题目
一个物体A受到水平推力F的作用在粗糙的水平面上做匀速直线运动,当撤去F后,物体A还能继续运动,是因为__________,物体运动变慢直至停止,是因为_____________.在此过程中,物体的动能转化为____________能. |
所属题型:填空题
试题难度系数:偏易
答案
考点梳理
初中二年级物理试题“ 一个物体A受到水平推力F的作用在粗糙的水平面上做匀速直线运”旨在考查同学们对
机械能与其他形式能量的转化、
探究阻力对物体运动的影响、
惯性的危害和利用、
……等知识点的掌握情况,关于物理的核心考点解析如下:
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- 机械能与其他形式能量的转化
- 探究阻力对物体运动的影响
- 惯性的危害和利用
考点名称:机械能与其他形式能量的转化
机械能转化的意义
“能量的转化和守恒”是自然科学的核心内容之一,它反映了物质运动和相互作用的本质,广泛渗透在各门学科这,并和各种产业及日常社会息息相关。机械能是这一主题下的重要组成部分,也是最基础的部分,对今后的学习具有基础性的意义。
机械能转化的分析方法
对于学生而言,简单的机械能转化现象易于理解,如苹果从树上落下,在下落过程中是重力势能转化为动能。可是对于比较复杂的机械能转化现象就会无从下手,不知道该如何分析,下面是有关机械能转化的分析方法。
第一步:看过程
在对机械能转化的分析时,一定看清题目所要研究的是哪一个过程。因为同一物体在不同的过程中,其机械能的转化是不同的。例如这一题,如果题目是这样说的就不一样了:“乒乓球从手中下落的过程中,说出机械能转化情况。”都是乒乓球下落,但是它们所研究的不是同一个过程,因此所得出的结果也就不同了。
为了能更能形象地看出研究的过程,我们可以通过画图的方式来把物体运动的过程呈现出来。从图上我们能很形象地看出,这道题所要研究的过程是从A点到E点这一过程。
第二步:分阶段
对于简单的机械能转化现象同学们都已掌握,可是对于较为复杂的现象就不会分析了。其实,任何一个复杂的过程都是由简单的过程所组成的。像例题中,就是把从A点到E点的过程分解成四个阶段:A点→B点→C点→D点→E点。
第三步:抓要素
在第二步中,已经把整个过程分成四个阶段,然后分析每一个阶段中机械能的转化情况。在分析机械能的转化时,关键是要抓住每种机械能的要素变化情况。
(1)A点→B点
在这一阶段,乒乓球由静止开始下落,高度逐渐减小,重力势能减小,运动的速度逐渐增大,动能增大,所以是重力势能转化为动能。
(2)B点→C点
在乒乓球落地的瞬间,乒乓球发生形变,乒乓球由运动变为静止,所以是动能转化为弹性势能。
(3)C点→D点
在这一阶段,乒乓球恢复原状,开始向上运动,所以是弹性势能转化为动能。
(4)D点→E点
在这一阶段,乒乓球上升,速度减慢,所以是动能转化为重力势能。
根据以上的分析,我们可以把“乒乓球从手中落到地上又弹跳起来。”出这一过程中的能量转化情况概括为重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能。
机械能还能转化成什么能?
