1 梁的荷载及支撑情况关于梁中央承情况关于梁中央C截面对称,则下列结论中正确的是( )。

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    《振动和波》的竞赛考纲和高考要求有很大的不同必须做一些相对详细的补充。

    凡是所受合力和位移满足①式的质点均可称之为谐振子,如弹簧振子、小角度单摆等

    谐振子的加速度:= -

    回避高等数学工具,我们可以将简谐运动看成匀速圆周运动在某一条直线上的投影运動(以下均看在x方向的投影)圆周运动的半径即为简谐运动的振幅A 。

    对于一个给定的匀速圆周运动m、ω是恒定不变的,可以令:

    这样,以上两式就符合了简谐运动的定义式①所以,x方向的位移、速度、加速度就是简谐运动的相关规律从图1不难得出——

    相关名词:(ωt +φ)称相位,φ称初相。

    运动学参量的相互关系:= -ω2

    b、方向垂直、同频率振动合成当质点同时参与两个垂直的振动x = A1cos(ωt + φ1)和y = A2cos(ωt + φ2)时,这两個振动方程事实上已经构成了质点在二维空间运动的轨迹参数方程消去参数t后,得一般形式的轨迹方程为

    当φ2-φ1取其它值轨迹将更為复杂,称“李萨如图形”不是简谐运动。

    由②式得:ω=  而圆周运动的角速度和简谐运动的角频率是一致的,所以

    一个做简谐运动的振子的能量由动能和势能构成即

    注意:振子的势能是由(回复力系数)k和(相对平衡位置位移)x决定的一个抽象的概念,而不是具体地指重力势能或弹性势能当我们计量了振子的抽象势能后,其它的具体势能不能再做重复计量

    6、阻尼振动、受迫振动和共振

    产生的过程囷条件;传播的性质,相关参量(决定参量的物理因素)

    a、波动图象和振动图象的联系

    如果一列简谐波沿x方向传播,振源的振动方程为y = Acos(ωt + φ),波的传播速度为v 那么在离振源x处一个振动质点的振动方程便是

    这个方程展示的是一个复变函数。对任意一个时刻t 都有一个y(x)的正弦函数,在x-y坐标下可以描绘出一个瞬时波形所以,称y = Acos〔ω(t - )+ φ〕为波动方程。

    a、波的叠加几列波在同一介质种传播时,能獨立的维持它们的各自形态传播在相遇的区域则遵从矢量叠加(包括位移、速度和加速度的叠加)。

    b、波的干涉两列波频率相同、相位差恒定时,在同一介质中的叠加将形成一种特殊形态:振动加强的区域和振动削弱的区域稳定分布且彼此隔开

    我们可以用波程差的方法来讨论干涉的定量规律。如图2所示我们用S1和S2表示两个波源,P表示空间任意一点

    ,则在空间P点(距S1为r1 距S2为r2),两振源引起的分振动汾别是

    0±1,±2…),P点振动削弱振幅为│A1-A2│。

    4、波的反射、折射和衍射

    知识点和高考要求相同

    当波源或者接受者相对与波的传播介质运动时,接收者会发现波的频率发生变化多普勒效应的定量讨论可以分为以下三种情况(在讨论中注意:波源的发波频率f和波相對介质的传播速度v是恒定不变的)——

    a、只有接收者相对介质运动(如图3所示)

    设接收者以速度v1正对静止的波源运动。

    如果接收者静止在A點他单位时间接收的波的个数为f ,

    当他迎着波源运动时设其在单位时间到达B点,则= v1 

    在从A运动到B的过程中,接收者事实上“提前”哆接收到了n个波

    显然在单位时间内,接收者接收到的总的波的数目为:f + n = f 这就是接收者发现的频率f。即

    显然如果v1背离波源运动,只要將上式中的v1代入负值即可如果v1的方向不是正对S ,只要将v1出正对的分量即可

    b、只有波源相对介质运动(如图4所示)

    设波源以速度v2正对静圵的接收者运动。

    如果波源S不动在单位时间内,接收者在A点应接收f个波故S到A的距离:= fλ 

    在单位时间内,S运动至S′即= v2 。由于波源的运動事实造成了S到A的f个波被压缩在了S′到A的空间里,波长将变短新的波长

    而每个波在介质中的传播速度仍为v ,故“被压缩”的波(A接收箌的波)的频率变为

    当v2背离接收者或有一定夹角的讨论,类似a情形

    c、当接收者和波源均相对传播介质运动

    当接收者正对波源以速度v1(楿对介质速度)运动,波源也正对接收者以速度v2(相对介质速度)运动我们的讨论可以在b情形的过程上延续…

    关于速度方向改变的问题,讨论类似a情形

    b、声音的三要素:音调、响度和音品

    第二讲 重要模型与专题

    一、简谐运动的证明与周期计算

    物理情形:如图5所示,将一粗细均匀、两边开口的U型管固定其中装有一定量的水银,汞柱总长为L 当水银受到一个初始的扰动后,开始在管中振动忽略管壁对汞嘚阻力,试证明汞柱做简谐运动并求其周期。

    模型分析:对简谐运动的证明只要以汞柱为对象,看它的回复力与位移关系是否满足定義式①值得注意的是,回复力系指振动方向上的合力(而非整体合力)当简谐运动被证明后,回复力系数k就有了求周期就是顺理成嶂的事。

    本题中可设汞柱两端偏离平衡位置的瞬时位移为x 、水银密度为ρ、U型管横截面积为S ,则次瞬时的回复力

    由于L、m为固定值可令: = k ,而且ΣF与x的方向相反故汞柱做简谐运动。

    答:汞柱的周期为2π 

    学生活动:如图6所示,两个相同的柱形滚轮平行、登高、水平放置绕各自的轴线等角速、反方向地转动,在滚轮上覆盖一块均质的木板已知两滚轮轴线的距离为L 、滚轮与木板之间的动摩擦因素为μ、木板的质量为m ,且木板放置时重心不在两滚轮的正中央。试证明木板做简谐运动并求木板运动的周期。

    思路提示:找平衡位置(木板偅心在两滚轮中央处)→ú力矩平衡和Σ?F6= 0结合求两处弹力→ú求摩擦力合力…

    答案:木板运动周期为2π 

    巩固应用:如图7所示,三根长度均为L = 2.00m地质量均匀直杆构成一正三角形框架ABC,C点悬挂在一光滑水平轴上整个框架可绕转轴转动。杆AB是一导轨一电动松鼠可在导轨上运動。现观察到松鼠正在导轨上运动而框架却静止不动,试讨论松鼠的运动是一种什么样的运动

    解说:由于框架静止不动,松鼠在竖直方向必平衡即:松鼠所受框架支持力等于松鼠重力。设松鼠的质量为m 即:

    再回到框架,其静止平衡必满足框架所受合力矩为零以C点為转轴,形成力矩的只有松鼠的压力N、和松鼠可能加速的静摩擦力f 它们合力矩为零,即:

    现考查松鼠在框架上的某个一般位置(如图7設它在导轨方向上距C点为x),上式即成:

    解①②两式可得:f = x 且f的方向水平向左。

    根据牛顿第三定律这个力就是松鼠在导轨方向上的合仂。如果我们以C在导轨上的投影点为参考点x就是松鼠的瞬时位移。再考虑到合力与位移的方向因素松鼠的合力与位移满足关系——

    其Φk =  ,对于这个系统而言k是固定不变的。

    显然这就是简谐运动的定义式

    答案:松鼠做简谐运动。

    评说:这是第十三届物理奥赛预赛试题问法比较模糊。如果理解为定性求解以上答案已经足够。但考虑到原题中还是有定量的条件所以做进一步的定量运算也是有必要的。譬如我们可以求出松鼠的运动周期为:T = 2π = 2π = 2.64s 。

    物理情形:如图8所示用弹性系数为k的轻质弹簧连着一个质量为m的小球,置于倾角为θ

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    二、曲线运动的研究方法——运动的分解与合成

    a、固定坐标分解(适用于匀变速曲线运动)

    建立坐标的一般模式——沿加速度方向和垂直加速度方向建直角坐标;提高思想——根据解题需要建直角坐标或非直角坐标

    b、自然坐标分解(适用于变加速曲线运动)

    基本常识:在考查点沿轨迹建立切向τ、法向n坐标,所有运动学矢量均沿这两个方向分解。

    动力学方程,其中改变速度的夶小(速率)改变速度的方向。且= m其中ρ表示轨迹在考查点的曲率半径。定量解题一般只涉及法向动力学方程。

    三、两种典型的曲线运動

    1、抛体运动(类抛体运动)

    关于抛体运动的分析和新课教材“平跑运动”的分析基本相同。在坐标的选择方面有灵活处理的余地。

    勻速圆周运动的处理:运动学参量v、ω、n、a、f、T之间的关系,向心力的寻求于合成;临界问题的理解。

    变速圆周运动:使用自然坐标分析法一般只考查法向方程。

    球体(密度呈球对称分布)外部空间的拓展----对球体外一点A的吸引等效于位于球心的质量为球的质量的质点对质點A的吸引;

    球体(密度呈球对称分布)内部空间的拓展“剥皮法则”-----对球内任一距球心为r的一质点A的吸引力等效于质量与半径为 r的球的质量相等且位于球心的质点对质点A的吸引;

    球壳(密度呈球对称分布)外部空间的拓展----对球壳外一点A的吸引等效于位于球心的质量为球壳的質量的质点对质点A的吸引;

    球体(密度呈球对称分布)内部空间的拓展-----对球壳内任一位置上任一质点A的吸引力都为零;

    并且根据以为所述由牛顿第三定律,也可求得一质点对球或对球壳的吸引力

    c、不规则物体间的万有引力计算——分割与矢量叠加

    3、万有引力做功也具有呮与初末位置有关而与路径无关的特征。因而相互作用的物体间有引力势能在任一惯性系中,若规定相距无穷远时系统的万有引力势能為零可以证明,当两物体相距为r时系统的万有引力势能为EP = -G

    天体运动的本来模式与近似模式的差距近似处理的依据。

    六、宇宙速度、忝体运动

    1、第一宇宙速度的常规求法

    2、从能量角度求第二、第三宇宙速度

    3、解天体运动的本来模式时应了解椭圆的数学常识

    第二讲 重要模型与专题

    物理情形:在宽度为d的河中,水流速度v2恒定岸边有一艘小船,保持相对河水恒定的速率v1渡河但船头的方向可以选择。试求尛船渡河的最短时间和最小位移

    模型分析:小船渡河的实际运动(相对河岸的运动)由船相对水流速度v1和水相对河岸的速度v2合成。可以設船头与河岸上游夹角为θ(即v1的方向)速度矢量合成如图1

    (学生活动)用余弦定理可求v的大小

    (学生活动)用正弦定理可求v的方姠。令v与河岸下游夹角为α,则

    1、求渡河的时间与最短时间

    由于合运动合分运动具有等时性故渡河时间既可以根据合运动求,也可以根据分运动去求针对这一思想,有以下两种解法

    此外结合静力学正交分解的思想,我们也可以建立沿河岸合垂直河岸的坐标x、y然后先将v1分解(v2无需分解),再合成如图2所示。而且不难看出合运动在x、y方向的分量vx和vy与v1在x、y方向的分量v1x、v1y以及v2具有以下关系

    t (θ)函数既已嘚出,我们不难得出结论

    (从“解法三”我们最容易理解t为什么与v2无关故tmin也与v2无关。这个结论是意味深长的)

    2、求渡河的位移和最小位移

    在上面的讨论中,小船的位移事实上已经得出即

    但S(θ)函数比较复杂,寻求S的极小值并非易事。因此我们可以从其它方面莋一些努力。

    将S沿x、y方向分解成Sx和Sy 因为Sy ≡ d ,要S极小只要Sx极小就行了。而Sx(θ)函数可以这样求——

    为求极值令cosθ= p ,则sinθ= 再将仩式两边平方、整理,得到

    这是一个关于p的一元二次方程要p有解,须满足Δ≥0 即

    此过程仍然比较繁复,且数学味太浓结论得出后,峩们还不难发现一个问题:当v2<v1时Smin<d ,这显然与事实不符(造成这个局面的原因是:在以上的运算过程中,方程两边的平方和开方过程中必然出现了增根或遗根的现象)所以此法给人一种玄乎的感觉。

    解法二:纯物理解——矢量三角形的动态分析

    从图2可知Sy恒定,Sx越尛必有S矢量与下游河岸的夹角越大,亦即v矢量与下游河岸的夹角越大(但不得大于90°)。

    我们可以通过v1与v2合成v矢量图探讨v与下遊河岸夹角的最大可能

    先进行平行四边形到三角形的变换,如图3所示

    当θ变化时,v矢量的大小和方向随之变化,具体情况如图4所示

    从图4不难看出,只有当v和虚线半圆周相切时v与v2(下游)的夹角才会最大。此时v⊥v1 ,v1、v2和v构成一个直角三角形αmax =

    最后解决v2<v1时结果不切实际的问题。从图4可以看出当v2<v1时,v不可能和虚线半圆周相切(或αmax = arcsin无解)结合实际情况,αmax取90°

    物理情形:如图5所礻岸边的汽车用一根不可伸长的轻绳通过定滑轮牵引水中的小船,设小船始终不离开水面且绳足够长,求汽车速度v1和小船速度v2的大小關系

    模型分析:由于绳不可伸长,滑轮右边绳子缩短的速率即是汽车速度的大小v1 考查绳与船相连的端点运动情况,v1和v2必有一个运动的匼成与分解的问题

    (学生活动)如果v1恒定不变,v2会恒定吗若恒定,说明理由;若变化定性判断变化趋势。

    结合学生的想法介绍极限外推的思想:当船离岸无穷远时,绳与水的夹角趋于零v2→v1 。当船比较靠岸时可作图比较船的移动距离、绳子的缩短长度,得到v2>v1 故“船速增大”才是正确结论。

    故只能引入瞬时方位角θ,看v1和v2的瞬时关系

    (学生活动)v1和v2定量关系若何?是否可以考虑用运动的分解與合成的知识解答

    针对如图6所示的两种典型方案,初步评说——甲图中v2 = v1cosθ,船越靠岸,θ越大,v2越小和前面的定性结论冲突,必然是錯误的

    错误的根源分析:和试验修订本教材中“飞机起飞”的运动分析进行了不恰当地联系。仔细比较这两个运动的差别并联系“小船渡河”的运动合成等事例,总结出这样的规律——

    合运动是显性的、轨迹实在的运动分运动是隐性的、需要分析而具有人为特征(无唯一性)的运动。

    解法一:在图6(乙)中当我们挖掘、分析了滑轮绳子端点的运动后,不难得出:船的沿水面运动是v2合运动端点参与繩子的缩短运动v1和随绳子的转动v ,从而肯定乙方案是正确的

    法二:微元法。从考查位置开始取一个极短过程将绳的运动和船的运动茬图7(甲)中标示出来,AB是绳的初识位置AC是绳的末位置,在AB上取=得D点并连接CD。显然图中BC是船的位移大小,DB是绳子的缩短长度由于過程极短,等腰三角形ACD的顶角∠A→0则底角∠ACD→90°,△CDB趋于直角三角形。将此三角放大成图7(乙)得出:S2 =

    三、斜抛运动的最大射程

    物理凊形:不计空气阻力,将小球斜向上抛出初速度大小恒为v0 ,方向可以选择试求小球落回原高度的最大水平位移(射程)。

    模型分析:斜抛运动的常规分析和平抛运动完全相同

    设初速度方向与水平面夹θ角,建立水平、竖直的x、y轴,将运动学参量沿x、y分解。针对抛出到落回原高度的过程

    (学生活动)若v0 、θ确定,试用两种方法求小球到达的最大高度。

    运动学求解——考查竖直分运动即可;能量求解——紸意小球在最高点应具备的速度v0x 然后对抛出到最高点的过程用动能定理或机械能守恒。结论:Hm =  

    四、物体脱离圆弧的讨论

    物理情形:如圖8所示,长为L的细绳一端固定另一端系一小球。当小球在最低点时给球一个vo = 2的水平初速,试求所能到达的最大高度

    模型分析:用自嘫坐标分析变速圆周运动的典型事例。能量关系的运用也是对常规知识的复习。

    (学生活动)小球能否形成的往复的摆动小球能否到達圆弧的最高点C ?

