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考點(diǎn)一、省力與繩子繞法的關(guān)系
知識(shí)回放:滑輪組的繞線問(wèn)題應(yīng)先確定所需繩子段數(shù),題目中一般會(huì)指出繩子的重力及繩子與滑輪之間的摩擦不計(jì),以下是兩種情況的具體分析。
1.提升重物:如圖1,有幾段繩子與動(dòng)滑輪相連,拉力F拉就等于物體和動(dòng)滑輪總重力的幾分之一, 即F拉=(G物+G動(dòng)),所以,繩子段數(shù)n=。
2.水平牽引物體:如圖2,有幾段繩子與動(dòng)滑輪相連,拉力F就等于摩擦力的幾分之一,即F=f摩,所以,繩子的段數(shù)n = 。
以上兩種情況求n時(shí),如果不能整除,則需要采用“進(jìn)尾法”,即無(wú)論小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字是多大,都要向整數(shù)進(jìn)一位。
如果繩子段數(shù)n為奇數(shù),則繩子起始位置應(yīng)系在動(dòng)滑輪的掛鉤上,然后再往定滑輪邊框上繞線;如果繩子段數(shù)n為偶數(shù),則繩子起始端系在定滑輪的掛鉤上,然后再往動(dòng)滑輪的掛鉤上繞線,簡(jiǎn)稱“奇動(dòng)偶定”。
例1 一根繩子只能承受100 N的力,要把330 N的物體拉起,怎樣組裝滑輪組?(滑輪重、繩重及摩擦均不計(jì))
解析 滑輪重、繩重及摩擦均不計(jì)的情況下,拉力是物重的幾分之一,那么物重就由幾段繩子來(lái)承擔(dān), 即n===3.3≈4(進(jìn)尾法)。
因此,動(dòng)滑輪需要2個(gè),定滑輪可以是一個(gè),也可以是2個(gè),滑輪組的組裝方法有兩種(如圖3甲、乙)。
考點(diǎn)二、影響滑輪組機(jī)械效率的因素
用滑輪組勻速提升重物時(shí),不計(jì)繩重及摩擦,根據(jù)機(jī)械效率的定義,由此可分析,影響滑輪組機(jī)械效率的因素有物體的重力G物、動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)。
例2 如圖4所示,相同的滑輪用不同的繞法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不計(jì),在物體勻速上升的過(guò)程中( )
A.甲圖省力,機(jī)械效率甲圖大 B.甲圖省力,機(jī)械效率一樣大
C.乙圖省力,機(jī)械效率乙圖大 D.乙圖省力,機(jī)械效率一樣大
解析 由甲、乙兩圖可知:承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n甲=3,n乙=2。由摩擦力忽略不計(jì),得甲、乙兩圖中繩子的拉力大小分別為:F甲=(G物+G動(dòng)),F(xiàn)乙=(G物+G動(dòng))。因?yàn)橹匚锖蛣?dòng)滑輪相同,所以繩子拉力大小F甲
考點(diǎn)三、機(jī)械效率的計(jì)算
根據(jù)機(jī)械效率的定義,機(jī)械效率的計(jì)算公式是,當(dāng)不計(jì)繩重及摩擦?xí)r,該公式可變?yōu)?。其中G為物重,G動(dòng)為動(dòng)滑輪的重力,h為重物升高的高度,F(xiàn)為拉力,S為繩子自由端移動(dòng)的距離,n為承擔(dān)重物的繩子的段數(shù)。
例3 在小型建筑工地,常用簡(jiǎn)易的起重設(shè)備豎直吊運(yùn)建筑材料,其工作原理相當(dāng)于如圖5所示的滑輪組。某次將總重G為4 000 N的磚塊勻速吊運(yùn)到高為10 m的樓上,用時(shí)40 s,卷?yè)P(yáng)機(jī)提供的拉力F為2 500 N。求在此過(guò)程中:
(1)拉力F所做的有用功;
(2)拉力F的功和功率;
(3)滑輪組的機(jī)械效率。
分析 由滑輪組的結(jié)構(gòu)可以看出,承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n=2,則拉力F移動(dòng)的距離s=2h,
解 (1)拉力F所做的有用功W有=Gh=4 000 N×10 m=4×104 J。
(2)拉力F移動(dòng)的距離s=2h=2×10 m=20 m,
拉力F所做的總功W總=Fs=2 500 N×20 m=5×104 J,
拉力F做功的功率P=■=■=1 250 W。
(3)滑輪組的機(jī)械效率。
考點(diǎn)四、實(shí)驗(yàn):測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
對(duì)“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)的考查,通常包括以下兩方面的內(nèi)容。
1.考查實(shí)驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)的收集、分析與處理
例4 某實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如表所示,實(shí)驗(yàn)裝置如圖6。
(1)通過(guò)表中數(shù)據(jù)可分析出實(shí)驗(yàn)1是用__________(填“甲”或“乙”)圖做的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)2是用__________(填“甲”或“乙”)圖做的實(shí)驗(yàn)。
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)豎直向上_________拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。
(3)請(qǐng)將表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整。(百分號(hào)前保留整數(shù))
(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的數(shù)據(jù)分析可得出結(jié)論:使用不同的滑輪組,提升相同的重物時(shí),動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多,滑輪組的機(jī)械效率__________。
(5)比較實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3可得出結(jié)論:使用同一滑輪組時(shí),__________,可以提高滑輪組的機(jī)械效率。
