第二章 第5节.doc
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第5节 焦耳定律1.电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由电荷的静电力在做功,电流做功的多少等于电能转化为其他形式能的数量.2.电流做功的公式为W =UIt ,适用于任何电路. 电功率的公式为P =UI ,适用于任何电路. 3.电流通过导体时产生的热量(内能)跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比,这一规律叫焦耳定律,表达式为Q =I 2Rt ,适用于任何电路.焦耳定律是电流热效应的实验定律,凡计算电热都要用该规律.电热功率是描述电流做功产生电热的快慢程度的物理量,公式为P =I 2R ,适用于任何电路.4.只含有电阻的电路称为纯电阻电路,当有电流通过时,电能全部转化为内能,即电功等于电热,用公式表示为W =Q =I 2Rt =UIt .含有电动机等非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路,电路中的电能除一部分转化为内能外,其他部分转化为机械能、化学能等,此时电功大于电热,电功表达式W =UIt ,电热表达式为Q =I 2Rt .5.两个绕线电阻分别标有“100 Ω 10 W ”和“20 Ω 40 W ”则它们允许通过的额定电流之比是( )A.5/5B.10/20C.5/10 D .1/2 000答案 C 6.两个电阻分别标有“1 A 4 W ”和“2 A 1 W ”,则它们的电阻之比为( ) A .2∶1 B .16∶1 C .4∶1 D .1∶16答案 B 7.关于电功,下列说法中正确的有( )A .电功的实质是电场力所做的功B .电功是电能转化为其他形式能量的量度C .电场力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大D .电流通过电动机时的电功率和热功率相等答案 AB【概念规律练】知识点一 电功、电功率的计算1.关于四个公式①P =UI ;②P =I 2R ;③P =U 2R ;④P =Wt,下列叙述正确的是( )A .公式①④适用于任何电路的电功率的计算B .公式②适用于任何电路的电热功率的计算C .公式①②③适用于任何电路电功率的计算D .以上均不正确答案 AB解析 P =UI 、P =W t 适用于任何电路的电功率的计算,而P =I 2R 、P =U 2R只适用于纯电阻电路的电功率的计算,故A 正确,C 错误.P =I 2R 适用于任何电路的热功率的计算,P =UI 、P =U 2R只适用于纯电阻电路的热功率的计算,故B 正确.2.一个用半导体材料制成的电阻器D ,其电流I 随它两端的电压U 变化的关系图象如图1(a)所示,将它与两个标准电阻R 1、R 2并联后接在电压恒为U 的电源上,如图(b)所示,三个用电器消耗的电功率均为P .现将它们连接成如图(c)所示的电路,仍然接在该电源的两端,设电阻器D 和电阻R 1、R 2消耗的电功率分别为P D 、P 1、P 2,它们之间的大小关系为( )图1A .P 1=4P 2B .P D =P /9C .P 1<4P 2D .P D >P 2答案 C解析 从电阻器D 的I —U 图线可以得出,电阻器的阻值随所加电压的增大而减小,在题图(b)中,三个电阻消耗的功率相等,都为P =U 2R 1=U 2R 2=U 2R D,说明三个电阻的阻值相等,即R 1=R 2=R D .连接成图(c)所示的电路时,电阻器D 两端的电压小于U ,电阻器D 的阻值R D ′>R D ,这时电阻器R D 两端的电压U D >U3,电阻R 1两端的电压U 1<2U 3,电阻R 2两端的电压U 2=U D >U3,由电功率计算式综合比较得出,A 、B 、D 错误,C 正确.知识点二 焦耳定律3.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A .电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多B .W =UIt 适用于任何电路,而W =I 2Rt =U 2Rt 只适用于纯电阻电路C .在非纯电阻电路中,UI >I 2RD .焦耳热Q =I 2Rt 适用于任何电路答案 BCD解析 电功率公式P =W t ,表示功率越大,电流做功越快.对于一段电路,有P =IU ,I =PU,焦耳热Q =(P U)2Rt ,可见Q 与P 、U 、t 都有关.所以,P 越大,Q 不一定越大,A 不对.W =UIt 是电功的定义式,适用于任何电路.而I =UR只适用于纯电阻电路,B 对.在非纯电阻电路中,电流做的功=焦耳热+其他形式的能,所以W >Q ,即UI >I 2R ,C 对. Q =I 2Rt 是焦耳热的定义式,适用于任何电路中产生的焦耳热,D 正确.4. 如图2所示,有一提升重物用的直流电动机,内阻R M =0.6 Ω,R =10 Ω,U =160 V ,电压表的读数为110 V .则:图2(1)通过电动机的电流是多少? (2)输入到电动机的电功率是多少?(3)电动机工作1 h 所产生的热量是多少?答案 (1)5 A (2)550 W (3)5.4×104J解析 (1)电动机是非纯电阻,不能用公式UM R M来求电路中的电流.R 两端的电压为U R =U -U M =160 V-110 V =50 V ,I =U R R =5010A =5 A. (2)P 入=U M I =110×5 W =550 W. (3)Q =I 2R M t =5.4×104 J【方法技巧练】一、纯电阻电路中电功和电功率的计算方法 5. 有四盏灯,接入如图3所示的电路中,L 1和L 2都标有“200 V 100 W ”字样,L 3和L 4都标有“220 V 40 W ”字样,把电路接通后,最暗的灯是哪一盏?最亮的灯是哪一盏?图3 答案 L 3最喑,L 4最亮 解析 由它们的额定电压、额定功率判断出R 1=R 2<R 3=R 4,即R 4>R 1>R 23并,由串联电路的功率分配可得P 4>P 1>(P 2+P 3),由并联电路的功率分配可得P 2>P 3,所以L 3最暗,L 4最亮.方法总结 在比较两个灯泡的功率大小时,可先比较有相同量的两个灯泡,L 1与L 4电流相同,利用P=I 2R 比较功率大小;L 2与L 4电压相同,利用P =U 2R比较功率大小;L 1与L 2电阻相同,利用P =I 2R 比较功率大小.6.额定电压都是110 V ,额定功率P A =100 W ,P B =40 W 的电灯两盏,若接在电压是220 V 的电路上,两盏电灯均能正常发光,且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个( )答案 C解析 判断灯泡能否正常发光,就要判断电压是否是额定电压,或电流是否是额定电流.由P =U 2R和已知条件可知R A <R B .对于A 电路,由于R A <R B ,所以A 灯若正常发光,U B >110 V ,B 灯被烧毁,两灯不能正常发光.对于B 电路,由于R B >R A ,A 灯又并联变阻器,并联电阻更小于R B ,所以U B >U 并,A 灯若正常发光,则B 灯烧毁.对于C 电路,B 灯与变阻器并联电阻可能等于R A ,所以可能U A =U B =110 V ,两灯可以正常发光. 对于D 电路,若变阻器的有效电阻等于A 、B 的并联电阻,则U A =U B =110 V ,两灯可以正常发光. 