    通过能量关系和圆周运动动力学知识的复习得出:小球运动超过B点、但不能到达C点(vC ≥),即小球必然在BC之间的某点脫离圆弧

    (学生活动)小球会不会在BC之间的某点脱离圆弧后作自由落体运动?

    尽管对于本问题能量分析是可行的(BC之间不可能出现动能为零的点,则小球脱离圆弧的初速度vD不可能为零)但用动力学的工具分析,是本模型的重点——

    在BC阶段只要小球还在圆弧上,其受仂分析必如图9所示沿轨迹的切向、法向分别建τ、n坐标,然后将重力G沿τ、n分解为Gτ和Gn分量,T为绳子张力法向动力学方程为

    由于T≥0 ,Gn>0 故v≠0 。(学生活动:若换一个v0值在AB阶段,v = 0是可能出现的;若将绳子换成轻杆在BC阶段v = 0也是可能出现的。)

    下面先解脱离点的具体位置设脱离点为D,对应方位角为θ,如图8所示由于在D点之后绳子就要弯曲,则此时绳子的张力T为零而此时仍然在作圆周运动,故动力學方程仍满足

    在再针对A→D过程小球机械能守恒,即(选A所在的平面为参考平面):

    代入v0值解①、②两式得:θ= arcsin (同时得到:vD = )小球脱離D点后将以vD为初速度作斜向上抛运动。它所能到达的最高点(相对A)可以用两种方法求得

    小球在斜抛的最高点仍具有vD的水平分量,即vDsinθ=  对A→最高点的过程用机械能守恒定律(设A所在的平面为参考平面),有

    物理情形:如图9所示半径为R的均质球质量为M,球心在O点现在被内切的挖去了一个半径为R/2的球形空腔(球心在O′)。在O、O′的连线上距离O点为d的地方放有一个很小的、质量为m的物体试求这两个物体の间的万有引力。

    模型分析:无论是“基本条件”还是“拓展条件”本模型都很难直接符合,因此必须使用一些特殊的处理方法本模型除了照应万有引力的拓展条件之外,着重介绍“填补法”的应用

    空腔里现在虽然空无一物,但可以看成是两个半径为R/2的球的叠加:一個的质量为+M/8 一个的质量为-M/8 。然后前者正好填补空腔——和被挖除后剩下的部分构成一个完整的均质球A ;注意后者,虽然是一个比较特殊的物体(质量为负值)但仍然是一个均质的球体,命名为B 

    既然A、B两物均为均质球体,他们各自和右边小物体之间的万有引力就鈳以使用“拓展条件”中的定势来计算了。只是有一点需要说明B物的质量既然负值,它和m之间的万有“引力”在方向上不再表现为吸引而应为排斥——成了“万有斥力”了。具体过程如下

    需要指出的是在一部分同学的心目中,可能还会存在另一种解题思路那就是先通过力矩平衡求被挖除物体的重心(仍然要用到“填补法”、负质量物体的重力反向等),它将在O、O′的连线上距离O点左侧R/14处然后“一步到位”地求被挖除物与m的万有引力

    然而,这种求法违背了万有引力定律适用的条件是一种错误的思路。

    物理情形:地球和太阳的质量汾别为m和M 地球绕太阳作椭圆运动,轨道的半长轴为a 半短轴为,如图11所示试求地球在椭圆顶点A、B、C三点的运动速度,以及轨迹在A、C两點的曲率半径

    模型分析:求解天体运动的本来模式,常常要用到开普勒定律(定量)、机械能守恒(万有引力势能)、椭圆的数学常识等等相对高考要求有很大的不同。

    地球轨道的离心率很小(其值≈0.0167 其中c为半焦距),这是我们常常能将它近似为圆的原因为了方便說明问题,在图11中我们将离心率夸大了。

    针对地球从A点运动到B点的过程机械能守恒

    比较A、B两点,应用开普勒第二定律有:vA(a-c)= vB(a + c)

    再针对地球从A到C的过程,应用机械能守恒定律有

    为求A、C两点的曲率半径,在A、C两点建自然坐标然后应用动力学(法向)方程。

    在C点方程复杂一些,须将万有引力在τ、n方向分解,如图12所示

    值得注意的是,如果针对A、C两点用开普勒第二定律由于C点处的矢径r和瞬时速度vC不垂直,方程不能写作vA(a-c)= vC a 

    正确的做法是:将vC分解出垂直于矢径的分量(分解方式可参看图12,但分解的平行四边形未画出)vC cosθ,再用vA(a-c)=(vC cosθ)a 化简之后的形式成为

    要理解这个关系,有一定的难度所以建议最好不要对A、C两点用开普勒第二定律

    教材范本:龚霞玲主编《奥林匹克物理思维训练教材》,知识出版社2002年8月第一版。

    例题选讲针对“教材”第五、第六章的部分例题和习题

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    第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

    一、(14分)1998年某地区遭受特大洪涝灾害。为了抗洪抢险急需在20h内从甲地调运65t鋼材到乙地。现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船船身(包括船员)质量约17t,已知甲、乙两地的水路距离为80km船行驶的平均速度为lOkm/h(不计水流速度)。

        (1)请你设计一个完成此项任务的可行性方案;

    二、(18分)图l为一种电磁炉的原理示意图它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁磁材料制成的烹饪锅在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热。同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热。从洏使锅体自身发热达到加热食物的目的

      (1)使用电磁炉加热食物时,不产生明火无烟尘,无废气清洁、安全、高效、节能。请写出电磁爐在使用中可能涉及的物理知识(只写名称不写内容不少于10个可得满分)。

    (2)在使用电磁炉时炉和锅之间的热是由_______传

    递给_______的。电磁炉加热食粅的过程中消耗______

    5个馒头需用时间25min那么,1次只蒸熟1个同样

    (3)某款电磁炉性能参数如下表所示:

        根据上表数据若电磁炉在功率调节和温度调節的范围内,加热温度随功率调节的变化图象是一直线电磁炉工作电压正常,在1个标准大气压下烧开一锅质量为3kg、温度为22℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)?

    三、(18分)有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴,这不仅能节省能源而且很方便。李明和张华想利鼡这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度的大小也就是说,太阳光垂直照射地球表面时地球表面单位时间单位面积所获得的能量是多少。实验装置如图2所示晒水箱内部是被涂黑的,箱体外加了保温层上面开口并盖有透明玻璃板。

        在估测之前要首先弄清透过箥璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?李明和张华各拿一块实验用的玻璃板,把阳光反射到墙上的同一个地方他们发现,两块反射光斑重叠处的强度和太阳光直接射到地上的强度差不多。

        (1)透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量嘚百分之几?你在得出这个结论时做了什么假设?假设的根据是什么?

        (2)请你帮助他们设计实验方案并写出具体的实验步骤。

        (3)请你对这个实验方案的可行性做出评价

    四、(18分)用电流表和电压表测电流和电压时,通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响而将其视为“理想仪表”,即认为电流表的内电阻为零电压表的内电阻为无限大。实际上电流表和电压表都有一定电阻值,因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻;可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻所以,把电流表或電压表接入待测电路时就相当于在待测电路中串联一个电阻,或并联一个电阻这样,电流表两端就要有一定的电压电压表中就要通過一定的电流,因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流

        1.现有一个量程为0.6A,内电阻为0.13Ω的电流表,能否用它测量某电路两端的电压?若不能请说明理由。若能请说明用它能测量的最大电压值。

        2.现要精确测量一个阻值约为8Ω的电阻Rx实验室提供下列器材。

    (1)选出你测量时所需的适当器材并在虚线方框中画出电路图。

    (2)需要测量哪些物理量?根据所测物理量写出被测電阻Rx的表达式。

    五、(16分)图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中汽车以恒萣的速度v=0.2m/s向右运动。图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦g取10N/kg。求:

        (1)圆柱形重物的质量;(2)圆柱形重物的密度;(3)打捞前圆柱形重物上表面所受的水的压力。

    六、(16分)图4为一种电饭煲的工作原理图下面昰王宁同学对电饭煲工作原理的研究,请你也参与共同探讨

      按下、扳起电饭煲的开关,有一种“粘连”“吸引”的感觉取出饭锅,发現电饭煲的底部有一个凸起物.它可以上下弹动能被磁铁吸引。王宁同学通过用

    这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况请回答怹在使用过程中发现的如下问题。

        (1)图4中只有两根外接导线这样的用电器有什么危害?应当怎样加以完善?

        (2)将三脚插头插入电源插座,不用按開关指示灯就发亮,按下开关后指示灯亮度不变。此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响?

        (3)电饭煲工作了15min会出现大量“白气”,这些“白气”是怎样形成的?

        (4)电饭煲工作了25min听到“啪”的一声,指示灯不亮了以此推测,感温软磁体的磁性可能受什么因素影响?怎样影响?

        (5)聽到“啪”的一声后又过了l0min指示灯又发光,一会儿指示灯又熄灭了分析在相同条件下,不同种类金属的热胀冷缩程度是否一样?

        (7)电饭煲使用较长一段时间后常常在饭未完全熟透时就“跳闸”,这样就会出现“夹生饭”请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障?为什么?

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    第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

    一、(14分)1998年某地区遭受特大洪涝灾害。为了抗洪抢险急需茬20h内从甲地调运65t钢材到乙地。现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船船身(包括船员)质量约17t,已知甲、乙两地的水路距离为80km船行驶的平均速度为lOkm/h(不计水流速度)。

        (1)请你设计一个完成此项任务的可行性方案;

    二、(18分)图l为一种电磁炉的原理示意图它是利用高频电流在电磁炉内部線圈中产生磁场,磁化铁磁材料制成的烹饪锅在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热。同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的

      (1)使用电磁炉加热食物时,不产生明火无烟尘,无废气清洁、安全、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及的物理知识(只写名称不写内容不少于10个可得满分)。

    (2)在使用电磁炉时炉和锅之间的热是由_______传

    递给_______的。电磁炉加热食物的过程中消耗______

    5个馒头需用时间25min那么,1次只蒸熟1个同样

    (3)某款电磁炉性能参数如下表所示:

        根据上表数据若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内,加热温度随功率调节的变化图象是一直线电磁炉工作电压正常,在1个标准大气压下烧开一锅质量为3kg、温喥为22℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)?

    三、(18分)有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴,这不仅能节省能源而且很方便。李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度的大小也就是说,太阳光垂直照射地球表面时地球表面单位时间单位媔积所获得的能量是多少。实验装置如图2所示晒水箱内部是被涂黑的,箱体外加了保温层上面开口并盖有透明玻璃板。

        在估测之前要艏先弄清透过玻璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?李明和张华各拿一块实验用的玻璃板,把阳光反射到墙仩的同一个地方他们发现,两块反射光斑重叠处的强度和太阳光直接射到地上的强度差不多。

        (1)透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到箥璃板上的能量的百分之几?你在得出这个结论时做了什么假设?假设的根据是什么?

        (2)请你帮助他们设计实验方案并写出具体的实验步骤。

        (3)请伱对这个实验方案的可行性做出评价

    四、(18分)用电流表和电压表测电流和电压时,通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响而将其視为“理想仪表”,即认为电流表的内电阻为零电压表的内电阻为无限大。实际上电流表和电压表都有一定电阻值,因而我们可以把電流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻;可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻所鉯,把电流表或电压表接入待测电路时就相当于在待测电路中串联一个电阻,或并联一个电阻这样,电流表两端就要有一定的电压電压表中就要通过一定的电流,因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流

        1.现有一个量程为0.6A,内电阻为0.13Ω的电流表,能否用它测量某电路两端的电压?若不能请说明理由。若能请说明用它能测量的最大电压值。

        2.现要精确测量一个阻值约为8Ω的电阻Rx实验室提供下列器材。

    (1)选出你测量时所需的适当器材并在虚线方框中画出电路图。

    (2)需要测量哪些物理量?根据所测物悝量写出被测电阻Rx的表达式。

    五、(16分)图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动。图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦g取10N/kg。求:

        (1)圆柱形重物的质量;(2)圆柱形重物的密度;(3)打捞前圆柱形重物上表面所受的水的压力。

    六、(16分)图4为一种电饭煲的工莋原理图下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究,请你也参与共同探讨

      按下、扳起电饭煲的开关,有一种“粘连”“吸引”的感觉取出饭锅,发现电饭煲的底部有一个凸起物.它可以上下弹动能被磁铁吸引。王宁同学通过用

    这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工莋情况请回答他在使用过程中发现的如下问题。

        (1)图4中只有两根外接导线这样的用电器有什么危害?应当怎样加以完善?

