 4、质监部门对玩具市场进行专项检查时发现，有些玩具仿真手枪发射出的硬塑料子弹能在1m内打穿三层牛皮纸，这说明硬塑子弹的_____能较大，存在安全隐患。 5、如图是卫星的轨道示意图。人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地 球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在运行过程中机械 能守恒。当卫星从远地点向近地点运动时，它的重力势能_________（增 大/减小），速度越来越________（快/慢），动、势能的转化是 __________________________。 6、如图所示，鼓浪屿海底世界公园里，表演的海豚高高跃起，当它离开水面向上运动的 过程中，动能逐渐_______ ，重力势能逐渐________。（选填“增大”、 “减小”和“不变”） 7、2007年4月，我国进行了第6次火车大提速，提速后的火车每节车 厢中都有电子屏幕显示时速变化，当屏幕上示数增大时，火车的动能将 __________（变大/变小/不变）。 二、选择题 （）8、人骑自行车下坡时，速度越来越快，下列关于这一过程的说法正确的是A．人与车的动能增大，重力势能增大B．人与车的动能增大，重力势能减少 C．人与车的动能减少，重力势能增大D．人与车的动能不变，重力势能不变 （）9、下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是 A．跳伞运动员在空中匀速下落的过程 B．铅球自由下落的过程 C．汽车在水平路面上匀速行驶的过程D．热气球上升的过程 （）10、子弹能够轻易射穿靶子，是因为子弹具有较大的 A．内能B．动能C．重力势能 D．弹性势能 （）11、质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么A．燕子比鸽子飞得快 B．鸽子比燕子飞得快 C．燕子与鸽子飞得一样快 D．两者速度大小无法比较 （）12、2010年4月14日，青海玉树发生强烈地震。运送救灾物资的飞机对灾区投
化工原理实验数据处理
化工原理实验数据处理
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流体机械能转换的实验数据记录 21h h 、段截面连续性方程验证 31h h 、段压头损失与流速的关系 `流量L/h h1/cm h2/cm h3/cm h4/cm h5/cm h6/cm 0 102.3 102.2 102.4 44.6 44.5 44.7 160 102 101.4 101.7 36.6 35.6 36.4 350 101.3 98.5 100.5 34.9 34.4 34.8 500 100.8 90.9 99.4 33.7 32.7 33.6 700 99.7 87.3 97.2 30.5 29.4 30.4 850 98.1 79.1 94.7 27.8 25.7 27.1 900 98.3 77.1 94.2 26.3 24.9 26.2 1100 96.6 68.1 91.5 23.5 21.2 23.4 序号 流量L/h 流速1(m/s) 流速2(m/s) )/(3211s m d u )/(3222s m d u 1 0 0.0000 0.1400 0.0000 0.2473 2 160 0.0629 0.3487 0.4444 0.6158 3 350 0.1376 0.7535 0.9722 1.3308 4 500 0.1966 1.4068 1.3890 2.4847 5 700 0.2752 1.5831 1.9444 2.7961 6 850 0.3342 1.9585 2.3611 3.4592 7 900 0.3539 2.0689 2.5000 3.6545 8 1100 0.4325 2.4027 3.0556 4.2444 序号 流量L/h 流速1(m/s) h1/cm h3/cm 压头损失/cm 1 0 0.0000 102.3 102.4 -0.1 2 160 0.0629 102 101.7 0.3 3 350 0.1376 101.3 100.5 0.8 4 500 0.1966 100.8 99.4 1.4 5 700 0.2752 99.7 97.2 2.5 6 850 0.3342 98.1 94.7 3.4 7 900 0.3539 98.3 94.2 4.1 8 1100 0.4325 96.6 91.5 5.1
