題目列表(包括答案和解析)
【典型例題點評】
例1:(05.宿遷)某物理實驗小組的同學(xué)在探究“物體所受重力大小與物體質(zhì)量的關(guān)系”的實驗記錄如下表:
實測 物體 | 物體質(zhì)量 m(kg) | 重力 G(N) | 比值G/m (N/kg) | 比值G/m的平均值 (N/kg) |
物體1 | 0.1 | 0.99 | 9.9 | |
物體2 | 0.2 | 1.96 | 9.8 | |
物體3 | 0.3 | 2.91 | 9.7 |
(1)在實驗過程中,需要的測量工具有 和 ;
(2)在上表空白處填出比值G/m的平均值;
(3)分析表中實驗數(shù)據(jù),得出結(jié)論是: 。
分析與解:要探究“物體所受重力大小與物體質(zhì)量的關(guān)系”(1)首先必須解決如何側(cè)得質(zhì)量和重力。所以需要的測量工具有:天平和測力計。(2)G/m的平均值為:9.8。(3)由于側(cè)得的G/m比值保持不變,說明物體的重力與質(zhì)量成正比。
點評:這一題主要考察考生實驗的基本技能:主要有三個方面:儀器的選取,實驗數(shù)據(jù)的處理以及根據(jù)側(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行推理,得出結(jié)論的能力。
例2:(05.大連)為了測定木塊所受到的摩擦力,兩個實驗小組分別設(shè)計了甲、乙兩種實驗方案,實驗裝置如圖所示,實驗中不計彈簧測力計的重力。
甲方案:在水平實驗桌面上將木版用線拉住,通過彈簧側(cè)力計沿木板方向水平拉木塊,使木塊在木板上面滑動。
乙方案;將木板放在水平實驗桌面上,用線通過彈簧測力計水平地拉住木塊,沿木板方向水平拉木板,使木板在木塊下面滑動。
(1)從實驗操作方面考慮,應(yīng)選擇 方案,簡述你的理由。
(2)從實驗誤差方面考慮,應(yīng)選擇 方案,簡述你的理由。
分析與解:原理:甲方案:對摩擦力的測量是采用“間接法”進(jìn)行的,只有當(dāng)彈簧秤拉動木塊勻速運動時,拉力才與摩擦力成為一對平衡力,它們大小相等。乙方案:拉動木板時,木塊受到向左的摩擦力,由于木塊相對地面靜止,則摩擦力與彈簧秤的拉力是一對平衡力。
點評:一個實驗設(shè)計,必須遵循科學(xué)性原則,簡便性原則,可操作性原則以及準(zhǔn)確性原則。這一考題正是考察考生在兩個實驗方案中,就可操作性以及準(zhǔn)確性方面做出正確判斷的能力。
例3:(05.溫州)朱啟南在雅典奧運會上打破男子10米氣步槍世界記錄并獲得冠軍。比賽中,他射出的子彈在空中高速飛行。下列對空中飛行的子彈受力分析正確的是
A、受到重力和空氣的阻力 B、只受到空氣的阻力
C、只受到槍膛內(nèi)高溫燃?xì)獾耐屏?nbsp; D、只受到朱永啟南的推力
分析與解:子彈飛出槍膛之前,受到槍膛內(nèi)高溫燃?xì)獾耐苿,子彈飛出槍膛以后,槍膛內(nèi)高溫燃?xì)獾耐屏拖,子彈在空中高速飛行時,受到重力和空氣阻力。
正確答案:A
點評:對空中飛行的物體進(jìn)行受力分析時,往往只受重力和阻力作用,如果是質(zhì)量較大低速運動的物體如投擲出去的鉛球,空氣阻力可以不記的。而向上的沖力或慣性力這些力,都是不存在的。
例4(05.北京)古代護(hù)城河上安裝的吊橋可以看成一個以D為支點的杠桿,如圖12-2所示。一個人通過定滑輪用力將吊橋由圖示位置緩慢拉至豎直位置,若用 L表示繩對橋板的拉力F的力臂,則關(guān)于此過程中L的變化以及乘積FL的變化情況,下列說法正確的是( )
分析與解:當(dāng)?shù)鯓虮坏跗鸬倪^程中,如圖12-3中虛線位置(1)所示,吊橋重力的力臂l在減小,而吊繩的拉力的力臂L卻在增大,根據(jù)杠桿的平衡條件:FL=Gl可知,F(xiàn)L在減;當(dāng)?shù)鯓虮坏醯教摼位置(2)的過程,重力的力臂l變小,所以FL也在變小,而F的力臂L則由大變小。
正確答案:C
點評:解決杠桿的問題,必須先確定杠桿的五要素,再根據(jù)題目的已知條件,結(jié)合杠桿的平衡條件,進(jìn)行推斷。對于動態(tài)變化的杠桿問題,(如上題)可以取變化過程中的幾個狀態(tài)進(jìn)行分析比較,從而得出結(jié)論。
人教版第十二章 運動和力 復(fù)習(xí)提綱
一、參照物
1.定義:為研究物體的運動假定不動的物體叫做參照物。
2.任何物體都可做參照物,通常選擇參照物以研究問題的方便而定。如研究地面上的物體的運動,常選地面或固定于地面上的物體為參照物,在這種情況下參照物可以不提。