解析 (1)實(shí)驗(yàn)1中拉力移動(dòng)的距離是物體和動(dòng)滑輪移動(dòng)距離的3倍,因此動(dòng)滑輪被3根繩子承擔(dān),甲圖符合要求。
(2)為了讓彈簧測(cè)力計(jì)獲得穩(wěn)定的數(shù)值,應(yīng)勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)。
(3)第二次實(shí)驗(yàn)中拉力的有用功W有=Gh=4 N×0.1 m=0.4 J,
拉力做的總功W總=Fs=1.4 N×0.5 m=0.7 J,
滑輪組的機(jī)械效率;
②第三次實(shí)驗(yàn)中拉力的有用功W有=Gh=6 N×0.1 m=0.6 J,
拉力做的總功W總=Fs=2.4 N×0.3 m=0.72 J,
滑輪組的機(jī)械效率為。
(4)74%>57%,說(shuō)明提升相同的重物時(shí),動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多,滑輪組的機(jī)械效率越低。
(5)83%>74%,說(shuō)明使用同一滑輪組,提升重物的重力越大,滑輪組的機(jī)械效率越高,因此增加鉤碼的重力可以提高滑輪組的機(jī)械效率。
答案:(1)甲;乙 (2)勻速 (3)57%;83% (4)越低 (5)增加鉤碼的重力。
2.對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行糾錯(cuò)、評(píng)估及擴(kuò)展性探究。
例5 小雪和小紅在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中,一起組裝好如圖7所示的實(shí)驗(yàn)裝置,他們分別記下了鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的位置。
(1)小紅_______向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),使鉤碼升高,并由彈簧測(cè)力計(jì)讀出拉力為0.5 N,同時(shí)小雪用刻度尺測(cè)出鉤碼提升的高度為0.1 m,以上測(cè)量準(zhǔn)確無(wú)誤,其他被測(cè)物理量和計(jì)算的數(shù)據(jù)如下表:
(2)小雪和小紅測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為100%,他們意識(shí)到出現(xiàn)了錯(cuò)誤,請(qǐng)你幫助找出原因______________________。
(3)該滑輪組的機(jī)械效率實(shí)際為_________________。
(4)若提升的鉤碼重力增加到6 N,則該滑輪組的機(jī)械效率將________
_______。(填變化情況)
(5)有同學(xué)想進(jìn)一步探究滑輪組的機(jī)械效率是否與滑輪組中細(xì)繩的繞法有關(guān)。根據(jù)探究目的,他們先通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)算出如圖8所示的滑輪組的機(jī)械效率,請(qǐng)你在圖9中畫出下一步實(shí)驗(yàn)所需的組裝圖。
解析 (1)測(cè)量滑輪組的實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該豎直勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì);
(2)動(dòng)滑輪被5根繩子承擔(dān),拉力移動(dòng)的距離就是物體移動(dòng)距離的5倍,因此彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度錯(cuò)了,應(yīng)為0.5 m;
(3)滑輪組的機(jī)械效率:,
(4)使用滑輪組時(shí),做的額外功不變,增加鉤碼的重力,將增大有用功,因此機(jī)械效率會(huì)變大;
測(cè)定滑輪組機(jī)械效率是簡(jiǎn)單機(jī)械中的重要內(nèi)容,盡管不知出于什么原因,這一內(nèi)容在新修訂的蘇科版教材中被刪去了,但在實(shí)際教學(xué)中我們?nèi)匀挥X(jué)得這是一個(gè)重要實(shí)驗(yàn),應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生體驗(yàn)之.事實(shí)上,在例行的知識(shí)的教學(xué)中,我們確實(shí)都能收獲很多.其中有些收獲是學(xué)生的共性現(xiàn)象,自然值得一提;而有些收獲則是量變后引起的質(zhì)變,是厚積的薄發(fā),因而也應(yīng)當(dāng)記下來(lái).
1由實(shí)驗(yàn)原理所想到的
這是筆者的思考,是基于一次討論的思考!在前些年的某個(gè)時(shí)候,關(guān)于這一實(shí)驗(yàn)的原理有了一些討論,這個(gè)討論首先發(fā)生于學(xué)生當(dāng)中.由于在前面的知識(shí)學(xué)習(xí)中,學(xué)生已經(jīng)能夠由機(jī)械效率的定義式η=W有用 W總×100%推理出η=G物 G物+G動(dòng)×100%=G物 nF×100% (第一個(gè)等號(hào)僅適用于不計(jì)繩重和摩擦的情形),于是就有學(xué)生提出:在滑輪組的運(yùn)用當(dāng)中,繩子自由端移動(dòng)的距離s與物體上升的高度h之間存在著固定的n倍的關(guān)系,為什么在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中還要去測(cè)出這兩個(gè)物理量呢?為什么此實(shí)驗(yàn)的原理公式不確定為η=G物 nF×100%呢?起初一聽(tīng),覺(jué)得學(xué)生的說(shuō)法還是有道理的,當(dāng)然也證明了學(xué)生是處于思考的狀態(tài)當(dāng)中.再后來(lái),當(dāng)筆者將這個(gè)問(wèn)題提出來(lái)與物理同行進(jìn)行商討時(shí),也出現(xiàn)了類似的情形,不少老師認(rèn)為事實(shí)上是可以用此公式作為本實(shí)驗(yàn)的原理表達(dá)式的,還有老師開玩笑地說(shuō),其實(shí)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中根本就沒(méi)有測(cè)物體上升的高度和繩子自由端移動(dòng)的距離,最后照樣把機(jī)械效率算出來(lái)了.