机械能及其转化练习习题带答案
精心整理 第4节机械能及其转化 1．动能和势能统称为机械能．物体只具有动能，或只具有势能，或同时具有动能和势能，我们都说物体具有机械能．2．分析动能和势能相互转化的方法： 先运用动能和势能的影响因素分析得出物体所具有的动能和 守恒的；沿光滑水平面或光滑斜面自由运动的物体，其机械能也是守恒的． 01 课前预习 知识点1机械能及其转化 1．______能、________能和________能统称为机械能，机械能的单位是________，用字母______表示．
2．动能和势能之间______(填“可以”或“不可以”)相互转化． 知识点2机械能守恒 3．如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和______．4．如图是人造地球卫星的轨道示意图，人造地球卫星在大气 ) 球飞行过程中( ) A．重力势能先变大后变小B．动能先变大后变小 C．机械能先变大后变小D．最高点处动能为零 3．(钦州中考)如图所示的情景中，重力势能转化为动能的过程是( )
4．(泰安中考)当歼20飞机加速向上运动时，飞行员的机械能________(填“增大”“不变”或“减小”)． 5．(河北中考)如图是一运动员做蹦床运动的一幅图片．针对蹦床运动，从动能与势能相互转化的角度提出一个问题并回答．(不计空气阻力) E1； 是( ) A．滚摆下降时，重力势能减小，动能减小 B．滚摆到最低点后又上升，重力势能转化为动能 C．滚摆整个运动过程中，机械能守恒 D．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小
8．(淄博中考)跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员( ) A．在助跑阶段，动能保持不变 B．在起跳时，机械能最小 C．在最高点时，动能最大 P ( C．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变 D．动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小 11．(雅安中考)如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球( ) A．在b、d两点动能相等
新人教版物理[总复习：机械能及其转化 知识点整理及重点题型梳理]
新人教版物理中考总复习 重难点突破 知识点梳理及重点题型巩固练习 总复习：机械能及其转化 【考纲要求】 1、知道动能、势能、重力势能及弹性势能； 2、理解动能及大小的决定因素，重力势能及大小的决定因素，弹性势能及有关的决定因素；机械能守恒； 3、掌握探究动能及大小的决定因素，重力势能及大小的决定因素，弹性势能及有关决定的因素；动能和势能可以相互转化。 【知识网络】 【考点梳理】 考点一、动能、势能、机械能（《力学6：功和能》机械能概述） 1．动能 物体由于运动而具有的能，叫做动能；动能的大小与质量和速度有关。物体的速度越大，质量越大，则它的动能越大。 要点诠释： （1）一切运动的物体都有动能。 （2）动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。 2．重力势能 物体由于高度所决定的能，叫做重力势能；重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。 要点诠释： （1）一切被举高的物体都有重力势能。 （2）重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量
叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量。 3．弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能量，叫做弹性势能；弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。 要点诠释： （1）一切发生弹性形变的物体都有弹性势能。 （2）弹性势能是“由于发生弹性形变”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“发生弹性形变的物体具有的能量叫弹性势能”。 4．