        (2)将三脚插头插入电源插座,不用按开关指示灯就发亮,按下开关后指示灯亮度不变。此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响?

        (3)电饭煲工作了15min会出现大量“白气”,这些“白气”是怎样形成的?

        (4)电饭煲工作了25min听到“啪”的一声,指示灯不亮了以此推测,感温软磁体的磁性可能受什么因素影响?怎样影响?

        (5)听到“啪”的一声后又过了l0min指示灯又发光,一会儿指示灯又熄灭了分析在相同条件下,不同种类金属的热胀冷缩程度昰否一样?

        (7)电饭煲使用较长一段时间后常常在饭未完全熟透时就“跳闸”,这样就会出现“夹生饭”请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障?为什么?

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    2006年白云区初中毕业班综合测试(一)

    本试卷分为第一部分(选择题)和第二部分(非选擇题)两部分,全卷共六大题满分100分,考试时间80分钟

    1.答卷前,考生务必在答题卡的第1面和第3面上用黑色字迹的钢笔或签字笔填写自巳的考生号、姓名;填写考场试室号、座位号再用2B铅笔把对应这两个号码的标号涂黑。

    2.选择题每小题选出答案后用2B铅笔把答题卡上對应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后再选涂其它答案;不能答在试卷上。

    3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔莋答答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案然后再写上新的答案,改动的答案也不能超絀指定的区域;不准使用铅笔、圆珠笔和涂改液不按以上要求作答的答案无效。

    4.考生必须保持答题卡的整洁考试结束时,将本试卷囷答题卡一并交回

    第一部分 选择题(共36分)

    一、选择题(每小题3分、共36分)

    每小题给出的四个选项中,只有一个是正确的选对的得3分,选错的、不选的都得0分。

    1.下面哪一个是力的单位

    A.千克 B.牛顿 C.帕斯卡 D.焦耳

    2.“月亮在白莲花般的云朵里穿行”这句歌词,从運动和静止的相对性的角度来看是说

    A.以云彩为参照物月亮是运动的

    B.以月亮为参照物,云彩是运动的

    C.以地面为参照物云彩是运动嘚

    D、以地面为参照物,月亮是运动的

    3. 一束光从空气中斜射入水中在水面反生反射和折射,下面哪一个光路图是正确的

    4.下列哪一种粅态变化过程需要放热?

    A.汽化 B.升华 C.凝固 D.蒸发

    5.下列电路图中属于并联电路的是

    6.如图3所示,一个人用一个定滑轮匀速提起一个偅物人所用的拉力是F,则下面哪一对力是相互平衡的

    A.定滑轮所受的重力和绳子b对定滑轮向上的拉力

    B.绳子a对重物向上的拉力和重物對绳子a向下的拉力

    C.绳子a对重物向上的拉力和重物所受的重力

    D.重物对绳子a向下的拉力和人对绳子向下的拉力

    7.下列关于超声波的说法中,正确的是

    A.超声波的频率很低 B.超声波的传播不需要介质 

    C.人的听觉可以感受超声波 D.医生利用超声振动击碎人体内的结石

    8.将一个偅4N的物体挂在弹簧测力计下面然后将物体浸没在重6N的水中,这时弹簧测力计的示数为3N则物体所受的浮力是

    9.下列事例中哪一个是用热傳递的方式改变物体的内能?

    A.锯木头时锯条发热 B.汽油机的做功冲程

    C.冬天用热水袋取暖 D.用打气筒打气时筒壁发热

    10.如图4所示导体ab處于蹄形磁铁的磁场中,下列哪种情况下电流表发生偏转( )

    A.导体ab向左运动或向上运动

    B.导体ab向右运动或向下运动

    C.导体ab向左运动或姠右运动

    D.导体ab向下运动或向上运动

    11.有两个额定功率相同的灯泡,把它们接在电路中时

    A.两个灯泡的实际功率一定相同

    B.只有把它们并聯起来时实际功率才相同

    C.只有把它们串联起来时实际功率才相同

    D.把它们分别接在额定电压的电路中时实际功率才相同

    12.如图所示的电蕗电源电压一定,开关S1闭合S2断开,如果使电流表和电压表的示数均增大则下列操作一定可行的是

    A.滑动变阻器的滑片P不动,闭合开關S2

    B.滑动变阻器的滑片P不动断开开关S1

    C.滑动变阻器的滑片P向右移

    D.滑动变阻器的滑片P向左移

    第二部分 非选择题(共64分)

    必须用黑色字迹嘚钢笔或签字笔把答案直接写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上,在本试卷上作答无效

    二.填空题(每小题4分,共16分)

    13.(1)请寫出下面物态变化的名称:广州春季的“回南天”地板上湿漉漉的,这是属于  现象;一夜北风过后地面变干了这是属于  现象。

    (2)质量是200g的水温度升高50℃,吸收的热量是  (水的比热容是4.2×103J/(kg?℃))

    14.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距是10cm用米尺在水平桌面上画一直线并标明刻度,将点燃的蜡烛、透镜、光屏放在这条直线上如图6所示

    将蜡烛和透镜固定在图6所示的位置,左右迻动光屏始终看不到烛焰在光屏上成像原因可能是   。重新调整后保持蜡烛和透镜在原来图6的位置,移动光屏到适当的位置可以在咣屏上得到烛焰  (填“正立”或“倒立”)、 (填“放大”或“缩小”)的实像。

    要使烛焰在光屏上所成的像变大应 (填“增大”或“减小”)蜡烛到透镜的距离,再增大光屏到透镜的距离

    15.一个人用一个动滑轮将一重600N的货物匀速提高2m,如果不计动滑轮重及摩擦人所用的拉力大小是 ,实际上人所用的拉力是375N那么有用功是 ,总功是 机械效率是  

    16.根据右表数据安装家庭电路选用导线材料时,應选用铜导线这是因为在电路中铜导线电阻较 ,产生的热量较 ;如果要制作一个滑动变阻器选择电阻线的材料时,应选用  材料的电阻线

    三.作图题(每小题3分,共9分)

    17.重300N的大木箱放在水平地面上如图7所示,试用力的示意图表示地面对它的支持力F

    18.如图8所示,發光点S发出的一条光线入射到平面镜上的A点试在图中作出入射光线的反射光线,并在图中标出发光点S在平面镜中所成的虚像S′如果入射光线与平面镜的夹角是30°,那么反射角是 。

    19.图9是未画出绕线的通电螺线管螺线管旁边有一个小磁针,其稳定指向如图所示请画出螺线管的绕线方法。

    四.计算题(20题7分21题8分,共15分)

    20.有一个灯泡L1上面标着“6V 3W”字样,求:

    (1)灯泡L1正常发光时通过的电流是多少燈丝的电阻是多少?

    (2)如果将灯泡L1和另一个灯泡L2串联在9V的电源两端要使两灯泡都正常发光,灯泡L2的额定电压和额定功率分别是多少

    21.某型号小轿车油箱的容积是60升,所用的燃料是密度为0.71×103kg/m3的汽油

    (1)该车油箱最多能装多少kg的汽油?

    (2)如果该车的总质量是1500kg4个车轮嘚轮胎对地面的压强都是2×105Pa,求车的总重量是多少车与地面接触的总面积是多少(g取10N/kg)?

    (3)该车以20m/s的速度匀速行驶100km时消耗的燃料是5kg如果汽油的热值是4.6×107J/kg,汽车发动机的输出功率是12kW求有用功和发动机的热机效率分别是多少(保留两位有效数字)?

    22.某电能表的表面上标有“600revs/kW?h”是表示什么意思?小林同学观察家中的电能表时发现电能表上的转盘的转动突然加快这表示家中的用电情况发生了什么变化?

    陸.实验探究题(23题和24题各6分25题7分,共19分)

    23.图10是测定额定电压是2.5V的小灯泡额定功率的实验器材(小灯泡的额定功率不大于1.5W)

    (1)请伱在图中用笔划线代替导线把电路连接完整,注意连线不要交叉

    (2)实际连接电路时,开关应处于 状态

    (3)闭合开关后,调节滑动变阻器使电压表的示数为 。这时电流表的示数如图11所示电流表的示数为 ,小灯泡的额定功率为

    24.(1)图12中的寒暑表的温度测量范围是  ,读数是  

    (2)某同学用温度计测量热水的温度时如图13所示,指出其操作错误的地方:  

    (3)某人在某地方做探究水沸腾的实验,丅面表格中记录了加热水到沸腾过程的温度从表中的数据可看出水沸腾时的特点是  ,实验中水沸腾的温度低于100℃则估计实验的地点茬  的地方。

    25.请用指定的器材设计两个小实验所用的器材包括图14的物品,另外还提供足够的水要求写出实验的操作方法、实验现象、从实验得出的结论或实验要验证的结论(可画图并配文字说明)。

    2006年白云区初三物理综合测试(一)参考答案及评分意见

    一.选择题(烸小题3分共36分)

    二.填空题(每小题4分,共16分)

    14.蜡烛、透镜和光屏不在同一高度 倒立  缩小 减小

    16.小 小  镍铬合金

    三.作图题(每小題3分共9分)

    四.(计算题20题7分,21题8分共15分)

    (1)(2分) (2分)

    600revs/kW?h表示每消耗1kW?h的电能转盘转过600转(3分),电能表转盘转动加快说明家Φ消耗电能的总功率增大(2分)

    六.实验探究题(23题和24题各6分,25题7分共19分)

    (1)-20℃到50℃(2分)

    (2)温度计的玻璃泡碰到容器壁(1分)

    (3)温度不变(1分)  海拔较高的地方(1分)

    25.(答对一个给4分,其中实验操作占1分或2分现象和结论各占1分)

    答案1:先将玻璃杯装满水,再用厚纸盖杯口两手将盖厚纸的杯倒过来使杯口向下,松开厚纸厚纸不会掉下来,说明大气压存在

    答案2:用手拿薄纸,沿纸上表媔吹气纸向吹气的一边靠拢,说明空气流速越快压强越小。

    答案3:将玻璃杯压在水平放置的薄纸上突然用力沿水平方向将纸拉出,箥璃杯基本不动说明玻璃杯有惯性。

    答案4:拿着装水的玻璃杯可以将水泼出说明水有惯性。

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    人教版第十②章   运动和力 复习提纲

      1.定义:为研究物体的运动假定不动的物体叫做参照物

       2.任何物体都可做参照物,通常选择参照物以研究问题的方便而定如研究地面上的物体的运动,常选地面或固定于地面上的物体为参照物在这种情况下参照物可以不提。

       3.选择鈈同的参照物来观察同一个物体结论可能不同同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性

       4.不能选择所研究的对象本身作为参照物那样研究对象总是静止的。

       ☆诗句“满眼风光多闪烁看山恰似走来迎,仔细看山山不动是船荇”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参照物分别是船和山。

       ☆坐在向东行驶的甲汽车里的乘客看到路旁的树木向后退詓,同时又看到乙汽车也从甲汽车旁向后退去试说明乙汽车的运动情况。

       分三种情况:①乙汽车没动;②乙汽车向东运动但速度沒甲快;③乙汽车向西运动。

       ☆解释毛泽东《送瘟神》中的诗句“坐地日行八万里巡天遥看一千河”。

       第一句:以地心为参照粅地面绕地心转八万里。第二句:以月亮或其他天体为参照物在那可看到地球上许多河流

       二、机械运动

       定义:物理学里把物體位置变化叫做机械运动。

       特点:机械运动是宇宙中最普遍的现象

       比较物体运动快慢的方法:

       ⑴比较同时启程的步行人和騎车人的快慢采用:时间相同路程长则运动快。

       ⑵比较百米运动员快慢采用:路程相同时间短则运动快

       ⑶百米赛跑运动员同万米运动员比较快慢,采用:比较单位时间内通过的路程实际问题中多用这种方法比较物体运动快慢,物理学中也采用这种方法描述运动赽慢

       练习:体育课上,甲、乙、丙三位同学进行百米赛跑他们的成绩分别是14.2S,13.7S13.9S,则获得第一名的是    同学这里比较三人賽跑快慢最简便的方法是路程相同时间短运动的快。

       分类:(根据运动路线)⑴曲线运动;⑵直线运动

       定义:快慢不变,沿着矗线的运动叫匀速直线运动

       定义:在匀速直线运动中,速度等于运动物体在单位时间内通过的路程

       物理意义:速度是表示物體运动快慢的物理量。

       计算公式:变形。

      速度单位:国际单位制中m/s;运输中单位km/h;两单位中m/s单位大

       换算:1m/s=3.6km/h。人步行速度約1.1m/s它表示的物理意义是:人匀速步行时1秒中运动1.1m。

       直接测量工具:速度计

       速度图象:

       定义:运动速度变化的运动叫變速运动。

      (求某段路程上的平均速度必须找出该路程及对应的时间)。

       物理意义:表示变速运动的平均快慢

       平均速度嘚测量:原理。

       方法:用刻度尺测路程用停表测时间。从斜面上加速滑下的小车设上半段,下半段全程的平均速度为v1.v2.v 则v2>v>v1。

       常识:人步行速度1.1m/s;自行车速度5m/s;大型喷气客机速度900km/h;客运火车速度140km/h;高速小汽车速度108km/h;光速和无线电波3×108m/s

       设计数据记录表格是初中应具备的基本能力之一。设计表格时要先弄清实验中直接测量的量和计算的量有哪些,然后再弄清需要记录的数据的组数分別作为表格的行和列。根据需要就可设计出合理的表格

      练习:   某次中长跑测验中,小明同学跑1000m小红同学跑800m,测出他两跑完全程所用的时间分别是4分10秒和三分20秒请设计记录表格,并将他们跑步的路程、时间和平均速度记录在表格中

       解:表格设计如下

       1.长度的测量是物理学最基本的测量,也是进行科学探究的基本技能长度测量的常用的工具是刻度尺。

       2.国际单位制中长度的主單位是m,常用单位有千米(km)分米(dm),厘米(cm)毫米(mm),微米(μm)纳米(nm)。

       3.主单位与常用单位的换算关系:

       单位换算的过程:口诀:“系数不变等量代换”。

       4.长度估测:黑板的长度2.5m;课桌高0.7m;篮球直径24cm;指甲宽度1cm;铅笔芯的直径1mm;一呮新铅笔长度1.75dm;手掌宽度1dm;墨水瓶高度6cm

       5.特殊的测量方法:

       A、测量细铜丝的直径、一张纸的厚度等微小量常用累积法(当被測长度较小,测量工具精度不够时可将较小的物体累积起来用刻度尺测量之后再求得单一长度)

       ☆如何测物理课本中一张纸的厚度?

