高考物理一輪復(fù)習(xí) 熱學(xué) 基礎(chǔ)課時(shí)3 熱力學(xué)第一定律與能量守恒定律課件（選修3-3） (41)

1、輔助閱讀課堂演示實(shí)驗(yàn)輔助閱讀課堂演示實(shí)驗(yàn)必修必修1演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)2.考點(diǎn)考法考點(diǎn)考法考法考法基本原理方法的考查基本原理方法的考查例例1如圖所示如圖所示,讓滑塊沿傾斜的導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)。事先在滑塊上讓滑塊沿傾斜的導(dǎo)軌做加速運(yùn)動(dòng)。事先在滑塊上固定遮光片固定遮光片,當(dāng)遮光片的寬度當(dāng)遮光片的寬度s很小時(shí)很小時(shí),可認(rèn)為滑塊通過光電門可認(rèn)為滑塊通過光電門的平均速度是的平均速度是。某次實(shí)驗(yàn)時(shí)。某次實(shí)驗(yàn)時(shí),測得遮光片的寬度為測得遮光片的寬度為5 cm,通過光電門的擋光時(shí)間為通過光電門的擋光時(shí)間為2102 s,則滑塊通過光電門時(shí)的則滑塊通過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為瞬時(shí)速度為m/s。參考答案瞬時(shí)速度參考答案瞬時(shí)速度2

2、.5A.換用寬度更窄的遮光條換用寬度更窄的遮光條B.提高測量遮光條寬度的精確度提高測量遮光條寬度的精確度C.使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門使滑塊的釋放點(diǎn)更靠近光電門D.增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角增大氣墊導(dǎo)軌與水平面的夾角參考答案參考答案A實(shí)驗(yàn)二探究滑動(dòng)摩擦力大小的決定因素實(shí)驗(yàn)二探究滑動(dòng)摩擦力大小的決定因素1.全程解讀全程解讀(1)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)過程如圖所示如圖所示,彈簧測力計(jì)一端固定于彈簧測力計(jì)一端固定于P點(diǎn)點(diǎn),自由端系一細(xì)線自由端系一細(xì)線,與物體與物體A水平連接水平連接,拉動(dòng)木板拉動(dòng)木板B,彈簧測力計(jì)對物體彈簧測力計(jì)對物體A的拉力的拉力T的大小總等的大小總等于于B對對A的滑動(dòng)摩擦力的滑動(dòng)摩擦力Ff

3、的大小。在物體的大小。在物體A上添加砝碼上添加砝碼,改變改變A對對B的壓力的壓力N,測出每次對應(yīng)的拉力測出每次對應(yīng)的拉力T。記錄每次的。記錄每次的N、T值值,研究研究N與與T的關(guān)系。的關(guān)系。若探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系若探究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度的關(guān)系,改變改變A與與B接接觸面的粗糙程度觸面的粗糙程度,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力成正比滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力成正比,還與接觸面的粗糙程度有關(guān)。還與接觸面的粗糙程度有關(guān)。(3)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法本實(shí)驗(yàn)研究的是滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力和接觸面粗糙程度的關(guān)本實(shí)驗(yàn)研究的是滑動(dòng)摩擦力的大小與

4、壓力和接觸面粗糙程度的關(guān)系系,實(shí)驗(yàn)過程中采用的是控制變量法實(shí)驗(yàn)過程中采用的是控制變量法,即保持在接觸面粗糙程度不變即保持在接觸面粗糙程度不變的條件下的條件下,研究滑動(dòng)摩擦力與壓力之間的關(guān)系；在保持壓力不變的研究滑動(dòng)摩擦力與壓力之間的關(guān)系；在保持壓力不變的條件下條件下,研究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度間的關(guān)系。另外研究滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面粗糙程度間的關(guān)系。另外,本實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)比較合理本實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)比較合理,即拉動(dòng)木板時(shí)即拉動(dòng)木板時(shí),物體物體A受到的滑動(dòng)摩擦受到的滑動(dòng)摩擦力均與彈簧測力計(jì)對力均與彈簧測力計(jì)對A的拉力平衡。的拉力平衡。2.考點(diǎn)考法考點(diǎn)考法考法考法基本原理方法的考查基本原理