机械能 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 考点二、动能和势能之间的相互转化（《力学6：功和能》动能和势能的转化） 1、在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从 高处下落的过程中，先是动能转化为重力势能后，后来又是重力势转化为动能。 2、在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳板跳水运动员，在起跳的过程中，压 跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。 3、机械能守恒。如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变。这个规律 叫做机械能守恒。 【典型例题】 类型一、基础知识 1、（2016?济宁）弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示．图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，针对此过裎。下列分析正确的是（） A．在a状态时弹簧的弹性势能最大，小希的机械能为零 B．a→b的过程中，弹簧的弹力越来越大，在b状态时弹力最大 C．b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能 D．a→c的过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度最大 【思路点拨】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大。（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。（3）弹簧由于发生弹性形变而具有的能称为弹性势能，弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度有关。（4）机械能=动能+势能。 【答案】D 【解析】A、据图可知，a状态时弹簧的弹性势能最大，由于机械能等于动能加势能，所以机械能不是零，故A错误；B、a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，所以具有的弹性势能变小，即到达b点时，弹簧恢复原状，所以弹性势能变为最小，故B错误；C、a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，即弹性势能转化为动能，即到达b点动能最大，b→c的过程中，动能转化为小希的重力势能，故C错误；D、据上面的分析可知，a→b的过程中，弹簧的形变程度变小，即弹性势能转化为动能，即到达b点动能最大，b→c的过程中，动能转化为小希的重力势能，所以该过程中，小希先加速后减速，在b状态时速度最大，故D
流体流动过程机械能的转换 预习报告
流体流动过程机械能的转换 一、实验目的 1、了解流体在管道中流动情况下，静压能、动能和位能之间相互转换的关系，加深对伯努利方程的理解。 2、了解流体在管道中流动时，流体阻力的表现形式。 二、实验内容 观察流体流动过程中，随着测试管路结构、水平位置及流量的变化，流体的势能和动能之间的转换变化情况，并找出其规律，以验证伯努利方程。 三、实验原理 工业生产中，流体的输送多在密闭的管道中进行，因此研究流体在管内的流动是化学工程中一个重要课题。任何运动的流体，仍然遵守质量守恒定律和能量守恒定律，这是研究流体力学性质的基本出发点。 1.连续性方程 对于流体在管内稳定流动时的质量守恒形式表现为如下的连续性方程： ????=2 2 11vdA dA v ρρ （2－1） 根据平流速的定义，有 222111A u A u ρρ= （2－2） 即 21m m = （2－3） 而对均质、不可压缩流体，常数==21ρρ，则式（1－2）变为 2211A u A u = （2－4） 可见，对均质、不可压缩流体，平均流速与流通截面积成反比，即面积越大，流速越小；反之，面积越小，流速越大。 对圆管，4/2d A π=，d 为直径，于是式（1－4）可转化为 2 22211d u d u = （2－5） 2.机械能衡算方程 运动的流体除了遵循质量守恒定律以外，还应满足能量守恒定律，依此，在工程上可进一步得到十分重要的机械能衡算方程。
