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高中物理知識(shí)總結(jié)歸納(打印版)
學(xué)好物理要記?。鹤罨镜闹R(shí)、方法才是最重要的。
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(jìn)行表達(dá),理解其適用
條件)
(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(duì)象、條件、狀態(tài)、過(guò)程)是解題關(guān)健對(duì)聯(lián):
概念、公式、定理、定律。(學(xué)習(xí)物理必備基礎(chǔ)知識(shí))對(duì)象、條
件、狀態(tài)、過(guò)程。(解答物理題必須明確的內(nèi)容)
力學(xué)問(wèn)題中的“過(guò)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(shuō)明:凡矢
量式中用“+”號(hào)都為合成符號(hào),把矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算的前提是先規(guī)定正方向。在學(xué)習(xí)物理概念和規(guī)律時(shí)不能
只記結(jié)論,還須弄清其中的道理,知道物理概念和規(guī)律的由來(lái)。I。力的種類:(13個(gè)性質(zhì)力)這些性
質(zhì)力是受力分析不可少的”是受力分析的基礎(chǔ)”
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力的種類:(13個(gè)性質(zhì)力)有18條定律、2條定理
1重力:G=mg(g隨高度、緯度、不同星球上不同)1萬(wàn)有引力定律B
2彈力:F=Kx2胡克定律B
3滑動(dòng)摩擦力:F*=pN3滑動(dòng)摩擦定律B
4牛頓第一定律B
4靜摩擦力:OSf?<fin(由運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)和平衡方程去判斷)5牛頓第二定律B
5浮力:F產(chǎn)pgV技6牛頓第三定律B
、動(dòng)量守恒定律B
6壓力:F=PS=pghs
8機(jī)械能守恒定律B
m,m,2
7萬(wàn)有引力:F產(chǎn)G*9能的轉(zhuǎn)化守恒定律.
r-
10電荷守恒定律
II真空中的庫(kù)侖定律
8庫(kù)侖力:F=K^冬(真空中、點(diǎn)電荷)
12歐姆定律
r
13電阻定律B電學(xué)
U14閉合電路的歐姆定律B
9電場(chǎng)力:F?=qE=q
d15法拉第電磁感應(yīng)定律
10安培力:磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力16楞次定律B
F=BIL(B1I)方向:左手定則17反射定律
r力學(xué)
11洛侖茲力:磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力18折射定律B
f=BqV(B1V)方向:左手定則定理:
12分子力:分子間的引力和斥力同時(shí)存在,都隨距禽的增①動(dòng)品定理B
大而減小.隨距離的減小而增大,但斥力變化得快。②動(dòng)能定理B做功跟動(dòng)能改變的關(guān)系J
13核力:只有相鄰的核子之間才有核力,足?種短程強(qiáng)力.
5種基本運(yùn)動(dòng)模型
1靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)(平衡態(tài)問(wèn)迪);
2勻變速直、曲線運(yùn)動(dòng)(以下均為非平衡態(tài)問(wèn)題):
3類平拋運(yùn)動(dòng);
4勻速圓周運(yùn)動(dòng):
5振動(dòng)。
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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(yùn)動(dòng)過(guò)程
(即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及形式,動(dòng)量變化及能量變化等)。最后分析做功過(guò)程及能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程:然后選
擇適當(dāng)?shù)牧W(xué)基本規(guī)律進(jìn)行定性或定量的討論。
強(qiáng)調(diào):用能量的觀點(diǎn)、整體的方法(對(duì)象整體,過(guò)程整體)、等效的方法(如等效重力)等解決II運(yùn)動(dòng)分類:
(各種運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的力.學(xué).和.運(yùn).動(dòng).學(xué).條?件.及.運(yùn).動(dòng).規(guī).律.)是高中物理的重點(diǎn)、難點(diǎn)
高考中常出現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)形式的組合追及(直線和圓)和碰撞、平拋、豎直上拋、勻速圓周運(yùn)動(dòng)等
①勻速直線運(yùn)動(dòng)F?=0a=0V(FO
②勻變速直線運(yùn)動(dòng):初速為零或初速不為零,
③勻變速直、曲線運(yùn)動(dòng)(決于F>與V。的方向關(guān)系)但F產(chǎn)恒力
④只受重力作用下的幾種運(yùn)動(dòng):自由落體,豎直下拋,豎直上拋,平拋,斜拋等
⑤圓周運(yùn)動(dòng):豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)(最低點(diǎn)和最高點(diǎn));勻速圓周運(yùn)動(dòng)(關(guān)鍵搞清楚是什么力提供作向心力)
⑥簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng);單擺運(yùn)動(dòng);
