- 5.45 MB
- 2021-05-14 发布
- 1、本文档由用户上传,淘文库整理发布,可阅读全部内容。
- 2、本文档内容版权归属内容提供方,所产生的收益全部归内容提供方所有。如果您对本文有版权争议,请立即联系网站客服。
- 3、本文档由用户上传,本站不保证质量和数量令人满意,可能有诸多瑕疵,付费之前,请仔细阅读内容确认后进行付费下载。
- 网站客服QQ:403074932
专题一、运动的描述
1.质点(A)
(1)没有形状、大小,而具有质量的点。
(2)质点是一个理想化的物理模型,实际并不存在。
(3)一个物体能否看成质点,并不取决于这个物体的大小,而是看在所研究的问题中物体的形状、大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素,要具体问题具体分析。
例1.(08年)在物理学研究中,有时可以把物体看成质点,则下列说法中正确的是
A.研究乒乓球的旋转,可以把乒乓球看成质点
B.研究车轮的转动,可以把车轮看成质点
C.研究跳水运动员在空中的翻转,可以把运动员看成质点
D.研究地球绕太阳的公转,可以把地球看成质点
2.参考系(A)
(1)物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动,简称运动。
(2)在描述一个物体运动时,选来作为标准的(即假定为不动的)另外的物体,叫做参考系。
对参考系应明确以下几点:
①对同一运动物体,选取不同的物体作参考系时,对物体的观察结果往往不同的。
②在研究实际问题时,选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化,能够使解题显得简捷。
③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动,所以通常取地面作为参照系
例2.(09年)宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出游时曾经写了一首诗,如图所示,诗中“云与我俱东”所选取的参考系是( )
A.船 B.云 C.诗人 D.榆堤
3.路程和位移(A)
(1)位移是表示质点位置变化的物理量。路程是质点运动轨迹的长度。
A
B
C
A
B
C
图1-1
(2)位移是矢量,可以用以初位置指向末位置的一条有向线段来表示。因此,位移的大小等于物体的初位置到末位置的直线距离。路程是标量,它是质点运动轨迹的长度。因此其大小与运动路径有关。
(3)一般情况下,运动物体的路程与位移大小是不同的。只有当质点做单一方向的直线运动时,路程与位移的大小才相等。图1-1中质点轨迹ACB的长度是路程,AB是位移S。
(4)在研究机械运动时,位移才是能用来描述位置变化的物理量。路程不能用来表达物体的确切位置。比如说某人从O点起走了50m路,我们就说不出终了位置在何处。
例3.(10年)生活中我们常用一些成语来描述物体的运动,下列成语中描述距离的是( D )A.风驰电掣 B.疾如雷电 C.一箭之遥 D.蜗行牛步
例4.(07年)一物体沿半径为R的圆周运动一周,其位移的大小和路程分别是( D )
A.,0 B.0, C., D.0,
4、速度、平均速度和瞬时速度(A)
(1)表示物体运动快慢的物理量,它等于位移s跟发生这段位移所用时间t的比值。即v=s/t。速度是矢量,既有大小也有方向,其方向就是物体运动的方向。在国际单位制中,速度的单位是(m/s)米/秒。
(2)平均速度是描述作变速运动物体运动快慢的物理量。一个作变速运动的物体,如果在一段时间t内的位移为s, 则我们定义v=s/t为物体在这段时间(或这段位移)上的平均速度。平均速度也是矢量,其方向就是物体在这段时间内的位移的方向。
(3)瞬时速度是指运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度。从物理含义上看,瞬时速度指某一时刻附近极短时间内的平均速度。瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率
注:平均速率是标量,其公式为:平均速率=路程/时间
例5.(08年)下列速度中,指平均速度的是( D )
A.汽车通过长江大桥全程的速度 B.子弹射出枪口时的速度
C.雨滴落地时的速度 D.运动员冲过终点时的速度
例6.(09年)在2008年北京奥运会上,我国选手孟关良、杨文军在男子双划艇500m决赛中以101s的成绩获得金牌。关于他们在决赛中的运动速度,下列说法中正确的是( D )
A.最大速度一定为4.95m/s B.平均速度约为4.95m/s
C.冲刺速度一定为4.95m/s D.起动速度约为4.95m/s
5、匀速直线运动(A)
(1) 定义:物体在一条直线上运动,如果在相等的时间内位移相等,这种运动叫做匀速直线运动。
根据匀速直线运动的特点,质点在相等时间内通过的位移相等,质点在相等时间内通过的路程相等,质点的运动方向相同,质点在相等时间内的位移大小和路程相等。
(2) 匀速直线运动的x—t图象和v-t图象(A)
v/m.s-1
t/s
O
-10
10
20
V1
v2
15
10
5
①位移图象(s-t图象)就是以纵轴表示位移,以横轴表示时间而作出的反映物体运动规律的数学图象,匀速直线运动的位移图线是通过坐标原点的一条直线。
②匀速直线运动的v-t图象是一条平行于横轴(时间轴)的直线,如图所示。
由图可以得到速度的大小和方向,如v1=20m/s,v2=-10m/s,表明一个质点沿正方向以20m/s的速度运动,另一个反方向以10m/s速度运动。
例7.(09年)下列直线运动的位移—时间(x-t)图象中,表示物体做匀速运动的是(DDDDDDDD)
6、加速度(B)
(1)加速度的定义:加速度是表示速度改变快慢的物理量,它等于速度的改变量跟发生这一改变量所用时间的比值,定义式:a=
(2)加速度是矢量,它的方向是速度变化的方向
(3)在变速直线运动中,若加速度的方向与速度方向相同,则质点做加速运动; 若加速度的方向与速度方向相反,则则质点做减速运动.
例8.(07年)关于速度和加速度,下列说法中正确的是( D )
A.物体的速度越大,加速度一定越大
B.物体的速度变化越大,加速度一定越大
C.物体的速度变化越快,加速度一定越大
D.物体的加速度为零,速度一定为零
7、探究、实验:用电火花计时器(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运动速度随时间的变化规律(a)
打点计时器的使用及原理:
(1)电磁打点计时器使用交流电源,工作电压在10V以下。电火花计时器使用交流电源,工作电压220V。当电源的频率是50Hz时,它们都是每隔0.02s打一个点。
(2) 若越短,平均速度就越接近该点的瞬时速度
(3) 匀变速直线运动时,物体某段时间的中间时刻速度等于这段过程的平均速度
实验器材:打点计时器;纸带;复写纸片;低压交流电源;小车;细绳;一端附有滑轮的长木板;刻度尺;钩码;导线
实验装置图:(见右图)
实验步骤:
(1)把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将打点计时器固定在平板上,并接好电路
(2)把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下面吊着重量适当的钩码.
(3)将纸带固定在小车尾部,并穿过打点计时器的限位孔
(4)拉住纸带,将小车移动至靠近打点计时器处,先接通电源,后放开纸带.
(5)断开电源,取下纸带
(6)换上新的纸带,再重复做三次
2、常见计算:
•
•
•
•
•
•
O A B C D E
3.07
12.38
27.87
49.62.07
77.40
(1),
(2)
例9. (07年)在用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出了一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为0.02s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图所示,则相邻两个计数点之间的时间间隔为 0.1 s。用刻度尺量得OA=1.50cm,AB=1.90cm,BC=2.30cm,CD=2.70cm.由此可知,纸带做 运动(选填“匀加速”或“匀减速”),打C点时纸带的速度大小为 0.25 m/s。(0.1,匀加速,0.25)
例10.(10年)小明拉着穿过打点计时器的纸带的一端运动,纸带上打出的点如图所示,由此判断纸带的运动情况是
A.先匀速后减速 B.先加速后匀速 C.先减速后加速 D.先加速后减速
8、匀变速直线运动的规律及其应用(B)
(1)匀变速直线运动的速度公式vt=vo+at
1
2
3
4
6
5
0
v/m·s-1
t/s
2
3
4
5
1
6
7
8
②
①
(2)平均速度:.此式只适用于匀变速直线运动.
(3)匀变速直线运动的位移公式S=vot+at2
(4)位移推论公式:
(5)初速无论是否为零,匀变速直线运动的质点,在连续相邻的相等的时间间隔内的位移之差为一常数: 表达式:S = aT2 (a----匀变速直线运动的加速度, T----每个时间间隔的时间)
例11.(10年)在刚闭幕的21届温哥华冬奥会上,我国女子冰壶队取得了优异的成绩,比赛中,冰壶在水平冰面上的运动可视为匀减速直线运动,设一质量m=20kg的冰壶从被运动员推出到静止共用时t=20s,运动的位移x=30m,取g=10m/s2,求:冰壶在此过程中(1)所受重力的大小;200N
(2)平均速度的大小;1,5m/s
(3)加速度的大小。0,15 m/s2
26.解:(1)
(2)
(3)根据得
例12.如图所示,在足够长的斜面的顶端A处以相同的时间间隔连续释放五只小球,所释放的小球均沿同一直线做加速度相同的匀加速直线运动.当释放最后一只小球时,第一只小球离A点3.2m,试求此时第四只小球与第三只小球之间的距离.0.6m
答案:解:
∵
∴
9、匀速直线运动的x—t图象和v-t图象(A) 10、匀变速直线运动的v-t图象(B)
①
②
③
0
v/(ms-1)
t1
t/s
(1)匀变速直线运动规律的速度-时间图像 (A)
纵坐标表示物体运动的速度,横坐标表示时间
图像意义:表示物体速度随时间的变化规律
①表示物体做 匀速直线运动;
②表示物体做 匀加速直线运动;
③表示物体做 匀减速直线运动;
①②③交点的纵坐标表示三个运动物体的速度相等;
①
②
③
0
x/m
t/s
X1
图中阴影部分面积表示0~t1时间内②的位移
(2)匀速直线运动规律的位移-时间图像 (A)
纵坐标表示物体运动的位移,横坐标表示时间
图像意义:表示物体位移随时间的变化规律
①表示物体做 静止;
②表示物体做 匀速直线运动;
③表示物体做 匀速直线运动;
①②③交点的纵坐标表示三个运动物体相遇时的位移相同。
例13. (07年)下列图象中,表示物体做匀加速直线运动的是( C C )
例14.(10年)下列v-t图像中,表示初速度为零的匀加速直线运动的是 ( D )D
11、自由落体运动(A)
(1)自由落体运动:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动。
(2)自由落体加速度:
①自由落体加速度也叫重力加速度,用g表示.