基于這樣的認(rèn)識(shí),筆者考慮到教材的權(quán)威性,還是思考教材這樣設(shè)計(jì)的理由.經(jīng)過(guò)資料查閱以及對(duì)機(jī)械效率的理解,筆者認(rèn)為是不可以用后者作為本實(shí)驗(yàn)的原理公式的,原因有二:一是原來(lái)的原理表達(dá)式η=Gh Fs×100%更具有代表性,無(wú)論是對(duì)于杠桿、滑輪,還是對(duì)于滑輪組和斜面等簡(jiǎn)單機(jī)械而言,這一公式都是適用的.換句話說(shuō),如果我們所要測(cè)的不是滑輪組的機(jī)械效率,而是杠桿或者斜面的機(jī)械效率,此公式也是適用的.而η=G物 nF×100%只適用于滑輪或滑輪組;二是基于對(duì)機(jī)械效率概念的理解,這一點(diǎn)更為重要.機(jī)械效率在教材上定義為“有用功與總功的比值”,而功是一個(gè)過(guò)程量.既然是一個(gè)過(guò)程量,那就說(shuō)明物體在力的方向上移動(dòng)了一段距離(位移).很顯然,只有h和s的存在,才能證明做功的過(guò)程發(fā)生了,也只有在這個(gè)過(guò)程中,機(jī)械效率這一概念才有存在的意義.而η=G物 nF×100%這一表達(dá)式其實(shí)不能表明做功過(guò)程的存在,換句話說(shuō),即使用彈簧測(cè)力計(jì)拉著繩子的自由端不動(dòng),這三個(gè)量也是存在的,也是能計(jì)算出效率的.但很顯然,此時(shí)計(jì)算出來(lái)的機(jī)械效率是沒(méi)有實(shí)際意義的.
由此可見(jiàn),我們教物理時(shí)很容易由于應(yīng)試等原因影響,使得教學(xué)重心落在物理習(xí)題的解答上,而忽略了最為根本的物理原理的講授.如果真如上所說(shuō),認(rèn)同了學(xué)生的這一觀點(diǎn),那么對(duì)學(xué)生的負(fù)面影響是較大的.這樣的教學(xué)只能說(shuō)教會(huì)了學(xué)生解答物理題目,不能說(shuō)教會(huì)了學(xué)生悟理.當(dāng)然,學(xué)生提出問(wèn)題本身的行為,還是值得表?yè)P(yáng)的.
2做了之后才知道更難
這是學(xué)生的原話!這個(gè)實(shí)驗(yàn)在先前的講解之時(shí),學(xué)生非常興奮.加上前面探究動(dòng)滑輪和定滑輪時(shí)進(jìn)行的演示實(shí)驗(yàn),故而學(xué)生認(rèn)為測(cè)定滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)非常簡(jiǎn)單.在熟悉了實(shí)驗(yàn)步驟之后,學(xué)生走入了實(shí)驗(yàn)室.
可當(dāng)他們面對(duì)著看似簡(jiǎn)單的教材時(shí)才發(fā)現(xiàn)還有原來(lái)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題.比如說(shuō)他們發(fā)現(xiàn)鐵架臺(tái)上無(wú)法固定定滑輪――因?yàn)槎ɑ喩系膾煦^尺寸小于鐵架臺(tái)上的橫桿直徑,會(huì)動(dòng)腦筋的同學(xué)一是想到了截一段線下來(lái)進(jìn)行固定;二是想到了可以將固定橫桿上的另一個(gè)未起固定作用的螺絲旋開一點(diǎn),而有的同學(xué)則只能看別人解決了問(wèn)題之后再依葫蘆畫瓢.再比如說(shuō)有學(xué)生在組裝滑輪組時(shí)出現(xiàn)了問(wèn)題:將細(xì)線的一段固定在動(dòng)滑輪上之后,再將線繞到定滑輪上,然后向下再繞過(guò)動(dòng)滑輪并且想向上提時(shí),發(fā)現(xiàn)動(dòng)滑輪容易“翻倒”,而且屢試屢翻.于是不會(huì)動(dòng)腦的同學(xué)只好玩合作,讓其中一個(gè)同學(xué)用手固定住,而會(huì)動(dòng)腦筋的同學(xué)則想到應(yīng)當(dāng)在動(dòng)滑輪上先掛一個(gè)物體(這樣重心在細(xì)線的下面,就穩(wěn)定了).再到后來(lái)測(cè)拉力的時(shí)候,由于細(xì)線長(zhǎng)度足夠,不少同學(xué)將彈簧測(cè)力計(jì)系在細(xì)線的末端,結(jié)果在控制彈簧測(cè)力計(jì)勻速上升時(shí),發(fā)現(xiàn)人體高度不夠,沒(méi)辦法甚至站到了凳子上,可這樣又無(wú)法測(cè)量繩子自由端移動(dòng)的距離了,可謂矛盾百出.而聰明的同學(xué)則想到彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)當(dāng)系在靠近動(dòng)滑輪的地方,這樣就用不著爬上爬下了.
這些矛盾本質(zhì)上都與測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率無(wú)關(guān),可它們又確實(shí)發(fā)生在這一實(shí)驗(yàn)當(dāng)中.由此可見(jiàn),一個(gè)實(shí)驗(yàn)的完成絕對(duì)不是理解了實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)步驟那么簡(jiǎn)單,其中有很多的工作要做.問(wèn)題在于,這樣的“悟理”過(guò)程不能只局限于老師自身,還要向?qū)W生進(jìn)行傳遞,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn).
