科学解题类型与方法(1).doc

九上第3章能量的转化与守恒第1节能量的相互转化一、写出以下例子的能量转化：雪崩：势能动能特技跳伞：势能动能太阳能电池板：太阳能电能 蓄电池充电 ：电能化学能 太阳能电池板给蓄电池充电：太阳能电能化学能蓄电池放电：化学能电能蓄电池为电灯供电：化学能电能热能和光能电鳗鱼放电：化学能电能摩擦生热：机械能热能脱毛衣时能听到“噼啪”声: 机械能 电能声能发电机：机械能 电能水力发电 ：水能(机械能、水的势能水的动能水轮机的动能) 电能 风力发电：风能电能核能（火力）发电 ：核能（化学能）热能机械能电能 蒸汽机：化学能热能机械能柴油机：化学能热能机械能 电动水泵抽水 ： 电能机械能 洗衣机： 电能机械能电灯：电能热能光能空调：电能机械能和热能实验：点燃的蜡烛推动小风车：化学能热能机械能火箭发射升空：化学能热能机械能 激光切割金属：光能热能电炉 ：电能热能 水壶中水蒸气将壶盖顶起：热能机械能间歇泉：地热能水的机械能地热电站：地热能机械能电能 胶片感光成像 ：光能化学能 光合作用：光能化学能萤火虫能发光: 化学能光能森林火灾：化学能热能和光能青蛙捕虫：化学能机械能和热能锯子锯木块而发烫：机械能热能氢氧化钠在水中溶解，温度升高：化学能热能硝酸铵在水中溶解，温度降低：热能化学能铁丝在氧气中燃烧：化学能热能举重：运动员的化学能杠铃的势能马拉车：化学能动能和热能马拉车匀速前进:化学能热能二、判断：储存在食物中的能称为化学能：对钩码被举高后具有的能是动能：错，是重力势能声能是一种听得到的能量：对 第2节能量转化的量度一、判断有无做功：1、不做功的几种情况：1）有力无距离（s=0）：用力举高重物后，使重物在空中不动：没有做功推车未动 没有做功2）有距离无力惯性运动（F=0）：被抛出去的小球，在光滑水平面上匀速运动：没有做功3）力和距离垂直（Fs）手提重物在水平路面上匀速移动： 没有做功沿水平路面推箱子，支持力、重力对箱子做功吗？ 不做功2、F与s不垂直：汽车在粗糙的公路上匀速行驶了一段距离： 有做功沿着斜面用力把物体拉上去： 有做功举起杠铃： 有做功降落伞竖直下落，重力有没有做功？ 有做功提着重物上楼梯 有做功例1、判断：有力有距离不一定做功 。 正确例2. 下列情况中，人有没有对皮箱做功?（1）人提着箱子站在水平匀速行使的汽车上 没有做功（2）人把箱子放在电梯上,电梯从1楼上升到10楼 没有做功（3）人提着皮箱在电梯中上升 做功例3. 小朋友从滑梯上匀速滑下，在这个过程中，下列说法正确的是（ ）A 小孩受到的重力没有做功 B 小孩受到的支持力没有做功C 小孩对滑梯的压力做了功 D 小孩受到的力都做了功答：B二、比较做功的大小：1.有两辆车,大车所受的重力是小车的2倍,用相同的水平拉力使它们在不同的水平路面上通过了相同的距离,则拉力对哪辆车的做功大？答：一样大，根据W=Fs可得。三、功率的意义：1、一台机器的功率是750W的意思：这台机器在1_（min，s）内做的功是750_(W,J) .四估算做功的大小： 大人的质量：约70千克；中学生的质量：约50千克。科学课本的质量：200克=0.2千克 1、估算做功的大小： 1）跳高运动员跳高2m时，他做功大约为100J 。 错。分析：运动员质量约为60千克，重为600N，W=Fs可算得约为1200J.2）将科学书从地上捡到桌上，做功大约1J 。 对。分析：课本质量约为200克，即0.2千克，重为2N，桌高约0.7米，做功1.4J. 3）铅球运动员将重为50N的铅球推到18m远处时，他做功大约为900J。 错。