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关于自行车的初中物理题
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关于自行车的初中物理题
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动能和势能导学案_0.doc 24页
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动能和势能导学案_0
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动能和势能导学案
学习目标：1.通过实例分析，认识到运动的物体能做功，具有动能。
2.通过探究，知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关，并能解释简单的现象。
3.能够运用“控制变量法”进行实验设计，养成在实验中认真观察、勤于思考的习惯。
学习重点：1．能量的概念
2．动能及动能大小与哪些因素有关
3. 重力势能、弹性势能、 重力势能与什么因素有关
学习难点：探究动能大小与哪些因素有关
一、导学：明确学习目标：阅读课本P67,并填写下列空格:
一个物体如果具有了对别的物体的本领，我们就说这个物体具有能量，或者说
2. 一个物体具有的能越多，那么这个物体对别的物体做功本领就
3. 物体由于运动而具有的能，叫
都有关系，物体的
越快，这个物体的动能就越
二、交流：合作探求新知
列举实例指出：
一个物体如果能够对另一个物体做功，这个物体具有
一个物体能够做功越多，具有的能量
、展示视频：风吹动风车、水流冲击水轮机发电。
演示实验：玩具手枪射出的子弹推动泡沫塑料块实验。完成并讨论、交流下面问题：
流动的风、水流、射出的子弹
能量，因为
，它们的共同特点是
归纳总结：物体由于而具有的能量，叫做动能。
、探究“动能的大小与什么因素有关”按照课本装置完成实验 讨论、交流下面问题：
1.实验中是通过观察什么来反映小球的动能的大小的?
2.实实验中是怎样探究动能与速度的关系的?
3.验中是怎样探究动能与质量的关系的?
4.这个实验是用什么方法探究的?
实验结论归纳总结：①哪一次小球的动能大？为什么？
②影响动能大小的因素有和 。质量相同的小球，
越大，它的动能
；速度相同的小球，
越大，它的动能
列举生活中的事例说明上述结论。
三、 检测：强化变式训练
1.判定下列物体是否具有动能，假如没有，说明原因．
①在水平地面上滚动的铅球：___________； ②悬挂在室内的电灯：____________；
③玩具汽车中被卷紧的发条：_____________； ④空中下落的皮球
⑤在空中飞行的波音747客机：
；⑥静止在水平轨道上的列车： ________．
⑦高速升空的火箭
⑧被拉弯的钢板尺
2．洒水车沿街道匀速行驶，将水洒向路面，在此过程中它的动能将__________，这是因为____________________________________。
3.下面关于能的说法正确的是
A．只有正在做功的物体才具有能量；
B．具有能的物体都在做功；
C．不做功的物体就不具有能；
D．能够做功的物体，它一定具有能；
4．以同样速度行驶的载重汽车和小轿车，它们的动能相比
A．载重汽车的动能大
B．小轿车的动能较大
C．它们的动能一样大
D．无法比较
5．如图是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的装置．让同一小车从斜面上不同的高度由静止开始运动，碰到同一位置的相同木块上．目的是探究小车动能的大小与
的关系；若小车推动木块移动的距离越大，说明小车对木块
越多，从而判断小车的动能越
；若水平面绝对光滑，本实验将
达到探究目的，
四、延伸：评价拓展提升
如图所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，碰到同一木块上。乙是探究“阻力对运动物体的影响”的实验装置，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动，请回答下列问题：
甲、乙两组实验，采用了探究实验中常用的实验方法是 。
甲实验中，通过观察
可以判断钢球动能的大小。
由乙实验可以推理得出，如果运动的小车在水平面上不受力时，它会。
课堂小结：通过本课的学习你有什么收获和疑问？
《动能和势能》导学案
一、导学：明确学习目标：阅读课本P69, 并填写下列空格:
1. 物体由于_______
正在加载中，请稍后...当前位置：
＞＞＞请你举出两个把“动能和势能的转化”的知识应用在生活中的例子：（1）..
