& 验证牛顿第二运动定律知识点 & “当物体从高空下落时，所受阻力会随物体速度...”习题详情
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当物体从高空下落时，所受阻力会随物体速度的增大而增大，因此经过下落地段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的收尾速度．研究发现，在相同环境条件下，球形物体的收尾速度仅与球的半径和质量有关．下表是某次研究的实验数据，g取10m/s2．
小球编号&A&B&C&D&E&小球的半径r（×10-2m）&0.一&0.一&1.一&2&2.一&小球的质量m（×10-3kg）&2&一&4一&40&100&小球的收尾速度v（m/s）&16&40&40&20&32&（1）据表中的数据可以求出B球与C球在达到终极速度时所受阻力之比为f1：f2=1：9&．（2）根据表中的数据，可归纳出球型物体所受阻力f与球的速度大小及球的半径的关系为（写出有关字母表达式）kvr2&，并可求出式中比例系数的数值和单位为一0Ns/m3&．（3）现将C号和D号小球用轻质细线连接，若8们在下落时所受阻力与单独下落时的规律相同，让8们同时从足够高的同地高度下落，则8们的收尾速度大小为v=27.2&m/s，并可判断出C&球先落地．
本题难度：一般
题型：填空题&|&来源：网络
分析与解答
习题“当物体从高空下落时，所受阻力会随物体速度的增大而增大，因此经过下落地段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的收尾速度．研究发现，在相同环境条件下，球形物体的收尾速度仅与球的半径和质量有关．下表是某次研究的实...”的分析与解答如下所示：
（1）小球达到收尾速度时，小球做匀速直线运动，阻力与重力二力平衡．由平衡条件得即可求出B球与C球在达到终极速度时所受阻力之比．（2）由小球A、B、C、E的实验数据，归纳出小球收尾速度和小球质量、小球半径的定量关系：v=2mr2．（3）将C号和D号小球用细线连接后，求出它们的收尾速度，判断下落的先后顺序．
解：（1）球在达到终极速度时为平衡状态，有&&&&&&& f=mg&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&①则　　　ft：fC=mt：mC&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&②代入数据得　　　　ft：fC=1：9&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&③（2）由表中A、t球的有关数据可得，阻力与速度成正比；即f∝v&& &④由表中t、C球有关数据可得，阻力与球的半径的平方成正比，即f∝22 ⑤得　　　　　　　　　　f=kv22 ⑥将E组数据代入解得&& k=1的的×1的-7×1的(2.5×1的-2)2×72=5的Ns/m7&&&&&&&&&& &&&&&&&&&&&&&&⑦（7）将C号和D号小球用细线连接后，其收尾速度应满足&& mCg+mDg=fC+fD&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&⑧即　　　　mCg+mDg=kv（2C2+2D2）&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&⑨代入数据得　　v=(45+4的)×1的-7×1的((的.的15)2+(的.的2)2)×5的=27.2m/s　&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&⑩比较C号和D号小球的质量和半径，可判断C球先落地．故答案为：（1）1：9．（2）kv22，5的Ns/m7．（7）27.2，C．
从表格数据归纳出收尾速度、质量、半径的定量关系是本题的关键，也是比较困难的．
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当物体从高空下落时，所受阻力会随物体速度的增大而增大，因此经过下落地段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的收尾速度．研究发现，在相同环境条件下，球形物体的收尾速度仅与球的半径和质量有关．下表是某...
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经过分析，习题“当物体从高空下落时，所受阻力会随物体速度的增大而增大，因此经过下落地段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的收尾速度．研究发现，在相同环境条件下，球形物体的收尾速度仅与球的半径和质量有关．下表是某次研究的实...”主要考察你对“验证牛顿第二运动定律”
等考点的理解。
因为篇幅有限，只列出部分考点，详细请访问。
验证牛顿第二运动定律
与“当物体从高空下落时，所受阻力会随物体速度的增大而增大，因此经过下落地段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的收尾速度．研究发现，在相同环境条件下，球形物体的收尾速度仅与球的半径和质量有关．下表是某次研究的实...”相似的题目：
