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文檔簡介

高考物理知識點總結基本的力和運動Ⅰ。力的種類:(13個性質力)這些性質力是受力分析不可少的“受力分析的基礎”重力:G=mg(g隨高度、緯度、不同星球上不同)ABAB滑動摩擦力:F滑=?N靜摩擦力:O?f靜?fm萬有引力:F引=G電場力:F電=qE=q庫侖力:F=K(真空中、點電荷)磁場力:(1)、安培力:磁場對電流的作用力。公式:F=BIL(B?I)方向:左手定則(2)、洛侖茲力:磁場對運動電荷的作用力。公式:f=BqV(B?V)方向:左手定則分子力:分子間的引力和斥力同時存在,都隨距離的增大而減小,隨距離的減小而增大,但斥力變化得快。核力:只有相鄰的核子之間才有核力,是一種短程強力。Ⅱ。運動分類:(各種運動產生的力學和運動學條件及運動規(guī)律)是高中物理的重點、難點=1\*GB3①勻速直線運動F合=0V0≠0=2\*GB3②勻變速直線運動:初速為零,初速不為零,=3\*GB3③勻變速直、曲線運動(決于F合與V0的方向關系)但F合=恒力=4\*GB3④只受重力作用下的幾種運動:自由落體,豎直下拋,豎直上拋,平拋,斜拋等=5\*GB3⑤圓周運動:豎直平面內的圓周運動(最低點和最高點);勻速圓周運動(關鍵搞清楚是向心力的來源)=6\*GB3⑥簡諧運動:單擺運動,彈簧振子;=7\*GB3⑦波動及共振;分子熱運動;=8\*GB3⑧類平拋運動;=9\*GB3⑨帶電粒在電場力作用下的運動情況;帶電粒子在f洛作用下的勻速圓周運動Ⅲ。物理解題的依據:(1)力的公式(2)各物理量的定義(3)各種運動規(guī)律的公式(4)物理中的定理、定律及數學幾何關系Ⅳ幾類物理基礎知識要點:凡是性質力要知:施力物體和受力物體;對于位移、速度、加速度、動量、動能要知參照物;狀態(tài)量要搞清那一個時刻(或那個位置)的物理量;過程量要搞清那段時間或那個位侈或那個過程發(fā)生的;(如沖量、功等)如何判斷物體作直、曲線運動;如何判斷加減速運動;如何判斷超重、失重現象。Ⅴ。知識分類舉要1.力的合成與分解:求F、F2兩個共點力的合力的公式:αF2αF2FF1θ合力的方向與F1成?角:tan?=注意:(1)力的合成和分解都均遵從平行四邊行法則。(2)兩個力的合力范圍:?F1-F2??F?F1+F2(3)合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。2.共點力作用下物體的平衡條件:靜止或勻速直線運動的物體,所受合外力為零。?F=0或?Fx=0?Fy=0推論:[1]非平行的三個力作用于物體而平衡,則這三個力一定共點。按比例可平移為一個封閉的矢量三角形[2]幾個共點力作用于物體而平衡,其中任意幾個力的合力與剩余幾個力(一個力)的合力一定等值反向三力平衡:F3=F1+F2摩擦力的公式:(1)滑動摩擦力:f=?N說明:a、N為接觸面間的彈力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于Gb、?為滑動摩擦系數,只與接觸面材料和粗糙程度有關,與接觸面積大小、接觸對運動快慢以及正壓力N無關.(2)靜摩擦力:由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,與正壓力無關.大小范圍:O?f靜?fm(fm為最大靜摩擦力,與正壓力有關)說明:a、摩擦力可以與運動方向相同,也可以與運動方向相反,還可以與運動方向成一定夾角。b、摩擦力可以作正功,也可以作負功,還可以不作功。c、摩擦力的方向與物體間相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反。d、靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用,運動的物體可以受靜摩擦力的作用。3.力的獨立作用和運動的獨立性當物體受到幾個力的作用時,每個力各自獨立地使物體產生一個加速度,就象其它力不存在一樣,這個性質叫做力的獨立作用原理。一個物體同時參與兩個或兩個以上的運動時,其中任何一個運動不因其它運動的存在而受影響,物體所做的合運動等于這些相互獨立的分運動的疊加。根據力的獨立作用原理和運動的獨立性原理,可以分解加速度,建立牛頓第二定律的分量式,常常能解決一些較復雜的問題。=6\*ROMANVI.幾種典型的運動模型:1.勻變速直線運動:兩個基本公式(規(guī)律):Vt=V0+atS=vot+at2及幾個重要推論:(1)推論:Vt2-V02=2as(勻加速直線運動:a為正值勻減速直線運動:a為正值)(2)AB段中間時刻的即時速度:Vt/2==(若為勻變速運動)等于這段的平均速度(3)AB段位移中點的即時速度:Vs/2=Vt/2=====VN?Vs/2=勻速:Vt/2=Vs/2;勻加速或勻減速直線運動:Vt/2<Vs/2(4)S第t秒=St-St-1=(vot+at2)-[vo(t-1)+a(t-1)2]=V0+a(t-)(5)初速為零的勻加速直線運動規(guī)律=1\*GB3①在1s末、2s末、3s末……ns末的速度比為1:2:3……n;=2\*GB3②在1s、2s、3s……ns內的位移之比為12:22:32……n2;=3\*GB3③在第1s內、第2s內、第3s內……第ns內的位移之比為1:3:5……(2n-1);=4\*GB3④從靜止開始通過連續(xù)相等位移所用時間之比為1::……(=5\*GB3⑤通過連續(xù)相等位移末速度比為1::……(6)勻減速直線運動至??傻刃дJ為反方向初速為零的勻加速直線運動.(先考慮減速至停的時間).實驗規(guī)律:(7)通過打點計時器在紙帶上打點(或照像法記錄在底片上)來研究物體的運動規(guī)律:此方法稱留跡法。初速無論是否為零,只要是勻變速直線運動的質點,就具有下面兩個很重要的特點:在連續(xù)相鄰相等時間間隔內的位移之差為一常數;?s=aT2(判斷物體是否作勻變速運動的依據)。中間時刻的瞬時速度等于這段時間的平均速度(運用可快速求位移)注意:=1\*GB2⑴是判斷物體是否作勻變速直線運動的方法。?s=aT2=2\*GB2⑵求的方法VN====3\*GB2⑶求a方法:=1\*GB3①?s=aT2=2\*GB3②一=3aT2=3\*GB3③Sm一Sn=(m-n)aT2=4\*GB3④畫出圖線根據各計數點的速度,圖線的斜率等于a;識圖方法:一軸、二線、三斜率、四面積、五截距、六交點探究勻變速直線運動實驗:t/s0T2T3T4T5T6Tv/t/s0T2T3T4T5T6Tv/(ms-1)BBCDs1s2s3A利用打下的紙帶可以:⑴求任一計數點對應的即時速度v:如(其中記數周期:T=5×0.02s=0.1s)⑵利用上圖中任意相鄰的兩段位移求a:如⑶利用“逐差法”求a:⑷利用v-t圖象求a:求出A、B、C、D、E、F各點的即時速度,畫出如圖的v-t圖線,圖線的斜率就是加速度a。注意:點=1\*alphabetica.打點計時器打的點還是人為選取的計數點距離=2\*alphabeticb.紙帶的記錄方式,相鄰記數間的距離還是各點距第一個記數點的距離。紙帶上選定的各點分別對應的米尺上的刻度值,周期=3\*alphabeticc.時間間隔與選計數點的方式有關(50Hz,打點周期0.02s,常以打點的5個間隔作為一個記時單位)即區(qū)分打點周期和記數周期。d.注意單位。一般為cm例:試通過計算出的剎車距離的表達式說明公路旁書寫“嚴禁超載、超速及酒后駕車”以及“雨天路滑車輛減速行駛”的原理。解:(1)、設在反應時間內,汽車勻速行駛的位移大小為;剎車后汽車做勻減速直線運動的位移大小為,加速度大小為。