②重力加速度是由于地球的引力产生的,因此,它的方向总是竖直向下.其大小在地球上不同地方略有不,在地球表面,纬度越高,重力加速度的值就越大,在赤道上,重力加速度的值最小,但这种差异并不大。
③通常情况下取重力加速度g=10m/s2
(3) 自由落体运动的规律: vt= gt ; h= gt2 ;v2= 2gh 。
例15. (07年)在同一地点,质量不同的两个物体从同一高度同时开始做自由落体运动,则( )
A.质量大的物体下落的加速度大 B.质量大的物体先落地
C.质量小的物体先落地 D.两个物体同时落地
例16.(08年)月球上没有空气,若宇航员在月球上将羽毛和石块从同一高度处同时由静止释放则( )
A.羽毛先落地 B.石块先落地
C.它们同时落地 D.它们不可能同时落地
12、伽利略对自由落体运动的研究(A)
科学研究过程:(1)对现象的一般观察(2)提出假设(3)运用逻辑得出推论(4)通过实验对推论进行检验(5)对假说进行修正和推广
伽利略科学思想方法的核心——是把实验和逻辑推理和谐结合起来。
例17.(09年)最早对自由落体运动进行科学的研究,否定了亚里士多德错误论断的科学家是( )
A.伽利略 B.牛顿 C.开普勒 D.胡克
专题二、相互作用与运动规律
1、力(A)
(1).力是物体对物体的作用。
①力不能脱离物体而独立存在。②物体间的作用是相互的。
(2).力的三要素:力的大小、方向、作用点。
(3).力作用于物体产生的两个作用效果。
①使受力物体发生形变②使受力物体的运动状态发生改变。
(4).力的分类
⑴按照力的性质命名:重力、弹力、摩擦力等。
②按照力的作用效果命名:拉力、推力、压力、支持力、动力、阻力、浮力、向心力等。
例1.(07年) 关于力,下列说法中错误的是
A.力是物体与物体之间的相互作用 B.力可以只有施力物体而没有受力物体
C.力是矢量,它既有大小又有方向 D.力可以用带箭头的线段表示
2、重力(A)
(1).重力是由于地球的吸引而使物体受到的力, 不等于万有引力,是万有引力的一个分力。
①地球上的物体受到重力,施力物体是地球。
②重力的方向总是竖直向下的,不能说垂直向下。
(2).重心:物体的各个部分都受重力的作用,但从效果上看,我们可以认为各部分所受重力的作用都集中于一点,这个点就是物体所受重力的作用点,叫做物体的重心。
① 质量均匀分布的有规则形状的均匀物体,它的重心在几何中心上。
② 一般物体的重心不一定在几何中心上,可以在物体内,也可以在物体外。一般采用悬挂法。
(3).重力的大小:G=mg
例2.(08年)关于重力,下列说法中正确的是
A.只有静止的物体才受到重力的作用 B.只有做自由落体运动的物体才受到重力的作用
C.重力的方向总是与物休的运动方向相同 D.重力的方向总是竖直向下的
3、形变与弹力(A)
(1).弹力
①发生弹性形变的物体,会对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。
②产生弹力必须具备两个条件:①两物体直接接触;②两物体的接触处发生弹性形变。
(2).弹力的方向:物体之间的正压力一定垂直于它们的接触面。绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向,在分析拉力方向时应先确定受力物体。
(3).弹力的大小
弹力的大小与弹性形变的大小有关,弹性形变越大,弹力越大.
弹簧弹力:F = Kx (x为伸长量或压缩量,K为劲度系数)
(4).相互接触的物体是否存在弹力的判断方法
如果物体间存在微小形变,不易觉察,这时可用假设法进行判定.
例3.(07年)关于弹力,下列说法中正确的是
A.相互接触的物体之间一定有弹力作用 B.不接触的物体之间也可能有弹力作用
C.压力和支持力的方向都垂直物体的接触面 D.压力和支持力的方向都平行于物体的接触面
4、滑动摩擦力 静摩擦力(A)
滑动摩擦力:
(1)当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这个力叫做滑动摩擦力。
(2)滑动摩擦力的产生条件:a、直接接触b、接触面粗糙c、有相对运动d、有弹力
(3)滑动摩擦力的方向:总是与相对运动方向相反,可以与运动同方向,可以与运动反方向,可以是阻力,可以是动力。运动物体与静止物体都可以受到滑动摩擦力。
(4)滑动摩擦力的大小:,为正压力(正压力与重力无必然联系),为动摩擦因数,没有单位,由接触面的材料和粗糙程度决定。(0<<1,N与G无关)
说明 : a、FN为接触面间的弹力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G
b、为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关.
静摩擦力:
(1)当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势所受到的另一个物体对它的阻碍作用(2)产生条件:a、直接接触b、接触面粗糙c、有相对运动趋势d、有弹力
(3)方向:总是与相对运动趋势方向相反,可用平衡法来判断。,可以是阻力,可以是动力,运动物体也可以受静摩擦力。
(4)大小:
说明:
a 、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运动方向成一定夹角。
b、摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
例4.关于摩擦力,有如下几种说法,其中错误的是:( )
A、摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势
B、摩擦力与物体运动方向有时是一致的
C、摩擦力的方向与物体运动方向总是在同一直线上
D、摩擦力的方向总是与物体间相对运动或相对运动趋势的方向相反
5、力的合成与分解(B )
Ⅰ.合力与分力
如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力叫做这个力的分力。
Ⅱ.共点力的合成
⑴共点力
几个力如果都作用在物体的同一点上,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫共点力。
O
F1
F2
F
图1-5-1
⑵力的合成方法
求几个已知力的合力叫做力的合成。
a.若和在同一条直线上
① 、同向:合力方向与、的方向一致
② 、反向:合力,方向与、这两个力中较大的那个力同向。
b.、互成θ角——用力的平行四边形定则
平行四边形定则:两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的有向线段为邻边,作平行四边形,它的对角线就表示合力的大小及方向,这是矢量合成的普遍法则。
注意:(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。
(2) 两个力的合力范围: F1-F2 F F1 +F2
(3) 合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力
(4)两个分力成直角时,用勾股定理或三角函数。
例5. (08年).有两个共点力,大小分别是4N和7N,则它们的合力大小
A.最大是12N B.最小是3N
C.可能是28N D.可能是1N
例6.(08年).如图所示,一个物体沿固定斜面匀速下滑,关于物体所受的力,下列说法中正确的是
A.物体所受合力的方向沿斜面向下
B.物体所受重力和支持力的合力的方向沿斜面向下
C.物体所受的重力和支持力大小相等
D.物体匀速下滑的速度越大,表明它所受的摩擦力越小
例7.(09年)如图所示,拖拉机拉着耙耕地,拉力F与水平方向成α角,若将该力沿水平和竖直方向分解,则它的水平分力为
A.Fsinα B.Fcosα C.Ftanα D.Fcotα
6、探究、实验:力的合成的平行四边形定则(a)
【实验器材】
方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、
细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细
芯铅笔.
【实验步骤】
1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.并用图
钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.
2.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉像皮条,使橡皮条伸长到某一位置O,如图所示, 记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向.
3.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向.
4.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示,
5.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计的拉力F的图示.
6.比较一下,力F与F1、F2有什么关系
例8.(10年)在“力的合成的平行四边形定则”实验中,橡皮条的一端固定于P点。
(1)如题图所示,用A、B两只弹簧测力计将橡皮条的另一端拉至O点,分别记录两分力的大小和方向,此时,弹簧测力计A的示数为__2.4___N。接下来,为了测出这两分力的合力,用一只弹簧测力计沿PO方向拉伸橡皮条,使橡皮条的长度 PO(选填“大于”“等于”或“小于”)记录下该力的大小和方向。1.8
(2)题图为某同学根据实验数据画出的两个分力F1、F2的图示,请在图中作出这两个分力的合力F合(保留作图痕迹),并在图中空格处填写F合的大小。
7、共点力作用下物体的平衡(A)
(1)共点力的概念:物体受力共同作用在同点或力的延长线交于一点
(2).共点力作用下物体的平衡状态
①一个物体如果保持静止或者做匀速直线运动,我们就说这个物体处于平衡状态
②物体保持静止状态或做匀速直线运动时,其速度(包括大小和方向)不变,其加速度为零,这是共点力作用下物体处于平衡状态的运动学特征。
(3).共点力作用下物体的平衡条件
共点力作用下物体的平衡条件是合力为零,亦即F合=0
①二力平衡:这两个共点力必然大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
②三力平衡:这三个共点力必然在同一平面内,且其中任何两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,即任何两个力的合力必与第三个力平衡
③若物体在三个以上的共点力作用下处于平衡状态,通常可采用正交分解,必有:
F合x= F1x+ F2x + ………+ Fnx =0
F合y= F1y+ F2y + ………+ Fny =0 (按接触面分解或按运动方向分解)
例9.大磅秤上站着一个重500N的人,同时放着一个重30N的物体,当此人用20N的力竖直向上提这个物体时 ( )
A.磅秤上的示数减少20N B.磅秤的示数减少10N
C.物体受到的重力为30N D.人对磅秤的压力是500N
例10.如图所示,质量为m=5.5kg的木块,与竖直墙壁间的动摩擦因数μ=0.5,木块在与竖直方向成θ=37o向上的推力F作用下,紧贴墙壁以大小为2m/s的速度滑行,则推力F的大小为多少?