对于均质、不可压缩流体，在管路内稳定流动时，其机械能衡算方程（以单位质量流体为基准）可表示为: f e h g g u z h g g u z +++=+++ρρ22221211p 2p 2 （2－6） 显然，上式中各项均具有高度的量纲，z 称为位头，g u 2/2称为动压头（速度头），g ρ/p 称为静压头（压力头），e h 称为外加压头，f h 称为压头损失。 关于上述机械能衡算方程的讨论： （1）理想流体的柏努利方程 无黏性的即没有黏性摩擦损失的流体称为理想流体，就是说，理想流体的0=f h ，若此时又无外加功加入，则机械能衡算方程变为： g g u z g g u z ρρ22221211p 2p 2++=++ （2－7） 式（1－7）为理想流体的柏努利方程。该式表明，理想流体在流动过程中，总机械能保持不变。 （2）若流体静止，则0=u ，0=e h ，0=f h ，于是机械能衡算方程变 g z g z ρρ2211p p +=+ （2－8） 式（1－8）即为流体静力学方程，可见流体静止状态是流体流动的一种特殊形式。 四、实验装置及流程 该装置为有机玻璃材料制作的管路系统，通过泵使流体循环流动。管路内径为30mm ，节流件变截面处管内径为15mm 。单管压力计h 1和h 2可用于验证变截面连续性方程，单管压力计h 1和h 3可用于比较流体经节流件后的能头损失，单管压力计h 3和h 4可用于比较流体经弯头和流量计后的能头损失及位能变化情况，单管压力计h 4和h 5可用于验证直管段雷诺数与流体阻力系数关系 ，单管压力计h 6与h 5配合使用，用于测定单管压力计h 5处的中心点速度。 五、实验操作
(中考)物理《机械能及其转化》专项模拟练习(含答案) (265)
人教版初中物理 八年级物理下册第十一章《机械能及其转化》综合练 习 题号一二三四五总分 得分 评卷人得分 一、选择题 1．神舟6号载人飞船顺利升上太空并返回地面，全球华人为之振奋、自豪．当巨型降落伞吊着神舟6号返回舱安全进入大气层并匀速下落时，返回舱的 ................... () A．动能增大，势能减小 B．动能和势能都减小 C．动能不变，势能减小 D．动能和势能都不变 2．小松妈妈去百货大楼购物，自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中，她的（）A．动能增大，势能增大，机械能增大 B．动能增大，能增大，机械能不变 C．动能不变，势能增大，机械能不变 D、动能不变，势能增大，机械能增大 3．跳水运动是我国在国际领先的优势项目，比赛中，跳水运动员先腾空向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，运动员从跳起到入水之前的运动过程中，运动员的（）A．动能先减小后增大，重力势能一直减小 B．动能先增大后减小，重力势能一直增大 C．动能先增大后减小，重力势能先增大后减小 D．动能先减小后增大，重力势能先增大后减小 4．姚明是我国著名的篮球运动员，现效力于NBA火箭队，如下图所示为他投篮时篮球运动轨迹的示意图，以下关于篮球的机械能的说法（不计空气阻力）正确的是
A．从a到b这个过程，机械能增大 B．从a到b这个过程，动能转化为重力势能 C．从b到c这个过程，机械能减小 D．在b点时，动能最大，势能最小 5．一辆汽车匀速驶上斜坡的过程中，汽车的（） A．重力势能增大，动能减小B．重力势能减小，动能不变 C．重力势能减小，动能增大D．重力势能增大，动能不变 6．关于机械能和内能，下列说法正确的是：（） A．具有内能的物体一定具有机械能 B．内能大的物体具有的机械能也一定大 C．物体的机械能可能为0，但是它的内能不可能为0 D．物体的内能和机械能是同一种形式的能 7．小明在玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是：（） A．重力势能减小,弹性势能增大;B.重力势能增大，弹性势能增大; C．重力势能减小,弹性势能减小;D.重力势能增大,弹性势能减小. 8．如图所示，体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼和标枪都是把物体斜向上抛出的运动。不计空气阻力，这些物体从被抛出到落地的过程中:（） A．物体的动能一直增大，重力势能一直减小;
[中学]雷诺实验及流体流动过程机械能的转换实验预习报告
