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初中三年级物理

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首页 初中三年级物理知识 光的反射规律及其应用 压强的定义 增大和减少压强的办法 能量转移和能量转化 电功率的计算公式的变形 增大或减小摩擦的方法 试题正文
  • 计算题
    诞生于19世纪后10年的汽车，曾经是速度和效率的象征．进入21世纪，伴随着汽车的普及，现实中的交通事故、交通堵塞、能源紧张、环境污染等问题开始困扰着我们，回归传统和自然的呼声越来越高，“骑上你的自行车”成为倡导“国际无车日”（9月22日）活动的宣传用语．“国际无车日”活动并不是拒绝汽车，而是唤起民众对自身生活方式的反思，如何走出既有速度和效率又能减少拥堵和污染这个两难的境地，一种新的交通工具--电动自行车应运而生了．
    （1）电动自行车运用了许多物理知识，观察图所示电动自行车的结构图，填写下表．

    （2）运用科学的物理术语，说明电动自行车和汽车的能量转化，并指出“国际无车日”的积极意义。
    （3）下表是某品牌电动自行车的部分技术参数．从物理学的角度看，表中有一个物理量的名称与单位不一致，请你指出并改正．

    （4）若电动自行车的效率为80％，行驶过程中所受阻力为车重的0.06倍．求车以4m／s的速度在平直公路上匀速行驶时的工作电流（g取10N／kg）。
    本题信息：2009年山东省中考真题物理计算题难度极难 来源:牛青丹
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本试题 “诞生于19世纪后10年的汽车，曾经是速度和效率的象征．进入21世纪，伴随着汽车的普及，现实中的交通事故、交通堵塞、能源紧张、环境污染等问题开始困扰着我们...” 主要考查您对

光的反射规律及其应用

压强的定义

增大和减少压强的办法

能量转移和能量转化

电功率的计算公式的变形

增大或减小摩擦的方法

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 光的反射规律及其应用
  • 压强的定义
  • 增大和减少压强的办法
  • 能量转移和能量转化
  • 电功率的计算公式的变形
  • 增大或减小摩擦的方法
反射定律：
入射光线、反射光线和法线在同一平面内，反射光线与入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角（∠i=∠r）。

光的反射定律描述了“三线”“两角” 的关系，可简记为：“三线共面，法线居中(三线位置关系)，两角相等(两角量值关系)”。
特殊情况垂直入射时，入射角反射角都是零度，法线、入射光线、反射光线合为一线。

对于光的反射定律，应掌握以下五点：
1、根据光的反射定律可知，任何一条反射光线都对应一条入射光线。

2、定律的叙述有一定逻辑因果关系：先有入射，后有反射。表达时不能把“反射角等于入射角”说成 “入射角等于反射角”，因为反射角等于入射角的意思是“反射角随着入射角的变化而变化”，若倒过来说意思就反了，不符合逻辑因果关系。

3、两角量值关系的变化是相对应的。即反射角随着入射角的变化而变化，入射角增大时反射角也增大，入射角减小时反射角也减小，入射角变为0。，反射角也变为0。，此时，入射光线、反射光线、法线重合，“三线合一”。

4、法线起“准则”的作用，是过入射点始终与反射面垂直的直线。当反射面转动一定角度时，法线仍与反射面垂直，也随之转过相同的角度。法线不仅过入射点与反射面垂直，而且还是入射光线与反射光线夹角的平分线。

5、在描述光的反射定律的光路图中，有两个重要的角度关系，即反射角等于入射角，r=i；入射角与入射光线和反射面的夹角互余，i+α=90。。

自行车尾灯的设计：
   利用直角平面镜的反射规律，制成了自行车的反光灯，如图所示。夜晚，汽车灯发出的光射到自行车的反光灯上时，经自行车上互成直角的两个反射面的反射，反射光将以平行于入射光的方向反向射入司机眼睛，使司机容易发现骑自行车的人，有利于夜间行车安全。

例  自行车是一种便捷的交通丁具，它包含了许多物理知识。例如，自行车尾灯就包含了光学知识。它本身不发光，但在夜晚，当有汽车灯光照射到尾灯上时，就会发生反射，以引起司机注意。尾灯的结构如图所示，请在图中画出反射光线，并说明反射光线有什么特点。