5、方法的考查例例1如圖所示是小英如圖所示是小英“探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素探究影響滑動(dòng)摩擦力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn),銅塊和木塊的大小、形狀完全相同銅塊和木塊的大小、形狀完全相同,實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測力計(jì)拉著物體實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測力計(jì)拉著物體沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(1)比較甲、乙兩圖比較甲、乙兩圖,可得到的結(jié)論是可得到的結(jié)論是_；(2)若物體不是做勻速運(yùn)動(dòng)若物體不是做勻速運(yùn)動(dòng),而是做加速直線運(yùn)動(dòng)而是做加速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測力計(jì)讀數(shù)彈簧測力計(jì)讀數(shù)摩擦力摩擦力(填填“等于等于”或或“不等于不等于”)；(3)實(shí)際操作時(shí)實(shí)際操作時(shí),手拉著彈簧測力計(jì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)是比較困難的手拉著彈簧測力

6、計(jì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)是比較困難的,因而測力計(jì)的讀數(shù)不一定等于摩擦力的大小。請你提出一個(gè)改進(jìn)因而測力計(jì)的讀數(shù)不一定等于摩擦力的大小。請你提出一個(gè)改進(jìn)的方法的方法,確保測力計(jì)的讀數(shù)等于摩擦力的大小。你的做法確保測力計(jì)的讀數(shù)等于摩擦力的大小。你的做法(畫圖或畫圖或文字說明文字說明)_。解析解析(1)比較甲、乙兩圖比較甲、乙兩圖,可以看出接觸面相同時(shí)可以看出接觸面相同時(shí),壓力越大壓力越大,摩擦摩擦力越大。力越大。(2)物體做加速直線運(yùn)動(dòng)物體做加速直線運(yùn)動(dòng),彈簧測力計(jì)讀數(shù)大于物體所受滑動(dòng)摩擦力彈簧測力計(jì)讀數(shù)大于物體所受滑動(dòng)摩擦力大小。大小。(3)做法如圖所示做法如圖所示,或者用電動(dòng)機(jī)牽引測力計(jì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)

7、。或者用電動(dòng)機(jī)牽引測力計(jì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。參考答案參考答案(1)接觸面相同時(shí)接觸面相同時(shí),壓力越大壓力越大,摩擦力越大摩擦力越大(2)不等不等于于(3)見解析見解析考法考法實(shí)驗(yàn)變式的考查實(shí)驗(yàn)變式的考查例例2在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力變化的規(guī)律的實(shí)在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)中,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的演示裝置設(shè)計(jì)了如圖甲所示的演示裝置,力傳感器力傳感器A與計(jì)算機(jī)連接與計(jì)算機(jī)連接,可可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律,將力傳感器固定在光滑水平桌面上將力傳感器固定在光滑水平桌面上,測力端通過細(xì)繩與一滑塊相連測力端通過細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)傳感器高度使細(xì)繩水

8、平調(diào)節(jié)傳感器高度使細(xì)繩水平),滑滑塊放在較長的小車上塊放在較長的小車上,小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕定小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕定滑輪系一只空砂桶滑輪系一只空砂桶(調(diào)節(jié)滑輪使桌面上部細(xì)繩水平調(diào)節(jié)滑輪使桌面上部細(xì)繩水平),整個(gè)裝置處整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)打開傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入砂于靜止?fàn)顟B(tài)。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)打開傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入砂子子,小車一旦運(yùn)動(dòng)起來小車一旦運(yùn)動(dòng)起來,立即停止倒砂子立即停止倒砂子,若力傳感器采集的圖象若力傳感器采集的圖象如圖乙所示如圖乙所示,則結(jié)合該圖象則結(jié)合該圖象,下列說法正確的是下列說法正確的是()A.可求出空砂桶的重力可求出空砂桶的重力B.

9、可求出滑塊與小車之間的滑動(dòng)摩擦力的大小可求出滑塊與小車之間的滑動(dòng)摩擦力的大小C.可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小D.可判斷第可判斷第50秒后小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)秒后小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)(滑塊仍在車上滑塊仍在車上解析解析t0時(shí)刻時(shí)刻,傳感器顯示拉力為傳感器顯示拉力為2 N,則滑塊受到的摩擦力為則滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力靜摩擦力,大小為大小為2 N,由車與空砂桶受力平衡可知空砂桶的重力由車與空砂桶受力平衡可知空砂桶的重力也等于也等于2 N,A正確；正確；t50 s時(shí)刻摩擦力達(dá)到最大值時(shí)刻摩擦力達(dá)到最大值,即最大靜摩即最大靜摩擦力為擦力為3.5 N,同時(shí)