50N或110N
8.牛顿第一定律 (A)
(1)伽利略理想实验
(2)牛顿第一定律的内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
强调:牛顿第一定律成立的条件:物体不受外力或合外力为0
(3)力与运动的关系:
①历史上错误的认识是“运动必须有力来维持”---------亚里士多德的观点;
②正确的认识是“运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因”。
(4)对“改变物体运动状态”的理解——运动状态的改变就是指速度的改变,速度的改变包括速度大小和速度方向的改变,速度改变就意味着存在加速度。
(5)维持自己的运动状态不变是一切物体的本质属性,这一本质属性就是惯性.质量是惯性大小的量度。
例11.(07年)关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是
A.牛顿第一定律是在伽利略“理想实验”的基础上总结出来的
B.不受力作用的物体是不存在的,故牛顿第一定律的建立毫无意义
C.牛顿第一定律表明,物体只有在不受外力作用时才具有惯性
D.牛顿第一定律表明,物体只有在静止或做匀速直线运动时才具有惯性
例12.(08年)一个做匀加速直线运动的物体,在运动过程中,若所受的一切外力都突然消失,则由牛顿第三定律可知,该物体将
A.立即静止 B.改做匀速直线运动
C.继续做匀加速直线运动 D.改做变加速直线运动
例13.(10年)物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性。下列有关惯性的说法中,正确的是
A.乘坐汽车时系好安全带可减小惯性 B.运动员跑得越快惯性越大
C.宇宙飞船在太空中也有惯性 D.汽车在刹车时才有惯性
9.探究、实验:探究加速度与力、质量的关系 ( a )
(1)实验思路:本实验的基本思路是采用控制变量法。
(2)实验方案:本实验要测量的物理量有质量、加速度
和外力。测量质量用天平,需要研究的是怎样测量加速度和外力。
①测量加速度的方案:采用较多的方案是使用打点计时器,根据连续相等的时间T内的位移之差ΔS=aT2 求出加速度。
②测量物体所受的外力的方案:由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动,所以我们必须给物体提供一个恒定的外力,并且要测量这个外力。
(3)实验注意示项
①在“验证牛顿第二定律”的实验中,小车包括砝码的质量要远大于砂和砂桶的总质量。
②在利用打点计时器和小车做“验证牛顿第二定律”的实验时,实验前要平衡摩擦力
分析:牛顿第二定律表达式 中的F,是物体所受的合外力,在本实验中,如果不采用一定的办法平衡小车及纸带所受的摩擦力,小车所受的合外力就不只是细绳的拉力,而
应是细绳的拉力和系统所受的摩擦力的合力.因此,在研究加速度a和外力F的关系时,若不计摩擦力,误差较大,若计摩擦力,其大小的测量又很困难;在研究加速度a和质量m的关系时,由于随着小车上的砝码增加,小车与木板间的摩擦力会增大,小车所受的合外力就会变化(此时长板是水平放置的),不满足合外力恒定的实验条件,因此实验前必须平衡摩擦力
将长木板的末端(如图中的右端)垫高一些,把小车放在斜面上,轻推小车,给小车一个沿斜面向下的初速度,观察小车的运动,当用眼睛直接观察可认为小车做加速度很小的直线运动以后,保持长木板和水平桌面的夹角不动,并装上打点计时器及纸带,在小车后拖纸带,打点计时器开始打点的情况下,给小车一个沿斜面向下的初速度,使小车沿斜面向下运动.取下纸带后,如果在纸带上打出的点子的间隔基本上均匀,就表明小车受到的阻力跟它的重力沿斜面的分力平衡.
例14.(08年)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中:
(1)为了探究加速度与力的关系,应保持 质量 不变;为了直观地判断加速度与力 的数量关系,应作出 图象(选填“”或“”).m,
(2)为了探究加速度与质量的关系,应保持 力 不变;为了直观地判断加速度与质量的数量关系,应作 图象(选填“”或“”).F,
例15.(09年)“探究加速度与力的关系”实验装置如题25—1图所示。
(1)为减小实验误差,盘和砝码的质量应比小车的质量 (选填“小”或“大”)得多。
(2)题25—2图为某同学在实验中打出的一条纸带,计时器打点的时间间隔为0.02s。他从比较清晰的点起,每五个点取一个计数点,则相邻两计数点间的时间间隔为 0.1 s。为了由v-t图象求出小车的加速度,他量出相邻两计数点间的距离,分别求出打各计数点时小车的速度。其中打计数点3时小车的速度为 0.46 m/s。0.1, 0.46
10.牛顿第二定律及其应用 ( C )
(1)顿第二定律的内容和及其数学表达式:牛顿第二运动定律的内容是物体的加速度与合外力成正比,与质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。F合=ma。
(2)力和运动的关系:
①物体所受的合外力产生物体的合加速度:
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相同,则物体做匀加速直线运动。
当物体受到合外力的大小和方向保持不变、合外力的方向和初速度方向沿同一直线且方向相反,则物体做匀减速直线运动。
在物体受到的合外力是随时间变化的情况下,物体的合加速度也随时间性变化。
②加速度的方向就是合外力的方向。
③加速度与合外力是瞬时对应的关系。(有力就有加速度)
④当物体受到几个力的作用时,物体的加速度等于各个力单独存在时所产生加速度的矢量和,即 a=a1+a2+a3……
例16.(07年)(6分)在平直的高速公路上,一辆汽车正以32m/s的速度匀速行驶,因前方出现事故,司机立即刹车,直到汽车停下,已知汽车的质量为1.5×103kg,刹车时汽车所受的阻力为1.2×104N,求:
(1)刹车时汽车的加速度;8m/s2
(2)从开始刹车到最终停下,汽车运动的时间;4s
(3)从开始刹车到最终停下,汽车前进的距离。64m8m/s2 4s 64m
例17.(08年)如图所示,一个质量为2kg的物体静止在光滑水平面上. 现沿水平方向对物体施加10N的拉力,取10m/s2,求:
(1)物体运动时加速度的大小;5m/s2
(2)物体运动3s时速度的大小;15m/s
(3)物体从开始运动到位移为10m时经历的时间.2s
11.牛顿第三定律 ( A )
(1)牛顿第三运动定律的内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
(2)要能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力。
一对力
比较
项目
一对平衡力
一对作用力与反作用力
不
同
点
两个力作用在同一物体上
两个力分别作用在两个不同物体上
可以求合力,且合力一定为零
不可以求合力
两个力的性质不一定相同
两个力的性质一定相同
两个力共同作用的效果是使物体平衡
两个力的效果分别表现在相互作用的两个物体上
一个力的产生、变化、消失不一定影响另一个力
两个力一定同时产生、同时变化、同时消失
共同点
大小相等、方向相反、作用在一条直线上
例18..(08年)关于一对作用力和反作用力,下列说法中正确的是
A.它们的大小相等,方向相同 B.它们的大小不等,方向相同
C.它们的大小不等,方向相反 D.它们的大小相等,方向相反
牛顿运动定律应用之一
关于力和运动有两类基本问题:一类是已知物体的受力情况,确定物体的运动情况;另一类是已知物体的运动情况,确定物体的受力情况。
a=F合/m
受力分析 物体受力情况 F合 物体运动情况
F合=ma
牛顿运动定律应用之二
超重与失重
(1)当物体具有竖直向上的加速度时,物体对测力计的作用力大于物体所受的重力,这种现象叫超重。F=m(g+a)
(2)当物体具有竖直向下的加速度时,物体对测力计的作用力小于物体所受的重力,这种现象叫失重。F=m(g-a);
(3)物体对测力计的作用力的读数等于零的状态叫完全失重状态(此时a=g时,F=0,称之为完全失重)。处于完全失重状态的液体对器壁没有压强。
(4)物体处于超重或失重状态时,物体所受的重力并没有变化。
例19.(09年) 如图所示,一质量M=50kg、长L=3m的平板车静止在光滑的水平地面上,平板车上表面距地面的高度h=1.8m。一质量m=10kg可视为质点的滑块,以v0=7.5m/s的初速度从左端滑上平板车,滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2。
(1)分别求出滑块在平板车上滑行时,滑块与平板车的加速度大小;a块=5m/s2, a车=1m/s2
(2)判断滑块能否从平板车的右端滑出。若能,求滑块落地时与平板车右端间的水平距离;若不能,试确定滑块最终相对于平板车静止时与平板车右端的距离。能,2.7m
9.解:(1)对滑块,,
对平板车,,
(2)设经过t时间滑块从平板车上滑出。
∵
∴t1=0.5s或2s(舍去)此时,,