实验室给同学们提供了如下实验器材：滑轮小车、小木块、长木板、秒表、砝码、弹簧秤、直尺，要求同学们用它们来粗略验证牛顿第二定律．（1）实验中因涉及的物理量较多，须采用控制变量的方法来完成该实验，即：先保持&&&&不变，验证物体&&&&越小加速度越大；再保持&&&&不变，验证物体&&&&越大，加速度越大．（2）某同学的做法是：将长木板的一端放在小木块上构成一斜面，用小木块改变斜面的倾角，保持滑轮小车的质量不变，让小车沿不同倾角的斜面由顶端无初速释放，用秒表记录小车滑到斜面底端的时间．试回答下列问题：①改变斜面倾角的目的是：&&&&；②用秒表记录小车下滑相同距离（从斜面顶端到底端）所花的时间，而不是记录下滑相同时间所对应的下滑距离，这样做的好处是：&&&&．（3）如果要较准确地验证牛顿第二定律，则需利用打点计时器来记录滑轮小车的运动情况．某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7个记数点（图中每相邻两个记数点间还有4个打点计时器打下的点未画出），打点计时器接的是50Hz的低压交流电源．他将一把毫米刻度尺放在纸上，其零刻度和记数点O对齐．①（3分）下表是某同学从刻度尺上直接读取数据的记录表，其中最后两栏他未完成，请你帮他完成．线段OA………数据（cm）…………②由以上数据可计算出打点计时器在打A．B．C．D．E各点时物体的瞬时速度，其中打E点时的速度vE是&&&&m/s（取三位有效数字）．③如某同学已求得A、B、C、D四点的瞬时速度分别为0.076m/s、0.119m/s、0.162m/s、0.204m/s．试根据以上数据和你求得的E点速度在下面所给的坐标中，作出v-t图象．要求标明坐标及其单位，坐标的标度值（即以多少小格为一个单位）大小要取得合适，使作图和读数方便，并尽量充分利用坐标纸．从图象中求得物体的加速度a=&&&&m/s2（取两位有效数字）．&&&&
某同学在探究牛顿第二定律的实验中，在物体所受合外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示．实验次数物体质量m（kg）物体的加速度a（m/s2）物体质量的倒数1/m（1/kg）10.200.785.....00（1）根据表中的数据，在图中所示的坐标中描出相应的实验数据点，并作出a-m图象和a-1/m图象．（2）由a-m图象，你得出的结论为&&&&；由a-1/m图象，你得出的结论为&&&&．（3）物体受到的合力大约为&&&&．（结果保留两位有效数字）&&&&
甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验，装置如图1所示．①两位同学用砝码盘（连同砝码）的重力作为小车（对象）受到的合外力，需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响．他们将长木板的一端适当垫高，在不挂砝码盘的情况下，小车能够自由地做&&&&运动．另外，还应满足砝码盘（连同砝码）的质量m&&&&小车的质量M．（填“远小于”、“远大于”或“近似等于”）接下来，甲同学研究：在保持小车的质量不变的条件下，其加速度与其受到的牵引力的关系；乙同学研究：在保持受到的牵引力不变的条件下，小车的加速度与其质量的关系．②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量，就能得出小车的加速度a．图2是某次实验所打出的一条纸带，在纸带上标出了5个计数点，在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出，图中数据的单位是cm．实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流．根据以上数据，可以算出小车的加速度a=&&&&m/s2．（结果保留三位有效数字）③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M，得到小车的加速度a与质量M的数据，画出a～图线后，发现：当较大时，图线发生弯曲．于是，该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正，避免了图线的末端发生弯曲的现象．那么，该同学的修正方案可能是&&&&A．改画a与的关系图线&&&&&&B．改画a与（M+m）的关系图线C．改画&a与的关系图线&&&&&&&&&D．改画a与的关系图线．
“当物体从高空下落时，所受阻力会随物体速度...”的最新评论
该知识点好题
1用如图1所示的实验装置，验证牛顿第二定律．图中l为砂桶和砂，B为定滑轮，C为小车及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池、电压为6V，G是电键，（1）下列说法中正确的是&&&&；l．平衡摩擦力时，应将砂桶和砂通过定滑轮拴在小车上B．砂桶和砂的质量要远小于小车的总质量C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D．应先接通电源再释放小车（的）请指出图中的三处错误：①&&&&；②&&&&；③&&&&；（3）如图的为某同学根据测量数据作出的l-F图线，说明实验存在的问题是&&&&；（4）图3是某次实验中得到的一条纸带，则小车的加速度是&&&&m/s的；（计算结果保留三位有效数字）
