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PAGEPAGE10物理重要知識點總結(jié)學(xué)好物理要記?。鹤罨镜闹R、方法才是最重要的。 秘訣:“想”學(xué)好物理重在理解(概念、規(guī)律的確切含義,能用不同的形式進行表達,理解其適用條件)A(成功)=X(艱苦的勞動)十Y(正確的方法)十Z(少說空話多干實事)(最基礎(chǔ)的概念,公式,定理,定律最重要);每一題中要弄清楚(對象、條件、狀態(tài)、過程)是解題關(guān)健對聯(lián):概念、公式、定理、定律。(學(xué)習(xí)物理必備基礎(chǔ)知識)對象、條件、狀態(tài)、過程。(解答物理題必須明確的內(nèi)容)力學(xué)問題中的“過程”、“狀態(tài)”的分析和建立及應(yīng)用物理模型在物理學(xué)習(xí)中是至關(guān)重要的。說明:凡矢量式中用“+”號都為合成符號,把矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算的前提是先規(guī)定正方向。做對不扣分”力的種類:(13個性質(zhì)力)1重力:力的種類:(13個性質(zhì)力)1重力:G=mg (g隨高度、緯度、同星球上不)有18條定律、2條定理萬有引力定律B胡克定律B2彈力:F=Kx3滑動摩擦定律B3滑動摩擦力:F = AN牛頓第一定律B牛頓第二定律B力學(xué)6牛頓第三定律B4靜摩擦力: Of f由運動趨勢和平衡方程去判斷)動量守恒定律B機械能守恒定律B浮力:F =gV壓力: F=PS=ghsmm萬有引力:F =G 1 2引 r2庫侖力:F=Kqq21r2u電場力:F =qE=q電 d安培力:磁場對電流的作用力F=BIL(BI)方向:左手定則洛侖茲力:磁場對運動電荷的作用力f=BqV(BV)方向:左手定則在,都隨距離的增大而減小,隨距離的減小而是一種短程強力。5種基本運動模型1靜止或作勻速直線運(平衡態(tài)問題;能的轉(zhuǎn)化守恒定律.電荷守恒定律真空中的庫侖定律歐姆定律電阻定律B 電學(xué)閉合電路的歐姆定律B法拉第電磁感應(yīng)定律楞次定律B反射定律折射定律B定理:①動量定理B②動能定理B做功跟動能改變的關(guān)滑滑B靜 m浮排系.(以下均為非平衡態(tài)問題);類平拋運動;勻速圓周運動;振動。受力分析入手(即力的大小、方向、力的性質(zhì)與特征,力的變化及做功情況等)。再分析運動過程(即運動狀態(tài)及形式,動量變化及能量變化等)。最后分析做功過程及能量的轉(zhuǎn)化過程;然后選擇適當(dāng)?shù)牧W(xué)基本規(guī)律進行定性或定量的討論。Ⅱ運動分類:()是高中物理的重點、難點.............高考中常出現(xiàn)多種運動形式的組合 追(直線和)和碰撞、平拋、豎直上拋、勻速圓周運動等①勻速直線運動 F =0 a=0 V≠0合 0②勻變速直線運動:初速為零或初速不為零,③勻變速直、曲線運動(決于F
與V的方向關(guān)系)但F合 0
=恒力合④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,斜拋等心力)⑥簡諧運動;單擺運動;⑦波動及共振;⑧分子熱運動;(與宏觀的機械運動區(qū)別)⑨類平拋運動;⑩帶電粒在電場力作用下的運動情況;帶電粒子在fⅢ。物理解題的依據(jù):
作用下的勻速圓周運動洛(1)力或定義的公式 (2)各物理量的定義、公式(3)各種運動規(guī)律的公式(4)物理中的定理、定律及數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系或幾何關(guān)系Ⅳ幾類物理基礎(chǔ)知識要點:①凡是性質(zhì)力要知:施力物體和受力物體;②對于位移、速度、加速度、動量、動能要知參照物;③狀態(tài)量要搞清那一個時刻(或那個位置)的物理量;④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)⑤加速度a的正負含義:①不表示加減速;②a的正負只表示與人為規(guī)定正方向比較的結(jié)果。⑥如何判斷物體作直、曲線運動;⑦如何判斷加減速運動;⑧如何判斷超重、失重現(xiàn)象。⑨如何判斷分子力隨分子距離的變化規(guī)律⑩根據(jù)電荷的正負、電場線的順逆(可判斷電勢的高低)電荷的受力方向;再跟據(jù)移動方向其做功情況電勢能的變化情況V。知識分類舉要1.力的合成與分解、物體的平衡求F 、F兩個共點力的合力的公式:2F=合力的方向與F1
F FF2FF2F22FFCOS121 22αθF1tg=注意:(1)力的合成和分解都均遵從平行四邊行定則。兩個力的合力范圍: F-F1 2
FF1
+F2合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。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 F=0 F=0x y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:F=F+F3 1 2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(shù),只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān),與接觸面積大小、接觸面相對運動快慢以及正壓力N無關(guān).(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(guān).大小范圍: Of靜fm
(f為最大靜摩擦力與正壓力有關(guān))m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力的獨立作用和運動的獨立性這個性質(zhì)叫做力的獨立作用原理。這叫運動的獨立性原理。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(jù)力的獨立作用原理和運動的獨立性原理,可以分解速度和加速度,在各個方向上建立牛頓第二定律的分量式,常常能解決一些較復(fù)雜的問題。VI.幾種典型的運動模型:追及和碰撞、平拋、豎直上拋、勻速圓周運動等及類似的運動2.勻變速直線運動:兩個基本公式(規(guī)律):兩個基本公式(規(guī)律):V=V+att 0S=vt+oat2及幾個重要推論:(1)推論:V2-V2=2ast0(勻加速直線運動為正值 勻減速直線運動為正值)(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①(3) AB段位移中點的即時速度:Vs/2=xvtv 0v v②2t③Vt/2=V=S= =N1SN=VNVs/2=vv att0④xvt at2102v2v22axt0勻速:V =V ;勻加速或勻減速直線運動<Vt/2 s/2 t/2 s/2S
=St-St-1)=(vt+ at2)-[v(t-1)+ a(t-1)2]=
+a(t- )第t秒 ( o o 0初速為零的勻加速直線運動規(guī)律①在1s末、2s末、3s末……ns末的速度比為1:2:3……n;②在1s、2s、3s……ns內(nèi)的位移之比為12:22:32……n2;③在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)……第ns內(nèi)的位移之比為1:3:5……(2n-1);④從靜止開始通過連續(xù)相等位移所用時間之比為1: : ……(⑤通過連續(xù)相等位移末速度比為1: 2: 3…… n實驗規(guī)律: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(zhì)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(nèi)的位移之差為一常數(shù);s=aT2(判斷物體是否作勻變速運動的依據(jù))。中時刻的即時速度等于這段的平均速度(運用V可快速求位移)⑴是判斷物體是否作勻變速直線運動的方法。s=aT2⑵求的方法VN=V