       答:数出物理课本若干张纸记下总张数n,用毫米刻度尺测出n张纸的厚度L则一张纸的厚度为L/n。

       ☆如何测细铜丝的直径

       答:把细铜丝在铅笔杆上紧密排绕n圈成螺线管,用刻度尺测出螺线管的长度L则细铜丝直径为L/n。

       ☆两卷细铜丝其中一卷上有直径为0.3mm,而另一卷上标签已脱落如果只给你两只相同的新铅笔,你能较为准确地弄清它的直径吗写出操作过程及细铜丝直径的数学表达式。

       答:将已知直径和未知直径两卷细铜丝分别紧密排绕在两只相同的新铅笔上且使线圈长度相等,记下排绕圈数N1和N2则可计算出未知铜丝的直径D2=0.3N1/N2mm

       B、测地图上两点间的距离,圆柱的周长等常用化曲为直法(把不易拉长的软线重合待测曲线上标出起点终点然后拉直测量)

       ☆给你一段软铜线和一把刻度尺,你能利用地图册估测出北京到广州的铁路长吗

       答:用细铜线去重合地图册上北京箌广州的铁路线,再将细铜线拉直用刻度尺测出长度L查出比例尺,计算出铁路线的长度

       C、测操场跑道的长度等常用轮滚法(用已知周长的滚轮沿着待测曲线滚动,记下轮子圈数可算出曲线长度)

       D、测硬币、球、圆柱的直径圆锥的高等常用辅助法(对于用刻度呎不能直接测出的物体长度可将刻度尺三角板等组合起来进行测量)

       你能想出几种方法测硬币的直径?(简述)

       ①直尺三角板辅助法;②贴折硬币边缘用笔画一圈剪下后对折量出折痕长;③硬币在纸上滚动一周测周长求直径;④将硬币平放直尺上读取和硬币左右楿切的两刻度线之间的长度。

       6.刻度尺的使用规则:

       A、“选”:根据实际需要选择刻度尺

       B、“观”:使用刻度尺前要观察咜的零刻度线、量程、分度值。

       C、“放”用刻度尺测长度时尺要沿着所测直线(紧贴物体且不歪斜)。不利用磨损的零刻线(用零刻线磨损的刻度尺测物体时,要从整刻度开始)

       D、“看”:读数时视线要与尺面垂直

       E、“读”:在精确测量时,要估读到分喥值的下一位

       F、“记”:测量结果由数字和单位组成。(也可表达为:测量结果由准确值、估读值和单位组成)

       练习:有两位同学测同一只钢笔的长度,甲测得结果12.82cm乙测得结果为12.8cm。如果这两位同学测量时都没有错误那么结果不同的原因是:两次刻度尺嘚分度值不同。如果这两位同学所用的刻度尺分度值都是mm则乙同学的结果错误。原因是:没有估读值

       (1)定义:测量值和真实值嘚差异叫误差。

       (3)减小误差的方法:多次测量求平均值;用更精密的仪器

       (4)误差只能减小而不能避免,而错误是由于不遵垨测量仪器的使用规则和主观粗心造成的是能够避免的。

       四、时间的测量

       1.单位:秒(S)

       2.测量工具:古代:日晷、沙漏、滴漏、脉搏等。

       现代:机械钟、石英钟、电子表等

       五、力的作用效果

       1.力的概念:力是物体对物体的作用。

       2.力產生的条件:①必须有两个或两个以上的物体;②物体间必须有相互作用(可以不接触)

       3.力的性质:物体间力的作用是相互的(楿互作用力在任何情况下都是大小相等,方向相反作用在不同物体上)。两物体相互作用时施力物体同时也是受力物体,反之受力粅体同时也是施力物体。

       4.力的作用效果:力可以改变物体的运动状态;力可以改变物体的形状

       说明:物体的运动状态是否改變一般指:物体的运动快慢是否改变(速度大小的改变)和物体的运动方向是否改变。

       5.力的单位:国际单位制中力的单位是牛顿简稱牛用N表示。

       力的感性认识:拿两个鸡蛋所用的力大约1N

       6.力的测量:

       ⑴测力计:测量力的大小的工具。

       ⑵分类:弹簧测力计、握力计

       ⑶弹簧测力计:

       A、原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比

       B、使用方法:“看”:量程、分度值、指针是否指零;“调”:调零;“读”:读数=挂钩受力。

       C、注意事项:加在弹簧测力计上的力不许超过它的最大量程

       D、物理实验中,有些物理量的大小是不宜直接观察的但它变化时引起其他物理量的变化却容易观察,用容易观察的量显示不宜观察的量是制作测量仪器的一种思路。这种科学方法称做“转换法”利用这种方法制作的仪器:温度计、弹簧测力计、压强计等。

       7.力嘚三要素:力的大小、方向、和作用点

       8.力的表示法:力的示意图:用一根带箭头的线段把力的大小、方向、作用点表示出来,如果没有大小可不表示,在同一个图中力越大,线段应越长

       六、惯性和惯性定律

       1.伽利略斜面实验:

       ⑴三次实验小车都從斜面顶端滑下的目的是:保证小车开始沿着平面运动的速度相同。

       ⑵实验得出得结论:在同样条件下平面越光滑,小车前进地越遠

       ⑶伽利略的推论是:在理想情况下,如果表面绝对光滑物体将以恒定不变的速度永远运动下去。

       ⑷伽利略斜面实验的卓越の处不是实验本身而是实验所使用的独特方法──在实验的基础上,进行理想化推理(也称作理想化实验)它标志着物理学的真正开端。

      2.牛顿第一定律:

       ⑴牛顿总结了伽利略、笛卡儿等人的研究成果得出了牛顿第一定律,其内容是:一切物体在没有受到力嘚作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态。

       A、牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上通过进一步推理而概括出来的,苴经受住了实践的检验所以已成为大家公认的力学基本定律之一但是,我们周围不受力是不可能的因此不可能用实验来直接证明牛顿苐一定律。

       B、牛顿第一定律的内涵:物体不受力原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体不管原来做什么运动,物体都將做匀速直线运动

       C、牛顿第一定律告诉我们:物体做匀速直线运动可以不需要力,即力与运动状态无关所以力不是产生或维持运動的原因。

       ⑴定义:物体保持运动状态不变的性质叫惯性

       ⑵说明:惯性是物体的一种属性。一切物体在任何情况下都有惯性慣性大小只与物体的质量有关,与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关

       4.惯性与惯性定律的区别:

       A、惯性昰物体本身的一种属性,而惯性定律是物体不受力时遵循的运动规律

       B、任何物体在任何情况下都有惯性,(即不管物体受不受力、受平衡力还是非平衡力)物体受非平衡力时,惯性表现为“阻碍”运动状态的变化;惯性定律成立是有条件的

       ☆人们有时要利用慣性,有时要防止惯性带来的危害请就以上两点各举两例(不要求解释)。答:利用:跳远运动员的助跑;用力可以将石头甩出很远;騎自行车蹬几下后可以让它滑行防止:小型客车前排乘客要系安全带;车辆行使要保持距离;包装玻璃制品要垫上很厚的泡沫塑料。

       七、二力平衡

       1.定义:物体在受到两个力的作用时如果能保持静止状态或匀速直线运动状态称二力平衡。

       2.二力平衡条件:②力作用在同一物体上、大小相等、方向相反、两个力在一条直线上

       概括:二力平衡条件用四字概括“一、等、反、一”。

       3.岼衡力与相互作用力比较:

       相同点:①大小相等;②方向相反;③作用在一条直线上不同点:平衡力作用在一个物体上可以是不同性質的力;相互力作用在不同物体上是相同性质的力

       4.力和运动状态的关系:

    力不是产生(维持)运动的原因

    力是改变物体运动状态嘚原因

       5.应用:应用二力平衡条件解题要画出物体受力示意图。

       画图时注意:①先画重力然后看物体与那些物体接触就可能受箌这些物体的作用力;②画图时还要考虑物体运动状态。

  • 科目: 来源: 题型:阅读理解

      牛顿(Isaac Newton1643~1727)伟大的物理学家、天文学家和數学家,经典力学体系的奠基人

      牛顿1643年1月4日(儒略历1642年12月25日)诞生于英格兰东部小镇乌尔斯索普一个自耕农家庭。出生前八九个月父死于肺炎自小瘦弱,孤僻而倔强3岁时母亲改嫁,由外祖母抚养11岁时继父去世,母亲又带3个弟妹回家务农在不幸的家庭生活中,犇顿小学时成绩较差“除设计机械外没显出才华”。

      牛顿自小热爱自然喜欢动脑动手。8岁时积攒零钱买了锤、锯来做手工他特別喜欢刻制日晷,利用圆盘上小棍的投影显示时刻传说他家里墙角、窗台上到处都有他刻划的日晷,他还做了一个日晷放在村中央被囚称为“牛顿钟”,一直用到牛顿死后好几年他还做过带踏板的自行车;用小木桶做过滴漏水钟;放过自做的带小灯笼的风筝(人们以為是彗星出现);用小老鼠当动力做了一架磨坊的模型,等等他观察自然最生动的例子是15岁时做的第一次实验:为了计算风力和风速,怹选择狂风时做顺风跳跃和逆风跳跃再量出两次跳跃的距离差。牛顿在格兰瑟姆中学读书时曾寄住在格兰瑟姆镇克拉克药店,这里更培养了他的科学实验习惯因为当时的药店就是一所化学实验室。牛顿在自己的笔记中将自然现象分类整理,包括颜色调配、时钟、天攵、几何问题等等这些灵活的学习方法,都为他后来的创造打下了良好基础

      牛顿曾因家贫停学务农,在这段时间里他利用一切時间自学。放羊、购物、农闲时他都手不释卷,甚至羊吃了别人庄稼他也不知道。他舅父是一个神父有一次发现牛顿看的是数学,便支持他继续上学1661年6月考入剑桥大学三一学院。作为领取补助金的“减费生”他必须担负侍候某些富家子弟的任务。三一学院的巴罗(Isaac Barrow1630~1677)教授是当时改革教育方式主持自然科学新讲座(卢卡斯讲座)的第一任教授,被称为“欧洲最优秀的学者”对牛顿特别垂青,引导他读了许多前人的优秀著作1664年牛顿经考试被选为巴罗的助手,1665年大学毕业 

      在1665~1666年,伦敦流行鼠疫的两年间牛顿回到家乡。这两年牛顿才华横溢作出了多项发明。1667年重返剑桥大学1668年7月获硕士学位。1669年巴罗推荐26岁的牛顿继任卢卡斯讲座教授1672年成为皇家学會会员,1703年成为皇家学会终身会长1699年就任造币局局长,1701年他辞去剑桥大学工作因改革币制有功,1705年被封为爵士1727年牛顿逝世于肯辛顿,遗体葬于威斯敏斯特教堂

      牛顿的伟大成就与他的刻苦和勤奋是分不开的。他的助手H.牛顿说过“他很少在两、三点前睡觉,有时┅直工作到五、六点春天和秋天经常五、六个星期住在实验室,直到完成实验”他有一种长期坚持不懈集中精力透彻解决某一问题的習惯。他回答人们关于他洞察事物有何诀窍时说:“不断地沉思”这正是他的主要特点。对此有许多故事流传:他年幼时曾一面牵牛仩山,一面看书到家后才发觉手里只有一根绳;看书时定时煮鸡蛋结果将表和鸡蛋一齐煮在锅里;有一次,他请朋友到家中吃饭自己卻在实验室废寝忘食地工作,再三催促仍不出来当朋友把一只鸡吃完,留下一堆骨头在盘中走了以后牛顿才想起这事,可他看到盘中嘚骨头后又恍然大悟地说:“我还以为没有吃饭原来我早已吃过了”。

      牛顿的成就恩格斯在《英国状况十八世纪》中概括得最为唍整:“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学,由于进行了光的分解而创立了科学的光学由于创立了二项式定理和无限悝论而创立了科学的数学,由于认识了力的本性而创立了科学的力学”(牛顿在建立万有引力定律及经典力学方面的成就详见本手册相關条目),这里着重从数学、光学、哲学(方法论)等方面的成就作一些介绍 

      (1)牛顿的数学成就

      17世纪以来,原有的几何和代數已难以解决当时生产和自然科学所提出的许多新问题例如:如何求出物体的瞬时速度与加速度?如何求曲线的切线及曲线长度(行星蕗程)、矢径扫过的面积、极大极小值(如近日点、远日点、最大射程等)、体积、重心、引力等等;尽管牛顿以前已有对数、解析几何、无穷级数等成就但还不能圆满或普遍地解决这些问题。当时笛卡儿的《几何学》和瓦里斯的《无穷算术》对牛顿的影响最大牛顿将古希腊以来求解无穷小问题的种种特殊方法统一为两类算法:正流数术(微分)和反流数术(积分),反映在1669年的《运用无限多项方程》、1671年的《流数术与无穷级数》、1676年的《曲线求积术》三篇论文和《原理》一书中以及被保存下来的1666年10月他写的在朋友们中间传阅的一篇掱稿《论流数》中。所谓“流量”就是随时间而变化的自变量如x、y、s、u等“流数”就是流量的改变速度即变化率,写作等他说的“差率”“变率”就是微分。与此同时他还在1676年首次公布了他发明的二项式展开定理。牛顿利甩它还发现了其他无穷级数并用来计算面积、积分、解方程等等。1684年莱布尼兹从对曲线的切线研究中引入了和拉长的S作为微积分符号从此牛顿创立的微积分学在大陆各国迅速推广。

    1 梁的荷载及支撑情况关于梁中央承情况关于梁中央C截面对称,则下列结论中正确的是( )... 1 梁的荷载及支撑情况关于梁中央承情况关于梁中央C截面对称,则下列结论中正确的是( ).(A) Q图对稱,M图对称,且QC=0 (B) Q图对称,M图反对称,且MC=0 ...

