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文檔簡介
1、高中物理知識點總結一、力物體的平衡1 .力是物體對物體的作用,是物體發生形變和改變物體的運動狀態(即產生加速度)的原因.力是矢量。2 .重力 (1)重力是由于地球對物體的吸引而產生的注意重力是由于地球的吸引而產生,但不能說重力就是地球的吸引力,重力是萬有引力的一個分力但在地球表面附近,可以認為重力近似等于萬有引力(2)重力的大小:地球表面 G=mg離地面高 h # G=m(g,其中g/=R/ ( R+h) 12g1 u ib n ta nmaaa ta n ( n (3)重力的方向:豎直向下(不一定指向地心)。(4)重心:物體的各部分所受重力合力的作用點,物體的重心不一定在物體上3 .彈力(1
2、)產生原因:由于發生彈性形變的物體有恢復形變的趨勢而產生的(2)產生條件:直接接觸;有彈性形變.(3)彈力的方向:與物體形變的方向相反,彈力的受力物體是引起形變的物體,施力物體是發生形變的物體在點面接觸的情況下,垂直于面;在兩個曲面接觸(相當于點接觸)的情況下,垂直于過接觸點的公切面繩的拉力方向總是沿著繩且指向繩收縮的方向,且一根輕繩上的張力大小處處相等輕桿既可產生壓力,又可產生拉力,且方向不一定沿桿 (4)彈力的大小:一般情況下應根據物體的運動狀態,利用平衡條件或牛頓定律來求解.彈簧彈力可由胡克定律來求解.胡克定律:在彈性限度內,彈簧彈力的大小和彈簧的形變量成正比,即F=kx.k為彈簧的勁度
3、系數,它只與彈簧本身因素有關,單位是 N/m.4 .摩擦力(1)產生的條件:相互接觸的物體間存在壓力:接觸面不光滑:接觸的物體之間有相對運動(滑動摩擦力)或相對運動的趨勢(靜摩擦力),這三點缺一不可.(2)摩擦力的方向:沿接觸面切線方向,與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反,與物體運動的方向可以相同 也可以相反.(3)判斷靜摩擦力方向的方法 :假設法:首先假設兩物體接觸面光滑,這時若兩物體不發生相對運動,則說明它們原來沒有相對運動趨勢,也沒有 靜摩才力;若兩物體發生相對運動,則說明它們原來有相對運動趨勢,并且原來相對運動趨勢的方向跟假設接觸面光滑 時相對運動的方向相同.然后根據靜摩擦力的方向
4、跟物體相對運動趨勢的方向相反確定靜摩擦力方向平衡法:根據二力平衡條件可以判斷靜摩擦力的方向.(4)大小:先判明是何種摩擦力,然后再根據各自的規律去分析求解滑勁摩擦力太小利用公式.f./E進好讓票z其中Fn是物體的正壓力,不一定等于物體的重力,甚至可 能和重力無關.或者根據物體的運動狀態,利用平衡條件或牛頓定律來求解靜摩擦力大小:靜摩擦力大小可在 。與f max之間變化,一般應根據物體的運動狀態由平衡條件或牛頓定 律來求解.高中5 .物體的受力分析(1)確定所研究的物體,分析周圍物體對它產生的作用,不要分析該物體施于其他物體上的力,也不要把作用在其他物體上的力錯誤地認為通過“力白傳遞”作用在研究
5、對象上(2)按“性質力”的順序分析.即按重力、彈力、摩擦力、其他力順序分析,不要把“效果力”與“性質力”混淆重 復分析.(3)如果有一個力的方向難以確定,可用假設法分析.先假設此力不存在,想像所研究的物體會發生怎樣的運動,然后審查這個力應在什么方向,對象才能滿足給定的運動狀態6 .力的合成與分解(1)合力與分力:如果一個力作用在物體上,它產生的效果跟幾個力共同作用產生的效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力,而那幾個力就叫做這個力的分力.(2)力合成與分解的根本方法 :平行四邊形定則.(3)力的合成:求幾個已知力的合力,叫做力的合成 共點的兩個力(F1和F 2 )合力大小F的取值范圍為:|F i