分析：运动员只在铅球还未离手时对铅球有力的作用，此时，运动员对铅球有做功，但力的大小肯定比50N大，通过的距离远远小于18m,算出的功就不是900J.铅球离手后运动员对铅球就没有力的作用了，就没有做功了。 4）某同学从一楼到二楼，做功大约150J。错。分析：同学身体的质量约为50千克，重为500N，每层楼高为3米，做功为1500J.五、P=Fv的应用：1.挖土机的挖土速度往往很慢,这是为了什么？答：获得较大的挖掘动力，根据P=Fv，当P一定时，速度v变小，就能使力F变大。六、计算平均功率时，时间的判断：1小婷跳绳时所穿鞋的总质量为0.4kg，她1min跳绳180次，假定每次双脚抬离地面的最大高度均为5cm,则每上升一次，她对鞋所做的功为多少?跳跃时若上升所用的时间占每次跳跃时间的3/10，则每上升一次，她对鞋做功的平均功率为多少?解：G=mg, W=Gh(0.2J) t=1/3s3/10=0.1s P=W/t(2W)2、吊车将10000牛重的物体在4秒钟内提升4米后，再在空中停留6秒，则该吊车提升物体时的功率是 （ ）A、 0 B、 4千瓦C、 10千瓦D、 98千瓦答：C 分析：提升物体时的时间为4秒。3、一架起重机在2分钟内将3103千克的货物匀速提高10米，接着在30秒内使货物在水平方向匀速移动8米，则起重机对货物做了_J的功，起重机的功率是_W。答：匀速提高时有做功W=Gh=mgh(294000J)；水平移动时，由于力与通过的距离成90度角，所以不做功。算功率时，时间t=150称，所以P=W/t(1960W).七、在W=Fs与P=W/t中，已知两个量之比，求第三个量之比。八、力对物体做功时，通过距离的计算：1、有一训练用的杠铃的直径是44厘米，杠铃的质量是150千克，某举重运动员把它举到17米的高度，求做的功。分析：因为杠铃原来的高度为44厘米/2=0.22米，所以举高h=1.7米0.22米=1.48米。2、一根重1000牛、粗细均匀的铁棒，长1.2米，平放在地面上，有人想把它竖立起来，则至少需做多少功？分析：因为粗细均匀的铁棒的重心在中点，把棒竖起来时，重心升高了0.6米,所以W=Gh(600J)3、木工用100牛的力拉锯，锯条从一端拉到另一端移动了50厘米，每拉一个来回，锯条平均深入木头3厘米，要把30厘米的木头锯断，他需要做功多少？分析：一个来回通过的距离为100厘米，现在共有30厘米/3厘米=10个来回，所以s=10100厘米=10米，所以W=Fs=100N10m=1000J.第3节 简单机械杠杆一、当F2L2一定时，L1越长，F1就会越小；L1最长，F1就会最小。连接支点与动力作用点：最长力臂，F1就会最小。 1、相同的杠杆，相同的，杠杆平衡时，判断力的大小：答：.2、如图弯曲的杠杆，沿哪个方向的动力是最小的？答：第二个图答：第二个图3、要将圆柱形铁桶推上台阶,向哪个方向用力最省？答：如图的F，分析：O点是支点，因为直径作为动力臂是最长的，所以动力F是最小的。4、如图，用撬棒撬石头，向哪一个方向最省力？分析：垂直杠杆向上施加动力时，支点为D，F上AD=F2CD，得F上=F2CD/AD；垂直杠杆向下施加动力时，支点为B，F下AB=F2BC，得F下=F2BC/AB；相比之下，F2不变，但动力臂ADAB，阻力臂CDBC，所以F上F下，所以F上是最省力的；5、用工具撬钉子时，向哪一个方向最省力？答：沿F3的方向。 为什么不是F2的方向呢？因为钉子就在杠杆的末端。二、力臂为0的情况：1、一根轻质杠杆，在力的作用下已经平衡，现在对杠杆再施加一个作用力，则杠杆平衡吗？答：杠杆有可能再保持平衡;分析：当这个力的作用线通过支点，力臂为0，就不起作用了。三、极端法：1、如图，杠杆的左右两端分别挂上2个与3个钩码时平衡，若两边同时减少1个钩码，则杠杆哪端下沉？