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文檔簡(jiǎn)介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第一節(jié) 力 學(xué)一、知識(shí)結(jié)構(gòu)(一)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)1.深刻理解質(zhì)點(diǎn)、位移、速度等基本概念;質(zhì)點(diǎn)的概念簡(jiǎn)單來說就是把具有質(zhì)量的物體抽象成一個(gè)沒有體積的點(diǎn),這樣做的目的是不用去考慮體積帶來的影響,比如我們?cè)谘芯科桨迳系幕瑝K是否會(huì)移動(dòng)到平板外的問題時(shí),把小滑塊看作質(zhì)點(diǎn),可以不用考慮到底滑塊的哪個(gè)邊緣滑出平板。位移不等于距離,位移是有方向的距離,是運(yùn)動(dòng)物體的兩個(gè)位置間的矢量差。位移并不考慮物體運(yùn)動(dòng)的路徑是否是直線,而只是單純研究初末位置之間的差異。這樣的概念的好處是,你不需要去研究物體到底是沿著什么路徑運(yùn)動(dòng)的,卻可以方便地知道物體運(yùn)動(dòng)的有效距離。例如我們知道在機(jī)械能守恒定律問題中,重

2、力做功僅僅和物體兩個(gè)時(shí)刻的的高度差有關(guān),和物體的運(yùn)動(dòng)路徑毫無關(guān)系,所以我們只需要考慮物體在豎直方向的位移,也就是高度差h即可。速度的概念,在高中范疇內(nèi),并沒有準(zhǔn)確給出,是比較模糊的通過勻速直線運(yùn)動(dòng)的平均速度概念給出的。但高中物理把它也擴(kuò)展到加速運(yùn)動(dòng)中去使用。高中學(xué)生無需知道這種擴(kuò)展的合理緣由。但應(yīng)該知道,速度在高中課本中,通常只以3種方式出現(xiàn):1-勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度,這是個(gè)平均速度,是初末位置差(也就是位移)與時(shí)間差的比值。2-勻加速直線運(yùn)動(dòng)的初末速度,這兩者其實(shí)都是瞬時(shí)速度,高中物理不去考慮瞬時(shí)速度的嚴(yán)格定義,但你需要會(huì)根據(jù) v末=v初+at 來計(jì)算它們。一旦你遇到勻加速直線運(yùn)動(dòng)問題,這個(gè)公

3、式是一定要用的,而且也是唯一可用的。3-勻速轉(zhuǎn)動(dòng)中的線速度,這同樣是個(gè)瞬時(shí)速度,但不再可以使用勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式,而必須使用v=r這樣的專用公式。高中轉(zhuǎn)動(dòng)問題,只涉及到這一個(gè)速度公式,如果你還搞不定,那就說不過去了。它來自于數(shù)學(xué)中圓弧長(zhǎng)公式l=r(為圓弧對(duì)應(yīng)的弧度角),由于角速度=/t,線速度為v=l/t,因此l=r等號(hào)兩邊同時(shí)除以t得到v=r加速度,在高中物理中只有兩個(gè)分身:1-勻加速直線運(yùn)動(dòng)的a=(v末-v初)/t2-勻速轉(zhuǎn)動(dòng)中的向心加速度a=r=vv/r要注意的是,這兩個(gè)加速度絕對(duì)不能混用。設(shè)計(jì)到加速度的問題,就這三個(gè)公式可用,你還能搞錯(cuò)嗎?角速度,高中物理角速度就只有勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角

4、速度=/t,也就是角度差除以時(shí)間差。高中不研究角加速度!2.認(rèn)識(shí)參考系在描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的重要作用,學(xué)會(huì)巧用相對(duì)速度;這是高中物理運(yùn)動(dòng)學(xué)部分真正有點(diǎn)難度的部分。參照系的題目,通常都是給出了一個(gè)觀察者,讓你去求另一個(gè)觀察者的觀察結(jié)論,例如已知地面上的人觀察火車的速度,讓你去求汽車上的人看火車運(yùn)動(dòng)多快。高中只有3個(gè)公式可能用得到,那就是伽利略速度變換v被觀察目標(biāo)=v被觀察目標(biāo)-v運(yùn)動(dòng)觀察者v被觀察目標(biāo)=v被觀察目標(biāo)-v靜止觀察者v靜止觀察者=0這個(gè)公式說明,靜止觀察者自己看自己是靜止的(速度為0)很多時(shí)候,你需要用到下面一些結(jié)論:1-當(dāng) 被觀察目標(biāo) 就是 靜止觀察者自己時(shí),v被觀察目標(biāo)=v靜止觀察者