6、 -F 2 | WFWF 1 +F 2 .(4)力的分解:求一個已知力的分力,叫做力的分解(力的分解與力的合成互為逆運算)在實際問題中,通常將已知力按力產生的實際作用效果分解;為方便某些問題的研究,在很多問題中都采用正交分解法.7 .共點力的平衡8 1)共點力:作用在物體的同一點,或作用線相交于一點的幾個力9 2)平衡狀態:物體保持勻速直線運動或靜止叫平衡狀態,是加速度等于零的狀態(3) 共點力作用下的物體的平衡條件:物體所受的合外力為零,即匯 F=0,若采用正交分解法求解平衡問題,則平衡條件應為:Z旦一 =0_2耳_=0一一(4)解決平衡問題的常用方法 :隔離法、整體法、圖解法、三角形相似法
7、、正交分解法等等二、直線運動1 .機械運動:一個物體相對于另一個物體的位置的改變叫做機械運動,簡稱運動,它包括平動,轉動和振動等運動形式.為了研究物體的運動需要選定參照物(即假定為不動的物體),對同一個物體的運動,所選擇的參照物不同,對它的運動的描述就會不同,通常以地球為參照物來研究物體的運動2 .質點:用來代替物體的只有質量沒有形狀和大小的點,它是一個理想化的物理模型.僅憑物體的大小不能做視為質點的依據。3 .位移和路程:位移描述物體位置的變化,是從物體運動的初位置指向末位置的有向線段,是矢量.路程是物體運動軌跡的長度,是標量.路程和位移是完全不同的概念,僅就大小而言,一般情況下位移的大小小
8、于路程,只有在單方向的直線運動中,位移 的大小才等于路程.4 .速度和速率(1)速度:描述物體運動快慢的物理量.是矢量.平均速度:質點在某段時間內的位移與發生這段位移所用時間的比值叫做這段時間(或位移)的平均速度v/v=s/t ,平均速度是對變速運動的粗略描述.瞬時瞬時速度:運動物體在某一時刻(或某一位置)的速度,方向沿軌跡上質點所在點的切線方向指向前進的一側速度是對變速運動的精確描述.(2)速率:速率只有大小,沒有方向,是標量 平均速率:質點在某段時間內通過的路程和所用時間的比值叫做這段時間內的平均速率.在一般變速運動中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在單方向的直線運動,二者才相等5.
9、加速度(1)加速度是描述速度變化快慢的物理量,它是矢量.加速度又叫速度變化率. n ( nmBBlMBBMIBBnnan tB 1 ( tB 0 n (2)定義:在勻變速直線運動中,速度的變化Av跟發生這個變化所用時間At的比值,叫做勻變速直線運動的加速二= 丫中度,用a表示. 刈1(3)方向:與速度變化A v的方向一致.但不一定與v的方向一致.注意加速度與速度無關.只要速度在變化,無論速度大小,都有加速度;只要速度不變化(勻速),無論速度多大,加速度總是零;只要速度變化快,無論速度是大、是小或是零,物體加速度就大 ma ( (naiHBniBiBnatBBiatB (MtBBnHBnHiBH
10、aiBHuatB : *( ( m n n ( n m ib ta nm 6 .勻速直線運動(1)定義:在任意相等的時間內位移相等的直線運動叫做勻速直線運動(2)特點:a=0 , v=恒量.(3)位移公式:S=vt.7 .勻變速直線運動(1)定義:在任意相等的時間內速度的變化相等白直線運動叫勻變速直線運動(2)特點:a=恒量 (3) 公式:速度公式:V=M+at位移公式:s=V0t+ at22速度位移公式:vt2-vo2=2as平均速度V=v0 +Vt2以上各式 均為矢量式,應用時應規定正方向,然后把矢量化為代數量求解,通常選初速度方向為正方向,凡是跟正方向一致的取“ +”值,跟正方向相反的取
11、“-”值.8 .重要結論(1)勻變速直線運動的質點,在任意兩個連續相等的時間T內的位移差值是恒量,即A S=S+i - S=aT2 =恒量(2)勻變速直線運動的質點,在某段時間內的中間時刻的瞬時速度,等于這段時間內的平均速度,即:_ V0 VtV”丁9 .自由落體運動(1)條件:初速度為零,只受重力作用.(2)性質:是一種初速為零的勻加速直線運動,a=g.(3)公式:”一心一;匠“小10 .運動圖像(1)位移圖像(s-t圖像):圖像上一點切線的斜率表示該時刻所對應速度;圖像是直線表示物體做勻速直線運動,圖像是曲線則表示物體做變速運動;圖像與橫軸交叉,表示物體從參考點的一邊運動到另一邊(2)速度