S S= = N
v
v v 0
s
sn1 nt/2 平
2 t 2T⑶求a方法: ①s=
②S 一S =3N3 N
③ Sm一Sn=(m-naT2④畫出圖線根據(jù)各計數(shù)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:一個開始點5個點取一個計數(shù)點、D…。(或相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出)測出相鄰計數(shù)點間的距離s、ss …v/(ms-v/(ms-1)s1s2s3ABCD利用打下的紙帶可以:
0 T 2T 3T4T 5TT⑴求任一計數(shù)點對應(yīng)的即時速度v:如vc
s2s32T
(其中記數(shù)周期:T=5×0.02s=0.1s)⑵利用上圖中任意相鄰的兩段位移求:如a
s3 24⑶利用“逐差法”求a4
s5
6 9T2
T2s s2 3⑷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:注意:點 a.打點計時器打的點還是人為選取的計數(shù)點距離b.紙帶的記錄方式,相鄰記數(shù)間的距離還是各點距第一個記數(shù)點的距離。紙帶上選定的各點分別對應(yīng)的米尺上的刻度值,周期c.時間間隔與選計數(shù)點的方式有關(guān)(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(shù)周期。d.注意單位。一般為cm試通過計算推導(dǎo)出的剎車距離s天路滑車輛減速行駛”的原理。解:(1)、設(shè)在反應(yīng)時間內(nèi),汽車勻速行駛的位移大小為s
1;剎車后汽車做勻減速直線運動的位移大小為s
2,加速度大小為a。由牛頓第二定律及運動學(xué)公式有:s 1
t00
1a
F mg 2m v22as 30 2 ss s4 1 2由以上四式可得出:svt
v2 5000 2(Fg)0m①超載(即m增大),車的慣性大,由5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;
0增大)、酒后駕車(t
0變長)也會使剎車距離就越長,容易發(fā)生事故;③雨天道路較滑,動摩擦因數(shù)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(shè)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。思維方法篇平均速度的求解及其方法應(yīng)用v①用定義式:一svt
普遍適用于各種運動v
只適用于加速度恒定的勻變速直線運動巧選參考系求解運動學(xué)問題追及和相遇或避免碰撞的問題的求解方法:兩個關(guān)系和一個條件:1兩個關(guān)系:時間關(guān)系和位移關(guān)系;2一個條件:兩者速度相等,往往是物體間能否追上,或兩者距離最大、最小的臨界條件,是分析判斷的切入點。關(guān)鍵:在于掌握兩個物體的位置坐標及相對速度的特殊關(guān)系。解出結(jié)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:勻減速運動物體追勻速直線運動物體。①兩者v相等時,S
<S追 被
永遠追不上,但此時兩者的距離有最小值②若S
<S 、追 被追
=V追 被
恰好追上,也是恰好避免碰撞的臨界條件。S
=S追 被追③若位移相等時,V
>V 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追 被追初速為零勻加速直線運動物體追同向勻速直線運動物體①兩者速度相等時有最大的間距 ②位移相等時即被追上t=t+n2π;t+t=2π逆向思維法解題應(yīng)用運動學(xué)圖象解題用比例法解題
AA BB
AA BB巧用勻變速直線運動的推論解題①某段時間內(nèi)的平均速度=這段時間中時刻的即時速度②連續(xù)相等時間間隔內(nèi)的位移差為一個恒量③位移=平均速度時間解題常規(guī)方法:公式法(包括數(shù)學(xué)推導(dǎo))、圖象法、比例法、極值法、逆向轉(zhuǎn)變法豎直上拋運動分過程: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V加速度為g的勻減速直線運動。0(1)上升最大高:H= (2)上升的時:t= (3)從拋出到落回原位置的時:t=2Vog(4)上升、下落經(jīng)過同一位置時的加速度相同,而速度等值反向(5)上升、下落經(jīng)過同一段位移的時間相等。(6S=Vt-o
gt2; V=V-gt;V2-V2=-2gS(SVt o t o t勻速圓周運動s
線速:V= t
=R=2 fR 角速度 2t T向心加速度: a= 2f2R=v向心力: F=ma=m 2R=m m42n2R追及(相遇)相距最近的問題:同向轉(zhuǎn)動:t=t+n2π;反向轉(zhuǎn)動:t+t=2πAA BB AA BB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.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。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。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.平拋運動的規(guī)律:證:平拋運動示意如圖設(shè)初速度為V,某時刻運動到A點,位置坐標為(x,y),所用時間為t.0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x',位移與水平方向夾角為速度:V=Vx V=gty
v gt yv v2x
v2 ta y vx
①v xx'0位移: S=Vts y 2
x gt2
y 1gt
1gts s2
s
tan
②x y x v0
2v0由①②得: tan
1tan
y1 y ③2 x 2(xx')所: x'
1x ④2④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(jīng)過此時沿拋出方向水總位移的中點。“在豎直平面內(nèi)的圓周,物體從頂點開始無初速地沿不同弦滑到圓周上所用時間都相等?!币毁|(zhì)點自傾角為的斜面上方定點O沿光滑斜槽OP從靜止開始下滑,如圖所示。為了使質(zhì)點在最短時間內(nèi)從O點到達斜面,則斜槽與豎直方面的夾角等于多少?牛頓第二定律:F合
=ma (是矢量式) 或者Fx
=max
F=may y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(guān)系①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物體所受合外力不為零時,產(chǎn)生加速度,物體做變速運動.直線,也可以是曲線.④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根據(jù)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.外力僅改變速度的方向,不改變速度的大?。辔矬w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(xué)和運動學(xué)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(guān)系.力與運動的關(guān)系是基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)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.萬有引力及應(yīng)用:與牛二及運動學(xué)公式思路和方:①衛(wèi)星或天體的運動看成勻速圓周運, ②F =F (類似原子模)則v=GM則v=GM,rGM,T=2r3r3GMMm=ma,又av2