5、=v被觀察目標(biāo)-v運(yùn)動(dòng)觀察者=v靜止觀察者-v運(yùn)動(dòng)觀察者=0-v運(yùn)動(dòng)觀察者=-v運(yùn)動(dòng)觀察者也就是v被觀察目標(biāo)=-v運(yùn)動(dòng)觀察者這個(gè)結(jié)論就是:在運(yùn)動(dòng)觀察者看靜止觀察者的速度,剛好和 靜止觀察者看運(yùn)動(dòng)觀察者的速度等大反向2-當(dāng) 被觀察目標(biāo) 就是 運(yùn)動(dòng)觀察者 時(shí):v被觀察目標(biāo)=v運(yùn)動(dòng)觀察者=v被觀察目標(biāo)-v運(yùn)動(dòng)觀察者=v運(yùn)動(dòng)觀察者-v運(yùn)動(dòng)觀察者=0也就是 v運(yùn)動(dòng)觀察者=0注意v帶有撇號(hào)!這說明,運(yùn)動(dòng)觀察者也自己看自己是靜止的!這兩個(gè)推論十分重要而且常用!(二)力和運(yùn)動(dòng)定律1.理解重力、彈力、摩擦力及物體平衡,掌握物體受力分析的基本方法,會(huì)進(jìn)行力的合成和分解。重力在高中物理中,是個(gè)最典型的恒定力G=mg

6、,在受力分析中,你第一步就要確認(rèn)它,一般情況下,重力默認(rèn)豎直向下,在題目的配圖中總是指向紙面底部的。而重力涉及到的問題只有3類:1-重力與支持力的平衡問題,有平板類型和斜面類型(斜面類型包括了圓弧面槽)在平板(桌面)問題中,重力總是和支持力平衡的(等大反向,這也是牛頓第三定律作用力與反作用力關(guān)系的一個(gè)實(shí)例)而斜面類型的平衡問題中,重力通常對(duì)于斜面的壓力只是重力的一個(gè)垂直斜面的分力,這個(gè)要引起重視。重力加速度g既然是恒定加速度,那么重力使物體產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng),都應(yīng)該按照勻加速的直線運(yùn)動(dòng)處理。這里比較典型的是自由落體問題和拋物問題。在這類問題中,物體的加速度通常只有g(shù),而速度需要按照水平和豎直方向分別計(jì)

7、算。2-重力做功(包含于機(jī)械能守恒)的問題。這類問題里面,重力做功永遠(yuǎn)和物體運(yùn)動(dòng)的路徑是什么線路沒有關(guān)系,只和初末位置物體高度差有關(guān):W=mgh3-衛(wèi)星繞轉(zhuǎn)問題:這里重力加速度充當(dāng)了向心加速度,所以g=r=vv/r,r為衛(wèi)星到地心的高度,為衛(wèi)星角速度,v為衛(wèi)星線速度。要讓一個(gè)衛(wèi)星安全繞地球飛行,其速度不得小于v=2gh這個(gè)結(jié)論來自機(jī)械能守恒定律,后面再說。彈力是一種變力,也就是不一定恒定的力。受力分析中,你要在分析完重力之后,立即著手分析彈力,彈力總垂直于物體的接觸面,一個(gè)物體所受到的彈力,和有多少物體與之接觸有關(guān),一般來說,每個(gè)其他物體都給這個(gè)物體一個(gè)彈力,彈力總是從接觸面指向受力物體的質(zhì)心

8、。彈力一般分為壓力和扭轉(zhuǎn)力。高中物理只研究壓力。一般來說,壓力最好的模型就是理想輕質(zhì)彈簧,服從胡克定律F=-kx注意負(fù)號(hào)表明彈力方向和壓縮長(zhǎng)度x的方向相反。而我們熟知的拉力,推力,支持力都是彈力,它們?cè)诟咧形锢碇?,大部分時(shí)候都是以恒定力的角色出現(xiàn)。惟有彈簧問題,有時(shí)涉及到變力,但是高中物理不研究變力做功!分析過彈力之后,就應(yīng)該分析摩擦力。摩擦力是高中物理力學(xué)中很核心的一個(gè)力,屬于難度較大的部分,因?yàn)槟Σ亮?huì)以三種形態(tài)出現(xiàn):1-靜摩擦:根據(jù)靜摩擦系數(shù)可以計(jì)算靜摩擦,而靜摩擦力還有一個(gè)特點(diǎn),在外力不超過最大靜摩擦的限度時(shí),靜摩擦大小總隨著外力大小改變。一旦外力超越最大靜摩擦力,則靜摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)摩