[中学]雷诺实验及流体流动过程机械能的转换实验预习报 告 雷诺实验 一、实验目的 1、了解管内流体质点的运动方式，认识不同流动形态的特点，掌握判别流型的准则。 2、观察圆筒直管内流体作层流、过渡流、湍流的流动形态。 二、实验原理 流体流动有两种不同形态，即层流(滞流)和湍流(紊流)，流体作层流流动时，其质点作平行于管轴的直线运动，湍流时流体质点在沿管轴流动时同时还作着杂乱无章的随机运动。雷诺准数是判断流动型态的准数。若流体在圆管内流动，则雷诺准数可用下式表示: 雷诺数:Re,d uρ/μ 式中:d,管子内径，m u,流体在管内的平均流速，m/s 3 ρ,流体密度，kg/m μ,流体粘度，kg/(m?s) 实验证明，流体在直管内流动时，当Re?2000时属层流;Re?4000时属湍流;当Re在两者之间时，可能为层流，也可能为湍流。 流体于某一温度下在某一管径的圆管内流动时，Re值只与流速有关。本实验中，水在一定管径的水平或垂直管内流动，若改变流速，即可观察到流体的流动型态及其变化情况，并可确定层流与湍流的临界雷诺数值。 三、实验流程
实验前，先将水充满低位储水槽，关闭流量计后的调节阀，然后启动循环水泵。待水充满稳压溢流水槽后，开启流量计的调节阀。水由稳压溢流水槽流经缓冲池、实验导管和流量计，最后流回低位贮水槽。水流量的大小，可由流量计和调节阀调节。 示踪剂采用红色墨水，它由红墨水贮槽经连接管和细孔喷嘴，注入实验导管。细孔玻璃注射管位于实验导管入口的轴线部位。四、演示操作 1、层流流动形态 实验时，先少许开启调节阀，将流速调至所需要的值。再调解红墨水贮瓶的下口旋塞，并做精细调节，使红墨水的注入流速与实验导管中主体流体的流速相适应，一般略低于主体流体的流速为宜。待流速稳定后，记录主体流体的流量。此时，在实验导管的轴线上，就可观察到一条平直的红色细流，好像一根拉直的红线一样。 2、湍流流动型态 缓慢的加大调节阀的开度，使水流量平稳地增大，玻璃导管内的流速也随之平稳的增大。此时可观察到，玻璃导管轴线上呈直线流动的红色细流开始发生波动。随着流速的增大，红色细流的波动程度也随之增大，最后断裂成一段段的红色细流。当流速继续增大时，红墨水进入实验导管后立即呈烟雾状分散在整个导管内，进而迅速与主体主流混为一体，使整个管内流体染为红色，以致无法辨别红墨水的流线。 五、注意事项 作层流流动时，为了使层流状况能较快地形成，而且能够保持稳定。第一，水槽的溢流应尽可能的小。因为溢流较大时，上水的流量也大，上水和溢流两者造层的震动都比较大，影响实验结果。第二，应尽量不要人为地使实验装置产生任何震动。
新人教八年级物理下册《机械能及其转化》练习题及答案
新人教八年级物理下册《机械能及其转化》 练习题及答案 5分钟训练 (预习类训练，可用于课前) 1.如果一个物体_____________，我们就说这个物体具有能量。动能的大小由物体的_________和_____________决定;重力势能的大小由物体的_____________和 _____________决定;弹性势能的大小由物体的 _____________的大小决定。 答案：能够做功质量速度质量高度弹性形变 2.在空中沿水平方向匀速飞行的一架飞机，正在向灾区空投救灾物资，在空投过程中，飞机的动能和重力势能的变化情况是( ) A.动能和重力势能都增加 B.动能和重力势能都减小 C.动能减小，重力势能增加 D.动能增加，重力势能减小 解析：飞机在空投的过程中，随着救灾物资的不断投出，它的质量在减小，又因为飞机水平飞行，速度不变，高度不变，所以，飞机的动能逐渐减小，重力势能也在逐渐减小。 答案：B
3.一个篮球从高处自由落下，在下落的过程中，它的高度越来越小，重力势能越来越小，你认为减小的重力势能哪里去了?篮球在下落过程中，速度越来越大，动能越来越大，那它增加的动能又是来自哪里?根据动能和重力势能的大小变化，你能猜想到什么? 答案：减小的重力势能转化为动能了;增加的动能来自减小的重力势能;动能和重力势能可以相互转化。 10分钟训练 (强化类训练，可用于课中) 1.下列过程中，属于动能转化为势能的是( ) A.钟表里的发条带动指针转动 B.自行车在水平地面上行驶得越来越快 C.被拉开的弹簧门自动关上 D.跳高运动员跃起的过程 解析：钟表里的发条带动指针转动和被拉开的弹簧门自动关上都是弹性势能转化为动能;自行车在水平地面上行驶得越来越快，是人对自行车做功，使自行车的动能增加的结果，这是人的生物能转化为自行车的动能;跳高运动员跃起的过程，运动员的速度不断减小，高度不断增加，所以他的动能不断减小，势能不断增加，跳高运动员跃起的过程是动能不断转化为势能的过程。 答案：D 2.下列过程中，属于势能转化为动能的是( )
机械能转化演示实验
