科目:初中物理 來源:1+1輕巧奪冠·優(yōu)化訓練(北師大版)八年級物理(下) 北師大版 題型:048
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我國古代對浮力的認識及應用大約在殷商時期,我們的祖先就開始認識和應用浮力了,是世界上應用浮力最早的國家之一.當時是利用較大的獨木,從中間挖成槽形,放在江河的水中漂流,稱為獨木舟.人們利用它來載人和裝運收獲的獵物.后來又發(fā)展到用木板做成船體,在江河中代替獨木舟航行.隨著生產(chǎn)和技術的發(fā)展,以后各個朝代對船的形狀和結構又進行了多次改進,使木船不僅能在內(nèi)河、湖泊中航行,還制造了能適用于大海、大洋中航行的大型船舶.明朝時的鄭和出使西洋用的大型“寶船”船隊,其船體在結構上合理、精致、美觀,都達到了古代造船工藝史上的巔峰.這一偉大的成果,是古代造船史上非常光輝的業(yè)績,是我們祖先對世界航海事業(yè)作出的偉大貢獻.
浮橋是我國古代歷史上應用浮力的偉大奇跡,在公元前8世紀周朝時就得到了廣泛的應用.在以后的年代,發(fā)展到不僅可以在小河上架起浮橋,而且像黃河這樣的大河上也架起了浮橋.相傳在11世紀初,在蒲州附近潼關以北的黃河上曾架起一座很大的浮橋,浮橋的纜繩用8只鐵牛系住,這些鐵牛立于兩岸,每只鐵牛重數(shù)萬斤.后來由于洪水泛濫,浮橋被沖垮,鐵牛也沉入河中.如何把鐵牛打撈起來,在當時的條件下,是比較困難的.和尚懷丙派人潛入水中,用鐵索把鐵牛和兩只裝滿泥土的大船系在一起,然后再把船中的泥土除去,利用大船所受的浮力,把鐵牛拉上來.
利用物體的沉浮原理估測液體的密度,在我國宋、元時代已經(jīng)開始.根據(jù)有關文獻記載,密度的測定主要是和古代的制鹽業(yè)密切聯(lián)系的,即由于估測鹽水的需要,發(fā)展了液體密度的測量技術,為曬鹽業(yè)提供了條件.11世紀,姚寬在臺州做官時,為了檢查鹽商是否舞弊,他首創(chuàng)了一種簡單的估測鹽水密度的方法.選用體積大體相同,而質(zhì)量不同的蓮子十粒,當把蓮子放在鹽水中時,如果這些浮沉子——蓮子有5粒以上浮起,說明鹽水是最濃的;如果有三四粒蓮子浮起,說明此鹽水是濃鹽水;如果不足3粒蓮子浮起,說明此鹽水是稀鹽水.到了元代,經(jīng)進一步改進,制造了便于攜帶的簡單裝置.取四個蓮子,分別用四種不同濃度的鹽水浸泡,放在一個竹筒內(nèi),便成為簡單的測定鹽水濃度的裝置.如果要測某種鹽水的濃度,只要把待測鹽水的一小部分裝入筒內(nèi),觀察各類蓮子浮起的情況,便可以估測鹽水的濃度.到了明代,測定鹽水濃度的方法進一步簡化,選一粒輕重合適的蓮子,放在竹筒內(nèi),當把待測的鹽水放入竹筒中時,如果蓮子浮在水面上成橫倒形,則鹽水最濃;如果成垂直形,則鹽水次濃;如果蓮子沉而下浮,則鹽水不濃.我國古代這種簡單估測鹽水濃度的方法,與現(xiàn)代密度計的原理相似,這說明我國古代對浮力的研究與應用已經(jīng)相當深入了.
閱讀后回答下列問題:
(1)我國古代為世界航海事業(yè)做出偉大貢獻的著名人物是誰?
(2)和尚懷丙是采用什么辦法打撈沉入河里的鐵牛的?
(3)用你所學的知識解釋我國明代估測鹽水濃度的方法中所包含的科學道理.