所以,滑块能从平板车的右端滑出。在滑块平抛运动的过程中,
∵∴t2=0.6s ∴
12.力学单位制 (A)
(1)国际单位制(SI)就是由七个基本单位和用这些基本单位导出的单位组成的单位制。
(2)国际单位制(SI)中的基本单位:长度的单位米,国际符号m、质量的单位千克,国际符号㎏、时间的单位秒,国际符号s。电流强度的单位安培,国际符号A;物质的量的单位摩尔,国际符号mol;热力学温度的单位开尔文,国际符号K;发光强度的单位坎德拉,符号cd
(3)力学中有三个基本单位:长度的单位米,国际符号m、质量的单位千克,国际符号㎏、时间的单位秒,国际符号s。
例20.(10年)在力学范围内,国际单位制规定的三个基本量是
A.长度、力、时间 B.速度、力、质量 KS5U
C.加速度、速度、长度 D.长度、质量、时间
专题三、机械能和能源
1、功(B)
(1)定义:物体受力的作用,并在力的方向上发生一段位移,就说力对物体做了功。
(2)公式:W=Fscosα,其中α为F与位移s的夹角,F是力的大小,s是位移大小。
(3)单位:焦耳(J),1J=1N·m
(4)功是标量:没有方向,但有正负。力对物体做正功说明该力对物体运动起推动作用;力对物体做负功说明该力对物体运动起阻碍作用。正负表示是动力做功、还是阻力做功,正功并不大于负功。
(ⅰ)当0<α<900时,W>0,力对物体做正功;
(ⅱ)当α=900时,W=0,力对物体不做功;
(ⅲ)当900<α<1800时,W<0,力对物体做负功或说成物体克服这个力做功。
(5)总功的计算
(ⅰ)先用平行四边形定则求出合外力,再根据W=F合scosα计算功;
(ⅱ)先分别求出各个外力做的功,再把各个外力的功代数相加。
例1. (07年)关于功,下列说法中正确的是
A.功只有大小而无方向,所以功是标量
B.力的位移都是矢量,所以功也是矢量
C.功的大小仅由力决定,力越大,做功越多
D.功的大小仅由位移决定,位移越大,做功越多
例2.(09年)某人用5N的水平推力将自行车沿力的方向推行5m,在此过程中,推力所做的功为
A.50J B.25J C.10J D.5J
2、功率(B)
(1)定义:功与完成这些功所用时间的比值。
(2)公式:定义式 P=W/t ,一般用于计算平均功率。
计算式 P=F·v cosα,一般用于计算瞬时功率,其中F是力的大小,v是瞬时速度,α是F与v的夹角。对于F和v在同一直线上,可直接用P=F·v来计算。
(3) 额定功率和实际功率的区别
例3. (07年)关于功率,下列说法中正确的是
A.功率是描述做功快慢的物理量,在国际单位制中,其单位是焦耳(J)
B.功率是描述做功快慢的物理量,在国际单位制中,其单位是瓦特(W)
C.功率是描述做功多少的物理量,在国际单位制中,其单位是焦耳(J)
D.功率是描述做功多少的物理量,在国际单位制中,其单位是瓦特(W)
例4.(09年)一辆汽车以额定功率行驶,下列说法中正确的是
A.汽车的速度越大,则牵引力越大 B.汽车的速度越小,则牵引力越大
C.汽车一定做匀加速运动 D.汽车一定做匀速运动
例5.(08年)今年年初我国南方部分地区遭遇了严重雪灾.在抗雪救灾中,运输救灾物资的汽车以额 定功率上坡时,为增大牵引力,司机应使汽车的速度
A.减小 B.增大 C.保持不变 D.先增大后保持不变
3、重力势能、重力势能的变化与重力做功的关系(A)
(1)定义:地球上的物体具有的跟它的高度有关的能,它是物体和地球的系统所共有的。
(2)概念:重力势能EP=mgh 重力做功WG=mg(h1-h2)
重力势能的增加量△Ep=mgh2-mgh1 WG= -△Ep
(3)理解:①重力做功与路径无关只与始末位置的高度差有关;②重力做正功重力势能减少,重力做负功重力势能增加;③重力做功等于重力势能的减少量;④重力势能是相对的,是和地球共有的,即重力势能的相对性和系统性.
4、弹性势能(A)
例6. (07年)一物体在自由下落过程中,重力做了2J的功,则
A.该物体重力势能减少,减少量等于2J
B.该物体重力势能减少,减少量大于2J
C.该物体重力势能减少,减少量小于2J
D.该物体重力势能增加,增加量等于2J
例7.(09年)我国发射的“神舟七号”飞船在绕地球45圈后,与2008年9月28日胜利返航。在返回舱拖着降落伞下落的过程中,其重力做功和重力势能变化的情况为
A.重力做正功,重力势能减小 B.重力做正功,重力势能增加
C.重力做负功,重力势能减小 D.重力做负功,重力势能增加
例8.(10年)如图所示,桌面高为,质量为m的的小球从高出桌面的A点下落到地面上的B点,在此过程中的B点,在此过程中小球的重力势能
A.增加 KS5U B.增加
C.减少 D.减少
5、动能(A)
(1)定义:物体由于运动而具有的能叫动能。
(2)公式:EK=mv2,是标量,动能只与速度的大小有关,而与方向无关。
例9.(08年)甲、乙两物体质量相等,速度大小之比是2:1,则甲与乙的动能之比是
A.1:2 B.2:1 C.1:4 D.4:1
6、动能定理(C)
(1)内容:外力对物体做的总功等于物体动能的变化。
(2)公式:W合=mv22-mv12
说明:动能定理适用于单个物体,这里我们所说的外力,既可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是电场力,磁场力或其他的力;W合为所有外力做的总功。
动能定理中的位移和速度必须相对于地面。
例10. (07年)放在光滑水平面上的物体,仅在两个同向水平力的共同作用下开始运动,若这两个力分别做了6J和8J的功,则该物体的动能增加了
A.48J B.14J C.10J D.2J
例11.(08年)小球从地面上方某处水平抛出,抛出时的动能是7J,落地时的动能是28J,不计空气阻力,则小球落地时速度方向和水平方向的夹角是
A.30° B.37° C.45° D.60°
14
例12.(10年)质量为2kg的物体以一定的初速度沿倾角为的斜面向上滑行,在向上滑行的过程中,其动能随位移的变化关系如图所示,则物体返回到出发点时的动能为(取g=10m/s2)
A.196J B.84J C.56J D.0 KS5U
7、机械能守恒定律(C)
(1)物体的动能和势能的总和称为物体的机械能。
(2)定律内容:在只有重力(及系统内弹簧的弹力)作功的情形下物体的动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变,这个结论叫做机械能守恒定律。(3)表达式:① Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 (初末势能要选同一零势能参考面 )
② △Ek=-△Ep
(4)条件:系统内只有重力(或弹力)做功,其它力不做功,或虽作功但做功的代数和为零。
例13.(09年).如图所示,质量m=50kg的跳水运动员从距水面高h=10m的跳台上以v0=5m
/s的速度斜向上起跳,最终落入水中。若忽略运动员的身高。取g=10m/s2,求:
(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为参考平面);5000J
(2)运动员起跳时的动能;625J
(3)运动员入水时的速度大小。15m/s26.解:(1)Ep=mgh=5000J;
(2)Ek==625J;
(3)∵
∴v=15m/s
例14.(10年)轻质弹簧的一端固定与竖直墙壁,另一端紧靠一质量m=2.0kg的木板(弹簧与模块没有连接),木块与水平地面间的摩擦因数=0.5,在外力作用下,模块将弹簧压缩了一段距离后静止于A点,如图所示,现撤去外力,木块向右运动,离开弹簧后继续滑行最终静止于B点,AB间距离x=1.0m。(取g=1.m/)
(1)求木块在向右运动过程中所受摩擦力的大小;
(2)求木块在A点时,弹簧的弹性势能;
(3)请定性说明从A运动到B的过程中,木块加速度大小和速度大小的变化情况。
10N,10J,加速度先减小后增大,脱离弹簧后保持不变
速度先增大后减小
例15.(08年)如图所示,固定的光滑圆弧轨道的半径为0.8m,点与圆心在同一水平线上,圆弧轨道底端点与圆心在同一竖直线上. 点离点的竖直高度为0.2m.物块从轨道上的点由静止释放,滑过点后进入足够长的水平传送带,传送带由电动机驱动按图示方向运转,不计物块通过轨道与传送带交接处的动能损失,物块与传送带间的动摩擦因数为0.1,取10m/s2.
(1)求物块从点下滑到点时速度的大小.4m/s
(2)若物块从点下滑到传送带上后又恰能返回到点,求物块在传送带上第一次往返所用的时间.9s
例16. (07年)(9分)滑板运动是一种陆地上的“冲浪运动”,滑板运动员可在不同的滑坡上滑行,做出各种动作,给人以美的享受。如图是模拟的滑板组合滑行轨道,该轨道由足够长的斜直轨道、半径R1=1m的凹形圆弧轨道和半径R2=1.6m的凸形圆弧轨道组成,这三部分轨道处于同一竖直平面内且依次平滑连接,其中M点为凹形圆弧轨道的最低点,N点为凸形圆弧轨道的最高点,凸形圆弧轨道的圆心O点与M点处在同一水平面上,一质量为m=1kg可看作质点的滑板,从斜直轨道上的P点无初速滑下,经过M点滑向N点,P点距M点所在水平面的高度h=1.8m,不计一切阻力,g取10m/s2.