比较C 、D 两个电路,由于C 电路中变阻器功率为(I A -I B )×110,而D 电路中变阻器功率为(I A +I B )×110,所以C 电路消耗电功率最小.方法总结 解此类问题的思路分两步:①先分清哪个电路的A 、B 灯能正常发光,这里可以从电压、电流、电功率三个量中任一个达到其额定值,其余两个也达到额定值方面分析.②确定了正常发光的电路后,再比较哪一个的实际功率小,可以用计算的方法去比较,也可以用定性分析法比较.二、纯电阻电路与非纯电阻电路中能量转化问题的分析7.一台电动机的线圈电阻与一只电炉的电阻相同,都通过相同的电流,在相同时间内( ) A .电炉放热与电动机放热相等 B .电炉两端电压小于电动机两端电压C .电炉两端电压等于电动机两端电压D .电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率答案 ABD解析 电炉属于纯电阻用电器,电动机属于非纯电阻用电器.对于电炉有:U =IR ,放热Q =I 2Rt ,消耗功率P =I 2R .对于电动机有:U >IR ,放热Q =I 2Rt ,消耗功率P =UI >I 2R .8.有一个直流电动机,把它接入0.2 V 电压的电路时,电动机不转,测得流过电动机的电流是0.4 A ;若把电动机接入2 V 电压的电路中,电动机正常工作,工作电流是1.0 A .则:(1)电动机正常工作时的输出功率为多大?(2)如果在电动机正常工作时,转子突然被卡住,电动机的发热功率是多大? 答案 (1)1.5 W (2)8 W解析 (1)接U =0.2 V 电压,电机不转,电能全部转化成内能,故可视为纯电阻电路.电流I =0.4 A ,根据欧姆定律,线圈电阻R =U I =0.20.4Ω=0.5 Ω.当接U ′=2.0 V 电压时,电流I ′=1.0 A ,故输入电功率P 电=U ′I ′=2.0×1.0 W =2.0 W , 热功率P 热=I ′2R =1 2×0.5 W =0.5 W . 故输出功率即机械功率P 机=P 电-P 热=(2.0-0.5) W =1.5 W .(2)如果正常工作时,转子被卡住,则电能全部转化成内能,故其发热功率P 热′=U ′2R =220.5W =8 W .方法总结 (1)电动机是非纯电阻用电器,要注意区分电功率和热功率,电功率用P 总=UI 计算,热功率P 热=I 2R ,机械功率P 机=P 总-P 热.(2)注意搞清楚电动机电路中的能量转化关系,用能量守恒定律来分析问题.1.不考虑温度对电阻的影响,对一个“220 V 40 W ”的灯泡,下列说法正确的是( ) A .接在110 V 的电路中时的功率为20 W B .接在110 V 的电路中时的功率为10 WC .接在440 V 的电路中时的功率为160 WD .接在220 V 的电路中时的功率为40 W 答案 BD解析 由P 额=U 2额R 得,灯泡的电阻R =220240 Ω=1 210 Ω,当电压为110 V 时,P =U 2R =11021 210W =10 W ;电压为440 V 时,超过灯泡的额定电压一倍,故灯泡烧坏,P =0.2.通过电阻R 的电流为I 时,在时间t 内产生的热量为Q ;若电阻为2R ,电流为I /2时,则在时间t 内产生的热量为( )A .4QB .2QC .Q /2D .Q /4 答案 C解析 由电热公式Q =I 2Rt 可得Q ′=(12I )22Rt =12I 2Rt =12Q .3.关于电功和电热,下面说法正确的是( )A 任何电路中的电功W =UIt ,电热Q =I 2Rt 且W =QB .任何电路中的电功W =UIt ,电热Q =I 2Rt 但W 有时不等于QC .电功W =UIt 在任何电路中都适用,Q =I 2Rt 只在纯电阻电路中适用D .电功W =UIt ,电热Q =I 2Rt ,只适用于纯电阻电路答案 B4.一台额定电压为U 的电动机,它的电阻为R ,正常工作时通过的电流为I ,则( ) A .电动机t 秒内产生的热量是Q =Uit B .电动机t 秒内产生的热量是Q =I 2RtC .电动机的功率为P =I 2RD .电动机的功率为P =U 2/R 答案 B解析 电动机工作时,是非纯电阻电路,输入的总电能为UIt ,它转化为两部分:一是电动机内阻上产生的热能Q =I 2Rt ,二是电动机对外输出的机械能E =UIt -I 2Rt .5.两盏额定功率相同的灯泡A 和B ,其额定电压U A >U B ,则下列说法正确的是( ) A .两灯正常发光时,灯泡的电流强度I A >I B B .两灯电阻R A <R BC .将两灯串联后接入电路中发光时,则灯泡的功率P A <P BD .将两灯并联后接入电路中发光时,则灯泡的功率P A ′<P B ′答案 D 解析 由P =U 2/R 可知R A >R B ,由P =UI 可知额定电流I A <I B .两灯串联后,由串联电路的功率分配关系可知P ∝R ,所以P A >P B ;两灯并联后,由并联电路的功率分配关系可知P ∝1/R ,所以P A ′<P B ′.6. 如图4所示,三个电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同,允许消耗的最大功率分别为10 W 、10 W 、4 W ,此电路中允许消耗的最大功率为( )图4A .24 WB .16 WC .12 WD .15 W 答案 D7( )A.1.80×103 J B 答案 D 解析 由铭牌可知,电热水壶的功率为1 800 W ,所以正常加热1分钟产生的热量为Q =Pt =1 800×60J =1.08×105J.8. 有A 、B 两个电阻,它们的伏安特性曲线如图5所示,从图线可以判断( )图5A .电阻A 的阻值大于电阻B B .电阻A 的阻值小于电阻BC .电压相同时,流过电阻A 的电流强度较大D .两电阻串联时,电阻A 消耗的功率较小答案 BCD 9.理发用的电吹风机中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,直到热风将头发吹干.设电动机线圈电阻为R 1,它与电热丝的电阻R 2串联后接到直流电源上,电吹风机两端电压为U ,电流为I ,消耗的电功率为P ,则有( )①P =IU ②P =I 2(R 1+R 2) ③P >IU ④P >I 2(R 1+R 2)A .①②B .①④C .②③D .③④ 答案 B 10. 如图6所示,电源电压恒为U =14 V ,小灯泡L 标有“4 V 8 W ”,电动机的线圈电阻r M =1.0 Ω,当变阻器调到2 Ω时,小灯泡与电动机均正常工作,求电动机的机械效率.图6答案 66.7%解析 小灯泡正常工作I =PU 1=2 A电动机的输入功率P 入=I (U -U 1-IR )=12 W线圈电阻消耗的功率P 内=I 2r M =4 W 所以电动机的机械效率η=P 入-P 内P 入=12-412=66.7%.11.一直流电动机线圈内阻一定,用手握住转动轴使其不能转动,在线圈两端加电压为0.3 V 时,电流为0.3 A .松开转动轴,在线圈两端加电压为2 V 时,电流为0.8 A ,电动机正常工作.则:该电动机正常工作时,输入的电功率是多少?电动机的机械功率是多少? 答案 1.6 W 0.96 W解析 电动机不转动时,其消耗的电功全部转化为内能,故可视为纯电阻电路,由欧姆定律得电动机线圈内阻:r =U I =0.30.3Ω=1 Ω.电动机转动时,消耗的电能转化为内能和机械能,其输入的电功率为 P 入=I 1U 1=0.8×2 W =1.6 W , 电动机的机械功率为P 机=P 入-I 21r =1.6 W -0.82×1 W =0.96 W.第6节 导体的电阻1.本节探究导体的电阻与长度、横截面积、材料之间的关系时,采用控制变量的实验方法.