由牛頓第二定律及運動學公式有:由以上四式可得出:=1\*GB3①超載(即增大),車的慣性大,由式,在其他物理量不變的情況下剎車距離就會增長,遇緊急情況不能及時剎車、停車,危險性就會增加;=2\*GB3②同理超速(增大)、酒后駕車(變長)也會使剎車距離就越長,容易發(fā)生事故;=3\*GB3③雨天道路較滑,動摩擦因數將減小,由<五>式,在其他物理量不變的情況下剎車距離就越長,汽車較難停下來。因此為了提醒司機朋友在公路上行車安全,在公路旁設置“嚴禁超載、超速及酒后駕車”以及“雨天路滑車輛減速行駛”的警示牌是非常有必要的。思維方法篇1.平均速度的求解及其方法應用=1\*GB3①用定義式:普遍適用于各種運動;=2\*GB3②=只適用于加速度恒定的勻變速直線運動2.巧選參考系求解運動學問題3.追及和相遇或避免碰撞的問題的求解方法:關鍵:在于掌握兩個物體的位置坐標及相對速度的特殊關系?;舅悸罚悍謩e對兩個物體研究,畫出運動過程示意圖,列出方程,找出時間、速度、位移的關系。解出結果,必要時進行討論。追及條件:追者和被追者v相等是能否追上、兩者間的距離有極值、能否避免碰撞的臨界條件。討論:1.勻減速運動物體追勻速直線運動物體。=1\*GB3①兩者v相等時,S追<S被追永遠追不上,但此時兩者的距離有最小值=2\*GB3②若S追<S被追、V追=V被追恰好追上,也是恰好避免碰撞的臨界條件。追被追=3\*GB3③若位移相等時,V追>V被追則還有一次被追上的機會,其間速度相等時,兩者距離有一個極大值2.初速為零勻加速直線運動物體追同向勻速直線運動物體=1\*GB3①兩者速度相等時有最大的間距=2\*GB3②位移相等時即被追上4.利用運動的對稱性解題5.逆向思維法解題6.應用運動學圖象解題7.用比例法解題8.巧用勻變速直線運動的推論解題=1\*GB3①某段時間內的平均速度=這段時間中時刻的即時速度=2\*GB3②連續(xù)相等時間間隔內的位移差為一個恒量=3\*GB3③位移=平均速度時間解題常規(guī)方法:公式法(包括數學推導)、圖象法、比例法、極值法、逆向轉變法2.豎直上拋運動:(速度和時間的對稱)分過程:上升過程勻減速直線運動,下落過程初速為0的勻加速直線運動.全過程:是初速度為V0加速度為?g的勻減速直線運動。(1)上升最大高度:H=(2)上升的時間:t=(3)上升、下落經過同一位置時的加速度相同,而速度等值反向(4)上升、下落經過同一段位移的時間相等。(5)從拋出到落回原位置的時間:t=2(6)適用全過程S=Vot-gt2;Vt=Vo-gt;Vt2-Vo2=-2gS(S、Vt的正、負號的理解)3.勻速圓周運動線速度:V===?R=2fR角速度:?=追及問題:?AtA=?BtB+n2π向心加速度:a=2f2R向心力:F=ma=m2R=mm4n2R注意:(1)勻速圓周運動的物體的向心力就是物體所受的合外力,總是指向圓心.(2)衛(wèi)星繞地球、行星繞太陽作勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供。(3)氫原子核外電子繞原子核作勻速圓周運動的向心力由原子核對核外電子的庫侖力提供。4.平拋運動:勻速直線運動和初速度為零的勻加速直線運動的合運動(1)運動特點:a、只受重力;b、初速度與重力垂直.盡管其速度大小和方向時刻在改變,但其運動的加速度卻恒為重力加速度g,因而平拋運動是一個勻變速曲線運動。在任意相等時間內速度變化相等。(2)平拋運動的處理方法:平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。水平方向和豎直方向的兩個分運動既具有獨立性,又具有等時性.(3)平拋運動的規(guī)律:以物體的出發(fā)點為原點,沿水平和豎直方向建成立坐標。ax=0……①ay=0……④水平方向vx=v0……②豎直方向vy=gt……⑤x=v0t……③y=?gt2……⑥Vy=Votg?Vo=VyctgβV=Vo=Vcos?Vy=Vsinβ在Vo、Vy、V、X、y、t、?七個物理量中,如果已知其中任意兩個,可根據以上公式求出其它五個物理量。證明:做平拋運動的物體,任意時刻速度的反向延長線一定經過此時沿拋出方向水平總位移的中點。證:平拋運動示意如圖設初速度為V0,某時刻運動到A點,位置坐標為(x,y),所用時間為t.此時速度與水平方向的夾角為,速度的反向延長線與水平軸的交點為,位移與水平方向夾角為.依平拋規(guī)律有:速度:Vx=V0Vy=gt=1\*GB3①位移:Sx=Vot=2\*GB3②由=1\*GB3①=2\*GB3②得:即=3\*GB3③所以:=4\*GB3④=4\*GB3④式說明:做平拋運動的物體,任意時刻速度的反向延長線一定經過此時沿拋出方向水總位移的中點。5.豎直平面內的圓周運動豎直平面內的圓周運動是典型的變速圓周運動研究物體通過最高點和最低點的情況,并且經常出現臨界狀態(tài)。(圓周運動實例)=1\*GB3①火車轉彎=2\*GB3②汽車過拱橋、凹橋3=3\*GB3③飛機做俯沖運動時,飛行員對座位的壓力。=4\*GB3④物體在水平面內的圓周運動(汽車在水平公路轉彎,水平轉盤上的物體,繩拴著的物體在光滑水平面上繞繩的一端旋轉)和物體在豎直平面內的圓周運動(翻滾過山車、水流星、雜技節(jié)目中的飛車走壁等)。=5\*GB3⑤萬有引力——衛(wèi)星的運動、庫侖力——電子繞核旋轉、洛侖茲力——帶電粒子在勻強磁場中的偏轉、重力與彈力的合力——錐擺、(關健要搞清楚向心力怎樣提供的)(1)火車轉彎:設火車彎道處內外軌高度差為h,內外軌間距L,轉彎半徑R。由于外軌略高于內軌,使得火車所受重力和支持力的合力F合提供向心力。(是內外軌對火車都無摩擦力的臨界條件)①當火車行駛速率V等于V0時,F合=F向,內外軌道對輪緣都沒有側壓力②當火車行駛V大于V0時,F合<F向,外軌道對輪緣有側壓力,F合+N=③當火車行駛速率V小于V0時,F合>F向,內軌道對輪緣有側壓力,F合-N'=即當火車轉彎時行駛速率不等于V0時,其向心力的變化可由內外軌道對輪緣側壓力自行調節(jié),但調節(jié)程度不宜過大,以免損壞軌道。(2)無支承的小球,在豎直平面內作圓周運動過最高點情況:臨界條件:由mg+T=mv2/L知,小球速度越小,繩拉力或環(huán)壓力T越小,但T的最小值只能為零,此時小球以重力提供作向心力,恰能通過最高點。即mg=結論:繩子和軌道對小球沒有力的作用(可理解為恰好通過或恰好通不過的速度),只有重力提供作向心力,臨界速度V臨=②能過最高點條件:V≥V臨(當V≥V臨時,繩、軌道對球分別產生拉力、壓力)③不能過最高點條件:V<V臨(實際上球還未到最高點就脫離了軌道)最高點狀態(tài):mg+T1=(臨界條件T1=0,臨界速度V臨=,V≥V臨才能通過)最低點狀態(tài):T2-mg=高到低過程機械能守恒:T2-T1=6mg(g可看為等效加速度)半圓:mgR=T-mg=T=3mg(3)有支承的小球,在豎直平面作圓周運動過最高點情況:①臨界條件:桿和環(huán)對小球有支持力的作用當V=0時,N=mg(可理解為小球恰好轉過或恰好轉不過最高點)恰好過最高點時,此時從高到低過程mg2R=低點:T-mg=mv2/RT=5mg注意物理圓與幾何圓的最高點、最低點的區(qū)別(以上規(guī)律適用于物理圓,不過最高點,最低點,g都應看成等效的)2.解決勻速圓周運動問題的一般方法(1)明確研究對象,必要時將它從轉動系統(tǒng)中隔離出來。(2)找出物體圓周運動的軌道平面,從中找出圓心和半徑。(3)分析物體受力情況,千萬別臆想出一個向心力來。(4)建立直角坐標系(以指向圓心方向為x軸正方向)將力正交分解。(5)3.離心運動在向心力公式Fn=mv2/R中,Fn是物體所受合外力所能提供的向心力,mv2/R是物體作圓周運動所需要的向心力。