9、擦力。2-滑動(dòng)摩擦力:滑動(dòng)摩擦力在高中物理中一般來說總是作為恒定力處理,你總可以使用勻加速直線運(yùn)動(dòng)公式。3-滾動(dòng)摩擦力:滾動(dòng)摩擦力,在某些問題中被作為0忽略,但是更多問題中,滾動(dòng)摩擦被作為一種特殊的滑動(dòng)摩擦力來處理。題目通常會(huì)給出摩擦系數(shù)。摩擦力問題中,經(jīng)常出現(xiàn)摩擦阻力和摩擦動(dòng)力的判斷問題。例如汽車行進(jìn)時(shí),受到行進(jìn)的阻力,但是地面給汽車輪胎的摩擦力卻在充當(dāng)汽車的前進(jìn)動(dòng)力。這個(gè)問題讓很多人困惑。其實(shí),汽車前進(jìn)的阻力,并不是直接從地面給輪胎的摩擦力來的,高中物理沒有詳細(xì)探討過這個(gè)問題,這個(gè)行進(jìn)阻力是一種綜合效果。而單純從地面給輪胎的摩擦力來看,這個(gè)摩擦力實(shí)際上是個(gè)動(dòng)力。這個(gè)問題的解釋是這樣的:首先

10、你要弄清,摩擦阻力僅僅對(duì)于滑塊這樣直接和地面接觸的物體才存在,因?yàn)榛瑝K的底面和地面之間直接存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),所以可以直接應(yīng)用“摩擦阻力總是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)”的說法。而對(duì)于汽車來說,實(shí)際上汽車的車身相對(duì)于輪胎來說,是存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的,所以實(shí)際上汽車的阻力來自于輪子對(duì)車軸的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦,而不是直接來自地面!而地面則是在阻礙輪胎面向車后運(yùn)動(dòng),所以地面摩擦力只是對(duì)于輪胎是個(gè)阻力,對(duì)于汽車則是個(gè)動(dòng)力。分析完上述受力之后,一些只有加速度,而沒有施力物體的“力”,則應(yīng)該引起你的重視。例如勻速轉(zhuǎn)動(dòng)物體存在一個(gè)離心加速度,它時(shí)刻和向心加速度平衡,但是離心加速度沒有施力物體,所以絕對(duì)不存在什么“離心力”,但是在受力平衡中,離心

11、加速度的“力”的效果是應(yīng)該被承認(rèn)的,也就是ma離心。2.理解物體平衡及力矩等概念,掌握共點(diǎn)力及固定轉(zhuǎn)軸的物體的平衡條件。物體的平衡問題,本質(zhì)上來說就是力矩平衡原理的應(yīng)用問題。力矩的功效就是對(duì)物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)作用,即使是共點(diǎn)力的平衡問題,實(shí)際上也只是力矩原理的一個(gè)力臂為0的特例。對(duì)于固定轉(zhuǎn)軸的物體來說,常見問題就是以轉(zhuǎn)軸為支點(diǎn)的杠桿平衡問題。杠桿平衡可以是靜止的,也可以是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的,其本質(zhì)都是動(dòng)力矩和阻力矩平衡。力矩也可以像力那樣進(jìn)行矢量合成,但是此類問題在高中物理中比較少見。3.掌握萬有引力定律及其應(yīng)用,理解第一、二、三宇宙速度及人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行原理。萬有引力定律其實(shí)就是F=GmM/r需要注意的

12、是,這并不和重力G=mg恒定沖突:G=mg恒定,只是在地表高度范圍附近有效。如果要計(jì)算遠(yuǎn)離地球的衛(wèi)星速度,則使用的向心加速度應(yīng)該是g=GM/r(M為地球質(zhì)量)如前面所說,要讓一個(gè)衛(wèi)星安全繞地球飛行,其速度不得小于v=2gh小于此速度,衛(wèi)星要墜落,也就是第一宇宙速度大于第二宇宙速度,衛(wèi)星會(huì)飛離地球。大于第三宇宙速度,則衛(wèi)星可以飛離太陽(yáng)系。所以說到底,衛(wèi)星是根據(jù)萬有引力定律產(chǎn)生的向心加速度,以及勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度a=vv/r公式工作的。4.熟練掌握牛頓的三大定律及其應(yīng)用,具體包括有:理解慣性的概念,學(xué)會(huì)運(yùn)用牛頓第一定律及慣性的概念解釋有關(guān)物理現(xiàn)象。慣性是物體保持自己的運(yùn)動(dòng)方式的性質(zhì),而所謂的保持

