高中物理專題運動學

高中物理專題運動學目錄CONTENTS運動學基本概念與直線運動曲線運動與圓周運動相對運動與牛頓運動定律機械能守恒定律與能量轉(zhuǎn)化動量守恒定律及其應用實驗部分：驗證性實驗和探究性實驗01運動學基本概念與直線運動質(zhì)點參考系坐標系質(zhì)點、參考系和坐標系用來代替物體的有質(zhì)量的點。當物體的大小和形狀對所研究的問題沒有影響或影響可忽略不計時，可以把物體當作質(zhì)點。為了研究物體的運動而假定不動的物體叫做參考系。參考系的選取是任意的，同一運動選擇不同的參考系時，觀察到的結果往往不同。為了定量地描述物體的位置及位置的變化，需要在參考系上建立適當?shù)淖鴺讼?。常用的坐標系有一維直線坐標系、二維平面直角坐標系和三維空間直角坐標系。描述物體位置變化的物理量，用由初位置指向末位置的有向線段表示，是矢量。位移速度加速度描述物體運動快慢的物理量，等于位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值，是矢量。描述物體速度變化快慢的物理量，等于速度變化量與發(fā)生這一變化所用時間的比值，是矢量。030201位移、速度和加速度加速度恒定不變的直線運動。勻變速直線運動速度公式v=v0+at，位移公式x=v0t+1/2at^2，速度位移關系式v^2-v0^2=2ax?；竟街虚g時刻速度v中=1/2(v0+v)，中間位置速度v中=(v0^2+v^2)/2，連續(xù)相等時間間隔內(nèi)位移之差Δx=aT^2。推論勻變速直線運動規(guī)律自由落體運動只在重力作用下由靜止開始下落的運動。自由落體運動的加速度等于重力加速度g，方向豎直向下。豎直上拋運動將物體以一定的初速度沿豎直方向拋出，物體只在重力作用下所做的運動。豎直上拋運動的加速度等于重力加速度g，方向豎直向下。上升和下落過程具有對稱性，時間對稱、速度對稱、能量對稱。自由落體運動與豎直上拋運動02曲線運動與圓周運動當物體所受合外力的方向與其速度方向不在同一直線上時，物體將做曲線運動。曲線運動條件采用平面直角坐標系，用位移、速度、加速度等物理量來描述曲線運動。描述方法曲線運動條件及描述方法平拋運動規(guī)律物體以一定的初速度沿水平方向拋出，如果物體僅受重力作用，這樣的運動叫做平拋運動。平拋運動可看作水平方向的勻速直線運動以及豎直方向的自由落體運動的合運動。應用平拋運動規(guī)律在日常生活、體育運動、工程技術等方面有廣泛應用，如投擲、炮彈發(fā)射等。平拋運動規(guī)律及應用描述方法特點圓周運動描述方法及特點勻速圓周運動的線速度大小不變，方向時刻改變；角速度不變；向心加速度大小不變，方向始終指向圓心，時刻改變。圓周運動可以用線速度、角速度、周期、頻率等物理量來描述。其中，線速度是描述質(zhì)點沿圓周運動快慢的物理量，角速度是描述質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動快慢的物理量。任何做勻速圓周運動的物體的加速度都指向圓心，這個加速度叫做向心加速度。向心加速度只改變速度的方向，不改變速度的大小。向心加速度做勻速圓周運動的物體受到的合外力總是指向圓心，這個力叫做向心力。向心力是按照力的作用效果命名的，可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是這些力的合力或某個力的分力。向心力向心加速度與向心力03相對運動與牛頓運動定律研究物體相對于另一選定參考系的運動，即把運動物體相對于另一物體位置的變化作為研究對象。通過選擇適當?shù)膮⒖枷担瑢碗s的絕對運動轉(zhuǎn)化為簡單的相對運動，再利用牛頓運動定律進行求解。相對運動概念及分析方法分析方法相對運動概念123牛頓第二定律牛頓第一定律牛頓第三定律牛頓第一、二、三定律內(nèi)容及應用一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。應用：解釋了力和運動的關系，為牛頓第二定律奠定了基礎。物體的加速度跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，且與物體質(zhì)量的倒數(shù)成正比；加速度的方向跟作用力的方向相同。應用：定量地描述了力和運動的關系，是動力學的基礎。兩個物體之間的作用力和反作用力，在同一條直線上，作用在相互作用的兩個物體上，大小相等，方向相反。應用：解釋了物體間相互作用的本質(zhì)，為動量守恒定律奠定了基礎。超重和失重現(xiàn)象分析超重現(xiàn)象當物體具有向上的加速度時，物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象。產(chǎn)生條件：物體具有向上的加速度。失重現(xiàn)象當物體具有向下的加速度時，物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象。產(chǎn)生條件：物體具有向下的加速度。隔離法當連接體內(nèi)各物體的加速度不相同時，需要把連接體進行隔離，對各個物體分別進行研究。運用牛頓第二定律列方程求解。整體法與隔離法的綜合應用對于連接體問題，通常先用整體法求出連接體的加速度，然后再用隔離法求出各個物體間的相互作用力。整體法當連接體內(nèi)各物體的加速度相同時，可以把連接體作為一個整體進行研究。運用牛頓第二定律列方程求解。連接體問題處理方法04機械能守恒定律與能量轉(zhuǎn)化