测长度所用仪器是直尺,要测横截面积,需先测量其直径,用螺旋测微器进行测量,也可用缠绕法进行测定.2.电阻率ρ是一个反映导体导电性能的物理量,是导体材料本身的属性,与导体的形状、大小无关,它的单位是:欧姆·米,国际符号Ω·m .而电阻R 反映的是导体的属性,与导体的材料、横截面积、长度有关.3.电阻率的计算公式为ρ=R Sl各种材料的电阻率在数值上等于用该材料制成的长度为1_m ,横截面积为1_m 2的导体的电阻.4.两种材料不同的电阻丝,长度之比为1∶5,截面积之比为2∶3,电阻之比为2∶5,则材料的电阻率之比为4∶3.5.一粗细均匀的镍铬丝,截面直径为d ,电阻为R .把它拉制成直径为d /10的均匀细丝后,它的电阻变为( )A .R /1 000B .R /100C .100RD .10 000R 答案 D解析 由R =ρlS,V =lS ,得R ′=10 000R .概念规律练】知识点一 电阻和电阻率的理解1.关于导体的电阻及电阻率的说法中,正确的是( )A .由R =ρlS 知,导体的电阻与长度l 、电阻率ρ成正比,与横截面积S 成反比B .由R =UI可知,导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比C .将一根导线一分为二,则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D .某些金属、合金和化合物的电阻率随温度降低会突然减小为零,这种现象叫做超导现象.发生超导现象时,温度不为绝对零度 答案 AD解析 导体的电阻率由材料本身的性质决定,并随温度的变化而变化,导体的电阻与长度、横截面积有关,与导体两端的电压及导体中的电流无关,A 对,B 、C 错.电阻率反映材料的导电性能,电阻率常与温度有关,并存在超导现象.绝对零度只能接近,不可能达到,D 对.2.下列关于电阻率的叙述,正确的是( )A .金属导体的电阻率随温度的升高而增大B .常用的导线是用电阻率较小的铝、铜材料做成的C .材料的电阻率取决于导体的电阻、横截面积和长度D .半导体和绝缘体材料的电阻率随温度的升高而减小 答案 ABD知识点二 电阻定律R =ρlS的应用3.一根粗细均匀的导线,当其两端电压为U 时,通过的电流是I ,若将此导线均匀拉长到原来的2倍时,电流仍为I ,导线两端所加的电压变为( )A .U /2B .UC .2UD .4U 答案 D解析 导线原来的电阻为R =ρl S ,拉长后长度变为2l ,横截面积变为S 2,所以R ′=ρl ′S ′=ρ2lS2=4R .导线原来两端的电压为U =IR , 拉长后为U ′=IR ′=4IR =4U .4.一根粗细均匀的金属裸导线,若把它均匀拉长为原来的3倍,电阻变为原来的多少倍?若将它截成等长的三段再绞合成一根,它的电阻变为原来的多少?(设拉长与绞合时温度不变)答案 9 19解析 金属原来的电阻为R =ρlS,拉长后长度变为3l ,因体积V =Sl 不变,所以导线横截面积变为原来的1/3,即S /3,故拉长为原来的3倍后,电阻R ′=ρ3l S /3=9ρlS=9R .同理,三段绞合后,长度为l /3,横截面积为3S ,电阻R ″=ρl /33S =ρl 9S =19R .点评 某导体形状改变前后,总体积不变,电阻率不变.当长度l 和横截面积S 变化时,应用V =Sl 来确定S 和l 在形变前后的关系,然后再利用电阻定律即可求出l 和S 变化前后的电阻关系.【方法技巧练】一、用电阻公式和欧姆定律相结合解决有关问题5.两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加相同电压后,则在同一时间内通过它们的电荷量之比为( )A .1∶4B .1∶8C .1∶16D .16∶1答案 C解析 本题应根据导体的电阻R =ρl /S ,欧姆定律R =U /I 和电流定义式I =q /t 求解.对于第一根导线,均匀拉长到原来的2倍,则其横截面积必然变为原来的1/2,由导体的电阻公式可知其电阻变为原来的4倍.第二根导线对折后,长度变为原来的1/2,横截面积变为原来的2倍,故其电阻变为原来的1/4. 给上述变化后的裸导线加上相同的电压,由欧姆定律得:I 1=U 4R ,I 2=UR /4=4U /R由I =q /t 可知,在同一时间内,电荷量之比q 1∶q 2=I 1∶I 2=1∶16 故C 项正确.6.如图1所示,一段粗细均匀的导线长1 200 m ,在两端点A 、B 间加上恒定电压时,测得通过导线的电流为0.5 A ,若剪去BC 段,在A 、C 两端加同样电压时,通过导线的电流变为0.6 A ,则剪去的BC 段多长?图1答案 200 m解析 设整个导线AB 的电阻为R 1,其中AC 段的电阻为R 2,根据欧姆定律U =I 1R 1=I 2R 2,则R 2R 1=I 1I 2=0.50.6=56再由电阻定律,导线的电阻与其长度成正比,所以AC 段导线长l 2=R 2R 1l 1=56×1 200 m =1 000 m .由此可知,剪去的导线BC 段的长度为:l =l 1-l 2=200 m.二、导体电阻率的测定方法 7.用伏安法测量电阻R 的阻值,并求出电阻率ρ.给定电压表(内阻约为50 kΩ)、电流表(内阻约为40 Ω)、滑动变阻器、电源、电键、待测电阻R (约为250 Ω)及导线若干.图2(1)画出测量R 的电路图.(2)图2中的6个点表示实验中测得的6组电流I 、电压U 的值,试写出根据此图求R 值的步骤: ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________; 求出的电阻值R =________(保留3位有效数字).(3)待测电阻是一均匀材料制成的圆柱体,用游标为50分度的卡尺测量其长度与直径,结果分别如图3、图4所示,由图可知其长度为________,直径为________.图3 图4(4)由以上数据可以求出ρ=________(保留3位有效数字).答案 见解析解析 (1)由于待测电阻(约250 Ω)与电流表内阻(约40 Ω)相近,远小于电压表内阻(50 kΩ),因此采用电流表外接法,测量误差较小.控制待测电阻电压的线路,用滑动变阻器连接成限流式接法或分压式接法均可,如下图所示.(2)作U —I 直线,舍去左起第2点,其余5个点在一条直线上,不在这条线上的点尽量均匀分布在直线两侧;求该直线的斜率k ,则R =k =229 Ω(221~237 Ω均为正确).(3)因为游标为50分度,所以游标卡尺的精确度为150mm =0.02 mm ,另外游标卡尺不能估读,读出待测电阻的长度为8.00×10-3 m ,直径为1.98×10-3m.(4)将数据代入公式ρ=RS l =R πd 24l 得 ρ=8.81×10-2 Ω·m.1.导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是( )A .横截面积一定,电阻与导体的长度成正比B .长度一定,电阻与导体的横截面积成正比C .电压一定,电阻与通过导体的电流成正比D .电流一定,电阻与导体两端的电压成反比答案 A解析 根据电阻定律:R =ρlS ,可见当横截面积S 一定时,电阻R 与长度l 成正比,A 正确.2.关于电阻的计算式R =U I R =ρlS,下面说法正确的是( )A .导体的电阻与其两端电压成正比,与电流成反比 答案 BCB .导体的电阻仅与导体长度、横截面积和材料有关C .导体的电阻随工作温度变化而变化D .对一段一定的导体来说,在恒温下比值UIU 或I 的变化而变化3. 