答：右端下沉。分析：假设同时减少2个钩码，左边已无，而右边还有1个，故右端下沉。2、在轻质杠杆上放有两根长短不一的蜡烛，恰能水平平衡，如将两蜡烛点燃，且燃烧速度相同，则杠杆哪边上翘？答：右边上翘。分析：极端法，假设右端蜡烛全部烧完，左端还有蜡烛，所以右端上升。3、如图，两球以同样速度向支点运动，杠杆哪端下沉？如果两球以同样速度离开支点运动，杠杆哪端下沉？答：右端下沉。分析：假设左球到了支点，右球还没到支点。如果两球以同样速度离开支点运动，则刚好相反，左端下沉。四、平衡的杠杆受到新的影响时，怎样思考呢？方法是：原来已经平衡，只要考虑新的影响对杠杆平衡的影响。1、如图，杠杆的左右两端分别挂上2个与3个钩码时平衡，如果在两端同时增加1个钩码，则杠杆哪端下沉？答：左端下沉。分析：先判断哪边的力臂长。根据G2个钩码L左=G3个钩码L右，得L左L右。原来杠杆平衡，只要判断两边同时增加的那个钩码对平衡的影响，G1个钩码L左G1个钩码L右，所以左端下沉。2、如图，杠杆的左右两端分别挂上2个与3个钩码时平衡，如果F1与F2同时改变相同的倍数，杠杆平衡吗？答：杠杆平衡。分析：根据F1L1=F2L2，都乘以n倍，得nF1L1=nF2L2，还是相等，杠杆还是平衡。3、在轻质杠杆左右分别挂有质量相同的实心铜球和铝球，恰能水平平衡，如将两球浸没在水中，则哪端上翘？答：右端上翘、左端下沉。分析：根据F1L1=F2L2，mgL1=mgL2，得L1=L2 。根据V=m/,质量相等，铜铝，得V铜V铝。 根据F浮=水gV排，得F浮铜F浮铝。由于原来杠杆平衡，只要考虑浮力的影响，F浮铜L1F浮铝L2，由于浮力的方向是竖直向上的，所以右端上翘、左端下沉。4、在轻质杠杆左右分别挂有体积相同的实心铜球和铝球，恰能水平平衡，如将两球浸没在水中，则哪端上翘？答：右端上翘、左端下沉。分析：根据F1L1=F2L2，m铜gL铜=m铝gL铝，再铜VgL铜=铝VgL铝，因为铜铝，得L铜L铝。 根据F浮=水gV排，得F浮铜=F浮铝。由于原来杠杆平衡，只要考虑浮力的影响，F浮铜L铜F浮铝L铝，由于浮力的方向是竖直向上的，所以右端上翘、左端下沉。5、在轻质杠杆左右分别挂有大小不同的两个实心铜球，恰能水平平衡，如将两球浸没在水中，则哪端上翘？答：杠杆仍然平衡。分析：根据F左L左=F右L右，m左gL左=m右gL右，再铜V左gL左=铜V右gL右 。如果把铜变为水，得水V左gL左=水V右gL右 ，即F浮左L左=浮右L右 。杠杆仍平衡。6、将一根粗细质地均匀的铁丝挂在细线下，恰能水平平衡，如果将铁丝的右端对折后，哪端上翘？ 答：右端上翘、左端下沉。分析：因为右侧力臂缩短。五、均匀棒的重心在中点，不均匀棒的重心靠近粗端：1、从一端抬起重为G的水平放置的粗细均匀的钢管，至少需要用多少力？答：G/2.分析：钢管长为L，这是动力臂，重心在中点，L/2是阻力臂，所以F1=G/2.例：两个人抬重物，如果重物挂在杠杆的中点，则两人用的力相等，都为F1=G/2。2、将一根粗细不均匀重为G的圆木的粗端抬起所需要的力F粗，将细端抬起所需要的力F细 。请证明：F粗F细，并且F粗+F细=G证明：抬起粗端时，细端为支点，F粗AC=GBC，得F粗=GBC/AC；抬起细端时，粗端为支点，F细AC=GAB，得F细=GAB/AC；因为阻力G不变，动力臂AC不变，阻力臂BCAB，所以F粗F细。F粗+F细= GBC/AC + GAB/AC = G。例：两个人抬重物，如果重物挂在杠杆上离一个人近些，则这人所用的力要大些。3、将一根萝卜支起平衡，支点就是萝卜的重心。如果从支点切开，哪边重？答：左边重。