13、運(yùn)動(dòng)方式,就是勻速直線運(yùn)動(dòng)(對(duì)應(yīng)速度不變,所謂速度不變,是速度大小和方向都不改變,所以是勻速直線運(yùn)動(dòng))。質(zhì)量是物體的慣性大小的標(biāo)志。掌握運(yùn)用牛頓第二定律解題的基本方法。慣性的效果,不僅限于直線運(yùn)動(dòng)中慣性越大越難被外力改變速度大小(F=ma),而且在轉(zhuǎn)動(dòng)中慣性越大越難被外力改變運(yùn)動(dòng)方向(F=mr)。要注意:力只能改變物體的運(yùn)動(dòng)速度,并不是產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因。理解作用力與反作用力的概念,注意區(qū)分其與平衡力的區(qū)別。作用力和反作用力的共同點(diǎn):大小相等。同時(shí)出現(xiàn)。區(qū)別:施力物體不同。受力物體不同。方向相反。平衡力和正反作用力的差別:平衡力的受力物體一定相同。正反作用力的受力物體一定不同。理解超重和失重現(xiàn)象,

14、掌握解有關(guān)超重、失重問題的方法。所謂失重和超重,就是在電梯內(nèi)的人和物體的受力分析中(你要清楚地知道,在哪里做受力分析,就等于把這個(gè)場(chǎng)所看作靜止,例如你在電梯中作受力分析,則應(yīng)該把電梯看作靜止,而大樓則是運(yùn)動(dòng)的),不僅原本存在重力,而且 人和物體 還受到另一個(gè) 找不到施力物體 的加速度a所產(chǎn)生的“慣性力(注意引號(hào),這不是真的力)”ma。電梯自由落體下降時(shí),電梯和人都是自由落體,他們各自的重力加速度的差為0,則此時(shí),人會(huì)認(rèn)為自己和電梯沒有加速度差異,則人對(duì)于電梯地板沒有相對(duì)的加速度,所以人對(duì)于電梯地板壓力為0,站在人的角度來看,人自以為自己“失重”了。但在電梯加速上升時(shí),電梯對(duì)于地面有一個(gè)加速度-

15、a(我們以g的豎直向下方向?yàn)檎瑒t人的加速度只有g(shù),電梯則是-a,兩者之差為g-(-a)=g+ag則此時(shí)電梯地板對(duì)于人的支持力F=-m(a+g),比電梯不運(yùn)動(dòng)時(shí)的支持力要大,在人的感覺來看就是“超重”。此類問題中,通常我們?cè)O(shè)g為正,和g反向的加速度A=-a(a0)符號(hào)都為負(fù),然后用g-A來計(jì)算人所受到的合加速度,如果合加速度大于g則是超重。掌握物體受力與運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系,理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)及有關(guān)的概念,掌握向心力,向心加速度,線速度、角速度、周期之間的關(guān)系,了解離心現(xiàn)象及其應(yīng)用。由于向心加速度a=r=vv/r(離心加速度為-a),所以向心力為F=mr=mvv/r角速度我們?cè)诒疚拈_頭已經(jīng)介紹

16、。而所謂周期,就是物體轉(zhuǎn)動(dòng)整數(shù)n周所需要的時(shí)間T,其中n=1時(shí),T叫做最小正周期。T最小正=2/=2r/v勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的問題中,比較常見的還有磁場(chǎng)對(duì)電子的偏轉(zhuǎn)問題,常用的公式是r=mv/qB此為磁感強(qiáng)度B磁場(chǎng)中,電量為q,速度為v,質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷的偏轉(zhuǎn)半徑公式,實(shí)際上也來自于向心加速度的公式。磁場(chǎng)力F=qvB=mvv/r即可變形得到這個(gè)公式。(三)動(dòng)量和機(jī)械能1.正確理解動(dòng)量和沖量的概念,知道他們的矢量性及單位。動(dòng)量P=mv中使用的其實(shí)是瞬時(shí)速度v,高中物理并沒有著重說明。沖量I=Ft則是一個(gè)持續(xù)沖量,它滿足動(dòng)量定理Ft=P末-P初動(dòng)量和沖量都是矢量,都可以利用三角形法則或者平行四邊形法則合成和