理论上讲,我们可以将机械能转化成一切我们需要的能量,简单的列举几个:
(1)发电机:转化成电能
(2)摩擦生热:转化成热能
(3)压缩弹簧:转化成弹性势能
能量的转化形式:
有什么运动形式就有什么性质的能量,机械能是与物体的机械运动相关的能量。不仅动能和势能之间可以互相转化,在一定的条件下机械能还可以与内能、电能、光能、化学能、核能等等进行转化。
考点名称:探究阻力对物体运动的影响
阻力的定义:
阻力,又称后曳力、空气阻力或流体阻力,是物体在流体中相对运动所产生与运动方向相反的力。阻力的方向和其所在流场的流速方向相反。一般摩擦力不随速度变化而变化,但阻力会随速度而变化。
阻力相关定义:
阻力点就是处在卖价(熊市)控制的价格水平并阻止其上升。一个交易发生时的那个价格就相当于牛和熊达成一致的交易价格。这代表了他们期望值是一致的。
阻力的分类:
寄生阻力(parasitic drag),包括形状阻力(form drag)、摩擦阻力(skin friction)、干扰阻力(interference drag)
诱导阻力(lift-induced drag,只出现在可产生升力的机翼面上)及波动阻力(wave drag, wave resistance)
对于高速(或高雷诺数)的流场而言,一物体的阻力的特性可以用一个无因次的阻力系数来描述,配合阻力系数,可以用阻力方程式来计算阻力。若阻力系数为一常数,阻力约和相对速度的平方成正比,因此需克服阻力需要的功率则和速度的立方成正比。
诱导阻力(或称感应阻力)是指飞行体在产生升力时,一并衍生的阻力。诱导阻力包括二个主要组成成分,一个是因为涡流而产生的阻力(涡流阻力),另一个则是额外产生的黏滞阻力。在飞行体通过空气时,其上表面及下表面的气流压强不同,但在飞行体尾端,上方及下方不同压强的气流会混合,产生紊流及涡流[11]。
在其他参数不变的条件下,当飞行体产生的升力增加时,其诱导阻力也随之增加。对飞行中的飞机而言,这表示在飞机失速前,当其攻角及升力系数增加时,其诱导阻力也随之增加。当失速时,升力及诱导阻力都突然下降,而此时飞行体表面形成独立的紊流,造成寄生阻力中的黏滞压差阻力上升。
寄生阻力是一物体在一不可压缩流体中移动所受到的阻力。寄生阻力中包括由秥滞力产生压强差的阻力(形状阻力)以及因表面粗糙度产生的阻力(表面摩擦阻力)。若物体附近有其他相邻近的物体,会产生干扰阻力,有时也会视为寄生阻力的一部份。
在低速飞行时,由于维持升力需要的功率较大,飞机的攻角较大,其产生的诱导阻力也较大。不过当速度提高时诱导阻力随之下降,而流体相对物体的速度提高,因此寄生阻力会变大。若速度已到达穿音速,波动阻力也随之出现。其中速度提高时,诱导阻力下降,其他阻力却随之上升,因此总阻力会在某一速度时出现最小值,若飞机以此速度航行,其效率会等于或接近其最佳效率。飞行员会以此速度来使续航力最大化(使油耗最小化),或是在引击故障时可以使滑翔距离最大化。
实验目的:
通过实验了解阻力对物体运动的影响。
探究阻力对物体运动的影响
猜想:如果运动着的物体受到阻力大小不同,那么物体运动的路程会有怎样的变化?
运动着的物体受到的阻力越大,物体运动的路程越短;受到的阻力越小,物体运动的路程越长。
器材:斜面、木板、玻璃板、毛巾、小车,如下图所示
实验步骤:
a.把毛巾铺在水平木板上,将小车从斜面上A点释放,记下小车最终停在毛巾上的位置。
b.把毛巾拿掉,将小车从斜面上A点释放,记下小车最终停在木板上的位置。
c.把玻璃板放在水平木板上,将小车从斜面上A点释放,记下小车最终停在玻璃板上的位置。
d.将实验情况填入表格中
通过实验分析可得:小车受到的阻力越小,小车运动的路程越长;
设想小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受阻力作用,小车将永远运动下去。
考点名称:惯性的危害和利用
惯性的危害:
1.汽车刹车时,由于惯性,向前滑行一段距离,造成交通事故。