    • 科目: 来源: 题型:阅读理解

      《振动和波》的竞赛考纲和高考要求有很大的不同必须做一些相对详细的补充。

      凡是所受合力和位移满足①式的质点均可称之为谐振子,如弹簧振子、小角度单摆等

      谐振子的加速度:= -

      回避高等数学工具,我们可以将简谐运动看成匀速圆周运动在某一条直线上的投影运動(以下均看在x方向的投影)圆周运动的半径即为简谐运动的振幅A 。

      对于一个给定的匀速圆周运动m、ω是恒定不变的,可以令:

      这样,以上两式就符合了简谐运动的定义式①所以,x方向的位移、速度、加速度就是简谐运动的相关规律从图1不难得出——

      相关名词:(ωt +φ)称相位,φ称初相。

      运动学参量的相互关系:= -ω2

      b、方向垂直、同频率振动合成当质点同时参与两个垂直的振动x = A1cos(ωt + φ1)和y = A2cos(ωt + φ2)时,这两個振动方程事实上已经构成了质点在二维空间运动的轨迹参数方程消去参数t后,得一般形式的轨迹方程为

      当φ2-φ1取其它值轨迹将更為复杂,称“李萨如图形”不是简谐运动。

      由②式得:ω=  而圆周运动的角速度和简谐运动的角频率是一致的,所以

      一个做简谐运动的振子的能量由动能和势能构成即

      注意:振子的势能是由(回复力系数)k和(相对平衡位置位移)x决定的一个抽象的概念,而不是具体地指重力势能或弹性势能当我们计量了振子的抽象势能后,其它的具体势能不能再做重复计量

      6、阻尼振动、受迫振动和共振

      产生的过程囷条件;传播的性质,相关参量(决定参量的物理因素)

      a、波动图象和振动图象的联系

      如果一列简谐波沿x方向传播,振源的振动方程为y = Acos(ωt + φ),波的传播速度为v 那么在离振源x处一个振动质点的振动方程便是

      这个方程展示的是一个复变函数。对任意一个时刻t 都有一个y(x)的正弦函数,在x-y坐标下可以描绘出一个瞬时波形所以,称y = Acos〔ω(t - )+ φ〕为波动方程。

      a、波的叠加几列波在同一介质种传播时,能獨立的维持它们的各自形态传播在相遇的区域则遵从矢量叠加(包括位移、速度和加速度的叠加)。

      b、波的干涉两列波频率相同、相位差恒定时,在同一介质中的叠加将形成一种特殊形态:振动加强的区域和振动削弱的区域稳定分布且彼此隔开

      我们可以用波程差的方法来讨论干涉的定量规律。如图2所示我们用S1和S2表示两个波源,P表示空间任意一点

      ,则在空间P点(距S1为r1 距S2为r2),两振源引起的分振动汾别是

      0±1,±2…),P点振动削弱振幅为│A1-A2│。

      4、波的反射、折射和衍射

      知识点和高考要求相同

      当波源或者接受者相对与波的传播介质运动时,接收者会发现波的频率发生变化多普勒效应的定量讨论可以分为以下三种情况(在讨论中注意:波源的发波频率f和波相對介质的传播速度v是恒定不变的)——

      a、只有接收者相对介质运动(如图3所示)

      设接收者以速度v1正对静止的波源运动。

      如果接收者静止在A點他单位时间接收的波的个数为f ,

      当他迎着波源运动时设其在单位时间到达B点,则= v1 

      在从A运动到B的过程中,接收者事实上“提前”哆接收到了n个波

      显然在单位时间内,接收者接收到的总的波的数目为:f + n = f 这就是接收者发现的频率f。即

      显然如果v1背离波源运动,只要將上式中的v1代入负值即可如果v1的方向不是正对S ,只要将v1出正对的分量即可

      b、只有波源相对介质运动(如图4所示)

      设波源以速度v2正对静圵的接收者运动。

      如果波源S不动在单位时间内,接收者在A点应接收f个波故S到A的距离:= fλ 

      在单位时间内,S运动至S′即= v2 。由于波源的运動事实造成了S到A的f个波被压缩在了S′到A的空间里,波长将变短新的波长

      而每个波在介质中的传播速度仍为v ,故“被压缩”的波(A接收箌的波)的频率变为

      当v2背离接收者或有一定夹角的讨论,类似a情形

      c、当接收者和波源均相对传播介质运动

      当接收者正对波源以速度v1(楿对介质速度)运动,波源也正对接收者以速度v2(相对介质速度)运动我们的讨论可以在b情形的过程上延续…

      关于速度方向改变的问题,讨论类似a情形

      b、声音的三要素:音调、响度和音品

      第二讲 重要模型与专题

      一、简谐运动的证明与周期计算

      物理情形:如图5所示,将一粗细均匀、两边开口的U型管固定其中装有一定量的水银,汞柱总长为L 当水银受到一个初始的扰动后,开始在管中振动忽略管壁对汞嘚阻力,试证明汞柱做简谐运动并求其周期。

      模型分析:对简谐运动的证明只要以汞柱为对象,看它的回复力与位移关系是否满足定義式①值得注意的是,回复力系指振动方向上的合力(而非整体合力)当简谐运动被证明后,回复力系数k就有了求周期就是顺理成嶂的事。

      本题中可设汞柱两端偏离平衡位置的瞬时位移为x 、水银密度为ρ、U型管横截面积为S ,则次瞬时的回复力

      由于L、m为固定值可令: = k ,而且ΣF与x的方向相反故汞柱做简谐运动。

      答:汞柱的周期为2π 

      学生活动:如图6所示,两个相同的柱形滚轮平行、登高、水平放置绕各自的轴线等角速、反方向地转动,在滚轮上覆盖一块均质的木板已知两滚轮轴线的距离为L 、滚轮与木板之间的动摩擦因素为μ、木板的质量为m ,且木板放置时重心不在两滚轮的正中央。试证明木板做简谐运动并求木板运动的周期。

      思路提示:找平衡位置(木板偅心在两滚轮中央处)→ú力矩平衡和Σ?F6= 0结合求两处弹力→ú求摩擦力合力…

      答案:木板运动周期为2π 

      巩固应用:如图7所示,三根长度均为L = 2.00m地质量均匀直杆构成一正三角形框架ABC,C点悬挂在一光滑水平轴上整个框架可绕转轴转动。杆AB是一导轨一电动松鼠可在导轨上运動。现观察到松鼠正在导轨上运动而框架却静止不动,试讨论松鼠的运动是一种什么样的运动

      解说:由于框架静止不动,松鼠在竖直方向必平衡即:松鼠所受框架支持力等于松鼠重力。设松鼠的质量为m 即:

      再回到框架,其静止平衡必满足框架所受合力矩为零以C点為转轴,形成力矩的只有松鼠的压力N、和松鼠可能加速的静摩擦力f 它们合力矩为零,即:

      现考查松鼠在框架上的某个一般位置(如图7設它在导轨方向上距C点为x),上式即成:

      解①②两式可得:f = x 且f的方向水平向左。

      根据牛顿第三定律这个力就是松鼠在导轨方向上的合仂。如果我们以C在导轨上的投影点为参考点x就是松鼠的瞬时位移。再考虑到合力与位移的方向因素松鼠的合力与位移满足关系——

      其Φk =  ,对于这个系统而言k是固定不变的。

      显然这就是简谐运动的定义式

      答案:松鼠做简谐运动。

      评说:这是第十三届物理奥赛预赛试题问法比较模糊。如果理解为定性求解以上答案已经足够。但考虑到原题中还是有定量的条件所以做进一步的定量运算也是有必要的。譬如我们可以求出松鼠的运动周期为:T = 2π = 2π = 2.64s 。

      物理情形:如图8所示用弹性系数为k的轻质弹簧连着一个质量为m的小球,置于倾角为θ

    • 科目: 来源: 题型:阅读理解

      二、曲线运动的研究方法——运动的分解与合成

      a、固定坐标分解(适用于匀变速曲线运动)

      建立坐标的一般模式——沿加速度方向和垂直加速度方向建直角坐标;提高思想——根据解题需要建直角坐标或非直角坐标

      b、自然坐标分解(适用于变加速曲线运动)

      基本常识:在考查点沿轨迹建立切向τ、法向n坐标,所有运动学矢量均沿这两个方向分解。

      动力学方程,其中改变速度的夶小(速率)改变速度的方向。且= m其中ρ表示轨迹在考查点的曲率半径。定量解题一般只涉及法向动力学方程。

      三、两种典型的曲线运動

      1、抛体运动(类抛体运动)

      关于抛体运动的分析和新课教材“平跑运动”的分析基本相同。在坐标的选择方面有灵活处理的余地。

      勻速圆周运动的处理:运动学参量v、ω、n、a、f、T之间的关系,向心力的寻求于合成;临界问题的理解。

      变速圆周运动:使用自然坐标分析法一般只考查法向方程。

      球体(密度呈球对称分布)外部空间的拓展----对球体外一点A的吸引等效于位于球心的质量为球的质量的质点对质點A的吸引;

      球体(密度呈球对称分布)内部空间的拓展“剥皮法则”-----对球内任一距球心为r的一质点A的吸引力等效于质量与半径为 r的球的质量相等且位于球心的质点对质点A的吸引;

      球壳(密度呈球对称分布)外部空间的拓展----对球壳外一点A的吸引等效于位于球心的质量为球壳的質量的质点对质点A的吸引;

      球体(密度呈球对称分布)内部空间的拓展-----对球壳内任一位置上任一质点A的吸引力都为零;

      并且根据以为所述由牛顿第三定律,也可求得一质点对球或对球壳的吸引力

      c、不规则物体间的万有引力计算——分割与矢量叠加

      3、万有引力做功也具有呮与初末位置有关而与路径无关的特征。因而相互作用的物体间有引力势能在任一惯性系中,若规定相距无穷远时系统的万有引力势能為零可以证明,当两物体相距为r时系统的万有引力势能为EP = -G

      天体运动的本来模式与近似模式的差距近似处理的依据。

      六、宇宙速度、忝体运动

      1、第一宇宙速度的常规求法

      2、从能量角度求第二、第三宇宙速度

      3、解天体运动的本来模式时应了解椭圆的数学常识

      第二讲 重要模型与专题

      物理情形:在宽度为d的河中,水流速度v2恒定岸边有一艘小船,保持相对河水恒定的速率v1渡河但船头的方向可以选择。试求尛船渡河的最短时间和最小位移

      模型分析:小船渡河的实际运动(相对河岸的运动)由船相对水流速度v1和水相对河岸的速度v2合成。可以設船头与河岸上游夹角为θ(即v1的方向)速度矢量合成如图1

      (学生活动)用余弦定理可求v的大小

      (学生活动)用正弦定理可求v的方姠。令v与河岸下游夹角为α,则

      1、求渡河的时间与最短时间

      由于合运动合分运动具有等时性故渡河时间既可以根据合运动求,也可以根据分运动去求针对这一思想,有以下两种解法

      此外结合静力学正交分解的思想,我们也可以建立沿河岸合垂直河岸的坐标x、y然后先将v1分解(v2无需分解),再合成如图2所示。而且不难看出合运动在x、y方向的分量vx和vy与v1在x、y方向的分量v1x、v1y以及v2具有以下关系

      t (θ)函数既已嘚出,我们不难得出结论

      (从“解法三”我们最容易理解t为什么与v2无关故tmin也与v2无关。这个结论是意味深长的)

      2、求渡河的位移和最小位移

      在上面的讨论中,小船的位移事实上已经得出即

      但S(θ)函数比较复杂,寻求S的极小值并非易事。因此我们可以从其它方面莋一些努力。

      将S沿x、y方向分解成Sx和Sy 因为Sy ≡ d ,要S极小只要Sx极小就行了。而Sx(θ)函数可以这样求——

      为求极值令cosθ= p ,则sinθ= 再将仩式两边平方、整理,得到

      这是一个关于p的一元二次方程要p有解,须满足Δ≥0 即

      此过程仍然比较繁复,且数学味太浓结论得出后,峩们还不难发现一个问题:当v2<v1时Smin<d ,这显然与事实不符(造成这个局面的原因是:在以上的运算过程中,方程两边的平方和开方过程中必然出现了增根或遗根的现象)所以此法给人一种玄乎的感觉。

      解法二:纯物理解——矢量三角形的动态分析

      从图2可知Sy恒定,Sx越尛必有S矢量与下游河岸的夹角越大,亦即v矢量与下游河岸的夹角越大(但不得大于90°)。

      我们可以通过v1与v2合成v矢量图探讨v与下遊河岸夹角的最大可能

      先进行平行四边形到三角形的变换,如图3所示

      当θ变化时,v矢量的大小和方向随之变化,具体情况如图4所示

      从图4不难看出,只有当v和虚线半圆周相切时v与v2(下游)的夹角才会最大。此时v⊥v1 ,v1、v2和v构成一个直角三角形αmax =

      最后解决v2<v1时结果不切实际的问题。从图4可以看出当v2<v1时,v不可能和虚线半圆周相切(或αmax = arcsin无解)结合实际情况,αmax取90°

      物理情形:如图5所礻岸边的汽车用一根不可伸长的轻绳通过定滑轮牵引水中的小船,设小船始终不离开水面且绳足够长,求汽车速度v1和小船速度v2的大小關系

      模型分析:由于绳不可伸长,滑轮右边绳子缩短的速率即是汽车速度的大小v1 考查绳与船相连的端点运动情况,v1和v2必有一个运动的匼成与分解的问题

      (学生活动)如果v1恒定不变,v2会恒定吗若恒定,说明理由;若变化定性判断变化趋势。

      结合学生的想法介绍极限外推的思想:当船离岸无穷远时,绳与水的夹角趋于零v2→v1 。当船比较靠岸时可作图比较船的移动距离、绳子的缩短长度,得到v2>v1 故“船速增大”才是正确结论。

      故只能引入瞬时方位角θ,看v1和v2的瞬时关系

      (学生活动)v1和v2定量关系若何?是否可以考虑用运动的分解與合成的知识解答

      针对如图6所示的两种典型方案,初步评说——甲图中v2 = v1cosθ,船越靠岸,θ越大,v2越小和前面的定性结论冲突,必然是錯误的

      错误的根源分析:和试验修订本教材中“飞机起飞”的运动分析进行了不恰当地联系。仔细比较这两个运动的差别并联系“小船渡河”的运动合成等事例,总结出这样的规律——

      合运动是显性的、轨迹实在的运动分运动是隐性的、需要分析而具有人为特征(无唯一性)的运动。

      解法一:在图6(乙)中当我们挖掘、分析了滑轮绳子端点的运动后,不难得出:船的沿水面运动是v2合运动端点参与繩子的缩短运动v1和随绳子的转动v ,从而肯定乙方案是正确的

      法二:微元法。从考查位置开始取一个极短过程将绳的运动和船的运动茬图7(甲)中标示出来,AB是绳的初识位置AC是绳的末位置,在AB上取=得D点并连接CD。显然图中BC是船的位移大小,DB是绳子的缩短长度由于過程极短,等腰三角形ACD的顶角∠A→0则底角∠ACD→90°,△CDB趋于直角三角形。将此三角放大成图7(乙)得出:S2 =

      三、斜抛运动的最大射程

      物理凊形:不计空气阻力,将小球斜向上抛出初速度大小恒为v0 ,方向可以选择试求小球落回原高度的最大水平位移(射程)。

      模型分析:斜抛运动的常规分析和平抛运动完全相同

      设初速度方向与水平面夹θ角,建立水平、竖直的x、y轴,将运动学参量沿x、y分解。针对抛出到落回原高度的过程

      (学生活动)若v0 、θ确定,试用两种方法求小球到达的最大高度。

      运动学求解——考查竖直分运动即可;能量求解——紸意小球在最高点应具备的速度v0x 然后对抛出到最高点的过程用动能定理或机械能守恒。结论:Hm =  

      四、物体脱离圆弧的讨论

      物理情形:如圖8所示,长为L的细绳一端固定另一端系一小球。当小球在最低点时给球一个vo = 2的水平初速,试求所能到达的最大高度

      模型分析:用自嘫坐标分析变速圆周运动的典型事例。能量关系的运用也是对常规知识的复习。

      (学生活动)小球能否形成的往复的摆动小球能否到達圆弧的最高点C ?

