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下图是专家为我国举办2008年奥运会设计的具有中国传统文化色彩的部分体育场馆的图标,它借鉴象形文字的设计方法把每一项奥运竞技运动形象的表达出来,既准确传神又充满东方文-物理

[db:作者]  2020-05-30 00:00:00  零零社区

题文

下图是专家为我国举办2008年奥运会设计的具有中国传统文化色彩的部分体育场馆的图标,它借鉴象形文字的设计方法把每一项奥运竞技运动形象的表达出来,既准确传神又充满东方文明古国的韵味.请从中挑选两项你熟悉的运动,指出该项运动的名称及它所包含的物理知识.

题型:问答题  难度:中档

答案

答:(任意选择两个项目)
①举重运动员在举起杠铃的过程中,对杠铃做功.
②排球运动中,力可以改变排球的运动状态.
③跑步运动是比较物体运动快慢的.
④射击过程中,弹性势能转化为动能.
⑤游泳时是利用物体间力的作用是相互的.
⑥自行车比赛的比较物体运动快慢的.
⑦跳水运动员下降时,重力势能转化为动能.
⑧网球比赛时力可以改变物体的运动状态.
⑨足球比赛时力可以改变物体的运动状态.

据专家权威分析,试题“下图是专家为我国举办2008年奥运会设计的具有中国传统文化色彩的..”主要考查你对  功的概念,机械能转化与守恒,力的作用效果  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

功的概念机械能转化与守恒力的作用效果

考点名称:功的概念

  • 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

考点名称:机械能转化与守恒

  • 机械能定义:
    动能与势能之和称为机械能。

    机械能守恒:
    动能与势能之间是可以相互转化的,即动能可以转化成势能,势能也可以转化成动能。在只有动能与势能转化的过程中,机械能的总量保持不变。如图:卫星绕地球转动时,由于太空是真空,动能和势能相互转化,机械能不变。

    规律总结:在只有重力、引力、弹力做功时,机械能是守恒的,其他力做功,机械能不守恒。

  • 机械能间的转化:
    (1)动能和重力势能可以相互转化。
    ①动能转化为重力势能的标志是速度减小,所处的高度增加;
    ②重力势能转化为动能的标志是所处的高度减小,速度增大。

    (2)动能和弹性势能可以相互转化。
    ①动能转化为弹性势能的标志是速度减小,形变增大;
    ②弹性势能转化为动能的标志是动能增大,形变减小;
    ③动能和弹性势能的相互转化可以发生在同一物体上,也可以发生在不同物体之间。

    (3)在动能和势能相互转化的过程中,若没有能量损失(如克服阻力)或其他形式的能量的补充,机械能的总和保持不变,机械能守恒。

    (4)机械能也可以转化为其他形式的能量。

  • 对能量转化的理解:
    (1)分析某个物体在物理变化的过程中机械能的大小发生改变与否时,应全面考虑。即同时考虑动能、重力势能、弹性势能的变化情况。

    (2)物体储存能量时,物体具有做功的本领,物体损失能量时,就说物体正在做功。

    (3)物体对外界做功时,物体的能量减小。

    (4)外界对物体做功时,物体的能量增加。

  • 滚摆:
        滚摆又称麦克斯韦摆,它是在学习机械能时,常用来演示重力势能和动能之间相互转化的仪器,如图。

        做滚摆实验时,先调整悬绳,使摆轮处于水平最低位置,然后转动摆轮,使悬绳均匀地绕在摆轮的轴上,直至摆轮上升到悬绳的最上部,并且保持摆轮的轴与水平地面平行。此时,摆轮具有一定的重力势能,而动能为零。当由静止释放摆轮,在重力和悬绳拉力的共同作用下,摆轮边旋转,边下降,摆轮的重力势能不断减少,转化成摆轮的动能。当悬线全部伸开时,摆轮的重力势能不再减少,摆轮的动能达到最大值。由于惯性,摆轮继续旋转,摆轮轴又开始把绳绕在轴上,使摆轮开始上升,随着重力势能的增加,动能不断减少,动能转化为势能。直到上升到开始位置,摆轮停止转动,停止上升。接着又开始新的一轮下降、上升…… 实际上,摆轮每次下降后再上升都不会上升到前一次的高度,这是摩擦力、空气阻力等作用的结果,使一部分机械能转化为内能。

    水能及其利用:
        水能及其利用流动的水具有动能,高处的水具有势能,水所具有的机械能统称水能。
        瀑布的水向下流时(如图),它会以极大的力量冲击瀑布下的岩石,并且以很大的速度冲刷土壤。

          数千年前,人们已知道利用流水的能量来转动水车,汲水灌溉。自从19世纪末德国建成世界上第一座水电站以来,水力发电就成了水能利用的主要形式。当上游的水冲击水轮机的叶片时,就把大部分动能传递给水轮机,使水轮机转动起来,由此带动发电机发电。
          为了增加水的机械能,必须修筑拦河大坝来提高河流上游的水位。如图是水力发电站的原理图。

考点名称:力的作用效果

  • 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。



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