2.汽车刹车时,由于人的惯性,公交车里的人会向前倾倒。
3.人在快速奔跑时,脚被树枝等绊住后摔倒。
惯性的利用:
1、用手向地上洒水时,手撩起水向前运动,当手停止运动后,由于惯性,手带起的水仍要继续向前运动,所以就被洒出去;
2、在跳远比赛时,运动员跳起后,由于惯性,在空中仍保持一定的速度继续向前运动.最后落在前方;
3、汽车快到达终点时,熄火后由于惯性仍能前进一段距离,这样可以节省汽油;
人骑车也是一样,当自行车运动起来后,人停止蹬车,自行车仍会向前运动一段距离,并不会立即停下等,这样的例子还有很多这些都是惯性在生活中的广泛应用。
惯性的现象:
1、踩了刹车不可能立刻停住。
原因:速度降到0是要有过程的,瞬间速度降为0,则刹车力为无穷大,不符合自然规律。
2、用棍子敲打悬挂的被子,可以除掉一些被子上的灰尘。
原因:棍子敲打在被子上,给被子一个冲量(短时间内的大加速度),被子的移动速度很快。但由于灰尘是附着在被子上的,被子不可能给灰尘那么大的加速度,所以部分灰尘与被子脱离。
3、落在一起的几个象棋子,用尺子迅速打跑最下面的一个,上面的棋子几乎还是整齐落在一起的。
原因:2中原因类似
4、停电后,风扇的叶片还要继续旋转一段时间。
原因:1中原因类似。需要靠摩擦力使叶片转动速度减小到0。
5、平时我们拍打身上的灰尘、抖落伞上的雨珠……
对惯性理解的误区有哪些:
误区之一:运动的物体有惯性,静止的物体没有惯性
有的同学观察到行驶着的汽车或火车,遇到紧急情况突然刹车时,不能立即停止,总要向前运动一段距离才停下,认识到这是汽车、火车具有惯性的表现;而静止在那儿的汽车、火车总静止在那儿,永远也不会自己突然运动起来,根本看不出它们有什么“惯性”。 事实上,静止的物体总要保持静止(反抗从静到动),运动的物体总要保持运动(反抗从动到静),恰恰就是物体具有惯性的体现。
所以说,一切物体在任何时候、任何运动状态下都有惯性。
误区之二:运动速度大的物体惯性大
同一个物体速度大时比速度小时更难停下来,这使许多同学产生“速度大的物体惯性大”的错误认识。若从这个认识进行推理,岂不要得到“速度小惯性小,速度为零惯性消失”的荒谬结论来吗?事实上,惯性的大小与物体运动速度大小无关,它只与物体的质量大小有关,质量越大的物体惯性越大,如静止的篮球比静止的汽车容易运动起来;具有相同速度的篮球和汽车,篮球比汽车更容易停下来。
误区之三:“惯性”就是“惯性定律”
惯性定律(即牛顿第一定律)指出了物体在不受任何外力作用时所处的运动状态──匀速直线运动状态或静止状态,这是物体在某个特定的环境下具有惯性的表现;而惯性是物体本身固有的一种属性,它跟物体受不受外力无关。
误区之四:重力越小,惯性越小;物体处于失重状态时,惯性消失
我们知道,地面附近的物体所受重力大小与其质量大小成正比,质量越大的物体重力越大。有的同学就认为,物体的质量越大惯性越大,也可以说成物体的重力越大惯性越大,进而推出:物体的重力越小惯性越小,重力为零惯性消失。其实这是一种错误的推想。
例如,月球表面的引力只有地球的六分之一,宇航员在月球上即使背上一个质量很大的背包也感不到沉重,但走起路来却要十分小心,不能突然移动或突然停止。因为背包的重力小了,但惯性并没有减小(因背包的质量没有减小),质量很大的背包具有很大的惯性,当行走的宇航员突然停下来时,背包由于具有惯性将会继续向前运动,宇航员就会像地球上脚被东西绊了一样,向前倾倒。
误区之五:惯性是一种特殊的力
有的同学认为在水平道路上行驶的汽车,关闭发动机后仍能继续向前滑行,是因为汽车受到了惯性力的作用。这些同学之所以产生这种想法,是因为他们的头脑中有一个根深蒂固的错误思想,就是物体的运动需要力来维持。事实上,运动着的物体如果所受的一切外力同时消失,物体是不会停止运动的,而是以外力消失时刻的速度做匀速直线运动。这充分说明物体运动不需要任何外力来维持,这又是物体具有惯性的体现。
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