C題 探究物重和物體質(zhì)量的關(guān)系
(一)實驗要求:探究物重和物體質(zhì)量的關(guān)系。
(二)實驗器材:彈簧測力計一個、鐵架臺一副、相同的鉤碼若干只(每個鉤碼質(zhì)量已知)。
(三)實驗過程:
實驗步驟 | 操作過程和記錄 | ||||||||||||||||
1.檢查器材 | ①檢查實驗所需器材是否齊全; ②觀察并記錄彈簧測力計的量程為 ,最小分度值為 ; | ||||||||||||||||
2.彈簧測力 計校零 | 檢查彈簧測力計指針是否指在零刻度線,如有偏差,調(diào)整到兩者對齊為止。 | ||||||||||||||||
3.進(jìn)行實驗 | ①將彈簧測力計懸掛在鐵架臺上; ②將一只鉤碼掛在彈簧測力計下方,注意使彈簧測力計的軸線方向豎直,彈簧勿靠在刻度盤上,待靜止時讀數(shù)。記下彈簧測力計的示數(shù)填入下表; ③繼續(xù)將2只、3只鉤碼分別掛在彈簧測力計下,記下每一次靜止時彈簧測力計的示數(shù)入下表;
④在上表中分別計算出每次實驗“物重跟質(zhì)量的比”; ⑤得出物重和物體質(zhì)量的關(guān)系是 ; | ||||||||||||||||
4.整理器材 | 實驗完畢把器材整理好放回原處。 |
實驗步驟 | 操作過程和記錄 | 滿分 |
1.檢查器材 | ①檢查實驗所需器材是否齊全; ②觀察并記錄彈簧測力計的量程(1分)和最小分度值(1分)正確。 | 2分 |
2.彈簧測力 計校零 | 檢查彈簧測力計指針是否指在零刻度線,如有偏差,調(diào)整到兩者對齊為止。 | 2分 |
3.進(jìn)行實驗 | ①將彈簧測力計懸掛在鐵架臺上(1分); ②將一只鉤碼掛在彈簧測力計下方,注意使彈簧測力計的軸線方向豎直,彈簧勿靠在刻度盤上,待靜止時讀數(shù)。彈簧測力計的示數(shù)讀取正確(1分); ③繼續(xù)將2只、3只鉤碼掛在彈簧測力計下,記下每一次靜止時彈簧測力計的示數(shù)正確(1分); ④計算出每次實驗“物重跟質(zhì)量的比”正確(1分); ⑤得出物重和物體質(zhì)量的關(guān)系正確。(1分)。 | 5分 |
4.整理器材 | 實驗完畢把器材整理好放回原處。 | 1分 |
器材準(zhǔn)備清單
彈簧測力計一個、鐵架臺一副、相同的鉤碼若干只(質(zhì)量已知,并標(biāo)注清楚)。
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(xué)試題題型進(jìn)行歸類、例舉和解析。學(xué)生要解好物理題,必須要有扎實的物理知識和相關(guān)學(xué)科的知識,綜合分析和解決問題的能力。因此,在物理教學(xué)過程中要注重提高學(xué)生的解題能力,加強(qiáng)對解題方法的教學(xué)。 關(guān)鍵詞:隱含條件 物理學(xué) 解題能力 學(xué)習(xí)在解物理習(xí)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(guān)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(guān)鍵詞中挖掘隱含條件 在物理題中,常見的關(guān)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(guān)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(dāng)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(guān)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(xué)常識中找隱含條件 有些題目幾乎沒有條件,但仔細(xì)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(xué)生根據(jù)題意進(jìn)行發(fā)散性思維,努力挖掘相關(guān)知識,在條件不足的情況下,根據(jù)常識假設(shè)適當(dāng)?shù)臈l件和數(shù)據(jù)以彌補(bǔ)題中明確給出的已知條件的不足。 例2 一個中學(xué)生對地面的壓強(qiáng)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(xué)生的體重約為50kg,二是中學(xué)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(xué)常識,只要明確了這兩點,不難得出正確答案D。 三、從物理學(xué)發(fā)展史中尋找隱含條件 這類試題一般涉及對物理學(xué)研究有貢獻(xiàn)的科學(xué)家、科研成果和歷史進(jìn)程等,增加了學(xué)生的愛國情感,有利于培養(yǎng)學(xué)生的高尚情操,激起學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的遠(yuǎn)大理想。 例3 發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的發(fā)明使人類步入電氣化時代,制造發(fā)電機(jī)的主要依據(jù)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象,首先發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)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(xué)家的研究成果和對社會的巨大貢獻(xiàn),很快就能準(zhǔn)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(dāng)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(yīng)的隱含條件。 例4 我國“遠(yuǎn)望號”衛(wèi)星測控船從江陰出發(fā)執(zhí)行任務(wù),由長江進(jìn)入海洋。下列有關(guān)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(dāng)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(xué)問題、現(xiàn)象、判斷等條件隱含于相關(guān)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(xué)生對概念掌握準(zhǔn)確,理解要透徹。 例6 晴天,幾位大學(xué)生在森林中迷路了,下面四種利用風(fēng)向引導(dǎo)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(fēng)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(yīng)順風(fēng)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(yīng)順風(fēng)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(yīng)迎風(fēng)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(yīng)迎風(fēng)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(yīng)順風(fēng)走。 