2r(2)2r,r2 n
n r T求中心天體的質(zhì)量M和密度ρr3GMm==m2r=m2
M=42r3
( 恒量)r2 T
GT2 T2M 3 Rhρ=
(當(dāng)r=R即近地衛(wèi)星繞中心天體運行時)ρ
( )3=
4R33
GR3T2
GT2近
GT2 R遠(M=
=4 r3)s =4r2 sr2
=2Rh球 3 球面 球冠F =GMmF =GMm=F引r2心v2==m m R=m2心Rm42nR2GGMm=mgGM=gR(黃金代換) mg=mv22R2RvgR=v第一宇宙=7.9km/sGMm=mvGMm=mv2r2RGMv r(v或E)與rK
最小
=7.9km/s(最大的運行速度、最小的發(fā)射速度);第一宇宙T =84.8min=1.4h最小①沿圓軌道運動的衛(wèi)星的幾個結(jié)論:v=
,GM r
,T=GMr3GMr3r3GM②理解近地衛(wèi)星:來歷、意義 萬有引力≈重向心力、
時為地球半徑、最小最大的運行速度=v
=7.9km/s(最小的發(fā)射速度);T第一宇宙
=84.8min=1.4h最?、弁叫l(wèi)星幾個一定:三顆可實現(xiàn)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)V 受力原因同步受力原因
=7.9km/s =15o/h(地理上時) a=0.23m/s2第一宇宙④運行速度與發(fā)射速度、變軌速度的區(qū)別:r增v減小(EK
減小<Ep
增加),所以E
增加;需克服引力做功越多,地面上需要的發(fā)射速總度越大⑦衛(wèi)星在軌道上正常運行時處于完全失重狀態(tài),與重力有關(guān)的實驗不能進行⑥應(yīng)該熟記常識:地球公轉(zhuǎn)周期1,自轉(zhuǎn)周期1天=24小=86400s,地球表面半徑6.4x103km 表面重力加速度g=9.8m/s2月球公轉(zhuǎn)周期30天力學(xué)助計圖 有a 結(jié)果 v會變化原因●典型物理模型及方法1.連接體模型:是指運動中幾個物體或疊放在一起、或并排擠放在一起、或用細繩、細桿聯(lián)系在一體法和隔離法。整體法是指連接體內(nèi)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從連接體中隔離出來進行分析的方法。與運動方向和有無摩擦(μ相同)無關(guān),及與兩物體放置的方式都無關(guān)。平面、斜面、豎直都一樣。只要兩物體保持相對靜止與運動方向和有無摩擦(μ相同)無關(guān),及與兩物體放置的方式都無關(guān)。平面、斜面、豎直都一樣。只要兩物體保持相對靜止m1記?。篘=mFmF(N為兩物體間相互作用力),mm21 12m1 2 2一起加速運動的物體的分子mF和mF兩項的規(guī)律并能應(yīng)用m1221N2Fmm1 2討論:①F≠0;1F=02Fm m1 2F=(m+m)aF=(m+m)a1 2N=ma2N=m2mF1 2②F≠0;F≠012F=m(mg)m(mg)N=1 22 1mFmFmmF=mm1 2211 2m(mg)m(mgsin)1 2 2 11 2mm1 2F=mA(mBg)mBFmm1 22面的情況)(F0就是上F>F m>m N<N1 2 1 2 1 2N 56
(m為第6個以后的質(zhì)量)第12對13的作用力NmFm
12
=(n-12)mFM nm2.水流星模型(豎直平面內(nèi)的圓周運動——)研究物體通過最高點和最低點的情況,并且經(jīng)常出現(xiàn)臨界狀態(tài)。(圓周運動實例)①火車轉(zhuǎn)彎②汽車過拱橋、凹橋3③飛機做俯沖運動時,飛行員對座位的壓力。④物體在水平面內(nèi)的圓周運動(汽車在水平公路轉(zhuǎn)彎,水平轉(zhuǎn)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(zhuǎn)(重力與彈力的合力——錐擺、關(guān)健要搞清楚向心力怎樣提供的)(1)火車轉(zhuǎn)彎:設(shè)火車彎道處內(nèi)外軌高度差為h,內(nèi)外軌間距L,轉(zhuǎn)彎半徑R。由于外軌略高于內(nèi)軌,使得火車所受重力和支持力的合力F提供向心力。合RghLtaRghLta由F mgtanmgsinmgLm0 得v0 v0為轉(zhuǎn)彎時規(guī)定速度0合 R(是內(nèi)外軌對火車都無摩擦力的臨界條件)V時,F(xiàn)=F,內(nèi)外軌道對輪緣都沒有0 合 向
側(cè)壓力②當(dāng)火車行駛V大于V時,F(xiàn)0
<F,外軌道對輪緣有側(cè)壓力,F(xiàn)合 向
+N=mv2R③當(dāng)火車行駛速小V時>F,內(nèi)軌道對輪緣有側(cè)壓力, F-N'=mv20 合 向 合 R即當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時行駛速率不等于V時,其向心力的變化可由內(nèi)外軌道對輪緣側(cè)壓力自行調(diào)節(jié),但調(diào)節(jié)0(2)無支承(2)無支承的小球,在豎直平面內(nèi)作圓周運動過最高點情況:TT結(jié)論:通過最高點時繩子(或軌道)對小球沒有力的作用(可理解為恰好通過或恰好通不拋出做圓周還是平拋運動。能過最高點條件:V≥V(當(dāng)V≥V臨
時,繩、軌道對球分別產(chǎn)生拉力、臨壓力)不能過最高點條件:V<V(實際上球還未到最高點就脫離了軌道)臨v2討論①恰能通過最高點時=m 臨臨界速V= gR;R 臨可認為距此點hR (或距圓的最低)h5R處落下的物體。2 2☆此時最低點需要的速度V = 5gR ☆最低點拉力大于最高點拉力ΔF=6mg低臨v2②最高點狀:mg+T=m高 臨界條T=0,臨界速V= gR,V≥V才能通v21 L 1 臨 臨v2最低點狀:T-mg= m2 L
高到低過程機械能守恒:12 1
mg2L2 低 2 高T-T=6mg(g可看為等效加速度)2 1②半圓:過程mgR=1mv22
最低點T-mg=mv2R
繩上拉力T=3mg;過低點的速度為V低= 2gR小球在與懸點等高處靜止釋放運動到最低點,最低點時的向心加速度a=2g③與豎直方向角下擺,過低點的速度V低= 2gR(1cos),此時繩子拉力T=mg(3-2cos)(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(由mgNmU2知)R當(dāng)V=0時,N=mg(可理解為小球恰好轉(zhuǎn)過或恰好轉(zhuǎn)不過最高點)②當(dāng)0v gR時,支持力N向上且隨v增大而減小,且mgN0③當(dāng)v gR時,N0④當(dāng)v gR時,N向下即拉力隨v增大而增大,方向指向圓心。當(dāng)小球運動到最高點時,速度v gR時,受到桿的作用力支持但Nmg力的大小用有向線段長短表示)當(dāng)小球運動到最高點時,速度v gR時,桿對小球無作用力 N0當(dāng)小球運動到最高點時,速度v>gR時,小球受到桿的拉力N作用恰好過最高點時,此時從高到低過程mg2R=1mv22低點:T-mg=mv2/RT=5mg;恰好過最高點時,此時最低點速度低=2 gR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,但最高點,最低點,g都應(yīng)看成等效的情況)解決勻速圓周運動問題的一般方法明確研究對象,必要時將它從轉(zhuǎn)動系統(tǒng)中隔離出來。找出物體圓周運動的軌道平面,從中找出圓心和半徑。分析物體受力情況,千萬別臆想出一個向心力來。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) v2 Fm 2Rm( (5) v2 建立方程組 x R T