请你举出两个把“动能和势能的转化”的知识应用在生活中的例子：（1）______；（2）______．
题型：填空题难度：偏易来源：不详
动能与势能相互转化的例子很多，比如：①骑自行车下坡时，自行车与人所处高度减小，重力势能减小；速度增加，动能增加，重力势能转化为动能．所以不用蹬车也可以加快速度．②将钟表的发条拧紧后，发条因发生弹性形变而具有弹性势能．发条在恢复的过程中，可以带动齿轮转动，将弹性势能转化为齿轮的动能．故答案为：（1）骑自行车下坡，不用蹬车也可以加快速度；（2）将钟表的发条拧得紧些，它可以走的时间长些．
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据魔方格专家权威分析，试题“请你举出两个把“动能和势能的转化”的知识应用在生活中的例子：（1）..”主要考查你对&&动能和势能的应用，机械能转化与守恒&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
现在没空？点击收藏，以后再看。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
动能和势能的应用机械能转化与守恒
动能和势能的应用：（1）水轮发电机，将水下落的重力势能转化成轮子的动能，从而带动线圈在磁场中转动，产生感应电流，通过导线传出去，完成发电 （2）撑杆跳，将助跑时的动能装化成重力势能，使人升高（3）秋千，是动能和重力势能互相转化的结果机械能定义：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。
发现相似题
与“请你举出两个把“动能和势能的转化”的知识应用在生活中的例子：（1）..”考查相似的试题有：
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动能与势能的转换 骑自行车的人在上坡前,往往要用力蹬几下,试用能量转换的观点来说明这样做的好处
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人对自行车做功,转化为自行车的动能,自行车的动能再转化为其重力势能
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机械毕业设计（论文）-中轴后移式无链条自行车传动系统设计.doc
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文档介绍：
车者的重量,脚踏板通过传动的四杆机构驱车向前。由于骑者的脚步可以与脚踏板完全接触避免了骑者在蹬踏的过程中的不适。
四杆机构模块:通过时杆机构代替原本的齿轮链条连接使其传动过程更加平稳,传动比更加精确,同时四杆机构减轻了其自行车的重量。
飞轮:其作用有两个,一是当骑车者用力蹬踏脚踏板时,飞轮能将踏力传到后轴身上,推动全车前进;另一个作用是在行驶途中当骑车者不踏动脚踏板时,自行车因受惯性影响,仍继续前进,但飞轮外套并不随着后轴身转动,脚踏板也不会随之运动,可是骑车者获得休息机会,和便于上下车。
前、后轮模块:前后轮总称车轮,一个作用是承受自行车本身和骑车者的全部重量,另一个作用是车轮旋转推动自行车前进及转向,因此必须巨涌足够的强度,一面在行驶中受到振动发生折断,同时要求车轮必须圆正,可保持在旋转时平稳,此外车轮结构要有适当的弹性,以增强避振性,提高骑车者的舒适性。
齿轮传动模块:是自行车传动系统的一部分,实现把四杆机构得力传到后轮。
刹车模块:骑者可以随时操纵车闸,使行驶的自行车减速、始、停,以确保行车安全。是保证骑行安全的关键部件,有普通闸、钳形闸、触闸、抱闸、涨闸、脚闸、盘闸等多种结构形式,但不管何种结构,都要保证达到制动性能的要求。
2.1自行车上的物理知识
(1).测量中的运用
在测量跑到的长度时,可运用自行车。如普通车轮的直径是0.3米。那么转过一圈长度为直径乘圆周率,即约94.2毫米,然后,让车沿这跑道滚动,记下滚动的圈数n则跑道长为94.2n毫米。自行车的速度约为(2~3)m/s。
(2).力和运动的运用
减小与增大摩擦。车的前轴,后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦,人们常在这些部位加润滑剂。多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎,车的把手的塑料套,脚踏板,闸把套等。变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时,车轮不再滚动,而在地面上滑动,摩擦大大增加了,故车可以迅速停驶。而在刹车的同时,手用力握紧闸把,增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。