答案:A 六、數(shù)學(xué)關(guān)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(xué)關(guān)系找出題中的隱含條件。這種方法不僅在幾何光學(xué)中有較多的應(yīng)用,而且在其它物理問題中也經(jīng)常應(yīng)用。 例7 有一均勻正方體對水平地面的壓力是F,壓強(qiáng)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(qiáng)是原來的_______倍。 解析:該題的條件隱含在數(shù)學(xué)關(guān)系之中,解題的關(guān)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(qiáng)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(guān)系中尋找隱含條件 圖示是貯存和傳遞科學(xué)文化知識比較便捷的一條途徑,它能夠高度濃縮物理學(xué)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(dāng)多的沒有敘述和未提及的條件,解題時結(jié)合題設(shè)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(xué)生的觀察和分析問題的能力。 例8 在如圖所示的各圖中,關(guān)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(xué)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(jié)果中尋找隱含條件 在理論試題中,也有相當(dāng)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(jié)果之中,要求學(xué)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(xué)生的實驗操作技能,有利于培養(yǎng)學(xué)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?biāo)出正、負(fù)接線柱的位置。 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(shè)將改表處斷開,凡對電路結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(rèn)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(jìn)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(dǎo)體規(guī)格如下表:
①要比較電阻與長度的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線:_______________________; ②要比較電阻與橫截面積的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線:_______________________; ③要比較電阻與材料的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線:_______________________。 解析:本題中導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、材料、橫截面積三個物理量有關(guān),要探究它們之間的關(guān)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(dǎo)線,所以應(yīng)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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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解
力學(xué)綜合計算題分類例析
綜觀歷年各省市中考題,不難發(fā)現(xiàn),力學(xué)計算大多以綜合題的形式出現(xiàn),單獨用一個知識點只對某一個物理量(如密度、壓強(qiáng)等)進(jìn)行求解的力學(xué)計算題已很少見了,絕大部分力學(xué)的計算題都有一定的綜合性。綜合題的優(yōu)點是:一方面能考查學(xué)生分析、理解和推理的思維能力,另一方面考查學(xué)生綜合運用知識的能力和知識遷移能力。這完全符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和目標(biāo),所以這種題型在今后的中考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個方面對這類計算題進(jìn)行分析探究。以指導(dǎo)同學(xué)們解題時抓住要點,一舉突破。
一.思路和方法
1.讀懂題意或圖示,明確已知量和所求量。
有些新題型會出現(xiàn)一些新名詞或概念,有的已知條件比較隱蔽,應(yīng)該努力挖掘出對解題有用的信息。
2.分析研究對象所處的狀態(tài)或物理過程,找出已知量和未知量之間的聯(lián)系。
為了幫助分析,通常對研究對象進(jìn)行受力分析并畫出受力圖,確定哪些力構(gòu)成平衡力,根據(jù)平衡條件建立平衡方程式,這是很關(guān)鍵的一步。
3.明確題目所描述的對象和過程涉及到哪些知識點,選擇適當(dāng)?shù)墓交蛞?guī)律進(jìn)行計算。
①求壓強(qiáng)時可用,兩個公式進(jìn)行求解。但后一個公式一般用來求解液體壓強(qiáng),只有豎直放置的柱體對支承面產(chǎn)生壓強(qiáng),才能用來解。
②計算浮力的方法有很多:(1)阿基米德原理;(2)彈簧測力計測浮力(G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時彈簧測力計的示數(shù));(3)平衡法:物體處于漂浮或懸。唬4)壓力差法:。根據(jù)已知條件和研究對象所處的狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)墓角蟾×Α?/p>
③求滑輪組的機(jī)械效率也有兩個公式:和。當(dāng)滑輪組豎直提升物體時就用前者,當(dāng)滑輪組水平拉物體時就用后者。
4.驗證計算結(jié)果
對答案進(jìn)行檢驗,看過程有無錯誤,看結(jié)果是否符合實際。
二.熱點問題歸類
熱點一:密度、壓強(qiáng)和浮力的綜合。
例1.某電梯公寓樓約40m,完成此建筑物需要澆鑄鋼筋混凝土,還需要使用其他建筑材料,混凝土密度為,取。求:(1)已知自來水的密度為,若要從地面向樓頂提供自來水,加壓設(shè)備至少需要給施加多大的壓強(qiáng)?(不考慮大氣壓強(qiáng))
(2)測量表明,該樓的地基所承受的壓強(qiáng)不得超過,若地基與地面的接觸面積為,則此大樓另外添加的裝飾材料、各種設(shè)備等物資及進(jìn)入大樓的人員的總質(zhì)量不得超過多少?