當提供的向心力等于所需要的向心力時,物體將作圓周運動;若提供的向心力消失或小于所需要的向心力時,物體將做逐漸遠離圓心的運動,即離心運動。其中提供的向心力消失時,物體將沿切線飛去,離圓心越來越遠;提供的向心力小于所需要的向心力時,物體不會沿切線飛去,但沿切線和圓周之間的某條曲線運動,逐漸遠離圓心。牛頓第二定律:F合=ma(是矢量式)或者?Fx=max?Fy=may理解:(1)矢量性(2)瞬時性(3)獨立性(4)同體性(5)同系性(6)同單位制●力和運動的關系=1\*GB3①物體受合外力為零時,物體處于靜止或勻速直線運動狀態(tài);=2\*GB3②物體所受合外力不為零時,產生加速度,物體做變速運動.=3\*GB3③若合外力恒定,則加速度大小、方向都保持不變,物體做勻變速運動,勻變速運動的軌跡可以是直線,也可以是曲線.=4\*GB3④物體所受恒力與速度方向處于同一直線時,物體做勻變速直線運動.=5\*GB3⑤根據力與速度同向或反向,可以進一步判定物體是做勻加速直線運動或勻減速直線運動;=6\*GB3⑥若物體所受恒力與速度方向成角度,物體做勻變速曲線運動.=7\*GB3⑦物體受到一個大小不變,方向始終與速度方向垂直的外力作用時,物體做勻速圓周運動.此時,外力僅改變速度的方向,不改變速度的大?。?8\*GB3⑧物體受到一個與位移方向相反的周期性外力作用時,物體做機械振動.表1給出了幾種典型的運動形式的力學和運動學特征.綜上所述:判斷一個物體做什么運動,一看受什么樣的力,二看初速度與合外力方向的關系.力與運動的關系是基礎,在此基礎上,還要從功和能、沖量和動量的角度,進一步討論運動規(guī)律.6.萬有引力及應用:與牛二及運動學公式1思路和方法:=1\*GB3①衛(wèi)星或天體的運動看成勻速圓周運動,=2\*GB3②F心=F萬(類似原子模型)2公式:G=man,又an=,則v=,,T=3求中心天體的質量M和密度ρ由G=m可得M=,ρ=當r=R,即近地衛(wèi)星繞中心天體運行時,ρ=軌道上正常轉:F引=G=F心=ma心=m2R=mm4n2R地面附近:G=mgGM=gR2(黃金代換式)mg=m=v第一宇宙=7.9km/s題目中常隱含:(地球表面重力加速度為g);這時可能要用到上式與其它方程聯(lián)立來求解。軌道上正常轉:G=m【討論】(v或EK)與r關系,r最小時為地球半徑時,v第一宇宙=7.9km/s(最大的運行速度、最小的發(fā)射速度);T最小=84.8min=1.4hG=mr=mM=()T2=(M=V球=r3)s球面=4r2s=r2(光的垂直有效面接收,球體推進輻射)s球冠=2Rh3理解近地衛(wèi)星:來歷、意義萬有引力≈重力=向心力、r最小時為地球半徑、最大的運行速度=v第一宇宙=7.9km/s(最小的發(fā)射速度);T最小=84.8min=1.4h4同步衛(wèi)星幾個一定:三顆可實現全球通訊(南北極仍有盲區(qū))軌道為赤道平面T=24h=86400s離地高h=3.56x104km(為地球半徑的5.6倍)V同步=3.08km/s﹤V第一宇宙=7.9km/s?=15o/h(地理上時區(qū))a=0.23m/s25運行速度與發(fā)射速度的區(qū)別6衛(wèi)星的能量:r增v減小(EK減小<Ep增加),所以E總增加;需克服引力做功越多,地面上需要的發(fā)射速度越大應該熟記常識:地球公轉周期1年,自轉周期1天=24小時=86400s,地球表面半徑6.4x103km表面重力加速度g=9.8m/s2月球公轉周期30天力學助計圖結果原因結果原因原因受力力學模型及方法1.連接體模型是指運動中幾個物體疊放在一起、或并排在一起、或用細繩、細桿聯(lián)系在一起的物體組。解決這類問題的基本方法是整體法和隔離法。整體法是指連接體內的物體間無相對運動時,可以把物體組作為整體,對整體用牛二定律列方程隔離法是指在需要求連接體內各部分間的相互作用(如求相互間的壓力或相互間的摩擦力等)時,把某物體從連接體中隔離出來進行分析的方法。BAFmBAFm2m1FBAF1F22斜面模型(搞清物體對斜面壓力為零的臨界條件)斜面固定:物體在斜面上情況由傾角和摩擦因素決定=tg物體沿斜面勻速下滑或靜止>tg物體靜止于斜面╰α<tg物體沿斜面加速下滑a=g(sin一cos)╰α3.輕繩、桿模型繩只能受拉力,桿能沿桿方向的拉、壓、橫向及任意方向的力。桿對球的作用力由運動情況決定只有=arctg()時才沿桿方向最高點時桿對球的作用力;最低點時的速度?,桿的拉力?若小球帶電呢?EEm,qL·O假設單B下擺,最低點的速度VB=mgR=整體下擺2mgR=mg+=;=>VB=所以AB桿對B做正功,AB桿對A做負功若V0<,運動情況為先平拋,繩拉直沿繩方向的速度消失即是有能量損失,繩拉緊后沿圓周下落機械能守恒。而不能夠整個過程用機械能守恒。求水平初速及最低點時繩的拉力?換為繩時:先自由落體,在繩瞬間拉緊(沿繩方向的速度消失)有能量損失(即v1突然消失),再v2下擺機械能守恒例:擺球的質量為m,從偏離水平方向30°的位置由靜釋放,設繩子為理想輕繩,求:小球運動到最低點A時繩子受到的拉力是多少?4.超重失重模型系統(tǒng)的重心在豎直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量ay)向上超重(加速向上或減速向下)F=m(g+a);向下失重(加速向下或減速上升)F=m(g-a)難點:一個物體的運動導致系統(tǒng)重心的運動1到2到3過程中(1、3除外)超重狀態(tài)繩剪斷后臺稱示數系統(tǒng)重心向下加速FFma圖9?斜面對地面的壓力?a圖9?地面對斜面摩擦力?導致系統(tǒng)重心如何運動?鐵木球的運動用同體積的水去補充5.碰撞模型:特點,=1\*GB3①動量守恒;=2\*GB3②碰后的動能不可能比碰前大;=3\*GB3③對追及碰撞,碰后后面物體的速度不可能大于前面物體的速度?!魪椥耘鲎玻簃1v1+m2v2=(1)(2)◆一動一靜且二球質量相等的彈性正碰:速度交換大碰小一起向前;質量相等,速度交換;小碰大,向后返?!粢粍右混o的完全非彈性碰撞(子彈打擊木塊模型)mv0+0=(m+M)=+E損E損=一=E損可用于克服相對運動時的摩擦力做功轉化為內能E損=fd相=mg·d相=一v0Av0ABvvsMv0LABABv012Av0“碰撞過程”中四個有用推論彈性碰撞除了遵從動量守恒定律外,還具備:碰前、碰后系統(tǒng)的總動能相等的特征,設兩物體質量分別為m1、m2,碰撞前速度分別為υ1、υ2,碰撞后速度分別為u1、u2,即有:m1υ1+m2υ2=m1u1+m1u2m1υ12+m2υ22=m1u12+m1u22碰后的速度u1和u2表示為:u1=υ1+υ2u2=υ1+υ2推論一:如對彈性碰撞的速度表達式進行分析,還會發(fā)現:彈性碰撞前、后,碰撞雙方的相對速度大小相等,即}:u2-u1=υ1-υ2推論二:如對彈性碰撞的速度表達式進一步探討,當m1=m2時,代入上式得:。即當質量相等的兩物體發(fā)生彈性正碰時,速度互換。推論三:完全非彈性碰撞碰撞雙方碰后的速度相等的特征,即:u1=u2由此即可把完全非彈性碰撞后的速度u1和u2表為:u1=u2=例3:證明:完全非彈性碰撞過程中機械能損失最大。證明:碰撞過程中機械能損失表為:△E=m1υ12+m2υ22―m1u12―m2u22由動量守恒的表達式中得:u2=(m1υ1+m2υ2-m1u1)代入上式可將機械能的損失△E表為u1的函數為:△E=-u12-u1+[(m1υ12+m2υ22)-(m1υ1+m2υ2)2]這是一個二次項系數小于零的二次三項式,顯然:當u1=u2=時,即當碰撞是完全非彈性碰撞時,系統(tǒng)機械能的損失達到最大值△Em=m1υ12+m2υ22-推論四:碰撞過程中除受到動量守恒以及能量不會增加等因素的制約外,還受到運動的合理性要求的制約,比如,某物體向右運動,被后面物體追及而發(fā)生碰撞,被碰物體運動速度只會增大而不應該減小并且肯定大于或者等于(不小于)碰撞物體的碰后速度。