2009年5月16日,甬台温沿海高速铁路完成了铺轨,甬台温铁路采用“

第一步:看过程

在对机械能转化的分析时,一定看清题目所要研究的是哪一个过程。因为同一物体在不同的过程中,其机械能的转化是不同的。例如这一题,如果题目是这样说的就不一样了:“乒乓球从手中下落的过程中,说出机械能转化情况。”都是乒乓球下落,但是它们所研究的不是同一个过程,因此所得出的结果也就不同了。

 

机械能转化的分析方法

 

为了能更能形象地看出研究的过程,我们可以通过画图的方式来把物体运动的过程呈现出来。从图上我们能很形象地看出,这道题所要研究的过程是从A点到E点这一过程。

第二步:分阶段

对于简单的机械能转化现象同学们都已掌握,可是对于较为复杂的现象就不会分析了。其实,任何一个复杂的过程都是由简单的过程所组成的。像例题中,就是把从A点到E点的过程分解成四个阶段:A点→B点→C点→D点→E点。

第三步:抓要素

在第二步中,已经把整个过程分成四个阶段,然后分析每一个阶段中机械能的转化情况。在分析机械能的转化时,关键是要抓住每种机械能的要素变化情况。

(1)A点→B点

在这一阶段,乒乓球由静止开始下落,高度逐渐减小,重力势能减小,运动的速度逐渐增大,动能增大,所以是重力势能转化为动能。

(2)B点→C点

在乒乓球落地的瞬间,乒乓球发生形变,乒乓球由运动变为静止,所以是动能转化为弹性势能。

(3)C点→D点

在这一阶段,乒乓球恢复原状,开始向上运动,所以是弹性势能转化为动能。

(4)D点→E点

在这一阶段,乒乓球上升,速度减慢,所以是动能转化为重力势能。

根据以上的分析,我们可以把“乒乓球从手中落到地上又弹跳起来。”出这一过程中的能量转化情况概括为重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能。

机械能还能转化成什么能?

理论上讲,我们可以将机械能转化成一切我们需要的能量,简单的列举几个:

(1)发电机:转化成电能

(2)摩擦生热:转化成热能

(3)压缩弹簧:转化成弹性势能

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。

考点名称:影响摩擦力大小的因素

摩擦力与相互摩擦的物体有关,因此物理学中对摩擦力所做出的描述不一般化,也不像对其它力那样精确。事实上,只有在忽略摩擦力的情况下人们才能引出力学中的基本定律。
摩擦力来源于两个物体接触面间的附着力,但摩擦力大小与接触面积大小几乎无关。
摩擦力内最大的区分是静摩擦力与其它摩擦力之间的区别。有人认为静摩擦力实际上不应该算作摩擦力。其它的摩擦力都与耗散有关:它使得相互摩擦的物体的相对速度降低,将机械能转化为热能并提高熵。

影响摩擦力的因素:
1、静摩擦力,其产生原因是因为物体间有相对运动的趋势。而相对运动趋势产生的原因是有外力作用,因此,产生静摩擦力的条件不仅包括接触面不光滑、有正压力,还需要有外力作用。在不超出最大静摩擦力的范围时,外力越大,静摩擦力越大。一旦超出最大静摩擦力的范围,物体便开始运动,静摩擦力变为滑动摩擦力。那么最大静摩擦力与什么有关呢?经过实验可知fmax=μN即最大静摩擦力与静摩擦因数和正压力成正比,其中静摩擦因数比动摩擦因数稍大,因为当外力等于动摩擦力时,物体受力还是平衡的,要使物体运动,就必须增大外力。
2、物体在流体中运动时,主要是受到排开流体时流体产生的阻力,但物体侧面受到流体的摩擦力也是不可忽略的。对于排开流体时所受的阻力,可采用把运动物体改造成流线型等方法来减小,也可采用相反的方法来增大。对于物体运动时侧面所受摩擦力,我们知道,物体运动时会带动附近流体随之运动,而稍远处的流体仍是静止的,这样,根据伯努利方程
“ =常量”可知,静止的流体会对物体有压力,加之物体与流体间的接触不光滑,便会产生摩擦力。而且隨着速度的增加,运动的流体的压强减小,而静止的流体压强不变,所以压强差与压力都增大,摩擦力也就增大;经过类似的分析可得隨着深度的增加,摩擦力也是增加的。