17、分解2.理解動(dòng)量定理,會(huì)用它分析有關(guān)的問題。動(dòng)量定理的主要題目,都是研究力對(duì)于物體的速度的持續(xù)改變的,實(shí)際上你應(yīng)該知道,根據(jù)勻加速運(yùn)動(dòng)速度公式和F=ma,你也能計(jì)算這類 外力持續(xù)改變物體速度 的問題,但是計(jì)算量較大,因?yàn)榈扔诶@了一個(gè)大彎。所以,動(dòng)量定理Ft=P末-P初=m(v末-v初)提供了一個(gè)快捷的解題方式。對(duì)于力學(xué)問題,如果要研究力對(duì)速度的改變,那么你第一個(gè)應(yīng)該選用的就是動(dòng)量定理,其次才應(yīng)該去考慮用F=ma和勻加速直線運(yùn)動(dòng)的速度公式去解題??荚囍?,時(shí)間就是得分!3.掌握動(dòng)量守恒定律,會(huì)用動(dòng)量守恒定律較為靈活地處理一維碰撞問題。動(dòng)量守恒定律(比如MV1+mv1=MV2+mv2)是有應(yīng)用條件的

18、,不要什么時(shí)候都拿出來用。只有系統(tǒng)合外力為0時(shí),它才成立,當(dāng)然,如果某一運(yùn)動(dòng)方向上的合外力分量為零,那么該方向上的系統(tǒng)總動(dòng)量還是守恒的。這時(shí)候你就要分方向來解題了,最后記得把結(jié)果速度做矢量合成!4.了解反沖運(yùn)動(dòng)及其應(yīng)用。反沖運(yùn)動(dòng)是雙體系統(tǒng)的動(dòng)量守恒定律MV1+mv1=MV2+mv2的直接應(yīng)用,其中V1=v1(兩物體最初為一體,速度相同),而V2和v2速度方向相反。了解這一點(diǎn),你就可以洞悉反沖運(yùn)動(dòng)的所有問題了。5.理解功、功率、動(dòng)能、重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能的定義,掌握它們的計(jì)算公式;掌握動(dòng)能定理,會(huì)運(yùn)用動(dòng)能定理解決力學(xué)問題;掌握重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系。功W=FS并非看起來這么簡(jiǎn)單,要注意,S是

19、在F的方向上的位移。很多題目中實(shí)際上只有力的一個(gè)分量方向上產(chǎn)生了位移,那么此時(shí)計(jì)算使用的F則應(yīng)該只是那個(gè)分量!功率P=W/t,和能量的差別是:如果你有很多能量,但是功率很低,那么就是說你同一時(shí)間內(nèi)能夠拿出來的能量并不多,你所擁有的很多的能量只是長(zhǎng)期的,短期做功的效果并不強(qiáng)大。功率問題中,常用的公式是P=Fv,這是一個(gè)瞬時(shí)功率。常見的有機(jī)車以額定功率做功的問題,機(jī)車克服摩擦力做功,最終達(dá)到額定功率時(shí),牽引力F和行進(jìn)阻力f相等,則根據(jù)P=Fv=fv求得機(jī)車最大速度v=P/f再例如一個(gè)起重機(jī)的功率恒定為P,當(dāng)?shù)跗鹬匚锘ㄙM(fèi)時(shí)間為t時(shí),其做功W=Pt=mgh,可據(jù)此求出物體被舉起的高度。動(dòng)能的定義是E=

20、mvv/2,這里的v都是瞬時(shí)速度。而動(dòng)能的重要性在于,它指出了力的做功能力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的關(guān)系。即動(dòng)能定理:W=FS=E末-E初=mv末v末/2-mv初v初/2我們經(jīng)常會(huì)遇到兩類問題:1-已知外力,想要求物體在力的作用下發(fā)生了一定速度改變的全過程需要的時(shí)間,那么你就要用動(dòng)量定理I=Ft=P末-P初=m(v末-v初),動(dòng)量定理研究的是力對(duì)于物體在時(shí)間上的累積作用。2-已知外力,想要求物體在力的作用下發(fā)生了多大的空間位移,那么就要用動(dòng)能定理W=FS=E末-E初=mv末v末/2-mv初v初/2,動(dòng)能定理研究的是力對(duì)于物體在空間上的累積作用。而這兩個(gè)定理研究的都是同一個(gè)力對(duì)同一物體的影響。高中物理