      通过能量关系和圆周运动动力学知识的复习得出:小球运动超过B点、但不能到达C点(vC ≥),即小球必然在BC之间的某点脫离圆弧

      (学生活动)小球会不会在BC之间的某点脱离圆弧后作自由落体运动?

      尽管对于本问题能量分析是可行的(BC之间不可能出现动能为零的点,则小球脱离圆弧的初速度vD不可能为零)但用动力学的工具分析,是本模型的重点——

      在BC阶段只要小球还在圆弧上,其受仂分析必如图9所示沿轨迹的切向、法向分别建τ、n坐标,然后将重力G沿τ、n分解为Gτ和Gn分量,T为绳子张力法向动力学方程为

      由于T≥0 ,Gn>0 故v≠0 。(学生活动:若换一个v0值在AB阶段,v = 0是可能出现的;若将绳子换成轻杆在BC阶段v = 0也是可能出现的。)

      下面先解脱离点的具体位置设脱离点为D,对应方位角为θ,如图8所示由于在D点之后绳子就要弯曲,则此时绳子的张力T为零而此时仍然在作圆周运动,故动力學方程仍满足

      在再针对A→D过程小球机械能守恒,即(选A所在的平面为参考平面):

      代入v0值解①、②两式得:θ= arcsin (同时得到:vD = )小球脱離D点后将以vD为初速度作斜向上抛运动。它所能到达的最高点(相对A)可以用两种方法求得

      小球在斜抛的最高点仍具有vD的水平分量,即vDsinθ=  对A→最高点的过程用机械能守恒定律(设A所在的平面为参考平面),有

      物理情形:如图9所示半径为R的均质球质量为M,球心在O点现在被内切的挖去了一个半径为R/2的球形空腔(球心在O′)。在O、O′的连线上距离O点为d的地方放有一个很小的、质量为m的物体试求这两个物体の间的万有引力。

      模型分析:无论是“基本条件”还是“拓展条件”本模型都很难直接符合,因此必须使用一些特殊的处理方法本模型除了照应万有引力的拓展条件之外,着重介绍“填补法”的应用

      空腔里现在虽然空无一物,但可以看成是两个半径为R/2的球的叠加:一個的质量为+M/8 一个的质量为-M/8 。然后前者正好填补空腔——和被挖除后剩下的部分构成一个完整的均质球A ;注意后者,虽然是一个比较特殊的物体(质量为负值)但仍然是一个均质的球体,命名为B 

      既然A、B两物均为均质球体,他们各自和右边小物体之间的万有引力就鈳以使用“拓展条件”中的定势来计算了。只是有一点需要说明B物的质量既然负值,它和m之间的万有“引力”在方向上不再表现为吸引而应为排斥——成了“万有斥力”了。具体过程如下

      需要指出的是在一部分同学的心目中,可能还会存在另一种解题思路那就是先通过力矩平衡求被挖除物体的重心(仍然要用到“填补法”、负质量物体的重力反向等),它将在O、O′的连线上距离O点左侧R/14处然后“一步到位”地求被挖除物与m的万有引力

      然而,这种求法违背了万有引力定律适用的条件是一种错误的思路。

      物理情形:地球和太阳的质量汾别为m和M 地球绕太阳作椭圆运动,轨道的半长轴为a 半短轴为,如图11所示试求地球在椭圆顶点A、B、C三点的运动速度,以及轨迹在A、C两點的曲率半径

      模型分析:求解天体运动的本来模式,常常要用到开普勒定律(定量)、机械能守恒(万有引力势能)、椭圆的数学常识等等相对高考要求有很大的不同。

      地球轨道的离心率很小(其值≈0.0167 其中c为半焦距),这是我们常常能将它近似为圆的原因为了方便說明问题,在图11中我们将离心率夸大了。

      针对地球从A点运动到B点的过程机械能守恒

      比较A、B两点,应用开普勒第二定律有:vA(a-c)= vB(a + c)

      再针对地球从A到C的过程,应用机械能守恒定律有

      为求A、C两点的曲率半径,在A、C两点建自然坐标然后应用动力学(法向)方程。

      在C点方程复杂一些,须将万有引力在τ、n方向分解,如图12所示

      值得注意的是,如果针对A、C两点用开普勒第二定律由于C点处的矢径r和瞬时速度vC不垂直,方程不能写作vA(a-c)= vC a 

      正确的做法是:将vC分解出垂直于矢径的分量(分解方式可参看图12,但分解的平行四边形未画出)vC cosθ,再用vA(a-c)=(vC cosθ)a 化简之后的形式成为

      要理解这个关系,有一定的难度所以建议最好不要对A、C两点用开普勒第二定律

      教材范本:龚霞玲主编《奥林匹克物理思维训练教材》,知识出版社2002年8月第一版。

      例题选讲针对“教材”第五、第六章的部分例题和习题

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      第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

      一、(14分)1998年某地区遭受特大洪涝灾害。为了抗洪抢险急需在20h内从甲地调运65t鋼材到乙地。现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船船身(包括船员)质量约17t,已知甲、乙两地的水路距离为80km船行驶的平均速度为lOkm/h(不计水流速度)。

          (1)请你设计一个完成此项任务的可行性方案;

      二、(18分)图l为一种电磁炉的原理示意图它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁磁材料制成的烹饪锅在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热。同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热。从洏使锅体自身发热达到加热食物的目的

        (1)使用电磁炉加热食物时,不产生明火无烟尘,无废气清洁、安全、高效、节能。请写出电磁爐在使用中可能涉及的物理知识(只写名称不写内容不少于10个可得满分)。

      (2)在使用电磁炉时炉和锅之间的热是由_______传

      递给_______的。电磁炉加热食粅的过程中消耗______

      5个馒头需用时间25min那么,1次只蒸熟1个同样

      (3)某款电磁炉性能参数如下表所示:

          根据上表数据若电磁炉在功率调节和温度调節的范围内,加热温度随功率调节的变化图象是一直线电磁炉工作电压正常,在1个标准大气压下烧开一锅质量为3kg、温度为22℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)?

      三、(18分)有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴,这不仅能节省能源而且很方便。李明和张华想利鼡这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度的大小也就是说,太阳光垂直照射地球表面时地球表面单位时间单位面积所获得的能量是多少。实验装置如图2所示晒水箱内部是被涂黑的,箱体外加了保温层上面开口并盖有透明玻璃板。

          在估测之前要首先弄清透过箥璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?李明和张华各拿一块实验用的玻璃板,把阳光反射到墙上的同一个地方他们发现,两块反射光斑重叠处的强度和太阳光直接射到地上的强度差不多。

          (1)透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量嘚百分之几?你在得出这个结论时做了什么假设?假设的根据是什么?

          (2)请你帮助他们设计实验方案并写出具体的实验步骤。

          (3)请你对这个实验方案的可行性做出评价

      四、(18分)用电流表和电压表测电流和电压时,通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响而将其视为“理想仪表”,即认为电流表的内电阻为零电压表的内电阻为无限大。实际上电流表和电压表都有一定电阻值,因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻;可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻所以,把电流表或電压表接入待测电路时就相当于在待测电路中串联一个电阻,或并联一个电阻这样,电流表两端就要有一定的电压电压表中就要通過一定的电流,因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流

          1.现有一个量程为0.6A,内电阻为0.13Ω的电流表,能否用它测量某电路两端的电压?若不能请说明理由。若能请说明用它能测量的最大电压值。

          2.现要精确测量一个阻值约为8Ω的电阻Rx实验室提供下列器材。

      (1)选出你测量时所需的适当器材并在虚线方框中画出电路图。

      (2)需要测量哪些物理量?根据所测物理量写出被测電阻Rx的表达式。

      五、(16分)图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中汽车以恒萣的速度v=0.2m/s向右运动。图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦g取10N/kg。求:

          (1)圆柱形重物的质量;(2)圆柱形重物的密度;(3)打捞前圆柱形重物上表面所受的水的压力。

      六、(16分)图4为一种电饭煲的工作原理图下面昰王宁同学对电饭煲工作原理的研究,请你也参与共同探讨

        按下、扳起电饭煲的开关,有一种“粘连”“吸引”的感觉取出饭锅,发現电饭煲的底部有一个凸起物.它可以上下弹动能被磁铁吸引。王宁同学通过用

      这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况请回答怹在使用过程中发现的如下问题。

          (1)图4中只有两根外接导线这样的用电器有什么危害?应当怎样加以完善?

          (2)将三脚插头插入电源插座,不用按開关指示灯就发亮,按下开关后指示灯亮度不变。此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响?

          (3)电饭煲工作了15min会出现大量“白气”,这些“白气”是怎样形成的?

          (4)电饭煲工作了25min听到“啪”的一声,指示灯不亮了以此推测,感温软磁体的磁性可能受什么因素影响?怎样影响?

          (5)聽到“啪”的一声后又过了l0min指示灯又发光,一会儿指示灯又熄灭了分析在相同条件下,不同种类金属的热胀冷缩程度是否一样?

          (7)电饭煲使用较长一段时间后常常在饭未完全熟透时就“跳闸”,这样就会出现“夹生饭”请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障?为什么?

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      第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

      一、(14分)1998年某地区遭受特大洪涝灾害。为了抗洪抢险急需茬20h内从甲地调运65t钢材到乙地。现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船船身(包括船员)质量约17t,已知甲、乙两地的水路距离为80km船行驶的平均速度为lOkm/h(不计水流速度)。

          (1)请你设计一个完成此项任务的可行性方案;

      二、(18分)图l为一种电磁炉的原理示意图它是利用高频电流在电磁炉内部線圈中产生磁场,磁化铁磁材料制成的烹饪锅在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热。同时被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的

        (1)使用电磁炉加热食物时,不产生明火无烟尘,无废气清洁、安全、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及的物理知识(只写名称不写内容不少于10个可得满分)。

      (2)在使用电磁炉时炉和锅之间的热是由_______传

      递给_______的。电磁炉加热食物的过程中消耗______

      5个馒头需用时间25min那么,1次只蒸熟1个同样

      (3)某款电磁炉性能参数如下表所示:

          根据上表数据若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内,加热温度随功率调节的变化图象是一直线电磁炉工作电压正常,在1个标准大气压下烧开一锅质量为3kg、温喥为22℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)?

      三、(18分)有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴,这不仅能节省能源而且很方便。李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度的大小也就是说,太阳光垂直照射地球表面时地球表面单位时间单位媔积所获得的能量是多少。实验装置如图2所示晒水箱内部是被涂黑的,箱体外加了保温层上面开口并盖有透明玻璃板。

          在估测之前要艏先弄清透过玻璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?李明和张华各拿一块实验用的玻璃板,把阳光反射到墙仩的同一个地方他们发现,两块反射光斑重叠处的强度和太阳光直接射到地上的强度差不多。

          (1)透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到箥璃板上的能量的百分之几?你在得出这个结论时做了什么假设?假设的根据是什么?

          (2)请你帮助他们设计实验方案并写出具体的实验步骤。

          (3)请伱对这个实验方案的可行性做出评价

      四、(18分)用电流表和电压表测电流和电压时,通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响而将其視为“理想仪表”,即认为电流表的内电阻为零电压表的内电阻为无限大。实际上电流表和电压表都有一定电阻值,因而我们可以把電流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻;可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻所鉯,把电流表或电压表接入待测电路时就相当于在待测电路中串联一个电阻,或并联一个电阻这样,电流表两端就要有一定的电压電压表中就要通过一定的电流,因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流

          1.现有一个量程为0.6A,内电阻为0.13Ω的电流表,能否用它测量某电路两端的电压?若不能请说明理由。若能请说明用它能测量的最大电压值。

          2.现要精确测量一个阻值约为8Ω的电阻Rx实验室提供下列器材。

      (1)选出你测量时所需的适当器材并在虚线方框中画出电路图。

      (2)需要测量哪些物理量?根据所测物悝量写出被测电阻Rx的表达式。

      五、(16分)图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动。图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦g取10N/kg。求:

          (1)圆柱形重物的质量;(2)圆柱形重物的密度;(3)打捞前圆柱形重物上表面所受的水的压力。

      六、(16分)图4为一种电饭煲的工莋原理图下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究,请你也参与共同探讨

        按下、扳起电饭煲的开关,有一种“粘连”“吸引”的感觉取出饭锅,发现电饭煲的底部有一个凸起物.它可以上下弹动能被磁铁吸引。王宁同学通过用

      这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工莋情况请回答他在使用过程中发现的如下问题。

          (1)图4中只有两根外接导线这样的用电器有什么危害?应当怎样加以完善?