⑦波動(dòng)及共振;
⑧分子熱運(yùn)動(dòng);(與宏觀的機(jī)械運(yùn)動(dòng)區(qū)別)
⑨類平拋運(yùn)動(dòng);
⑩帶電粒在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)情況:帶電粒子在3作用下的勻速圓周運(yùn)動(dòng)IIL物理解題的依
據(jù):
(1)力或定義的公式(2)各物理量的定義、公式
(3)各種運(yùn)動(dòng)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(shí)
要點(diǎn):
①凡是性質(zhì)力要知:施力物體和受力物體;
②對(duì)于位移、速度、加速度、動(dòng)量、動(dòng)能要知參照物;
③狀態(tài)量要搞清那一個(gè)時(shí)刻(或那個(gè)位置)的物理量;
④過(guò)程量要搞清那段時(shí)間或那個(gè)位侈或那個(gè)過(guò)程發(fā)生的;(如沖量、功等)
⑤加速度a的正負(fù)含義:①不表示加減速;②a的正負(fù)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(yùn)動(dòng);
⑦如何判斷加減速運(yùn)動(dòng);
⑧如何判斷超重、失重現(xiàn)象。
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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(fù)、電場(chǎng)線的順逆(可判斷電勢(shì)的高低)電荷的受力方向;再跟據(jù)移動(dòng)方向其做功情況電勢(shì)能的變
化情況
V。知識(shí)分類舉要
1.力的合成與分解、物體的平衡求FI、F2兩個(gè)共點(diǎn)力的合力的公式:
2
F22FECOS
合力的方向與F1成角:
F\F2COS
注意:(i)力的合成和分解都均遵從平行四邊行定則。
(2)兩個(gè)力的合力范圍:F,-F2FF1+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。共
點(diǎn)力作用下物體的平衡條件:靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體,所受合外力為零。
F=0或Fx=0Fy=0
推論:[1]非平行的三個(gè)力作用于物體而平衡,則這三個(gè)力一定共點(diǎn)。按比例可平移為一個(gè)封閉的矢量三角形[2]幾個(gè)共
點(diǎn)力作用于物體而平衡,其中任意幾個(gè)力的合力與剩余幾個(gè)力(一個(gè)力)的合力一定等值反向三力平衡:F3=F)+F2
摩擦力的公式:
(1)滑動(dòng)摩擦力:f=N
說(shuō)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(dòng)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(duì)運(yùn)動(dòng)快慢以及正壓力N無(wú)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(wú)關(guān).
大小范圍:Of靜口(口為最大靜摩擦力與正壓力有關(guān))
C說(shuō)明:a、摩擦力可以與運(yùn)動(dòng)方向相同,也可以與運(yùn)動(dòng)方向相反,還可以與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角。b、摩擦力可
以作正功,也可以作負(fù)功,還可以不作功。c、摩擦力的方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相
[反。d、靜止的物體可以受滑動(dòng)摩擦力的作用,運(yùn)動(dòng)的物體也可以受靜摩擦力的作用。
I力的獨(dú)立作用和運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí),每個(gè)力各自獨(dú)立地使物體產(chǎn)生一個(gè)加
速度,就象其它力不存在一樣,這
個(gè)性質(zhì)叫做力的獨(dú)立作用原理。
一個(gè)物體同時(shí)參與兩個(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)時(shí),其中任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)不因其它運(yùn)動(dòng)的存在而受影響,這叫
運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理。物體所做的合運(yùn)動(dòng)等于這些相互獨(dú)立的分運(yùn)動(dòng)的疊加。
根據(jù)力的獨(dú)立作用原理和運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理,可以分解速度和加速度,在各個(gè)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(wèn)題。
VI.幾種典型的運(yùn)動(dòng)模型:追及和碰撞、平拋、豎直上拋、勻速圓周運(yùn)動(dòng)等及類似的運(yùn)動(dòng)
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2.勻變速直線運(yùn)動(dòng):
兩個(gè)基本公式(規(guī)律):V=Vo+atS=vt+-at2及幾個(gè)重要推論:
to2
(1)推論:V[2—V02=2as(勻加速直線運(yùn)動(dòng):a為正值勻減速宜線運(yùn)動(dòng):a為正值)
V+Vs
⑵AB段中間時(shí)刻的即時(shí)速度:Vt/2=」~~-=-(若為勻變速運(yùn)動(dòng))等于這段的平均速度
2t
x=vt①
(3)AB段位移中點(diǎn)的即時(shí)速度:Vs/2=