2在“验证牛顿运动定律”的实验中，在研究加速度a与小车的质量M的关系时，由于没有注意始终满足M>>m的条件，结果得到的图象应是下图中的&&&&A、B、C、D、
3在“验证牛顿第二定律”的实验中，实验装置如图甲所示．有一位同学通过实验测量作出了图乙中的A图线，另一位同学实验测出了如图丙中的B图线．试分析①A图线不通过坐标原点的原因是&&&&；　②A图线上部弯曲的原因是&&&&；③B图线在纵轴上有截距的原因是&&&&．
该知识点易错题
1用图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律的实验中：（1）某同学通过实验得到如图（b）所示的a-F图象，造成图线不过原点的原因是：在平衡摩擦力时木板与水平桌面间的倾角&&&&（填“偏大”或“偏小”）．（如）该同学在平衡摩擦力后进行实验，小车在运动过程中实际所受的拉力&&&&砝码和盘的总重力（填“大于”、“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足M&&&&m的条件．
2实验课上，同学们利用如图s所示的实验装置“验证牛顿第二定律”．实验中认为细绳对小车拉力F等于钩码的重力，小运动加速度s可用纸带上点求得：（1）图b为某次实验得到的纸带，其中每两个计数点之间有四个打点没有画出，已知打点计时器的打点周期是0.02．根据纸带可求出小车的加速度大小为&&&&m/六2（保留二位有效数字）（2）0列说法正确的是&&&&s．本实验小车质量应远大于钩码的质量B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力C．实验时应先释放小车后再接通电源D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作出s-M图象才好判断（M为小车总质量）（3）实验时，某同学由于疏忽，遗漏十平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的s-F图象，可能是图C中的图线&&&&．（选填“甲”、“乙”、“丙”）
3用如图1所示的实验装置，验证牛顿第二定律．图中l为砂桶和砂，B为定滑轮，C为小车及上面添加的砝码，D为纸带，E为电火花计时器，F为蓄电池、电压为6V，G是电键，（1）下列说法中正确的是&&&&；l．平衡摩擦力时，应将砂桶和砂通过定滑轮拴在小车上B．砂桶和砂的质量要远小于小车的总质量C．平衡摩擦力后，长木板的位置不能移动D．应先接通电源再释放小车（的）请指出图中的三处错误：①&&&&；②&&&&；③&&&&；（3）如图的为某同学根据测量数据作出的l-F图线，说明实验存在的问题是&&&&；（4）图3是某次实验中得到的一条纸带，则小车的加速度是&&&&m/s的；（计算结果保留三位有效数字）
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{[小球编号][A][B][C][D][E][][0.一][0.一][1.一][2][2.一][][2][一][4一][40][100][小球的收尾速度v（m/s）][16][40][40][20][32]}（1）据表中的数据可以求出B球与C球在达到终极速度时所受阻力之比为f1：f2=____．（2）根据表中的数据，可归纳出球型物体所受阻力f与球的速度大小及球的半径的关系为（写出有关字母表达式）____，并可求出式中比例系数的数值和单位为____．（3）现将C号和D号小球用轻质细线连接，若8们在下落时所受阻力与单独下落时的规律相同，让8们同时从足够高的同地高度下落，则8们的收尾速度大小为v=____m/s，并可判断出____球先落地．”的答案、考点梳理，并查找与习题“当物体从高空下落时，所受阻力会随物体速度的增大而增大，因此经过下落地段距离后将匀速下落，这个速度称为此物体下落的收尾速度．研究发现，在相同环境条件下，球形物体的收尾速度仅与球的半径和质量有关．下表是某次研究的实验数据，g取10m/s2．
{[小球编号][A][B][C][D][E][][0.一][0.一][1.一][2][2.一][][2][一][4一][40][100][小球的收尾速度v（m/s）][16][40][40][20][32]}（1）据表中的数据可以求出B球与C球在达到终极速度时所受阻力之比为f1：f2=____．（2）根据表中的数据，可归纳出球型物体所受阻力f与球的速度大小及球的半径的关系为（写出有关字母表达式）____，并可求出式中比例系数的数值和单位为____．（3）现将C号和D号小球用轻质细线连接，若8们在下落时所受阻力与单独下落时的规律相同，让8们同时从足够高的同地高度下落，则8们的收尾速度大小为v=____m/s，并可判断出____球先落地．”相似的习题。扫二维码下载作业帮
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把下列句子组合成语意连贯的一段话。（只填序号）&&&&①在南坡，带状分布的原始云杉林海连绵不断，棵棵巨杉像一把把利剑，直插云天。&&&&②在北坡五花甸草原上，你可以看见新疆细毛羊群和奔驰的伊犁马群。&&&③在遮天蔽日的杉林下，马鹿、狍鹿、棕熊、雪豹等野生动物出没其间。&&&&④吃完早饭后，继续南下，就进入喀什河和巩乃斯河的草原带和森林带。&&&&⑤各种森林鸟类，鸣声不断。正确顺序：_________________________
