(2)公式:P?W,P?Fv。 t(3)单位换算: 1w=1J/s。 3.机械能
(1)定义:动能和势能的统称。
①动能:物体由于运动而具有的能。运动物体的质量越大,运动速度越大,它的动能就越大。
②势能:
重力势能:举高的物体具有的能。质量越大,高度越高,它的重力势能就越大。
弹性势能:发生弹性形变的物体具有的能。物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。
(2)机械能守恒:物体的动能和势能可以相互转化,在转化的过程,如果没有摩擦阻力,机械能的总量保持不变。 4.内能:
(1)定义:物体内部大量做无规则运动的粒子的动能和势能的总和。一切物体都具有内能。
(2)影响内能大小的因素:温度、质量、物质本身、物质状态。
(3)改变物体内能的方式:做功和热传递。这两种方法对于改变物体的内能是等效的。 做功的实质是内能的转化,对物体做了多少功就有多少其他形式的能转化为内能,反之亦然。
热传递的实质是内能的转移,物体吸收热量,内能增大;放出热量,内能减少。 (4)比热容:单位质量的某种物质温度升高或降低1℃吸收或放出的热量。
单位:J/(kg·℃)。 公式:Q=cm(t2-t1)。
(5)燃料的热值:1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量。
单位:J/kg。 公式:Q=mq。
5.能量的转化与守恒
不同形式的能量可以相互转化,功是能量转化的量度。
能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体。在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。永动机是不可能制成的。
能量的转化和转移有一定的方向性。
二、简单机械
1.杠杆
(1)平衡条件: F1L1=F2L2。 (2)杠杆的三种类型:
省力杠杆:若L1 > L2,则F1 < F2,省力,但费距。 费力杠杆:若L1 < L2,则F1 > F2,费力,但省距。
等臂杠杆:若L1 = L2,则F1 = F2,既不省力,也不费力。 2.滑轮
(1)定滑轮:相当于一个等臂杠杆;不能省力,但可以改变力的方向。
(2)动滑轮:相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆;可以省一半的力(不计摩擦和滑
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轮重),但费2倍距离。
(3)滑轮组:省力且可以改变力的方向,F=1/n(G物+G动)。
3.机械效率 (1)公式:η=
W有用W总?100%,
(斜面问题中η=
GhG?100%;滑轮组中:η=?100%)。 FSnF(2)特点:机械效率总小于1,即:使用任何机械都不能省功。
(3)提高机械效率的办法:
减小机械自重,减小机件间的摩擦。
三、电功、电功率
1.电功(W/J):
(1)定义:电流通过用电器做功,表示电能转化为其它能的多少。
22
W=Pt=UIt=(U/R)t=IRt(纯电阻电路中)
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(2)单位换算:1度=1千瓦时=3.6×10 J;1马力=735w。 (3)测量工具:电能表。
2.电功率(P/W):
(1)电流在1s内所做的功,表示电流做功的快慢程度。
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P=W/t=UI=U/R=IR(纯电阻电路中) (2)单位:W。
(3)功率分为:实际功率和额定功率。
3.测小灯泡功率实验(参照伏案法测电阻实验): (1)原理:P=UI。 (2)电路图:
图2-4-1
(3)实验器材:电源、电流表、电压表、滑动变阻器、灯泡、开关、导线等。 (4)实验步骤:
①按图连接电路,开关断开,滑动变阻器阻值调至最大;
②闭合开关,调节滑动变阻器滑片P使电压表的读数为额定电压值,读出电流。反复做3次,读出不同电流值I1、I2、I3 ;
③由P=UI算出每次的电功率值P1、P2、P3,再求出平均值P=(P1+P2+P3)/3。 4.焦耳定律
(1)电流的热效应:电流通过导体时会使导体发热的现象。
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(2)焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
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(3)公式:Q= IRt。
【真题讲练】
例1.2008年6月5日19时30分,中央气象台发布了西安和香港两城市在未来24
小时内的天气预报:西安,晴,气温21℃~34℃;香港,晴,气温24℃~28℃。造成两地在同一天内气温变化差别较大的原因之一是( )
A.水的内能比泥土、砂石的内能大 B.水的比热容比泥土、砂石的比热容大 C.水的内能比泥土、砂石的内能小 D.水的比热容比泥土、砂石的比热容小 【解析】香港临海,因为水的比热容比泥土、砂石的比热容大,吸收同样的热量,温度升高的幅度小,从而可以起到减小温差的作用。 【答案】 B
例2.电冰箱是间断式工作的(即工作一段时间停止
一段时间,再工作再停止,如此循环)。某电冰箱铭牌有容积(L) 175 关参数如右表所示.在家庭电路中只有电冰箱在标定耗电功率(w) 150 量下工作时,一天实际工作 h;若电冰箱每次从启耗电量(kwh/24h) O.9 动到停止工作的时间都为12min,每消耗1kw·h电能,电 额定电压(v) 220 能表转盘转1500转,则该电冰箱每天启动 次,每工
作一次电能表转盘转 转。
【解析】 根据铭牌可知,电冰箱每天耗电0.9kwh,则一天实际工作时间
W0.9kwh6h6?60mint???6h,每天启动的次数为:??30次,每工作一次
P0.15kw12min12min电能表的转数为
12h?1500转/h?300转。 60【答案】 6,30,300
例3.如图2-4-3,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上
