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    暑假期间,小明和爸爸妈妈一起游览花果山,在他们乘坐旅游车沿盘山公路下山的过程中,小明发现司机要不时地踩踏刹车踏板,当车行至中途还要停下来,让工作人员用水龙头向车轮刹片部位喷水.据此小明提出了以下几种看法:
    ①下山过程中,旅游车的机械能不变;
    ②下山过程中,重力对旅游车不做功;
    ③刹车过程中有部分机械能转化为内能;
    ④喷水的主要目的是冲洗车轮上的泥土;
    ⑤喷水的目的是降低车闸的温度,以防车闸因温度过高而损坏.
    你认为这些看法中符合实际的是(  )
    A.③⑤B.①③⑤C.②③⑤D.①②③⑤

    本题信息:物理单选题难度一般 来源:未知
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本试题 “暑假期间,小明和爸爸妈妈一起游览花果山,在他们乘坐旅游车沿盘山公路下山的过程中,小明发现司机要不时地踩踏刹车踏板,当车行至中途还要停下来,让工作人...” 主要考查您对

功的概念

机械能与其他形式能量的转化

物体内能的改变方法(做功、热传递)

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  • 功的概念
  • 机械能与其他形式能量的转化
  • 物体内能的改变方法(做功、热传递)
功的定义:
必须有作用在物体上的力,且物体在这个力的方向上通过一段距离,就说这个力对物体做了机械功,简称做功;

功的两个要素:
一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离。
以下三种情况下力对物体不做功:
(1)靠惯性运动的物体没有力对它做功。例如:某同学踢足球,球离开脚后飞出10m远,足球飞出10m 远的过程中,人做功为零。

(2)物体受到力的作用,但没有移动距离,也就不可能在力的方向上通过距离,力对物体不做功。如:一辆汽车停止在路边,一个人用很大的力却没有推动它。推力对汽车不做功。

(3)物体受到力的作用,同时也运动了一段距离,但两者相互垂直,即在力的方向上没有通过距离,这个力也没有对物体做功。如手提水桶在水平面上运动一段距离,水桶虽然受到手的提力作用,但是由于手提桶的力的方向始终竖直向上,跟水平地面垂直,所以在水平面上走得再远,手的提力对水桶也没有做功。
功和机械能知识梳理:

如何判断力对物体是否做功:
    判断力对物体是否做功,可以从物体在力的作用下,在该力的方向上是否移动了距离来进行判断。
    如冰块在光滑冰面上匀速滑动,水平方向上没有受到力的作用,只是在竖直方向上受重力和支持力;因此,水平方向上没有力对冰块做功,而竖直方向上,重力、支持力的方向都与冰块运动的方向垂直,所以重力、支持力也没有对冰块做功。
    人用力推车,对车有水平推力,且车沿水平方向通过了距离,符合做功的两个要素,推力做了功。

例1教学大楼每层楼高为3m,小明提着一重 50N的箱子,沿楼梯从一楼登上三楼,再沿三楼水平走廊走了4m进入教室,从一楼到教室过程中小明对箱子做的总功为(   )
A.0J  B.300J  C.450J  D.500J

解析:本题包括两个过程,一是小明将50N的箱子提高6m,人对箱子的拉力是50N,箱子在拉力方向上移动6m的距离,根据W=Fs=50N×6m= 300J;另一过程是提着箱子在水平走廊走了4m,拉力和箱子移动距离的方向垂直,在这一过程中人没有做功。

答案:B
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。
如何判断机械能的形式:
      机械能有动能、势能两种形式,势能又分重力势能和弹性势能。判断一个物体具有哪种形式的机械能,应根据动能、重力势能、弹性势能的定义进行分析。
例1:现有四种不同情景中的物体:①在水平冰面上滑行的冰块;②悬挂在教室屋顶上的日光灯;③钟表内被卷紧的发条;④发射升空的火箭。其中,______具有动能;____具有重力势能;______具有弹性势能(选填物体序号)。

解析:动能是由于物体的运动而具有的能,故在水平冰面上滑行的冰块具有动能;重力势能是由于物体被举高而具有的能,故悬挂的日光灯具有重力势能;弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的能,故被卷紧的发条具有弹性势能;发射升空的火箭既在运动,又被举高,故它既具有动能,又具有重力势能。

答案:①④②④③

说明:重力势能具有相对性,通常是以水平地面为参考平面,认为位于水平地面的物体不具有重力势能(或重力势能为零),而位于高处或空中的物体都具有重力势能。

如何判断机械能的变化:
    判定机械能的变化时,要同时判定动能与势能的变化,看两者的总和怎样变。
例1下列事例中,物体机械能增加的是(   )
A.随直升机匀速上升的救灾物资
B.落地又弹起的皮球
C.缓缓降落的“神舟“飞船返回舱
D.上升的滚摆

解析:A中物资的动能不变,重力势能增加,所以机械能会增加;B中的皮球最终会静止在地面上,所以机械能会减小;C中返回舱的动能减小,重力势能减小,所以机械能会减小;D中的滚摆在转动过程中会与空气摩擦,有一部分机械能会转化成内能,所以机械能会减小。

答案:A
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。

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