黎越践踏496
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④②①③⑤
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2014年 海淀一模(第1-2题)
自然环境中的物质处于不断的循环运动中，图中序号代表碳循环的过程。读图，回答下面两题。
A.①开采矿产来自岩石圈，对水圈无影响
B.②排放的气体是破坏臭氧层的主要物质
C.③可降低温室气体浓度，减弱温室效应
D.④需要在变质或者重熔再生作用下进行
2、若大气中CO2浓度增加，则（
A.太阳活动对地球的影响减弱
B.大气对地面辐射的吸收增强
C.石灰岩地貌的侵蚀作用变缓
D.亚寒带针叶林向较低纬扩展
【正确答案】
【答案详解】
1、图中③过程是绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳放出氧气，会减弱温室效应。开采矿产会影响地表和地下水循环；二氧化碳对臭氧层基本无影响；动植物遗体通过沉积作用变为煤炭和石油，没有重熔再生过程。2、&二氧化碳能强烈吸收地面辐射，大气中二氧化碳增加会使大气升温。二氧化碳的参与是石灰岩发生溶蚀作用的条件，故二氧化碳浓度增加会使石灰岩地貌的侵蚀作用加强；温室效应导致全球变暖，会使亚寒带针叶林向高纬度扩展。
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&p&2.把正确选项的序号写在括号内&/p& &p&(1)为了使图5-2中开关闭合时电阻中有电流通过.开关断开时没有电流通过.以下连接方式能达到目的的是&/p& &p&&img src=&/pic4/img2/2/387/0jiajiao 0.files/image001.gif&&&/p& &p&图5-2&/p& &p&A.1接4.3接5.2接6&/p& &p&B.1接3.4接5.2接6&/p& &p&C.1接6.2接3.4接5&/p& &p&D.1接5.2接6.3接4&/p& &p&(2)为了使图5-2中开关闭合时有电流从接线柱5经电阻流至接线柱6.开关断开时电阻中没有电流.以下连接方式中能达到该目的的是&/p& &p&A.1接3.4接5.2接6&/p& &p&B.1接3.4接6.2接5&/p& &p&C.1接6.2接4.3接5&/p& &p&D.1接5.2接4.3接6&/p& 【】
题目列表(包括答案和解析)
2007年广东省初中毕业生学业考试物 理 试 卷满分为100分，考试时间为80分钟一、单项选择题(本大题7小题，每小题3分，共21分)在每小题列出的四个选项中，只有一个是正确的，请将正确选项的字母写在该题后的括号内。若用答题卡答题，则把答题卡上对应题目所选的选项涂黑。l．在探索微观世界的历程中，人们首先发现了电子，进而认识到原子是由( & )A．氢原子和电子组成的 & & & & & & & & & & & &B．质子和中子组成的C．原子核和核外电子组成的 & & & & & & & &D．原子核和中子组成的2．下列物质中，属于半导体的是( & )A．锗 & & & & & & & & & & & &B．铁 & & & & & & & & & & & &C．铜 & & & & & & & & & & & &D．钨3．在很多加油站都有这样的提示：“请熄火加油”、“请不要使用手机”等．这样是为了防止火花点燃汽油引起火灾，因为常温下汽油容易( & )A．液化 & & & & & & & &B．汽化 & & & & & & & & & & & &C．凝华 & & & & & & & & & & & &D．升华4．关于物体的惯性，下列说法正确的是( & &)A．足球射入球门时才具有惯性B．赛车能很快停下来，说明赛车没有惯性C．跳远运动员起跳前要助跑，是为了获得惯性D．百米赛跑运动员到达终点不能立即停下来，是因为运动员具有惯性5．在圆筒的不同高处开三个小孔，当筒里灌满水时，各孔喷出水的情况如图1所示，这表明液体压强( & )A．与深度有关 & & & & & & & &B．与密度有关 & & & &C．与液柱粗细有关 & & & &D．与容器形状有关图16．下列关于安全用电的说法中，正确的是( & )A．所有家用电器的外壳一定要接地B．低压带电体和高压带电体都可以接近，但不能接触C．电灯的开关，应该接在火线和电灯之间D．接大功率用电器的插座，只在连接插座的零线上装一根保险丝7．下列说法中，属于一对平衡力的是( & )A．人推墙的力和墙对人的推力B．人推墙的力和墙受到的推力C．站在水平地面上的人，人受到的重力和人对地面的压力D．站在水平地面上的人，人受到的重力和地面对人的支持力二、填空题(本大题7小题，每小题3分，共21分)请把下列各题的正确答案填写在横线上。8．五一假期，小明与父母乘长途汽车外出旅游，小明看见前面的小车与他的距离保持不变，后面的卡车离他越来越远．如果以长途汽车为参照物，小车是______的(选填“静止”或“运动”)，卡车是______的(选填“静止”或“运动”)．小明爸爸说小明没有动，他所选的参照物是______．9．学习了声音的产生和传播后，小明同学做了以下小结．请你在横线上为小明填上空缺．(1)悠扬的笛声是空气__________________产生的．(2)声音在水中的传播速度______(填“大于”、“等于”或“小于”)在空气中的传播速度．