6.人船模型:一個原來處于靜止狀態(tài)的系統(tǒng),在系統(tǒng)內發(fā)生相對運動的過程中,在此方向遵從動量守恒:mv=MVms=MSs+S=ds=M/m=Lm/LM載人氣球原靜止于高h的高空,氣球質量為M,人的質量為m.若人沿繩梯滑至地面,則繩梯至少為多長?MmOR MmORS1S1S220m7.彈簧振子模型:F=-Kx(X、F、a、v、A、T、f、EK、EP等量的變化規(guī)律)水平型和豎直型8.單擺模型:T=2(類單擺)利用單擺測重力加速度9.波動模型:特點:傳播的是振動形式和能量,介質中各質點只在平衡位置附近振動并不隨波遷移。=1\*GB3①各質點都作受迫振動,=2\*GB3②起振方向與振源的起振方向相同,=3\*GB3③離源近的點先振動,=4\*GB3④沒波傳播方向上兩點的起振時間差=波在這段距離內傳播的時間=5\*GB3⑤波源振幾個周期波就向外傳幾個波長。波從一種介質傳播到另一種介質,頻率不改變,波速v=s/t=/T=f波速與振動速度的區(qū)別波動與振動的區(qū)別:波的傳播方向質點的振動方向(同側法)知波速和波形畫經過Δt后的波形(特殊點畫法和去整留零法)物理解題方法:如整體法、假設法、極限法、逆向思維法、物理模型法、等效法、物理圖像法等.模型法常常有下面三種情況(1)物理對象模型:用來代替由具體物質組成的、代表研究對象的實體系統(tǒng),稱為對象模型(也可稱為概念模型),即把研究的對象的本身理想化.常見的如“力學”中有質點、剛體、杠桿、輕質彈簧、單擺、彈簧振子、彈性體、絕熱物質等;(2)條件模型:把研究對象所處的外部條件理想化,排除外部條件中干擾研究對象運動變化的次要因素,突出外部條件的本質特征或最主要的方面,從而建立的物理模型稱為條件模型.(3)過程模型:把具體過理過程純粹化、理想化后抽象出來的一種物理過程,稱過程模型其它的碰撞模型:v0ABC1v0ABC12AABC動量和能量1.力的三種效應:力的瞬時性(產生a)F=ma、運動狀態(tài)發(fā)生變化牛頓第二定律時間積累效應(沖量)I=Ft、動量發(fā)生變化動量定理空間積累效應(做功)w=Fs動能發(fā)生變化動能定理2.動量觀點:動量:p=mv=沖量:I=Ft動量定理:內容:物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化。公式:F合t=mv’一mv(解題時受力分析和正方向的規(guī)定是關鍵)I=F合t=F1t1+F2t2+---=p=P末-P初=mv末-mv初動量守恒定律:內容、守恒條件、不同的表達式及含義:;;P=P′ (系統(tǒng)相互作用前的總動量P等于相互作用后的總動量P′)ΔP=0 (系統(tǒng)總動量變化為0)如果相互作用的系統(tǒng)由兩個物體構成,動量守恒的具體表達式為P1+P2=P1′+P2′ (系統(tǒng)相互作用前的總動量等于相互作用后的總動量)m1V1+m2V2=m1V1′+m2V2′ΔP=-ΔP' (兩物體動量變化大小相等、方向相反)實際中應用有:m1v1+m2v2=;0=m1v1+m2v2m1v1+m2v2=(m1+m2)v共原來以動量(P)運動的物體,若其獲得大小相等、方向相反的動量(-P),是導致物體靜止或反向運動的臨界條件。即:P+(-P)=0注意理解四性:系統(tǒng)性、矢量性、同時性、相對性矢量性:對一維情況,先選定某一方向為正方向,速度方向與正方向相同的速度取正,反之取負,把矢量運算簡化為代數運算。相對性:所有速度必須是相對同一慣性參照系。同時性:表達式中v1和v2必須是相互作用前同一時刻的瞬時速度,v1’和v2’必須是相互作用后同一時刻的瞬時速度。解題步驟:選對象,劃過程;受力分析。所選對象和過程符合什么規(guī)律?用何種形式列方程;(先要規(guī)定正方向)求解并討論結果。3.功與能觀點:功W=Fscos?(適用于恒力功的計算)=1\*GB3①理解正功、零功、負功=2\*GB3②功是能量轉化的量度W=P·t(p===Fv)功率:P=(在t時間內力對物體做功的平均功率)P=Fv(F為牽引力,不是合外力;V為即時速度時,P為即時功率;V為平均速度時,P為平均功率;P一定時,F與V成正比)動能:EK=重力勢能Ep=mgh(凡是勢能與零勢能面的選擇有關)動能定理:外力對物體所做的總功等于物體動能的變化(增量)。公式:W合=W合=W1+W2+…+Wn=?Ek=Ek2一Ek1=機械能守恒定律:機械能=動能+重力勢能+彈性勢能(條件:系統(tǒng)只有內部的重力或彈力做功).守恒條件:(功角度)只有重力,彈力做功;(能轉化角度)只發(fā)生動能與勢能之間的相互轉化。“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在該過程中,物體可以受其它力的作用,只要這些力不做功,或所做功的代數和為零,就可以認為是“只有重力做功”。列式形式:E1=E2(先要確定零勢面)P減(或增)=E增(或減)EA減(或增)=EB增(或減)mgh1+或者?Ep減=?Ek增 除重力和彈簧彈力做功外,其它力做功改變機械能;滑動摩擦力和空氣阻力做功W=fd路程E內能(發(fā)熱)4.功能關系:功和能的關系:功是能量轉化的量度。有兩層含義:(1)做功的過程就是能量轉化的過程,(2)做功的多少決定了能轉化的數量,即:功是能量轉化的量度強調:功是一種過程量,它和一段位移(一段時間)相對應;而能是一種狀態(tài)量,它與一個時刻相對應。兩者的單位是相同的(都是J),但不能說功就是能,也不能說“功變成了能”。做功的過程是物體能量的轉化過程,做了多少功,就有多少能量發(fā)生了變化,功是能量轉化的量度.(1)動能定理合外力對物體做的總功等于物體動能的增量.即(2)與勢能相關力做功導致與之相關的勢能變化重力重力做正功,重力勢能減少;重力做負功,重力勢能增加.重力對物體所做的功等于物體重力勢能增量的負值.即WG=EP1—EP2=—ΔEP彈簧彈力彈力做正功,彈性勢能減少;彈力做負功,彈性勢能增加.彈力對物體所做的功等于物體彈性勢能增量的負值.即W彈力=EP1—EP2=—ΔEP分子力分子力對分子所做的功=分子勢能增量的負值電場力電場力做正功,電勢能減少;電場力做負功,電勢能增加。注意:電荷的正負及移動方向電場力對電荷所做的功=電荷電勢能增量的負值(3)機械能變化原因除重力(彈簧彈力)以外的的其它力對物體所做的功=物體機械能的增量即WF=E2—E1=ΔE當除重力(或彈簧彈力)以外的力對物體所做的功為零時,即機械能守恒(4)機械能守恒定律在只有重力和彈簧的彈力做功的物體系內,動能和勢能可以互相轉化,但機械能的總量保持不變.即EK2+EP2=EK1+EP1,或ΔEK=—ΔEP(5)靜摩擦力做功的特點(1)靜摩擦力可以做正功,也可以做負功,還可以不做功;(2)在靜摩擦力做功的過程中,只有機械能的互相轉移,而沒有機械能與其他形式的能的轉化,靜摩擦力只起著傳遞機械能的作用;(3)相互摩擦的系統(tǒng)內,一對靜摩擦力對系統(tǒng)所做功的和總是等于零.(6)滑動摩擦力做功特點“摩擦所產生的熱”(1)滑動摩擦力可以做正功,也可以做負功,還可以不做功;=滑動摩擦力跟物體間相對路程的乘積,即一對滑動摩擦力所做的功(2)相互摩擦的系統(tǒng)內,一對滑動摩擦力對系統(tǒng)所做功的和總表現為負功,其大小為:W=—fS相對=Q對系統(tǒng)做功的過程中,系統(tǒng)的機械能轉化為其他形式的能,(S相對為相互摩擦的物體間的相對位移;若相對運動有往復性,則S相對為相對運動的路程)(7)一對作用力與反作用力做功的特點(1)作用力做正功時,反作用力可以做正功,也可以做負功,還可以不做功;作用力做負功、不做功時,反作用力亦同樣如此.