如图5所示,a 、b 、c 、d 是滑动变阻器的四个接线柱,现把此变阻器串联接入电路中,并要求滑片P 向接线柱c 移动时,电路中的电流减小,则接入电路的接线柱可能是( )图5A .a 和bB .a 和cC .b 和cD .b 和d 答案 CD解析 向c 移动,电流减小则电阻增大,可以接b 和c 或b 和d ,本质相同. 4.下列说法正确的是( )A .超导体对电流的阻碍作用几乎等于零B .金属电阻率随温度的升高而增大C .用来制作标准电阻的锰铜合金和镍铜合金的电阻率不随温度的变化而变化D .半导体材料的电阻率随温度的升高而增大答案 AB解析 超导现象是在温度接近绝对零度时,电阻率突然减小到接近零的现象,故A 正确;C 中材料只是电阻率变化不明显,而半导体材料的电阻率应随温度的升高而减小.5.一根阻值为R 的均匀电阻丝,长为l ,横截面积为S ,设温度不变,在下列哪些情况下其阻值仍为R ( )A .当l 不变,S 增大一倍时B .当S 不变,l 增大一倍时C .当l 和S 都减为原来的12时 D .当l 和横截面的半径都放大一倍时 答案 C解析 由R =ρl S 和V =Sl 得:l 不变、S 增大一倍时,R 变为原来的12;S 不变,l 增大一倍时,R 变为原来的二倍;l 、S 都减小为原来的12时,R 不变;l 和横截面的半径都增大一倍时,R 变为原来的12.6.白炽灯的灯丝由钨丝制成,当灯丝烧断后脱落一段,又将剩余灯丝刚好能搭接上使用,若灯泡功率原来为60 W ,观察搭接起来的灯丝长度大约为原来的34,则现在灯泡的功率约为( )A .30 WB .45 WC .60 WD .80 W 答案 D解析 由电阻定律知,灯丝长度减为原来的34,电阻变为原来的34,照明电路中电压220 V 不变,则由P =U 2R 知功率变为原来的43倍,即80 W ,D 选项正确.7.如图6所示,均匀的长方形薄片合金电阻板abcd ,ab 边长为L 1,ad 边长为L 2,当端点1、2或3、4接入电路时,R 12∶R 34是( )图6A .L 1∶L 2B .L 2∶L 1C .1∶1D .L 21∶L 22 答案 D 解析 设薄片厚度为d ,则由电阻定律,得R 12=ρL 1L 2d ,R 34=ρL 2L 1d. 故R 12∶R 34=L 21∶L 22,选项D 正确.8.一只白炽灯泡,正常发光时的电阻为121 Ω,当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻应是( ) A .大于121 Ω B .小于121 Ω C .等于121 Ω D .无法判断 答案 B解析 由于金属的电阻率随温度的升高而增大,故白炽灯泡正常发光时的电阻大,停止发光一段时间后,灯丝温度降低,电阻减小,故选B.9.两根同种材料制成的电阻丝a 和b ,a 的长度和横截面的直径均为b 的两倍,要使两电阻丝接入电路后消耗的电功率相等,加在它们两端的电压之比U a ∶U b 为( )A .1∶1B .2∶1 C.2∶1 D .1∶ 2 答案 D解析 由公式R =ρl S ,S =14πD 2,P =U 2R 得,U =4ρlPπD2,解得U a ∶U b =1∶2,故D 正确.10.现有半球形导体材料,接成如图7所示(a)、(b)两种形式,则两种接法的电阻之比R a ∶R b 为( )图7A .1∶1B .1∶2C .2∶1D .1∶4 答案 D解析 将(a)图半球形导体材料看成等大的两半部分的并联,则(b)图中可以看成等大的两半部分的串联,设每一半部分的电阻为R ,则(a)图中电阻R a =R2,(b)图中电阻R b =2R ,故R a ∶R b =1∶4.11.甲、乙两根粗细相同的不同导线,电阻率之比为1∶2,长度之比为6∶1,那么两根导线加相同的电压时,其电功率之比P 甲∶P 乙________;如果通过两根导线的电流强度相同,则其电功率之比P 甲∶P 乙=________. 答案 1∶3 3∶112. 相距40 km 的A 、B 两地架设两条输电线,电阻共为800 Ω.如果在A 、B 间的某处发生短路,如图8所示.这时接在A 处的电压表示数为10 V ,电流表示数为40 mA.求发生短路点相距A 有多远.图8答案 12.5 km解析 A 、B 间距离l =40 km ,导线总长2l ,总电阻R =800 Ω. 设A 与短路处距离x ,导线总长2x ,总电阻R x .由欧姆定律:R x =U I =1040×10-3 Ω=250 Ω由电阻公式:R =ρ2l S ,R x =ρ2xSx =R x R l =250800×40 km =12.5 km.即短路处距A 端12.5 km.第7节 闭合电路的欧姆定律1.闭合电路的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比,表达式为I =ER +r,适用于外电路是纯电阻的电路.2.路端电压是指外电路两端的电压,即电源的输出电压U =E -Ir .(1)当外电阻R 增大时,I 减小,内电压减小,路端电压U 增大.当外电路断开时,I =0,U =E .(2)当外电阻R 减小时,I 增大,内电压增大,路端电压U 减小.当电源两端短路时,外电阻R =0,I =ErU =0. 3.由U 外=E -Ir 可知,U 外-I 是一条斜向下的直线,直线斜率的绝对值等于电源内阻,直线在纵轴上的截距表示电动势,直线在横轴上的截距表示短路电流I =Er.4.有两个相同的电阻R ,串联起来接在电动势为E 的电源上,通过每个电阻的电流为I ,若将这两个电阻并联起来,仍接在该电源上,此时通过一个电阻R 的电流为2I /3,则该电源的内阻是( )A .RB .R /2C .4RD .R /8答案 C解析 由闭合电路欧姆定律得,两电阻串联时I =E 2R +r ,两电阻并联时23=12·ER2+r ,解得r =4R ,故选C.5.一太阳能电池板,测得它的开路电压为800 mV ,短路电流为40 mA.若将该电池板与一阻值为20 Ω的电阻器连成一闭合电路,则它的路端电压是( )A .0.10 VB .0.20 VC .0.30 VD .0.40 V 答案 D 解析 由已知条件得:E =800 mV .又因I 短=E r ,所以r =E I 短=80040Ω=20 Ω.所以U =IR =E R +r R =80020+20×20 mV =400 mV=0.40 V ,选项D 正确.【概念规律练】知识点一 闭合电路欧姆定律1. 如图1所示,当开关S 断开时,电压表示数为3 V ,当开关S 闭合时,电压表示数为1.8 V ,则外电阻R 与电源内阻r 之比为( )图1A .5∶3B .3∶5C .2∶3D .3∶2 答案 D 解析 S 断开时,电压表的示数等于电源的电动势,即:E =3 V .S 闭合时,U 外=1.8 V ,所以U 内=E -U 外=1.2 V .因U 外=IR ,U 内=Ir ,所以R ∶r =U 外∶U 内=1.8∶1.2=3∶2.2. 如图2所示,电源电动势E =30 V ,内阻r =1 Ω,灯泡上标有“6 V 12 W ”字样,直流电动机线圈电阻R =2 Ω,若灯泡恰好能正常发光,求电动机输出的机械功率.图2答案 36 W解析 因灯泡正常发光,所以I =P U =126A =2 AU 内=Ir =2×1 V =2 V 所以电动机电压为U M =E -U 内-U =30 V -2 V -6 V =22 V 电动机输出的机械功率为P 机=U M I -I 2R =22×2 W -22×2 W =36 W. 知识点二 路端电压与负载的关系3.若E 表示电动势,U 表示外电压,U ′表示内电压,R 表示外电路的总电阻,r 表示内电阻,I 表示电流,则下列各式中正确的是( )A .U ′=IRB .U ′=E -UC .U =E +IrD .U =RR +r·E 答案 BD4. 如图3所示为两个独立电路A 和B 的路端电压与其总电流I 的关系图线,则( )图3A .路端电压都为U 1时,它们的外电阻相等B .电流都是I 1时,两电源内电压相等C .电路A 的电动势大于电路B 的电动势D .A 中电源的内阻大于B 中电源的内阻 答案 ACD解析 在路端电压与总电流的关系图线(U —I )中,图线在U 轴上的截距表示电动势E ,图线斜率的绝对值表示电源的内阻,可见E A >E B ,r A >r B .图中两直线的交点坐标为(I 1、U 1),由R =UI可知,路端电压都为U 1时,它们的外电阻相等.由U ′=Ir 可知,电流都是I 1时,因r 不相等,故两电源内电压不相等.所以选项A 、C 、D 正确.【方法技巧练】一、闭合电路动态问题的分析方法。