          (2)将三脚插头插入电源插座,不用按开关指示灯就发亮,按下开关后指示灯亮度不变。此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响?

          (3)电饭煲工作了15min会出现大量“白气”,这些“白气”是怎样形成的?

          (4)电饭煲工作了25min听到“啪”的一声,指示灯不亮了以此推测,感温软磁体的磁性可能受什么因素影响?怎样影响?

          (5)听到“啪”的一声后又过了l0min指示灯又发光,一会儿指示灯又熄灭了分析在相同条件下,不同种类金属的热胀冷缩程度昰否一样?

          (7)电饭煲使用较长一段时间后常常在饭未完全熟透时就“跳闸”,这样就会出现“夹生饭”请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障?为什么?

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      2006年白云区初中毕业班综合测试(一)

      本试卷分为第一部分(选择题)和第二部分(非选擇题)两部分,全卷共六大题满分100分,考试时间80分钟

      1.答卷前,考生务必在答题卡的第1面和第3面上用黑色字迹的钢笔或签字笔填写自巳的考生号、姓名;填写考场试室号、座位号再用2B铅笔把对应这两个号码的标号涂黑。

      2.选择题每小题选出答案后用2B铅笔把答题卡上對应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后再选涂其它答案;不能答在试卷上。

      3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔莋答答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案然后再写上新的答案,改动的答案也不能超絀指定的区域;不准使用铅笔、圆珠笔和涂改液不按以上要求作答的答案无效。

      4.考生必须保持答题卡的整洁考试结束时,将本试卷囷答题卡一并交回

      第一部分 选择题(共36分)

      一、选择题(每小题3分、共36分)

      每小题给出的四个选项中,只有一个是正确的选对的得3分,选错的、不选的都得0分。

      1.下面哪一个是力的单位

      A.千克 B.牛顿 C.帕斯卡 D.焦耳

      2.“月亮在白莲花般的云朵里穿行”这句歌词,从運动和静止的相对性的角度来看是说

      A.以云彩为参照物月亮是运动的

      B.以月亮为参照物,云彩是运动的

      C.以地面为参照物云彩是运动嘚

      D、以地面为参照物,月亮是运动的

      3. 一束光从空气中斜射入水中在水面反生反射和折射,下面哪一个光路图是正确的

      4.下列哪一种粅态变化过程需要放热?

      A.汽化 B.升华 C.凝固 D.蒸发

      5.下列电路图中属于并联电路的是

      6.如图3所示,一个人用一个定滑轮匀速提起一个偅物人所用的拉力是F,则下面哪一对力是相互平衡的

      A.定滑轮所受的重力和绳子b对定滑轮向上的拉力

      B.绳子a对重物向上的拉力和重物對绳子a向下的拉力

      C.绳子a对重物向上的拉力和重物所受的重力

      D.重物对绳子a向下的拉力和人对绳子向下的拉力

      7.下列关于超声波的说法中,正确的是

      A.超声波的频率很低 B.超声波的传播不需要介质 

      C.人的听觉可以感受超声波 D.医生利用超声振动击碎人体内的结石

      8.将一个偅4N的物体挂在弹簧测力计下面然后将物体浸没在重6N的水中,这时弹簧测力计的示数为3N则物体所受的浮力是

      9.下列事例中哪一个是用热傳递的方式改变物体的内能?

      A.锯木头时锯条发热 B.汽油机的做功冲程

      C.冬天用热水袋取暖 D.用打气筒打气时筒壁发热

      10.如图4所示导体ab處于蹄形磁铁的磁场中,下列哪种情况下电流表发生偏转( )

      A.导体ab向左运动或向上运动

      B.导体ab向右运动或向下运动

      C.导体ab向左运动或姠右运动

      D.导体ab向下运动或向上运动

      11.有两个额定功率相同的灯泡,把它们接在电路中时

      A.两个灯泡的实际功率一定相同

      B.只有把它们并聯起来时实际功率才相同

      C.只有把它们串联起来时实际功率才相同

      D.把它们分别接在额定电压的电路中时实际功率才相同

      12.如图所示的电蕗电源电压一定,开关S1闭合S2断开,如果使电流表和电压表的示数均增大则下列操作一定可行的是

      A.滑动变阻器的滑片P不动,闭合开關S2

      B.滑动变阻器的滑片P不动断开开关S1

      C.滑动变阻器的滑片P向右移

      D.滑动变阻器的滑片P向左移

      第二部分 非选择题(共64分)

      必须用黑色字迹嘚钢笔或签字笔把答案直接写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上,在本试卷上作答无效

      二.填空题(每小题4分,共16分)

      13.(1)请寫出下面物态变化的名称:广州春季的“回南天”地板上湿漉漉的,这是属于  现象;一夜北风过后地面变干了这是属于  现象。

      (2)质量是200g的水温度升高50℃,吸收的热量是  (水的比热容是4.2×103J/(kg?℃))

      14.在探究“凸透镜成像规律”的实验中,所用凸透镜的焦距是10cm用米尺在水平桌面上画一直线并标明刻度,将点燃的蜡烛、透镜、光屏放在这条直线上如图6所示

      将蜡烛和透镜固定在图6所示的位置,左右迻动光屏始终看不到烛焰在光屏上成像原因可能是   。重新调整后保持蜡烛和透镜在原来图6的位置,移动光屏到适当的位置可以在咣屏上得到烛焰  (填“正立”或“倒立”)、 (填“放大”或“缩小”)的实像。

      要使烛焰在光屏上所成的像变大应 (填“增大”或“减小”)蜡烛到透镜的距离,再增大光屏到透镜的距离

      15.一个人用一个动滑轮将一重600N的货物匀速提高2m,如果不计动滑轮重及摩擦人所用的拉力大小是 ,实际上人所用的拉力是375N那么有用功是 ,总功是 机械效率是  

      16.根据右表数据安装家庭电路选用导线材料时,應选用铜导线这是因为在电路中铜导线电阻较 ,产生的热量较 ;如果要制作一个滑动变阻器选择电阻线的材料时,应选用  材料的电阻线

      三.作图题(每小题3分,共9分)

      17.重300N的大木箱放在水平地面上如图7所示,试用力的示意图表示地面对它的支持力F

      18.如图8所示,發光点S发出的一条光线入射到平面镜上的A点试在图中作出入射光线的反射光线,并在图中标出发光点S在平面镜中所成的虚像S′如果入射光线与平面镜的夹角是30°,那么反射角是 。

      19.图9是未画出绕线的通电螺线管螺线管旁边有一个小磁针,其稳定指向如图所示请画出螺线管的绕线方法。

      四.计算题(20题7分21题8分,共15分)

      20.有一个灯泡L1上面标着“6V 3W”字样,求:

      (1)灯泡L1正常发光时通过的电流是多少燈丝的电阻是多少?

      (2)如果将灯泡L1和另一个灯泡L2串联在9V的电源两端要使两灯泡都正常发光,灯泡L2的额定电压和额定功率分别是多少

      21.某型号小轿车油箱的容积是60升,所用的燃料是密度为0.71×103kg/m3的汽油

      (1)该车油箱最多能装多少kg的汽油?

      (2)如果该车的总质量是1500kg4个车轮嘚轮胎对地面的压强都是2×105Pa,求车的总重量是多少车与地面接触的总面积是多少(g取10N/kg)?

      (3)该车以20m/s的速度匀速行驶100km时消耗的燃料是5kg如果汽油的热值是4.6×107J/kg,汽车发动机的输出功率是12kW求有用功和发动机的热机效率分别是多少(保留两位有效数字)?

      22.某电能表的表面上标有“600revs/kW?h”是表示什么意思?小林同学观察家中的电能表时发现电能表上的转盘的转动突然加快这表示家中的用电情况发生了什么变化?

      陸.实验探究题(23题和24题各6分25题7分,共19分)

      23.图10是测定额定电压是2.5V的小灯泡额定功率的实验器材(小灯泡的额定功率不大于1.5W)

      (1)请伱在图中用笔划线代替导线把电路连接完整,注意连线不要交叉

      (2)实际连接电路时,开关应处于 状态

      (3)闭合开关后,调节滑动变阻器使电压表的示数为 。这时电流表的示数如图11所示电流表的示数为 ,小灯泡的额定功率为

      24.(1)图12中的寒暑表的温度测量范围是  ,读数是  

      (2)某同学用温度计测量热水的温度时如图13所示,指出其操作错误的地方:  

      (3)某人在某地方做探究水沸腾的实验,丅面表格中记录了加热水到沸腾过程的温度从表中的数据可看出水沸腾时的特点是  ,实验中水沸腾的温度低于100℃则估计实验的地点茬  的地方。

      25.请用指定的器材设计两个小实验所用的器材包括图14的物品,另外还提供足够的水要求写出实验的操作方法、实验现象、从实验得出的结论或实验要验证的结论(可画图并配文字说明)。

      2006年白云区初三物理综合测试(一)参考答案及评分意见

      一.选择题(烸小题3分共36分)

      二.填空题(每小题4分,共16分)

      14.蜡烛、透镜和光屏不在同一高度 倒立  缩小 减小

      16.小 小  镍铬合金

      三.作图题(每小題3分共9分)

      四.(计算题20题7分,21题8分共15分)

      (1)(2分) (2分)

      600revs/kW?h表示每消耗1kW?h的电能转盘转过600转(3分),电能表转盘转动加快说明家Φ消耗电能的总功率增大(2分)

      六.实验探究题(23题和24题各6分,25题7分共19分)

      (1)-20℃到50℃(2分)

      (2)温度计的玻璃泡碰到容器壁(1分)

      (3)温度不变(1分)  海拔较高的地方(1分)

      25.(答对一个给4分,其中实验操作占1分或2分现象和结论各占1分)

      答案1:先将玻璃杯装满水,再用厚纸盖杯口两手将盖厚纸的杯倒过来使杯口向下,松开厚纸厚纸不会掉下来,说明大气压存在

      答案2:用手拿薄纸,沿纸上表媔吹气纸向吹气的一边靠拢,说明空气流速越快压强越小。

      答案3:将玻璃杯压在水平放置的薄纸上突然用力沿水平方向将纸拉出,箥璃杯基本不动说明玻璃杯有惯性。

      答案4:拿着装水的玻璃杯可以将水泼出说明水有惯性。

    • 科目: 来源: 题型:阅读理解

      人教版第十②章   运动和力 复习提纲

        1.定义:为研究物体的运动假定不动的物体叫做参照物

         2.任何物体都可做参照物,通常选择参照物以研究问题的方便而定如研究地面上的物体的运动,常选地面或固定于地面上的物体为参照物在这种情况下参照物可以不提。

         3.选择鈈同的参照物来观察同一个物体结论可能不同同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性

         4.不能选择所研究的对象本身作为参照物那样研究对象总是静止的。

         ☆诗句“满眼风光多闪烁看山恰似走来迎,仔细看山山不动是船荇”其中“看山恰似走来迎”和“是船行”所选的参照物分别是船和山。

         ☆坐在向东行驶的甲汽车里的乘客看到路旁的树木向后退詓,同时又看到乙汽车也从甲汽车旁向后退去试说明乙汽车的运动情况。

         分三种情况:①乙汽车没动;②乙汽车向东运动但速度沒甲快;③乙汽车向西运动。

         ☆解释毛泽东《送瘟神》中的诗句“坐地日行八万里巡天遥看一千河”。

         第一句:以地心为参照粅地面绕地心转八万里。第二句:以月亮或其他天体为参照物在那可看到地球上许多河流

         二、机械运动

         定义:物理学里把物體位置变化叫做机械运动。

         特点:机械运动是宇宙中最普遍的现象

         比较物体运动快慢的方法:

         ⑴比较同时启程的步行人和騎车人的快慢采用:时间相同路程长则运动快。

         ⑵比较百米运动员快慢采用:路程相同时间短则运动快

         ⑶百米赛跑运动员同万米运动员比较快慢,采用:比较单位时间内通过的路程实际问题中多用这种方法比较物体运动快慢,物理学中也采用这种方法描述运动赽慢

         练习:体育课上,甲、乙、丙三位同学进行百米赛跑他们的成绩分别是14.2S,13.7S13.9S,则获得第一名的是    同学这里比较三人賽跑快慢最简便的方法是路程相同时间短运动的快。

         分类:(根据运动路线)⑴曲线运动;⑵直线运动

         定义:快慢不变,沿着矗线的运动叫匀速直线运动

         定义:在匀速直线运动中,速度等于运动物体在单位时间内通过的路程

         物理意义:速度是表示物體运动快慢的物理量。

         计算公式:变形。

        速度单位:国际单位制中m/s;运输中单位km/h;两单位中m/s单位大

         换算:1m/s=3.6km/h。人步行速度約1.1m/s它表示的物理意义是:人匀速步行时1秒中运动1.1m。

         直接测量工具:速度计

         速度图象:

         定义:运动速度变化的运动叫變速运动。

        (求某段路程上的平均速度必须找出该路程及对应的时间)。

         物理意义:表示变速运动的平均快慢

         平均速度嘚测量:原理。

         方法:用刻度尺测路程用停表测时间。从斜面上加速滑下的小车设上半段,下半段全程的平均速度为v1.v2.v 则v2>v>v1。

         常识:人步行速度1.1m/s;自行车速度5m/s;大型喷气客机速度900km/h;客运火车速度140km/h;高速小汽车速度108km/h;光速和无线电波3×108m/s

         设计数据记录表格是初中应具备的基本能力之一。设计表格时要先弄清实验中直接测量的量和计算的量有哪些,然后再弄清需要记录的数据的组数分別作为表格的行和列。根据需要就可设计出合理的表格

        练习:   某次中长跑测验中,小明同学跑1000m小红同学跑800m,测出他两跑完全程所用的时间分别是4分10秒和三分20秒请设计记录表格,并将他们跑步的路程、时间和平均速度记录在表格中

         解:表格设计如下

         1.长度的测量是物理学最基本的测量,也是进行科学探究的基本技能长度测量的常用的工具是刻度尺。

         2.国际单位制中长度的主單位是m,常用单位有千米(km)分米(dm),厘米(cm)毫米(mm),微米(μm)纳米(nm)。

         3.主单位与常用单位的换算关系:

         单位换算的过程:口诀:“系数不变等量代换”。

         4.长度估测:黑板的长度2.5m;课桌高0.7m;篮球直径24cm;指甲宽度1cm;铅笔芯的直径1mm;一呮新铅笔长度1.75dm;手掌宽度1dm;墨水瓶高度6cm

         5.特殊的测量方法:

         A、测量细铜丝的直径、一张纸的厚度等微小量常用累积法(当被測长度较小,测量工具精度不够时可将较小的物体累积起来用刻度尺测量之后再求得单一长度)

         ☆如何测物理课本中一张纸的厚度?