3悟理就在學(xué)物理過(guò)程中
一、選擇題:(每題2分,共24分)1、如圖所示,下列器件中屬于省力杠桿的是 ( )2、廣州亞運(yùn)會(huì)上中國(guó)女子蹦床隊(duì)摘金奪銀.比賽中,當(dāng)運(yùn)動(dòng)員從蹦床上起跳后,在空中上升再下落到達(dá)蹦床前的過(guò)程中(不計(jì)空氣阻力),關(guān)于其能量的描述,正確的是( ) A.動(dòng)能先減小后增大,機(jī)械能不變 B.動(dòng)能先增大后減小,機(jī)械能不變C.動(dòng)能先增大后減小,機(jī)械能減小 D.動(dòng)能先減小后增大,機(jī)械能減小 3、2010年12月16日下午,廣州亞運(yùn)城舉重館內(nèi)歡聲震耳,通州區(qū)21歲的臥式舉重運(yùn)動(dòng)員顧小飛,在第四次試舉過(guò)程中(如圖),以222.5公斤的總成績(jī),獲得本屆亞殘運(yùn)會(huì)82.5公斤級(jí)舉重金牌,并打破自己保持的世界青年紀(jì)錄,據(jù)此可估算顧小飛第四次試舉對(duì)杠鈴所做的功約是( ) A.110J B.1100J C. 11000J D.410J4、下述各種現(xiàn)象中,屬于做功改變內(nèi)能的是 (1)鋸條鋸木頭,鋸條發(fā)燙 (2)擦劃火 柴,火柴頭著火 (3)冬天對(duì)著手呵氣,手變暖 (4)電流通過(guò)導(dǎo)體,導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱A.(1)(2) B.(2)(3) C.(1)(2)(3) D.(1)(2)(4)5、如圖所示,電路中打“×”處表示斷路之處,若開關(guān)閉合后,用測(cè)電筆測(cè)試 電路中a、b、c、d四點(diǎn)時(shí),能使測(cè)電筆的氖管發(fā)光的點(diǎn)是 ( )A.a(chǎn) B.a(chǎn)、b C.a(chǎn)、b、c D.a(chǎn)、b、c、d6、下列各電路圖中,電壓表能測(cè)L1燈兩端電壓的是 7、酒精測(cè)試儀可檢測(cè)機(jī)動(dòng)車駕駛員是否酒后駕車,如圖是它的原理圖.圖中酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的增大而減小,R0為定值電阻.如果測(cè)試時(shí)電壓表示數(shù)越大,表明( ) A.傳感器的電阻越大 B.通過(guò)傳感器的電流越小C.測(cè)試到的酒精氣體濃度越小 D.測(cè)試到的酒精氣體濃度越大8、為保證司乘人員的安全,轎車上設(shè)有安全帶未系提示系統(tǒng).當(dāng)乘客坐在座椅上時(shí)(即開關(guān)S1閉合),若未系安全帶(即開關(guān)S2斷開),儀表盤上的指示燈將亮起,當(dāng)系上安全帶時(shí),安全帶控制開關(guān)S2閉合,指示燈熄滅.則其電路圖設(shè)計(jì)最合理的是 ( )9、下列四種情況中,人相對(duì)安全的是(請(qǐng)同學(xué)們千萬(wàn)不要嘗試做本實(shí)驗(yàn))()10、如圖所示的電路,電源電壓不變,閉合開關(guān)S,燈L1和L2均發(fā)光.一段時(shí)間后,一盞燈突然熄滅,而電流表和電壓表的示數(shù)都不變,出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是()A.燈L1短路 B.燈L1斷路 C.燈L2短路 D.燈L2斷路11、小剛利用電能表測(cè)量某家用電器的電功率.當(dāng)電路中只有這個(gè)用電器工作時(shí),測(cè)得15min內(nèi),消耗電能0.3 KW•h,則這個(gè)用電器可能是( )A.空調(diào)器 B.電冰箱 C.電視機(jī) D.收音機(jī) 12、右圖所示是小明設(shè)計(jì)的一個(gè)簡(jiǎn)易電子身高測(cè)量?jī)x的示意圖.其中,電源電壓恒為6V,保護(hù)電阻R0=20Ω;R是一只固定著的、豎 直放置的硬電阻棒、總長(zhǎng)為40cm,其接入 電路的電阻與接入電路的棒長(zhǎng)成正比;金屬桿cd和MP(右端P是滑片)與電路接觸良好,電阻不計(jì).小明用該測(cè)量?jī)x對(duì)小聰、小英和小亮的身高進(jìn)行了測(cè)量,其數(shù)據(jù)見(jiàn)下表.若已知小英測(cè)量時(shí),滑片恰在電阻棒ab的中點(diǎn)位置,則根據(jù)題中提供的信息可知() 小聰 小英 小亮A表示數(shù)I/A 0.20 0.15 0.12 V表示數(shù)U/V 2.0 3.0 3.6身高h(yuǎn)/m 1.6 A.電阻棒的總電阻是20Ω B.小聰?shù)纳砀呤?.7m,小亮的身高是1.5m C.小聰?shù)纳砀呤?.5m,小亮的身高是1.7m D.從理論上分析,該測(cè)量?jī)x的身高測(cè)量范圍是1.2~1.8m二、填空題:(每空1分,共26分)13、在①玻璃、②大地、③純水、④陶瓷、⑤橡皮、⑥鉛筆芯、⑦食鹽水、⑧醬油這些物質(zhì)中,通常情況下屬于導(dǎo)體的有 (填序號(hào));大量事實(shí)表明, 的電壓才是對(duì)人體安全的電壓。 14、飲水機(jī)是一種常見(jiàn)的家用電器,其工作原理可簡(jiǎn)化為如圖所示的電路,其中S是一個(gè)溫控開關(guān),R1為發(fā)熱板,當(dāng)飲水機(jī)處于加熱狀態(tài)時(shí),水被迅速加熱,達(dá)到預(yù)定溫度時(shí),開關(guān)S自動(dòng)切換到另-擋,飲水機(jī)便處于保溫狀態(tài)。 (1)當(dāng)控開關(guān)S接a時(shí),飲水機(jī)對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài) 。