F0y在向心力公F=mv2/R中,F(xiàn)是物體所受合外力所能提供的向心力, mv2/R是物n n體作圓周運動所需要的向心力。當(dāng)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,逐遠離圓心。3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<tga=g(sin一cos)4.輕繩、桿模型繩只能受拉力,桿能沿桿方向的拉、壓、橫向及任意方向的如圖:桿對球的作用力由運動情況決定只有=arctg(a)時g
╰力。才沿桿方向最高點時桿對球的作用力;最低點時的速?,桿的拉? 若小球帶電呢? 2gRmL·假設(shè)單B下擺,最低點的速度 E 2gRmL·
mgR=1mv2B 2 BR 1整體下擺2mgR=mg + mv'2
mv'2 ╰12 2 A 2 B1V' 2V'B A
V'A
;V'3gR53gR5
2V'A
V=62gR562gR52gR所以AB桿對B做正功,AB桿對A做負功.通過輕繩連接的物體①在沿繩連接方向(可直可曲),具有共同的v和a。特別注意:兩物體不在沿繩連接方向運動時,先應(yīng)把兩物體的v和a在沿繩方向分解,求出兩物體的v和a的關(guān)系式,gR②被拉直瞬間,沿繩方向的速度突然消失,此瞬間過程存在能量的損失。gR討論:若作圓周運動最高點速度V<0
,運動情況為先平拋,繩拉直時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?v突然消失),再v下擺機械能1 2守恒例:擺球的質(zhì)量為m,從偏離水平方向30°的位置由靜釋放,設(shè)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?5.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a)y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(dǎo)致系統(tǒng)重心的運動1到2到3 過程中3除外) 超重狀態(tài)繩剪斷后 臺 稱 示 數(shù) 鐵木球的運動系統(tǒng)重心 向 下 加 速 用同體積的水去補充力?力?a力?力?aFm6.碰撞模型6.碰撞模型:9兩個相當(dāng)重要典型的物理模型,后面的動量守恒中專題講解7.子彈打擊木塊模型:8.人船模型:一個原來處于靜止狀態(tài)的系統(tǒng),在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對運動的過程中,d在此方向遵從①動量守恒方程位移關(guān)系方程s+S=ds= M M/m=L/Ldm MmM載人氣球原靜止于高h的高空,氣球質(zhì)量為M,人的質(zhì)量為m.若人沿繩梯滑至地面,則繩梯至少為多長?mmSSMOR20m9.彈簧振子模型:F=-Kx(X、、、、AT、fE、E等量的變化規(guī)律)水平型或豎直型l/l/g10.單擺模型:T=2
(類單擺)利用單擺測重力加速度11.波動模型:特點①各質(zhì)點都作受迫振動,②起振方向與振源的起振方向相同,③離源近的點先振動,④沒波傳播方向上兩點的起振時間差=波在這段距離內(nèi)傳播的時間⑤波源振幾個周期波就向外傳幾個波長。⑥波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì),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(zhì)點的振動方向同側(cè)法知波速和波形畫經(jīng)過后的波形特殊點畫法和去整留零)12.圖象模形:識圖方法:一軸、二線、三斜率、四面積、五截距、六交F 明確:點、線、面積、斜率、截距、交點的含義中學(xué)物理中重要的圖象⑴運動學(xué)中的s-t圖、v-t圖、振動圖象x-t圖以及波動圖象y-x圖等。⑵電學(xué)中的電場線分布圖、磁感線分布圖、等勢面分布圖、交流電圖象、電 磁振蕩i-t圖等。 0 tt或s⑶實驗中的圖象:如驗證牛頓第二定律時要用到a-F圖象、F-1/m圖象;用“伏安法”測電阻時要畫I-U圖象;測電源電動勢和內(nèi)電阻時要畫U-I圖;用單擺測重力加速度時要畫的圖等。⑷在各類習(xí)題中出現(xiàn)的圖象:如力學(xué)中的F-t圖、電磁振蕩中的q-t圖、電學(xué)中的P-R圖、電磁感應(yīng)中的Φ-t圖、E-t圖等?!衲P头ǔ3S邢旅嫒N情況“對象模型”:即把研究的對象的本身理想化.用來代替由具體物質(zhì)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),實際物體在某種條件下的近似與抽象,如質(zhì)點、光滑平面、理想氣體、理想電表等;常見的如“力學(xué)”中有質(zhì)點、點電荷、輕繩或桿、輕質(zhì)彈簧、單擺、彈簧振子、彈性體、絕熱物質(zhì)等;突出外部條件的本質(zhì)特征或最主要的方面,從而建立的物理模型稱為條件模型.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,稱過程模型運動、簡諧運動等。有些題目所設(shè)物理模型是不清晰的,不宜直接處理,但只要的將復(fù)雜的對象或過程向隱含的理想化模型轉(zhuǎn)化,就能使問題得以解決。解決物理問題的一般方法可歸納為以下幾個環(huán)節(jié):審視物理情景審視物理情景構(gòu)建物理模型轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題還原為物理結(jié)論分為如下兩類:對象模型(質(zhì)點、輕桿、輕繩、彈簧振子、單擺、理想氣體、點電荷、理想電表、物理模型理想變壓器、勻強電場、勻強磁場、點光源、光線、原子模型等)
原始的物理模型可過程模型(勻速直線運動、勻變速直線運動、勻速圓周運動、平拋運動、簡諧運動、簡諧波、彈性碰撞、自由落體運動、豎直上拋運動等)物理解題方法:如整體法、假設(shè)法、極限法、逆向思維法、物理模型法、等效法、物理圖像法等.知識分類舉要力的瞬時性(產(chǎn)生、運動狀態(tài)發(fā)生變化牛頓第二定律1.力的三種效應(yīng):)I=Ft、動量發(fā)生變化)w=Fs動能發(fā)生變化動能定理2mEK動量觀點2mEK
沖量(過程量):I=Ft動量定理:內(nèi)容:物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化。公式:F
t=一mv 解題時受力分析和正方向的規(guī)定是關(guān))合I=F
t=Ft+Ft+=p=P -P =mv -mv合 11 22 末 初 末 初動量守恒定律:內(nèi)容、守恒條件、不同的表達式及含義:pp';p0;p -p1 2內(nèi)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系統(tǒng)不受外力作用。(理想化條件)②系統(tǒng)受外力作用,但合外力為零。③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,守恒。為零)動量守恒“動量守恒定律”、“動量定理”不僅適用于短時間的作用,也適用于長時間的作用。不同的表達式及含義(各種表達式的中文含義):P=P′ 或 P+P=P′+P′ 或 mV+mV=mV′+mV′1 2 1 2 11 22 11 22(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 0)ΔP=-ΔP' 如果相互作用的系統(tǒng)由兩個物體構(gòu)成,動量守恒的實際應(yīng)用中的具體表達式為mv+mv=mv'm