(3).压强知识的运用
自行车车胎上刻有载重量。如车载重过量,则车胎受到压强太大而被压破。
(a) 一般情况下,充足气的自行车前、后轮胎着地总面积大约为S=40,当成年人骑自行车前进时,自行车对地面的最大压力大约为F=(N)=2200N,可以计算出自行车对地面的压强约为P=5.5×。
(b)自行车的车座较宽大,可以增大人与车座的接触面积,减小对人的压强,人骑座时感到舒服。
(c)在车轴拧螺母处要加一个垫圈,来增大受力面积,以减小压强。
(d)自行车的脚踏板做得扁而平,来增大受力面积,以减小它对脚的压强。
(e)自行车的内胎要充够足量的气体,在气体的体积、温度一定时,气体的质量越大,压强越大。
(4) .简单机械知识的运用
自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆,可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离,还使用了轮轴::脚踏板与齿轮;后轮与飞轮及龙、转轴等。
(5) .功和机械能的知识的运用
(a)根据功的原理:省力必定费距离。因此人们在上坡时,常骑“s”形路线就是这个道理
(b) 动能和重力势能的互相转化。如汽车上坡前,人们要加紧蹬几下,就容易上去些,这里是动能转化为势能。而骑车下坡,不用蹬,车速也越来越快,此为势能转化为动能。
(c) 整体上自行车是费力机械,一般为省距离才骑自行车。顶风骑车比顶风行走艰难,就是因为骑车费的力被“放大”了。
(6).惯性定律的运用
快速行驶的自行车,如果突然把前轮刹住,后轮会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动,但车上的人和后轮没有受到阻力,根据惯性定律,人和后轮要保持继续向前的运动状态。所以切记下坡或高速行驶时,不能单独用自行车的前闸刹车,否则会出现翻车事故。
(7).惯性方面
(a)当人骑自行车前进时,停止蹬自行车后,自行车仍然前进,是由于它具有惯性。
(b)当人骑自行车前进时,若紧急刹车,一般情况下要先捏紧后刹车,然后再捏紧前刹车,或者前后一起捏紧,这样做是为了防止人由于惯性而向前飞出去。
(8) .能量转化方面
(a)当人骑自行车下坡时,速度越来越快,是由于下坡时人和自行车的重力势能转化为人和自行车的动能。
(b)当人骑自行车上坡之前要紧蹬几下,目的是增大速度,来增大人和自行车的动能,这样上坡时动能转化为重力势能,能上得更高一些。
(c)自行车的车支架上挂有一个弹簧,在它弹起时,弹簧的弹性势能转化为动能,车支架自动弹起。
2.2 刹车中的物理原理
在骑自行车的过程中,我们常常要用到刹车。刹车时,刹皮与车圈间的摩擦力,会阻碍后轮的转动。手的压力越大,刹皮对车圈的压力就越大,产生的摩擦力也就越大,后轮就转动的越慢。如果完全刹死,这时后轮与地面之间的摩擦就变为滑动摩擦力(原来为滚动摩擦,方向向前),方向向后,阻碍了自行车的运动,因此就停下来了。前剎片是利用摩擦力使车轮减速,同时在接地点产生向后的摩擦力来使车体减速。以前轮夹式剎车和传统后轮轴心的盘式剎车来比较,对同样大小的剎车压力而言,前者因力臂较长,会比后者有较大的力矩,效果较佳。
我们的实验过程如下:
首先,我们选取了一块水平路面,并在地上画一根线作为记号。实验时我们让自行车在通过这根线时开始刹车。通过测量自行车的刹车痕迹来判断不同情况下的刹车状况。
①第一组我们模拟的是不按刹车的情景。实验中,我们可以看到实验者骑自行车经过这根线时没有按下刹车,由于自行车具有初速度,所以会因为惯性继续向前运动。此时,自行车又受到地面滚动摩擦力的影响,在行驶了一段距离后,速度逐渐减慢,直至停止。
②第二组我们模拟的是按前刹车的情景。实验中,我们可以看到实验者骑自行车经过这根线时按下前刹车,由于前轮为从动轮,两轮会同时被卡住。此时,两轮受到的摩擦力由滚动摩擦变为滑动摩擦,在很短的时间内停下来。
③第三组我们模拟的是按后刹车的情景。实验中,我们可以看到实验者骑自行车经过这根线时按下后刹车,由于后轮为驱动轮,所以只有后轮会被卡住。此时,后轮受到滑动摩擦力,而前轮受到滚动摩擦力,自行车仍能在很短时间内停下来。
在实验过程中,我们又发现,当人骑自行车前进时,若遇到紧急情况,一般情况下要先捏紧后刹车,然后再捏紧前刹车,或者前后一起捏紧,这样做是为了防止人由于惯性而向前飞出去.否则后轮会跳起来。这就提醒我们在下坡或高速行驶时,切记不能单独用自行车的前闸刹车,否则会出现翻车事故。
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