第5节 核酸是遗传信息的携带者 课标内容要求 核心素养对接 概述核酸由核苷酸聚合而成,是储存与传递遗传信息的生物大分子。
1.生命观念——通过对核酸的学习,建立生命的物质性的观点。
2.科学思维——归纳概括核酸种类、核苷酸种类与含氮碱基种类与生物种类的关系。
一、核酸的种类及分布1.种类⎩⎨⎧脱氧核糖核酸,简称DNA 核糖核酸,简称RNA2.分布(1)真核细胞的DNA 主要分布在细胞核中,线粒体、叶绿体内也含有少量的DNA 。
(2)RNA 主要分布在细胞质中。
二、核酸是由核苷酸连接而成的长链1.核酸的基本组成单位——核苷酸(1)组成(2)种类⎩⎨⎧分类依据:五碳糖的不同类别:脱氧核苷酸和核糖核苷酸①脱氧核苷酸:构成DNA 的基本单位。
②核糖核苷酸:构成RNA 的基本单位。
2.DNA和RNA的区别(1)分子组成的不同①DNA的五碳糖是脱氧核糖,而RNA的则是核糖。
②DNA特有的碱基是胸腺嘧啶(T),而RNA的则是尿嘧啶(U)。
(2)分子结构的不同DNA是由脱氧核苷酸连接而成,一般由两条脱氧核苷酸链构成,RNA则是由核糖核苷酸连接而成,由一条核糖核苷酸链构成。
3.DNA指纹获得遗传信息的根本原因生物的遗传信息储存在DNA分子中,而且每个个体的DNA的脱氧核苷酸序列各有特点。
4.核酸的多样性及功能(1)多样性的原因:核苷酸数目不同和排列顺序多样。
(2)遗传信息的储存①脱氧核苷酸的排列顺序储存着生物的遗传信息,DNA分子是储存、传递遗传信息的生物大分子。
②部分病毒的遗传信息储存在RNA中,如HIV、SARS病毒等。
(3)功能①核酸是细胞内携带遗传信息的物质。
②核酸在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。
三、生物大分子以碳链为骨架1.单体和多聚体生物大分子是由许多基本组成单位连接而成的,这些基本单位称为单体,这些生物大分子又称为单体的多聚体。
单体(基本单位) 多聚体(生物大分子)单糖多糖氨基酸蛋白质核苷酸核酸2.每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架,由许多单体连接成多聚体。
第五节风
1. 风---是空气的水平运动。
只有在同一高度上的运动才是风。
形成原因:同一水平下高压气体向低压气体流动。
2. 风的基本要素:风速和风向风速通常用级表示
风向风吹来的方向。
如风往北吹:南风O——东风
第六节为什么会降水
1 .水汽含量的多少一般用相对湿度表示空气中含有水汽的多少与温度有关,温度高,水汽含量也大。
2. 测湿度的工具:干湿球温度计
结构:有干球温度计(普通温度计)和湿球温度计(包裹着湿棉纱的温度计)
原理:干球温度计测大气温度
湿球温度计会蒸发,蒸发要吸热,温度计示数变小,出现干湿差
大气湿度大,蒸发慢,降温小干湿差小;大气湿度小,蒸发快,降温大,干湿差大
3. 降水的条件: A 充足的水汽(相对湿度达到100%)
B 空气上升,温度降低,空气容纳水汽的能力降低
C 有凝结核,水汽可以凝结变大
4. 降水量用毫米表示。
人工降水的方式: 1. 降温打干冰 2. 凝结核打碘化银。
第5节细胞中的无机物学习目标1.说出细胞中水的存在形式及功能。
(重、难点)2.说出细胞中无机盐的存在形式及功能。
(重、难点)核心概念结合水自由水无机盐一、细胞中的水自由水结合水三、细胞是多种元素和化合物构成的生命系统1.元素基础:__C、H、O、N____等化学元素是构成细胞的主要元素。
2.化合物基础:以碳链为骨架的__糖类、脂质、蛋白质、核酸____等有机化合物是构成细胞生命大厦的基本框架。
3.能源基础:__糖类和脂质____提供了生命活动的重要能源。
4.构建、调节基础:__水和无机盐____与其他物质共同构建细胞并参与细胞生命活动的调节。
?思考1.鲜种子在晒干过程中失去的水和干种子放在试管中加热时失去的水在细胞中的存在形式相同吗?提示:不同。
前者失去的是自由水,而后者失去的主要是结合水。
2.为什么观察动物和人的细胞时,要将其放入相应浓度的生理盐水中。
提示:无机盐对维持细胞的正常形态起重要作用。
3.不同种类的细胞中,化合物的种类和含量有区别吗?请举例说明。
提示:有。
如淀粉只存在于植物细胞内,糖原只存在于动物细胞内;又如肌细胞中蛋白质含量较高,脂肪细胞中脂肪含量较高。
H 活学巧练uo xue qiao lian 判断题1.构成细胞膜、细胞质和细胞核的主要化合物是有机物,水和无机盐在活细胞中并不重要。
(×)2.水不仅是细胞代谢所需的原料,也是细胞代谢的产物,如蛋白质与DNA的合成过程中都有水的生成。
(√)3.种子贮存前,先要晾晒,目的是减少自由水的含量,降低种子的代谢速率,以延长种子的寿命。
(√)4.结合水与其他物质结合在一起,是细胞结构的重要组成成分。
(√)5.同一种生物的不同组织、器官的含水量相同。
(×)6.镁离子是叶绿素的重要成分,缺镁会造成叶片发黄。
(√)7.生理盐水能维持人体渗透压的平衡,防止细胞过度吸水而涨破。
(√)8.植物缺少B元素造成“花而不实”体现了无机盐能影响生物体的生命活动。
第5节人脑的高级功能课程内容标准核心素养对接(1)简述人类的语言功能与大脑皮层言语区的关系。
(2)简要说明人类记忆的过程以及记忆与学习的关系。
(3)简述情绪是人脑的高级功能之一。
(1)生命观念——通过了解大脑的特点,建立人脑的结构功能观。
(2)科学思维——概括总结人脑大脑皮层的特点,比较区分记忆的四个阶段。
(3)社会责任——讨论交流产生消极情绪的原因及维持稳定情绪的做法。
知识点1语言功能1.语言功能是人脑特有的高级功能,与大脑皮层的言语区有关。
2.大脑皮层言语区(连线)3.人脑左右半球的功能知识点2学习、记忆与情绪(1)大脑皮层具有语言、学习和记忆等高级功能。
(√)(2)语言功能是人脑特有的高级功能。
(√)(3)人主导语言功能的区域都位于大脑的左半球。
(×)(4)大多数人的空间识别主要由大脑右半球负责。
(√)(5)学习和记忆由大脑中某一特定的脑区控制。
(×)(6)短时记忆可能与神经元之间即时的信息交流有关,尤其是与大脑皮层下的一个形状像海马的脑区有关。
(√)1.大脑皮层是调节人体生理活动的最高级中枢,比较重要的中枢有位于中央前回的躯体运动中枢(管理身体对侧骨骼肌的随意运动)、躯体感觉中枢(与身体对侧皮肤、肌肉等处接受刺激而使人产生感觉有关)、语言中枢(与说话、书写、阅读和理解语言有关,是人类特有的神经中枢)、视觉中枢(与产生视觉有关)、听觉中枢(与产生听觉有关)。
教材P37“问题探讨”拓展结合教材及上述资料,说明人的大脑有哪些区别于脊髓的高级功能?提示:语言功能、学习和记忆等。
2.大多数人主导语言功能的区域是在大脑的左半球,逻辑思维主要由左半球负责。
大多数人的大脑右半球主要负责形象思维,如音乐、绘画、空间识别等。