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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
人教版第十六章 熱和能 復習提綱
一、分子熱運動
1.物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型,其直徑以10-10m來度量。
2.一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。
、贁U散:不同物質(zhì)在相互接觸時,彼此進入對方的現(xiàn)象。
②擴散現(xiàn)象說明:A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無規(guī)則的運動。
、壅n本中的裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是:防止二氧化氮擴散被誤認為是重力作用的結果。實驗現(xiàn)象:兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻,結論:氣體分子在不停地運動。
、芄、液、氣都可擴散,擴散速度與溫度有關。
、莘肿舆\動與物體運動要區(qū)分開:擴散、蒸發(fā)等是分子運動的結果,而飛揚的灰塵,液、氣體對流是物體運動的結果。
3.分子間有相互作用的引力和斥力。
、佼敺肿娱g的距離d=分子間平衡距離r,引力=斥力。
、冢洌迹驎r,引力<斥力,斥力起主要作用,固體和液體很難被壓縮是因為:分子之間的斥力起主要作用。
、郏洌荆驎r,引力>斥力,引力起主要作用。固體很難被拉斷,鋼筆寫字,膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。
、墚敚洌10r時,分子之間作用力十分微弱,可忽略不計。
破鏡不能重圓的原因是:鏡塊間的距離遠大于分子之間的作用力的作用范圍,鏡子不能因分子間作用力而結合在一起。
二、內(nèi)能
1.內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。
2.物體在任何情況下都有內(nèi)能:既然物體內(nèi)部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用,那么內(nèi)能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水,還是寒冷的冰塊。
3.影響物體內(nèi)能大小的因素:①溫度:在物體的質(zhì)量,材料、狀態(tài)相同時,溫度越高物體內(nèi)能越大;②質(zhì)量:在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時,物體的質(zhì)量越大,物體的內(nèi)能越大;③材料:在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時,物體的材料不同,物體的內(nèi)能可能不同;④存在狀態(tài):在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時,物體存在的狀態(tài)不同時,物體的內(nèi)能也可能不同。
4.內(nèi)能與機械能不同:
機械能是宏觀的,是物體作為一個整體運動所具有的能量,它的大小與機械運動有關。
內(nèi)能是微觀的,是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子作用有關。這種無規(guī)則運動是分子在物體內(nèi)的運動,而不是物體的整體運動。
5.熱運動:物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。
溫度越高擴散越快。溫度越高,分子無規(guī)則運動的速度越大。
三、內(nèi)能的改變
1.內(nèi)能改變的外部表現(xiàn):
物體溫度升高(降低)──物體內(nèi)能增大(減。。
物體存在狀態(tài)改變(熔化、汽化、升華)──內(nèi)能改變。
反過來,不能說內(nèi)能改變必然導致溫度變化。(因為內(nèi)能的變化有多種因素決定)
2.改變內(nèi)能的方法:做功和熱傳遞。
A、做功改變物體的內(nèi)能:
、僮龉梢愿淖儍(nèi)能:對物體做功物體內(nèi)能會增加。物體對外做功物體內(nèi)能會減少。
②做功改變內(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能的相互轉化。
、廴绻麅H通過做功改變內(nèi)能,可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。(W=△E)
、芙忉屖吕簣D15.2-5甲看到棉花燃燒起來了,這是因為活塞壓縮空氣做功,使空氣內(nèi)能增加,溫度升高,達到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火:使木頭相互摩擦,人對木頭做功,使它的內(nèi)能增加,溫度升高,達到木頭的燃點而燃燒。圖15.2-5乙看到當塞子跳起來時,容器中出現(xiàn)了霧,這是因為瓶內(nèi)空氣推動瓶塞對瓶塞做功,內(nèi)能減小,溫度降低,使水蒸氣液化凝成小水滴。
