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初中二年级物理

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  • 填空题
    2007年10月24日18:05,我国在西昌卫星发射基地借助长征三号运载火箭成功发射“嫦娥一号”探月卫星,这是我国实现探月工程“绕、落、回”三个阶段的第一步。
    (1)火箭点火后,火箭处于升空状态,此时火箭尾部喷火的方向________ (选填“向上”或“向下”),这说明力的作用是_______的。每当“嫦娥一号”卫星在空中进行变轨时,卫星都得向外喷火,从力的作用效果来看,这说明力能使物体的________发生改变。倘若进入绕月轨道的卫星在飞行的过程中,突然失去一切力的作用,卫星将做________运动。按照“嫦娥工程”计划,我国将在2012年发射首颗“登月探测器”,携月球车一起登陆月球,月球车将进行月面巡视勘察。
    (2)由于月球上没有大气,温度的变化完全由阳光直接决定。月球表面白天温度可达150℃,而夜闻会降至-180℃,昼夜温差高达330℃。即使在白天,照亮区域与阴影区域的温差同样高达300℃。月球车的零件应使用热胀冷缩较_________ (选填“明显”或“微弱”)的材料制作,零件之间应_________(选填“留有缝隙”或“紧密结合”)。
    (3)月球上物体的重力约为地球上的1/6,这导致月球表面的土壤远比地球土壤松软。使得在月球上行走远比在地球上容易打滑,月球车的车轮表面应做得很_________ (选填“光滑”或“粗糙”)。
    (4)月球车上装有机械臂。机械臂前端有一“岩芯取样器”,可将月球上的岩石研磨取回研究。“岩芯取样器”应尽可能挑选硬度_________ (选填“大”或“小”)的材料制作。
    (5)因为月球对其表面的物体的引力只有地球对地面物体引力的1/6,当宇航员登月后__________(选填“能”或“不能”)轻而易举地提起质量为150千克的仪器设备。
    本题信息:2009年0110期中题物理填空题难度极难 来源:牛青丹
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本试题 “2007年10月24日18:05,我国在西昌卫星发射基地借助长征三号运载火箭成功发射“嫦娥一号”探月卫星,这是我国实现探月工程“绕、落、回”三个阶段的第一步。(1)...” 主要考查您对

新材料及其应用(半导体、超导体、纳米材料、绿色能源、记忆合金等)

牛顿第一定律

力的作用效果

力作用的相互性

万有引力

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  • 新材料及其应用(半导体、超导体、纳米材料、绿色能源、记忆合金等)
  • 牛顿第一定律
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  • 力作用的相互性
  • 万有引力

新型材料:
新材料之一:纳米材料
①纳米定义:纳米是长度单位,1nm=10-9m即:十亿分之一米;
②当材料的微粒小到纳米尺寸时,材料的性能就会发生显著变化.如:黄金在正常情况下呈金黄色,而它的纳米颗粒却变成了黑色,且熔点显著下降;

新材料之二:超导材料
①超导材料:是一种电阻为零的材料 
②超导材料的应用:
a、利用超导零电阻特性实现远距离大功率输电可无损耗输送强电流。
b、超导材料种类多,应用广泛。(如:超导磁悬浮列车)

新材料之三:半导体材料
有些材料,它的导电性能介于导体和绝缘体之间,这类材料称为半导体,锗、硅、砷化镓等都是半导体材料。

新材料之四:形状记忆合金
①形状记忆合金:形状记忆合金:加热后能随意拉长和扭曲,冷却后形状不变;再次加热可恢复到原来形状。
②主要成分是:镍和钛;
③物理特性:当温度达到某一数值时,材料内部的晶体结构会发生变化,从而导致了外形的变化.

新材料之五:隐性材料
隐性材料:能吸收电磁波、弹性好、耐拉而压硬度大


超导材料的特性:
1.零电阻
超导材料处于超导态时电阻为零,能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感生电流,这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。

2.抗磁性
超导材料处于超导态时,只要外加磁场不超过一定值,磁力线不能透入,超导材料内的磁场恒为零。

3.同位素效应
超导体的临界温度Tc与其同位素质量M有关。M越大,Tc越低,这称为同位素效应。例如,原子量为199.55的汞同位素,它的Tc是4.18开,而原子量为203.4的汞同位素,Tc为4.146开。