V=②
2
乂+匕?v=v+at③
V(/2=Kt0
21④
x=%/+H
,「⑤
勻速:Vt/2=Vs/2;勻加速或勻減速直線運(yùn)動(dòng):Vt/2<Vs/2
v;-vj=2ax
1n11
(4)SBHB=St-S(t-1)=(v(>t+at2)—[v(t—1)+—a(t—1)2]=Vo+a(t——)
2022
(5)初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律
①在Is末、2s末、3s末...ns末的速度比為1:2:3....n;
222
②在Is、2s、3s……ns內(nèi)的位移之比為12s2:3……n;
③在第Is內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)...第ns內(nèi)的位移之比為1:3:5...(2n-l);
④從價(jià)止開(kāi)始通過(guò)連續(xù)相等位移所用時(shí)間之比為1:,2—3/2)……(Vn-y/n-1)
⑤通過(guò)連續(xù)相等位移末速度比為2:^3?…bn
(6)點(diǎn)減速出線運(yùn)動(dòng)至件可等效認(rèn)為反方向初速為'零的勻加速H線運(yùn)動(dòng),先:考?慮減速至停的時(shí)間).“剎乍陷井”
實(shí)驗(yàn)規(guī)律:
(7)通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打點(diǎn)(或頻閃照像法記錄在底片上)來(lái)研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律:此方法稱留跡法。
初速無(wú)論是否為號(hào),只要是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的用點(diǎn),就具有下面兩個(gè)很重要的特點(diǎn):
產(chǎn)連續(xù)相鄰相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移之差為一常數(shù);As=aT?(判斷物體是否作勻變速運(yùn)動(dòng)的依據(jù))。
%時(shí)刻的即時(shí)速度等于這段的平均速度(運(yùn)用V可快速求位移)
⑴是判斷物體是否作勻變速直線運(yùn)動(dòng)的方法。As=aT2
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SFQSH
⑵求的方法VN=V==2t2T
tIT
VU2V平VOVts
Sn1Sn
=3
⑶求a方法:①s3T2@SN3-S,M=3T2(3)Sm-Sn=(m-n)3T2
④畫(huà)出圖線根據(jù)各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度,圖線的斜率等于a;識(shí)圖方法:一軸、二線、三斜率、四面積、五截
距、六交點(diǎn)
探究勻變速直線運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn):
下圖為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的紙帶。選點(diǎn)跡清楚的一條,舍掉開(kāi)始比較密集的點(diǎn)跡,從便于測(cè)量的地方取
一個(gè)開(kāi)始點(diǎn)O,然后每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D…。(或相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出)測(cè)出相
鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離S】、S2、S3…
利用打下的紙帶可以:
s上(其中記數(shù)周期:r=5XO.O2s=O.ls)
⑴求任一計(jì)數(shù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即時(shí)速度V:如Vc
2T
Sfs
⑵利用上圖中任意相鄰的兩段位移求如a3.T22
⑶利用"逐差法”求a:a__Si.szs§9_T2___51S3__
⑷利用X圖象求a:求出A、B、C、D、E、F各點(diǎn)的即時(shí)速度,畫(huà)出如圖的圖線,圖線的斜率就是加速度
注意:點(diǎn)a.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打的點(diǎn)還是人為選取的計(jì)數(shù)點(diǎn)距離b.紙帶的記錄方式,相鄰
記數(shù)間的距離還是各點(diǎn)距第一個(gè)記數(shù)點(diǎn)的距離。紙帶上選定的各點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的
米尺上的刻度值,
周期c.時(shí)間間隔與選計(jì)數(shù)點(diǎn)的方式有關(guān)
(50Hz,打點(diǎn)周期0.02s,常以打點(diǎn)的5個(gè)間隔作為一個(gè)記時(shí)單位)即區(qū)分打點(diǎn)周期和記數(shù)周期。
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d.注意單位。一般為cm
試通過(guò)計(jì)算推導(dǎo)出的剎車距離S的表達(dá)式:說(shuō)明公路旁書(shū)寫(xiě)“嚴(yán)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(shè)在反應(yīng)時(shí)間內(nèi),汽車勻速行駛的位移大小為剎車后汽車做勻減速
直線運(yùn)動(dòng)的位移大小為S2,加速度大小為由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有:
S\Voto....................1
aF____mg....2
m
vo22as2.................3
S5152......