(加熱或保溫)(2)若飲水機(jī)加熱時(shí)發(fā)熱板的功率為550W,而保溫時(shí)發(fā)熱板的功率為 88W,電阻R2的阻值是 Ω。(不考慮溫度對(duì)阻值的影響)15、小明同學(xué)是學(xué)校的升旗手,他將一面國(guó)旗在國(guó)歌聲中勻速升到旗桿頂端, 旗桿頂端裝的簡(jiǎn)單機(jī)械應(yīng)是 (動(dòng)滑輪或定滑輪),利用它來(lái)升國(guó)旗的好處是 。16、如圖甲所示裝置,在透明塑料盒的底部鉆一個(gè)孔,把電子式火花發(fā)生器的放電針緊緊地塞進(jìn)孔中,打開塑料盒蓋,向盒內(nèi)滴入數(shù)滴酒精,再將盒蓋蓋緊,然后撳動(dòng)電火花發(fā)生器的按鈕,隨著“呯”的 一聲響,看到盒蓋 ,在此過(guò)程中,酒精燃燒后的燃?xì)獾?能轉(zhuǎn)化為塞子的 能。圖 中(選填“乙”或“丙”)汽油機(jī)的工作過(guò)程與這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化是一致 的.如果該汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速是1800r/min,則它每秒鐘內(nèi)對(duì)外做功 次.17、小華家電能表的銘牌如下表:小華家電能表4月底的示數(shù)如圖所示,5月底的示數(shù)為 ,則小華家5月份消耗的電能為 KW•h,應(yīng)付電費(fèi) 元(按每度電均價(jià)0.5元計(jì)算).用這只電能表最多能讓 盞“220V,40W”的電燈同時(shí)正常工作。 18、如圖所示,工人用滑輪組將重400N的貨物勻速提升1m,拉力F為250N,則繩子自由端移動(dòng)的距離是 m,此過(guò)程有用功為 J,滑輪組的機(jī)械效率為 ;如果增加物重,則滑輪組的機(jī)械效率將 。(選填“變大”或“變小”或“不變”) 19、小明自制了一盞可調(diào)節(jié)亮度的臺(tái)燈,電路如圖所示,小燈泡規(guī)格是“6V 3W”.請(qǐng)完成以下問(wèn)題:(1)粗心的小明忘記把燈泡畫上去,你認(rèn)為燈泡應(yīng)畫在圖中 之間(選填“a、b”或“c、d”);(2)小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為 Ω。(3)連好電路后,若要使燈泡變暗,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)片向 (填“左”或“右”)移動(dòng)。新 課 標(biāo) 第 一 網(wǎng)(4)工作相同時(shí)間時(shí),小明認(rèn)為臺(tái)燈調(diào)暗時(shí)比亮?xí)r省電,但小林認(rèn)為臺(tái)燈調(diào)暗時(shí)滑動(dòng)變阻器也要消耗電能,所以不省電.那么,你的看法是 (填“能省電”、“不能省電”或“不確定”)。20、如圖甲所示,A、B分別是標(biāo)有“6V 3.6W”字樣的燈泡L和定值電阻R的U-I圖像.則R的阻值為 Ω;若把它們接入電路,如圖乙所示,當(dāng)只閉合開關(guān)S1時(shí),L正常發(fā)光,此時(shí)電流表的示數(shù)為 A;若再閉合開關(guān)S3,電流表的示數(shù)為 A;若只閉合開關(guān)S2,電路消耗的電功率為 W。三、解答題(每圖2分,每空1分,第22題3分,第23題4分,共50分)21、(8分)(1)如圖所示,輕質(zhì)杠桿可繞O轉(zhuǎn)動(dòng),杠桿上吊一重物,在力F作用下杠桿靜止在水平位置,l為F的力臂,請(qǐng)?jiān)趫D中作出力F的示意圖及重力G的力臂。(2)如圖所示,畫出人站在地面上使用該滑輪組拉重物的繞線方式。 (3)如圖乙所示,在圓圈內(nèi)分別填入正確的電表符號(hào),使開關(guān)閉合后兩燈都能發(fā)光 .(4)小寶想在臥室安裝一盞照明電燈,請(qǐng)?jiān)趫D中幫他把燈和開關(guān)接入電路。22、(3分)用煤氣灶把1kg、初溫為20℃的水燒到70℃,消耗了10g煤氣.已知水的比熱容是4.2×103J/(kg•℃),煤氣的熱值為4.2×107J/kg,則水吸收的熱量為多少?煤氣完全燃燒放出的熱量為多少?,煤氣灶燒水的效率為多少?23、(4分)如圖所示電路,電源電壓保持不變,當(dāng)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器阻值從變化到最小,兩個(gè)電阻的“U-I”關(guān)系圖象如圖所示。求:(1)甲和乙分別代表哪個(gè)電阻?(2)電源電壓是多大?(3)定值電阻R1是多大?(4)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,當(dāng)阻值為多大時(shí),滑動(dòng)變阻器的電功率?24、(6分)在研究杠桿平衡條件的實(shí)驗(yàn)中(1)實(shí)驗(yàn) 前沒(méi)有掛鉤碼時(shí),小明發(fā)現(xiàn)杠桿右端下傾,則應(yīng)將左端的平衡螺母向 調(diào),使杠桿在水平位 置平衡;這樣做的目的是 。 (2)在如右圖所示的裝置中,每個(gè)鉤碼重1N(杠桿上每格等距,杠桿自重不計(jì)),要使杠桿在水平位置平衡,小張應(yīng)在A處掛 個(gè)1N重的鉤碼,而鄰組的小強(qiáng)在B處施加一個(gè)豎直方向的力,也使杠桿在水平位置平衡,則這個(gè)力的方向應(yīng) ,大小為 N。 (3)本實(shí)驗(yàn)得出杠桿的平衡條件 。25、(7分)總結(jié)本學(xué)期所做的物理探究實(shí)驗(yàn)會(huì)發(fā)現(xiàn):