21、常見的勢(shì)能,有重力勢(shì)能和電勢(shì)能,而且只涉及重力和電場(chǎng)力為恒力的情形E重=mgh或者E電=qEd是非常常用的。彈性勢(shì)能是個(gè)和前兩種勢(shì)能不同的概念:彈性勢(shì)能典型例子是理想彈簧的彈性勢(shì)能E=Fx=kxx顯然它正比于x,彈簧彈力做功,屬于變力做功問題,高中物理不涉及,所以彈性勢(shì)能通常不會(huì)應(yīng)用到機(jī)械能守恒定律問題中去,涉及到這個(gè)概念的都是瞬時(shí)作用問題。注:虛功原理在部分地區(qū)考試中不要求虛功原理:主要用來解決舉重運(yùn)動(dòng)員持續(xù)舉著杠鈴的做功問題。顯然,舉重運(yùn)動(dòng)員并沒有讓杠鈴產(chǎn)生位移,所以我們不能直接使用W=FS計(jì)算舉重運(yùn)動(dòng)員做功。但是我們可以想象,假如沒有舉重運(yùn)動(dòng)員的支持力,則重力會(huì)導(dǎo)致杠鈴自由落體,則杠鈴在

22、t時(shí)間內(nèi)的“假想”位移為S=gtt/2,此過程全程重力mg做功,則重力在t時(shí)間內(nèi)做功為W=GS=mggtt/2。由于舉重運(yùn)動(dòng)員對(duì)杠鈴的支持力用來持續(xù)克服重力做功,所以其做功總量等于重力所做的“假想功(虛功)”,即W=GS=mggtt/2。這里我們使用的就是所謂的虛功原理,假想我們撤除支持力后重力所做的虛功,然后借此計(jì)算出舉重運(yùn)動(dòng)員做的功。這個(gè)功按照能量守恒定律,等于舉重運(yùn)動(dòng)員消耗的能量。6.理解功和能的關(guān)系,熟練掌握機(jī)械能守恒定律及其在解決力學(xué)問題中的靈活運(yùn)用。機(jī)械能守恒定律:E總=E動(dòng)+E勢(shì)=恒量。機(jī)械能守恒定律的適用條件:只有保守力做功(重力和電場(chǎng)力被稱為保守力)。當(dāng)你在一個(gè)問題中發(fā)現(xiàn)沒有

23、其他的力作功的時(shí)候,那么機(jī)械能守恒定律就是可用的。勢(shì)能的取值是相對(duì)的,因?yàn)閔和d的數(shù)值,與你選擇的零勢(shì)能位置有關(guān),所以在計(jì)算中,你要先設(shè)定一個(gè)零勢(shì)能的位置,然后時(shí)刻檢查你使用的h和d的數(shù)值是不是按照這個(gè)零勢(shì)能位置獲得的。如果不是,則需要修正。(四)機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波1.機(jī)械振動(dòng):理解描述機(jī)械振動(dòng)的物理量:位移、振幅、周期、頻率等的意義;機(jī)械振動(dòng)中的位移,是指振動(dòng)模式傳播的位移,和振幅不同,不是往復(fù)運(yùn)動(dòng)。振幅,振子偏離平衡位置的位移,是往復(fù)運(yùn)動(dòng)的位移。周期:振子從某一振幅狀態(tài)開始振動(dòng),到下一次重新處于該振幅狀態(tài)時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間差,叫做一個(gè)周期。頻率:周期的倒數(shù)。明確簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特點(diǎn);熟練掌握并靈活運(yùn)用

24、重要的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的模型單擺的周期公式;簡(jiǎn)諧振動(dòng)通常引用理想彈簧的模型,根據(jù)彈簧形變力公式來描述振動(dòng)回復(fù)力F-kx。另一個(gè)模型是理想單擺(擺角小于5度),其周期T2(l/g)了解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)圖象的物理意義,學(xué)會(huì)“讀、判、求、畫”簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象;理解振動(dòng)能量,自由振動(dòng)和受迫振動(dòng)的意義,知道共振產(chǎn)生的條件。此部分僅需要定性解答單擺或彈簧如何儲(chǔ)存勢(shì)能并往復(fù)運(yùn)動(dòng)(需要機(jī)械能守恒定律)。受迫振動(dòng)相對(duì)于自由振動(dòng)來說,是受到外力干預(yù)的,系統(tǒng)機(jī)械能不守恒。共振是一種受迫振動(dòng)現(xiàn)象,但它屬于特殊的受迫振動(dòng),也可以看作是振動(dòng)模式的傳遞,但是,一個(gè)可以振動(dòng)的物體,并不是可以以任何頻率振動(dòng)的,例如墨西哥人浪不可能達(dá)到機(jī)關(guān)槍發(fā)射