B、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。
、贌醾鬟f是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。
、跓醾鬟f的條件是有溫度差,傳遞方式是:傳導、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內(nèi)能(熱量),而不是溫度。
③熱傳遞過程中,物體吸熱,溫度升高,內(nèi)能增加;放熱溫度降低,內(nèi)能減少。
、軣醾鬟f過程中,傳遞的能量的多少叫熱量,熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉移。
C、做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別:由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同,所以說做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)不同,前者能的形式發(fā)生了變化,后者能的形式不變。
D、溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別:
四、熱量
1.比熱容:⑴定義:單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時吸收(放出)的熱量。
、莆锢硪饬x:表示物體吸熱或放熱的本領的物理量。
、潜葻崛菔俏镔|(zhì)的一種特性,大小與物體的種類、狀態(tài)有關,與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。
、人谋葻崛轂4.2×103J(kg·℃)表示:1kg的水溫度升高(降低)1℃吸收(放出)的熱量為4.2×103J。
、伤U{(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱,是因為水的比熱容大。
2.計算公式:Q吸=Cm(t-t0),Q放=Cm(t0-t)。
3.熱平衡方程:不計熱損失Q吸=Q放。
五、內(nèi)能的利用、熱機
(一)內(nèi)能的獲得──燃料的燃燒
燃料燃燒:化學能轉化為內(nèi)能。
。ǘ嶂
1.定義:1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。
2.單位:J/kg。
3.關于熱值的理解:
、賹τ跓嶂档母拍,要注重理解三個關鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質(zhì)量而言,如果燃料的質(zhì)量不是1kg,那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料:說明熱值與燃料的種類有關。完全燃燒:表明要完全燒盡,否則1kg燃料化學能轉變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。
②熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性,同時反映出不同燃料燃燒過程中,化學能轉變成內(nèi)能的本領大小,也就是說,它是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關,與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關。
3.公式:Q=mq(q為熱值)。
實際中,常利用Q吸=Q放即cm(t-t0)=ηqm′聯(lián)合解題。
4.酒精的熱值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。
煤氣的熱值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。
5.火箭常用液態(tài)氫做燃料,是因為:液態(tài)氫的熱值大,體積小便于儲存和運輸。
6.爐子的效率:
、俣x:爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。
、诠剑害=Q有效/Q總=cm(t-t0)/qm′。
。ㄈ﹥(nèi)能的利用
1.內(nèi)能的利用方式:
、爬脙(nèi)能來加熱;從能的角度看,這是內(nèi)能的轉移過程。
、评脙(nèi)能來做功;從能的角度看,這是內(nèi)能轉化為機械能。
2.熱機:定義:利用燃料的燃燒來做功的裝置。
能的轉化:內(nèi)能轉化為機械能。
蒸氣機──內(nèi)燃機──噴氣式發(fā)動機。
3.內(nèi)燃機:將燃料燃燒移至機器內(nèi)部燃燒,轉化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機器叫內(nèi)燃機。它主要有汽油機和柴油機。