(1)當(dāng)要研究的物理量不易直接測(cè) 量時(shí),都要想辦法把它們的大小間接表示出來(lái)。如:圖甲的實(shí)驗(yàn)是通過(guò) ,間接的知道物體動(dòng)能的大小;圖乙的實(shí)驗(yàn)是通過(guò) ,間接比較兩個(gè)電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少。(2)當(dāng)要研究的物理量與多個(gè)因素有關(guān)時(shí),都要采用控制變量法。如:圖甲的實(shí)驗(yàn)中,使用同一個(gè)球就是為了__________,探究動(dòng)能大小與__________的關(guān)系;圖乙中將兩個(gè)電阻串聯(lián)起來(lái),就是為了___________,探究電流產(chǎn)生的熱量與_______的關(guān)系。(3)有些實(shí)驗(yàn)裝置經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)還可以進(jìn)行其它的探究實(shí)驗(yàn)。如:圖甲裝置中增加一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)等器材,我們還可以探究斜面的機(jī)械效率是否與物體的重力有關(guān);圖乙中如果再增 加一個(gè)________,我們就可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系了。26、(4分)用圖甲所示裝置“比較不同液體吸熱升溫特點(diǎn)”.在兩個(gè)相同燒杯中分別加入 初溫、體積相同的水和食鹽水,用相同酒精燈加熱直到沸騰.(1)分別測(cè)量出水和食鹽水的沸點(diǎn),發(fā)現(xiàn)食鹽水的沸點(diǎn)比水高.其 中水沸騰時(shí)溫度計(jì)的局部放大圖如乙圖所示,水的沸點(diǎn)為 ℃.(2)實(shí)驗(yàn)中加熱食鹽水到沸騰需要的時(shí)間長(zhǎng),說(shuō)明食鹽水吸收的熱量比水 (選填“多”或“少”).(3)能否僅由“加熱食鹽水到沸騰需要的時(shí)間長(zhǎng)”得出食鹽水比熱容 大的結(jié)論?答: ;其原因是: 。 27、(8分)某實(shí)驗(yàn)小組測(cè)一滑輪組機(jī)械效率的數(shù)據(jù)如下表:實(shí)驗(yàn)次數(shù) 動(dòng)滑輪重G動(dòng)/N 鉤碼重G物/N 鉤碼上升高度h物/m 直接將鉤碼舉高做的功W有用/J 動(dòng)力F動(dòng)/N 動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)距離S動(dòng)/m 使用滑輪組動(dòng)力做的功W總/J 滑輪組的機(jī)械效率η1 0.53 1 0.1 0.1 0.7 0.3 0.21 47.6%2 2 0.1 0.2 1.1 0.3 0.33 60.6%3 4 0.1 0.4 2 0.3 0.6 66.6%(1)請(qǐng)你在右圖中畫出本實(shí)驗(yàn)的繞繩方法.(2)用同一滑輪組提升不同重物至同一高度:克服動(dòng)滑輪的重所做的額外功 (填“相同”或“不同”);提升的物重增加時(shí),克服摩擦和繩重所做的額外功變 ,滑輪組的機(jī)械效率變 。(3)多次改變提升的物重測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率,目的是為了 (填字母)A.減小摩擦 B.多次測(cè)量取平均值減小誤差 C.獲得多組數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律 (4)由本實(shí)驗(yàn) (填“能”或“不能”)推斷:任何機(jī)械的機(jī)械效率跟物重均有關(guān).28、(10分)測(cè)定“小燈泡電功率”的實(shí)驗(yàn),電源電壓為4.5V,小燈泡額定電壓為2.5V、電阻約為10Ω.(1)連接電路時(shí)開關(guān)應(yīng) 。
(2)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的實(shí)物電路連接完整.(3)閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)位于 (選填“A”或“B”)端.(4)小明連接好電路后,閉合開關(guān),移動(dòng)滑片,發(fā)現(xiàn)小 燈泡始終不亮,且電壓表有示數(shù),電流表無(wú)示數(shù),則故障的原因可能是 .(寫出一種即可)(5)小明閉合開關(guān),移動(dòng)滑片P到某一點(diǎn)時(shí),電壓表示數(shù)(如圖乙所示)為 V,則此時(shí)燈泡消耗的實(shí)際功率 額定功率(選填“>”、“
時(shí)間何以如此不夠用,是課程內(nèi)容增加了,還是課程標(biāo)準(zhǔn)制定的不合理?答案顯然不是,新課程標(biāo)準(zhǔn)剛剛實(shí)施,應(yīng)該更貼近現(xiàn)代教育。我想,課堂效率低下,大量時(shí)間被浪費(fèi),應(yīng)該是一個(gè)主要原因。有些教師認(rèn)為什么都要說(shuō),什么都要說(shuō)透,最后導(dǎo)致什么都說(shuō)不了了。
前蘇聯(lián)教育學(xué)家巴班斯基曾說(shuō)過(guò)“有些課堂效率很低,原因在于教師不善于把注意力集中在最主要、最本質(zhì)的教材上,不善于正確地分配提問(wèn)的時(shí)間”。 在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中,有些教師沒(méi)有很好地把握提問(wèn)的方法和藝術(shù),所提的問(wèn)題往往帶有隨意性、盲目性和主觀性,。甚至是無(wú)效的,導(dǎo)致課堂寶貴時(shí)間流失,課堂再不斷找時(shí)間惡補(bǔ)。
那么,如果提高物理課堂提問(wèn)的技巧和藝術(shù),從而提高課堂效率?