3.選擇不同的參照物來觀察同一個物體結(jié)論可能不同。同一個物體是運動還是靜止取決于所選的參照物,這就是運動和靜止的相對性。
4.不能選擇所研究的對象本身作為參照物那樣研究對象總是靜止的。
練習(xí):
☆詩句“滿眼風(fēng)光多閃爍,看山恰似走來迎,仔細(xì)看山山不動,是船行”其中“看山恰似走來迎”和“是船行”所選的參照物分別是船和山。
☆坐在向東行駛的甲汽車?yán)锏某丝,看到路旁的樹木向后退去,同時又看到乙汽車也從甲汽車旁向后退去,試說明乙汽車的運動情況。
分三種情況:①乙汽車沒動;②乙汽車向東運動,但速度沒甲快;③乙汽車向西運動。
☆解釋毛澤東《送瘟神》中的詩句“坐地日行八萬里,巡天遙看一千河”。
第一句:以地心為參照物,地面繞地心轉(zhuǎn)八萬里。第二句:以月亮或其他天體為參照物在那可看到地球上許多河流。
二、機(jī)械運動
定義:物理學(xué)里把物體位置變化叫做機(jī)械運動。
特點:機(jī)械運動是宇宙中最普遍的現(xiàn)象。
比較物體運動快慢的方法:
、疟容^同時啟程的步行人和騎車人的快慢采用:時間相同路程長則運動快。
、票容^百米運動員快慢采用:路程相同時間短則運動快。
、前倜踪惻苓\動員同萬米運動員比較快慢,采用:比較單位時間內(nèi)通過的路程。實際問題中多用這種方法比較物體運動快慢,物理學(xué)中也采用這種方法描述運動快慢。
練習(xí):體育課上,甲、乙、丙三位同學(xué)進(jìn)行百米賽跑,他們的成績分別是14.2S,13.7S,13.9S,則獲得第一名的是 同學(xué),這里比較三人賽跑快慢最簡便的方法是路程相同時間短運動的快。
分類:(根據(jù)運動路線)⑴曲線運動;⑵直線運動。
、 勻速直線運動:
定義:快慢不變,沿著直線的運動叫勻速直線運動。
定義:在勻速直線運動中,速度等于運動物體在單位時間內(nèi)通過的路程。
物理意義:速度是表示物體運動快慢的物理量。
計算公式:變形,。
速度單位:國際單位制中m/s;運輸中單位km/h;兩單位中m/s單位大。
換算:1m/s=3.6km/h。人步行速度約1.1m/s。它表示的物理意義是:人勻速步行時1秒中運動1.1m。
直接測量工具:速度計。
速度圖象:
、 變速運動:
定義:運動速度變化的運動叫變速運動。
(求某段路程上的平均速度,必須找出該路程及對應(yīng)的時間)。
物理意義:表示變速運動的平均快慢。
平均速度的測量:原理。
方法:用刻度尺測路程,用停表測時間。從斜面上加速滑下的小車。設(shè)上半段,下半段,全程的平均速度為v1.v2.v 則v2>v>v1。
常識:人步行速度1.1m/s;自行車速度5m/s;大型噴氣客機(jī)速度900km/h;客運火車速度140km/h;高速小汽車速度108km/h;光速和無線電波3×108m/s。
Ⅲ 實驗中數(shù)據(jù)的記錄:
設(shè)計數(shù)據(jù)記錄表格是初中應(yīng)具備的基本能力之一。設(shè)計表格時,要先弄清實驗中直接測量的量和計算的量有哪些,然后再弄清需要記錄的數(shù)據(jù)的組數(shù),分別作為表格的行和列。根據(jù)需要就可設(shè)計出合理的表格。
練習(xí): 某次中長跑測驗中,小明同學(xué)跑1000m,小紅同學(xué)跑800m,測出他兩跑完全程所用的時間分別是4分10秒和三分20秒,請設(shè)計記錄表格,并將他們跑步的路程、時間和平均速度記錄在表格中。
| 跑步路程 | 時間 | 平均速度 |
小明 | 1000m | 4分10秒 | 4m/s |
小紅 | 800m | 3分20秒 | 4m/s |
解:表格設(shè)計如下
三、長度的測量
1.長度的測量是物理學(xué)最基本的測量,也是進(jìn)行科學(xué)探究的基本技能。長度測量的常用的工具是刻度尺。
2.國際單位制中,長度的主單位是m,常用單位有千米(km),分米(dm),厘米(cm),毫米(mm),微米(μm),納米(nm)。
3.主單位與常用單位的換算關(guān)系:
1km=103m;1m=10dm;1dm=10cm;1cm=10mm;1mm=103μm;1m=106μm;1m=109nm;1μm=103nm。
單位換算的過程:口訣:“系數(shù)不變,等量代換”。
4.長度估測:黑板的長度2.5m;課桌高0.7m;籃球直徑24cm;指甲寬度1cm;鉛筆芯的直徑1mm;一只新鉛筆長度1.75dm;手掌寬度1dm;墨水瓶高度6cm。
5.特殊的測量方法:
A、測量細(xì)銅絲的直徑、一張紙的厚度等微小量常用累積法(當(dāng)被測長度較小,測量工具精度不夠時可將較小的物體累積起來,用刻度尺測量之后再求得單一長度)
☆如何測物理課本中一張紙的厚度?