记忆合金的应用:
1. 记忆合金已用于管道结合和自动化控制方面,用记忆合金制成套管可以代替焊接,方法是在低温时将管端内全扩大约4%,装配时套接一起,一经加热,套管收缩恢复原形,形成紧密的接合。美国海军飞机的液压系统使用了10万个这种接头,多年来从未发生漏油和破损。船舰和海底油田管道损坏,用记忆合金配件修复起来,十分方便。在一些施工不便的部位,用记忆合金制成销钉,装入孔内加热,其尾端自动分开卷曲,形成单面装配件。

2. 记忆合金特别适合于热机械和恒温自动控制,已制成室温自动开闭臂,能在阳光照耀的白天打开通风窗,晚间室温下降时自动关闭。记忆合金热机的设计方案也不少,它们都能在具有低温差的两种介质间工作,从而为利用工业冷却水、核反应堆余热、海洋温差和太阳能开辟了新途径。现在普遍存在的问题是效率不高,只有4%~6%,有待于进一步改进。

3. 记忆合金在医疗上的应用也很引人注目。例如接骨用的骨板,不但能将两段断骨固定,而且在恢复原形状的过程中产生压缩力,迫使断骨接合在一起。齿科用的矫齿丝,结扎脑动脉瘤和输精管的长夹,脊柱矫直用的支板等,都是在植入人体内后靠体温的作用启动,血栓滤器也是一种记忆合金新产品。被拉直的滤器植入静脉后,会逐渐恢复成网状,从而阻止95%的凝血块流向心脏和肺部。

4. 人工心脏是一种结构更加复杂的脏器,用记忆合金制成的肌纤维与弹性体薄膜心室相配合,可以模仿心室收缩运动。现在泵送水已取得成功。

4. 由于记忆合金是一种“有生命的合金”,利用它在一定温度下形状的变化,就可以设计出形形色色的自控器件,它的用途正在不断扩大。



牛顿第一定律:
一切物体在没有受到外力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。这就是著名的牛顿第一定律(又称惯性定律)。

说明:
牛顿第一定律表明,力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即:物体不受力,运动状态不改变;物体运动状态改变必定受力。

 正确理解牛顿第一定律:
      牛顿第一定律是建立在观察和实验基础上的一种大胆的假设和推想。实际上,不受任何外力的物体是没有的。但不能否定其正确性,因为我们总是可以找到在某一方向上不受外力或在某一方向上受力为零的情况,这种情况就是牛顿第一定律中所说的“不受外力”。定律中“静止状态或匀速直线运动状态”实质是物体保持原状态不变,即物体不受外力作用时,原来静止的物体仍然静止;原来处于运动状态的物体会保持原来的速度做匀速直线运动——直到有外力改变这种状态。


运动和力知识梳理:

伽利略的小车实验:
    伽利略通过斜面小车实验认识到运动物体受到的阻力越小,它的速度减小得就越慢,它运动的时间就越长。他还进一步推理得出,在理想情况下,如果表面绝对光滑,物体受到的阻力为零,它的速度将不会减慢,这时物体将以恒定不变的速度永远运动下去。

笛卡儿的推论:
     法国科学家笛卡儿进一步补充了伽利略的结论,指出如果运动物体不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不变,将沿原来的方向匀速运动下去。
力的作用效果:
1.力可以改变物体的运动状态

2.力可以改变物体的形状


对作用效果的理解:
1.力可以改变物体的运动状态

 (1)物体运动状态的改变分为三种情况:
一是物体运动方向不变速度大小发生改变,如物体从快到慢、从慢到快、从静止到运动和从运动到静止都是速度大小在改变;
二是物体运动的速度大小不变,运动方向发生改变,如左转弯、右转弯等都是说明其运动方向在改变;三是物体运动速度大小和运动方向同时发生了改变。

(2)力可以改变物体运动状态并不是说物体只要受力,其运动状态就一定要改变,“可以”不是“一定”。如放在水平面上的物理课本,受到重力和支持力的作用处于静止状态。

2.力可以改变物体的形状

用手拉弹簧使弹簧变长了;揉面时,面团形状不断变化;刀片能划破纸;射箭时,拉弯了的弓等等都表明力可以使物体的形状发生改变。

3. 说明:
(1)一个物体只要发生了运动状态的改变或形状的改变,这个物体就一定受到力的作用;
(2)一个物体若受到了力(合力不为0)的作用,则物体要么改变了形状,要么改变了运动状态,要么两者都发生了改变。要根据题意判断是哪一种情况,不能盲目地下结论.