解析:這是一道密度和壓強(qiáng)的綜合題,根據(jù)公式。(1)小題立即解決。(2)小題中要求質(zhì)量,則可以先求出最大重力,然后求出最大質(zhì)量,最后減去已有的質(zhì)量即可,具體解法如下:
(1)
(2)設(shè)混凝土、其他建筑材料和其余部分的質(zhì)量分別為m1、m2和m3,總重量為G
當(dāng)m3最大時,G最大,大樓對地基的壓力F最大,地基所承受的壓強(qiáng)達(dá)到最大值。
所以
所以
例2.去年南京市對大明湖進(jìn)行了首次換水清淤,換水后大明湖水清澈見底,魚兒歡暢。愛湖小分隊的同學(xué)準(zhǔn)備利用自己掌握的科學(xué)知識對湖水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測。他們通過調(diào)查,了解到大明湖周邊主要污染源很容易導(dǎo)致湖水密度變大,而密度達(dá)到的水域就不適宜湖里魚類生存,他們就想到做一個簡易的密度計來監(jiān)控湖水密度。為此找來一根長為1.2m粗細(xì)均勻的木條,在底端嵌入適量重物,使其能直立漂浮水中,做好相應(yīng)的標(biāo)記后就可以監(jiān)測湖水的密度了,測量得該簡易密度計的總質(zhì)量為0.5kg。(g取10N/kg)
(1)先將該木條放入足夠深的清水中,測得木條露出水面0.2m,在水面處畫上白線,請計算此時木條底端受到的水的壓強(qiáng)及木條受到的浮力。
(2)請通過計算說明應(yīng)在木條的什么位置畫上表示污水密度達(dá)到時的紅線,以監(jiān)測湖水密度是否超標(biāo)。
解析:此題是一道運用知識解決實際問題的好題,綜合的知識有壓強(qiáng)、浮力和二力平衡等。(1)木條底端受到水的壓強(qiáng)可直接用來求;又因木條處于漂浮狀態(tài),故可用二力平衡法求浮力。
由于木條處于漂浮狀態(tài),所以:
(2)此題實際上是求木條浸入污水的深度h,要求深度必先求,因為,可通過浮力算出。又因木條的橫截面積S未知,深度h似乎無法求出,但我們要善于利用(1)小題的條件,找到兩者的相同之處,即在清水中和污水中都處于漂浮狀態(tài),兩者受到的浮力相等,所以
,即,所以:
熱點二:速度、功率和效率的綜合
例3.如圖1所示,物體重20N,在拉力F的作用下,以0.5m/s的速度沿水平方向勻速運動,物體與地面的摩擦力是物重的0.2倍,求:
(1)不記滑輪、繩重和滑輪組的摩擦,拉力的大小及拉力的功率。
(2)若拉力為2.5N,該滑輪組的機(jī)械效率。
圖1
解析:在不計摩擦的情況下,可直接用滑輪組省力公式求拉力,不過不是,而應(yīng)該是(是物體A與地面的摩擦)。因為對物體的拉力不是等于物體的重量,而是等于地面對物體的摩擦力。相應(yīng)地,求這種水平裝置的滑輪組的機(jī)械效率的計算公式也應(yīng)該是,而不是。拉力的功率可進(jìn)行如下推導(dǎo):
(1)拉力的大。
拉力的功率:
(2)
熱點三:壓強(qiáng)或浮力與杠桿類相結(jié)合的綜合題
例4.圖2是小明設(shè)計的一個用水槽來儲存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB(B為浮球的中心)能繞O點轉(zhuǎn)動,倒“T”形閥門C底部為厚度不計的橡膠片,上部為不計粗細(xì)的直桿,進(jìn)水口的橫截面積為4cm2,浮球的體積為100cm3,OB是OA長度的6倍,AB桿左端壓在閥門C上,閥門C堵住進(jìn)水口時,AB桿水平,浮球頂部和溢水口相平,不考慮閥門C、橫桿AB及浮球受到的重力。()求:
(1)浮球浸沒時,浮球受到的浮力多大?A端受力多大?
(2)為了防止水從溢水口溢出,水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過多少?
圖2
解析:本題又是一道力學(xué)綜合題,描述的物理情境較為復(fù)雜,所以分析審題是關(guān)鍵,尤其是要把這個裝置的結(jié)構(gòu)示意圖看懂,搞清楚它的工作過程和原理,解題過程如下:
(1)當(dāng)球全部浸沒水中時:
橫桿B端受力等于浮球所受浮力,即:
運用杠桿平衡條件:
,因為
所以A端受力為:
(2)水恰能從溢水口流出時水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時,浮球全部浸沒,閥門C受到水槽中的水向上的壓力和水箱中水向下的壓力及浮球浸沒時杠桿A端對閥門C向下的壓力相互平衡,即:
①
設(shè)水槽中的水面距閥門C底部橡膠片的高度為H,溢水口到閥門C底部橡膠片的高度為h,則:
②
③
把②③式代入①中,有
整理得:
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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”(!っ=焦),不要和力和力臂的乘積(!っ祝荒軐懗伞敖埂保﹩挝桓慊。
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?)
、俟Φ脑硎且粋普遍的結(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。
③使用機(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。
④我們做題遇到的多是理想機(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。
、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。
、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:
①猜想:動能大小與物體質(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;
④得出結(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。
②如果一個物體的動能增大,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。
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。
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