1.提高針對(duì)性:
提問(wèn)要有的放矢,緊緊圍繞重點(diǎn),針對(duì)難點(diǎn),扣住疑點(diǎn),體現(xiàn)強(qiáng)烈的目標(biāo)意識(shí)和明確的思維方向,避免隨意性、盲目性和主觀性。
例如:學(xué)習(xí)機(jī)械效率的時(shí)候,很多學(xué)生(尤其是基礎(chǔ)很差的學(xué)生)難以識(shí)別有用功、額外功、總功,因此在練習(xí)有關(guān)動(dòng)滑輪機(jī)械效率的計(jì)算中拉力、物重、物體上升高度、繩子移動(dòng)距離經(jīng)?!皬埞诶畲鳌保S意亂湊數(shù)據(jù)。因此,我要求學(xué)生把這四個(gè)物理量在圖上相應(yīng)的位置標(biāo)示,再讓它們成對(duì)出現(xiàn),只要記住相關(guān)的計(jì)算公式就容易把問(wèn)題解決。
如:在如圖所示的滑輪組中,用110N的力在5s內(nèi)把重為200N的物體勻速提高2m,則
G=200N,h=2m
A.對(duì)重物做的有用功約為200J B.滑輪組的機(jī)械效率約為90%
C.拉力做的總功約為220J D.拉力的功率約為44W
A選項(xiàng)問(wèn)什么,公式是什么,相應(yīng)的條件是什么,計(jì)算、判斷。
2.注重適度性
課堂提問(wèn)要根據(jù)學(xué)生思維的“最近發(fā)展區(qū)”,選擇一個(gè)最佳的智能高度進(jìn)行問(wèn)題設(shè)計(jì),使大多數(shù)學(xué)生能夠“跳一跳,夠得著”。贊可夫認(rèn)為“教師提出的問(wèn)題,課堂內(nèi)二三秒內(nèi)有多數(shù)學(xué)生能回答的,是不值得稱道的”,反之,學(xué)生很長(zhǎng)時(shí)間思考不出來(lái)的也一樣。所以,提問(wèn)要有思考的價(jià)值,還要有思考的樂(lè)趣,那些“是不是、好不好”的問(wèn)題,表面上聽(tīng)起來(lái)學(xué)生響應(yīng)積極,實(shí)際上 根本就沒(méi)有動(dòng)腦筋,就失去了提問(wèn)的價(jià)值,對(duì)教學(xué)毫無(wú)作用;反之難度太大的問(wèn)題,則容易造成“問(wèn)而不答,啟而不發(fā)”的“冰凍”局面,教師問(wèn)了半天,學(xué)生云里霧里,不知從何入手,很容易挫傷學(xué)生思維的積極性,影響學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和信心。
如:學(xué)習(xí)影響動(dòng)滑輪機(jī)械效率的因素,若直接問(wèn)有哪些因素影響,學(xué)生只有亂猜一氣,把所有覺(jué)得可能的因素都會(huì)說(shuō)出來(lái),卻不能正確分析和理解。但是,如果先進(jìn)行鋪墊,如何測(cè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率:實(shí)驗(yàn)原理、需測(cè)物理量、測(cè)量工具、如何實(shí)驗(yàn),怎樣計(jì)算?根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),學(xué)生很容易自己總結(jié)車動(dòng)滑輪的機(jī)械效率跟哪些因素有關(guān),如何提高效率。
3.追求精煉性
孔子曾說(shuō)過(guò):“不憤不啟,不悱不發(fā)”,作為教師要善于應(yīng)用問(wèn)題去觸發(fā)學(xué)生思維的琴弦,讓學(xué)生有所“憤”、有所“悱”,那么教師的“啟”、“發(fā)”就能事半功倍了。
因此提問(wèn)首先要能讓學(xué)生聽(tīng)清楚提問(wèn)的內(nèi)容和要求,切忌含糊其詞,不著邊際,更不能啰啰嗦嗦,模棱兩可;提問(wèn)語(yǔ)言要言簡(jiǎn)意賅,表達(dá)要準(zhǔn)確到位,不能讓學(xué)生有顛三倒四、重復(fù)累贅的感覺(jué);提問(wèn)還要帶有鼓勵(lì)的性質(zhì),能引起學(xué)生心靈的共鳴,喚起學(xué)生的求知欲,引發(fā)學(xué)生積極思考。
例如,學(xué)習(xí)探究決定動(dòng)能大小的因素,通過(guò)學(xué)生猜想與質(zhì)量、速度有關(guān)后。要進(jìn)行實(shí)驗(yàn),那么怎樣引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案呢?我對(duì)此進(jìn)行了幾個(gè)問(wèn)題串的設(shè)置,你準(zhǔn)備先研究那個(gè)因素、實(shí)驗(yàn)中怎樣反應(yīng)動(dòng)能大小、怎樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、需要注意什么。如此順著思考,學(xué)生可以層層深入,設(shè)計(jì)出比較完善的方案。
4.實(shí)施全面性
教師提問(wèn)不僅要講究語(yǔ)言表述的質(zhì)量,還要注意提問(wèn)的對(duì)象。教學(xué)不是只為“尖子生”設(shè)置的,提問(wèn)要面向全體學(xué)生,教室內(nèi)不應(yīng)有“被遺忘的角落”,要調(diào)動(dòng)每個(gè)學(xué)生思考問(wèn)題的積極性,讓每個(gè)學(xué)生參與到學(xué)習(xí)中。能針對(duì)不同層次的學(xué)生,合理的設(shè)計(jì)問(wèn)題,讓每個(gè)學(xué)生答有所獲。并且要能悅納學(xué)生,讓學(xué)生敢于插話,敢于說(shuō)出自己的疑惑和不同意見(jiàn),充分披露靈性,展示個(gè)性。
課堂提問(wèn)是教學(xué)過(guò)程實(shí)施啟發(fā)式教學(xué)一個(gè)重要的環(huán)節(jié),精心設(shè)計(jì)提問(wèn)能啟發(fā)學(xué)生思考,提高學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)課堂凝聚力,對(duì)提高課堂效益有很重要的作用。教師要努力做到:?jiǎn)柕臏?zhǔn)、問(wèn)得巧,才能啟發(fā)的好,學(xué)生才能思考到位,全面準(zhǔn)確,才能讓學(xué)生領(lǐng)悟物理科學(xué)的奧秘,掌握學(xué)習(xí)的方式和竅門。
■ 適當(dāng)刪減知識(shí)內(nèi)容,以減輕學(xué)生學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)