(3)在月球上，声音不能传播的原因是__________________________________________．10将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端．已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的机械效率是75％，则推力做的总功是______J，推力做的有用功是______J，物体的重是______N．11．如图2，小明用一个透镜观看书上的一个英文单词，他看到了两个字母“YS”的放大的像．这个透镜是______透镜，这种透镜对光线有______作用，利用这种透镜可制成的光学仪器有______(只需填写一种)．图2 & & & & &&图3 & & & & & & & & & & &&图412．如图3所示，根据通电螺线管的磁感线方向，可判断通电螺线管左端为______极，电源的a端为______极，小磁针静止时的b端为______极．13．小明乘坐的汽车在某公路上作匀速直线运动．下表是小明记录的汽车运行各时刻及对应公路旁路碑的里程数．时刻10时02分10时04分10时06分10时08分10时10分里程数102km104km106km108km110km从表中数据可知，汽车的速度是______krn／h，合______m／s(保留小数点后1位小数)．在10时05分，公路旁路碑的里程数应是______km．14．用一个400W的电热器对某液体加热，图4所示是液体的温度随时间变化的图线(设电热器提供的热量全部被液体所吸收)．在5min时间内，液体吸收的热量是______J，液体的温度升高了______℃．若该液体的质量为1kg，则液体的比热容是____________．三、作图题(共7分)15．(1)画出图5中的入射光线．(2)画出图6中力F的力臂． & & & &图5 & & & & & & & & & & & & & & & &图6(3)如图7所示是小明同学设计的测电阻只的电路图．请根据这个电路图用笔画线代替导线，将图8中的元件连成电路．要求：滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表的示数变大．(电压表选用0～3V量程，电流表选用0～0.6A量程，导线不能交叉)图7 & & & & & & & & & & & &图8四、实验题(本大题3小题，共19分)16．(6分)(1)小明在探究凸透镜成像规律时，蜡烛与光屏分置于凸透镜两侧，保持凸透镜的位置不变，先后把蜡烛放在如图9所示的a、b、c、d四点，并分别调整光屏的位置．当蜡烛位于______点时，屏上出现放大的像；当蜡烛位于______点时，无论怎样移动光屏，在光屏上都找不到像．(2)图10所示测物体的长度，刻度尺的读数是_________．图11中，弹簧测力计的读数是_________________．(3)图12是“伏安法”测电阻时电流表和电压表的示数．图中电流表的示数是______A．这时待测电阻的阻值是______Ω．10 & & & &&图11 & & & & &&图1217．(6分)实验：测量某种食用油的密度．(1)把天平放在水平桌面上，将游码移至零刻度处，然后调节______，使天平横梁平衡．(2)进行下列实验操作：A．用天平测量烧杯和剩余食用油的总质量m1；B．将待测食用油倒入烧杯中，用天平测出烧杯和食用油的总质量m2；C．将烧杯中食用油的一部分倒入量筒，测出这部分食用油的体积V；以上操作的正确顺序是：__________________(填字母代号)．(3)现已测出m1是110g，根据图13中的示数，算出这种食用油的密度是____________． & & & & & & & &&图1318．(7分)小明同学想比较金属材料甲和金属材料乙哪个更容易导电．现有金属材料甲和金属材料乙制成的各种不同规格的金属丝，规格如下表所示：金属丝代号材料长度／m横截面积／mm2A金属甲10.1B金属甲0.50.1C金属乙10.1D金属乙10.2请你帮助小明同学完成下面的实验方案．(1)实验器材除上述金属丝、干电池、开关、导线外，还必须选用的器材有：____________．(2)实验中应选取的金属丝分别是：____________(只需填字母代号)．(3)请在下面空白处画出实验电路图(用“”表示金属丝)(4)在本实验中，你是如何判断哪种金属材料更容易导电的?五、计算题(本大题2小题，共13分)19．(7分)在高速公路上，一些司机为了降低营运成本，肆意超载，带来极大的危害．按照我国汽车工业的行业标准，载货车辆对地面的压强应控制在7×105Pa以内．有一辆自重2000kg的6轮汽车，已知该车在某次实际营运中装货10t，每个车轮与地面的接触面积为0.02m2．求：(1)这辆汽车对路面的压强是多少?是否超过行业标准?(2)如果要求该车运行时不超过规定的行业标准，这辆汽车最多装多少吨货?(设车轮与地面的接触面积不变)(计算中g取10N／kg)20．(6分)某太阳能汽车是用太阳能电池将所接收到的太阳光能转化为电能提供给电动机来驱动的．已知车上太阳能电池接收太阳光能的面板面积为8m2，正对太阳时能产生120V的电压，并对车上的电动机提供10A的电流，而太阳光照射到面板时每平方米的辐射功率为1000W．求：(1)车上太阳能电池面板接收的辐射功率；(2)若通电10min，太阳能电池产生的电流通过电动机所做的电功．