(1)滑板滑到M点时的速度多大?6m/s
(2)滑板滑到M点时,轨道对滑板的支持力多大?46N
(3)改变滑板无初速下滑时距M点所在水平面的高度h,用压力传感器测出滑板滑至N点时对轨道的压力大小FN,试通过计算在方格纸上作出FN-h图象(作在答题卡上)
28. (1)6 m/s (2)46N
(3)由 和得
代入数据得:
N=0时,h=2.4m,能到达N点的最小高度h为1.6m
(3)
8、探究、实验:用打点计时器验证机械能守恒定律 ( a )
实验目的:验证物体做自由落体运动过程中机械能守恒。
实验原理:
1、在只有重力做功的自由落体运动中,物体的重力势能和动能相互转化,但总的机械能守恒,若物体某时刻即时速度为v,下落高度为h,恒有: mgh=mv2
2、借助打点记时器,通过纸带测出重物某时刻高度h和该时刻的即时速度v,即可验证机械能守恒定律。
3、测定第n点的即时速度的方法是:测出第n点的相邻的前、后两段相等时间T内下落的距离由下列公式算出: Vn=
实验步骤:
(1)按图把打点记时器安装在铁架台上,用导线把打点记时器与学生电源连好。
(2)把纸带的一端在重锤上用架子固定好,另一端穿过记时器限位孔,用手竖直提起纸带使重锤停靠在打点记时器附近。
(3)先接通电源,后松手让重锤带着纸带下落。
(4)重复几次,得3—5条纸带。
(5)在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带,在起始点标上O ,以后各依次标上1、2、3…..用刻度尺测出对应高度h1、h2、h3……
(6)应用公式 计算各点对应的速度v1、v2、v3...
(7)计算各点对应的势能减少量和动能的增加量进行比较。
实验注意示项:
(1).打点计时器是一种使用交流电源的仪器,当交流电的频率为50Hz时每隔0.02s打一次点,电磁打点计时器的工作电压是10V以下,而电火花计时器的工作电压是220V
(2).用公式mv2/2=mgh验证机械能定恒定律,所选纸带1、2两点间距应接近2mm
(3).器材中没有秒表和天平
(4) 实验时,必须先接通电源,让打点记时器工作正常后才松开纸带让重锤下落.
(5) 误差分析:由于重锤克服阻力作功,所以动能增加量略小于重力势能减少量。
例17.(09年)“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示,实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,其主要原因是
A.重物的质量过大 B.重物的体积过小
C.电源的电压偏低 D.重物及纸带在下落时受到阻力
9、能量守恒定律 (A)
(1)能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,这就是能量守恒定律。
(2)能量转化和转移具有方向性。
①非再生能源:不能再次产生,也不可能重复使用的
②能量耗散:在能源利用过程中,有些能量转变成周围环境的内能,人类无法把这些内能收集起来重新利用的现象
③能量虽然可以转化和转移,但转化和转移是有方向性的
例18.(10年)在电梯加速上升的过程中,站在电梯里的人
A.所受支持力做正功,机械能增加
B.所受支持力做正功,机械能减少
C.所受支持力做负功,机械能增加
D.所受支持力做负功,机械能减少
例19.(07年)关于能量和能源,下列说法中正确的是
A.能量在转化和转移过程中,其总量有可能增加
B.能量在转化和转移过程中,其总量会不断减少
C.能量在转化和转移过程中总量保持不变,故节约能源没有必要
D.能量的转化和转移具有方向性,且现有可利用的能源有限,故必须节约能源
例20.(08年)下列说法中正确的是
A.某种形式的能量减少,一定有其他形式的能量增加
B.能量耗散表明,能量的总量并不守恒
C.随着科技的发展,能量是可以凭空产生的
D.随着科技的发展,永动机是可以制成的
专题四、抛体运动和圆周运动
经典力学的成就与局限性
1、运动的合成与分解(B)
(1)运动的合成与分解指的是位移、速度、加速度的合成与分解。由于它们都是矢量,所以遵循平行四边形定则。
(2)合运动与分运动具有等时性、独立性、等效性。
① 等时性 : 合运动与分运动经历的时间相等
② 独立性: 一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其它分运动的影响
③ 等效性:各分运动的规律迭加起来与合运动规律有完全相同的效果
(3)合运动的性质讨论:两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动;匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动可能是匀变速直线运动或匀变速曲线运动。
例1.(10年).自然界中有很多物体做曲线运动,在所有的曲线运动中,物体的运动速度
A.方向一定改变 B.方向一定不变
C.大小一定改变 KS5U D.大小一定不变
例2.(09年)如图所示,某人由A点划船渡河,船头指向始终与河岸垂直,则小船能到达对岸的位置是
A.正对岸的B点 B.正对岸B点的左侧
C.正对岸B点的右侧 D.正对岸的任意点
例3.(10年)将一蜡块置于注满清水的长玻璃管中,封闭管口后将玻璃管竖直倒置,在蜡块匀速上浮的同时,使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀速移动(如右图所示),则蜡块相对于黑板的运动轨迹是A
2、平抛运动(C)
(1)定义:将物体以一定初速度水平抛出去,物体只在重力作用下的运动叫平抛运动,其轨迹是抛物线的一部分。
(2)运动性质
平抛运动是匀变速曲线运动,它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动(自由落体运动)的合运动,平抛运动的轨迹是抛物线
(3)运动规律
在水平方向: aX=0;vX=v0;x=v0t
在竖直方向:ay=g;vy=gt;y=gt2
t时刻的速度与位移大小:s=;v=
(4)物体做平抛运动的时间由高度决定;物体做平抛运动的水平射程由 初速度和高度决定。
例4.(10年)在不考虑空气阻力的情况下,下列物体中做平抛运动的是
A.竖直下落的篮球 B.水平击出的排球
C.斜向上踢出的足球 KS5U D.从桌面上弹起的乒乓球
例5. (07年) 如图所示,一固定斜面的倾角为α,高为h,一小球从斜面顶端沿水平方向落至斜面底端,不计小球运动中所受的空气阻力,设重力加速度为g,则小球从抛出到离斜面距离最大所经历的时间为
A. B. C. D.
例6.(09年)如图所示,小球从楼梯上以2m/s的速度水平抛出,所有台阶的高度和宽度均为0.25m,取g=10m/s2,小球抛出后首先落到的台阶是
A.第一级台阶 B.第二级台阶
C.第三级台阶 D.第四级台阶
例7.(08年)如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,用小锤打击弹性金属片,金属片把球沿水平方向抛出,同时球被松开而自由下落,、两球同时开始运动,则
A.球先落地 B.球先落地
C.两球同时落地 D.两球落地先后由小锤打击力的大小而定
例8.(07年)如图所示,一架装载救援物资的飞机,在距水平地面h=500m的高处以v=100m/s的水平速度飞行。地面上A、B两点间的距离x=100m,飞机在离A点的水平距离x0=950m时投放救援物资,不计空气阻力,g取10m/s2.
(1)求救援物资从离开飞机到落至地面所经历的时间。
(2)通过计算说明,救援物资能否落在AB区域内。
10s x=v0t=1000m 由于x-x0=1000m-950m=50m﹤100m,在AB范围内。10s x=v0t=1000m 由于x-x0=1000m-950m=50m﹤100m,在AB范围内。
3、匀速圆周运动 线速度、角速度、周期和向心加速度(A )
(1)定义:物体做圆周运动,在任意相等的时间内里通过的弧长均相等的运动。
(2)特点:速度大不变,方向时刻在变化,故不是匀变速曲线运动。
(3)描述匀速圆周运动的物理量:
线速度:描述质点沿圆弧运动的快慢,V=S/t=2πR/T=R·ω
角速度:描述质点绕圆心转动的快慢,ω=θ/t=2π/T
周期:质点绕圆周运动一圈所用时间.国际单位s,T越小,运动越快. T=1/f
向心加速度:只改变速度的大小,而不改变速度的方向。
公式:a= = Rω2= =vω
由上式可以看出:当线速度v一定时,向心加速度,跟轨道半径r成反比;当角速度ω一定时,向心加速度,跟轨道半径r成正比;由于v=ωr,所以a=ωv,即a总是跟v与ω的乘积成正比其中ω、T、f、n四个物理量任知一个即可求其它各量.
(4)线速度与角速度的关系为v=ωr,由该式可知, r一定时,v∝ω,v一定时,ω∝1/r,ω一定时,v∝r.