調(diào)整與初中物理聯(lián)系不密切的內(nèi)容。如刪去“能從生活或社會(huì)應(yīng)用的角度,對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類”、“了解物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因”、“了解測(cè)量大氣壓強(qiáng)的方法”、“探究光在同種均勻介質(zhì)中的傳播特點(diǎn)”、“顏料混合”的內(nèi)容;再如降低難度的有“知道波長(zhǎng)、頻率和波速的關(guān)系”,改為“知道波長(zhǎng)、頻率和波速”。
下調(diào)某些知識(shí)要求的行為動(dòng)詞層次。對(duì)機(jī)械效率的要求,由“理解”下調(diào)為“知道”,避免在機(jī)械效率問(wèn)題上過(guò)度加深。又如對(duì)“不可再生能源和可再生能源”只要求“列舉”,不強(qiáng)調(diào)“說(shuō)出特點(diǎn)”。如原來(lái)“壓強(qiáng)”、“歐姆定律”、“電功率”內(nèi)容中,都有“能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算”的描述,修訂后統(tǒng)一用“理解”作為這些知識(shí)點(diǎn)的行為動(dòng)詞,“理解”包含有計(jì)算的要求。再如原來(lái)有“用比熱容解釋簡(jiǎn)單的自然現(xiàn)象”、“用水的三態(tài)變化解釋自然界中的一些水循環(huán)現(xiàn)象”、“用生活、生產(chǎn)中的實(shí)例解釋機(jī)械功的含義”,修訂時(shí)將“解釋”改為“說(shuō)明”,因?yàn)榱信e學(xué)過(guò)的例子來(lái)說(shuō)明結(jié)論,屬于了解層次。
■ 適當(dāng)增加的內(nèi)容,使三維目標(biāo)得以優(yōu)化
如增加“觀察摩擦起電現(xiàn)象,探究并了解同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引”、“通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)磁場(chǎng),知道地磁場(chǎng)”、“了解熱機(jī)的工作原理”、“理解電功”等,補(bǔ)充后進(jìn)一步理順了知識(shí)結(jié)構(gòu)。增加了“通過(guò)實(shí)驗(yàn),探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)”的內(nèi)容,有利于“過(guò)程與方法”目標(biāo)的落實(shí)。增加“了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用”、“運(yùn)用物體的浮沉條件說(shuō)明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象”、“了解提高機(jī)械效率的途徑和意義”、“用焦耳定律說(shuō)明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象”等要求,進(jìn)一步加強(qiáng)了物理知識(shí)跟生產(chǎn)、生活的聯(lián)系,重視實(shí)現(xiàn)情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)。
■ 明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求,增強(qiáng)教學(xué)的可操作性
如將“通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,學(xué)習(xí)壓強(qiáng)的概念。能用壓強(qiáng)公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算”表述為“通過(guò)實(shí)驗(yàn),理解壓強(qiáng)”;原來(lái)“嘗試將生活和自然界中的一些現(xiàn)象與物質(zhì)的熔點(diǎn)或沸點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)”,現(xiàn)在明確表述為“知道物質(zhì)的熔點(diǎn)、凝固點(diǎn)和沸點(diǎn),了解物態(tài)變化過(guò)程中的吸熱和放熱現(xiàn)象”;原來(lái)“探究并了解光的反射和折射的規(guī)律”,現(xiàn)明確為“探究并了解光的反射定律,探究并了解光的折射現(xiàn)象及其特點(diǎn)”;原來(lái)“通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究,知道在電流一定時(shí),導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體的電阻成正比”,現(xiàn)表述為“通過(guò)實(shí)驗(yàn),探究并了解焦耳定律”……通過(guò)規(guī)范的行為動(dòng)詞,對(duì)科學(xué)內(nèi)容提出了明確具體的教學(xué)要求。
在實(shí)驗(yàn)操作方面,對(duì)“會(huì)測(cè)量固體和液體的密度”、“通過(guò)實(shí)驗(yàn),測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的速度”提出了明確、具體的實(shí)驗(yàn)要求。在原來(lái)“探究平面鏡成像時(shí)像與物的關(guān)系”后面,補(bǔ)充了“知道平面鏡成像的特點(diǎn)及應(yīng)用”;原來(lái)“探究通電螺線管外部磁場(chǎng)的方向”、“探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”,都補(bǔ)充為“探究并了解”,表明了對(duì)探究結(jié)論的教學(xué)要求。本次修訂還明確列出了20個(gè)學(xué)生必做的物理實(shí)驗(yàn)。
■ “教學(xué)建議”與“評(píng)價(jià)建議”更具有針對(duì)性
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