六、综合能力题(本大题3小题，共19分)21．(6分)阅读下面短文内 & 能内能是指物体内部所包含的总能量，包括分子的动能(即分子无规则热运动动能)、分子的势能(即分子间相互作用能)、分子内的能量、原子内的能量、原子核内的能量等．在热学中，由于在热运动中上述后三项能量不发生变化，所以内能一般指前两项．由于分子的动能跟温度有关，分子的势能跟分子间的距离有关，所以物体的内能跟温度、体积都有关系．请回答下列问题：(1)慢慢压缩针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化?答：______________________________．(2)加热针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化?答：__________________________________．(3)金属块在受热膨胀时，金属块内能中哪些部分发生变化?答：____________________________．22．(6分) (1)图14是电学中很重要的两个实验，其中甲图装置是研究__________________的规律；乙图装置是研究__________________的规律．图14&(2)图15是法拉第发明的能够产生持续电流的机器——发电机，金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的．金属圆盘在磁极间不断转动，每根导线都在做切割磁感线运动，从而产生持续的电流．某校探究小组仿制了这个发电机装置(如图16)，对影响电流大小的因素进行如下探究：①当圆盘转速增大时，电流表指针偏转增大，说明电流大小跟__________________有关；②保持圆盘转速不变，换用一个半径更大的金属圆盘，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小还跟__________________有关；③保持圆盘转速不变，换用_________，发现电流表指针偏转更大，说明电流大小跟磁场强弱有关．图15 & & & &图1623．(7分)小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油)，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．图17表示探究过程及有关数据．图17&(1)分析图B、C、D，说明浮力大小跟__________________有关．(2)分析图__________________，说明浮力大小跟液体密度有关．(3)物体完全浸没在煤油中所受的浮力是__________________N．(4)小明还想探究浮力大小与物体形状是否有关，请你简述实验方法．
牛顿　　牛顿（Isaac　Newton，）伟大的物理学家、天文学家和数学家，经典力学体系的奠基人。　　牛顿日（儒略历日）诞生于英格兰东部小镇乌尔斯索普一个自耕农家庭。出生前八九个月父死于肺炎。自小瘦弱，孤僻而倔强。3岁时母亲改嫁，由外祖母抚养。11岁时继父去世，母亲又带3个弟妹回家务农。在不幸的家庭生活中，牛顿小学时成绩较差，“除设计机械外没显出才华”。　　牛顿自小热爱自然，喜欢动脑动手。8岁时积攒零钱买了锤、锯来做手工，他特别喜欢刻制日晷，利用圆盘上小棍的投影显示时刻。传说他家里墙角、窗台上到处都有他刻划的日晷，他还做了一个日晷放在村中央，被人称为“牛顿钟”，一直用到牛顿死后好几年。他还做过带踏板的自行车；用小木桶做过滴漏水钟；放过自做的带小灯笼的风筝（人们以为是彗星出现）；用小老鼠当动力做了一架磨坊的模型，等等。他观察自然最生动的例子是15岁时做的第一次实验：为了计算风力和风速，他选择狂风时做顺风跳跃和逆风跳跃，再量出两次跳跃的距离差。牛顿在格兰瑟姆中学读书时，曾寄住在格兰瑟姆镇克拉克药店，这里更培养了他的科学实验习惯，因为当时的药店就是一所化学实验室。牛顿在自己的笔记中，将自然现象分类整理，包括颜色调配、时钟、天文、几何问题等等。这些灵活的学习方法，都为他后来的创造打下了良好基础。　　牛顿曾因家贫停学务农，在这段时间里，他利用一切时间自学。放羊、购物、农闲时，他都手不释卷，甚至羊吃了别人庄稼，他也不知道。他舅父是一个神父，有一次发现牛顿看的是数学，便支持他继续上学。1661年6月考入剑桥大学三一学院。作为领取补助金的“减费生”，他必须担负侍候某些富家子弟的任务。三一学院的巴罗（Isaac　Barrow，）教授是当时改革教育方式主持自然科学新讲座（卢卡斯讲座）的第一任教授，被称为“欧洲最优秀的学者”，对牛顿特别垂青，引导他读了许多前人的优秀著作。1664年牛顿经考试被选为巴罗的助手，1665年大学毕业。&　　在年，伦敦流行鼠疫的两年间，牛顿回到家乡。这两年牛顿才华横溢，作出了多项发明。1667年重返剑桥大学，1668年7月获硕士学位。1669年巴罗推荐26岁的牛顿继任卢卡斯讲座教授，1672年成为皇家学会会员，1703年成为皇家学会终身会长。1699年就任造币局局长，1701年他辞去剑桥大学工作，因改革币制有功，1705年被封为爵士。1727年牛顿逝世于肯辛顿，遗体葬于威斯敏斯特教堂。　　牛顿的伟大成就与他的刻苦和勤奋是分不开的。他的助手H.牛顿说过，“他很少在两、三点前睡觉，有时一直工作到五、六点。