4
由以上四式可得出:svoto-----Fi心.....5
2(—g)m
①超載(即機(jī)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(huì)增長(zhǎng),遇緊急情況不能及
時(shí)剎車、停車,危險(xiǎn)性就會(huì)增加;
vt
②同理超速(0增大)、酒后駕車(0變長(zhǎng))也會(huì)使剎車距離就越長(zhǎng),容易發(fā)生事故;
③雨天道路較滑,動(dòng)摩擦因數(shù)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(zhǎng),汽車較難停下
來(lái)。
因此為了提醒司機(jī)朋友在公路上行車安全,在公路旁設(shè)置“嚴(yán)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(yīng)用V_s普遍適用于各種運(yùn)動(dòng);②v=Vi)V,只適用于
加速度恒定的勻變速直線運(yùn)動(dòng)-
①用定義式:
t2
2.巧選參考系求解運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題3.追及和相遇或避免碰撞的問(wèn)題的求解方法:兩個(gè)關(guān)系和一個(gè)條件:1
兩個(gè)關(guān)系:時(shí)間關(guān)系和位移關(guān)系;2一個(gè)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(diǎn)。關(guān)鍵:在于掌握兩個(gè)物體的位置坐標(biāo)及相對(duì)速度的特殊關(guān)系。
基本思路:分別對(duì)兩個(gè)物體研究,畫(huà)出運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖,列出方程,找出時(shí)間、速度、位移的關(guān)系。解出結(jié)果,必要時(shí)進(jìn)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(yùn)動(dòng)物體追勻速直線運(yùn)動(dòng)物體。
①兩者V相等時(shí),Su<S*m永遠(yuǎn)追不上,但此時(shí)兩者的距離有最小值
②若SM<SKS、V否VMC恰好追上,也是恰好避免碰撞的臨界條件。S后
③若位移相等時(shí),VU>VH*則還有一次被追上的機(jī)會(huì),其間速度相等時(shí)、兩者距離有一個(gè)極大值
2.初速為零勻加速直線運(yùn)動(dòng)物體追同向勻速直線運(yùn)動(dòng)物體
①兩者速度相等時(shí)有最大的間距②位移相等時(shí)即被追上
+
3.勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體:同向轉(zhuǎn)動(dòng):AtA=BtB+n2n;反向轉(zhuǎn)動(dòng):AtABIB=2"
4.利用運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性解題
5.逆向思維法解題
6.應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)圖象解題
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7.用比例法解題
8.巧用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論解題
①某段時(shí)間內(nèi)的平均速度=這段時(shí)間中時(shí)刻的即時(shí)速度
②連續(xù)相等時(shí)間間隔內(nèi)的位移差為一個(gè)恒量
③位移=平均速度時(shí)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
3.豎直上拋運(yùn)動(dòng):(速度和時(shí)間的對(duì)稱)分過(guò)程:上升過(guò)程勻減速直線運(yùn)動(dòng),下落過(guò)程
初速為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng).全過(guò)程:是初速度為V。加速度為g的勻減速直線運(yùn)動(dòng)。
2
t=碎一(3)從拋出到落回原位置的時(shí)間:t=2V”
(I)上升最大高度:H=(2)上升的時(shí)間
2ggg
(4)上升、下落經(jīng)過(guò)同一位置時(shí)的加速度相同,而速度等值反向
(5)上升、下落經(jīng)過(guò)同一段位移的時(shí)間相等。
2
(6)勻變速運(yùn)動(dòng)適用全過(guò)程S=Vot-1gt;V尸V0—gt;Vi2-V02=-2gS(S、V,的正、負(fù)號(hào)的理解)
2
4.勻速圓周運(yùn)動(dòng)
2
s2_R
線速度:V===R=2fR角速度:=2ftTtT
向心加速度:a=vRuR4T_22R42f2R=v
向心力:F=ma=mu2m2R=m4_22Rm42n2R
RT
追及(相遇)相距最近的問(wèn)題:同向轉(zhuǎn)動(dòng):A(A=B(B+n2n;反向轉(zhuǎn)動(dòng):A(A+BtB=2n注意:(1)勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yáng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供。
(3)氫原子核外電子繞原子核作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由原子核對(duì)核外電子的庫(kù)侖力提供。
5.平拋運(yùn)動(dòng):勻速直線運(yùn)動(dòng)和初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)
(1)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):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(shí)刻在改變,但其運(yùn)動(dòng)的加速度卻恒為重力
加速度g,因而平拋運(yùn)動(dòng)是一個(gè)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。在任意相等時(shí)間內(nèi)速度變化相等。
(2)平拋運(yùn)動(dòng)的處理方法:平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。水平方向和豎直
方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)既具有獨(dú)立性又具有等時(shí)性.