v';0=mv+mv
mv+mv=(m+m)v11 22 1 1 2
11 2
11 2
1 2 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: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,.再把矢量運算簡化為代數(shù)運算。,引入正負號轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算。不注意正方向的設(shè)定,往往.得出錯誤結(jié)果。一旦方向搞錯,問題不得其解相對性:所有速度必須是相對同一慣性參照系。同時性:v、v是相互作用前同一時刻的速度,v'、v'是相互作用后同一時刻的速度。1 2 1 2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(jié)果。動量定理說的是物體動量的變化量跟總沖量的矢量相等關(guān)系;持不變的關(guān)系。7.碰撞模型◆8:彈性碰撞:彈性碰撞應(yīng)同時滿足:彈性碰撞:彈性碰撞應(yīng)同時滿足:vmvmvmv11122112 21122mv2 mv2 mv mv 121122221122 22mE1 k1
2mE2 K2
2mE'K1
2mE'K2p2 p2 p'2 p'21 22m 2m1 2
1 22m 2m1 2 (m m)v 2mv
(mm )vv 1 2 1 2
v'
1 2 11 m m ( 1
'm2v
0時1'
mm1 22mv1 1v
m m)v2 1
2m
v v1 1
mm1 2 2
m m1 2(這個結(jié)論最好背下來,以后經(jīng)常要用到。)討論:①一動一靜且二球質(zhì)量相等時的彈性正碰:速度交換②大碰小一起向前;質(zhì)量相等,速度交換;小碰大,向后返。③原來以動量(P)運動的物體,若其獲得等大反向的動量時,是導(dǎo)致物體靜止或反向運動的臨界條件?!耙粍右混o”彈性碰撞規(guī)律:即mv=0;1
v2=0代入(1)、(2)式22 2 22解得:v'=m1m2v
(主動球速度下限)
v 2m1 v(被碰球速度上限)1 mm 11 2
2 mm 11 2討論(1):當(dāng)m>m時,v'>0,v'>0 v′與
方向一致;當(dāng)m>>m時,v'≈v,v'≈2v 高1 2 1 2 1 1射炮打蚊子)
1 2 1 1 2 1當(dāng)m=m時,v'=0,v'=v 即m與
交換速度1 2 1 2 1 1 2當(dāng)m<m時反彈'>0 v′與
m<<
時,v'≈-v,v'≈0(乒1 2 1乓球撞鉛球)
2 2
1 2 1 1 2討論(2):被碰球2獲最大速度、最大動量、最大動能的條件為初速度
一定,當(dāng)m>>m
時,v'≈2v1 1
2 12mm
2mv初動量pp'=mv
1 21
11m<<mp2mv=2p1 2 2
mm1
m112 m2
1 2
11 1初動能
一定,當(dāng)m=m時,E'=EK1 1 2 K2 K1完全非彈性碰撞應(yīng)滿足:mvmv (mm)v11 22 1 2
mvmvv 11 221 1
1mm
mm1 2(vv)2E mv
mv (m
)v'2
1 2 1 2損 2 11
2 22 2 1
2 mm1 2◆一動一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(mm)v
m
(主動球速度上限,被碰球速度下限)11 1
v 11mm1 21 1 2mv22 111
0
(mm2 1 1
)v' E損2 mmv
m 1 mE mv
m)v'
1 21
mv2 2 E損 2 11 2
2 2(mm) (mm)2 11 mm k1討論:
1 2 1 2 1 2①E損可用于克服相對運動時的摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能E損E損=fd相=mg·d相= 1220一 1(m2'2=2(mM)mMv20d相=mMv22(mM)f 2g(mM)②也可轉(zhuǎn)化為彈性勢能;③轉(zhuǎn)化為電勢能、電能發(fā)熱等等;(通過電場力或安培力做功)0=mMv20由上可討論主動球、被碰球的速度取值范圍(m-m)vmm1 21v 主mvmm10mv101212“碰撞過程”中四個有用推論mmv 被12mvmm11122推論一:彈性碰撞前、后,雙方的相對速度大小相等,即:u-u=υ-υ2 1 1 2推論二:當(dāng)質(zhì)量相等的兩物體發(fā)生彈性正碰時,速度互換。推論三:完全非彈性碰撞碰后的速度相等推論四:碰撞過程受(動量守恒)(能量不會增加)和(運動的合理性)三個條件的制約。碰撞模型vLs1vAvAMv00Bv0AB其它的碰撞模型:1 1 1 1證明:碰撞過程中機械能損失表為mυ2+ mυ2― mu2― mu22 1 1 2 2 2 2 11 2 22由動量守恒的表達式中得: u= 1(mυ+mυ-mu)2 m 1 1 2 2 112代入上式可將機械能的損失△E表為u1
的函數(shù)為:△E=-m(mm
)u2-m
(m
m
)u+[(1mυ2+1
mυ2)- 1 (mυ+mυ)2]1 1 2 1
1 1
22
1 1 2
2m 1 1 2 222m m 2 222 2這是一個二次項系數(shù)小于零的二次三項式,顯然:當(dāng)u=u=mm 時,1 2 11 222m m21即當(dāng)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1△E= mυ2+1m 1 1
mmυ2-12 2 (mm)( 1mυ2-1
m22)22 2 2
2 mm1 2歷年高考中涉及動量守量模型的計算題都有:(對照圖表)一質(zhì)量為M的長木板靜止在光滑水平桌面上.一質(zhì)量為m的小滑塊以水平速度v0
從長木板的一端開 A始在木板上滑動,直到離開木板.滑塊剛離開木板時速度為V/30在水平面上,其它條件相同,求滑塊離開木板時速度?
mO x3x1996年全國廣東(24 1995年全國廣(30題壓 1998年全國廣(25題題) 軸題)1997年全國廣(25題軸 題12分)題12分)試在下述簡化情況下 質(zhì)量為M的小船以速度由牛頓定律導(dǎo)出動量守恒0定律的表達式:系統(tǒng)是兩 0
行駛,船上有兩個質(zhì)量皆為個質(zhì)點,相互作用力是恒 m的小孩a和分別靜止力,不受其他力,沿直線運動要求說明推導(dǎo)過程中 在船頭和船.現(xiàn)小孩a沿水每步的根據(jù),以及式中各 平方向以速率 v(相對于靜符號和最后結(jié)果中各項的意義。 水面)向前躍入水中,1999年全國廣東(20 2000年全國廣(22壓軸 2001年廣東河南(17題12分) 題) 12分)M 21 Nv2002年廣(19題) 2003年廣(19、20題
B l2004年廣東(15、17題)l OLBO P CLH 2A2005年廣(18題) 2006年廣(16、18題) 2007年廣(17題)E EvP P EvA L O L B 0 T23( (
56 t18PAGEPAGE19NDRPBRC2008年廣東(19題、第20題)子彈打木塊模型:物理學(xué)中最為典型的碰撞模型(一定要掌握)例題:設(shè)質(zhì)量為m的子彈以初速度v0