请思考少数“左撇子”的人,他们主导语言功能的区域位于大脑的哪个半球?教材P38“正文信息”拓展提示:大脑右半球。
探究点一语言功能观察人类大脑皮层的言语区示意图,分析回答。
第5节生物的多样性(第2课时)
【核心概念】
5.生命系统的构成层次
7.生物与环境的相互关系
【学习内容与要求】
5.6 生态系统由生物与非生物环境共同组成
㉓描述生态系统的组成,列举不同类型的生态系统。
㉔描述生物圈,关注生物圈的保护
7.2 生物与环境的相互作用、相互协调,实现生态平衡
④举例说明生物多样性及其意义
【教学目标】
1.科学观念:了解生态系统和生物圈的概念;了解生物多样性的体现;举例说明多样性面临的威胁的原因;了解保护生物多样性的主要措施。
2.科学思维:从根本原因上理解保护生物多样性的意义和措施。
3.探究实践:通过分析、阅读等方法,提升分析问题的能力。
4.态度责任:树立爱护生物、生物与人类和谐共处的意识;增强民族自豪感。
【教材分析】本课时为新浙教版七上第二章第5节《生物的多样性》的第2课时,主要涉及生态系统、生物多样性及多样性的保护等相关知识点。
教材中介绍生态系统的基本概念但不涉及各成分的介绍,重点在于生物的多样性及保护生物多样性等相关内容。
通过本课的学习,使学生感受到世界是生命的丰富多彩,理解生物对环境的适应从而形成不同的物种,理解生物生存环境的多样性、生物与环境相互关系的多样性,体会到任何一种生物的存在都是有意义的,从而树立保护生物,保护大自然的意识。
【教学思路】物种的多样性→生态系统的多样性→保护生物多样性。
【教学过程】。
第5节 有理数的减法教学目标1、经历探索有理数减法法遇的过程,体会有理数减法与加法的关系。
2、使学生掌握有理数减法法则并熟练地进行有理数减法运算; 2教学重点和难点有理数减法法则教学过程:1个课时教学内容一、回顾加法法则二、例:气温变化P40三、计算列各式:P40四、有理数减法法则:减去一个数,等于加上这个数的相反数五、例:计算:(1)10-(-2); (2)(-5)-18; (3)0-9; (4)(-3)-0六、例2:P41,阅读七、例3:P41,阅读八、如何求出数轴上两点之间的距离:求AE 、BD 、AB 、EC 的长度。
(求两点间的距离就是用表示这两点的数相减,由于求的是“距离”,所以结果应是正数,因此,将相减的式子求绝对值即可。
或者用大数减小数即可。
)九、练习:P42,口算,P42,2,5,6(用数轴来讲解)十、作业:P42,1、3、4附:1、如图,a 、b 在数轴上的位置,试比较a 、b 、-a 、-b 、0、a-b 、b-a 的大小。
2、若|a+1|与|b -1|互为相反数,求a-b 的值。
3、计算(口答):(1)6-9 (2)(+4)-(-7) (3)(-5)-(-8) (4)(-4)-9 (5)0-(-5)(6)0-5 (7) 15-21 (8)(-17)-(-12) (9)(-2.5)-5.91 -12 O3 -2 4-3 · · · · · · · · · -4 D B C A F E b a · ·4、判断:(1)如果两个有理数的差是正数,那么这两个数都是正数。
()(2)两个数的差一定小于被减数。
()(3)两个数的差不一定小于这两个数的和。
()(4)0减去任何有理数,都等于这个数的相反数。
()5、用“>”或“<”号填空:(1)如果a>0,b<0,那么a-b______0;(2)如果a<0,b>0,那么a-b______0;(3)如果a<0,b<0,|a|>|b|,那么a-b______0;(4)如果a<0,b<0,|a|<|b|,那么a-b______0;(5)如果a<0,b<0,那么a-(-b)______0.6、分别求出数轴上两点间的距离:(1)表示数6的点与表示数2的点;(2)表示数5的点与表示数0的点;(3)表示数2的点与表示数-5的点;(4)表示数-1的点与表示数-6的点.。
七年级上册科学第二章第五节 显微镜下的各种生物一.单细胞生物1)衣藻(植物)单细胞藻类,生活在发绿的池水中。
比较衣藻与洋葱表皮细胞的相同和不同:(2)两根鞭毛:能自由摆动,使衣藻能在水中游动。
(3)依靠眼点的感光,鞭毛的游动,可以游到有光照及其他适宜的环境进行光合作用。
2)草履虫(动物)(太阳虫,痢疾变形虫等等)(1)草履虫多大:大约0.3mm (2)形状:像倒转的草鞋(3)区别前后端:钝圆的一端是前端(4)介绍草履虫的结构及作用(学生观察结构可以猜测功能):纤毛:进行运动胞口:进食通道,在身体前端1/3处一侧,有纤毛食物泡:食物进入胞口后形成,进行食物的消化和吸收伸缩泡:排出水和含氮的废物,两个伸缩泡是交替收缩舒张的大核:与营养代谢有关小核:与生殖,遗传有关表膜:可进行呼吸,并排出含氮的废物收集管:收集水和含氮的废物(5)草履虫的生活习性捕食:纤毛把食物送入胞口消化:食物 胞口 胞口末端 食物泡内笑话呼吸:表膜排泄:表膜和胞肛 应激性总结:单细胞生物一般个体微小,全部生命活动在一个细胞内进行,生活在水中。
3二.细菌和真菌1)认识各种各样的细菌引入:食物为什么会变味或发臭?(1)细菌:单细胞生物 大小:0.3-2.0微米细菌团:菌落——大量细菌繁殖在一起所形成的细菌团(2)细菌的好处:酸奶——乳酸杆菌 酒——发酵,酵母菌 ……细菌的坏处:太多了(生活中其他的例子)(3)细菌的结构:细胞壁,细胞膜,细胞质,无成型的细胞核(属于原核生物)无叶绿体,所以不能自己制造营养物质,要依赖有机物生存。
(4)细菌的分类(根据形态不同):球菌:形状为球形。
如葡萄球菌。
杆菌:形状为杆状。
大肠杆菌,乳酸杆菌。
螺旋菌(弧菌):形状为螺旋状。
霍乱弧菌。
2)原核生物与真核生物有细胞核的都是真核生物:包括动物、植物和真菌(酵母菌,青霉菌,面包霉等等)食用菌—>大型的真菌:可食用,如香菇、蘑菇、金针菇、木耳等。
没有成形的细胞核的都是原核生物:细菌(如大肠杆菌)。
第2章组成细胞的分子第5节细胞中的无机物1.生物体内具有运送营养物质到各个细胞功能的化学物质是()A.载体B.无机盐离子C.结合水D.自由水答案:D2.下列关于植物体内水分的叙述,错误的是()A.植物体内的水分参与营养物质的运输B.水是构成叶肉细胞的重要化合物之一C.自由水可作为细胞内化学反应的反应物D.同种植物萌发种子的含水量与休眠种子的相同答案:D3.在探索外星球是否存在生命的过程中,科学家始终把寻找水作为最关键的环节。
水在生命中的意义表现为()A.水是细胞鲜重中含量最多的化合物B.水在生物体内可以流动C.能与蛋白质结合,体现生命活动现象D.生化反应必须在水中进行答案:D4.人体红细胞呈圆饼状,具有运输氧气的功能。
下面是将人体红细胞分别放在三种不同的液态环境中,一段时间内的变化示意图,请分析该图说明的问题是()A.水分容易进出细胞B.无机盐离子容易进出细胞C.红细胞有运输氧气的功能D.水分和无机盐对于维持细胞的形态和功能有重要作用答案:D5.乳酸亚铁口服液可以有效防治人类缺铁性贫血症,这是因为其中的Fe2+进入人体后能()A.调节血液的酸碱平衡B.调节血液的渗透压C.构成红细胞中的血红蛋白D.促使更多红细胞产生答案:C6.水在生命活动中有极其重要的作用,细胞内含水量的多少直接影响新陈代谢。
试回答下列问题:(1)种子在入仓之前需晾晒,所去除的水分主要是细胞中的________水。
(2)将干种子用水浸泡后种子能萌发,但干种子不经水浸泡不能萌发,这说明_____________________________________________。
(3)新鲜的鸡蛋清呈液态胶状,而臭鸡蛋清则是相对更“稀”的液体,呈水状,这是因为在新鲜的鸡蛋清中的水与蛋白质结合在一起,形成液态胶体,这时的水为______,是细胞和生物体的___________;而臭鸡蛋中的蛋白质被微生物分解成小分子物质,使这部分水释放出来,转变为________。