答:數(shù)出物理課本若干張紙,記下總張數(shù)n,用毫米刻度尺測出n張紙的厚度L,則一張紙的厚度為L/n。
☆如何測細(xì)銅絲的直徑?
答:把細(xì)銅絲在鉛筆桿上緊密排繞n圈成螺線管,用刻度尺測出螺線管的長度L,則細(xì)銅絲直徑為L/n。
☆兩卷細(xì)銅絲,其中一卷上有直徑為0.3mm,而另一卷上標(biāo)簽已脫落,如果只給你兩只相同的新鉛筆,你能較為準(zhǔn)確地弄清它的直徑嗎?寫出操作過程及細(xì)銅絲直徑的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
答:將已知直徑和未知直徑兩卷細(xì)銅絲分別緊密排繞在兩只相同的新鉛筆上,且使線圈長度相等,記下排繞圈數(shù)N1和N2,則可計算出未知銅絲的直徑D2=0.3N1/N2mm
B、測地圖上兩點間的距離,圓柱的周長等常用化曲為直法(把不易拉長的軟線重合待測曲線上標(biāo)出起點終點,然后拉直測量)
☆給你一段軟銅線和一把刻度尺,你能利用地圖冊估測出北京到廣州的鐵路長嗎?
答:用細(xì)銅線去重合地圖冊上北京到廣州的鐵路線,再將細(xì)銅線拉直,用刻度尺測出長度L查出比例尺,計算出鐵路線的長度。
C、測操場跑道的長度等常用輪滾法(用已知周長的滾輪沿著待測曲線滾動,記下輪子圈數(shù),可算出曲線長度)
D、測硬幣、球、圓柱的直徑圓錐的高等常用輔助法(對于用刻度尺不能直接測出的物體長度可將刻度尺三角板等組合起來進(jìn)行測量)
你能想出幾種方法測硬幣的直徑?(簡述)
、僦背呷前遢o助法;②貼折硬幣邊緣用筆畫一圈剪下后對折量出折痕長;③硬幣在紙上滾動一周測周長求直徑;④將硬幣平放直尺上,讀取和硬幣左右相切的兩刻度線之間的長度。
6.刻度尺的使用規(guī)則:
A、“選”:根據(jù)實際需要選擇刻度尺。
B、“觀”:使用刻度尺前要觀察它的零刻度線、量程、分度值。
C、“放”用刻度尺測長度時,尺要沿著所測直線(緊貼物體且不歪斜)。不利用磨損的零刻線。(用零刻線磨損的刻度尺測物體時,要從整刻度開始)
D、“看”:讀數(shù)時視線要與尺面垂直。
E、“讀”:在精確測量時,要估讀到分度值的下一位。
F、“記”:測量結(jié)果由數(shù)字和單位組成。(也可表達(dá)為:測量結(jié)果由準(zhǔn)確值、估讀值和單位組成)。
練習(xí):有兩位同學(xué)測同一只鋼筆的長度,甲測得結(jié)果12.82cm,乙測得結(jié)果為12.8cm。如果這兩位同學(xué)測量時都沒有錯誤,那么結(jié)果不同的原因是:兩次刻度尺的分度值不同。如果這兩位同學(xué)所用的刻度尺分度值都是mm,則乙同學(xué)的結(jié)果錯誤。原因是:沒有估讀值。
7.誤差:
。1)定義:測量值和真實值的差異叫誤差。
。2)產(chǎn)生原因:測量工具 測量環(huán)境 人為因素。
。3)減小誤差的方法:多次測量求平均值;用更精密的儀器。
(4)誤差只能減小而不能避免,而錯誤是由于不遵守測量儀器的使用規(guī)則和主觀粗心造成的,是能夠避免的。
四、時間的測量
1.單位:秒(S)。
2.測量工具:古代:日晷、沙漏、滴漏、脈搏等。
現(xiàn)代:機(jī)械鐘、石英鐘、電子表等。
五、力的作用效果
1.力的概念:力是物體對物體的作用。
2.力產(chǎn)生的條件:①必須有兩個或兩個以上的物體;②物體間必須有相互作用(可以不接觸)。
3.力的性質(zhì):物體間力的作用是相互的(相互作用力在任何情況下都是大小相等,方向相反,作用在不同物體上)。兩物體相互作用時,施力物體同時也是受力物體,反之,受力物體同時也是施力物體。
4.力的作用效果:力可以改變物體的運動狀態(tài);力可以改變物體的形狀。
說明:物體的運動狀態(tài)是否改變一般指:物體的運動快慢是否改變(速度大小的改變)和物體的運動方向是否改變。
5.力的單位:國際單位制中力的單位是牛頓簡稱牛,用N表示。
力的感性認(rèn)識:拿兩個雞蛋所用的力大約1N。
6.力的測量:
、艤y力計:測量力的大小的工具。
、品诸悾簭椈蓽y力計、握力計。
、菑椈蓽y力計:
A、原理:在彈性限度內(nèi),彈簧的伸長與所受的拉力成正比。
B、使用方法:“看”:量程、分度值、指針是否指零;“調(diào)”:調(diào)零;“讀”:讀數(shù)=掛鉤受力。
C、注意事項:加在彈簧測力計上的力不許超過它的最大量程。
D、物理實驗中,有些物理量的大小是不宜直接觀察的,但它變化時引起其他物理量的變化卻容易觀察,用容易觀察的量顯示不宜觀察的量,是制作測量儀器的一種思路。這種科學(xué)方法稱做“轉(zhuǎn)換法”。利用這種方法制作的儀器:溫度計、彈簧測力計、壓強(qiáng)計等。
7.力的三要素:力的大小、方向、和作用點。
8.力的表示法:力的示意圖:用一根帶箭頭的線段把力的大小、方向、作用點表示出來,如果沒有大小,可不表示,在同一個圖中,力越大,線段應(yīng)越長。
六、慣性和慣性定律
1.伽利略斜面實驗:
⑴三次實驗小車都從斜面頂端滑下的目的是:保證小車開始沿著平面運動的速度相同。