25、子彈的頻率。所以,共振必須是在允許振動(dòng)頻率相近的物體之間才能發(fā)生,其中一個(gè)物體的振動(dòng),引發(fā)另一物體隨之振動(dòng)。2.機(jī)械波:掌握波長(zhǎng)、波速v、頻率f的概念及它們之間的關(guān)系;首先,你應(yīng)該知道波是什么。波是振動(dòng)的傳播,一種振動(dòng)模式如果實(shí)現(xiàn)了空間傳播,那么就形成了波。機(jī)械波特指物體或質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械振動(dòng)的傳播所產(chǎn)生的波。一般形式有橫波和縱波:橫波:振幅和波的傳播方向垂直縱波:振幅和波的傳播方向在同一直線上波長(zhǎng)是指振動(dòng)的一個(gè)周期T時(shí)間里,振動(dòng)傳播的距離。波速v是振動(dòng)的傳播速度。則=vT,v=/T頻率f為周期的倒數(shù)(和振動(dòng)頻率一樣)。=v/f,v=f一列波在時(shí)間t內(nèi)傳播的總距離x=vt理解波動(dòng)圖象的物理意義,掌握

26、波動(dòng)圖象的“讀、判、求、畫”,注意波動(dòng)圖象和振動(dòng)圖象的區(qū)別;橫波波動(dòng)圖象在高中物理中多為正弦和余弦函數(shù)圖像形式,其方程一般式:y=Asin(t+)=Acos(t+-/2),A為最大振幅(t+=/2時(shí),sin/2=1取最大值,此時(shí)y=A),T=2/為周期。f=/2為頻率。所以算出的y其實(shí)就是各個(gè)時(shí)刻波的振幅。在任何一個(gè)時(shí)刻t都對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的弧度值t+(或者t+-/2),叫做該時(shí)刻t下的相位(也較位相)。兩個(gè)時(shí)刻之間的相位差為(t2-t1)相位傳播的距離通??梢詮膬蓚€(gè)時(shí)刻的波形圖相同振幅的水平位置差得到例如圖中T/4時(shí)間內(nèi)波形向右傳播x=3單位的距離,則波形傳播距離x=vt=t/T則可以知道波長(zhǎng)

27、=xT/t=3T/(t/4)=12了解波的迭加,掌握波的特有現(xiàn)象衍射,干涉產(chǎn)生的條件。波的疊加,實(shí)際上就是振幅的疊加。給定兩個(gè)波動(dòng)函數(shù)y=Asin(t+)和y=Bsin(t+)則它們疊加后的波就是y=Asin(t+)+Bsin(t+)1-如果=,且=那么y=Asin(t+)+Bsin(t+)=Asin(t+)+Bsin(t+)=(A+B)sin(t+)此時(shí)由于兩波相位同步,振幅相互增強(qiáng)2-如果=,且+=那么y=Asin(t+)+Bsin(t+)=Asin(t+)y+Bsin(t+)=Asin(t+)y-Bsin(t+)=(A-B)sin(t+)此時(shí)兩波相位相差半周期,波峰和波谷相互抵消波的干涉

28、:就是兩列振動(dòng)模式相同的波的疊加,類似上面第一個(gè)例子。干涉現(xiàn)象是兩列波的波峰振幅相互增強(qiáng),波谷振幅也相互疊加增強(qiáng)。干涉發(fā)生的條件:兩列波的頻率必須相同或者有固定的相位差。例如上面第一例。波的衍射:波可以繞過障礙物傳播的現(xiàn)象叫做衍射。觀察到明顯衍射的條件:只有縫、孔的寬度或障礙物的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多或者比波長(zhǎng)更小時(shí),才能觀察到明顯的衍射現(xiàn)象。第二節(jié) 熱 學(xué)一、知識(shí)結(jié)構(gòu)(一)透徹理解分子運(yùn)動(dòng)理論的三要素:1- 一切物體都是由大量分子構(gòu)成的,分子之間有空隙2- 分子處于永不停息地,無規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。這種運(yùn)動(dòng)稱為熱運(yùn)動(dòng)3- 分子間存在著相互作用著的引力和斥力要點(diǎn):1-分子泛指 原子 分子 離子 這些微觀