八年级上册科学第二章第5节风设计理念新课标理念要求在教学过程中必须以学生为主体,教师为主导。
在教学过程中应充分调动学生的主动性和积极性,引导学生思考问题。
本节课内容主要从实际生活出发,以观察和实验为基础,形成概念、掌握规律和发展能力为中心,理论联系实际,注重知识的应用。
帮助学生树立正确的人生观和价值观,培养学生实事求是的科学态度和科学精神,使学生感受自然科学的无穷魅力。
教材分析一、地位和作用《风》是浙教版八年级上册科学第二章第5节的内容,风是一种重要的天气要素。
可反映出天气形势的分布与变化。
学习本节内容对下面教材天气及气候的学习起着基础的作用。
本节课紧密联系生活,具有很强的实用性。
掌握好本节内容,对今后的学习和生活有重要的意义。
教材特点本节课首先从生活实际出发,学生通过气球实验体验到风的存在,了解风形成的原因。
之后介绍测量风的两个基本要素,在这过程中教材设计了用纸飞机测风向的小实验,接着介绍了各风级的名称、风速和风效。
最后介绍了风向风速的图示。
反应了科学离不开生活,生活离不开科学的理念。
学情分析一般来说,中学生的思维品质尚未成熟,形象思维能力仍占主导作用,而抽象思维能力则相对较弱,因此在学习过程中会出现许多的思维障碍,例如在风向的判断很难从理论上很好的理解,很容易混淆,因此需要老师创设形象的情景,学生才能更好的理解这些物理概念。
教学目标一、知识与技能1、了解风是怎样形成的。
2.知道风向、风速的表示方法和度量单位。
3.学会用风向标、风速仪测定风向和风速。
4.了解风对人类活动和动物的影响。
二、过程与方法1、学会通过实验来解决理论问题,进一步去解释现实问题。
2、通过演示实验,培养学生观察、分析能力。
3、通过举例,学生体会物理离不开生活、生活离不开物理的学习理念。
三、情感、态度与价值观1、培养学生的课堂参与能力和实践活动能力及语言表达能力。
教学重难点一、教学重点根据教学目标要求我认为本节课的难点是:风的形成,风向的表示方法。
第5节自由落体运动1.物体只在________作用下从________开始下落的运动叫自由落体运动,自由落体运动具有以下两个特点:(1)只受________作用,不同物体的运动快慢与________无关.(2)初速度为____.2.在同一地点,一切物体在自由落体运动中的加速度都______,这个加速度叫做自由落体运动的加速度,也叫____________.自由落体加速度的方向总是__________.大小为g=__________.重力加速度随纬度的增大而______,随高度的增大而减小.3.自由落体运动的性质:自由落体运动是初速度为____,加速度a=____的匀加速度运动.4.自由落体运动的公式有:(1)v=____;(2)h=________;(3)v2=2gh.5.关于自由落体运动,下列说法正确的是()A.物体从静止开始下落的运动就是自由落体运动B.如果空气阻力比重力小得多,空气阻力可以忽略不计,这时由静止开始下落的运动是自由落体运动(物体只受重力和空气阻力)C.跳伞运动员从飞机上由静止开始下落,打开降落伞以前的运动是自由落体运动,打开降落伞以后的运动不是自由落体运动D.一雨滴从屋顶落下,途中经过一个窗子,雨滴经过窗子的这一段运动是自由落体运动6.在忽略空气阻力的情况下,让一轻一重的两块石块从同一高度同时自由下落,则关于两块石块的运动情况,下列说法正确的是()A.重的石块落得快,先着地B.轻的石块落得快,先着地C.在着地前的任一时刻,两块石块具有相同的速度、相同的位移、相同的加速度D.两块石块在下落时间段内的平均速度相等7.关于自由落体运动的加速度g,下列说法正确的是()A.重的物体的g值大B.g值在地面任何地方一样大C.g值在赤道处大于南北两极处D.同一地点的轻重物体的g值一样大【概念规律练】知识点一对自由落体运动的认识1.关于自由落体运动,下列说法正确的是()A.自由落体运动的快慢与物体的质量大小有关B.物体只在重力作用下的运动都是自由落体运动C.物体从静止开始沿竖直方向的运动都是自由落体运动D.自由落体运动是一种匀变速直线运动2.关于自由落体运动,下列说法中正确的是()A.初速度为零的竖直向下的运动是自由落体运动B.只在重力作用下的竖直向下的运动是自由落体运动C.自由落体运动在任意相等的时间内速度变化量相等D.自由落体运动是初速度为零,加速度为g的匀加速直线运动知识点二自由落体运动的加速度3.下列关于重力加速度的说法正确的是()A.重力加速度g是标量,只有大小,没有方向B.在地球上不同地方,g的大小是不同的,但差别不大C.在地球上同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度是相同的D.纬度越低的地方,重力加速度g值越小4.一个做自由落体运动的物体,下落速度v随时间t变化的图象,如图所示,其中正确的是()知识点三自由落体运动的规律5.唐代诗人李白用“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”描述了庐山瀑布的美景,以三尺为一米,可估算出水落到地面的速度为()A.100 m/s B.140 m/sC.200 m/s D.1 000 m/s6.图1如图1所示,是甲、乙两位同学为测量反应时间所做的实验,实验时甲用一只手在木尺下部做握住木尺的准备,当看到乙同学放开手时,他立即握住木尺.如果测出木尺下降的高度为11.25 cm,请你计算甲同学的反应时间(g取10 m/s2).【方法技巧练】一、利用比例法分析自由落体运动7.自由下落的物体,自起始点开始依次下落三段相同的位移所需要的时间比为() A.1∶3∶5B.1∶4∶9C.1∶2∶ 3D.1∶(2-1)∶(3-2)二、灵活运用自由落体运动的规律8.图2屋檐每隔一定时间滴下一滴水,当第5滴水正欲滴下时,第1滴刚好落到地面,而第3滴与第2滴分别位于高1 m的窗子的上、下沿,如图2所示,(g取10 m/s2)问:(1)此屋檐离地面多高?(2)滴水的时间间隔是多少?1.下列关于自由落体运动的叙述中,错误的是()A.两个质量不等、高度不同但同时自由下落的物体,下落过程中任何时刻的速度、加速度一定相同B.两个质量不等、高度相同的物体,先后做自由落体运动,通过任一高度处的速度、加速度一定相同C.物体越重,下落得越快;物体越轻,下落得越慢D.所有自由落体运动的位移都与下落时间的平方成正比2.甲物体的重力比乙物体的重力大5倍,甲从H高处自由落下,乙从2H高处同时自由落下,以下几种说法中正确的是()A.两物体下落过程中,同一时刻甲的速度比乙大B.下落1 s末,它们的速度相等C.各自下落1 m时,它们的速度相等D.下落过程中甲的加速度比乙大3.关于自由落体运动,下列说法正确的是()A.自由落体运动是竖直方向的匀加速直线运动B.竖直方向的位移只要满足x1∶x2∶x3∶…=1∶4∶9∶…的运动就是自由落体运动C.自由落体运动在开始连续的三个2 s内的路程之比为1∶3∶5D.自由落体运动在开始连续的三个1 s末的速度之比为1∶3∶54.图3踢毽子是我国民间的一项体育活动,被人们誉为“生命的蝴蝶”.近年来,踢毽子成为全民健身的活动之一.毽子由羽毛和铜钱组成,在下落时总是铜钱在下羽毛在上,如图3所示,对此分析正确的是()A.铜钱重,所以总是铜钱在下羽毛在上B.如果没有空气阻力,也总是出现铜钱在下羽毛在上的现象C.因为空气阻力的存在,所以总是铜钱在下羽毛在上D.毽子的自由下落是自由落体运动5.如图4所示的探究实验中,在有空气和抽掉空气的两种情况下,我们观察到羽毛和金属片的下落情况不同,这说明()图4A.真空中的羽毛比有空气时的羽毛受到的重力大B.