、茖嶒灥贸龅媒Y(jié)論:在同樣條件下,平面越光滑,小車前進(jìn)地越遠(yuǎn)。
⑶伽利略的推論是:在理想情況下,如果表面絕對光滑,物體將以恒定不變的速度永遠(yuǎn)運動下去。
、荣だ孕泵鎸嶒灥淖吭街幉皇菍嶒灡旧恚菍嶒炈褂玫莫毺胤椒īぉぴ趯嶒灥幕A(chǔ)上,進(jìn)行理想化推理。(也稱作理想化實驗)它標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。
2.牛頓第一定律:
、排nD總結(jié)了伽利略、笛卡兒等人的研究成果,得出了牛頓第一定律,其內(nèi)容是:一切物體在沒有受到力的作用的時候,總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。
⑵說明:
A、牛頓第一定律是在大量經(jīng)驗事實的基礎(chǔ)上,通過進(jìn)一步推理而概括出來的,且經(jīng)受住了實踐的檢驗所以已成為大家公認(rèn)的力學(xué)基本定律之一。但是,我們周圍不受力是不可能的,因此不可能用實驗來直接證明牛頓第一定律。
B、牛頓第一定律的內(nèi)涵:物體不受力,原來靜止的物體將保持靜止?fàn)顟B(tài),原來運動的物體,不管原來做什么運動,物體都將做勻速直線運動。
C、牛頓第一定律告訴我們:物體做勻速直線運動可以不需要力,即力與運動狀態(tài)無關(guān),所以力不是產(chǎn)生或維持運動的原因。
3.慣性:
、哦x:物體保持運動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性。
、普f明:慣性是物體的一種屬性。一切物體在任何情況下都有慣性,慣性大小只與物體的質(zhì)量有關(guān),與物體是否受力、受力大小、是否運動、運動速度等皆無關(guān)。
4.慣性與慣性定律的區(qū)別:
A、慣性是物體本身的一種屬性,而慣性定律是物體不受力時遵循的運動規(guī)律。
B、任何物體在任何情況下都有慣性,(即不管物體受不受力、受平衡力還是非平衡力),物體受非平衡力時,慣性表現(xiàn)為“阻礙”運動狀態(tài)的變化;慣性定律成立是有條件的。
☆人們有時要利用慣性,有時要防止慣性帶來的危害,請就以上兩點各舉兩例(不要求解釋)。答:利用:跳遠(yuǎn)運動員的助跑;用力可以將石頭甩出很遠(yuǎn);騎自行車蹬幾下后可以讓它滑行。防止:小型客車前排乘客要系安全帶;車輛行使要保持距離;包裝玻璃制品要墊上很厚的泡沫塑料。
七、二力平衡
1.定義:物體在受到兩個力的作用時,如果能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)稱二力平衡。
2.二力平衡條件:二力作用在同一物體上、大小相等、方向相反、兩個力在一條直線上。
概括:二力平衡條件用四字概括“一、等、反、一”。
3.平衡力與相互作用力比較:
相同點:①大小相等;②方向相反;③作用在一條直線上不同點:平衡力作用在一個物體上可以是不同性質(zhì)的力;相互力作用在不同物體上是相同性質(zhì)的力。
4.力和運動狀態(tài)的關(guān)系:
物體受力條件 | 物體運動狀態(tài) | 說明 |
力不是產(chǎn)生(維持)運動的原因 | ||
受非平衡力 合力不為0 | 力是改變物體運動狀態(tài)的原因 |
5.應(yīng)用:應(yīng)用二力平衡條件解題要畫出物體受力示意圖。
畫圖時注意:①先畫重力然后看物體與那些物體接觸,就可能受到這些物體的作用力;②畫圖時還要考慮物體運動狀態(tài)。
人教版第十五章 功和機(jī)械能 復(fù)習(xí)提綱
一、功
1.力學(xué)里的功包括兩個必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上通過的距離。
2.不做功的三種情況:有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。
鞏固:☆某同學(xué)踢足球,球離腳后飛出10m遠(yuǎn),足球飛出10m的過程中人不做功。(原因是足球靠慣性飛出)。
3.力學(xué)里規(guī)定:功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式:W=FS。
4.功的單位:焦耳,1J=1N·m。把一個雞蛋舉高1m,做的功大約是0.5J。
5.應(yīng)用功的公式注意:①分清哪個力對物體做功,計算時F就是這個力;②公式中S一定是在力的方向上通過的距離,強(qiáng)調(diào)對應(yīng)。③功的單位“焦”(牛·米=焦),不要和力和力臂的乘積(牛·米,不能寫成“焦”)單位搞混。
二、功的原理
1.內(nèi)容:使用機(jī)械時,人們所做的功,都不會少于直接用手所做的功;即:使用任何機(jī)械都不省功。
2.說明:(請注意理想情況功的原理可以如何表述?)
①功的原理是一個普遍的結(jié)論,對于任何機(jī)械都適用。
