能转化为机械能。
2、汽车电动机(汽车电机)常用车载电瓶(蓄电池)供电,汽车运行过程中可以利用的车轮带动车载发电机发电,给蓄电池充电。给蓄电池充电时,电能转化为化学能储存起来,此时蓄电池是用电器;用蓄电池给电动机供电时,化学能转化为电能,此时蓄电池才是电源
3、车载蓄电池还被用来为汽车上配装的空调、电扇、收录机、CD机及各种用途的电灯供电,方便地电能转化为机械能、声能、光能等等
4、油罐车的尾部通常要挂一条铁链直达路面,这样做有利于使运输过程中因颠簸而产生的电荷迅速传到大地上,避免因静电放电而带来灾难 5、车灯发光:电能――光能 V、光学方面
1、汽车旁的观后镜,交叉路口的观察镜用的都是凸面镜,可以开阔视野
2、汽车在夜间行驶时,车内一般不开灯,这样可防止车内乘客在司机前的挡风玻璃上成像,干扰司机正确判断
3、汽车前的挡风玻璃通常都不直立(底盘高大的车除外),这是因为挡风玻璃相当于平面镜,车内物体易通过它成像于司机面前,影响司机的判断。
4、汽车尾灯灯罩:角反射器可将射来的光线返回,保证后面车辆安全
5、汽车头灯:凹面镜反射原理,近距光灯丝在焦点附近,远距光灯丝在焦点上 (四)厨房中的物理知识 I、与电学知识有关的现象
1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能,都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的。
2、排气扇(抽油烟机)利用电能转化为机械能,利用空气对流进行空气变换。
3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头,插入三孔插座,防止用电器漏电和触电事故的发生。 4、微波炉加热均匀,热效率高,卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能,再将电磁能转化为内能。
5、厨房中的电灯,利用电流的热效应工作,将电能转化为内能和光能。
6、厨房的炉灶(蜂窝煤灶,液化气灶,煤灶,柴灶)是将化学能转化为内能,即燃料燃烧放出热量。 II、与力学知识有关的现象
1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器,水面总是相平的。 2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积,增大压强。
3、菜刀的刀刃有油,为的是在切菜时,使接触面光滑,减小摩擦。
4、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹,使接触面粗糙,增大摩擦。 5、火铲送煤时,是利用煤的惯性将煤送入火炉。
6、往保温瓶里倒开水,根据声音知水量高低。由于水量增多,空气柱的长度减小,振动频率增大,音调升高。
7、磨菜刀时要不断浇水,是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加,温度升高,刀口硬度变小,刀口不利;浇水是利用热传递使菜刀内能减小,温度降低,不会升至过高。 III、与热学知识有关的现象
⑴与热学中的热膨胀和热传递有关的现象
1、使用炉灶烧水或炒菜,要使锅底放在火苗的外焰,不要让锅底压住火头,可使锅的温度升高快,是因为火苗的外焰温度高。
2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。
3、炉灶上方安装排风扇,是为了加快空气对流,使厨房油烟及时排出去,避免污染空间。
4、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体,烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁
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迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。
5、往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。
6、炒菜主要是利用热传导方式传热,煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的。 7、冬季从保温瓶里倒出一些开水,盖紧瓶塞时,常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为随着开水倒出,进入一些冷空气,瓶塞塞紧后,进入的冷空气受热很快膨胀,压强增大,从而推开瓶塞。
8、冬季刚出锅的热汤,看到汤面没有热气,好像汤不烫,但喝起来却很烫,是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失(水分蒸发)。
9、冬天或气温很低时,往玻璃杯中倒入沸水,应当先用少量的沸水预热一下杯子,以防止玻璃杯内外温差过大,内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力,致使杯破裂。
10、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。 ⑵与物体状态变化有关的现象
1、液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的;使用时,通过减压阀,液化气的压强降低,由液态变为气态,进入灶中燃烧。