(2)一對作用力與反作用力對系統(tǒng)所做功的總和可以是正功,也可以是負功,還可以零.(8)熱學外界對氣體做功外界對氣體所做的功W與氣體從外界所吸收的熱量Q的和=氣體內能的變化W+Q=△U(熱力學第一定律,能的轉化守恒定律)(9)電場力做功W=qu=qEd=F電SE(與路徑無關)(10)電流做功(1)在純電阻電路中(電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率)(2)在電解槽電路中,電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率+轉化為化學能的的功率(3)在電動機電路中,電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率與輸出的機械功率之和P電源t=uIt=+E其它;W=IUt?(11)安培力做功安培力所做的功對應著電能與其它形式的能的相互轉化,即W安=△E電,安培力做正功,對應著電能轉化為其他形式的能(如電動機模型);克服安培力做功,對應著其它形式的能轉化為電能(如發(fā)電機模型);且安培力作功的絕對值,等于電能轉化的量值,W=F安d=BILd內能(發(fā)熱)(12)洛侖茲力永不做功洛侖茲力只改變速度的方向(13)光學光子的能量:E光子=hγ;一束光能量E光=N×hγ(N指光子數目)在光電效應中,光子的能量hγ=W+(14)原子物理原子輻射光子的能量hγ=E初—E末,原子吸收光子的能量hγ=E末—E初愛因斯坦質能方程:E=mc2(15)能量轉化和守恒定律對于所有參與相互作用的物體所組成的系統(tǒng),其中每一個物體的能量的數值及形式都可能發(fā)生變化,但系統(tǒng)內所有物體的各種形式能量的總合保持不變功和能的關系貫穿整個物理學。現歸類整理如下:常見力做功與對應能的關系常見的幾種力做功能量關系數量關系式力的種類做功的正負對應的能量變化情況①重力mg+重力勢能EP減小mgh=–ΔEP–增加②彈簧的彈力kx+彈性勢能E彈性減小W彈=–ΔE彈性–增加③分子力F分子+分子勢能E分子減小W分子力=–ΔE分子–增加④電場力Eq+電勢能E電勢減小qU=–ΔE電勢–增加⑤滑動摩擦力f–內能Q增加fs相對=Q⑥感應電流的安培力F安培–電能E電增加W安培力=ΔE電⑦合力F合+動能Ek增加W合=ΔEk–減?、嘀亓σ酝獾牧+機械能E機械增加WF=ΔE機械–減小5.求功的方法:單位:Jev=1.9×10-19J度=kwh=3.6×106J1u=931.5Mev⊙力學:=1\*GB3①W=Fscosα=2\*GB3②W=P·t(p===Fv)=3\*GB3③動能定理W合=W1+W2+…+Wn=ΔEK=E末-E初(W可以不同的性質力做功)=4\*GB3④功是能量轉化的量度(易忽視)主要形式有:貫穿整個高中物理的主線重力的功------量度------重力勢能的變化電場力的功-----量度------電勢能的變化分子力的功-----量度------分子勢能的變化合外力的功------量度-------動能的變化除重力和彈簧彈力做功外,其它力做功改變機械能;摩擦力和空氣阻力做功W=fd路程E內能(發(fā)熱)與勢能相關的力做功特點:如重力,彈力,分子力,電場力它們做功與路徑無關,只與始末位置有關.“功是能量轉化的量度”這一基本概念理解。⑴物體動能的增量由外力做的總功來量度:W外=ΔEk,這就是動能定理。⑵物體重力勢能的增量由重力做的功來量度:WG=-ΔEP,這就是勢能定理。⑶物體機械能的增量由重力以外的其他力做的功來量度:W其=ΔE機,(W其表示除重力以外的其它力做的功),這就是機械能定理。⑷當W其=0時,說明只有重力做功,所以系統(tǒng)的機械能守恒。⑸一對互為作用力反作用力的摩擦力做的總功,用來量度該過程系統(tǒng)由于摩擦而減小的機械能,也就是系統(tǒng)增加的內能。f?d=Q(d為這兩個物體間相對移動的路程)。⊙熱學:ΔE=Q+W(熱力學第一定律)⊙電學:WAB=qUAB=F電dE=qEdE動能(導致電勢能改變)W=QU=UIt=I2Rt=U2t/RQ=I2RtE=I(R+r)=u外+u內=u外+IrP電源t=uIt+E其它P電源=IE=IU+I2Rt⊙磁學:安培力功W=F安d=BILd內能(發(fā)熱)⊙光學:單個光子能量E=hγ一束光能量E總=Nhγ(N為光子數目)?光電效應=hγ-W0躍遷規(guī)律:hγ=E末-E初輻射或吸收光子⊙原子:質能方程:E=mc2ΔE=Δmc2注意單位的轉換換算汽車的啟動問題:具體變化過程可用如下示意圖表示.關鍵是發(fā)動機的功率是否達到額定功率,恒定功恒定功率啟動速度V↑F=↓a=當a=0即F=f時,v達到最大vm保持vm勻速∣→→→變加速直線運動→→→→→→→∣→→→→勻速直線運動→→……恒定加速度啟動恒定加速度啟動a定=即F一定P↑=F定v↑即P隨v的增大而增大當a=0時,v達到最大vm,此后勻速當P=P額時a定=≠0,v還要增大F=a=∣→→勻加速直線運動→→→→∣→→→變加速(a↓)運動→→→→→∣→勻速運動→(1)若額定功率下起動,則一定是變加速運動,因為牽引力隨速度的增大而減?。蠼鈺r不能用勻變速運動的規(guī)律來解.(2)特別注意勻加速起動時,牽引力恒定.當功率隨速度增至預定功率時的速度(勻加速結束時的速度),并不是車行的最大速度.此后,車仍要在額定功率下做加速度減小的加速運動(這階段類同于額定功率起動)直至a=0時速度達到最大.動量守恒:內容:相互作用的物體系統(tǒng),如果不受外力,或它們所受的外力之和為零,它們的總動量保持不變。(研究對象:相互作用的兩個物體或多個物體所組成的系統(tǒng))守恒條件:=1\*GB3①系統(tǒng)不受外力作用。(理想化條件)=2\*GB3②系統(tǒng)受外力作用,但合外力為零。=3\*GB3③系統(tǒng)受外力作用,合外力也不為零,但合外力遠小于物體間的相互作用力。=4\*GB3④系統(tǒng)在某一個方向的合外力為零,在這個方向的動量守恒。=5\*GB3⑤全過程的某一階段系統(tǒng)受合外力為零,該階段系統(tǒng)動量守恒,即:原來連在一起的系統(tǒng)勻速或靜止(受合外力為零),分開后整體在某階段受合外力仍為零,可用動量守恒。不同的表達式及含義:;;(各種表達式的中文含義)實際中有應用:m1v1+m2v2=;0=m1v1+m2v2m1v1+m2v2=(m1+m2)v共注意理解四性:系統(tǒng)性、矢量性、同時性、相對性系統(tǒng)性:研究對象是某個系統(tǒng)、研究的是某個過程矢量性:不在同一直線上時進行矢量運算;在同一直線上時,取正方向,引入正負號轉化為代數運算。同時性:v1、v2是相互作用前同一時刻的速度,v1'、v2'是相互作用后同一時刻的速度。同系性:各速度必須相對同一參照系解題步驟:選對象,劃過程;受力分析.所選對象和過程符合什么規(guī)律?用何種形式列方程(先要規(guī)定正方向)求解并討論結果。歷年高考中涉及動量守量模型題:一質量為M的長木板靜止在光滑水平桌面上.一質量為m的小滑塊以水平速度v0從長木板的一端開始在木板上滑動,直到離開木板.滑塊剛離開木板時速度為V0/3,若把此木板固定在水平面上,其它條件相同,求滑塊離開木板時速度?3x3x0x0AOm1996年全國廣東(24題)1995年全國廣東(30題壓軸題)1997年全國廣東(25題軸題12分)1998年全國廣東(25題軸題12分)試在下述簡化情況下由牛頓定律導出動量守恒定律的表達式:系統(tǒng)是兩個質點,相互作用力是恒力,不受其他力,沿直線運動要求說明推導過程中每步的根據,以及式中各符號和最后結果中各項的意義。