(3)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:證明:做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,任意時(shí)刻速度的反向延長(zhǎng)線一定經(jīng)過(guò)此時(shí)沿拋出方向水平總位移的中
點(diǎn)。證:平拋運(yùn)動(dòng)示意如圖
設(shè)初速度為某時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),位置坐標(biāo)為(x,y),所用時(shí)間為t.此時(shí)速度
速度:rVx=Vo
JVy=gt第8頁(yè)共88頁(yè)
I?一I、?”2
與水平方向的夾角為,速度的反向延長(zhǎng)線與水平軸的交點(diǎn)為X位移與水平方
向夾角為.以物體的出發(fā)點(diǎn)為原點(diǎn),沿水平和豎直方向建立坐標(biāo)。依平拋規(guī)
律有:
Vygty
tanvxvoxx'?
位移:
rsx=vot
tan”gt2
1gt②xvot
2Vo
由①②得:tanJ.tan即y1y')③
2
x2(xx
所以:x'Lc?
2
④式說(shuō)明:做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,任意時(shí)刻速度的反向延長(zhǎng)線一定經(jīng)過(guò)此時(shí)沿拋出方向水總位移的中點(diǎn)。
“在豎直平面內(nèi)的圓周,物體從頂點(diǎn)開(kāi)始無(wú)初速地沿不同弦滑到圓周上所用時(shí)間都相等?!币毁|(zhì)點(diǎn)自傾角
為的斜面上方定點(diǎn)O沿光滑斜槽OP從靜止開(kāi)始下滑,如圖所示。為了使質(zhì)點(diǎn)在最短時(shí)間內(nèi)從O點(diǎn)到達(dá)
斜面,則斜槽與豎直方面的夾角等于多少?
.牛頓第二定律:(是矢量式)或者
7Fft=maFx-maxFy=may
理解:(1)矢量性(2)瞬時(shí)性(3)獨(dú)立性(4)同體性(5)同系性(6)同單位制
?力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
①物體受合外力為零時(shí),物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài);
②物體所受合外力不為零時(shí),產(chǎn)生加速度,物體做變速運(yùn)動(dòng).
③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(yùn)動(dòng),勻變速運(yùn)動(dòng)的軌跡可以是直線,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(shí),物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng).⑤根據(jù)力與速度同向或反向,可以進(jìn)一步判定物體
是做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或勻減速直線運(yùn)動(dòng);
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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(yùn)動(dòng).
⑦物體受到一個(gè)大小不變,方向始終與速度方向垂直的外力作用時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng).此時(shí),外力僅改變速度的方向,
不改變速度的大小.
⑧物體受到一個(gè)與位移方向相反的周期性外力作用時(shí),物體做機(jī)械振
動(dòng).表1給出了幾種典型的運(yùn)動(dòng)形式的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征.
表1幾種典型的運(yùn)動(dòng)形式的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征
力的特征運(yùn)動(dòng)學(xué)特征
運(yùn)動(dòng)形式典型運(yùn)動(dòng)
合力FF與V。的夾隹加速度速度
為零為零保持不變平衡狀態(tài)鄢止或勻速直線運(yùn)動(dòng)
0°恒定方向不變,增加勻加速直線運(yùn)動(dòng)
勻速直線運(yùn)動(dòng)
恒180°恒定方向不變,減少勻減速直線運(yùn)動(dòng)
力90°恒定方向改變,增加平拋運(yùn)動(dòng)
勻變速曲線運(yùn)動(dòng)
任意恒定大小,方向都變斜拋運(yùn)動(dòng)
大小不變,方大小不變,大小不變,
變速曲線運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)
變向與V垂直方向改變方向改變
力F=kx,變速直線運(yùn)動(dòng)彈簧振子
周期性變化周期性變化
X為位移變速曲線運(yùn)動(dòng)單擺
綜上所述:判斷一個(gè)物體做什么運(yùn)動(dòng),?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(yùn)動(dòng)的關(guān)系
是基礎(chǔ),在此基礎(chǔ)上,還要從功和能、沖量和動(dòng)量的角度,進(jìn)一步討論運(yùn)動(dòng)規(guī)律.