10、小車開始運(yùn)動(dòng)同時(shí)小車開始運(yùn)動(dòng),說明帶有砂的砂桶重力等于說明帶有砂的砂桶重力等于3.5 N此時(shí)摩擦力立即變了滑動(dòng)摩擦力此時(shí)摩擦力立即變了滑動(dòng)摩擦力,最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩最大靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力擦力,故摩擦力突變?yōu)楣誓Σ亮ν蛔優(yōu)? N的滑動(dòng)摩擦力的滑動(dòng)摩擦力,B、C正確；此后由于砂正確；此后由于砂和砂桶重力和砂桶重力3.5 N大于滑動(dòng)摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力3 N,故第故第50 s后小車將做勻加后小車將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)速直線運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤。錯(cuò)誤。參考答案參考答案ABC實(shí)驗(yàn)三探究作用力與反作用力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)三探究作用力與反作用力的關(guān)系1.全程解讀全程解讀關(guān)于作用力與反作用力之間的關(guān)系關(guān)于作用力與反作

11、用力之間的關(guān)系,可以有多種探究方案可以有多種探究方案,比較比較常見的有以下幾種：常見的有以下幾種：方案方案：用兩個(gè)彈簧測力計(jì)探究作用力與反作用力的關(guān)系：用兩個(gè)彈簧測力計(jì)探究作用力與反作用力的關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)過程把把A、B兩個(gè)彈簧測力計(jì)連接在一起兩個(gè)彈簧測力計(jì)連接在一起,B的一端固定的一端固定,用手拉測力用手拉測力計(jì)計(jì)A。如圖所示。如圖所示,可以看到兩個(gè)測力計(jì)的指針同時(shí)移動(dòng)。這時(shí)可以看到兩個(gè)測力計(jì)的指針同時(shí)移動(dòng)。這時(shí),測力計(jì)測力計(jì)A受到受到B的拉力的拉力F,測力計(jì)測力計(jì)B則受到則受到A的拉力的拉力F。比較。比較F和和F的大小。的大小。改變手拉彈簧測力計(jì)的拉力的大小改變手拉彈簧測力計(jì)的拉力的

12、大小,再次比較測力計(jì)再次比較測力計(jì)A受到受到B的的拉力和測力計(jì)拉力和測力計(jì)B受到受到A的拉力的大小關(guān)系。的拉力的大小關(guān)系。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反方向相反,作作用在同一條直線上。用在同一條直線上。方案方案：用傳感器探究作用力與反作用力的關(guān)系：用傳感器探究作用力與反作用力的關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)過程把力傳感器連在計(jì)算機(jī)上把力傳感器連在計(jì)算機(jī)上,傳感器的鉤子上掛鉤碼傳感器的鉤子上掛鉤碼,鉤子受力的鉤子受力的大小隨時(shí)間變化的情況大小隨時(shí)間變化的情況,可以由計(jì)算機(jī)屏幕顯示?？梢杂捎?jì)算機(jī)屏幕顯示。如圖所示如圖所示

13、,實(shí)驗(yàn)時(shí)把兩個(gè)力傳感器連接在計(jì)算機(jī)上實(shí)驗(yàn)時(shí)把兩個(gè)力傳感器連接在計(jì)算機(jī)上,然后把其中一個(gè)然后把其中一個(gè)系在墻上系在墻上,另一個(gè)握在手中。圖中兩條曲線分別表示兩個(gè)傳感器的另一個(gè)握在手中。圖中兩條曲線分別表示兩個(gè)傳感器的受力的大小。受力的大小。用力拉一個(gè)傳感器用力拉一個(gè)傳感器,可以看到可以看到,在一個(gè)傳感器受力的同時(shí)在一個(gè)傳感器受力的同時(shí),另一個(gè)傳另一個(gè)傳感器也受到力的作用感器也受到力的作用,而且在任何時(shí)刻兩個(gè)力的大小都是相等的而且在任何時(shí)刻兩個(gè)力的大小都是相等的,方方向都是相反的。向都是相反的。如圖所示如圖所示,把一個(gè)力傳感器系在一個(gè)物體上把一個(gè)力傳感器系在一個(gè)物體上,另一個(gè)握在手中另一個(gè)握在手中

14、,當(dāng)通當(dāng)通過傳感器用力拉物體時(shí)過傳感器用力拉物體時(shí),盡管物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能變化盡管物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能變化,力的大小也力的大小也可能隨時(shí)間變化可能隨時(shí)間變化,但在任何時(shí)刻但在任何時(shí)刻,作用力和反作用力總保持大小相等、作用力和反作用力總保持大小相等、方向相反。方向相反。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反,作作用在同一條直線上。用在同一條直線上。說明：這種關(guān)系不僅適用于靜止的物體之間說明：這種關(guān)系不僅適用于靜止的物體之間,也適用于運(yùn)動(dòng)的物也適用于運(yùn)動(dòng)的物體之間體之間,即這種關(guān)系與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)即這種關(guān)系與