12、圖像(v-t圖像):在速度圖像中,可以讀出物體在任何時刻的速度;在速度圖像中,物體在一段時間內的位移大小等于物體的速度圖像與這段時間軸所圍面積的值 m ) tB n BniaBnaB n(imbbihibbo a anaaw 在速度圖像中,物體在任意時刻的加速度就是速度圖像上所對應的點的切線的斜率.圖線與橫軸交叉,表示物體運動的速度反向圖線是直線表示物體做勻變速直線運動或勻速直線運動;圖線是曲線表示物體做變加速運動三、牛頓運動定律 1.牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種運動狀態為止(1)運動是物體的一種屬性,物體的運動不需要力來維持(2)定律說明了
13、任何物體都有慣性 .(3)不受力的物體是不存在的 .牛頓第一定律不能用實驗直接驗證 .但是建立在大量實驗現象的基礎之上,通過思維 的邏輯推理而發現的.它告訴了人們研究物理問題的另一種新方法 :通過觀察大量的實驗現象,利用人的邏輯思維,從 大量現象中尋找事物的規律.(4)牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎,不能簡單地認為它是牛頓第二定律不受外力時的特例,牛頓第一定律定性地給出了力與運動的關系,牛頓第二定律定量地給出力與運動的關系2.慣性:物體保持勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質(1)慣性是物體的固有屬性,即一切物體都有慣性,與物體的受力情況及運動狀態無關.因此說,人們只能“利用”慣性而不能“克服”
14、慣性.(2)質量是物體慣性大小的量度 . 3.牛頓第二定律|:物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力 的方向相同,表達式 F合二ma(1)牛頓第二定律定量揭示了力與運動的關系,即知道了力,可根據牛頓第二定律, 分析出物體的運動規律;反過來,知道了運動,可根據牛頓第二定律研究其受力情況,為設計運動,控制運動提供了理論基礎(2)對牛頓第二定律的數學表達式F合=ma, F合是力,ma是力的作用效果,特別要注意不能把ma看作是力.(3)牛頓第二定律揭示的是力的瞬間效果.即作用在物體上的力與它的效果是瞬時對應關系,力變加速度就變,力撤除加速度就為零,注意力的瞬間效
15、果是加速度而不是速度(4)牛頓第二定律 F合=ma, F合是矢量,ma也是矢量,且 ma與F合的方向總是一致的.F合可以進行合成與分解, ma也可以進行合成與分解.4. 牛頓第三定律:兩仝物便之間的隹用力與反件用力忠懸大小相篦方向.山區、隹用荏回.二直線上(1)牛頓第三運動定律指出了兩物體之間的作用是相互的,因而力總是成對出現的,它們總是同時產生,同時消失(2)作用力和反作用力總是同種性質的力.(3)作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上,各產生其效果,不可疊加5 .牛頓運動定律的適用范圍:宏觀低速的物體和在慣性系中.6 .超重和失重(1)超重:物體有向上的加速度稱物體處于超重.處于超重的
16、物體對支持面的壓力F N (或對懸掛物的拉力)大于物體的重力mg即F N=mg+ma.(2)失重:物體有向下的加速度稱物體處于失重.處于失重的物體對支持面的壓力FN (或對懸掛物的拉力)小于物體的重力mg.即FN=mg-ma當a=g時F N =0 ,物體處于完全失重.(3)對超重和失重的理解應當注意的問題不管物體處于失重狀態還是超重狀態,物體本身的重力并沒有改變,只是物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)不等于物體本身的重力.超重或失重現象與物體的速度無關,只決定于加速度的方向.“加速上升”和“減速下降”都是超重;“加速下降”和“減速上升”都是失重.在完全失重的狀態下,平常一切由重力產生的物理