②功的原理告訴我們:使用機(jī)械要省力必須費距離,要省距離必須費力,既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。
、凼褂脵C(jī)械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因為使用機(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向,給人類工作帶來很多方便。
、芪覀冏鲱}遇到的多是理想機(jī)械(忽略摩擦和機(jī)械本身的重力)理想機(jī)械:使用機(jī)械時,人們所做的功(FS)=直接用手對重物所做的功(Gh)。
3.應(yīng)用:斜面
、倮硐胄泵妫盒泵婀饣
、诶硐胄泵孀駨墓Φ脑;
、劾硐胄泵婀剑篎L=Gh,其中:F:沿斜面方向的推力;L:斜面長;G:物重;h:斜面高度。
如果斜面與物體間的摩擦為f,則:FL=fL+Gh;這樣F做功就大于直接對物體做功Gh。
三、機(jī)械效率
1.有用功:定義:對人們有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W總-W額=ηW總 斜面:W有用=Gh
2.額外功:定義:并非我們需要但又不得不做的功。
公式:W額=W總-W有用=G動h(忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組) 斜面:W額=fL
3.總功:定義:有用功加額外功或動力所做的功
公式:W總=W有用+W額=FS= W有用/η 斜面:W總= fL+Gh=FL
4.機(jī)械效率:①定義:有用功跟總功的比值。
②公式:
斜 面: 定滑輪:
動滑輪: 滑輪組:
、塾杏霉傂∮诳偣,所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。
、芴岣邫C(jī)械效率的方法:減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。
5.機(jī)械效率的測量:
①原理:
、趹(yīng)測物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S。
、燮鞑模撼^碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測力計。
、懿襟E:必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高,目的:保證測力計示數(shù)大小不變。
、萁Y(jié)論:影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有:
A、動滑輪越重,個數(shù)越多則額外功相對就多。
B、提升重物越重,做的有用功相對就多。
C、摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。
繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。
四、功率
1.定義:單位時間里完成的功。
2.物理意義:表示做功快慢的物理量。
3.公式:
4.單位:主單位W;常用單位kW mW 馬力。
換算:1kW=103W?1mW=106 W?1馬力=735W。
某小轎車功率66kW,它表示:小轎車1s內(nèi)做功66000J。
5.機(jī)械效率和功率的區(qū)別:
功率和機(jī)械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢,即單位時間內(nèi)完成的功;機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。
五、機(jī)械能
。ㄒ唬﹦幽芎蛣菽
1.能量:一個物體能夠做功,我們就說這個物體具有能。
理解:①能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量;能量可以用能夠做功的多少來衡量。
、谝粋物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。如:山上靜止的石頭具有能量,但它沒有做功。也不一定要做功。
2.知識結(jié)構(gòu):
3.探究決定動能大小的因素:
、俨孪耄簞幽艽笮∨c物體質(zhì)量和速度有關(guān)。
實驗研究:研究對象:小鋼球 方法:控制變量。
·如何判斷動能大。嚎葱′撉蚰芡苿幽緣K做功的多少。
·如何控制速度不變:使鋼球從同一高度滾下,則到達(dá)斜面底端時速度大小相同。
·如何改變鋼球速度:使鋼球從不同高度滾下。
③分析歸納:保持鋼球質(zhì)量不變時結(jié)論:運動物體質(zhì)量相同時;速度越大動能越大。
保持鋼球速度不變時結(jié)論:運動物體速度相同時;質(zhì)量越大動能越大;
、艿贸鼋Y(jié)論:物體動能與質(zhì)量和速度有關(guān);速度越大動能越大,質(zhì)量越大動能也越大。
物體 | 質(zhì)量m/kg | 速度v/(m.s-1) | 動能E/J |