春天和秋天经常五、六个星期住在实验室，直到完成实验。”他有一种长期坚持不懈集中精力透彻解决某一问题的习惯。他回答人们关于他洞察事物有何诀窍时说：“不断地沉思”。这正是他的主要特点。对此有许多故事流传：他年幼时，曾一面牵牛上山，一面看书，到家后才发觉手里只有一根绳；看书时定时煮鸡蛋结果将表和鸡蛋一齐煮在锅里；有一次，他请朋友到家中吃饭，自己却在实验室废寝忘食地工作，再三催促仍不出来，当朋友把一只鸡吃完，留下一堆骨头在盘中走了以后，牛顿才想起这事，可他看到盘中的骨头后又恍然大悟地说：“我还以为没有吃饭，原来我早已吃过了”。　　牛顿的成就，恩格斯在《英国状况十八世纪》中概括得最为完整：“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学”。（牛顿在建立万有引力定律及经典力学方面的成就详见本手册相关条目），这里着重从数学、光学、哲学（方法论）等方面的成就作一些介绍。&　　（1）牛顿的数学成就　　17世纪以来，原有的几何和代数已难以解决当时生产和自然科学所提出的许多新问题，例如：如何求出物体的瞬时速度与加速度？如何求曲线的切线及曲线长度（行星路程）、矢径扫过的面积、极大极小值（如近日点、远日点、最大射程等）、体积、重心、引力等等；尽管牛顿以前已有对数、解析几何、无穷级数等成就，但还不能圆满或普遍地解决这些问题。当时笛卡儿的《几何学》和瓦里斯的《无穷算术》对牛顿的影响最大。牛顿将古希腊以来求解无穷小问题的种种特殊方法统一为两类算法：正流数术（微分）和反流数术（积分），反映在1669年的《运用无限多项方程》、1671年的《流数术与无穷级数》、1676年的《曲线求积术》三篇论文和《原理》一书中，以及被保存下来的1666年10月他写的在朋友们中间传阅的一篇手稿《论流数》中。所谓“流量”就是随时间而变化的自变量如x、y、s、u等，“流数”就是流量的改变速度即变化率，写作等。他说的“差率”“变率”就是微分。与此同时，他还在1676年首次公布了他发明的二项式展开定理。牛顿利甩它还发现了其他无穷级数，并用来计算面积、积分、解方程等等。1684年莱布尼兹从对曲线的切线研究中引入了和拉长的S作为微积分符号，从此牛顿创立的微积分学在大陆各国迅速推广。　　微积分的出现，成了数学发展中除几何与代数以外的另一重要分支──数学分析（牛顿称之为“借助于无限多项方程的分析”），并进一步进进发展为微分几何、微分方程、变分法等等，这些又反过来促进了理论物理学的发展。例如瑞士J.伯努利曾征求最速降落曲线的解答，这是变分法的最初始问题，半年内全欧数学家无人能解答。1697年，一天牛顿偶然听说此事，当天晚上一举解出，并匿名刊登在《哲学学报》上。伯努利惊异地说：“从这锋利的爪中我认出了雄狮”。&　　（2）牛顿在光学上的成就　　牛顿的《光学》是他的另一本科学经典著作（1704年）。该书用标副标题是“关于光的反射、折射、拐折和颜色的论文”，集中反映了他的光学成就。　　第一篇是几何光学和颜色理论（棱镜光谱实验）。从1663年起，他开始磨制透镜和自制望远镜。在他送交皇家学会的信中报告说：“我在1666年初做了一个三角形的玻璃棱镜，以便试验那著名的颜色现象。为此，我弄暗我的房间……”接着详细叙述了他开小孔、引阳光进行的棱镜色散实验。关于光的颜色理论从亚里士多德到笛卡儿都认为白光纯洁均匀，乃是光的本色。“色光乃是白光的变种。牛顿细致地注意到阳光不是像过去人们所说的五色而是在红、黄、绿、蓝、紫色之间还有橙、靛青等中间色共七色。奇怪的还有棱镜分光后形成的不是圆形而是长条椭圆形，接着他又试验“玻璃的不同厚度部分”、“不同大小的窗孔”、“将棱镜放在外边”再通过孔、“玻璃的不平或偶然不规则”等的影响；用两个棱镜正倒放置以“消除第一棱镜的效应”；取“来自太阳不同部分的光线，看其不同的入射方向会产生什么样的影响”；并“计算各色光线的折射率”，“观察光线经棱镜后会不会沿曲线运动”；最后才做了“判决性试验”：在棱镜所形成的彩色带中通过屏幕上的小孔取出单色光，再投射到第二棱镜后，得出核色光的折射率（当时叫“折射程度”），这样就得出“白光本身是由折射程度不同的各种彩色光所组成的非匀匀的混合体”。这个惊人的结论推翻了前人的学说，是牛顿细致观察和多项反复实验与思考的结果。　　在研究这个问题的过程中，牛顿还肯定：不管是伽利略望远镜（凹、凸）还是开普勒望远镜（两个凸透镜），其结构本身都无法避免物镜色散引起起的色差。他发现经过仔细研磨后的金属反射镜面作为物镜可放大30～40倍。1671年他将此镜送皇家学会保存，至今的巨型天文望远镜仍用牛顿式的基本结构。牛顿磨制及抛光精密光学镜面的方法，至今仍是不少工厂光学加工的主要手段。　　《光学》第二篇描述了光照射到叠放的凸透镜和平面玻璃上的“牛顿环”现象的各种实验。除产生环的原因他没有涉及外，他作了现代实验所能想到的一切实验，并作了精确测量。他把干涉现象解释为光行进中的“突发”或“切合”，即周期性的时而突然“易于反射”，时而“易于透射”，他甚至测出这种等间隔的大小，如黄橙色之间有一种色光的突发间隔为1／89000英寸（即现今2854×10－10米），正好与现代波长值5710×10－10米相差一半！　　《光学》第三篇是“拐折”（他认为光线被吸收）即衍射、双折射实验和他的31个疑问。这些衍射实验包括头发丝、刀片、尖劈形单缝形成的单色窄光束“光带”（今称衍射图样）等10多个实验。牛顿已经走到了重大发现的大门口却失之交臂。他的31个疑问极具启发性，说明牛顿在实验事实和物理思想成熟前并不先作绝对的肯定。