控制变量法研究力的作用效果:
在探究力的作用效果与哪些因素有关时就用到了控制变量法。
例1:如图所示,使一薄钢条的下端固定,现分别用不同的力去推它,使其发生(1)、(2)、(3)、(4)各图所示的形变,如果F1=F3=F4>F2,那么能说明力的作用效果跟力的作用点有关的是(  )

A.图(1)和(2)
B.图(1)和(3)
C.图(1)和(4)
D.图(2)和(3)

解析:力的作用效果跟力的大小、方向、作用点有关。当力的方向和作用点相同时,力的作用效果跟力的大小有关,见图(1)和(2);当力的大小和力的作用点相同时,力的作用效果跟力的方向有关,见图(1) 和(3);当力的大小和方向相同时,力的作用效果跟力的作用点有关,见图(1)和(4),因此本题选C。
答案:C

例2:为了探究力能否使物体发生形变,小林把玻璃瓶装满水,然后用带有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口,组装好的实验装置如图所示。其中,细玻璃管上有刻度,便于观察细玻璃管内水面的变化。小林用力挤压玻璃瓶壁,发现细玻璃管内水面上升了。于是他得出结论:细玻璃管内水面上升,表明是由于手挤压玻璃瓶壁时,瓶内水的温度升高所致,因此不能说明力使玻璃瓶发生了形变。要求只利用如图所示的装置,通过实验证明力能使玻璃瓶发生形变。请你写出主要实验步骤和相应的实验现象。

解析:用力挤压玻璃瓶壁,可以看到细玻璃管内的水面上升,水面上升的高度记为h1,松手后细玻璃管内的水面迅速回到原位置。再用较小的力挤压玻璃瓶壁,可以看到细玻璃管内的水面也上升,水面上升的高度记为h2,且h2小于h1。这说明力的作用使玻璃瓶发生了形变。


力作用的相互性的概念:
力的作用是相互的一个物体对另一个物体施加作用力的同时,这个物体也同时受到来自对方的作用力。也就是说,物体问力的作用是相互的,施力物体同时也是受力物体。 [如图(a),(b)]


作用力反作用力的概念:

物体间力的作用是相互的,相互作用的两个力互为作用力和反作用力。
正确理解力的相互性:
相互作用的两个力主要有以下四点:
1. 力是物体埘物体的作用;
2. 物体间力的作用是相互的,施力物体与受力物体同时存在;
3. 一个物体对另一个物体施加力的作用有两种方式,一种是由物体直接(接触)作用,另一种是物体之间的间接(不接触)作用;
4. 物体间力的作用是同时产生、同时消失的,没有先后之分。

作用力和反作用力具有以下特点:
1.大小相等、方向相反、在同一直线上,但作用在两个物体上。
2.同时产生,同时消失,同时增大,同时减小。
3.性质相同,如小孩推墙时,对墙的作用力为弹力,则墙对小孩的反作用力也一定是弹力,绝不会是其他性质的力。
定义:
宇宙间任何两个物体,大到天体,小到灰尘之间,都存在着互相吸引的力。这就是万有引力

公式:

F:两个物体之间的引力
G:万有引力常量,
m1:物体1的质量
m2:物体2的质量
r:两个物体之间的距离

易错点:
地球对物体的万有引力是物体受到重力的原因,但重力不完全等于万有引力,这是因为物体随地球自转,需要有一部分万有引力来提供向心力。


重力与万有引力间的大小关系
(1)重力与纬度的关系
    在赤道上满足mg=F-F向(物体受万有引力和地面对物体的支持力Fn的作用,其合力充当向心力,Fn的大小等于物体的重力的大小)。在地球两极处,由于F向=0,即mg=F,在其他位置,mg、F与F向间符合平行四边形定则。同一物体在赤道处重力最小,并随纬度的增加而增大。

(2)重力、重力加速度与高度的关系
    在距地面高度为h的高处,若不考虑地球自转的影响时,则mg'=F=GMm/(R+h)2;而在地面处mg=GMm/R2. 距地面高为h处,其重力加速度g'=GM/(R+h)2,在地面处g=GM/R2. 在距地面高度为h的轨道上运行的宇宙飞船中,质量为m的物体的重力即为该处受到的万有引力,即mg'=GmM/(R+h)2,但无法用测力计测出其重力。
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