牛 | 約600 | 約0.5 | 約75 |
中學(xué)生 | 約50 | 約6 | 約900 |
練習(xí):☆上表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學(xué)生百米賽跑時的一些數(shù)據(jù):分析數(shù)據(jù),可以看出對物體動能大小影響較大的是速度。你判斷的依據(jù):人的質(zhì)量約為牛的1/12,而速度約為牛的12倍,此時動能為牛的12倍,說明速度對動能影響大。
4.機(jī)械能:動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
理解:①有動能的物體具有機(jī)械能;②有勢能的物體具有機(jī)械能;③同時具有動能和勢能的物體具有機(jī)械能。
(二)動能和勢能的轉(zhuǎn)化
1.知識結(jié)構(gòu):
2.動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:
、儋|(zhì)量一定的物體,如果加速下降,則動能增大,重力勢能減小,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
②質(zhì)量一定的物體,如果減速上升,則動能減小,重力勢能增大,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
3.動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:
①如果一個物體的動能減小,而另一個物體的彈性勢能增大,則動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。
、谌绻粋物體的動能增大,而另一個物體的彈性勢能減小,則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。
4.動能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析:
⑴首先分析決定動能大小的因素,決定重力勢能(或彈性勢能)大小的因素──看動能和重力勢能(或彈性勢能)如何變化。
、七要注意動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒有其他外力做功(即:沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失),則動能勢能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變。
⑶題中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失──機(jī)械能守恒;“斜面上勻速下滑”表示有能量損失──機(jī)械能不守恒。
。ㄈ┧芎惋L(fēng)能的利用
1.知識結(jié)構(gòu):
2.水電站的工作原理:利用高處的水落下時把重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,水的一部分動能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī),利用水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
練習(xí):☆水電站修筑攔河大壩的目的是什么?大壩為什么要設(shè)計成上窄下寬?
答:水電站修筑攔河大壩是為了提高水位,增大水的重力勢能,水下落時能轉(zhuǎn)化為更多的動能,通過發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。
人教版第十五章 功和機(jī)械能 復(fù)習(xí)提綱
一、功
1.力學(xué)里的功包括兩個必要因素:一是作用在物體上的力;二是物體在力的方向上通過的距離。
2.不做功的三種情況:有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。
鞏固:☆某同學(xué)踢足球,球離腳后飛出10m遠(yuǎn),足球飛出10m的過程中人不做功。(原因是足球靠慣性飛出)。
3.力學(xué)里規(guī)定:功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式:W=FS。
4.功的單位:焦耳,1J=1N·m。把一個雞蛋舉高1m,做的功大約是0.5J。
5.應(yīng)用功的公式注意:①分清哪個力對物體做功,計算時F就是這個力;②公式中S一定是在力的方向上通過的距離,強(qiáng)調(diào)對應(yīng)。③功的單位“焦”(牛·米=焦),不要和力和力臂的乘積(牛·米,不能寫成“焦”)單位搞混。
二、功的原理
1.內(nèi)容:使用機(jī)械時,人們所做的功,都不會少于直接用手所做的功;即:使用任何機(jī)械都不省功。
2.說明:(請注意理想情況功的原理可以如何表述?)
