题目

理想实验的研究方法是进行科学研究的重要方法，许多物理学的规律和模型的产生都是在理想状态下推理得到的．比如：我们学习的牛顿第一定律就是理想实验研究方法得到的定律．牛顿曾研究过这样一个问题：他发现人掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面，于是牛顿提出了一个“大炮”的设想，后来他经过实验画出了“大炮”的草图（如图）﹣﹣在地球的一座高山上架起一只水平大炮，以不同的速度将炮弹平射出去，射出速度越大，炮弹落地点就离山脚越远．在此基础上他推想：当射出速度足够大时，炮弹将会如何运动呢？牛顿通过科学的推理得出了一个重要的结论．这就是著名的“牛顿大炮”的故事，故事中牛顿实际也用到了理想实验的研究方法．请回答： （1）为什么掷出去的石头总会偏离掷出方向落回地面？ （2）牛顿在该研究中依据的事实是____________________________________________． （3）牛顿当年推理得出的重要结论是__________________________________________． （4）如今，牛顿当年的推测已变成了现实，人们应用他的推论，利用现代科技制成了___________． （5）人造地球卫星的轨道示意图如图．它在大气层外环绕地球运行的过程中，重力势能和动能相互转化，机械能是守恒的．它在近地点的_____能最小．

题型：问答题难度：中档来源：广东省期末题

所属题型：问答题 试题难度系数：中档

答案

（1）受到重力的作用 （2）大炮将炮弹平射出去的速度越大，炮弹落地点就离山脚越远． （3）炮弹射出的速度足够大时将不再落回地面，而是绕地球运动（或飞向宇宙）． （4）人造地球卫星 （宇宙飞船）． （5）重力势．

考点梳理

初中三年级物理试题“ 理想实验的研究方法是进行科学研究的重要方法，许多物理学的规”旨在考查同学们对 机械能转化与守恒、 力的作用效果、 ……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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根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初三物理。

• 机械能转化与守恒
• 力的作用效果

考点名称：机械能转化与守恒

机械能转化与守恒的意义

“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

机械能守恒：

物体的动能和势能之和称为物体的机械能，势能可以是引力势能，弹性势能，库伦势等。例如：只有在重力(或弹簧的弹力)做功的情形下，物体的重力势能(或弹性势能)和动能发生相互转化，但总机械能保持不变。

机械能守恒计算公式

动能为

1)系统的初、末状态机械能守恒

2)系统的动能增加量等于势能减少量

考点名称：力的作用效果

力的定义：
在物理学中，力是任何导致自由物体历经速度、方向或外型的变化的影响。力也可以借由直觉的概念来描述，例如推力或拉力，这可以导致一个有质量的物体改变速度（包括从静止状态开始运动）或改变其方向。一个力包括大小和方向，这使力是一个矢量。牛顿第二定律，\mathbf{F} = m\mathbf{a} ，可以公式化地来陈述一个有定质量的物体将会和作用在其身上的合力成比例的加速，这个近似将在接近光速时失效。牛顿原先的公式是正合的且不会失效：这个版本陈述了作用在物体上的合力等于动量改变量对时间作微分。