射向靜止在光滑水平面上的質(zhì)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(dāng)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:mv 0從能量的角度看,該過程系統(tǒng)損失的動能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能。設(shè)平均阻力大小為f,設(shè)子彈、木塊的位移大小分別為s、s,如圖所示,顯然有s-s=d1 2 1 2對子彈用動能定理:f
mv
1mv2 ①11 2 0 211對木塊用動能定理:fs2
Mv2 ②2①、②相減得:
1 1 Mm0fd0
mv22 0
M
v2mv
………………③③式意義:fdfdQ由上式不難求得平均阻力的大?。?/p>
Mmv2mf20 dm至于木塊前進的距離s可以由以上②③相比得出:s 2 2
mMmd從牛頓運動定律和運動學(xué)公式出發(fā),也可以得出同樣的結(jié)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:s d v/
v v d v Mm m2
0 , 0 ,s ds v/
v s v
2 Mm2 2一般情況下Mm,所以s。這說明在子彈射入木塊過程中木塊的位移很小,可2以忽略不計。這就為分階段處理問題提供了依據(jù)。象這種運動物體與靜止物體相互作用,動以忽略不計。這就為分階段處理問題提供了依據(jù)。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:Ek2MMmmv20………④當(dāng)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,=f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式計算的大小。Kmv=mv這種形式列方程,而要利用(m+m)v=mv+mv列K11 221 2 0 1122式。特別要注意各種能量間的相互轉(zhuǎn)化功與能觀點:求功方法 單位ev=1.9×10-19J 度=kwh=3.6×106J 1u=931.5Mev⊙力學(xué):①W=Fscos (適用于恒力功的計理解正功、零功、負功②功是能量轉(zhuǎn)化的量度②WP·t p=wFS=Fv)功率:Pt t
(在t時間內(nèi)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)1 p2動能:E= mv2
重力勢能
=mgh(凡是勢能與零勢能面的選擇有關(guān))K 2 2m p11公式:W
=W =W+W+…+W=E=
一E = 1
2 2合 合 1 2
n k
k1 2 2 2 1⑴W 合⑵外力既可以有幾個外力同時作用,也可以是各外力先后作用或在不同過程中作用:⑶既為物體所受合外力的功。慣穿整個高中物理的主線④功是能量轉(zhuǎn)化的量度(最易忽視)主要形式有:“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這一基本概念含義理解。慣穿整個高中物理的主線⑴重力的量度 重力勢能的變化物體重力勢能的增量由重力做的功來量度:W=-ΔE,這就是勢能定理。G P與勢能相關(guān)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(guān),只與始末位置有關(guān).除重力和彈簧彈力做功外,其它力做功改變機械能;這就是機械能定理。只有重力做功時系統(tǒng)的機械能守恒。⑵電場力的量度 電勢能的變化⑶分子力的量度 分子勢能的變化⑷合外力的量度 動能的變化;這就是動能定理。⑸摩擦力和空氣阻力做功W=fd E路程
(發(fā)熱)內(nèi)能⑹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(nèi)能。fd=Q(d為這兩個物體間相對移動的路程)。熱學(xué): ΔE=Q+W(熱力學(xué)第一定律)⊙電學(xué): WAB
=qUAB
d=qEd電E
動能(導(dǎo)致電勢能改變)W=QU=UIt=I2Rt=U2t/R Q=I2RtE=I(R+r)=u +u =u +Ir P t=uIt+E P =IE=IU外 內(nèi) 外 電源 其它 電源⊙磁學(xué):安培力功W=F
d=BILd 內(nèi)能(發(fā)熱)BBLVLdB2L2Vd安R R安⊙光學(xué):單個光子能量E=hγ 一束光能量1
=Nhγ(N為光子數(shù)目)總光電效應(yīng)Ekm
mv22
=hγ-W0
躍遷規(guī)律-E末 初
輻射或吸收光子⊙原子:質(zhì)能方程:E=mc2
ΔE=Δmc2
注意單位的轉(zhuǎn)換換算機械能守恒定律:機械能=動能+重力勢能+彈性勢能(條件:系統(tǒng)只有內(nèi)部的重力或彈力做功).“只有重力做功”≠“只受重力作用”。有重力做功”。列式形式:E=E(先要確定零勢) P 或增)=E 或減) E 或增)=E1 2 減 增 A減 B
(或減)mgh+ 或者E =E1 p減 k增除重力和彈簧彈力做功其它力做功改變機械能;滑動摩擦力和空氣阻力做功W=fd E路程功能關(guān)系:功是能量轉(zhuǎn)化的量度。有兩層含義:
(發(fā)熱)內(nèi)能做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過, (2)做功的多少決定了能轉(zhuǎn)化的數(shù),即功是能量轉(zhuǎn)化的量度強調(diào):功是一種過程量,它和一段位移(一段時間)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化的量度.動能定理 合外力對物體做的總功=物體動能的增量.即W 1mv21mv2
E E合 2 2 2 1
k2 k1 k
重力對物體所做的功=物體重力勢能增量的負值.即W
—E=與勢能
—ΔEP
G P2相關(guān)力 重力做正功,重力勢能減少;重力做負功,重力勢能增加.做 功 導(dǎo) 簧彈
—ΔEP
=E—E=彈力 P1 P2致與之相關(guān)的 勢能變 子力化 場力化原因
彈力做正功,彈性勢能減少;彈力做負功,彈性勢能增加.分子力對分子所做的功=分子勢能增量的負值電場力對電荷所做的功=電荷電勢能增量的負值的正負及移動方向除重力(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W=E—E=ΔEF 2 1
當(dāng)除重力(或彈簧彈力)以外的力對物體所做的功為零時,即機械能守恒在只有重力和彈簧的彈力做功的物體系內(nèi),動能和勢能可以互相恒定律
轉(zhuǎn)化,但機械能的總量保持不變.即 E
= E+E ,1 1 或 ΔE=
K2 P2
K1 P1mv2mgh mv2mgh K P2 1 1 2 2 2靜摩擦力 (1)靜摩擦力可以做正功,也可以做負功,還可以不做功;做功的特點 (2)在靜摩擦力做功的過程中,只有機械能的互相轉(zhuǎn)移,而沒有械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)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(nèi),一對靜摩擦力對系統(tǒng)所做功的和總是等于零.滑動摩擦 (1)滑動摩擦力可以做正功,也可以做負功,還可以不做功;力做功特“摩擦 =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所產(chǎn)生的熱” 功為負功,其大小為:W=—fS為其他形式的能,
=Q 相對(S S相對 相為相對運動的路程)對一對作用 (1)作用力做正功時,反作用力可以做正功,也可以做負功,還可力與反作用力做 以不做功;功的特點 作用力做負功、不做功時,反作用力亦同樣如此.熱學(xué) 外界對氣體所做的功W與氣體從外界所吸收的熱量Q的=氣體外界對氣體 能的變化W+Q=△U(熱力學(xué)第一定,能的轉(zhuǎn)化守恒定)做功電場力做 功