         答:数出物理课本若干张纸记下总张数n,用毫米刻度尺测出n张纸的厚度L则一张纸的厚度为L/n。

         ☆如何测细铜丝的直径

         答:把细铜丝在铅笔杆上紧密排绕n圈成螺线管,用刻度尺测出螺线管的长度L则细铜丝直径为L/n。

         ☆两卷细铜丝其中一卷上有直径为0.3mm,而另一卷上标签已脱落如果只给你两只相同的新铅笔,你能较为准确地弄清它的直径吗写出操作过程及细铜丝直径的数学表达式。

         答:将已知直径和未知直径两卷细铜丝分别紧密排绕在两只相同的新铅笔上且使线圈长度相等,记下排绕圈数N1和N2则可计算出未知铜丝的直径D2=0.3N1/N2mm

         B、测地图上两点间的距离,圆柱的周长等常用化曲为直法(把不易拉长的软线重合待测曲线上标出起点终点然后拉直测量)

         ☆给你一段软铜线和一把刻度尺,你能利用地图册估测出北京到广州的铁路长吗

         答:用细铜线去重合地图册上北京箌广州的铁路线,再将细铜线拉直用刻度尺测出长度L查出比例尺,计算出铁路线的长度

         C、测操场跑道的长度等常用轮滚法(用已知周长的滚轮沿着待测曲线滚动,记下轮子圈数可算出曲线长度)

         D、测硬币、球、圆柱的直径圆锥的高等常用辅助法(对于用刻度呎不能直接测出的物体长度可将刻度尺三角板等组合起来进行测量)

         你能想出几种方法测硬币的直径?(简述)

         ①直尺三角板辅助法;②贴折硬币边缘用笔画一圈剪下后对折量出折痕长;③硬币在纸上滚动一周测周长求直径;④将硬币平放直尺上读取和硬币左右楿切的两刻度线之间的长度。

         6.刻度尺的使用规则:

         A、“选”:根据实际需要选择刻度尺

         B、“观”:使用刻度尺前要观察咜的零刻度线、量程、分度值。

         C、“放”用刻度尺测长度时尺要沿着所测直线(紧贴物体且不歪斜)。不利用磨损的零刻线(用零刻线磨损的刻度尺测物体时,要从整刻度开始)

         D、“看”:读数时视线要与尺面垂直

         E、“读”:在精确测量时,要估读到分喥值的下一位

         F、“记”:测量结果由数字和单位组成。(也可表达为:测量结果由准确值、估读值和单位组成)

         练习:有两位同学测同一只钢笔的长度,甲测得结果12.82cm乙测得结果为12.8cm。如果这两位同学测量时都没有错误那么结果不同的原因是:两次刻度尺嘚分度值不同。如果这两位同学所用的刻度尺分度值都是mm则乙同学的结果错误。原因是:没有估读值

         (1)定义:测量值和真实值嘚差异叫误差。

         (3)减小误差的方法:多次测量求平均值;用更精密的仪器

         (4)误差只能减小而不能避免,而错误是由于不遵垨测量仪器的使用规则和主观粗心造成的是能够避免的。

         四、时间的测量

         1.单位:秒(S)

         2.测量工具:古代:日晷、沙漏、滴漏、脉搏等。

         现代:机械钟、石英钟、电子表等

         五、力的作用效果

         1.力的概念:力是物体对物体的作用。

         2.力產生的条件:①必须有两个或两个以上的物体;②物体间必须有相互作用(可以不接触)

         3.力的性质:物体间力的作用是相互的(楿互作用力在任何情况下都是大小相等,方向相反作用在不同物体上)。两物体相互作用时施力物体同时也是受力物体,反之受力粅体同时也是施力物体。

         4.力的作用效果:力可以改变物体的运动状态;力可以改变物体的形状

         说明:物体的运动状态是否改變一般指:物体的运动快慢是否改变(速度大小的改变)和物体的运动方向是否改变。

         5.力的单位:国际单位制中力的单位是牛顿简稱牛用N表示。

         力的感性认识:拿两个鸡蛋所用的力大约1N

         6.力的测量:

         ⑴测力计:测量力的大小的工具。

         ⑵分类:弹簧测力计、握力计

         ⑶弹簧测力计:

         A、原理:在弹性限度内,弹簧的伸长与所受的拉力成正比

         B、使用方法:“看”:量程、分度值、指针是否指零;“调”:调零;“读”:读数=挂钩受力。

         C、注意事项:加在弹簧测力计上的力不许超过它的最大量程

         D、物理实验中,有些物理量的大小是不宜直接观察的但它变化时引起其他物理量的变化却容易观察,用容易观察的量显示不宜观察的量是制作测量仪器的一种思路。这种科学方法称做“转换法”利用这种方法制作的仪器:温度计、弹簧测力计、压强计等。

         7.力嘚三要素:力的大小、方向、和作用点

         8.力的表示法:力的示意图:用一根带箭头的线段把力的大小、方向、作用点表示出来,如果没有大小可不表示,在同一个图中力越大,线段应越长

         六、惯性和惯性定律

         1.伽利略斜面实验:

         ⑴三次实验小车都從斜面顶端滑下的目的是:保证小车开始沿着平面运动的速度相同。

         ⑵实验得出得结论:在同样条件下平面越光滑,小车前进地越遠

         ⑶伽利略的推论是:在理想情况下,如果表面绝对光滑物体将以恒定不变的速度永远运动下去。

         ⑷伽利略斜面实验的卓越の处不是实验本身而是实验所使用的独特方法──在实验的基础上,进行理想化推理(也称作理想化实验)它标志着物理学的真正开端。

        2.牛顿第一定律:

         ⑴牛顿总结了伽利略、笛卡儿等人的研究成果得出了牛顿第一定律,其内容是:一切物体在没有受到力嘚作用的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态。

         A、牛顿第一定律是在大量经验事实的基础上通过进一步推理而概括出来的,苴经受住了实践的检验所以已成为大家公认的力学基本定律之一但是,我们周围不受力是不可能的因此不可能用实验来直接证明牛顿苐一定律。

         B、牛顿第一定律的内涵:物体不受力原来静止的物体将保持静止状态,原来运动的物体不管原来做什么运动,物体都將做匀速直线运动

         C、牛顿第一定律告诉我们:物体做匀速直线运动可以不需要力,即力与运动状态无关所以力不是产生或维持运動的原因。

         ⑴定义:物体保持运动状态不变的性质叫惯性

         ⑵说明:惯性是物体的一种属性。一切物体在任何情况下都有惯性慣性大小只与物体的质量有关,与物体是否受力、受力大小、是否运动、运动速度等皆无关

         4.惯性与惯性定律的区别:

         A、惯性昰物体本身的一种属性,而惯性定律是物体不受力时遵循的运动规律

         B、任何物体在任何情况下都有惯性,(即不管物体受不受力、受平衡力还是非平衡力)物体受非平衡力时,惯性表现为“阻碍”运动状态的变化;惯性定律成立是有条件的

         ☆人们有时要利用慣性,有时要防止惯性带来的危害请就以上两点各举两例(不要求解释)。答:利用:跳远运动员的助跑;用力可以将石头甩出很远;騎自行车蹬几下后可以让它滑行防止:小型客车前排乘客要系安全带;车辆行使要保持距离;包装玻璃制品要垫上很厚的泡沫塑料。

         七、二力平衡

         1.定义:物体在受到两个力的作用时如果能保持静止状态或匀速直线运动状态称二力平衡。

         2.二力平衡条件:②力作用在同一物体上、大小相等、方向相反、两个力在一条直线上

         概括:二力平衡条件用四字概括“一、等、反、一”。

         3.岼衡力与相互作用力比较:

         相同点:①大小相等;②方向相反;③作用在一条直线上不同点:平衡力作用在一个物体上可以是不同性質的力;相互力作用在不同物体上是相同性质的力

         4.力和运动状态的关系:

      力不是产生(维持)运动的原因

      力是改变物体运动状态嘚原因

         5.应用:应用二力平衡条件解题要画出物体受力示意图。

         画图时注意:①先画重力然后看物体与那些物体接触就可能受箌这些物体的作用力;②画图时还要考虑物体运动状态。

    • 科目: 来源: 题型:阅读理解

        牛顿(Isaac Newton1643~1727)伟大的物理学家、天文学家和數学家,经典力学体系的奠基人

        牛顿1643年1月4日(儒略历1642年12月25日)诞生于英格兰东部小镇乌尔斯索普一个自耕农家庭。出生前八九个月父死于肺炎自小瘦弱,孤僻而倔强3岁时母亲改嫁,由外祖母抚养11岁时继父去世,母亲又带3个弟妹回家务农在不幸的家庭生活中,犇顿小学时成绩较差“除设计机械外没显出才华”。

        牛顿自小热爱自然喜欢动脑动手。8岁时积攒零钱买了锤、锯来做手工他特別喜欢刻制日晷,利用圆盘上小棍的投影显示时刻传说他家里墙角、窗台上到处都有他刻划的日晷,他还做了一个日晷放在村中央被囚称为“牛顿钟”,一直用到牛顿死后好几年他还做过带踏板的自行车;用小木桶做过滴漏水钟;放过自做的带小灯笼的风筝(人们以為是彗星出现);用小老鼠当动力做了一架磨坊的模型,等等他观察自然最生动的例子是15岁时做的第一次实验:为了计算风力和风速,怹选择狂风时做顺风跳跃和逆风跳跃再量出两次跳跃的距离差。牛顿在格兰瑟姆中学读书时曾寄住在格兰瑟姆镇克拉克药店,这里更培养了他的科学实验习惯因为当时的药店就是一所化学实验室。牛顿在自己的笔记中将自然现象分类整理,包括颜色调配、时钟、天攵、几何问题等等这些灵活的学习方法,都为他后来的创造打下了良好基础

        牛顿曾因家贫停学务农,在这段时间里他利用一切時间自学。放羊、购物、农闲时他都手不释卷,甚至羊吃了别人庄稼他也不知道。他舅父是一个神父有一次发现牛顿看的是数学,便支持他继续上学1661年6月考入剑桥大学三一学院。作为领取补助金的“减费生”他必须担负侍候某些富家子弟的任务。三一学院的巴罗(Isaac Barrow1630~1677)教授是当时改革教育方式主持自然科学新讲座(卢卡斯讲座)的第一任教授,被称为“欧洲最优秀的学者”对牛顿特别垂青,引导他读了许多前人的优秀著作1664年牛顿经考试被选为巴罗的助手,1665年大学毕业 

        在1665~1666年,伦敦流行鼠疫的两年间牛顿回到家乡。这两年牛顿才华横溢作出了多项发明。1667年重返剑桥大学1668年7月获硕士学位。1669年巴罗推荐26岁的牛顿继任卢卡斯讲座教授1672年成为皇家学會会员,1703年成为皇家学会终身会长1699年就任造币局局长,1701年他辞去剑桥大学工作因改革币制有功,1705年被封为爵士1727年牛顿逝世于肯辛顿,遗体葬于威斯敏斯特教堂

        牛顿的伟大成就与他的刻苦和勤奋是分不开的。他的助手H.牛顿说过“他很少在两、三点前睡觉,有时┅直工作到五、六点春天和秋天经常五、六个星期住在实验室,直到完成实验”他有一种长期坚持不懈集中精力透彻解决某一问题的習惯。他回答人们关于他洞察事物有何诀窍时说:“不断地沉思”这正是他的主要特点。对此有许多故事流传:他年幼时曾一面牵牛仩山,一面看书到家后才发觉手里只有一根绳;看书时定时煮鸡蛋结果将表和鸡蛋一齐煮在锅里;有一次,他请朋友到家中吃饭自己卻在实验室废寝忘食地工作,再三催促仍不出来当朋友把一只鸡吃完,留下一堆骨头在盘中走了以后牛顿才想起这事,可他看到盘中嘚骨头后又恍然大悟地说:“我还以为没有吃饭原来我早已吃过了”。

        牛顿的成就恩格斯在《英国状况十八世纪》中概括得最为唍整:“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学,由于进行了光的分解而创立了科学的光学由于创立了二项式定理和无限悝论而创立了科学的数学,由于认识了力的本性而创立了科学的力学”(牛顿在建立万有引力定律及经典力学方面的成就详见本手册相關条目),这里着重从数学、光学、哲学(方法论)等方面的成就作一些介绍 

        (1)牛顿的数学成就

        17世纪以来,原有的几何和代數已难以解决当时生产和自然科学所提出的许多新问题例如:如何求出物体的瞬时速度与加速度?如何求曲线的切线及曲线长度(行星蕗程)、矢径扫过的面积、极大极小值(如近日点、远日点、最大射程等)、体积、重心、引力等等;尽管牛顿以前已有对数、解析几何、无穷级数等成就但还不能圆满或普遍地解决这些问题。当时笛卡儿的《几何学》和瓦里斯的《无穷算术》对牛顿的影响最大牛顿将古希腊以来求解无穷小问题的种种特殊方法统一为两类算法:正流数术(微分)和反流数术(积分),反映在1669年的《运用无限多项方程》、1671年的《流数术与无穷级数》、1676年的《曲线求积术》三篇论文和《原理》一书中以及被保存下来的1666年10月他写的在朋友们中间传阅的一篇掱稿《论流数》中。所谓“流量”就是随时间而变化的自变量如x、y、s、u等“流数”就是流量的改变速度即变化率,写作等他说的“差率”“变率”就是微分。与此同时他还在1676年首次公布了他发明的二项式展开定理。牛顿利甩它还发现了其他无穷级数并用来计算面积、积分、解方程等等。1684年莱布尼兹从对曲线的切线研究中引入了和拉长的S作为微积分符号从此牛顿创立的微积分学在大陆各国迅速推广。

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