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初中三年级物理

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    如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的运动速度v与时间t的关系如图乙所示。
    (1)由图像可知,当t=1s时,物体处于_________状态。
    (2)当t=5s时,物体受到的摩擦力为_________N。
    (3)一段时间后,木块的温度会升高,这是通过________的方式使木块的内能增加。
    (4)在匀速直线运动阶段,力F对木块做的功为_________J,力F的功率是_______W。

    本题信息:2010年湖北省模拟题物理问答题难度较难 来源:牛青丹
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本试题 “如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的运动速度v与时间t的关系如图乙所示。(1)由图像可知,当t...” 主要考查您对

功的计算

功率的计算

物体内能的改变方法(做功、热传递)

匀速直线运动

平衡力与平衡状态

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功的计算公式:
功(W)等于力(F)跟物体在力的方向上通过的距离(s)的乘积。(功=力×距离),W=FS。

单位:
国际单位制中,力的单位是N,距离的单位是m,功的单位是N·m,它有一个专用名称叫做焦耳,简称焦,用符号J表示,1J=1N·m。
在利用该公式进行计算时的注意点:
(1)力与物体移动的距离在方向上必须一致;

(2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体;

(3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

功率的计算公式:
(1)P=W/t,其中P代表功率,单位为W,W代表功,单位为J;t代表时间,单位为s。
(2)因为P=W/t,W=Fs,v=s/t,所以P=W/t=Fs/t=Fv,P=Fv是功率的又一表达式。

公式法计算功率:
     运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的,不能张冠李戴。单位要统一,P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
例1 如图所示,铁明同学向上跳台阶进行晨练,铁明重500N,在10s内匀速连跳12个台阶,每个台阶的高度为0.2m。在这个过程中,已知铁明克服摩擦做功为2800J,求出此过程中:

(1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
(2)铁明克服重力做功是多少?
(3)铁明做功的总功率多大?
解析:竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出,克服重力做功等于重力与高度的乘积,即,总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
(1)0.24m/s
(2)
(3)

例2在打捞海底沉船时,常用水下机器人潜入水下打捞船上物品,已知ρ海水=1.03×103kg/m3
(1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
(2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3,密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动,求该力的大小。
(3)若机器人在水下运动时,所受海水阻力与速度的关系如图所示,求机器人在水下以0.5m/s的水平速度匀速运动时,机器人水平推进力的功率。

解析:(1)由液体压强公式得,
(2)物体在水下受平衡力的作用,则

(3)由题图可知,海水阻力与机器人的运动速度成正比,当机器人运动速度为0.5m/s时,f=175N 机器人匀速前进时,机器人水平推进力F=f
P=Fv=175N×0.5m/s=87.5W
答案:(1)7.21×105Pa(2)334N(3)87.5W


改变物体内能的两种方式:
1.热传递可以改变物体的内能
(1)热传递:温度不同的物体互相接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低的过程叫做热传递。
(2)热传递条件:物体之间存在着温度差。
(3)热传递方向:能量从高温物体传递到低温物体。
(4)热传递的结果:高温物体内能减少,低温物体内能增加,持续到物体的温度相同为止。
注意:
(1)热传递传递的是内能,而不是传递温度,更不是传递某种热的物质。
(2)热传递是把内能由温度高的物体传给温度低的物体,不是由内能多的物体传递给内能少的物体。

2.做功可以改变物体的内能
(1)对物体做功,物体的内能会增加。
(2)物体对外做功,物体的内能会减少。
说明:做功和热传递是改变物体内能的两种方式;做功是其他形式的能和内能的相互转化,热传递是内能的转移;两种方式对改变物体内能是等效的。
注意:做功不一定都使物体的内能发生变化。做功是否一定会引起物体内能的改变,这要看物体消耗的能量是否转化为物体的内能。如举高物体时,做功所消耗的能量变成了物体的势能,并未转化为物体的内能,所以物体的内能就没有改变。
如何区别对物体做功和物体对外做功:
     做功改变物体的内能的实质是能量的转化,即内能的变化是由于内能与机械能之间的相互转化引起的,对物体做功时机械能转化为内能,则内能增加,物体对外做功时内能转化为机械能,则物体内能减小。
    如向下压活塞时,活塞压缩玻璃筒内空气,对筒内空气做了功(图甲)棉花燃烧表明筒内空气的温度升高了,也就是说,筒内空气的内能增加了。在这一过程中,机械能转化为内能将一根铁丝快速反复弯折数十次,铁丝弯折处就会发热(图乙),表明铁丝弯折处的温度升高.铁丝的内能增大,铁丝内能的增大是由于人对铁丝做了功。