29、粒子,最小的分子應(yīng)該具有原子核結(jié)構(gòu)(原子 和 原子形成的離子)。2-大量分子的永不停息地,無規(guī)則運(yùn)動(dòng)=熱運(yùn)動(dòng),一旦考你填空,大量 永不停息 和 無規(guī)則 這三個(gè)詞肯定是采分點(diǎn)。少量的分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)不叫做熱運(yùn)動(dòng),物理學(xué)中只要提到熱,就必須是對(duì)大量分子的統(tǒng)計(jì)結(jié)果,幾十個(gè)幾百個(gè)分子都不能算是大量。熱運(yùn)動(dòng)是永不停息的,理論上所說的熱運(yùn)動(dòng)停止的絕對(duì)零度,永遠(yuǎn)達(dá)不到。無規(guī)則 是熱運(yùn)動(dòng)的最顯著特點(diǎn),如果一束粒子定向運(yùn)動(dòng),比如一束阿爾法粒子(He氦正離子)的運(yùn)動(dòng)就不能叫做熱運(yùn)動(dòng),因?yàn)樗皇菬o規(guī)則的。3-分子之間存在引力和斥力有一種說法:引力可能包含電磁引力和萬有引力,斥力通常只包含電磁斥力這句話從力的基本屬性

30、角度來說是對(duì)的,但是實(shí)際上分子間引力是電磁力為主(因?yàn)榉肿娱g萬有引力太弱),而且是多個(gè)分子之間的電磁力的錯(cuò)綜復(fù)雜的綜合效果。分子間的引力和斥力:分子間距r,平衡位置r0(1)rr0,f引r0,f引f斥,F(xiàn)分子力表現(xiàn)為引力(4)r10r0,f引f斥0,F(xiàn)分子力0,E分子勢(shì)能0(二)掌握阿伏加德羅常數(shù)NA=6.0210/mol的含義,并能應(yīng)用NA將物質(zhì)的宏觀量和微觀量聯(lián)系起來。我們回憶阿伏加德羅常數(shù)在化學(xué)中的意義,化學(xué)中經(jīng)常提到:物質(zhì)的量:物理學(xué)家發(fā)現(xiàn),原子核由中子和質(zhì)子構(gòu)成,而這兩者具有幾乎相等的質(zhì)量,因此,一種物質(zhì)含有多少中子和質(zhì)子,就決定了這種物質(zhì)的質(zhì)量大小。那么,我們假設(shè)一種元素質(zhì)量數(shù)(中

31、子和質(zhì)子總數(shù))為k,我們還知道中子和質(zhì)子質(zhì)量都是m,則顯然這種元素的單個(gè)原子核的質(zhì)量km。如果一種元素的 單質(zhì)(同一種元素組成的物質(zhì)),取質(zhì)量為M的這種單質(zhì),測(cè)量得知其中含有n個(gè)該種元素的原子核(每個(gè)原子核質(zhì)量km),則我們可以知道M=nkm??梢奙相當(dāng)于nk個(gè)質(zhì)子或中子的總質(zhì)量。那么,如果我恰好稱量M質(zhì)量的該單質(zhì),這里的M恰好等于k克,則M=nkm=k克把M=nkm=k克化簡(jiǎn)得到 nm=1克已知中子和質(zhì)子質(zhì)量m=1.67510克則n=1/1.675100.59710=5.9710(個(gè))實(shí)際上原子中的質(zhì)子和中子質(zhì)量比單獨(dú)的質(zhì)子或中子質(zhì)量要?。ㄟ@里的內(nèi)容涉及到核物理,不屬于高中內(nèi)容,我們不作介紹),我們這里按照單獨(dú)的質(zhì)子或中子質(zhì)量計(jì)算,所以我們得到的n是偏小的??茖W(xué)家測(cè)定出,考慮到結(jié)合成原子核的中子和質(zhì)子質(zhì)量較小,得到的標(biāo)準(zhǔn)的n就是NA。所以我們得出一個(gè)公式M=NAkm=k對(duì)于化合物來說,化合物每個(gè)分子仍然可以拆分成k個(gè)質(zhì)子或中子來看待,而k恰好還是這種化合物的分子的質(zhì)量數(shù),所以M=NAkm=k對(duì)化合物也適用,所以它對(duì)一切純凈物都適用。所

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