2、用焊锡的铁壶烧水,壶烧不坏,若不装水,把它放在火上一会儿就烧坏了。这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏。若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就烧坏了。
3、烧水或煮食物时,喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量(液化热)。
4、用砂锅煮食物,食物煮好后,让砂锅离开火炉,食物将在锅内继续沸腾一会儿。这是因为砂锅离开火炉时,砂锅底的温度高于100℃,而锅内食物为100℃,离开火炉后,锅内食物能从锅底吸收热量,继续沸腾,直到锅底的温度降为100℃为止。
5、用高压锅煮食物熟得快些。主要是增大了锅内气压,提高了水的沸点,即提高了煮食物的温度。 6、夏天自来水管壁大量“出汗”,常是下雨的征兆。自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏,而是自来水管大都埋在地下,水的温度较低,空气中的水蒸气接触水管,就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”,说明空气中水蒸气含量较高,湿度较大,这正是下雨的前兆。 7、煮食物并不是火越旺越快。因为水沸腾后温度不变,即使再加大火力,也不能提高水温,结果只能加快水的汽化,使锅内水蒸发变干,浪费燃料。正确方法是用大火把锅内水烧开后,用小火保持水沸腾就行了。
8、冬天水壶里的水烧开后,在离壶嘴一定距离才能看见“白气”,而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。
9、油炸食物时,溅入水滴会听到“叭、叭”的响声,并溅出油来。这是因为水的沸点比油低,水的密度比油大,溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾,产生的气泡上升到油面破裂而发出响声。 10、当锅烧得温度较高时,洒点水在锅内,就发出“吱、吱”的声音,并冒出大量的“白气”。这是因为水先迅速汽化后又液化,并发出“吱、吱”的响声。
11、当汤煮沸要溢出锅时,迅速向锅内加冷水或扬(舀)起汤,可使汤的温度降至沸点以下。加冷水,冷水温度低于沸腾的汤的温度,混合后,冷水吸热,汤放热。把汤扬起的过程中,由于空气比汤温度低,汤放出热,温度降低,倒入锅内后,它又从沸汤中吸热,使锅中汤温度降低。 ⑶与热学中的分子热运动有关的现象
1、腌菜往往要半月才会变咸,而炒菜时加盐几分钟就变咸了,这是因为温度越高,盐的离子运动越快的缘故。
2、长期堆煤的墙角处,若用小刀从墙上刮去一薄层,可看见里面呈黑色,这是因为分子永不停息地
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做无规则的运动,在长期堆煤的墙角处,由于煤分子扩散到墙内,所以刮去一层,仍可看到里面呈黑色。
(五)载人飞船工程中的物理知识 1. 声学:
(1)在太空中没有空气,声音不能传播,宇航员与地面联系是通过电磁波来实现的。
(2)在返回舱内有空气,空气能传声,宇航员能正常对话,能听到机器工作时的噪音,所以睡觉时要戴专用耳塞,这是通过“在人耳处减弱”的途径减弱噪声的。 2. 光学:
⑴在太空中看地球是一个蔚蓝色的星球,这是由于地球不是光源,同月亮一样反射太阳光形成的效果。在太空中看太阳,就只能看到黑暗太空中一个地别明亮的光球,周围却一片暗淡,这是因为太空中没有空气等物质散射光线。
⑵为了在黑暗中拍摄清晰返回地面的过程,采用了红外线拍摄,因为返回舱与空气剧烈摩擦后温度很高,发出的红外线很明显。 3. 热学:
(1)能量转换:火箭上升段时,燃料的化学能转化为火箭的机械能和热能,且动能和重力势能不断增加;返回舱返回时机械能由于“摩擦生热”不断转化成热能,且动能和重力势能都在减小;飞船进入椭圆轨道后,在由近地点飞向远地点的过程中,飞船的动能不断减小,重力势能不断增加。 (2)火箭发射时,周围冒出大量的“白气”,这是因为火箭喷出的高温、高压的燃气能将附近所有物体熔化,为了避免这种破坏,科学家在发射台下设计了一个巨大的水池,利用水的比热容较大,不易升温,且水汽化时要吸收大量的热量,防止损坏发射台。
(3)返回舱返回时,由于与空气剧烈摩擦产生大量的热,为了防止烧坏船体,科学家在设计和制造时,除了选用耐高温的材料外,还在飞船外面覆盖了一层特殊的物质,这种物质在发生熔化、汽化和升华时会吸收大量的热,使返回舱的温度不致升得过高,保护了飞船和宇航员的安全。 4. 电学: (1)“神舟”飞船进入太空后会展开巨大的太阳能电池帆板,在面向太阳时将光能转化为电能供设备使用,同时储存一部分在蓄电池中(电能转化为化学能);在没有阳光时,蓄电池放电供设备使用,将化学能转化为电能。
(2)天地间的通话是靠电磁波来实现的。我们看到宇航员与家人通话时略有延迟,是由于电磁波在天地间往返的路程较长(通过布置在各地的测控站间传递)引起的。 5. 力学:
(1)在太空失重状态下,不能够使用的仪器有:天平、弹簧测力计测动(测拉力可以)、压强计、密度计等,但温度计、刻度尺、放大镜、电流表和电压表等仍能使用。在失重状态下浮力、液体压强将消失,在水中吹气泡,气泡将既不上升、也不下降。不能以正常方式喝水,只能通过塑料袋挤进口中??