解析：利用光的反射定律作用，当两个反射面垂直时，一条光线经两个表面反射后光线平行于入射光线且方向相反
答案：如图所示

入射光线平行射入，反射光线平行射出。反射光线与入射光线方向相反。(答出一条即给分)
定义：物体单位面积上受到的压力叫做压强

单位：帕斯卡，简称帕，符号是Pa，1Pa=lN／m2
受力面积与受压物体的面积的区别：
    压强公式中的“S”是指受力面积。即相互作用的两个物体相互接触面的面积，也就是物体承受压力的实际面积，而不是受压物体的总面积，也不一定是产生压力的物体的底面积。具体问题要具体分析。如图所示．

 (a)图中甲对乙的受力面积为S乙；乙对地的受力面积为S乙。
(b)图中乙对甲的受力面积为S乙；甲对地的受力面积为S甲。
(c)图中甲对乙的受力面积小于ab；乙对地的受力面积为ab。
压强知识梳理：

增大压强的方法：①当压力一定时，减小受力面积②当受力面积一定时，增大压力③同时增大压力和减小受力面积；

减小压强的方法：①当压力一定时，增大受力面积②当受力面积一定时，减小压力③同时减小压力和增大受力面积。
增大和减小压强在实际生活中的应用：
1．增大压强
(1)刀斧、切削T具的刀都是磨的很薄，钉子、针、锯齿等的尖端加工得很尖等，这些都是用减小受力面积的办法增大压强的。
(2)刹车时必须用力握住车闸；农民犁地时为了犁的深些往往找个人站在犁耙上等都是用增大压力的办法来增大压强的。

2．减小压强
(1)高楼大厦的墙基很宽、坦克和履带式拖拉机、载重汽车装有很大的轮子、铁轨下铺上枕木、滑雪时穿上滑雪板、在烂泥地上铺木板等都是采用增大受力面积的方法来减小压强。
(2)现代建筑中，广泛采用空心砖来减小对地基的压力等是采用减小压力的办法来减小压强。
能量的形式：
   在自然界和生活中，能量以多种形式存在，主要有机械能、内能、电磁能、化学能、核能等。
1．机械能：分动能和势能两类，机械能是物体所具有的动能和势能的和。

2．内能：物体内所有分子的动能和势能的和叫内能，与物体的温度、质量等因素有系。

3．电磁能：指的是储存在特定物体或空间中的能量，比如说，两个带电体相互靠近时会相互影响，同级相斥异极相吸；通电导体在磁场中会受到力的作用；两块磁铁相互靠近，也会相互影响，这些都是电磁能

4．化学能：是指南于化学反应，物质的分子结卡句发生变化而产生的能量。燃料燃烧产生的光和热，以及蓄电池、干电池产生的电都是来源于燃料和蓄电池里储存的化学能。食物也具有化学能。

5．核能：是指由于核反应，物质的原子核结构发生变化而产生的能量。原子弹爆炸产生的能量，以及核电站发出的电都是来源于原子核的核能。


能量转化和转移的方向性
     能量的转化和能量的转移，都是有方向性的，如温度不同的两个物体接触后，一部分内能从高温物体转移到低温物体上，并不能自发地由低温物体转移到高温物体上；燃料燃烧，化学能转化为内能，但此时得到的内能并不能自发地转化为具有化学能的燃料；电流通过灯泡发光，电能转化为内能和光能，但是这些内能和光能并不能自发地重新转化为电能；汽车制动时，由于摩擦，机械能转化为内能，但这些内能并不能自动地用来再次开动汽车。
能量的转化和转移
解释 实例
能量的转移 能量由一种形式转变为另一种形式 电灯发光：电能转化为光能和内能；摩擦生热：机械能转化为内能
能量的转化 能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体 碰撞时：动能从一个物体转移到另一物体；围着火炉烤火：内能从火炉转移到人体

能量转化和转移的判断方法
   物体间发生能量转移时，能量的形式不变；而发生能量的转化时，能的形式要发生改变，在确定能量转化的方向时，可从消耗什么能，得到什么能进行比较来确定．

例：下面关于能量转化或转移的说法中，错误的是(  )
A．摩擦起电是将电能转化为机械能的过程
B．冬天将手放在炉旁烤火感到暖和，是内能从一个物体转移到另一个物体的过程
C．木柴燃烧是将化学能转化为内能的过程
D．打桩机的重锤下落的过程，是将重力势能转化为动能的过程

解析：摩擦起电是消耗了机械能，最终获得电能，冈而是机械能转化为电能；木柴燃烧是消耗了储存在木柴中的化学能获得内能的过程，因而是化学能转化为内能；烤火是将木炭等燃料燃烧后获得的内能转移给手，是内能的转移；打桩机的重锤下落时，高度减小，重力势能减小转化为重锤的动能。故A选项错误。