例9.(08年).一个物体做匀速圆周运动,关于其向心加速度的方向,下列说法中正确的是
A.与线速度方向相同 B.与线速度方向相反
C.指向圆心 D.背离圆心
例10.(09年)如图所示,质量相等的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上,两物块始终相对于圆盘静止,则两物块
A.线速度相同 B.角速度相同
C.向心加速度相同 D.向心力相同
例11.(10年)如图所示,电风扇工作时,叶片上a、b两点的线速度分别为、,角速度分别为、.则下列关系正确的是
A. B.
C. D.
4、向心力(C)
(1)定义:做圆周运动的物体所受的指向圆心的力。
(2)作用效果:产生向心加速度,以不断改变物体的线速度方向,维持做物体做圆周运动。
(3)方向:总是沿半径指向圆心,是一个变力。
(4)大小:F=ma=m= m R ω2= m
(5)向心力来源:向心力是按力的效果来命名的,只要达到维持物体做圆周运动效果的力,就是向心力。
向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是各力的合力或某力的分力。
如:水平圆盘上跟圆盘一起匀速转动的物体和匀速转弯的汽车,其摩擦力是向心力;
以规定速率转弯的汽车,向心力是重力和弹力的合力。
(6)圆周运动向心力分析
①匀速圆周运动:物体做匀速圆周运动时受到的外力的合力就是向心力, 即F合=F向
,这是物体做匀速圆周运动的条件。
②变速圆周运动:合外力沿半径方向的分力提供向心力。
例12.(10年)某同学为感受向心力的大小与那些因素有关,做了一个小实验:绳的一端拴一小球,手牵着在空中甩动,使小球在水平面内作圆周运动(如图所示),则下列说法中正确的是
A.保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将不变
B.保持绳长不变,增大角速度,绳对手的拉力将增大
C.保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将不变
D.保持角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将减小
5
10
10
8
6
4
2
例13.(08年)如图所示,水平转盘可绕竖直中心轴转动,盘上叠放着质量均为1kg的、两个物 块,物块用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连,两个物块和传感 器的大小均可不计.细线能承受的最大拉力为8N. 、间的动摩擦因数为0.4,与转盘间的动摩擦因数为0.1,且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.转盘静止时,细 线刚好伸直,传感器的读数为零.当转盘以不同的角速度匀速转动时,传感器上就会显示相应的读数.试通过计算在坐标系中作出图象(作在答题卡上). 取10m/s2.
17.(09年)如图所示,V形细杆AOB能绕其对称轴OO’转到,OO’沿竖直方向,V形杆的两臂与转轴间的夹角均为α=45°。两质量均为m=0.1kg的小环,分别套在V形杆的两臂上,并用长为l=1.2m、能承受最大拉力Fmax=4.5N的轻质细线连结,环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的0.2倍。当杆以角速度ω转到时,细线始终处于水平状态,取g=10m/s2。
(1)求杆转动角速度ω的最小值;
(2)将杆的角速度从(1)问中求得的最小值开始缓慢增大,直到细线断裂,写出此过程中细线拉力随角速度变化的函数关系式;
(3)求第(2)问过程中杆对每个环所做的功。
(1)∵角速度最小时,fmax沿杆向上,则
且,
∴ω1=10/3≈3.33rad/s
(2)当fmax沿杆向下时,有
∴ω2=5rad/s
当细线拉力刚达到最大时,有
∴ω3=10rad/s
∴
(3)根据动能定理,有
∴W=1.6J
28.解:(1)∵角速度最小时,fmax沿杆向上,则
且, ∴ω1=10/3≈3.33rad/s
(2)当fmax沿杆向下时,有 ∴ω2=5rad/s
当细线拉力刚达到最大时,有
∴ω3=10rad/s ∴
(3)根据动能定理,有
∴W=1.6J
5、万有引力定律(A)
(1) 内容:两个物体之间的万有引力定律的大小,跟它们质量的乘积成正比,跟它们之间距离的平方成反比.
(2)公式: ,其中G=6.67×10-11Nm2/kg2,叫做万有引力恒量.由英国科学家卡文迪许用扭秤装置第一次精确测定.
(3)适用条件:严格来说公式只适用于质点之间的相互作用.
但对质量均匀的球体或球壳,在研究与球外物体的引力时,可视为质量集中在球心的质点而应用公式;当两个物体间的距离远远大于物体本身大小时,公式也近似适用,但它们之间的距离应取两物体质心之间的距离.对于比如处于地球球心处物体与地球的万有引力、两个不规则又相互靠近的物体间的万有引力均不能直接用该式运算.
1. (07年)一颗人造卫星在地球引力作用下,绕地球做匀速圆周运动,已知地球的质量为M,地球的半径为R,卫星的质量为m,卫星离地面的高度为h,引力常量为G,则地球对卫星的万有引力大小为
A. B. C. D.
2.(08年)下列叙述中的力,属于万有引力的是
A.马拉车的力 B.钢绳吊起重物的力
C.太阳与地球之间的吸引力 D.两个异名磁极之问的吸引力
5.(09年)牛顿发现的万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一,在天体运动中起着决定性作用。万有引力定律告诉我们,两物体间的万有引力
A.与它们间的距离成正比 B.与它们间的距离成反比
C.与它们间距离的二次方成正比 D.与它们间距离的二次方成反比
6、人造地球卫星(A)
(1) 基本思路
①在任何情况下总满足条件:万有引力=向心力.
即:GMm/r2=mv2/r=mω2r=m(4π2/T2)r =mωv.
②当不考虑天体的自转时,可由 重力=向心力.
即:mg= mv2/r=mω2r=m(4π2/T2)r= mωv.g是运动天体的重力加速度.
(2) 天体质量、密度的估算
测出围绕天体表面运行的行星或卫星的运动半径R和绕行周期T,M=4π2R3/GT2;
测出围绕天体表面运行的行星或卫星的运动半径R和绕行速度v,M=v2R/G;
测出围绕天体表面运行的行星或卫星的运动半径R和天体表面重力加速度g, M=R2g/G.
结合M=ρ(4πR3/3),可求天体密度.
卫星运行速度v、角速度ω、周期t、向心加速度与轨道半径r的关系
①由GMm/r2=mv2/r有v=,即v∝,故r越大,v越小;
②由GMm/r2=mω2r有ω=,即ω∝,故r越大,ω越小;
③由GMm/r2=m(4π2/T2)r有T=2π,即T∝,故r越大,t越大;
④由GMm/r2=ma有a=GM/r2,即a∝1/r2,故r越大,a越小.
3.(08年)我国于2007年10月24日成功发射了“嫦娥一号”探月卫星.若卫星在半径为的绕月圆形轨道上运行的周期,则其线速度大小是
A. B. C. D.
7.(10年)我国于2010年3月5日成功发射了“遥感卫星九号”,在绕地球运行的过程中,该卫星受到地球引力的大小
A.只与地球的质量有关 B.只与卫星的质量有关
C.与地球和卫星的质量均有关 D.与地球和卫星的质量均无关
7、宇宙速度(A)
(1)第一宇宙速度(环绕速度):v=7.9km/s (地球卫星的最大运行速度,也是人造地球卫星所需的最小的发射速度)
(2)第二宇宙速度(脱离速度):v=11.2km/s(卫星挣脱地球束缚所需的最小的发射速度);
(3)第三宇宙速度(逃逸速度):v=16.7km/s(卫星挣脱太阳束缚所需的最小的发射速度).
8、地球同步卫星(A级)
(1)所谓同步卫星,指跟着地球自转(相对于地面静止),与地球做同步匀速转动的卫星.
(2)特点:
① 卫星的周期与地球自转的周期T(或角速度ω)相同,T=24h;
② 卫星位于地球赤道的正上方,距地球表面的距离h和线速度都是定值(距地面3.6万公里);
由T2/r3=4π2/GM 得r=4.24×104km,则h=3.6×104km;由v= 得v=3.08km/s.
③卫星的轨道平面与地球的赤道平面重合,绕行方向与地球自转方向相同。
4.(09年)物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫“第一宇宙速度”,其大小为
A.7.9km/s B.11.2 km/s C.16.7 km/s D.24.4 km/s
专题五、电磁现象与规律(选修1-1)
1、电荷、电荷守恒(A)
(1)自然界中只存在两种电荷:用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒带负电荷。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。电荷的多少叫做电荷量,用_Q_表示,单位是库仑,简称库,用符号C表示。
(2)元电荷e= 1.6×10-19 C,所有物体的带电量都是元电荷的 整数 倍。
(3)用摩擦和感应的方法都可以使物体带电。无论那种方法都不能创造电荷,也不能消灭电荷,只能使电荷在物体上或物体间发生转移,在此过程中,电荷的总量不变,这就是电荷守恒定律。
(4)使物体带电的方法有三种:接触起电、摩擦起电、感应起电,无论哪种方法,都是电荷在物体之间的转移或从物体的一部分转移到另一部分,电荷的总量是不变。
例1.摩擦起电和感应起电的本质是 。(电荷的转移)
2、库仑定律(A)
(1)库仑定律的成立条件:真空中静止的点电荷。
(2)带电体可以看成点电荷的条件:如果带电体间距离比它们自身线度的大小大得多,以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。
(3)定律的内容:真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(4)表达式: ,k= 9×109 Nm2/ c2 .
例2.(10年)下列对电现象及规律的认识中,正确的是
A.摩擦起电说明了电荷可以创生
B.点电荷间的静电力随它们的距离增大而增大
C.同种电荷相互吸引,异种电荷相互排斥
D.自然界中只存在正、负两种电荷
例3.(09年)可视为点电荷的A、B两带点小球固定在真空中,所带电荷量均为+q,若仅将A球所带电量变为-q,则B球所受的库仑力
A.大小和方向均不变 B.大小和方向均改变
C.大小改变、方向不变 D.大小不变、方向改变
例4.