牛顿在《光学》一、二篇中视光为物质流，即由光源发出的速度、大小不同的一群粒子，在双折射中他假设这些光粒子有方向性且各向异性。由于当时波动说还解释不了光的直进，他是倾向于粒子说的，但他认为粒子与波都是假定。他甚至认为以太的存在也是没有根据的。　　在流体力学方面，牛顿指出流体粘性阻力与剪切率成正比，这种阻力与液体各部分之间的分离速度成正比，符合这种规律的（如、空气与水）称为牛顿流体。　　在热学方面，牛顿的冷却定律为：当物体表面与周围形成温差时，单位时间单位面积上散失的热量与这一温差成正比。　　在声学方面，他指出声速与大气压强平方根成正比，与密度平方根成反比。他原来把声传播作为等温过程对待，后来P.S.拉普拉斯纠正为绝热过程。&　　（3）牛顿的哲学思想和科学方法　　牛顿在科学上的巨大成就连同他的朴素的唯物主义哲学观点和一套初具规模的物理学方法论体系，给物理学及整个自然科学的发展，给18世纪的工业革命、社会经济变革及机械唯物论思潮的发展以巨大影响。这里只简略勾画一些轮廓。　　牛顿的哲学观点与他在力学上的奠基性成就是分不开的，一切自然现象他都力图力学观点加以解释，这就形成了牛顿哲学上的自发的唯物主义，同时也导致了机械论的盛行。事实上，牛顿把一切化学、热、电等现象都看作“与吸引或排斥力有关的事物”。例如他最早阐述了化学亲和力，把化学置换反应描述为两种吸引作用的相互竞争；认为“通过运动或发酵而发热”；火药爆炸也是硫磺、炭等粒子相互猛烈撞击、分解、放热、膨胀的过程，等等。　　这种机械观，即把一切的物质运动形式都归为机械运动的观点，把解释机械运动问题所必需的绝对时空观、原子论、由初始条件可以决定以后任何时刻运动状态的机械决定论、事物发展的因果律等等，作为整个物理学的通用思考模式。可以认为，牛顿是开始比较完整地建立物理因果关系体系的第一人，而因果关系正是经典物理学的基石。　　牛顿在科学方法论上的贡献正如他在物理学特别是力学中的贡献一样，不只是创立了某一种或两种新方法，而是形成了一套研究事物的方法论体系，提出了几条方法论原理。在牛顿《原理》一书中集中体现了以下几种科学方法：　　①实验──理论──应用的方法。牛顿在《原理》序言中说：“哲学的全部任务看来就在于从各种运动现象来研究各种自然之力，而后用这些方去论证其他的现象。”科学史家I.B.Cohen正确地指出，牛顿“主要是将实际世界与其简化数学表示反复加以比较”。牛顿是从事实验和归纳实际材料的巨匠，也是将其理论应用于天体、流体、引力等实际问题的能手。　　②分析──综合方法。分析是从整体到部分（如微分、原子观点），综合是从部分到整体（如积分，也包括天与地的综合、三条运动定律的建立等）。牛顿在《原理》中说过：“在自然科学里，应该像在数学里一样，在研究困难的事物时，总是应当先用分析的方法，然后才用综合的方法……。一般地说，从结果到原因，从特殊原因到普遍原因，一直论证到最普遍的原因为止，这就是分析的方法；而综合的方法则假定原因已找到，并且已经把它们定为原理，再用这些原理去解释由它们发生的现象，并证明这些解释的正确性”。　　③归纳──演绎方法。上述分析一综合法与归纳一演绎法是相互结合的。牛顿从观察和实验出发。“用归纳法去从中作出普通的结论”，即得到概念和规律，然后用演绎法推演出种种结论，再通过实验加以检验、解释和预测，这些预言的大部分都在后来得到证实。当时牛顿表述的定律他称为公理，即表明由归纳法得出的普遍结论，又可用演绎法去推演出其他结论。　　④物理──数学方法。牛顿将物理学范围中的概念和定律都“尽量用数学演出”。爱因斯坦说：“牛顿才第一个成功地找到了一个用公式清楚表述的基础，从这个基础出发他用数学的思维，逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象并且同经验相符合”，“只有微分定律的形式才能完全满足近代物理学家对因果性的要求，微分定律的明晰概念是牛顿最伟大的理智成就之一”。牛顿把他的书称为《自然哲学的数学原理》正好说明这一点。&　　牛顿的方法论原理集中表述在《原理》第三篇“哲学中的推理法则”中的四条法则中，此处不再转引。概括起来，可以称之为简单性原理（法则1），因果性原理（法则2），普遍性原理（法则3），否证法原理（法则4，无反例证明者即成立）。有人还主张把牛顿在下一段话的思想称之为结构性原理：“自然哲学的目的在于发现自然界的结构的作用，并且尽可能把它们归结为一些普遍的法规和一般的定律──用观察和实验来建立这些法则，从而导出事物的原因和结果”。　　牛顿的哲学思想和方法论体系被爱因斯坦赞为“理论物理学领域中每一工作者的纲领”。这是一个指引着一代一代科学工作者前进的开放的纲领。但牛顿的哲学思想和方法论不可避免地有着明显的时代局限性和不彻底性，这是科学处于幼年时代的最高成就。牛顿当时只对物质最简单的机械运动作了初步系统研究，并且把时空、物质绝对化，企图把粒子说外推到一切领域（如连他自己也不能解释他所发现的“牛顿环”），这些都是他的致命伤。牛顿在看到事物的“第一原因”“不一定是机械的”时，提出了“这些事情都是这样地井井有条……是否好像有一位……无所不在的上帝”的问题，（《光学》，疑问29），并长期转到神学的“科学”研究中，费了大量精力。但是，牛顿的历史局限性和他的历史成就一样，都是启迪后人不断前进的教材。选自：《物理教师手册》打印本文
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