力學(xué)助計(jì)圖會(huì)變化
受力
?典型物理模型及方法
?1.連接體模型:是指運(yùn)動(dòng)中幾個(gè)物體或疊放在一起、或并排擠放在一起、或用細(xì)繩、細(xì)桿聯(lián)系在一起的物體組。解決這
類問(wèn)題的基本方法是整體法和隔離法。
整體法是指連接體內(nèi)的物體間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),可以把物體組作為整體,對(duì)整體用牛二定律列方程
隔離法是指在需要求連接體內(nèi)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(shí),把某物體從連接體中隔離出來(lái)
進(jìn)行分析的方法。
連接體的圓周運(yùn)動(dòng):兩球有相同的角速度;兩球構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒(單個(gè)球機(jī)械能不守恒)
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記?。篘=m2F,m,F2(N為兩物體間相互作用力),
mim2
m?起加速運(yùn)動(dòng)的物體的分子mF-和
2
mF兩項(xiàng)的規(guī)律并能應(yīng)用NF
mim2
討論:①F|WO;
F2=O
F=(mi4-m2)a
N=m2a
m
N=2Fmi
m2
②F|WO;F2WOF=mi(m2g)m2(mig)
mFmF
mim2
N=2112mi
F=m^m透)___m2(mgsin_)mi
m2k
m2
m(mg)mF
F=ABB
(F,0就是上面的情況)
rmim2
與AE盧
F|>F2m|>m2N|<N2(為什么)
m
N5“6二mpg為第6個(gè)以后的質(zhì)量)第12對(duì)13的作用力N|2?t13=(n-12)F
Mnm
?2.水流星模型(豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)——是典型的變速圓周運(yùn)動(dòng))研究物體畫(huà)1
I最高點(diǎn)和最低點(diǎn)函函,并且經(jīng)常出現(xiàn)臨界狀態(tài)。(圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例)①火車轉(zhuǎn)彎——
②汽車過(guò)拱橋、凹橋.
③飛機(jī)做俯沖運(yùn)動(dòng)時(shí),飛行員對(duì)座位的壓力。④物體在水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)(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))和物體在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)(翻滾過(guò)山車、水流星、雜技節(jié)目中的飛車走壁
等)。
⑤萬(wàn)有引力一一衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)、庫(kù)侖力——電子繞核旋轉(zhuǎn)、洛侖茲力一一帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的偏轉(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。
由八機(jī)gtanmgsinmg'1m"得J(%為轉(zhuǎn)口'3n一彎時(shí)規(guī)定速度o
LRL
(是內(nèi)外軌對(duì)火車都無(wú)摩擦力的臨界條件)
①當(dāng)火車行駛速率V等于V,時(shí),F(xiàn)產(chǎn)F內(nèi)外軌道對(duì)輪緣都沒(méi)有側(cè)壓力
②當(dāng)火車行駛V大于V。時(shí),F(xiàn)KFw,外軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力,F(xiàn)含+N=m
R
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③當(dāng)火車行駛速率V小于V。時(shí),F(xiàn)?>F“內(nèi)軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力,F(xiàn)『N'=m
即當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)行駛速率不等于匕時(shí),其向心力的變化可由內(nèi)外軌道對(duì)輪緣側(cè)壓力自行調(diào)節(jié),但調(diào)節(jié)程度不宜過(guò)大,以免損壞
軌道。火車提速靠增大軌道半徑或傾角來(lái)實(shí)現(xiàn)
(2)無(wú)支承的小球,在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)情況:
受力:由mg+T=mv/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(shí)小球以重力提供作向心力,結(jié)論:通過(guò)最高
點(diǎn)時(shí)繩子(或軌道)對(duì)小球沒(méi)有力的作用(可理解為恰好通過(guò)或恰好通不過(guò)的條件),此時(shí)只有重力提供作向心力.注意討論:繩
第12頁(yè)共88頁(yè)
(3)有支承的小球,在豎直平面作圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)情況:
U2
①臨界條件:桿和環(huán)對(duì)小球有支持力的作用(由mgN知)
R
當(dāng)V=0時(shí),N=mg(可理解為小球恰好轉(zhuǎn)過(guò)或恰好轉(zhuǎn)不過(guò)最高點(diǎn))
②當(dāng)0V―gR時(shí),支持力N向上且隨V增大而減小,且mg
③當(dāng)X-gR時(shí),N0
④當(dāng)v-gR時(shí),N向下(即拉力)隨v增大而增大,方向指向圓
心。當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),速度4―gR時(shí),受到桿的作用力N(支
持)但Nmg,(力的大小用有向產(chǎn)長(zhǎng)短表示)