(08年)在光滑绝缘的水平面上,有两个相距较近的带同种电荷的小球,将它们由静止释放,则两球间
A.距离变大,库仑力变大 B.距离变大,库仑力变小
C.距离变小,库仑力变大 D.距离变小,库仑力变小
例5. (07年) 在真空中有两个静止的点电荷,若保持它们之间的距离不变,仅将各自的电荷量均减小为原来的,则它们之间的为库仑力将
A.增大为原来的2倍 B.增大为原来的4倍
C.减小为原来的 D.减小为原来的
3、电场、电场强度、电场线(A)
(1)带电体周围存在着一种物质,这种物质叫电场,电荷间的相互作用就是通过电场发生的。
(2)电场强度(场强)①定义:放在电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量的比值
②公式: E=F/q由公式可知,场强的单位为牛每库
③场强既有大小,又有方向,是矢量。方向规定:电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
(3)电场线可以形象地描述电场的分布。电场线的疏密程度反映电场的强弱;电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向,即电场方向。匀强电场的电场线特点:距离相等的平行直线。
(4)电场线的特点:(1)电场线从正电荷或无穷远出发,终止于无限远或负电荷;(2)电场线在电场中不会相交;(3)电场越强的地方,电场线越密,因此电场线线不仅能形象地表示电场的方向,还能大致地表示电场强度的相对大小。
(5)几种特殊电场的电场线线分布(如图)
例6.(10年)如图所示,一带正电的粒子处于电厂中,图中能正确表示该粒子所受静电力的是
A. B. C. D.
例7.(09年)某电场的电场线如图所示,质子在A、B两点受到电场力的大小分别为FA和FB,则它们的关系是
A.FA=FB B.FA>FB
C.FA<FB D.无法比较
例8.(08年)一个正点电荷的电场线分布如图所示,、是电场中的两点,和分别表示、两点电场强度的大小,关于和的大小关系,下列说法正确的是
A. B.
C. D.无法比较和的大小
例9. (07年)某电场的电场线如图所示,电场中M、N两点的场强大小分别为和,由图可知
A.= B.﹥
C.﹤ D.无法比较和的大小
4、磁场、磁感线(A)
(1)磁体和电流的周围都存在着磁场,磁场对磁体和电流都有力的作用.磁场具有方向性,规定在磁场中任一点,小磁针北极的受力方向为该点的磁场方向.也就是小磁针静止时北极所指的方向。
(2)磁感线可以形象地描述磁场的分布。磁感线的疏密程度反映磁场的强弱;磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向,即磁场方向。)磁感线的特点:a.磁感线是假想的线b.两条磁感线不会相交c.磁感线一定是闭合的。匀强磁场的磁感线特点:距离相等的平行直线。(常见磁场的磁感线分布)
(3)地球的地理两极与地磁两极并不完全重合,小磁针并不准确指南或指北,其间有一个交角,叫磁偏角。科学家发现,磁偏角在缓慢变化。地磁场方向:赤道上方地磁场方向水平向北。
例10.首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是 ( )
A.安培 B.法拉第 C.奥斯特 D.欧姆
例11.下列关于磁感线的叙述,正确的说法是 ( )
A.磁感线是磁场中客观存在的曲线
B.磁感线总是从N极指向S极
C.磁感线是由磁场中的铁屑形成的
D.磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向,也是该点的磁感应强度方向
5、电流的磁场、安培定则(A)
(1)电流的磁效应的发现:1820 丹麦 奥斯特
(2)不论是直线电流的磁场还是环形电流的磁场,都可以用安培定则来判断其方向,判断直线电流的具体做法是右手握住导线,让伸直的拇指的方向与电流的方向一致,那么,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
11.(09年)关于通电直导线周围磁场的磁感线分布,下列示意图中正确的是( A A)
例12.(10年)关于通电螺旋线管磁极的判断,下列示意图中正确的是 ( AA )
例13.(08年)如图所示,在水平直导线正下方,放一个可以自由转动的小磁针. 现给直导线通以向右的恒定电流,不计其他磁场的形响,则
A.小磁针保持不动
B.小磁针的N将向下转动
C.小磁针的N极将垂直于纸面向里转动
D.小磁针的N极将垂直于纸面向外转动
例14.(07年)如图所示,环形导线中通有顺时针方向的电流I,则该环形导线中心处的磁场方向为
A.水平向右 B.水平向左
C.垂直于纸面向里 D.垂直于纸面向外
6、磁感应强度、磁通量(A)
(1)磁感应强度:将一小段通电直导线垂直磁场放置时,其受到的磁场力F与电流强度I成正比、与导线的长度L成正比,其中F/IL是与通电导线长度和电流强度都无关的物理量,它反映了该处磁场的强弱,定义F/IL为该处的磁感应强度,.其单位为特斯拉,方向为该点的磁感线的切线方向,也是小磁针在该处静止时N极的指向。
(2)磁通量:可认为就是穿过某个平面的磁感线的条数。单位:韦伯,Wb.
匀强磁场中,线圈平面与磁场平行时,磁通量为0;匀强磁场中,线圈平面与磁场垂直时,磁通量φ=BS
例15.(10年)如图所示,在水平匀强磁场中数值放置一矩形线圈,线圈平面与磁场垂直,线圈绕其底边转过90°至水平位置的过程中,穿过线圈的磁通量的变化情况是
A.变大 B.变小
C.先变大后变小 D.先变小后变大
7、安培力的大小 左手定则(A)
(1) 安培力大小:F=BIL (N)
(2)安培力方向的判定方法——左手定则
1)伸开左手,大拇指跟四指垂直,且在同一平面内
2)让磁感线穿过手心
3)使四指指向电流方向,则拇指指向安培力的方向
例16.(08年)如图所示,把长为的导体棒置于竖直向下的匀强磁场中,磁场的磁感应强度为,导体棒与磁场方向垂直,棒中通有电流,则导体棒所受安培力的大小为 .为增大导体棒所受的安培力,可采用的方法是 增大电流或增大磁感应强度 (只填一种方法).
例17.(10年)一段直导线悬挂在蹄形磁铁的两极间,通以如图所示的电流后,该直导线所受安培力的方向是
A.向上 B.向下 C.向左 D.向右
例18.(09年)如图所示,通电直导线置于匀强磁场中,导线与磁场方向垂直。若仅将导线中的电流增大为原来的2倍,则导线受到安培力的大小将
A.减小为原来的1/4 B.减小为原来的1/2
C.增大为原来的2倍 D.增大为原来的4倍
例19. (07年)通电直导线放在匀强磁场中,磁感应强度B的方向如图所示。“”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向里,“⊙”表示导线中电流I的方向垂直于纸面向外。图中标出了导线所受安培力F的方向,其中正确的是( BB )
8、洛仑兹力的方向(A)——左手定则
(1) 运动 电荷在磁场所受的力叫做洛仑兹力。
(2)当粒子的运动方向与磁场方向平行时,粒子不受洛仑兹力的作用。
(3)洛仑兹力的方向:左手定则:
伸开 左手 ,使大拇指跟其余四个手指 垂直,并且跟手掌在 同一平面 内,把手放入磁场中,让 磁感线 穿过掌心,四指所指为 正电荷 运动方向, 拇指 所指方向为电荷所受洛仑兹力的方向。(注:对负电荷而言,四指所指方向为其运动的反方向)
注意:洛仑兹力的方向始终垂直于磁场方向,且垂直于粒子运动方向。
例20.(09年)汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子。如图所示,把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极之间,可以观察到电子束偏转的方向是
A.向上 B.向下
C.向左 D.向右
例21.(08年)一个不计重力的带正电荷的粒子,沿图中箭头所示方向进入磁场,磁场方向垂直于纸面向里,则粒子的运动轨迹
A.可能为圆弧
B.可能为直线
C.可能为圆弧
D.、、都有可能
9、电磁感应现象及其应用 电磁感应定律(A)
(1)电磁感应现象:利用磁场获得电流的现象,叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.磁铁插入或拔出闭合线圈时产生了感应电流,产生感应电流的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
(2)法拉第电磁感应定律:
闭合电路中由于磁通量的变化,电路中产生了感应电流,也就是产生了感应电动势。产生感应电动势的那部分电路相当于电源,电路中的感应电动势与磁通量的变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律。即:。
例22.(07年)如图所示,桌面上放一单匝线圈,线圈中心上方一定高度处有一竖立的条形磁体。当磁体竖直向下运动时,穿过线圈的磁通量将 (选填“变大”或“变小”)。在上述过程中,穿过线圈的磁通量变化了0.1Wb,经历的时间为0.5s,则线圈中的感应电动势为 0.2 V。0.2