分析：根据G左L左=G右L右，因为L左L右，所以G左G右4、均匀尺子伸出桌面的部分是全尺长的三分之一，求尺重。解法一：考虑整根尺的重心（这种方法方便）：重心在AB的中点，O为支点，L尺=L/2-L/3=L/6，根据G尺L尺=GL/3，代入得G尺L/6=GL/3，得G尺=2G.解法二：把尺子从支点处分开考虑（这种方法麻烦）：有两个重心，根据2G尺/3L/3=GL/3+ G尺/3L/6，得G尺=2G.5、一根长为L、粗细均匀的细木棒，一个已知质量为m的钩码，一把刻度尺，还有一些细绳和一只铅笔。只用这些器材如何测出这根细棒的质量？写出实验步骤及导出计算这根细棒的质量的表达式。 分析：如图，用绳子把钩码挂在木棒上，再用绳子把木棒挂起，调节直到木棒平衡，用刻度尺测出木棒中点到支点的距离L1、钩码所挂处到支点的距离L2.得m棒gL1=mgL2，得m棒=mL2/L1.六、杠杆的五要素的辨析：1、判断：1）阻力越大，动力一定越大;错 2）阻力臂越短，动力臂一定越长; 错3）动力臂越长，动力一定越小; 对4）动力臂和阻力臂一定是相互垂直的. 错5）杠杆可以是直的，也可以是弯的； 对6）杠杆的支点一定在杠杆上，并可在任何位置； 对7）动力臂与阻力臂之和一定等于杠杆长度。 错8）使用费（省）力杠杆可以省（费）距离; 对9）使用杠杆一定省力;错10）既省力，又省距离的杠杆是没有的. 对11）作用在杠杆上的动力和阻力一定方向相反 错12）力臂一定在杠杆上 错13）力臂是支点到力的作用点的距离14）力臂和力的作用线垂直。 对15)当力的作用线通过支点时，力臂最大 错16）杠杆的支点一定在动力作用点和阻力作用点之间. 错17）作用在杠杆上的动力和阻力是相对而言的. 对 七、杠杆的分类：根据F1L1=F2L2和使用机械不省功W=Fs,分析如下：1、当L1L2时，就有F1F2（省力杠杆），s1s2(费距离)。2、当L1L2时，就有F1F2（费力杠杆），s1s2(省距离)。3、当L1 = L2（等臂杠杆）时，就有F1 = F2 ，s1 = s2 。综上所述，L、F、s的大小关系：L1:L2=s1:s2例：用一动力臂是阻力臂5倍的杠杆，用60N的力，把240N的重物举高0.2m，则对重物做功_，则动力做功_ 机械效率为_解：48J，60J，80%.为什么F1L1F2L2呢？因为要克服额外阻力做额外功。但是相似比不会因额外阻力而改变。L1:L2=s1:s2=5.得s1=50.2m=1m.再由W=Fs求出。举例：费力杠杆：火钳、筷子、镊子、船桨、铲子、脚部杠杆、钓鱼杆、缝纫机踏板、前臂举例：省力杠杆：道钉撬、铡刀、独轮车、铁锤拔钉、汽车刹车踏板、自行车手刹八、杆秤：限定秤砣在提扭外面这种情况，1、杆秤测的是什么物理量？答：质量。分析：根据F物L物=F砣L砣，代入m物gL物=m砣gL砣，约分得m物L物=m砣L砣，得m物=m砣L砣/L物，即测的是质量。杆秤上标的刻度也是质量的单位。2、秤砣变重，那么测量值比真实值偏小、真实值比测量值偏大。对卖家不利。 分析：根据F1L1=F2L2，而F2L2不变，秤砣变重即F1变大，那么L1就变小，所对应的刻度值就比真实值偏小。例：秤砣粘上一块重物（或秤砣生锈）后，实际为1千克的货物，测量值是小于1千克的；若测量值为1千克时，实际货物的质量是大于1千克的。对卖家不利。3、秤砣变轻，那么测量值比真实值偏大、真实值比测量值偏小。对卖家有利。 分析：根据F1L1=F2L2，而F2L2不变，秤砣变轻即F1变小，那么L1就变大，所对应的刻度值就比真实值偏大。例：秤砣砸掉一块（或秤砣磨损）后，实际为1千克的货物，测量值是大于1千克的；若测量值为1千克时，实际货物的质量是小于1千克的。