4.內(nèi)燃機大概的工作過程:內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段,吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的,而做功沖程是內(nèi)燃機中唯一對外做功的沖程,是由內(nèi)能轉化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉化為內(nèi)能。
5.熱機的效率:熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。
公式:η=W有用/Q總=W有用/qm。
提高熱機效率的途徑:使燃料充分燃燒;盡量減小各種熱量損失;機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。
6.汽油機和柴油機的比較:
|
| 汽油機 | 柴油機 |
不 同 點 | 構造: | 頂部有一個火花塞 | 頂部有一個噴油嘴 |
吸氣沖程 | 吸入汽油與空氣的混合氣體 | 吸入空氣 | |
點燃方式 | 點燃式 | 壓燃式 | |
效率 | 低 | 高 | |
應用 | 小型汽車、摩托車 | 載重汽車、大型拖拉機 | |
相同點 | 沖程:活塞在往復運動中從汽缸的一端運動到另一端。 一個工作循環(huán)活塞往復運動2次,曲軸和飛輪轉動2周,經(jīng)歷四個沖程,做功1次。 |
六、能量守恒定律
1.自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統(tǒng)地學習,但在日常生活中我們也有所了解,如跟電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能,跟光現(xiàn)象有關的光能,跟原子核的變化有關的核能,跟化學反應有關的化學能等。
2.在一定條件下,各種形式的能量可以相互轉化和轉移(列舉學生所熟悉的事例,說明各種形式的能的轉化和轉移)。在熱傳遞過程中,高溫物體的內(nèi)能轉移到低溫物體。運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球,甲球的機械能轉移到乙球。在這種轉移的過程中能量形式?jīng)]有變。
3.在自然界中能量的轉化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯,由于摩擦而使機械能轉化為內(nèi)能;在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中,內(nèi)能轉化為機械能;在水力發(fā)電中,水的機械能轉化為電能;在火力發(fā)電廠,燃料燃燒釋放的化學能,轉化成電能;在核電站,核能轉化為電能;電流通過電熱器時,電能轉化為內(nèi)能;電流通過電動機,電能轉化為機械能。
4.能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,而在轉化和轉移的過程中,能量的總量保持不變。
能量的轉化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。
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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
摘要:本文分析了如何挖掘物理題中隱含條件的途徑和方法。并對物理學試題題型進行歸類、例舉和解析。學生要解好物理題,必須要有扎實的物理知識和相關學科的知識,綜合分析和解決問題的能力。因此,在物理教學過程中要注重提高學生的解題能力,加強對解題方法的教學。 關鍵詞:隱含條件 物理學 解題能力 學習在解物理習題時,經(jīng)常會遇到這種情況,有些解題的必要條件,題中并為明確給出,而是隱含在字里行間。充分挖掘隱含條件,明確題目要求,采用合適方法,選擇正確答案,是解好這類題的關鍵。本文就如何挖掘試題中的隱含條件,提高解題能力作一例析。 一、從關鍵詞中挖掘隱含條件 在物理題中,常見的關鍵用語有:表現(xiàn)為極值條件的用語,如“最大”、“最小”、“至少”、“剛好”等,它們均隱含著某些物理量可取特殊值;表現(xiàn)為理想化模型的用語,如“理想滑輪”、“輕質(zhì)杠桿”、“光滑水平面”等,扣住關鍵用語,挖掘隱含條件,能使解題靈感頓生。 例1 一個物體在平衡力的作用下,在光滑水平面上做勻速直線運動,當這對平衡力突然消失,則物體將(。 A.立刻停止運動 B.運動速度越來越快 C.速度減慢,最后停止 D.仍作勻速直線運動 解析:題中“光滑水平面”為關鍵詞。光滑水平面意味著物體不受摩擦力的作用。題目中的物體待平衡力消失后,將不再受力的作用,因此仍要保持勻速直線運動(牛頓第一定律)。 答案:D 二、從物理學常識中找隱含條件 有些題目幾乎沒有條件,但仔細研究就會發(fā)現(xiàn)條件其實全部隱含于物理常識中,這就要求學生根據(jù)題意進行發(fā)散性思維,努力挖掘相關知識,在條件不足的情況下,根據(jù)常識假設適當?shù)臈l件和數(shù)據(jù)以彌補題中明確給出的已知條件的不足。 