質量為M的小船以速度V0行駛,船上有兩個質量皆為m的小孩a和b,分別靜止站在船頭和船尾.現小孩a沿水平方向以速率v(相對于靜止水面)向前躍入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相對于靜止水面)向后躍入水中.求小孩b躍出后小船的速度.1999年全國廣東(20題12分)2000年全國廣東(22壓軸題)2001年廣東河南(17題12分)M21NPQM21NPQB2002年廣東(19題)2003年廣東(19、20題)2004年廣東(15、17題)AAHO/OBLPC2005年廣東(18題)2006年廣東(16、18題)2007年廣東(17題)碰撞模型:特點和注意點:=1\*GB3①動量守恒;=2\*GB3②碰后的動能不可能碰前大;=3\*GB3③對追及碰撞,碰后后面物體的速度不可能大于前面物體的速度。m1v1+m2v2=(1)(2)記住這個結論給解綜合題帶來簡便。通過討論兩質量便可?!耙粍右混o”彈性碰撞規(guī)律:即m2v2=0;=0代入(1)、(2)式動量守恒:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'動能守恒:m1v12+m2v22=m1v1'2+m2v2'2聯(lián)立可解:v1'=(主動球速度下限)v2'=(被碰球速度上限)討論(1):當m1>m2時,v1'>0,v2'>0v1′與v1方向一致;當m1>>m2時,v1'≈v1,v2'≈2v1(高射炮打蚊子)當m1=m2時,v1'=0,v2'=v1即m1與m2交換速度當m1<m2時,v1'<0(反彈),v2'>0v2′與v1同向;當m1<<m2時,v1'≈-v1,v2'≈0(乒乓球撞鉛球)討論(2):被碰球2獲最大速度、最大動量、最大動能的條件為A.初速度v1一定,當m1>>m2時,v2'≈2v1B.初動量p1一定,由p2'=m2v2'=,可見,當m1<<m2時,p2'≈2m1v1=2p1C.初動能EK1一定,當m1=m2時,EK2'=EK1一動靜的完全非彈性碰撞。(子彈打擊木塊模型)是高中物理的重點。特點:碰后有共同速度,或兩者的距離最大(最小)或系統(tǒng)的勢能最大等等多種說法.mv0+0=(m+M)=(主動球速度上限,被碰球速度下限)=+E損E損=一=由上可討論主動球、被碰球的速度取值范圍<v主<<v被<討論:=1\*GB3①E損可用于克服相對運動時的摩擦力做功轉化為內能E損=fd相=mg·d相=一=d相===2\*GB3②也可轉化為彈性勢能;=3\*GB3③轉化為電勢能、電能發(fā)熱等等;(通過電場力或安培力做功)子彈打木塊模型:物理學中最為典型的碰撞模型(一定要掌握)子彈擊穿木塊時,兩者速度不相等;子彈未擊穿木塊時,兩者速度相等.這兩種情況的臨界情況是:當子彈從木塊一端到達另一端,相對木塊運動的位移等于木塊長度時,兩者速度相等.例題:設質量為m的子彈以初速度v0射向靜止在光滑水平面上的質量為M的木塊,并留在木塊中不再射出,子彈鉆入木塊深度為d。求木塊對子彈的平均阻力的大小和該過程中木塊前進的距離。解析:子彈和木塊最后共同運動,相當于完全非彈性碰撞。從動量的角度看,子彈射入木塊過程中系統(tǒng)動量守恒:從能量的角度看,該過程系統(tǒng)損失的動能全部轉化為系統(tǒng)的內能。設平均阻力大小為f,設子彈、木塊的位移大小分別為s1、s2,如圖所示,顯然有s1-s2=d對子彈用動能定理:…………………①對木塊用動能定理:…………②①、②相減得:………………③③式意義:f?d恰好等于系統(tǒng)動能的損失;根據能量守恒定律,系統(tǒng)動能的損失應該等于系統(tǒng)內能的增加;可見,即兩物體由于相對運動而摩擦產生的熱(機械能轉化為內能),等于摩擦力大小與兩物體相對滑動的路程的乘積(由于摩擦力是耗散力,摩擦生熱跟路徑有關,所以這里應該用路程,而不是用位移)。由上式不難求得平均阻力的大?。褐劣谀緣K前進的距離s2,可以由以上②、③相比得出:從牛頓運動定律和運動學公式出發(fā),也可以得出同樣的結論。試試推理。由于子彈和木塊都在恒力作用下做勻變速運動,位移與平均速度成正比:一般情況下,所以s2<<d。這說明在子彈射入木塊過程中木塊的位移很小,可以忽略不計。這就為分階段處理問題提供了依據。象這種運動物體與靜止物體相互作用,動量守恒,最后共同運動的類型,全過程動能的損失量可用公式:………………④當子彈速度很大時,可能射穿木塊,這時末狀態(tài)子彈和木塊的速度大小不再相等,但穿透過程中系統(tǒng)動量仍然守恒,系統(tǒng)動能損失仍然是ΔEK=f?d(這里的d為木塊的厚度),但由于末狀態(tài)子彈和木塊速度不相等,所以不能再用④式計算ΔEK的大小。做這類題目時一定要畫好示意圖,把各種數量關系和速度符號標在圖上,以免列方程時帶錯數據。以上所列舉的人、船模型的前提是系統(tǒng)初動量為零。如果發(fā)生相互作用前系統(tǒng)就具有一定的動量,那就不能再用m1v1=m2v2這種形式列方程,而要利用(m1+m2)v0=m1v1+m2v2列式。特別要注意各種能量間的相互轉化附:高考物理力學常見幾類計算題的分析高考題物理計算的常見幾種類型題型常見特點考查的主要內容解題時應注意的問題牛頓運動定律的應用與運動學公式的應用(1)一般研究單個物體的階段性運動。(2)力大小可確定,一般僅涉及力、速度、加速度、位移、時間計算,通常不涉及功、能量、動量計算問題。(1)運動過程的階段性分析與受力分析(2)運用牛頓第二定律求a(3)選擇最合適的運動學公式求位移、速度和時間。(4)特殊的階段性運動或二物體運動時間長短的比較常引入速度圖象幫助解答。(1)學會畫運動情境草,并對物體進行受力分析,以確定合外力的方向。(2)加速度a計算后,應根據物體加減速運動確定運動學公式如何表示(即正負號如何添加)(3)不同階段的物理量要加角標予以區(qū)分。力學二大定理與二大定律的應用二大定理應用:(1)一般研究單個物體運動:若出現二個物體時隔離受力分析,分別列式判定。(2)題目出現“功”、“動能”、“動能增加(減少)”等字眼,常涉及到功、力、初末速度、時間和長度量計算。(1)功、沖量的正負判定及其表達式寫法。(2)動能定理、動量定理表達式的建立。(3)牛頓第二定律表達式、運動學速度公式與單一動量定理表達是完全等價的;牛頓第二定律表達式、運動學位移公式與單一動能定理表達是完全等價的;二個物體動能表達式與系統(tǒng)能量守恒式往往也是等價的。應用時要避免重復列式。(4)曲線運動一般考慮到動能定理應用,圓周運動一般還要引入向心力公式應用;勻變速直線運動往往考查到二個定理的應用。(1)未特別說明時,動能中速度均是相對地而言的,動能不能用分量表示。(2)功中的位移應是對地位移;功的正負要依據力與位移方向間夾角判定,重力和電場力做功正負有時也可根據特征直接判定。(3)選用牛頓運動定律及運動學公式解答往往比較繁瑣。(4)運用動量定理時要注意選取正方向,并依據規(guī)定的正方向來確定某力沖量,物體初末動量的正負。二大定律應用:(1)一般涉及二個物體運動(2)題目常出現“光滑水平面”(或含“二物體間相互作用力等大反向”提示)、“碰撞”、“動量”、“動量變化量”、“速度”等字眼,給定二物體質量,并涉及共同速度、最大伸長(壓縮量)、最大高度、臨界量、相對移動距離、作用次數等問題。(1)系統(tǒng)某一方向動量守恒時運用動量守恒定律。(2)涉及長度量、能量、相對距離計算時常運用能量守恒定律(含機械能守恒定律)解題。(3)等質量二物體的彈性碰撞,二物體會交換速度。(4)最值問題中常涉及二物體的共同速度問。(1)運用動量守恒定律時要注意選擇某一運動方向為正方向。