减少有害摩擦的方式:
在工程技术中人们往往通过施加润滑剂或使用轴承的方法来减少摩擦,研究这个问题的科学称为摩擦学,它是机械制造的一个分科学。

固体摩擦
两个固体面互相摩擦。假如两个固体面的材料选择不当或它们之间相互施加的压力非常大的话,那么固体摩擦就会造成磨损。在不使用润滑剂或润滑剂失效的情况下会造成固体摩擦。

混合摩擦
在润滑剂不够或运动的开始会出现混合摩擦。这时摩擦面部分地区会直接接触。混合摩擦造成的磨损比固体摩擦要小。在长时间运行的状态下应该避免混合摩擦,但往往在技术工程中混合摩擦被容忍。

液体摩擦
假如两个运动面之间有一层完整的润滑剂的话,那么它们之间的摩擦是液体摩擦,两个运动面不直接接触。虽然如此通过运动面与润滑剂的分子之间的摩擦依然会有很小的磨损。

考点名称:物理常识

物理学常用术语:
空气动力学(Aerodynamics):研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物 理化学变化等。按照相对运动的速度级别,可粗略的分为低速空气动力学和高速空气动力学。F1赛车属于前者,研究课题主要是下压力、空气阻力和扰流。

空气阻力(Aerodynamic drag):是指物体在同气体作相对运动时,所受到的阻碍力,这是由物体的形状决定的,两个常用的衡量指标是风阻系数和横截面积。

轮胎脱层(Blistering):专指轮胎由于过热导致橡胶从胎体上脱落。在高温下使用过软的轮胎,或者胎压设置 过高,亦或者赛车调校失误都可能导致这种现象。

离心力(Centrifugal force):也叫G力,用于描述重力加速度。当赛车在弯道上时,车手和赛车都将承受离心力,另外,赛车在起步和制动的时候,也将承受类似的力。

下压力(Down force):将F1赛车压在路上的力。它通过车身底部制造的低压区,以及前后翼的来获得,已保证赛车足够的抓地力。特别是在低速弯道上,以获得更高的弯道速度。一般来说,赛车在高速赛道上应采用低下压力调教,而低速多弯的赛道正好相反。

抓地力(Grip Force):抓地力,抓的力用于描述赛车粘附地面的程度,以及对弯道速度的影响。高抓地力意味着高弯道速度,影响抓地力的主要因素有空气动力学、由车身创造的下压力以及轮胎。缺乏抓地力,车身将发生滑动或者打转。

尾流(Slipstream):尾流,F1赛车在行进时赛车后方产生的低压区,进入尾流区有利于提高赛车的行进速度,F1车手经常利用这一原来来超车。

转向不足(Understeering):转向不足,是指车手在过弯时,赛车的转向角度小于车手期望的转向角度,赛车表现为车头指向弯外,车手要通过弯道,必须增加转向角度。

轮胎颗粒化(Graining):轮胎颗粒化,由于过度使用,轮胎以橡胶气泡的形式呈现出腐蚀的信号便是所谓的轮胎粒化。轮胎出现粒化后抓地力将下降。

转向过度(Oversteering):转向过度当赛车发生转向过度时,车尾向弯外甩出,赛车有失控的危险。为了通过弯道,车手必须减少转向角度。当出现极端的转向过度时,甚至需要反打方向盘。
车身底盘 (Chassis):赛车的基本架构包括悬吊系统、钢圈轮胎及其他各类车材的组合。一辆高科技F1赛车的车身底盘是由碳纤维板和其他材料合制成的,底盘非常的轻巧而且强力大耐用。  

物理学史常识:
1、胡克:英国物理学家;发现了胡克定律(F弹=kx)
2、伽利略:意大利的著名物理学家;伽利略时代的仪器、设备十分简陋,技术也比较落后,但伽利略巧妙地运用科学的推理,给出了匀变速运动的定义,导出S正比于t2并给以实验检验;推断并检验得出,无论物体轻重如何,其自由下落的快慢是相同的;通过斜面实验,推断出物体如不受外力作用将维持匀速直线运动的结论。后由牛顿归纳成惯性定律。伽利略的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。