例2 一個中學生對地面的壓強大約是(。 A.10Pa B.100Pa C.1000Pa D.10000Pa 解析:此題隱含條件有兩個,一是中學生的體重約為50kg,二是中學生雙腳底面積約為5dm2,而這兩個條件都非常隱蔽,屬于物理學常識,只要明確了這兩點,不難得出正確答案D。 三、從物理學發(fā)展史中尋找隱含條件 這類試題一般涉及對物理學研究有貢獻的科學家、科研成果和歷史進程等,增加了學生的愛國情感,有利于培養(yǎng)學生的高尚情操,激起學生學習生物學知識的遠大理想。 例3 發(fā)電機和電動機的發(fā)明使人類步入電氣化時代,制造發(fā)電機的主要依據(jù)是電磁感應現(xiàn)象,首先發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的是(。 A.愛因斯坦 B.帕斯卡 C.奧斯特 D.法拉第 解析:知道這些科學家的研究成果和對社會的巨大貢獻,很快就能準確地選出正確答案D。 四、從物理現(xiàn)象的出現(xiàn)條件中尋找隱含條件 一定的物理現(xiàn)象的出現(xiàn),是以具備一定的條件為前提的,當知道什么條件具備時可出現(xiàn)什么現(xiàn)象后,一旦題目給出某種現(xiàn)象,馬上可以找出相應的隱含條件。 例4 我國“遠望號”衛(wèi)星測控船從江陰出發(fā)執(zhí)行任務,由長江進入海洋。下列有關測控船所受浮力的說法正確的是( ) A.由于海水的密度大,所以船在海洋力受到的浮力大 B.由于船排開海水的體積小,所以它在海洋里受到的浮力小 C.由于船排開的海水的體積大,所以它在海洋力受到的浮力大 D.由于船始終漂浮在水面上,所以它受到的浮力不變 解析:“一個物體漂浮在液面上……”,出現(xiàn)這種現(xiàn)象的條件是物體所受浮力等于物重,所以隱含條件是物體受到的浮力等于重力。 答案:D 例5 放在水平常木板上重10N的木塊,受到水平向右,大小為5N的拉力作用,沿水平方向做勻速直線運動,這時木板水平方向受的合力為_______N。當拉力增大到8N時,木塊受到的合力為_______N。 解析:“一個物體勻速運動……”要出現(xiàn)這種現(xiàn)象,前提條件是物體必須不受力或受平衡力作用,所以隱含條件為:物體不受力或受平衡力作用。 答案:0;3 五、從物理概念、物理原理中尋找隱含條件 有些物理學問題、現(xiàn)象、判斷等條件隱含于相關的概念和原理中,或是命題時有意混淆概念,偷換概念,要求學生對概念掌握準確,理解要透徹。 例6 晴天,幾位大學生在森林中迷路了,下面四種利用風向引導他們走出森林的說法中,正確的是_______(圖中虛線為空氣流動形成風的路徑示意圖) A.森林吸熱,溫度升高慢,空氣溫度低、密度大,地面空氣從森林流向外界,應順風走 B.土地吸熱,溫度升高快,空氣溫度高、密度小,地面空氣從外界流向森林,應順風走 C.森林吸熱,溫度升高慢,空氣溫度低、密度大,地面空氣從森林流向外界,應迎風走 D.土地吸熱,溫度升高快,空氣溫度高、密度小,地面空氣從外界流向森林,應迎風走 解析:本題中隱含了比熱容的概念。物體的比熱容越大,吸收熱量后溫度變化越小。 土地的比熱容大,吸熱后溫度升高較快,空氣溫度高。熱空氣因密度小而向上升,地面空氣從森林流向外界,應順風走。 答案:A 六、數(shù)學關系之中尋找隱含條件 正確的示意圖不僅能幫助我們理解題意、啟發(fā)思路,而且還能通過數(shù)學關系找出題中的隱含條件。這種方法不僅在幾何光學中有較多的應用,而且在其它物理問題中也經(jīng)常應用。 例7 有一均勻正方體對水平地面的壓力是F,壓強是P,如下圖所示。若切去陰影部分,則剩余部分對地面的壓力是原來的_______倍,壓強是原來的_______倍。 解析:該題的條件隱含在數(shù)學關系之中,解題的關鍵要建立物理模型的空間想象力。切去部分的正方體邊長為a/2,體積為V/8。切去陰影部分后,其質(zhì)量為7/8m,底部受力面積為3/4S,剩余部分壓強為P’=m/S=7/6P,壓力為F’=Ps=7/8F。 答案:7/8;7/6 七、從圖形、圖表與曲線關系中尋找隱含條件 圖示是貯存和傳遞科學文化知識比較便捷的一條途徑,它能夠高度濃縮物理學的基本概念及原理,使之更加形象、直觀。試題圖文并茂,生動活潑,但圖表曲線中隱含了相當多的沒有敘述和未提及的條件,解題時結合題設條件分析圖形,從圖形中挖掘隱含條件,才能正確作答,較好地培養(yǎng)學生的觀察和分析問題的能力。 例8 在如圖所示的各圖中,關于磁場的描述和小磁針表示正確的是( ) 解析:這是一道集概念、實驗和理論于一體的圖形選擇題,要求學生明確磁場的概念、磁場方向及磁場方向的規(guī)定等情況,這樣才可選出正確答案為B。 八、從實驗的器材、操作過程或結果中尋找隱含條件 在理論試題中,也有相當多的題干條件看似不足,其實隱含在實驗器材、操作步驟和實驗結果之中,要求學生根據(jù)已有知識,挖掘這些隱含條件,從而得出正確答案,這有利于考查學生的實驗操作技能,有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。 例9 如圖所示電路,圖中1、2、3表示電流表或電壓表,請?zhí)钌细鞅黼娐贩枺顺稣⒇摻泳柱的位置。 解析:判斷電表的類型,需了解器材的使用規(guī)則。電流表要串聯(lián)接入電路,電壓表要并聯(lián)接入電路。判斷時,可假設將改表處斷開,凡對電路結構有影響的是電流表,沒有影響的是電壓表。答案如上圖。 九、選擇合適的方法 確定解題思路,根據(jù)題型特點,充分理解題意。采用合適方法,能很好地提高解題能力,常用的物理方法有控制變量法、等效法、轉換法、數(shù)據(jù)歸納法等。 例10 下表列出由實驗測定的幾種物質(zhì)的比熱容。認真閱讀,你一定會有所發(fā)現(xiàn),請?zhí)畛鋈我馊龡l:
(1)________________________________________; (2)________________________________________; (3)________________________________________。 解析:給表找規(guī)律時一般采用比較分析,綜合分析的方法,即可找一般規(guī)律如某種變大或變小的趨勢,共性等,也可找特殊規(guī)律。此表中12種物質(zhì)除煤油和冰比熱相同外,其他不同。說明不同物質(zhì)得比熱一般不同,這是共性。但冰和煤油不同物質(zhì)比熱相同這是特殊性質(zhì)。水、冰同種物質(zhì),狀態(tài)不同,比熱容也不同。且可將物質(zhì)分為金屬、非金屬進行比較。還可找比熱容最大的、最小的。 例11 用實驗研究決定電阻大小的因素,供選擇的導體規(guī)格如下表:
①要比較電阻與長度的關系應選擇導線:_______________________; ②要比較電阻與橫截面積的關系應選擇導線:_______________________; ③要比較電阻與材料的關系應選擇導線:_______________________。 解析:本題中導體的電阻與導體的長度、材料、橫截面積三個物理量有關,要探究它們之間的關系,要采用“控制變量法”。要驗證猜想一,就要取不同的長度,相同材料和橫截面積的導線,所以應選序號1、2,同理可選出另兩個猜想的序號。 答案:(1)1、2;(2)3、4;(3)1、3 |
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人教版第十六章 熱和能 復習提綱
一、分子熱運動
1.物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型,其直徑以10-10m來度量。
2.一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。
、贁U散:不同物質(zhì)在相互接觸時,彼此進入對方的現(xiàn)象。
②擴散現(xiàn)象說明:A、分子之間有間隙。B、分子在做不停的無規(guī)則的運動。
、壅n本中的裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是:防止二氧化氮擴散被誤認為是重力作用的結果。實驗現(xiàn)象:兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻,結論:氣體分子在不停地運動。
、芄獭⒁、氣都可擴散,擴散速度與溫度有關。
、莘肿舆\動與物體運動要區(qū)分開:擴散、蒸發(fā)等是分子運動的結果,而飛揚的灰塵,液、氣體對流是物體運動的結果。
3.分子間有相互作用的引力和斥力。
、佼敺肿娱g的距離d=分子間平衡距離r,引力=斥力。
、冢洌迹驎r,引力<斥力,斥力起主要作用,固體和液體很難被壓縮是因為:分子之間的斥力起主要作用。
③d>r時,引力>斥力,引力起主要作用。固體很難被拉斷,鋼筆寫字,膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。
、墚敚洌10r時,分子之間作用力十分微弱,可忽略不計。
破鏡不能重圓的原因是:鏡塊間的距離遠大于分子之間的作用力的作用范圍,鏡子不能因分子間作用力而結合在一起。
二、內(nèi)能
1.內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和,叫做物體的內(nèi)能。
2.物體在任何情況下都有內(nèi)能:既然物體內(nèi)部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用,那么內(nèi)能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水,還是寒冷的冰塊。
3.影響物體內(nèi)能大小的因素:①溫度:在物體的質(zhì)量,材料、狀態(tài)相同時,溫度越高物體內(nèi)能越大;②質(zhì)量:在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時,物體的質(zhì)量越大,物體的內(nèi)能越大;③材料:在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時,物體的材料不同,物體的內(nèi)能可能不同;④存在狀態(tài):在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時,物體存在的狀態(tài)不同時,物體的內(nèi)能也可能不同。