17、現象都會完全消失,如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體 不再受浮力、液體柱不再產生壓強等6、處理連接題問題-通常是用整體法求加速度,用隔離法求力。 ta n n i niBHnaiHBaiBBBiHiB n n 四、曲線運動萬有引力1.曲線運動(1)物體作曲線運動的條件:運動質點所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直線(2)曲線運動白特點:質點在某一點的速度方向,就是通過該點的曲線的切線方向.質點的速度方向時刻在改變,所以曲線運 動一定是變速運動(3)曲線運動的軌跡:做曲線運動的物體,其軌跡向合外力所指一方彎曲,若已知物體的運動軌跡,可判斷出物體所受合外力的大致方向,如平拋運動
18、的軌跡向下彎曲,圓周運動的軌跡總向圓心彎曲等2.運動的合成與分解的關系:等時性;獨立性 (2)運動的合成與分解的法 (3)分解原則:根據運動的的實際運動為合運動.(1)特點:具有水平方向任意時刻的位置(相對干拋出點的位稱)s= 近* tann = y/x運動時間:t二 年 取決干怪直下港的尋度力作用,是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運動.(1)合運動與分運動等效性.則:平行四邊形定則實際效果分解,物體3. 平拋運動的初速度;只受重射程以=力辿取決干豎直下落的高度和初速度高中(2)運動規律:平拋運動可以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建立直角坐標系(一般以拋出點為坐標原點O
19、,以初速度vo方向為x軸正方向,豎直向下為 y軸正方向)由兩個分運動規律來處理(如右圖) 4.圓周運動(1)描述圓周運動的物理量水平方向-t ,x= MJ t豎直方向上tVy= & F=擊/任意時刻的速度“=T+7線速度:描述質點做圓周運動的快慢,大小v=s/t (s是t時間內通過弧長),方向為質點在圓弧某點的線速度方向沿圓弧該點的切線方向角速度:描述質點繞圓心轉動的快慢,大小3 =4 /t (單位rad/s ),。是連接質點和圓心的半徑在t時間內轉過的角度.其方向在中學階段不研究.周期T,頻率f 做圓周運動的物體運動一周所用的時間叫做周期做圓周運動的物體單位時間內沿圓周繞圓心轉過的圈數叫做頻
20、率的關系: 27ft,2rf ar向心加速度匕描述物蟀線速度方向改變快慢,大小M = W =疝r =&v臨v臨由重力提供向心力得 v臨Jgr如右下圖情景中,小球恰能過最高點的條件是v0。5支.萬有引力定律(1)萬有引力定律:宇宙間的一切物體都是互相吸引的.兩個物體間的引力的大小,跟它們的質量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比.八一F=G曾,式中Gm6,G7X1D-UN最詞公式:廣(2) 應用萬有引力定律分析天體的運動基本方法:把天體的運動看成是勻速圓周運動,其所需向心力由萬有引力提供.即F引=5向得:G1=m_y = nFr= 竽2Hos r應用時可根據實際情況選用適當的公式進行分析或計算
21、.天體質量M密度p的估算:測出衛星京天隆冷速圓冏運朗的半役R制周期工由G皆二皿祭尸程M=4, 年為天蟀的小役一當衛星給天蟀表面或天蟀迷行燈,F=E.則 口 =韶 Bl*衛星的繞行速度角速度周期與半徑r的關系:由(1鬻=口19得L用,* r越大,V越小由ga/k.得 u- r 挺大.o越小由G皆=m(窄得下=篇,.越大.丁越大(3)三種宇宙速度第一宇宙速度:v i =7.9km/s ,它是衛星的最小發射速度,也是地球衛星的最大環繞速度第二宇宙速度(脫離速度):v 2 =11.2km/s ,使物體掙脫地球引力束縛的最小發射速度第三宇宙速度(逃逸速度):v 3=16.7km/s ,使物體掙脫太陽引力