S(與路徑無關(guān))電 E電流做功
在純電阻電路中wuItI2Rtu2Rt熱功率)
(電流所做的功率=電阻發(fā)能的的功率功率之和P t=uIt=+E電源
;W=IUtI安培力所做的功對應(yīng)著電能與其它形式的能的相互轉(zhuǎn)化,安培力做 即
=△E ,安 電功 安培力做正功對應(yīng)著電能轉(zhuǎn)化為其他形式的(如電動機模型;克服安培力做功,對應(yīng)著其它形式的能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化的量值,W=F d安=BILd 洛侖茲 洛侖茲力只改變速度的方向,不改變速度的大小力永不做功光學(xué) 光子的能:E =hγ;一束光能量E =N×hγ(N指光子數(shù))光子 光在光電效應(yīng)中,光子的能量hγ=W+122原子物 原子輻射光子的能量hγ=E 初理 —E
,原子吸收光子的能量hγ=E末 末初愛因斯坦質(zhì)能方程:E=mc2能量轉(zhuǎn)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數(shù)值及形式都可能發(fā)生變化,但系統(tǒng)內(nèi)所有物體的各種形式能量的總合保持不變常見的幾種力做功能量關(guān)系常見的幾種力做功能量關(guān)系安培⑦合力F合+–+–動能Ek機械增加減小W合=ΔEk⑧重力以外的力F機械能EW=ΔEF機械汽車的啟動問題:具體變化過程可用如下示意圖表示.關(guān)鍵是發(fā)動機的功率是否達到額定功率,恒定功率啟動V↑F=Pv定a=Ffm當(dāng)a=0即F=f時,v達到最大v保持v 勻速mm∣→→→變加速直線運動→→→→→→→∣→→→→勻速直線運動→→……力的種類做功的正負對應(yīng)的能量變化情況數(shù)量關(guān)系式①重力mg+–重力勢能EP減小增加mgh=–ΔEP②彈簧的彈力kx+–彈性勢能E彈性減小增加W =–ΔE彈 彈性③分子力F分子④電場力Eq+–+–分子勢能E分子電勢能E電勢增加W =–ΔE分子力 分子qU=–ΔE電勢力F⑤滑動摩擦力f⑥感應(yīng)電流的安培––內(nèi)能Q電能E電增加增加fs =Q相對W =ΔE安培力 電恒定加速度啟動恒定加速度啟動a=Ffm定定P↑=F v↑定即Pv的增大而增大當(dāng)P=P 時額F=Pa=定Ff≠0,v額F一定定mv還要增大a=Ffm當(dāng)a=0時,v達到最大vm,此后勻速∣→→勻加速直線運動→→→→∣→→→變加速(a↓)運動→→→→→∣→勻速運動→a=0高考物理力學(xué)常見幾類計算題的分析高考高考牛頓題型常見特點考查的主要內(nèi)容解題時應(yīng)注意的問題(1)一般研(1)運動過程的階段性分析(1)學(xué)會畫運動情境運動定律究單個物體的階與受力分析草,并對物體進行受力分析,的應(yīng)用與段性運動。(2)運用牛頓第二定律求a以確定合外力的方向。運動學(xué)公(2)力大小(3)選擇最合適的運動學(xué)公(2)加速度a計算后,式的應(yīng)用算,通常不涉及算問題。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。應(yīng)根據(jù)物體加減速運動確定運動學(xué)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。(1)功、沖量的正負判定及其表達式寫法。(1)未特別說明時,動二大定理應(yīng)(2)動能定理、動量定理表能中速度均是相對地而言用:(1)一般研達式的建立。的,動能不能用分量表示。究單個物體運動:(3)牛頓第二定律表達式、(2)功中的位移應(yīng)是對若出現(xiàn)二個物體運動學(xué)速度公式與單一動量定地位移;功的正負要依據(jù)力時隔離受力分析,理表達是完全等價的;牛頓第二與位移方向間夾角判定,重分別列式判定。定律表達式、運動學(xué)位移公式與力和電場力做功正負有時也(2)題目出單一動能定理表達是完全等價可根據(jù)特征直接判定。的;二個物體動能表達式與系統(tǒng)(3)選用牛頓運動定律“動能增加(減能量守恒式往往也是等價的。應(yīng)及運動學(xué)公式解答往往比較少用時要避免重復(fù)列式。繁瑣。涉及到功、力、初(4)曲線運動一般考慮到動(4)運用動量定理時要末速度、時間和長能定理應(yīng)用,圓周運動一般還要末速度、時間和長能定理應(yīng)用,圓周運動一般還要注意選取正方向,并依據(jù)規(guī)度量計算。引入向心力公式應(yīng)用;勻變速直定的正方向來確定某力沖線運動往往考查到二個定理的量,物體初末動量的正負。應(yīng)用。與二大定 二大定律應(yīng)律的應(yīng)用 用:(1)一般涉及二個物體運動(2)題目常出現(xiàn)“光滑水平面” (1)系統(tǒng)某一方向動量(或“二物體間 恒時運用動量守恒定律。相互作用力等大 (2)涉及長度量、能量反向提示“碰 相對距離計算時常運用能量守撞”、“動量”、恒定(含機械能守恒定律“動量變化量”、題?!八俣取钡茸盅? (3)等質(zhì)量二物體的彈給定二物體質(zhì)量, 碰撞,二物體會交換速度。并涉及共同速度、 (4)最值問題中常涉及最大伸長(壓縮 物體的共同速度問。量)最大高度、臨題。
時要注意選擇某一運動方向為正方向。)系統(tǒng)合外力為零時,能量守恒式要力爭抓分析、列式找規(guī)律的意識。萬有(1)涉及天(1)物體行星表面處所受(1)注意萬有引力定律引力定律體運動問題,題目萬有引力近似等于物體重力,地表達式中的兩天體間距離r距的應(yīng)用常出現(xiàn)“衛(wèi)星”、面處重力往往遠大于向心力與向心力公式中物體環(huán)繞半(一般出(2)空中環(huán)繞時萬有引力提徑r的區(qū)別與聯(lián)系。在選擇題“表面”等字眼。供向心力。(2)雙子星之間距離與中)(2)涉及衛(wèi)(3)物體所受的重力與緯轉(zhuǎn)動半徑往往不等,列式計算星的環(huán)繞速度、周度和高度有關(guān),涉及火箭豎直上時要特別小心。(下降時要注意在范圍運動(3)向心力公式中的物離地高度等計算對重力及加速度的影響,而小范體環(huán)繞半徑r是所在處的軌(3)星體表圍的豎直上拋運動則不用考慮跡曲率半徑,當(dāng)軌跡為橢圓面環(huán)繞速度也稱這種影響。時,曲率半徑不一定等于長第一宇宙速度。(4)當(dāng)涉及轉(zhuǎn)動圈數(shù)、二半軸或短半軸。(最遠距離(4)地面處重力或萬有面大小問題時,要注意幾何上角引力遠大于向心力,而空中度聯(lián)系、衛(wèi)星到行星中心距離與繞地球勻速圓周運動時重力行星半徑的關(guān)系?;蛉f有引力等于向心力。電學(xué)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,庫侖定律電荷守恒定律:元電荷e1.61019CQqFKr2
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”qq12qq2 3qqqq12qq2 3qq13(E):只要有電荷存在周圍就存在電場,電場中某位置場強:.. .EF(定義式)EKQ(真空點電荷)E
U(勻強電場E、d共線)疊加式E=E+E+……(矢量合成)q r2
d 1 2:(有無下標的區(qū)別)... AB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)WU AB -
Ed=-U
=-(U-U)與零勢點選取無關(guān))AB q A
BA B A電場力功W=qu=qEd=F
S(與路徑無關(guān))W電 EW..