4.內(nèi)能與機械能不同:
機械能是宏觀的,是物體作為一個整體運動所具有的能量,它的大小與機械運動有關。
內(nèi)能是微觀的,是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子作用有關。這種無規(guī)則運動是分子在物體內(nèi)的運動,而不是物體的整體運動。
5.熱運動:物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。
溫度越高擴散越快。溫度越高,分子無規(guī)則運動的速度越大。
三、內(nèi)能的改變
1.內(nèi)能改變的外部表現(xiàn):
物體溫度升高(降低)──物體內(nèi)能增大(減小)。
物體存在狀態(tài)改變(熔化、汽化、升華)──內(nèi)能改變。
反過來,不能說內(nèi)能改變必然導致溫度變化。(因為內(nèi)能的變化有多種因素決定)
2.改變內(nèi)能的方法:做功和熱傳遞。
A、做功改變物體的內(nèi)能:
、僮龉梢愿淖儍(nèi)能:對物體做功物體內(nèi)能會增加。物體對外做功物體內(nèi)能會減少。
、谧龉Ω淖儍(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能的相互轉化。
、廴绻麅H通過做功改變內(nèi)能,可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。(W=△E)
、芙忉屖吕簣D15.2-5甲看到棉花燃燒起來了,這是因為活塞壓縮空氣做功,使空氣內(nèi)能增加,溫度升高,達到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火:使木頭相互摩擦,人對木頭做功,使它的內(nèi)能增加,溫度升高,達到木頭的燃點而燃燒。圖15.2-5乙看到當塞子跳起來時,容器中出現(xiàn)了霧,這是因為瓶內(nèi)空氣推動瓶塞對瓶塞做功,內(nèi)能減小,溫度降低,使水蒸氣液化凝成小水滴。
B、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。
、贌醾鬟f是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。
、跓醾鬟f的條件是有溫度差,傳遞方式是:傳導、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內(nèi)能(熱量),而不是溫度。
、蹮醾鬟f過程中,物體吸熱,溫度升高,內(nèi)能增加;放熱溫度降低,內(nèi)能減少。
、軣醾鬟f過程中,傳遞的能量的多少叫熱量,熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉移。
C、做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別:由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同,所以說做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)不同,前者能的形式發(fā)生了變化,后者能的形式不變。
D、溫度、熱量、內(nèi)能的區(qū)別:
四、熱量
1.比熱容:⑴定義:單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(降低)1℃時吸收(放出)的熱量。
、莆锢硪饬x:表示物體吸熱或放熱的本領的物理量。
、潜葻崛菔俏镔|(zhì)的一種特性,大小與物體的種類、狀態(tài)有關,與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。
⑷水的比熱容為4.2×103J(kg·℃)表示:1kg的水溫度升高(降低)1℃吸收(放出)的熱量為4.2×103J。
、伤U{(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱,是因為水的比熱容大。
2.計算公式:Q吸=Cm(t-t0),Q放=Cm(t0-t)。
3.熱平衡方程:不計熱損失Q吸=Q放。
五、內(nèi)能的利用、熱機
。ㄒ唬﹥(nèi)能的獲得──燃料的燃燒
燃料燃燒:化學能轉化為內(nèi)能。
。ǘ嶂
1.定義:1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。
2.單位:J/kg。
3.關于熱值的理解:
、賹τ跓嶂档母拍,要注重理解三個關鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質(zhì)量而言,如果燃料的質(zhì)量不是1kg,那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料:說明熱值與燃料的種類有關。完全燃燒:表明要完全燒盡,否則1kg燃料化學能轉變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。