羽毛比金属片下落慢是由于羽毛受到空气阻力作用而金属片不受空气阻力C.羽毛比金属片下落慢是由于羽毛受到的空气阻力对羽毛的下落影响比较大D.所有物体在不受空气阻力只受重力时,在同一位置由静止释放,下落快慢均一样6.一观察者发现,每隔一定时间有一个水滴自8 m高处的屋檐落下,而且当看到第五滴水刚要离开屋檐时,第一滴水正好落到地面,那么这时第二滴水离地面的高度是(g=10m/s2)()A.2 m B.2.5 mC.2.9 m D.3.5 m7.图5用图5所示的方法可以测出一个人的反应时间,设直尺从开始自由下落,到直尺被受测者抓住,直尺下落的距离为h ,受测者的反应时间为t ,则下列说法正确的是 ( )A .t ∝hB .t ∝1hC .t ∝hD .t ∝h 28.为了测得一楼房的高度,某同学让一粒石块从楼顶自由落下,测出下列哪个量就可以求出楼房的高度( )A .仅测出石块下落到地面的总时间B .仅测出石块落地时的速度C .仅测出石块落地前的最后1 s 内的位移球自由释放.求:(g 取9.8 m/s 2)(1)在B 球释放后多长时间,连接A 、B 两球的细绳将被拉直?(2)此时小球A 的速度和位移.10.图6如图6所示,在天花板下悬挂一长为l的木棍,在木棍下端的正下方h处有一观察者,他看到木棍因悬线断开而自由下落,求木棍通过观察点P所经历的时间.11.从同一高处自由释放的甲、乙两球,乙球在甲球释放后某时刻释放,当乙球释放后经过2 s,甲、乙两球间的距离为25 m,则甲、乙两球释放时刻的时间间隔为多少?(g取10 m/s2)第5节 自由落体运动课前预习练1.重力 静止 (1)重力 质量 (2)零2.相等 重力加速度 竖直向下 9.8 m /s 2 增大3.0 g4.(1)gt (2)12gt 2 5.BC [自由落体运动是从静止开始、只在重力作用下的运动,自由落体运动必须同时满足这两个条件.A 选项中没有明确物体只受重力作用,故错误.D 中雨滴经过窗子的这段运动的初速度不为零,因而不是自由落体运动,D 错,故B 、C 正确.]6.CD [两石块都做自由落体运动,运动规律相同且有相同的加速度,由于从同一高度下落,落地时间必然相同,故A 、B 不对.因h 、t 相同,故v =h t必相同,D 正确.由v =gt 和h =12gt 2可知,C 也正确.] 7.D [在同一地点所有物体g 值都相同.在地面不同地方,重力加速度的大小不同.从赤道到两极,g 值变大.]课堂探究练1.D2.CD [A 选项中,竖直向下的运动,有可能受到空气阻力或其他力的影响,下落的加速度不等于g ,这样就不是自由落体运动;选项B 中,物体有可能具有初速度,所以选项A 、B 不对.选项C 中,因自由落体运动是匀变速直线运动,加速度恒定,由加速度的概念a =Δv Δt可知,Δv =g Δt ,所以若时间相等,则速度的变化量相等.选项D 可根据自由落体运动的性质判定是正确的.]3.BCD [重力加速度是矢量,方向总是竖直向下,因此A 不正确.地球上同一地点,一切物体做自由落体运动的加速度是相同的,地球上不同地方g 的大小是不同的,但差别不大,纬度越低的地方,g 值越小.故正确答案为B 、C 、D ]点评 要理解重力加速度,并知道其方向总是与该点的重力方向相同.4.D [自由落体运动的速度v =gt ,g 是常数,故下落速度v 与时间t 成正比,D 正确.]5.B6.0.15 s解析 由h =12gt 2得t = 2h g = 2×11.25×10-210s =0.15 s 7.D 方法总结 自由落体是初速度为零的匀加速运动,有如下的比例关系:(1)T 末、2T 末、3T 末、…瞬时速度之比v 1∶v 2∶v 3∶…=1∶2∶3∶…(2)T 内、2T 内、3T 内、…位移之比x 1∶x 2∶x 3∶…=1∶4∶9∶…(3)第一个T 内、第二个T 内、第三个T 内、…位移之比x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…=1∶3∶5∶…(4)通过连续相等的位移所用时间之比t 1∶t 2∶t 3∶…=1∶(2-1)∶(3-2)∶…8.(1)3.2 m (2)0.2 s解析 解法一:利用基本规律求解.设屋檐离地面高为h ,滴水间隔为T由x =12gt 2得 第2滴水的位移x 2=12g(3T)2 第3滴水的位移x 3=12g(2T)2 又因为x 2-x 3=1 m联立以上三式,解得T =0.2 s屋檐高x =12g(4T)2=12×10×(4×0.2)2 m =3.2 m . 解法二:用比例法求解.(1)由于初速度为零的匀加速直线运动从开始运动起,在连续相等的时间间隔内的位移比为1∶3∶5∶7∶…∶(2n -1),据此令相邻两水滴之间的间距从上到下依次是x 0、3x 0、5x 0、7x 0. 显然,窗高为5x 0,即5x 0=1 m ,得x 0=0.2 m屋檐离地面高x =x 0+3x 0+5x 0+7x 0=16x 0=3.2 m .(2)由x =12gt 2知,滴水时间间隔为 T = 2x 0g = 2×0.210s =0.2 s . 解法三:用平均速度求解.(1)设滴水的时间间隔为T ,则雨滴经过窗子过程中的平均速度为v =x ′T =1 m T.由v =gt 知,雨滴下落2.5T 时的速度为v =2.5gT.由于v = v ,故有1T=2.5gT.解得T =0.2 s . (2)x =12g(4T)2=3.2 m . 课后巩固练1.C2.BC [物体在下落过程中,因是自由下落,只受重力影响,加速度都为g ,与质量无关,D 选项错误.又由v =gt 知,A 选项错,B 选项正确.又由公式v 2=2gh 可知C 选项正确.故答案应选B 、C .]3.AC [自由落体运动是初速度为零,加速度为g 的竖直向下的匀加速直线运动,所以A 正确;自由落体运动从开始下落起,位移之比x 1∶x 2∶x 3∶…=1∶4∶9∶…,但位移之比是1∶4∶9∶…的运动不一定是自由落体运动,所以B 不正确;自由落体运动服从初速度为零的运动的所有规律,所以C 正确,D 不正确.]4.C 5.CD6.D [由匀变速运动规律推论知相邻水滴位移比为1∶3∶5∶7,所以第二滴到地面(第一滴)的距离应为总高度的71+3+5+7=716所以离地距离为716×8 m =3.5 m ,故D 对.] 7.C8.ABC [设楼高为H ,根据H =12gt 2知,A 正确.根据v 2=2gH ,H =v 22g,B 正确.若知道石块在最后1 s 内的位移,可求石块落地时的速度,然后再求楼高.在最后1 s 内,x =v t =v 0+v 2t =v -g ×1+v 2×1=2v -g 2,v =x +g 2,C 正确.] 9.(1)1.37 s (2)19.3 m /s 19.0 m 解析 (1)连接A 、B 两球的细绳被拉直,说明两球的位移差为9.8 m ,故h A -h B =9.8 m ,12g(t +0.6)2-12gt 2=9.8 m ,解得t ≈1.37 s . (2)v A =g(t +0.6)≈19.3 m /s ,h A =12g(t +0.6)2≈19.0 m . 10.2(h +l )g - 2h g解析 设木棍上端到达P 点时经历的时间为t 1,根据h +l =12gt 21则t 1= 2(h +l )g;设木棍下端到达P 点时经历的时间为t 2,根据h =12gt 22得t 2= 2h g,所以木棍通过观察者P 所经历的时间为t =t 1-t 2=2(h +l )g - 2h g. 11.1 s解析 设释放甲、乙两球的时间间隔为t 0,乙球运动的时间为t =2 s ,则有:x 甲=12g(t 0+t)2,x 乙=12gt 2,由题意知x 甲-x 乙=25 m ,解得时间间隔t 0=1 s .。