①功的原理是一個普遍的結(jié)論,對于任何機(jī)械都適用。
、诠Φ脑砀嬖V我們:使用機(jī)械要省力必須費距離,要省距離必須費力,既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。
、凼褂脵C(jī)械雖然不能省功,但人類仍然使用,是因為使用機(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向,給人類工作帶來很多方便。
、芪覀冏鲱}遇到的多是理想機(jī)械(忽略摩擦和機(jī)械本身的重力)理想機(jī)械:使用機(jī)械時,人們所做的功(FS)=直接用手對重物所做的功(Gh)。
3.應(yīng)用:斜面
①理想斜面:斜面光滑;
②理想斜面遵從功的原理;
、劾硐胄泵婀剑篎L=Gh,其中:F:沿斜面方向的推力;L:斜面長;G:物重;h:斜面高度。
如果斜面與物體間的摩擦為f,則:FL=fL+Gh;這樣F做功就大于直接對物體做功Gh。
三、機(jī)械效率
1.有用功:定義:對人們有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W總-W額=ηW總 斜面:W有用=Gh
2.額外功:定義:并非我們需要但又不得不做的功。
公式:W額=W總-W有用=G動h(忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組) 斜面:W額=fL
3.總功:定義:有用功加額外功或動力所做的功
公式:W總=W有用+W額=FS= W有用/η 斜面:W總= fL+Gh=FL
4.機(jī)械效率:①定義:有用功跟總功的比值。
、诠剑
斜 面: 定滑輪:
動滑輪: 滑輪組:
、塾杏霉傂∮诳偣,所以機(jī)械效率總小于1。通常用百分?jǐn)?shù)表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。
、芴岣邫C(jī)械效率的方法:減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。
5.機(jī)械效率的測量:
、僭恚
、趹(yīng)測物理量:鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S。
、燮鞑模撼^碼、鐵架臺、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測力計。
④步驟:必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高,目的:保證測力計示數(shù)大小不變。
、萁Y(jié)論:影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有:
A、動滑輪越重,個數(shù)越多則額外功相對就多。
B、提升重物越重,做的有用功相對就多。
C、摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。
繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。
四、功率
1.定義:單位時間里完成的功。
2.物理意義:表示做功快慢的物理量。
3.公式:
4.單位:主單位W;常用單位kW mW 馬力。
換算:1kW=103W?1mW=106 W?1馬力=735W。
某小轎車功率66kW,它表示:小轎車1s內(nèi)做功66000J。
5.機(jī)械效率和功率的區(qū)別:
功率和機(jī)械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢,即單位時間內(nèi)完成的功;機(jī)械效率表示機(jī)械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。
五、機(jī)械能
。ㄒ唬﹦幽芎蛣菽
1.能量:一個物體能夠做功,我們就說這個物體具有能。
理解:①能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量;能量可以用能夠做功的多少來衡量。
②一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。如:山上靜止的石頭具有能量,但它沒有做功。也不一定要做功。
2.知識結(jié)構(gòu):
3.探究決定動能大小的因素:
、俨孪耄簞幽艽笮∨c物體質(zhì)量和速度有關(guān)。
實驗研究:研究對象:小鋼球 方法:控制變量。
·如何判斷動能大小:看小鋼球能推動木塊做功的多少。
·如何控制速度不變:使鋼球從同一高度滾下,則到達(dá)斜面底端時速度大小相同。
·如何改變鋼球速度:使鋼球從不同高度滾下。
、鄯治鰵w納:保持鋼球質(zhì)量不變時結(jié)論:運動物體質(zhì)量相同時;速度越大動能越大。
保持鋼球速度不變時結(jié)論:運動物體速度相同時;質(zhì)量越大動能越大;
、艿贸鼋Y(jié)論:物體動能與質(zhì)量和速度有關(guān);速度越大動能越大,質(zhì)量越大動能也越大。
物體 | 質(zhì)量m/kg | 速度v/(m.s-1) | 動能E/J |
牛 | 約600 | 約0.5 | 約75 |
中學(xué)生 | 約50 | 約6 | 約900 |
練習(xí):☆上表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學(xué)生百米賽跑時的一些數(shù)據(jù):分析數(shù)據(jù),可以看出對物體動能大小影響較大的是速度。你判斷的依據(jù):人的質(zhì)量約為牛的1/12,而速度約為牛的12倍,此時動能為牛的12倍,說明速度對動能影響大。
4.機(jī)械能:動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
理解:①有動能的物體具有機(jī)械能;②有勢能的物體具有機(jī)械能;③同時具有動能和勢能的物體具有機(jī)械能。
。ǘ﹦幽芎蛣菽艿霓D(zhuǎn)化
1.知識結(jié)構(gòu):
2.動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:
、儋|(zhì)量一定的物體,如果加速下降,則動能增大,重力勢能減小,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
、谫|(zhì)量一定的物體,如果減速上升,則動能減小,重力勢能增大,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
3.動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律:
、偃绻粋物體的動能減小,而另一個物體的彈性勢能增大,則動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。
、谌绻粋物體的動能增大,而另一個物體的彈性勢能減小,則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。
4.動能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析:
、攀紫确治鰶Q定動能大小的因素,決定重力勢能(或彈性勢能)大小的因素──看動能和重力勢能(或彈性勢能)如何變化。
、七要注意動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒有其他外力做功(即:沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失),則動能勢能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變。
、穷}中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失──機(jī)械能守恒;“斜面上勻速下滑”表示有能量損失──機(jī)械能不守恒。
。ㄈ┧芎惋L(fēng)能的利用
1.知識結(jié)構(gòu):
2.水電站的工作原理:利用高處的水落下時把重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,水的一部分動能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī),利用水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
練習(xí):☆水電站修筑攔河大壩的目的是什么?大壩為什么要設(shè)計成上窄下寬?