、跓嶂捣从车氖悄撤N物質(zhì)的一種燃燒特性,同時反映出不同燃料燃燒過程中,化學能轉變成內(nèi)能的本領大小,也就是說,它是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關,與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關。
3.公式:Q=mq(q為熱值)。
實際中,常利用Q吸=Q放即cm(t-t0)=ηqm′聯(lián)合解題。
4.酒精的熱值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。
煤氣的熱值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。
5.火箭常用液態(tài)氫做燃料,是因為:液態(tài)氫的熱值大,體積小便于儲存和運輸。
6.爐子的效率:
、俣x:爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。
②公式:η=Q有效/Q總=cm(t-t0)/qm′。
。ㄈ﹥(nèi)能的利用
1.內(nèi)能的利用方式:
⑴利用內(nèi)能來加熱;從能的角度看,這是內(nèi)能的轉移過程。
、评脙(nèi)能來做功;從能的角度看,這是內(nèi)能轉化為機械能。
2.熱機:定義:利用燃料的燃燒來做功的裝置。
能的轉化:內(nèi)能轉化為機械能。
蒸氣機──內(nèi)燃機──噴氣式發(fā)動機。
3.內(nèi)燃機:將燃料燃燒移至機器內(nèi)部燃燒,轉化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機器叫內(nèi)燃機。它主要有汽油機和柴油機。
4.內(nèi)燃機大概的工作過程:內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段,吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的,而做功沖程是內(nèi)燃機中唯一對外做功的沖程,是由內(nèi)能轉化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉化為內(nèi)能。
5.熱機的效率:熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。
公式:η=W有用/Q總=W有用/qm。
提高熱機效率的途徑:使燃料充分燃燒;盡量減小各種熱量損失;機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。
6.汽油機和柴油機的比較:
|
| 汽油機 | 柴油機 |
不 同 點 | 構造: | 頂部有一個火花塞 | 頂部有一個噴油嘴 |
吸氣沖程 | 吸入汽油與空氣的混合氣體 | 吸入空氣 | |
點燃方式 | 點燃式 | 壓燃式 | |
效率 | 低 | 高 | |
應用 | 小型汽車、摩托車 | 載重汽車、大型拖拉機 | |
相同點 | 沖程:活塞在往復運動中從汽缸的一端運動到另一端。 一個工作循環(huán)活塞往復運動2次,曲軸和飛輪轉動2周,經(jīng)歷四個沖程,做功1次。 |
六、能量守恒定律
1.自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統(tǒng)地學習,但在日常生活中我們也有所了解,如跟電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能,跟光現(xiàn)象有關的光能,跟原子核的變化有關的核能,跟化學反應有關的化學能等。
2.在一定條件下,各種形式的能量可以相互轉化和轉移(列舉學生所熟悉的事例,說明各種形式的能的轉化和轉移)。在熱傳遞過程中,高溫物體的內(nèi)能轉移到低溫物體。運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球,甲球的機械能轉移到乙球。在這種轉移的過程中能量形式?jīng)]有變。
3.在自然界中能量的轉化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯,由于摩擦而使機械能轉化為內(nèi)能;在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中,內(nèi)能轉化為機械能;在水力發(fā)電中,水的機械能轉化為電能;在火力發(fā)電廠,燃料燃燒釋放的化學能,轉化成電能;在核電站,核能轉化為電能;電流通過電熱器時,電能轉化為內(nèi)能;電流通過電動機,電能轉化為機械能。
4.能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到另一個物體,而在轉化和轉移的過程中,能量的總量保持不變。
能量的轉化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。
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