(2)系統(tǒng)合外力為零時,能量守恒式要力爭抓住原來總能量與后來總能量相等的特點列式;當合外力不為零時,常根據做多少功轉化多少能特征列式計算。(3)多次作用問題逐次分析、列式找規(guī)律的意識。萬有引力定律的應用(一般出在選擇題中)(1)涉及天體運動問題,題目常出現“衛(wèi)星”、“行星”、“地球”、“表面”等字眼。(2)涉及衛(wèi)星的環(huán)繞速度、周期、加速度、質量、離地高度等計算(3)星體表面環(huán)繞速度也稱第一宇宙速度。(1)物體行星表面處所受萬有引力近似等于物體重力,地面處重力往往遠大于向心力(2)空中環(huán)繞時萬有引力提供向心力。(3)物體所受的重力與緯度和高度有關,涉及火箭豎直上升(下降)時要注意在范圍運動對重力及加速度的影響,而小范圍的豎直上拋運動則不用考慮這種影響。(4)當涉及轉動圈數、二顆衛(wèi)星最近(最遠距離)、覆蓋面大小問題時,要注意幾何上角度聯(lián)系、衛(wèi)星到行星中心距離與行星半徑的關系。(1)注意萬有引力定律表達式中的兩天體間距離r距與向心力公式中物體環(huán)繞半徑r的區(qū)別與聯(lián)系。(2)雙子星之間距離與轉動半徑往往不等,列式計算時要特別小心。(3)向心力公式中的物體環(huán)繞半徑r是所在處的軌跡曲率半徑,當軌跡為橢圓時,曲率半徑不一定等于長半軸或短半軸。(4)地面處重力或萬有引力遠大于向心力,而空中繞地球勻速圓周運動時重力或萬有引力等于向心力。電學部分一、靜電場:靜電場:概念、規(guī)律特別多,注意理解及各規(guī)律的適用條件;電荷守恒定律,庫侖定律1.電荷守恒定律:元電荷2.庫侖定律:條件:真空中、點電荷;靜電力常量k=9×109Nm2/C2三個自由點電荷的平衡問題:“三點共線,兩同夾異,兩大夾小”中間電荷量較小且靠近兩邊中電量較小的;常見電場的電場線分布熟記,特別是孤立正、負電荷,等量同種、異種電荷連線上及中垂線上的場強分布,電場線的特點及作用.3.力的特性(E):只要有電荷存在周圍就存在電場,電場中某位置場強:(定義式)(真空點電荷)(勻強電場E、d共線)4.兩點間的電勢差:U、UAB:(有無下標的區(qū)別)靜電力做功U是(電能其它形式的能)電動勢E是(其它形式的能電能)=-UBA=-(UB-UA)與零勢點選取無關)電場力功W=qu=qEd=F電SE(與路徑無關)5.某點電勢描述電場能的特性:(相對零勢點而言)理解電場線概念、特點;常見電場的電場線分布要求熟記,特別是等量同種、異種電荷連線上及中垂線上的場強特點和規(guī)律6.等勢面(線)的特點,處于靜電平衡導體是個等勢體,其表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直于導體表面(距導體遠近不同的等勢面的特點?),導體內部合場強為零,導體內部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導體外表面;表面曲率大的地方等勢面越密,E越大,稱為尖端放電。應用:靜電感應,靜電屏蔽7.電場概念題思路:電場力的方向電場力做功電勢能的變化(這些問題是電學基礎)8.電容器的兩種情況分析始終與電源相連U不變;當d增C減Q=CU減E=U/d減僅變s時,E不變。充電后斷電源q不變:當d增c減u=q/c增E=u/d=不變,僅變d時,E不變;9帶電粒子在電場中的運動qU=mv2;側移y=,偏角tgф==1\*GB3①加速=2\*GB3②偏轉(類平拋)平行E方向:L=vot豎直:tg=(θ為速度方向與水平方向夾角)速度:Vx=V0Vy=at(為速度與水平方向夾角)位移:Sx=V0tSy=(為位移與水平方向的夾角)=3\*GB3③圓周運動=4\*GB3④在周期性變化電場作用下的運動結論:=1\*GB3①不論帶電粒子的m、q如何,在同一電場中由靜止加速后,再進入同一偏轉電場,它們飛出時的側移和偏轉角是相同的(即它們的運動軌跡相同)=2\*GB3②出場速度的反向延長線跟入射速度相交于O點,粒子好象從中心點射出一樣(即)證:(的含義?)二、恒定電流:I=(定義)I=nesv(微觀)I=R=(定義)電阻定律:R=(決定)部分電路歐姆定律:U=IR閉合電路歐姆定律:I=路端電壓:U=?-Ir=IR輸出功率:=Iε-Ir=電源熱功率:電源效率:==EQ\F(R,R+r)電功:W=QU=UIt=I2Rt=U2t/R電功率P==W/t=UI=U2/R=I2R電熱:Q=I2Rt對于純電阻電路:W=IUt=P=IU=對于非純電阻電路:W=IUt?P=IU?E=I(R+r)=u外+u內=u外+IrP電源=uIt=+E其它P電源=IE=IU+I2Rt單位:Jev=1.9×10-19J度=kwh=3.6×106J1u=931.5Mev電路中串并聯(lián)的特點和規(guī)律應相當熟悉1、聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(見下表):串聯(lián)電路并聯(lián)電路兩個基本特點電壓U=U1+U2+U3+……U=U1=U2=U3=……電流I=I1=I2=I3=……I=I1+I2+I3+……三個重要性質電阻R=R1+R2+R3+……1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……R=電壓U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3=……=IIR=I1R1=I2R2=I3R3=……=U功率P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=……=I2PR=P1R1=P2R2=P3R3=……=U22、記住結論:①并聯(lián)電路的總電阻小于任何一條支路的電阻;②當電路中的任何一個電阻的阻值增大時,電路的總電阻增大,反之則減小。3、電路簡化原則和方法①原則:a、無電流的支路除去;b、電勢相等的各點合并;c、理想導線可任意長短;d、理想電流表電阻為零,理想電壓表電阻為無窮大;e、電壓穩(wěn)定時電容器可認為斷路②方法:a、電流分支法:先將各節(jié)點用字母標上,判定各支路元件的電流方向(若無電流可假設在總電路兩端加上電壓后判定),按電流流向,自左向右將各元件,結點,分支逐一畫出,加工整理即可;b、等勢點排列法:標出節(jié)點字母,判斷出各結點電勢的高低(電路無電壓時可先假設在總電路兩端加上電壓),將各節(jié)點按電勢高低自左向右排列,再將各節(jié)點間的支路畫出,然后加工整理即可。注意以上兩種方法應結合使用。4、滑動變阻器的幾種連接方式a、限流連接:如圖,變阻器與負載元件串聯(lián),電路中總電壓為U,此時負載Rx的電壓調節(jié)范圍紅為,其中Rp起分壓作用,一般稱為限流電阻,滑線變阻器的連接稱為限流連接。b、分壓連接:如圖,變阻器一部分與負載并聯(lián),當滑片滑動時,兩部分電阻絲的長度發(fā)生變化,對應電阻也發(fā)生變化,根據串聯(lián)電阻的分壓原理,其中UAP=,當滑片P自A端向B端滑動時,負載上的電壓范圍為0~U,顯然比限流時調節(jié)范圍大,R起分壓作用,滑動變阻器稱為分壓器,此連接方式為分壓連接。一般說來,當滑動變阻器的阻值范圍比用電器的電阻小得多時,做分壓器使用好;反之做限流器使用好。5、含電容器的電路:分析此問題的關鍵是找出穩(wěn)定后,電容器兩端的電壓。6、電路故障分析:電路不能正常工作,就是發(fā)生了故障,要求掌握斷路、短路造成的故障分析。路端電壓隨電流的變化圖線中注意坐標原點是否都從零開始電路動態(tài)變化分析(高考的熱點)各燈、表的變化情況1程序法:局部變化R總I總先討論電路中不變部分(如:r)最后討論變化部分局部變化再討論其它2直觀法:=1\*GB3①任一個R增必引起通過該電阻的電流減小,其兩端電壓UR增加.