(2)宇航员在太空漫步应穿上专用的宇航服,因为在太空没有空气,没有大气压,有强烈的紫外线辐射和易受太空垃圾的撞击等不适合人类生存的因素。
(3)火箭上升段,推力大于阻力和重力,做加速运动。返回舱返回时阻力大于重力,做减速运动。 (六)身边的物理现象
1、挂在壁墙上的石英钟,当电池的电能耗尽而停止走动时,其秒针往往停在刻度盘上“9”的位置。这是由于秒针在“9”位置处受到重力矩的阻碍作用最大。
2、有时自来水管在邻近的水龙头放水时,偶尔发生阵阵的响声。这是由于水从水龙头冲出时引起水管共振的缘故.
3、对着电视画面拍照,应关闭照相机闪光灯和室内照明灯,这样照出的照片画面更清晰。因为闪光灯和照明灯在电视屏上的反射光会干扰电视画面的透射光.
4、冰冻的猪肉在水中比在同温度的空气中解冻得快。烧烫的铁钉放入水中比在同温度的空气中冷却
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得快。装有滚烫的开水的杯子浸入水中比在同温度的空气中冷却得快。这些现象都表明:水的热传递性比空气好,
5、锅内盛有冷水时,锅底外表面附着的水滴在火焰上较长时间才能被烧干,且直到烧干也不沸腾,这是由于水滴、锅和锅内的水三者保持热传导,温度大致相同,只要锅内的水未沸腾,水滴也不会沸腾,水滴在火焰上靠蒸发而渐渐地被烧干,
6、走样的镜子,人距镜越远越走样.因为镜里的像是由镜后镀银面的反射形成的,镀银面不平或玻璃厚薄不均匀都会产生走样。走样的镜子,人距镜越远,由光放大原理,镀银面的反射光到达的位置偏离正常位置就越大,镜子就越走样.
7、天然气炉的喷气嘴侧面有几个与外界相通的小孔,但天然气不会从侧面小孔喷出,只从喷口喷出.这是由于喷嘴处天然气的气流速度大,根据流体力学原理,流速大,压强小,气流表面压强小于侧面孔外的大气压强,所以天然气不会以喷管侧面小孔喷出。
8、将气球吹大后,用手捏住吹口,然后突然放手,气球内气流喷出,气球因反冲而运动。可以看见气球运动的路线曲折多变。这有两个原因:一是吹大的气球各处厚薄不均匀,张力不均匀,使气球放气时各处收缩不均匀而摆动,从而运动方向不断变化;二是气球在收缩过程中形状不断变化,因而在运动过程中气球表面处的气流速度也在不断变化,根据流体力学原理,流速大,压强小,所以气球表面处受空气的压力也在不断变化,气球因此而摆动,从而运动方向就不断变化。
9、吊扇在正常转动时悬挂点受的拉力比未转动时要小,转速越大,拉力减小越多.这是因为吊扇转动时空气对吊扇叶片有向上的反作用力.转速越大,此反作用力越大.
10、电炉“燃烧”是电能转化为内能,不需要氧气,氧气只能使电炉丝氧化而缩短其使用寿命。 11、从高处落下的薄纸片,即使无风,纸片下落的路线也曲折多变。这是由于纸片各部分凸凹不同,形状备异,因而在下落过程中,其表面各处的气流速度不同,根据流体力学原理,流速大,压强小,致使纸片上各处受空气作用力不均匀,且随纸片运动情况的变化而变化,所以纸片不断翻滚,曲折下落。
12、利用身边的物品进行物理实验,这种做法本身就是一种创新,请你用常见的易拉罐(满罐、空罐均可)作为主要实验器材,并添加一些其它器材,设计几个物理实验(力、热、声、光、电学均可)
13、家庭生活中常用的电水壶.请你提出它在构造或使用方面与物理知识有关的两个问题,并给予简要回答。
例如问题:壶嘴和壶身构成一个什么容器? 回答:它们构成了连通器.