功、功率和動能定理應用功的定義及計算功是力在物體上產(chǎn)生的空間累積效應，其大小等于力與物體在力的方向上發(fā)生位移的乘積。功率的概念及計算功率是單位時間內(nèi)完成的功，表示做功的快慢程度。動能定理及應用合外力對物體所做的功等于物體動能的變化。利用動能定理可以求解變力做功、曲線運動中的功等問題。03機械能守恒條件只有重力或彈力做功時，物體的機械能守恒。即動能和勢能的總和保持不變。01重力勢能的概念及計算重力勢能是物體由于被舉高而具有的能量，其大小與物體的質(zhì)量和高度有關。02彈性勢能的概念及計算彈性勢能是物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量，其大小與物體的勁度系數(shù)和形變量有關。重力勢能、彈性勢能及機械能守恒條件功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程。功能關系的基本思想利用功能關系可以求解復雜運動過程中的能量轉(zhuǎn)化問題，如變力做功、非勻變速運動等。功能關系在解題中的應用功能關系在解題中應用碰撞的分類及特點碰撞分為彈性碰撞、非彈性碰撞和完全非彈性碰撞，其中彈性碰撞沒有能量損失，而非彈性碰撞和完全非彈性碰撞有能量損失。碰撞過程中能量轉(zhuǎn)化和損失的分析在碰撞過程中，動能可能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能等其他形式的能量，造成能量的損失。根據(jù)能量守恒定律和動量守恒定律可以分析碰撞過程中的能量轉(zhuǎn)化和損失問題。碰撞過程中能量轉(zhuǎn)化和損失問題05動量守恒定律及其應用物體質(zhì)量與速度的乘積，是矢量，方向與速度方向相同。動量描述了物體運動的慣性和動力特性。動量力對時間的積累效應，等于力與作用時間的乘積，是矢量。沖量引起物體動量的改變。沖量物體動量的改變等于作用在物體上的合外力的沖量。動量定理揭示了力、時間和動量改變之間的關系。動量定理動量、沖量和動量定理內(nèi)容及應用動量守恒條件及表達式推導過程系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零。此時，系統(tǒng)內(nèi)各物體間相互作用的內(nèi)力不影響系統(tǒng)總動量。動量守恒條件設系統(tǒng)由兩個物體組成，它們之間的相互作用力為內(nèi)力。根據(jù)牛頓第三定律，兩物體間的內(nèi)力大小相等、方向相反，作用時間相同。因此，兩物體動量的改變量大小相等、方向相反，系統(tǒng)總動量保持不變。表達式推導非彈性碰撞碰撞過程中有機械能損失，遵守動量守恒定律但不遵守機械能守恒定律。碰撞后兩物體以不同速度運動或分離。彈性碰撞碰撞過程中無機械能損失，遵守動量守恒和機械能守恒定律。碰撞后兩物體以共同速度運動或分離。完全非彈性碰撞碰撞后兩物體粘合在一起，具有共同速度，機械能損失最大。這種碰撞也遵守動量守恒定律。碰撞類型及特點分析VS系統(tǒng)在內(nèi)力作用下分裂為兩部分，兩部分動量大小相等、方向相反，系統(tǒng)總動量保持不變。反沖現(xiàn)象是動量守恒定律的特例?；鸺w行原理火箭通過向后噴射高速氣流產(chǎn)生反作用力，從而獲得向前的推力。火箭和噴出的氣體構成的系統(tǒng)在飛行過程中動量守恒。火箭的質(zhì)量不斷減小，因此其速度不斷增加。反沖現(xiàn)象反沖現(xiàn)象和火箭飛行原理06實驗部分：驗證性實驗和探究性實驗通過實驗操作，驗證牛頓第二定律的正確性，加深對物理定律的理解。實驗目的準備實驗器材，搭建實驗裝置，進行測量和記錄數(shù)據(jù)，分析處理數(shù)據(jù)并得出結論。實驗步驟保證實驗操作的準確性和安全性，減小誤差，提高實驗的可靠性和精度。注意事項驗證性實驗：如“驗證牛頓第二定律”等通過實驗探究加速度與力、質(zhì)量之間的關系，培養(yǎng)科學探究能力和實驗技能。實驗目的提出問題、猜想假設、設計實驗方案、進行實驗、收集數(shù)據(jù)、分析處理數(shù)據(jù)并得出結論。實驗步驟合理設計實驗方案，控制變量，減小誤差，確保實驗結果的準確性和可靠性。注意事項探究性實驗列表法、圖像法、逐差法等。其中，列表法可