答案：A

补充常见的能量转化形式有：
①电灯发光时，电能转化为光能和内能；
②植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在体内；
③人对机械做功，将人体的化学能转化为机械能；
④摩擦生热，机械能转化为内能；
⑤水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能；
⑥电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能；
⑦燃料燃烧时发热，化学能转化为内能。

解读电功率的计算公式：
     电功率的四个表达式：（1）定义式：P=W/t。（2）反映电学特点的普适式P=UI。与欧姆定律结合后得到的(3)式P=I2R。（4）式P=U2/R。
     电功率是反映电能消耗快慢的物理量，定义为1秒钟内消耗电能的多少，因此，用所消耗的电能除以消耗这些电能所用的时间，就得到定义式P=W/t。 

     经实验研究证明，电功率等于导体两端电压与通过导体电流的乘积，即P=UI。电压和电流是电路中最重要的物理量。有电压才可能有电流。电能是通过电荷有规律的运动转化成其它形式的能量的，电荷有规律的运动就形成电流。没有电流就不会消耗电能，当然也就不会有电能转化为其它形式的能量。所以，P=UI广泛应用于电功率的计算。
    
    与欧姆定律结合得到的（3）式P=I2R、（4）式P=U2/R适用于纯电阻电路。因为，欧姆定律反映的是导体中的电流与导体两端电压和导体电阻之间的关系，是在纯电阻电路中得出的，所以，它只适用于纯电阻电路。如：白炽灯、电阻、电热器等，不适用于含电动机的电路和输变电电路的计算。由于串联电路中电流处处相等，所以在串联电路中，使用（3）式P=I2R分析和计算方便。在并联电路中，各支路两端电压相等，所以用（4）式P=U2/R分析和计算方便。通过对近几年的中考命题分析，除了含电动机电路的电功率计算外，其它全是纯电阻电路。在纯电阻电路中，四个计算公式通用，可根据具体情况选择方便的公式进行运用。

巧用电阻不变求实际功率：
      由用电器铭牌上的U额、P额，求出电阻。即由P= ，解出R=；由于电阻是不变的物理量，当求不同电压的实际功率时，可依据求得。
例1：如图所示，电源电压不变，灯L1标有“6V 3W”字样。当S、S1均闭合时，L1正常发光，的示数是____V。若闭合S、断开S1，的示数是0．3A，则L2的实际功率为__W。

解析：当S、S1均闭合时，L2被短路，此时L1正常发光，所以电压表示数等于6V。当闭合S，断开S1 时，灯L1、L2串联。灯L1电阻。灯L1两端电压，所以灯L2的实际功率。
答案：6  0．72


归纳：
（1）“有利”摩擦：增大摩擦的方法：增加接触面的粗糙程度；增大压力；使滚动变为滑动。

（2）“有害”摩擦：减小摩擦的方法：减少粗糙面的粗糙程度；减小压力；变滑动为滚动；使物体接触面稍稍分离。
增大，减小摩擦：
增大有益摩擦的方法 (1)增大接触面的粗糙程度，如汽车轮胎做上花纹；
(2)增大压力，如骑白行车捏闸的力越大，摩擦力越大；
(3)变滚动为滑动，如汽车急刹车时车只滑不滚；
(4)变湿摩擦为干摩擦
减小有害摩擦的方法 (1)使接触面变光滑；
(2)减小压力；
(3)用滚动代替滑动；
(4)使接触面分离；
(5)变干摩擦为湿摩擦


摩擦力不都是阻力：
     不能把摩擦力只看做是一种阻力，有时可以是动力。例如．放在卡车上的货物，随卡车一起加速运动时，货物受到的静摩擦力是阻碍它和卡车相对滑动，但却是使它能够随卡车一起运动的动力。传送带运送货物时，如图所示，当电动机刚启动时，物体随传送带向右运动：物体就是依靠传送带对它的摩擦力才能运动的，在刚开始加速运动的时间内，物体受到的摩擦力方向与物体的运动方向一致。一旦物体在水平传送带上做匀速直线运动时，物体与传送带之间就没有了相对运动或相对运动的趋势，物体与传送带之间也就没有了摩擦力。这里，传送带也是靠与皮带轮的摩擦转动的。另外人走路、汽车启动都靠摩擦，这时摩擦是有益的。

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