當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),速度—gR時(shí),桿對(duì)小球無(wú)作用力N0當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)
時(shí),速度v>gR時(shí),小球受到桿的拉力N作用
恰好過(guò)最高點(diǎn)時(shí),此時(shí)從高到低過(guò)程mg2R=,nv2低點(diǎn):T-mg=mv7R
T=5mg;恰好過(guò)最高點(diǎn)時(shí),此時(shí)最低點(diǎn)速度:V%=2gR
注意物理圓與幾何圓的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)的區(qū)別:(以上規(guī)律適用
于物理圓,但最高點(diǎn),最低點(diǎn),g都應(yīng)看成等效的情況)
2.解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一般方法
(1)明確研究對(duì)象,必要時(shí)將它從轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中隔離出來(lái)。
(2)找出物體圓周運(yùn)動(dòng)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(wàn)別臆想出一個(gè)向心力來(lái)。
(4)建立直角坐標(biāo)系(以指向圓心方向?yàn)閤軸正方向)將力正交分解。
(5)Fmvim?Rm(2_)火建立方程組
*RT
F,0
3.離心運(yùn)動(dòng)
在向心力公式F?=mv2/R中,F(xiàn),是物體所受合外力所能提供的向心力,mv/R
是物體作圓周運(yùn)動(dòng)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(shí),
物體將作圓周運(yùn)動(dòng);若提供的向心力消失或小于所需要的向心力時(shí),物體將
做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng),即離心運(yùn)動(dòng)。其中提供的向心力消失時(shí),物體將沿切
線飛去,離圓心越來(lái)越遠(yuǎn);提供的向心力小于所需要的向心力時(shí),物體不會(huì)沿切
線飛去,但沿切線和圓周之間的某條曲線運(yùn)動(dòng),逐漸遠(yuǎn)離圓心。?3斜面模
型(搞清物體對(duì)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
<tg物體沿斜面加速下滑a=g(sincos)
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?4.輕繩、桿模型繩只能受拉力,桿能沿桿方向的拉、
壓、橫向及任意方向的力。如圖:桿對(duì)球的作用力由運(yùn)動(dòng)情
況決定只有=arctg(J)時(shí)才沿桿方向最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)球的作
用
?./(a)(b)
最低點(diǎn)時(shí)的速度?,桿的拉力?
E若小球帶電呢?
假設(shè)單B下擺,最低點(diǎn)
22
整體下擺2mgR=mg+mv'1mvB
VB-2VA'
所以AB桿對(duì)B做正功,AB桿對(duì)A做負(fù)功
?.通過(guò)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(yùn)動(dòng)時(shí),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,
②被拉直瞬間,沿繩方向的速度突然消失,此瞬間過(guò)程存在能量的損失。討論:若作圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)速度
V?<gR,運(yùn)動(dòng)情況為先平拋,繩拉即鋁繩方向的速度消失
即是有能量損失,繩拉緊后沿圓周下落機(jī)械能守恒。而不能夠整個(gè)過(guò)程用機(jī)械能守恒。求水平初速及最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力?
換為繩時(shí):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(即突然消失),再v2下擺機(jī)械能守恒
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(yùn)動(dòng)到最
低點(diǎn)A時(shí)繩子受到的拉力是多少?
第14頁(yè)共88頁(yè)
?5.超重失重模型圖4-1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aQ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(diǎn):一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致系統(tǒng)重心的運(yùn)動(dòng)
2
1到2到3過(guò)程中(1、3除外)超重狀態(tài)
繩剪斷后臺(tái)稱示數(shù)鐵木球的運(yùn)動(dòng)
系統(tǒng)重心向下加速用同體積的水去補(bǔ)充
斜面對(duì)地面的壓力?
地面對(duì)斜面惟擦力?
導(dǎo)致系統(tǒng)巾:心如何運(yùn)動(dòng)?
?6.碰撞模型:
卜3
?7.子彈打擊木塊模型/
?8.人船模型:
一個(gè)原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)的系統(tǒng),在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,
M
在此方向遵從①動(dòng)量守恒方程:mv=MV:ms=MS;②位移關(guān)系方程s+S=ds=M/m=L/LmM
載人氣球原靜止于高h(yuǎn)的而空,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(zhǎng)?