描述電場能的特性:
A0(相對零勢點而言)q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)律于導(dǎo)體表面(距導(dǎo)體遠近不同的等勢面的特點?),導(dǎo)體內(nèi)部合場強為零,導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷只分布,E越大,稱為尖端放電。應(yīng)用:靜電感應(yīng),靜電屏蔽電場概念題思路:電場力的方向電場力做功電容器的兩種情況分析①始終與電源相連U不變;當(dāng)d↑C↓Q=CU↓E=U/d↓; 僅變s時,E不變。②充電后斷電源q不變:當(dāng)d↑c↓u=q/c↑E=u/d=q/cd
4kqs 不變;僅變d,E不變;9帶電粒子在電場中的運動qU=12
mv2;側(cè)移y=
qU'2mdv2⑴⑴加速 Wqu qEd1mv2加2①0v 02qu加m⑵偏轉(zhuǎn)(類平拋)平行E方向:加速度:aFqE2mmqU偏dm②再加磁場不偏轉(zhuǎn)時:qBv qEqU偏0d水平:L=vt1 o③豎直:y1at22④豎直側(cè)移:y1qUqUL2UL2側(cè)12at21qE2m2偏2 mdt2偏1偏12mdv24dUqdBL2 22mU10v、U0加偏來表示;U偏偏、U來表示;加U和B來表示偏qU豎直速度=at= 偏ydm vL qBL10m1tg=VatqU偏L U1L偏1VqLdB1mU偏2(θ為速度方向與水平方向夾角)0V022dU0加⑶若再進入無場區(qū):做勻速直線運動。水平:L=vt2 o2豎直:y vt2y2att =L tan(簡捷)⑤⑥122y qULL偏1 2ULL偏1 22dmv22dU0加qdB2L1 2mU偏總豎直位移:
,偏角tgф=
qU'Lmdv20yyy y12( 1L)LqU L偏12( 1L)LU L偏1L220222dU( 1L)22加qdB2L1mU偏③圓周運動④在周期性變化電場作用下的運動結(jié)論:①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(zhuǎn)電場,它們飛出時的側(cè)移和偏轉(zhuǎn)角是相同的(即它們的運動軌跡相同)②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bytanL)2證:tgvyvogtvotg1gt2vto2gt2votg2tg(的含義?)9-10所示,真空管內(nèi)的陰極OO的1方向進入到兩塊水平正對放置的平行極板P和的中心OU后,亮點偏離到'與O點的豎直間距為P和弱,當(dāng)磁感應(yīng)強度的大小為B時,亮點重新回到O點.已知極板水平方向的長度為L,極板間距為1板右端到熒光屏的距離為L.2求打在熒光屏O點的電子速度的大?。茖?dǎo)出電子的比荷的表達式.圖9-10 恒定電流:q I= (定義)=
I=nesv(微觀)I=
u=u'I=
u;R=
L(決定)t R r Rr I S部分電路歐姆定律: U=IR 閉合電路歐姆定律=路端電壓: U=-Ir=IR 輸出功率: =Iε-I r=電源熱功率:
R電源效率: = =R+r電功:W=QU=UIt=I2Rt=U2t/R 電功率P==W/t=UI=U2/R=I2R電熱U2對于純電阻電路:W=IUt=
P=IU=I2R R對于非純電阻電路: W=IUt P=IUE=I(R+r)=u +u 外 內(nèi)
+Ir 外
=uIt=+E電源 其
P =IE=IU電源單位:J ev=1.9×10-19J 度=kwh=3.6×106J 1u=931.5Mev電路中串并聯(lián)的特點和規(guī)律應(yīng)相當(dāng)熟悉1、聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(見下表):兩兩個基本特點電壓電流電阻電壓功率串聯(lián)電路U=U+U+U+……1 2 3并聯(lián)電路U=U=U=U=……1 2 3I=I=I=I=……1 2 3I=I+I+I+……1 2 3三個重要性質(zhì)R=R+R+R+……1 2 31 1 1RRR R R R= 1 2R+R121 2U/R=U/R=U/R=U/R=……=I1 1 2 2 3 3IR=IR=IR=IR=……=U11 22 33P/R=P/R=P/R=P/R=……=I21 1 2 2 3 3PR=PR=PR=PR=……=U211 22 332、記住結(jié)論:①并聯(lián)電路的總電阻小于任何一條支路的電阻;②當(dāng)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、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(端加上電壓后判定),按電流流向,自左向右將各元件,結(jié)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(jié)點電勢的高低(電路無電壓時可先假設(shè)在總電路兩端加上電壓),上兩種方法應(yīng)結(jié)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(diào)節(jié)范圍紅為URx ~U,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。R Rx pb、分壓連接:如圖,變阻器一部分與負載并聯(lián),當(dāng)滑片滑動時,兩部分電阻絲的長度發(fā)生變化,對應(yīng)電阻也發(fā)生變化,根據(jù)串聯(lián)電阻的分壓原理,其中UAP= R
AP
,當(dāng)滑片P自A端向B端滑動時,負載R RAP PB上的電壓范圍為0~U,顯然比限流時調(diào)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。好。5、含電容器的電路:分析此問題的關(guān)鍵是找出穩(wěn)定后,電容器兩端的電壓。6、電路故障分析:電路不正常工作,就是發(fā)生故障,要求掌握斷路、短路造成的故障分析。電路動態(tài)變化分析(高考的熱點)各燈、表的變化情況程序:局部變化R I 先討論電路中不變部如:r)最后討論變化部分總 總局部變化Ri
R總
I總
U內(nèi)
U露
再討論其它①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任一個R增必引起與之并聯(lián)支路電流II
增加; 與之串聯(lián)支路電壓并I
減?。ǚQ串反并同法)串局部R
i 與之串、并聯(lián)的電阻并i ui
U 串當(dāng)R=r時,電源輸出功率最大為P路端電壓跟負載的關(guān)系
=E2/4r而效率只有50%,max(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(guān)系當(dāng)外電阻增大時,電流減小,路端電壓增大;當(dāng)外電阻減小時,電流增大,路端電壓減小。E定性分析)↓→Ir↓→U(=E-Ir)↑UrUr=0EUU=Ir1U=IR1OIER↓→I(= R+r特例:∞外電路斷路:R↑→I↓→Ir↓→U=E。0E 0外電路短路:R↓→I(=)↑→Ir(=E)↑→U=0。0 r圖象描述:路端電壓U與電流I的關(guān)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(nèi)阻。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閉合電路中的功率閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化
+qU外 內(nèi)在某段時間內(nèi),電能提供的電能等于內(nèi)、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(nèi)部移送1C電量時,電源提供的電能。
I+U外
I EI=I2R+I2r內(nèi)說明電源提供的電能只有一部分消耗在外電路上,轉(zhuǎn)化為其他形式的能,另一部分消耗在內(nèi)阻上,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。E2P=EI=R+rE2R↑→P↓,R→∞時。 R↓→P↑,R→0時,P= 。m r外電路消耗的電功率:又稱之為電源的輸出功率P=U I外E RE定性分析U =E-Ir=R+r 外 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。定量分析
RE2 I= =
E2(當(dāng)R=r時電源的輸出功率為最大= )外 外
(R-r)2
外max 4rPE2圖象表述: 4r
R +4r EE/2
R=rO R O IRrR E/2rE/r1 2從P-R圖象中可知,當(dāng)電源的輸出功率小于最大輸出功率時,對應(yīng)有兩個外電阻R、R時電源的輸1 2出功率相等??梢宰C明、R和r必須滿足RR。1 2 12內(nèi)電路消耗的電功率:是指電源內(nèi)電阻發(fā)熱的功率。rE2P =U內(nèi)
I=內(nèi) (R+r)2
R↑→P
↓,R↓→P ↑。內(nèi) 內(nèi)P R電源的效率:電源的輸出功率與總功率的比值。η==P R+r當(dāng)外電阻R越大時,電源的效率越高。當(dāng)電源的輸出功率最大時,η=50%。電學(xué)實驗專題(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(nèi)外接法;①單一組數(shù)據(jù)計算,誤差較大②應(yīng)該測出多組(u,I)值,最后算出平均值③作圖法處理數(shù)據(jù)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EI(R1 1
II(RE 12
R2
rI1R1
IR2
(一個電流表和兩個定值電阻)EI(R2 2
r) I-I2 1
I -I2 1Eu
I
Iu-Iu
u -ur 2 1 (一個電流表及一個電壓表1 1Eu I2 2
E1
2 2I-I1 2
I-I1 2和一個滑動變阻器)u
uu(R-R)Eu 11 R
E 1 2 1 2
r(u1
u)RR2 1
(一個電壓表和兩個定值電Eu2
u12R
uR-uR2 1 1
uR-uR2 1 1 22阻)(二)測電源電動勢ε和內(nèi)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,測=ε/r真;乙法中:εε真,且r測=r+r。A(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(shù)是U,單獨使用AB表時,讀數(shù)是U,用A、B兩表測量時,讀數(shù)是U,則ε=UU/(U-U)。B電阻的測量
AB AAV)值,列表由u--I圖線求。怎樣用作圖法處理數(shù)據(jù)歐姆表測:測量原理兩表筆短接調(diào)節(jié)R使電表指針滿偏,得 I=E/(r+R+R) 接入被
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