(本身電流、電壓)=2\*GB3②任一個R增必引起與之并聯(lián)支路電流I并增加;與之串聯(lián)支路電壓U串減?。ǚQ串反并同法)當R=r時,電源輸出功率最大為Pmax=E2/4r而效率只有50%,路端電壓跟負載的關系(1)路端電壓:外電路的電勢降落,也就是外電路兩端的電壓,通常叫做路端電壓。(2)路端電壓跟負載的關系當外電阻增大時,電流減小,路端電壓增大;當外電阻減小時,電流增大,路端電壓減小。UUr=0IOEU內=I1rUUr=0IOEU內=I1rU=I1RR↓→I(=EQ\F(E,R+r))↑→Ir↑→U(=E-Ir)↓∞特例:∞00外電路斷路:R↑→I↓→Ir↓→U=E。000外電路短路:R↓→I(=EQ\F(E,r))↑→Ir(=E)↑→U=0。0圖象描述:路端電壓U與電流I的關系圖象是一條向下傾斜的直線。U—I圖象如圖所示。直線與縱軸的交點表示電源的電動勢E,直線的斜率的絕對值表示電源的內阻。閉合電路中的功率(1)閉合電路中的能量轉化qE=qU外+qU內在某段時間內,電能提供的電能等于內、外電路消耗的電能的總和。電源的電動勢又可理解為在電源內部移送1C電量時,電源提供的電能。(2)閉合電路中的功率:EI=U外I+U內IEI=I2R+I2r說明電源提供的電能只有一部分消耗在外電路上,轉化為其他形式的能,另一部分消耗在內阻上,轉化為內能。(3)電源提供的電功率:又稱之為電源的總功率。P=EI=EQ\F(E2,R+r)R↑→P↓,R→∞時,P=0。R↓→P↑,R→0時,Pm=EQ\F(E2,r)。(4)外電路消耗的電功率:又稱之為電源的輸出功率。P=U外I定性分析:I=EQ\F(E,R+r)U外=E-Ir=EQ\F(RE,R+r)從這兩個式子可知,R很大或R很小時,電源的輸出功率均不是最大。PROUIOR1rR2R=rEE/rE/2rE/2定量分析:P外=U外I=EQ\F(RE2,(R+r)2)=EQ\F(E2,EQ\F((R-r)2,R)+4rPROUIOR1rR2R=rEE/rE/2rE/2圖象表述:從P-R圖象中可知,當電源的輸出功率小于最大輸出功率時,對應有兩個外電阻R1、R2時電源的輸出功率相等。可以證明,R1、R2和r必須滿足:r=EQ\R(R1R2)。(5)內電路消耗的電功率:是指電源內電阻發(fā)熱的功率。P內=U內I=EQ\F(rE2,(R+r)2)R↑→P內↓,R↓→P內↑。(6)電源的效率:電源的輸出功率與總功率的比值。η=EQ\F(P外,P)=EQ\F(R,R+r)當外電阻R越大時,電源的效率越高。當電源的輸出功率最大時,η=50%。電學實驗專題測電動勢和內阻(1)直接法:外電路斷開時,用電壓表測得的電壓U為電動勢E;U=E(2)通用方法:AV法測要考慮表本身的電阻,有內外接法;=1\*GB3①單一組數據計算,誤差較大=2\*GB3②應該測出多組(u,I)值,最后算出平均值=3\*GB3③作圖法處理數據,(u,I)值列表,在u--I圖中描點,最后由u--I圖線求出較精確的E和r。(3)特殊方法(一)即計算法:畫出各種電路圖(一個電流表和兩個定值電阻)(一個電流表及一個電壓表和一個滑動變阻器)(一個電壓表和兩個定值電阻)(二)測電源電動勢ε和內阻r有甲、乙兩種接法,如圖甲法中所測得ε和r都比真實值小,ε/r測=ε測/r真;乙法中,ε測=ε真,且r測=r+rA。(三)電源電動勢ε也可用兩阻值不同的電壓表A、B測定,單獨使用A表時,讀數是UA,單獨使用B表時,讀數是UB,用A、B兩表測量時,讀數是U,則ε=UAUB/(UA-U)。電阻的測量AV法測:要考慮表本身的電阻,有內外接法;多組(u,I)值,列表由u--I圖線求。怎樣用作圖法處理數據歐姆表測:測量原理兩表筆短接后,調節(jié)Ro使電表指針滿偏,得Ig=E/(r+Rg+Ro)

?接入被測電阻Rx后通過電表的電流為Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)

?由于Ix與Rx對應,因此可指示被測電阻大小使用方法:機械調零、選擇量程(大到小)、歐姆調零、測量讀數時注意擋位(即倍率)、撥off擋。

注意:測量電阻時,要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調零。電橋法測:半偏法測表電阻:斷s2,調R1使表滿偏;閉s2,調R2使表半偏.則R表=R2;GGR2S2R1S1R1SVR2一、測量電路(內、外接法)記憶決調“內”字里面有一個“大”字類型電路圖R測與R真比較條件計算比較法己知Rv、RA及Rx大致值時內AVAVR大R測==RX+RA>RX適于測大電阻Rx>外AVAVR小R測=<Rx適于測小電阻RX<當Rv、RA及Rx末知時,采用實驗判斷法:動端與a接時(I1;u1),I有較大變化(即)說明v有較大電流通過,采用內接法動端與c接時(I2;u2),u有較大變化(即)說明A有較強的分壓作用,采用內接法測量電路(內、外接法)選擇方法有(三)=1\*GB3①Rx與Rv、RA粗略比較=2\*GB3②計算比較法Rx與比較=3\*GB3③當Rv、RA及Rx末知時,采用實驗判斷法:二、供電電路(限流式、調壓式)電路圖電壓變化范圍電流變化范圍優(yōu)勢選擇方法限流~E~電路簡單附加功耗小Rx比較小、R滑比較大,R滑全>n倍的Rx通電前調到最大調壓0~E0~電壓變化范圍大要求電壓從0開始變化Rx比較大、R滑比較小R滑全>Rx/2通電前調到最小以“供電電路”來控制“測量電路”:采用以小控大的原則電路由測量電路和供電電路兩部分組成,其組合以減小誤差,調整處理數據兩方便R滑唯一:比較R滑與Rx控制電路Rx<R滑<10Rx限流方式分壓接法R滑≈Rx兩種均可,從節(jié)能角度選限流R滑不唯一:實難要求確定控制電路R滑實難要求:=1\*GB3①負載兩端電壓變化范圍大。=2\*GB3②負載兩端電壓要求從0開始變化。=3\*GB3③電表量程較小而電源電動勢較大。有以上3種要求都采用調壓供電。無特殊要求都采用限流供電三、選實驗試材(儀表)和電路,按題設實驗要求組裝電路,畫出電路圖,能把實物接成實驗電路,精心按排操作步驟,過程中需要測?物理量,結果表達式中各符號的含義.(1)選量程的原則:測uI,指針超過1/2,測電阻刻度應在中心附近.(2)方法:先畫電路圖,各元件的連接方式(先串再并的連線順序)明確表的量程,畫線連接各元件,鉛筆先畫,查實無誤后,用鋼筆填,先畫主電路,正極開始按順序以單線連接方式將主電路元件依次串聯(lián),后把并聯(lián)無件并上.(3)注意事項:表的量程選對,正負極不能接錯;導線應接在接線柱上,且不能分叉;不能用鉛筆畫用伏安法測小電珠的伏安特性曲線:測量電路用外接法,供電電路用調壓供電。(4)實物圖連線技術無論是分壓接法還是限流接法都應該先把伏安法部分接好;即:先接好主電路(供電電路).對限流電路,只需用筆畫線當作導線,從電源正極開始,把電源、電鍵、滑動變阻器、伏安法四部分依次串聯(lián)起來即可(注意電表的正負接線柱和量程,滑動變阻器應調到阻值最大處)。對分壓電路,應該先把電源、電鍵和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導線連接起來,然后在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭,比較該接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低,根據伏安法部分電表正負接線柱的情況,將伏安法部分接入該兩點間。

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