问题1:提手上的花纹有什么作用?回答1:通过增大接触面的粗糙程度,增大有益摩擦. 问题2:提手部分为什么要做得稍宽一些? 回答2:通过增大受力面积,减小对手的压强. 问题3:电源连接线为什么要用三脚插头?
回答3:使电水壶外壳接地,防止漏电时造成触电. 问题4:水被加热的过程中,能量是怎样转化的? 回答4:电能转化为内能.
问题5:壶嘴里冒出的“白气”是怎样形成的?
回答5:从壶嘴里冒出的水蒸气液化形成的.问题1:
14、小明同学在语文课上作了一篇关于云南“过桥米线”的说明文,现摘录如下:
“过桥米线”是云南传统的名特小吃.烹饪它的方法是:将刚沸腾的鸡汤盛到一个大碗里,然后舀一勺热油进碗里,在汤的表面上很快就形成了一层厚厚的油膜,此时把事先备好的生肉片等生食依次放进碗里,令人惊奇的是从表面上看去连热气都不冒的汤实际上却将生肉片都烫熟了.
请你应用学过的物理知识对上文中所描述的有关物理现象作出合理正确的解释(要求说出并解释两个物理现象).
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解答:⑴“汤的表面上很快就形成了一层厚厚的油膜”,因为油的密度小于汤的密度,油浮在汤的表面上形成油膜.
⑵“从表面上看去连热气都不冒的汤”,是因为油膜隔开汤水与空气的接触面,有效地阻止了汤水的蒸发,所以不见冒热气.⑶“连热气都不冒的汤实际上却将生肉片烫熟了”,汤实际上温度很高,发生热传递,肉片吸热升温.内能增加被烫熟. 1 2 添加的主要器材 铁钉、水 棉线、铁钉 主要实验过程或方法(文字表述或画图说明均可) 用铁钉在空易拉罐不同的高度上扎眼儿,装水后比较其喷射的距离 将两个空易拉罐用棉线相连做成一个“土电话” 将易拉罐放在倾斜的木板表面,使其从同一位置由静止分别滑下和滚下,比较两种情况下运动的快慢 说明或研究的物理问题 液体内部压强与深度的关系 固体是否可以传递声音 比较相同条件下滑动摩擦和滚动摩擦的大小 3 木板 导线、导线夹、开关、灯泡、电源 4 用导线及导线夹将电源、开关、灯泡和空易拉易拉罐的材料是导体还是绝罐连成串联电路,闭合开关,看灯泡是否发光 缘体 相同条件下白色物体和黑色物体的吸热能力是否相同 压力的作用效果与受力面积的关系 5 黑纸、白纸、用白纸和黑纸分包住两个装满水的易拉罐,在水、温度计 太阳下晒相同的时间,看谁的温度升高得多 厚海绵块 让满罐的易拉罐,分别平放、竖放在厚海绵块上,观察海绵的凹陷情况 6 15、电工使用的胶把钢丝钳.它的设计和使用中应用了不少我们学过的物理知识,请你指出这种工具在设计上、结构上或使用中应用物理知识的两处地方,并写出所依据的物理知识. 1 2 3 4 5 应用物理知识的地方 剪口 胶把 胶把 整把钳 钳口 依据的物理知识 剪口面积小,可以增大压强 表面有凸凹花纹,可以增大摩擦 胶把是绝缘塑胶,可以绝缘 是省力杠杆,可以省力 钳口粗糙并有多条槽,可以增大压强和摩擦 (七)水
1、力学研究与水密切相关
水是无色、无味透明的液体,密度是1.0×103千克/米3。
(1)如果已知水的体积可计算它的质量和重力,这对于计算水所产生的浮力、压强等都很有用。 (2)利用水可以计算容器的容积,根据排水法可以测量不规则物体的体积。 (3)人的密度跟水差不多,根据人的质量可以计算出人的体积。
(4)由于海水中含盐,所以它的密度大于纯水的密度,轮船在海洋和河流中航行时,船体排开水的体积有变化。
(5)水的压强随深度的增加而增大,所以拦河坝设计成下宽上窄的形状。 (6)水对浸入其中的物体产生浮力,浮力的大小为F浮=ρ水gV排。
(7)浮在水面的冰必有十分之一的体积露出水面,且冰融化后,水面高度不变。 2、水是热学中的主要研究对象
(1)水的比热容最大,其数值为4.2×103焦/(千克·℃),所有其它物质的比热容都小于它,利用水的这种特性,在生活中我们常用热水取暖,自然界中水对气候的调节作用也在于此。
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