?9.彈簧振子模型:F=-Kx(X、F、a、v、A、T、f、&、E0等量的變化規(guī)律)水平型或豎直型
?10.單擺模型:丁=2伍(類單擺)利用單擺測(cè)重力加速度
?12.圖象模形:識(shí)圖方法:一軸、二線、三斜率、四面積、五截距、六交點(diǎn)t
F明確:點(diǎn)、線、面積、斜率、截距、交點(diǎn)的含義中學(xué)物理中重要的圖象.
⑴運(yùn)動(dòng)學(xué)中的s-t圖、v-t圖、振動(dòng)圖象x-t圖以及波動(dòng)圖象y-x圖等。v//////
⑵電學(xué)中的電場(chǎng)線分布圖、磁感線分布圖、等勢(shì)面分布圖、交流電圖象、電磁振蕩i-t圖
⑶實(shí)驗(yàn)中的圖象:如驗(yàn)證牛頓第二定律時(shí)要用到a-F圖象、FT/m圖象;用“伏安法”測(cè)電阻0\或5時(shí)要畫(huà)bU圖
象;測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻時(shí)要畫(huà)U-I圖;用單擺測(cè)重力加速度時(shí)要畫(huà)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)中的中
-------------------------------------公眾?。簩W(xué)習(xí)界的007:精品瓷制一:798027791--------------------------------
-t圖、E-t圖等。
?模型法常常有下面三種情況
(1)“對(duì)象模型”:即把研究的對(duì)象的本身理想化.用來(lái)代替由具體物質(zhì)組成的、代表研究對(duì)象的實(shí)體系
統(tǒng),稱為對(duì)象模型(也可稱為概念模型),
實(shí)際物體在某種條件下的近似與抽象,如質(zhì)點(diǎn)、光滑平面、理想氣體、理想電表等;常見(jiàn)的如“力學(xué)”中有質(zhì)點(diǎn)、點(diǎn)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;
(2)條件模型:把研究對(duì)象所處的外部條件理想化.排除外部條件中干擾研究對(duì)象運(yùn)動(dòng)變化的次要因素,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.
(3)過(guò)程模型:把具體過(guò)理過(guò)程純粹化、理想化后抽象出來(lái)的一種物理過(guò)程,稱過(guò)程模型理想化了的物理現(xiàn)象或
過(guò)程,如勻速直線運(yùn)動(dòng)、自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)等。有些題目所設(shè)物理模型
是不清晰的,不宜直接處理,但只要抓住問(wèn)題的主要因素,忽略次要因素,恰當(dāng)?shù)膶?fù)雜的對(duì)象或過(guò)程向隱
含的理想化模型轉(zhuǎn)化,就能使問(wèn)題得以解決。
解決物理問(wèn)題的一般方法可歸納為以下幾個(gè)環(huán)節(jié):
原始的物理
審視物理情景------?構(gòu)建物理模型-------?轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題------?還原為物理結(jié)論膜型可分為
如下兩類:
物理模型模型(質(zhì)點(diǎn)、輕桿、輕繩、彈簧振子、單擺、理想氣體、點(diǎn)電荷、理想電表、理
「想變壓器、勻強(qiáng)電場(chǎng)、勻強(qiáng)磁場(chǎng)、點(diǎn)光源、光線、原子模型等)過(guò)程模型(勻速
一直線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧波、彈
[對(duì)象性碰撞、自由落體運(yùn)動(dòng)、豎直上拋運(yùn)動(dòng)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(shí)分類舉要
2的瞬時(shí)性(產(chǎn)生a)F=ma、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化牛頓第二定律
—<
1.力的三種效應(yīng):時(shí)間積累效應(yīng)(沖量)I=Ft、動(dòng)量發(fā)生變化動(dòng)量定理
V.
空間積累效應(yīng)(做功)w=Fs動(dòng)能發(fā)生變化動(dòng)能定理2.動(dòng)量觀,點(diǎn):動(dòng)量(狀
態(tài)量):p=mv=2mEK沖量(過(guò)程量):I=Ft、廠
動(dòng)量定理:內(nèi)容:物體所受合外力的沖量等于它的動(dòng)量的變化。
公式:F.t=mv'-mv(解題時(shí)受力分析和正方向的規(guī)定是關(guān)鍵)
I=F+t
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