升了lm。已知拉绳子的力F为500N,则提升重物的过程中( ) A. 滑轮组的机械效率是60% B. 绳子自由端被拉下3 m C. 做的有用功是800 J D. 拉力F的功率是80 W
【解析】 由图可知,有2根绳子负重。则滑轮组的机械效率为 η=
W有用W总?100%=
G800N?100%=?100%=80%;绳子自由端被拉下的nF2 图2-4-3
距离S=3h=3×1m=3m;做的有用功为:W=Gh=800N×1m=800J;重物上升的速度为
v=S/t=1m/10s=0.1m/s,则绳子的速度为v’=2v=0.2m/s,则拉力F的功率为:P=Fv’=500N×0.2m/s=100w。 【答案】 C
例4.一台功率为40kw的抽水机,机械效率为60%,如果要把河水抽到5m高的地方,
则每小时抽水机做的总功是 J,其中有用功是 J,所抽水的质量是 kg。 【解析】 抽水机每小时抽水机做的总功根据公式W=Pt可得W=40000w×3600s=1.44×
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10J;有用功W有=W总×60% =1.44×10J×60%=8.64×10J;由 W有=Gh=mgh可得出所抽水的
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质量是1.728×10 kg。
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【答案】 1.44×10,8.64×10,1.728×10
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【中考演练】
一、选择题
1.1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星上天,它绕地球以椭圆轨道运行,近地点离地面高度为439km,远地点离地面高度为2384km,如图所示。则它从近地点向远地点运动时,下列说法正确的是( )
A.势能减小,动能增大 B.势能增大,动能增大 C.势能增大,动能不变 D.势能增大,动能减小 2.下列事例中,属于机械能转化为内能的是( ) A.水蒸气把壶盖顶开 B.落在手心里的雪花熔化成水 C.冬天对着手哈气,手变暖和 D.陨石坠入大气层成为流星
3.下列装置在正常工作时,可将电能转化为机械能的是( ) A.白炽灯 B.电炉 C.发电机 D.电动机
4.现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门,弹簧门在被推开后能自动关闭,以下关于弹簧门被推开后自行关闭的过程中能量转化的说法,正确的是( ) A.弹簧门的弹性势能转化为门的动能
B.门的动能转化为弹簧的弹性势能
C.门的动能转化为弹簧的弹性势能 D.弹簧的动能转化为门的势能
5.如下图所示,同一物体沿相同水平地面被滑轮或滑轮组匀速拉动,拉力分别为F甲、F乙、F丙,不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则:( )
5题图
A.F甲<F乙<F丙 么( )
B.F甲>F乙= F丙 C.F甲>F乙>F丙 D.F甲=F乙>F丙
6.由热值的定义可知,热值Q=mq,式中m是燃料的质量,Q是燃料完全燃烧放出的热量,那A.热值的大小与Q成正比 B.热值的大小与m成反比
C.热值的大小与Q、m都有关,由Q与m共同决定 D.热值的大小与Q、m都无关,由燃料的种类决定
7.一只“10V 5W”的甲灯和一只“6V 1.8W”的乙灯串联后接入电路中,两灯均能发光,比较
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它们的实际功率(不考虑灯丝电阻随温度的变化)( )
A.甲灯大些 B.乙灯大些 C.两灯一样大 D.无法确定 8.关于物体内能,下列说法中正确的是( ) A.物体的温度不变,内能一定不变 B.温度越高的物体,内能一定越大 C.物体的温度升高,内能一定增加 D.温度为0℃的物体,内能一定为零 9.下列器件中属于省力杠杆的是( )
A.坩埚钳 B.剪刀 C.筷子 D.镊子
10.小明推一辆手推车遇到障碍物,小刚过来帮着推车的轮子,要想越过障碍物。力的作用
点和方向如图所示,则小刚在推车轮子时( ) A.在A点用力最小 B.在B点用力最小 C.在C点用力最小 D.在A、C点用力相同 11.下列说法正确的是( )
A.力方向总是垂直于物体的支持面
10B.重力不随物体位置变化而变化 10题图题
C.粉笔在使用时,质量变小,重力变小 D.空中向上飘的气球没有受到重力
12.在如图所示的滚摆实验中,发现滚摆每次上升的高度逐渐减小,此过 程中能量的变化情况为( ) A.机械能增加,内能减小 C.机械能减小,内能不变
B.机械能减小,内能增加 D.机械能不变,内能增加
12题图
13.小松妈妈去百货大楼购物,自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中,她的( ) A.动能增大,势能增大,机械能增大 B.动能增大,能增大,机械能不变 C.动能不变,势能增大,机械能不变 D.动能不变,势能增大,机械能增大
14.四只相同规格的烧杯中装有水,水量及其温度如图所示,关于四只烧杯中水的内能的大小,下列判断正确的是( )
A.a烧杯中水的内能大于b烧杯中水的内能 B.c烧杯中水的内能大于d烧杯中水的内能 C.a烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能 D.d烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能 15.关于简单机械,下列说法中正确的是( )
A.定滑轮不仅能改变力的大小而且能改变力的方向 B.功率越大的机械,做功就越快
C.做功越多的机械,其机械效率就越高 D.越省力的机械,其机械效率就越高 16.下图所示的四种工具中,属于省力杠杆的是( )
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14题图