例23.(08年)一个闭合线圈放在变化的磁场中,线圈产生的感应电动势为 .若仅将线圈匝数增加为原来的2倍,则线圈产生的感应电动势变为
A. B. C. D.
例24.(09年)如图所示,一单匝线圈从左侧进入磁场。在此过程中,线圈的磁通量将 (选填“变大”或“变小”)。若上述过程所经历的时间为0.1s,线圈中产生的感应电动势为0.2V,则线圈中的磁通量变化了 0.02 Wb。0.02
10、交变电流(A)
(1)交变电流的产生原理:电磁感应
(2)交变电流的概念:强度和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流电。
(3)表征交变电流的物理量:①瞬时值②最大值(或峰值)③有效值④平均值
(4)正弦式交变电流:交变电流中的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化。
即:i=Imsinωt ;u=Umsinωt
(5)图象:(见右图)
例25.(10年)如图所示为一正弦式电流的u-t图象,由图可知:该交变电流的频率为__50___Hz.电压的有效值为_ ___V。50,70.7
11、电磁波(A)
(1)麦克斯韦电磁场理论:
麦克斯韦电磁场理论内容:变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场。麦克斯韦预言电磁波的存在,而赫兹证实了电磁波的存在。
(2)电磁波的特点:
a. 电磁波可以在真空中传播;
b. 电磁波本身是一种物质,电磁波具有能量;
c .波长、频率和波速:c=λf (c 波速 ; 波长; f 频率)
d. 电磁波在真空中的速度:c=3.00×108m/s
(3)电磁波的波长、波速及频率的关系:
(4)电磁波谱:
a. 电磁波按波长又大到小的顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线
b. 不同的电磁波具有不同的频率,因此具有不同的特点
① 无线电波适用于通信和广播,微波炉中使用的微波也是一种无线电波
② 红外线具有热效应,应用有:夜视仪、红外摄影、红外线遥感
③ 可见光能引起视觉,不同颜色的光是频率范围不同的电磁波
④ 紫外线具有较高的能量,能灭菌消毒;具有荧光效应,能激发许多物质发光
⑤ X射线穿透能力较强,能透视人体,检查金属部件内部有无缺陷
⑥ 射线穿透能力很强,能治疗某些癌症,探测金属部件内部有无缺陷
例26.关于电磁波下列说法不正确的是 ( )
A.麦克斯韦预言了电磁波的存在 B.赫兹证实了电磁波的存在
C.电磁波的传播需要介质 D.真空中电磁波的波长λ、波速c、频率f之间满足关系式:c=λf
例27.关于电磁场和电磁波的正确说法是 ( )
A.电场和磁场总是相互联系的,它们统称为电磁场
B.电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波
C.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场
D.电磁波是一种波,声波也是一种波,理论上它们是同种性质的波动
例28.转换电视频道,选择自己喜欢的电视节目,称为 ( )
A.调幅 B.调频 C.调制 D.调谐
例29.关于电磁波,下列说法正确的是( )
A.x光是电磁波,可以切除肿瘤
B.电视机的遥控器是利用红外线进行遥控的
C.验钞机是利用红外线来鉴别大额钞票的真伪的
D.红外线、紫外线与声波一样均不可以在真空中传播
专题六、电磁技术与社会发展
家用电器与日常生活
1、静电的利用及防止(A)
(1)静电的防止:
放电现象:火花放电、接地放电、尖端放电等。
避雷针利用_尖端放电_原理来避雷:带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击。
(2)静电的应用:
静电除尘、静电复印、静电喷漆等。
例1.在以下列举的应用或现象中,属于静电防止的是 ( )
A.静电复印 B.静电喷涂 C.静电除尘 D.油罐车用铁链拖地运行
2、电热器、白炽灯等常见家庭用电的技术参数的含义(A)
(1)交流电的有效值是根据“电流的热效应”来规定的。对于正弦交流电,它的有效值是其峰值的 0.707 (或)倍。峰值是有效值的倍。
(2)频率为50Hz的正弦电流,对人体的安全电压有效值不能超过,这个交流电压的周期是 0.02 ,峰值是50.9或 36。
(3)电热器:根据电流的热效应制成的,如电热水器、电熨斗、电热毯、电饭锅等。其电能转化为内能。电热器上的铭牌的额定功率是它的热功率,同时也是有效值。
白炽灯:利用电流的热效应制成的。铭牌标注为:额定电压和额定功率(均指有效值)。
(4)大小方向随时间做周期性变化的电流叫做交变电流,简称交流(AC)。
方向不随时间变化的电流叫做直流(DC)。
例2.关子正常工作的电动机和白炽灯,以下说法中正确的是 ( )
A.电动机和白炽灯消耗的电能均大于产生的热能
B.电动机和白炽灯消耗的电能均等于产生的热能
C.电动机消耗的电能大于产生的热能,白炽灯消耗的电能等于产生的热能
D.电动机消耗的电能等于产生的热能,白炽灯消耗的电能大于产生的热能
3、安全用电与节约用电(A)
(1)安全用电注意点:高度重视,警防触电;避免短路;电器金属外壳应该接地线;不要在同一插座上同时接大功率的用电器;不要让纸张等易燃物过分靠近电灯、电饭锅、电炉等电热器;家用电器都应该有接地线,家庭电路中都有保险装置。人体安全电压:不高于36V. 同样的电压或电流加在人体上,交流电的危害更大。
(2)节约用电:家电不要待机、照明电器换用节能灯;降低输电导线电阻;提高输电电压从而降低输电电流。 原理:输电线发热Q=I2R=(P/U)2R
例3.关于安全用电与节约用电,下列说法不正确的是:
A.人体安全电压不高于36V
B.有金属外壳的家用电器都应该有接地线,家庭电路中都应有保险装置
C.为了节约用电途径,家电不要待机,照明电器应换用节能灯;
D.由可知,降低输电电压有利于降低输电电路的损耗
4、电阻器、电容器和电感器 (A)
(1)电阻器:电阻器对电流有阻碍作用,用电阻R来表示。工作时满足欧姆定律(I=),电能全转化为内能。
电熨斗、电饭锅、电热水器、白炽灯等都是电阻器。
电阻器的作用:将电能转化为热能。
电阻器参数:电阻,用R表示,电阻越大,电阻器对电流的阻碍作用越大。
单位是:欧姆。
(2)电容器:是一种储存电荷的装置。
最早出现的电容器是 莱顿瓶
电容器作用:储存电荷;在交流电路中,电容器起到:通交流隔直流作用。
电容参数:电容,用C表示,C=Q/U; 电容越大,储存电荷的本领越大。平行板电容器的电容与极板间距离 、极板间正对面积和极板间电介质有关,正对面积越大,电容越大,板间距离越小,电容越大
单位:法拉F,1F=106uF=1012pF
(3)电感器:线圈
电感器作用:阻碍电流的变化;在交流电路中起到:通直流阻交流作用。电感器“通直流、阻交流,通低频、阻高频。”其原理为“自感作用”
电感器参数:自感系数,用L表示。
线圈越大,匝数越多,有铁芯,自感系数就越大。
实例:变压器、日光灯中的镇流器、电磁铁等。
例4.增大电容器的电容,可采用下列方法中的 ( )
A.把可变电容器的动片旋入一些 B.把可变电容器的动片旋出一些
C.增大两极板间的距离 D.减小两极板的正对面积
5、发电机、电动机对能源的利用方式、工业发展所起的作用(A)
(1)发电机:将其它形式能转化为电能。有交流和直流发电机之分。
发电机工作原理:电磁感应,当转子转动时,线圈中的磁通量发生变化,从而在线圈中产生感应电流。
(2)电动机:将电能转化为机械能。也有交流和直流电动机之分
电动机工作原理:通电导线在磁场中会受到磁场力的作用(安培力)。
例5.下列说法错误的是 ( )
A.电动机是把其他形式的能转化为电能的装置 B.发电机是把其他形式的能转化为电能的装置
C.电容器是储存电荷的装置 D.白炽灯是利用电流的热效应工作的
6、常见传感器及其应用(A)
(一)定义:随着科学技术的发展和人类社会的进步,只靠这些感觉器官就显得不够了。于是各种代替、补充、延伸人的感觉器官功能的科学技术手段发展起来,出现了各种用途的传感器。传感器定义:能将温度、力、声、光等非电学量转化为电学量的元件。
(二)常见传感器:
(2)常见传感器:用光和声来控制楼道电灯的开关,就要用到声光传感器。
当房间失火时能感知出现的烟雾,能通过电路发出警报。这个小盒子就是烟雾传感器。
双金属温度传感器:利用不同金属材料材料的热膨胀系数不同而制成双金属温度传感器进行电路控制,如日光灯的启动器。
光敏电阻传感器:光敏电阻的阻值能随光照的强度而变化。无光照时,光敏电阻的阻值很大,流过电路的电流很小。有光照时,光敏电阻的阻值变小,电路中的电流增大。
压力传感器:电容器的电容随两极板间的距离的变化而变化。根据这个原理可以制成压力传感器。具体分类如下:
①温度传感器:
a.双金属片温度传感器 原理:不同材料热膨胀系数不同。
b.热敏电阻温度传感器 原理:热敏电阻的阻值随温度的升高而减小。
②光传感器:
光敏电阻:当有光照射时,光敏电阻的阻值减小。
③压力传感器:电容器的电容随两极板间距离的变化而变化(距离减小电容增大)
例6.(07年)在现代生活中,许多地方需要传感器,例如,电冰箱制冷系统的自动控制就要用到
A.压力传感器 B.声传感器
C.光传感器 D.温度传感器
例7.下列情况中,应用了温度传感器的是 ( )
A.商场里的自动玻璃门 B.夜间自动打开的路灯
C.夜间有声音时就亮的楼梯灯 D.自动恒温冰箱
例8.用遥控器调换电视机的频道的过程,实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。下列属于这类传感器的是 ( )
A.红外报警装置 B.走廊照明灯的声控开关
C.自动洗衣机中的压力传感装置 D.电饭煲中控制加热和保温的温控器
例9.下图为电容式话筒,当有声音传到振动膜片上时,电阻R上的电压将 。(填“变化”或“不变化)