15、物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),也與參考系的選擇也與參考系的選擇無關(guān)。無關(guān)。(3)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)越性實(shí)驗(yàn)的優(yōu)越性本實(shí)驗(yàn)借助傳感器這種高科技的產(chǎn)品本實(shí)驗(yàn)借助傳感器這種高科技的產(chǎn)品,體現(xiàn)了一個(gè)動(dòng)態(tài)的力的過體現(xiàn)了一個(gè)動(dòng)態(tài)的力的過程分析程分析,即作用力與反作用力中即作用力與反作用力中,有一個(gè)力改變有一個(gè)力改變,另一個(gè)力同時(shí)發(fā)另一個(gè)力同時(shí)發(fā)生變化生變化,并且通過圖象的方式直觀地表達(dá)出來并且通過圖象的方式直觀地表達(dá)出來,可增強(qiáng)大家對作可增強(qiáng)大家對作用力與反作用力關(guān)系的進(jìn)一步理解。用力與反作用力關(guān)系的進(jìn)一步理解。2.考點(diǎn)考法考點(diǎn)考法考法考法基本原理的考查基本原理的考查例例1如圖所示如圖所示,利用彈簧測力計(jì)探究作用力與反作用力

16、關(guān)系的實(shí)利用彈簧測力計(jì)探究作用力與反作用力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中：驗(yàn)中：(1)關(guān)于實(shí)驗(yàn)以下說法正確的是關(guān)于實(shí)驗(yàn)以下說法正確的是。A.當(dāng)滑塊靜止不動(dòng)時(shí)當(dāng)滑塊靜止不動(dòng)時(shí),則彈簧測力計(jì)則彈簧測力計(jì)A對對B的拉力與的拉力與B對對A的拉力的拉力大小相等大小相等B.當(dāng)滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)滑塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測力計(jì)彈簧測力計(jì)A對對B的拉力與的拉力與B對對A的的拉力大小相等拉力大小相等C.當(dāng)滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測力計(jì)彈簧測力計(jì)A對對B的拉力與的拉力與B對對A的拉力大小不相等的拉力大小不相等D.當(dāng)滑塊做變加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)當(dāng)滑塊做變加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧測力計(jì)彈簧測力計(jì)A對對B的拉力與的

17、拉力與B對對A的拉力大小不相等的拉力大小不相等(2)如圖所示如圖所示,在彈簧測力計(jì)的指針下面放上一點(diǎn)泡沫塑料的作在彈簧測力計(jì)的指針下面放上一點(diǎn)泡沫塑料的作用是用是。A.為了增大指針受到的阻力為了增大指針受到的阻力B.可以幫助我們記錄下指針示數(shù)的最大值可以幫助我們記錄下指針示數(shù)的最大值C.防止指針與彈簧測力計(jì)外殼間的摩擦防止指針與彈簧測力計(jì)外殼間的摩擦D.防止測的力超過彈簧測力計(jì)的測量范圍防止測的力超過彈簧測力計(jì)的測量范圍解析解析(1)彈簧測力計(jì)彈簧測力計(jì)A對對B的拉力與的拉力與B對對A的拉力大小關(guān)系與運(yùn)的拉力大小關(guān)系與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)動(dòng)狀態(tài)無關(guān),作用力與反作用力總是大小相等作用力與反作用力總是大小

18、相等,故選項(xiàng)故選項(xiàng)A、B正確。正確。(2)在彈簧測力計(jì)的指針下面放上一點(diǎn)泡沫塑料在彈簧測力計(jì)的指針下面放上一點(diǎn)泡沫塑料,可以做成帶可以做成帶“記記憶效用憶效用”的彈簧測力計(jì)的彈簧測力計(jì),在實(shí)驗(yàn)中泡沫塑料停在拉力最大的位置在實(shí)驗(yàn)中泡沫塑料停在拉力最大的位置上上,方便我們記錄指針示數(shù)方便我們記錄指針示數(shù),故選項(xiàng)故選項(xiàng)B正確。正確。參考答案參考答案(1)AB(2)B考法考法實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析例例2在探究作用力與反作用力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中在探究作用力與反作用力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,其中其中A、B是兩個(gè)是兩個(gè)力傳感器。力傳感器。(1)如圖如圖(甲甲)所示是對拉的兩個(gè)傳感器所示是對拉的兩個(gè)傳感器,傳感器顯示兩鉤子受力傳感器顯示兩鉤子受力隨時(shí)間變化的圖象如圖隨時(shí)間變化的圖象如圖(乙乙)所示。所示。根據(jù)圖象得出的結(jié)論是：根據(jù)圖象得出的結(jié)論是：_；_。(2)如圖如圖(丙