答:水電站修筑攔河大壩是為了提高水位,增大水的重力勢能,水下落時能轉(zhuǎn)化為更多的動能,通過發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。
(1)2.75(說明:答案在2.71~2.79之間即可);
(2)溫度計的玻璃泡碰到容器底部 (容易題)
2.請你試一試:
(1)如圖9―10所示的水筆芯,當(dāng)上端開口堵住后書寫了一會兒,筆尖就無法寫出字了。發(fā)生這種現(xiàn)象的主要原因是 。
(2)當(dāng)水筆的筆尖朝上書寫了一會兒,筆尖也無法寫出水了。發(fā)生這種現(xiàn)象的主要原因是 。
(3)圖中的水筆在太空中是無法使用的,請發(fā)揮你的想象力為這種筆提出一種改進(jìn)措施:
。
【參考答案】
(1)大氣壓的作用;
(2)重力的作用;
(3)略(說明:只要能針對水筆在太空中由于失重而造成無法朝著筆尖的方向流出墨水的現(xiàn)象,提出改進(jìn)措施,使得墨水受到一個持續(xù)向筆尖方向的力即可 )
(中檔題)
3. 小小文具盒里蘊(yùn)含著豐富的物理知識,可以用來做很多物理實驗。請你利用文具盒中的文具設(shè)計兩個物理小實驗,只要求寫出實驗的做法和要說明的物理問題。
[ 示例 ]把鉛筆立在桌面上,可以看到鉛筆形成一個影子。說明光是沿直線傳播。
答:(1)
(2)
【參考答案】
(1)用力彎塑料尺,塑料尺變彎。說明力可以改變物體的形狀。
(2)用兩手指按住圓珠筆的筆尖和筆尾,按住筆尖的手指更痛。(說明:用其他方法進(jìn)行實驗,能說明問題的同樣給分)
(中檔題)
4.小明彎曲手中的鋼鋸片,感覺到彈力大小與彎曲程度有關(guān),同時他猜想,彈力大小可能還跟鋼鋸片的長度有關(guān)。于是他和同學(xué)合作進(jìn)行了圖9―11所示的實驗,將鋼鋸片夾在厚書內(nèi),伸出的長度(簡稱長度)用L表示;鋼鋸片形變量(彎曲程度)用末端側(cè)移量x表示,鋼鋸片的彈力用F表示,其大小等于測力計的讀數(shù)。實驗數(shù)據(jù)如下表。
(1)由第 次實驗數(shù)據(jù)分析可知,鋼鋸片在形變量x一定時,彈力F 隨長度L的 而 (選填“增大”或“減小”);
(2)由第3~7次實驗數(shù)據(jù)分析可知,鋼鋸片在長度L一定時,彈力F跟形變量x成 ;
(3)請用表中鋼鋸片長度L為
(4)分析圖象,進(jìn)一步歸納得出:
。
【參考答案】
(1)1、2、4 , 增大(或減。,減。ɑ蛟龃螅
(2)正比 ;
(3)圖象略;
(4)彈力F與x成正比只在x小于
(稍難題)
(四)計算題
1.餐飲業(yè)的浪費現(xiàn)象比較嚴(yán)重。小偉同學(xué)利用暑假到某餐館進(jìn)行社會調(diào)查,以事實來提醒人們注意節(jié)約。他每天從餐館收集到顧客剩余、丟棄的啤酒約
(1)一瓶未開封啤酒的質(zhì)量;
(2)該餐館相當(dāng)于每天浪費幾瓶未開封的啤酒;
(3)啤酒的密度。
【參考答案】
(1)一瓶未開封啤酒的質(zhì)量:m1=m-m0=
(2)每天浪費的啤酒瓶數(shù): (取33瓶)
(3)啤酒的密度:
(容易題)
2.發(fā)光二極管是一種發(fā)展前景十分看好的節(jié)能照明燈具,我國計劃在2008年北京奧運會上大量使用它。電子制作興趣小組的同學(xué)用“2.5V 10mA”的高亮發(fā)光二極管制作手電筒,電路如圖9―12所示。
(1)若電源電壓為3V,為使發(fā)光二極管正常發(fā)光,R應(yīng)取何值?
(2)實驗發(fā)現(xiàn),4只高亮發(fā)光二極管與1只“2.5V
【參考答案】
(1)電阻R與發(fā)光二極管串聯(lián)
UR = U- U管 = 3V- 2.5V = 0.5 V
I
R= I管 = 10 mA =
由歐姆定律 得
(2)P管總= 4P管 = 4 U管I管 = 4 × 2.5V × 0.01A = 0.1W
P燈 = U燈I燈 = 2.5V × 0.3A = 0.75 W
ΔP = P燈-P管總 = 0.75 W-0.1W = 0.65 W
W = ΔPt = 0.65 W×10×3600s = 2.34×104J
(中檔題)
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