对卖家有利。例：如果一个用杆秤卖水果的奸商，他要坑害消费者，常用的方法是：A、换重些的秤砣;B、把秤砣砸掉一块;C、给秤杆上重新刻上刻度;D、把挂钩的位置换换.4、为什么秤杆的刻度是均匀的？分析 ：根据F1L1=F2L2，把重物的重力作为F2，秤砣的重力为F1，则重物重力的力臂L2与秤砣的重力F1是不变的，因此，秤砣重力的力臂L1跟重物的重力F2成正比。5、案秤：是不等臂杠杆6、为什么用杆秤靠后的提扭B比靠前的提扭C的最大测量值要大？分析：因为用同一秤砣，秤砣挂在末端. 根据F物L物=F砣L砣，代入m物gL物=m砣gL砣，约分得m物L物=m砣L砣，得m物=m砣L砣/L物，用提扭B时，L砣更大、L物更小，所以m物更大。九、剪刀：1、一把剪刀中有2根杠杆。2、剪刀可以是1）省力杠杆：L1L2，剪指甲的剪刀，剪钢筋的钳子 2）费力杠杆：L1L2，优点是省距离，如理发、裁缝用的剪刀、枝剪 例、右图是一把家用普通剪刀，使用它来剪物体时： A、一定省力; B、一定费力;C、既不省力也不费力; D、都有可能答：D，就看L1与L2之间的关系，如果L1=L2就会既不省力也不费力。3、剪指甲的剪刀：由三个杠杆ABC、OBD和OEF组成: 1）杠杆ABC：支点为C，人施加了动力F1、杠杆OBD施加了阻力F2，显然L1大于L2，是省力杠杆.2）杠杆OBD：支点为O，杠杆ABC施加了动力F1，指甲施加了阻力F2，显然L1小于L2，是费力杠杆3）杠杆OEF：支点为O，金属CE施加了动力F1，指甲施加了阻力F2，显然L1小于L2，是费力杠杆十、开瓶盖的起子：两种用法1、动力方向向上：支点在末端，动力臂最长，最省力。2、支点不是在最末端，动力臂不是最长。十一、脚踩式垃圾桶： 有两个什么杠杆？十二、为了更加省力：1、增长动力臂L1：1）拧生锈的螺丝时，常在扳手的柄上套一节管子。目的：增长动力臂L1，从而使F1更小。2）扶正被风吹倒的树木, 最合适的是A、绳直接系在A点； B、绳直接系在B点； C、在A点垫上橡皮，再系上绳； D、在B点垫上橡皮,再系上绳。答：C。分析：如图，绳系在A处，动力臂更长，动力F1更小。垫上橡皮是为了保护树皮。 2、缩短阻力臂L2：1）使用剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O靠近。2）如图，哪种搬法最不易受伤？答：C，分析：因为人的脚是支点，C中阻力臂L2最短，不易受伤。十三、在杠杆转动过程中，力与力臂发生的变化：1、吊桥：在拉起吊桥时，F2是不变的，L2一直变小的，所以F2L2是变小的，根据F1L1=F2L2可得，F1L1也是变小的。当拉到绳子跟杠杆垂直时，L1达到最大，所以L1是先变大后变小。F1变小。2、人的前臂：当曲肘将手中重物举起时，F2是不变的，L2一直变小的，所以F2L2是变小的，根据F1L1=F2L2可得，F1L1也是变小的。L1基本不变，F1变小。例：如图所示是手负重（指能承受的最大物重）示意图，当手臂按图示方向伸展时，下列图象能表示负重大小与手臂伸展程度大致关系的是 ( )答：B。分析：肱二头肌的最大力F1是不变的，L1基本不变，把前臂伸展开时，L2变大，所以能承受的F2是变小的。3、将杠杆的一端抬起：1）如果动力F1方向竖直向上：根据F1L1=F2L2，则F1 = F2L2 / L1，而F2是不变的。随着杠杆的抬升，L2与L1都变小。但是，根据如图两个三角形相似，L2/L1=OB/OA，这个比值不会随着杠杆的抬升而变化。所以F1随着杠杆的抬升是不变的。2）如果动力F1方向始终跟棒OA垂直：根据F1L1=F2L2，则F1