定义:
物体沿着直线运动,方向不变且在任何相等的时问里路程都相等,或者说速度的大小和方向都不改变的运动,称为匀速直线运动。

匀速直线运动是状态不变的运动,是最简单的机械运动。


匀速直线运动的特征:
一是运动的路径是直线;二是运动的快慢保持不变,即它的速度是一个恒量,即任一时刻都相同。但路程与时间成正比。


对概念的理解:
(1)速度是表示物体运动快慢的物理量,速度可以用符号V来表示。在国际单位制(SI)中,速度的主单位是m/s,读作:米每秒。常用的单位有km/h,m/min等等。
(2)做匀速直线运动的物体其速度是保持不变的,因此,如果知道了某一时刻(或某一距离)的运动速度,就知道了它在任意时间段内或任意运动点上的速度。
(3)一个物体在受到两个或两个以上力的作用时,如果能保持静止或匀速直线运动,我们就说物体处于平衡状态。
(4)不能从数学角度把公式s=vt理解成物体运动的速度与路程成正比,与时间成反比。匀速直线运动的特点是瞬时速度的大小和方向都保持不变,加速度为零,是一种理想化的运动。
(6)匀速直线运动仅为理想状态。

图像法解决匀速直线运动的问题:
    匀速直线运动的路程一时间图像,如图所示:
 
图像中可以获取的信息:
(1)该图像是过原点的直线,它说明做匀速直线运动的物体通过的路程与时间成正比。
(2)该图像的纵坐标表示路程,横坐标表示运行时问,利用一组对应的时间和路程值,可求出该物体的运动速度大小。
(3)可以通过图像,查某段时间内通过的路程。
(4)可以通过图像查该物体通过某段路程需要的时间。
(5)如果是两条线段在同一个图中,可以比较两个物体运动的速度快慢。
(6)如果某段时间内线段是水平的,就说明这段时间内物体是静止的。另外,匀速直线运动的速度一时问(v一t)图像如图所示,它是与时间轴平行的直线,它可以直接查得物体的速度,同一物体的s—t图像和v一t图像形状不同。

例1甲、乙、丙三辆小车同时、同地向同一方向运动,它们运动的图像如图所示,由图像可知:运动速度相同的小车是__和__;经过5s,跑在最前面的小车是__。

解析:由图像可知,甲、乙、丙都在做匀速直线运动,其中 4m/s,所以运动速度相同的小车是甲和丙。当甲、乙、丙同时、同地、同向运动时,经过5s后, 4rn/s×5s=20m,,故跑在最前面的小车是乙。

答案:甲 丙 乙


定义
平衡状态:物体保持静止状态或匀速直线运动状态;
悬挂着的电灯、放在桌面上的书、在平直公路上做匀速直线运动的汽车、在空中匀速直线下降的降落伞都处于平衡状态。如下图:


平衡力:物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,这几个力称为平衡力。即这几个力的合力为零,作用效果相互抵消。
悬挂着的电灯能保持静止,是因为电灯受到的重力和灯绳对它的拉力是一对平衡力(图甲);在平直公路上做匀速直线运动的汽车,受到向前的牵引力和地面、空气对它的向后的阻力,这时牵引力和阻力是一对平衡力(图乙)。桌面上的书保持静止,书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力(图丙)。

平衡力和相互作用力:
作用力和反作用力 相互平衡的两个力
相同点 大小 相等 相等
方向 相反,且在同一直线上 相反,且在同一直线上
区别 作用对象 分别作用在两个物体上 共同作用在同一个物体上
作用时间 同时产生,同时消失 一个力消失另一个力可以存在
力的作用效果 作用力和反作用力分别作用在不同的物体上,一般产生不同的效果 两个力共同作用在同一个物体上,使物体保持平衡

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