16 .003 .09001000400 πd 900u 2 2 1=??= = πV 由?+=+g 2u g p g 2u g p 2 222 11ρρ80 .016.010）4.1025.105（8.92u ）h2h1（g 2u 222 12=+?-??= +-= -据式（5）知： 2 1 22 1142222422 11d u d u 则1079.1015.080.0d u 1041.103.016.0d u ≈?=?=?=?=-- 2．h1和h3的分析 表3 h1、h3流体经节流件后压头损失关系 序号 V(L/h) 流速u 1(m/s) h1(cm) h3(cm) 压头损失h f （cm ） 1 400 0.16 105.5 104.1 1.4 2 520 0.20 105. 3 103.9 1. 4 3 640 0.2 5 104.8 102.5 2.3 4 760 0.30 104.5 102.2 2.3 5 880 0.35 104.1 101.2 2.9 6 1000 0.39 103.4 100.1 3.3 7 1120 0.44 103.3 99.4 3.9 8 1240 0.49 102.7 97.8 4.9 分析：流速增大，压头损失增大，压头损失和速度的平方成正比 数据处理实例：以第一组数据为例 流速计算同1中的相同 1.4cm =104.1-105.5=h3-h1=h f
3．h3和h4的分析 表4 h3、h4流体经弯头和流量计件后压头损失和位能变化关系序号V(L/h) 流速u1(m/s) h3(cm) h4(cm) 位能差（cm） 1 400 0.16 104.1 36.9 67.2 2 520 0.20 103.9 36.4 67.5 3 640 0.25 102.5 35.1 67.4 4 760 0.30 102.2 34.4 67.8 5 880 0.35 101.2 33.2 68.0 6 1000 0.39 100.1 31.3 68.8 7 1120 0.44 99.4 30.2 69.2 8 1240 0.49 97.8 28.7 69.1 分析：流体经3到4处，受弯头和转子流量计及位能的影响且随流量的增大，单管压力计3和4的读数差变大，流体局部阻力导致的能头损失增大。 数据处理实例：以第一组数据为例 流速计算同1中的相同 - h3 h4 = 位能差 36.9 67.2cm = = - 104.1 4．h4和h5的分析 表5 h4、h5直管段雷诺数和流体阻力系数关系 序号V(L/h) 流速u1(m/s) h4(cm) h5(cm) 阻力系数λRe hf 1 400 0.16 36.9 36.5 0.16 5267.11 0.4 2 520 0.20 36.4 35.9 0.12 6847.24 0.5 3 640 0.25 35.1 34. 4 0.11 8427.37 0.7 4 760 0.30 34.4 33. 5 0.10 10007.50 0.9 5 880 0.35 33.5 32. 6 0.0 7 11587.64 0.9 6 1000 0.39 31.3 30.5 0.05 13167.7 7 0.8 7 1120 0.44 30.2 29.8 0.02 14747.90 0.5 8 1240 0.49 28.7 28.0 0.03 16328.03 0.7
机械能和势能相互转换
§12.１机械能势能(2) 执笔人：谢志成学校：冷遹中学 教学目标： １．知识与技能： （1）了解能量的初步概念。 （2）知道什么是动能及影响动能大小的因素。 （3）知道什么是势能及影响势能大小的因素。 （4）知道机械能和机械能是可以相互转换的。 2．方法与过程： （1）通过观察和分析，知道机械能和势能的相互转换 （3）体验用类比方法，加深对物理概念理解的过程，学会迁移学习。 3．情感、态度、价值观： （1）有应用科学原理解决实际问题的意识和积极性。 （2）通过探究，体验探究的过程，激发主动学习的兴趣。 （3）学会自己查找资料，培养自学的能力。 教学过程 1．复习提问 手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？2．引入新课 学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出当粉笔头下落路过某—点时，粉笔头具有什么能量？(此时既有重力势能，又有动能)继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？(重力势能减少，动能增加) 3．进行新课 在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界 中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动， 并思考动能和势能的变化。 实验1：滚摆实验 出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应 在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标 志，可以判断摆轮转动的快慢。引导学生复述并分析实验中观 察到的现象。开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮 只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能 减少；摆轮旋转着下降，而且越，转越快，其动能越来越大。 摆轮到最低点时，转动最快，动能最大，其高度最低，重力势 能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。
机械能转化实验讲义
机械能转化演示实验 一、实验目的 1.观测动、静、位压头随管径、位置、流量的变化情况，验证连续性方程和柏努利方程。 2.定量考察流体流经收缩、扩大管段时，流体流速与管径关系。 3.定量考察流体流经直管段时，流体阻力与流量关系。 4.定性观察流体流经节流件、弯头的压损情况。 二、基本原理 化工生产中，流体的输送多在密闭的管道中进行，因此研究流体在管内的流动是化学工程中一个 重要课题。任何运动的流体，仍然遵守质量守恒定律和能量守恒定律，这是研究流体力学性质的基本 出发点。 1.连续性方程 对于流体在管内稳定流动时的质量守恒形式表现为如下的连续性方程： ????=2211vdA dA v ρρ （1－1） 根据平均流速的定义，有 222111A u A u ρρ= （1－2） 即 21m m = （1－3） 而对均质、不可压缩流体，常数==21ρρ，则式（1－2）变为 2211A u A u = （1－4） 可见，对均质、不可压缩流体，平均流速与流通截面积成反比，即面积越大，流速越小；反之， 面积越小，流速越大。 对圆管，4/2 d A π=，d 为直径，于是式（1－4）可转化为 2 22211d u d u = （1－5） 2.机械能衡算方程 运动的流体除了遵循质量守恒定律以外，还应满足能量守恒定律，依此，在工程上可进一步得到
十分重要的机械能衡算方程。 对于均质、不可压缩流体，在管路内稳定流动时，其机械能衡算方程（以单位质量流体为基准） 为： f e h g g u z h g g u z +++=+++ρρ22 221211p 2p 2 （1－6） 显然，上式中各项均具有高度的量纲，z 称为位头，g u 2/2称为动压头（速度头），g ρ/p 称为 静压头（压力头），e h 称为外加压头，f h 称为压头损失。 关于上述机械能衡算方程的讨论： （1）理想流体的柏努利方程 无黏性的即没有黏性摩擦损失的流体称为理想流体，就是说，理想流体的0=f h ，若此时又无外 加功加入，则机械能衡算方程变为： g g u z g g u z ρρ22 221211p 2p 2++=++ （1－7） 式（1－7）为理想流体的柏努利方程。该式表明，理想流体在流动过程中，总机械能保持不变。 （2）若流体静止，则0=u ，0=e h ，0=f h ，于是机械能衡算方程变为 g z g z ρρ2211p p +=+ （1－8） 式（1－8）即为流体静力学方程，可见流体静止状态是流体流动的一种特殊形式。 3.管内流动分析 按照流体流动时的流速以及其它与流动有关的物理量（例如压力、密度）是否随时间而变化，可 将流体的流动分成两类：稳定流动和不稳定流动。连续生产过程中的流体流动，多可视为稳定流动， 在开工或停工阶段，则属于不稳定流动。 流体流动有两种不同型态，即层流和湍流，这一现象最早是由雷诺（Reynolds ）于1883年首先发 现的。流体作层流流动时，其流体质点作平行于管轴的直线运动，且在径向无脉动；流体作湍流流动 时，其流体质点除沿管轴方向作向前运动外，还在径向作脉动，从而在宏观上显示出紊乱地向各个方 向作不规则的运动。 流体流动型态可用雷诺准数（Re ）来判断，这是一个无因次数群，故其值不会因采用不同的单位 制而不同。但应当注意，数群中各物理量必须采用同一单位制。若流体在圆管内流动，则雷诺准数可