22、束縛的最小發射速度(4)地球同步衛星所謂地球同步衛星,是相對于地面靜止的,這種衛星位于赤道上方某一高度的穩定軌道上,且繞地球運動的周期等于u _ q Rfi X 1 fFm地球的自轉周期,即T=24h=86400s,離地面高度4/同步衛星的軌道一定在赤道平面內,并且只有一條.所有同步衛星都在這條軌道上,以大小相同的線速度,角速度和周期運行著(5)衛星的超重和失重“超重”是衛星進入軌道的加速上升過程和回收時的減速下降過程,此情景與“升降機”中物體超重相同.“失重”是衛星進入軌道后正常運轉時,衛星上的物體完全“失重”(因為重力提供向心力),此時,在衛星上的儀器,凡是制造原理與重力有關的均不能正常使
23、用.五、動量1 .動量和沖量(1)動量:運動物體的質量和速度的乘積叫做動量,即p=mv.是矢量,方向與v的方向相同.兩個動量相同必須是大小相等,方向一致.(2)沖量:力和力的作用時間的乘積叫做該力的沖量,即 I=Ft.沖量也是矢量,它的方向由力的方向決定.2 . 動量定理:物體所受合處力一的沖量等壬它的動量的變化.一表達式一:Ft=p_P_或_Ft=mvmv(1)上述公式是一矢量式,運用它分析問題時要特別注意沖量、動量及動量變化量的方向(2)公式中的F是研究對象所受的包括重力在內的所有外力的合力(3)動量定理的研究對象可以是單個物體,也可以是物體系統.對物體系統,只需分析系統受的外力,不必考慮
24、系統內力.系統內力的作用不改變整個系統的總動量.(4)動量定理不僅適用于恒定的力,也適用于隨時間變化的力.對于變力,動量定理中的力F應當理解為變力在作用時間內的平均值. 3.動量守恒定律:一個系統不受外力或者所受外力之和為零,這個系統的總動量保持不變表達式:m 1 v 1 +m 2 v 2 =m 1 v 1 +m 2 v 2 (1)動量守恒定律成立的條件系統不受外力或系統所受外力的合力為零.高中系統所受的外力的合力雖不為零,但系統外力比內力小得多,如碰撞問題中的摩擦力,爆炸過程中的重力等外力比起相互作用的內力來小得多,可以忽略不計系統所受外力的合力雖不為零,但在某個方向上的分量為零,則在該方向
25、上系統的總動量的分量保持不變.(2)動量守恒的速度具有“四性”:矢量性:瞬時性:相對性;普適性.4.爆炸與碰撞(1)爆炸、碰撞類問題的共同特點是物體間的相互作用突然發生,作用時間很短,作用力很大,且遠大于系統受的 外力,故可用動量守恒定律來處理(2)在爆炸過程中,有其他形式的能轉化為動能,系統的動能爆炸后會增加,在碰撞過程中,系統的總動能不可能 增加,一般有所減少而轉化為內能.(3)由于爆炸、碰撞類問題作用時間很短,作用過程中物體的位移很小,一般可忽略不計,可以把作用過程作為一個理想化過程簡化處理.即作用后還從作用前瞬間的位置以新的動量開始運動5.反沖現象:反沖現象是指在系統內力作用下,系統內
26、一部分物體向某方向發生動量變化時,系統內其余部分物體向 相反的方向發生動量變化的現象.噴氣式飛機、火箭等都是利用反沖運動的實例.顯然,在反沖現象里,系統的動量是守恒的.六、機械能1.功(1)功的定義:力和作用在力的方向上通過的位移的乘積.是描述力對空間積累效應的物理量,是過程量定義式:W=F s cos。,其中F是力,s是力的作用點位移(對地),。是力與位移間的夾角.(2)功的大小的計算方法:恒力的功可根據 W=F- S cos 0進行計算,本公式只適用于恒力做功.根據W=P11 ,計算一段時間內平均做功. 利用動能定理計算力的功,特別是變力所做的功.根據功是能量轉化的量度反過來可求功.(3)
27、摩擦力、空氣阻力做功的計算:功的大小等于力和路程的乘積 .發生相對運動的兩物體的這二 對相互摩擦力做的總功:W=fd一 (d是質物體回的相對路程)且一 W=Q(摩擦生熱)2.功率(1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是標量.求功率時一定要分清是求哪個力的功率,還要分清是求平均功率還是瞬時功率.(2)功率的計算 平均功率:P=W/1 (定義式)表示時間1內的平均功率,不管是恒力做功,還是變力做功,都適用.瞬時功率:P=F V cos a P和V分別表示1時刻的功率和速度,a為兩者間的夾角(3)額定功率與實際功率:額定功率:發動機正常工作時的最大功率.實際功率:發動機實際輸出的功率,它可
28、以小于額定功率,但不能長時間超過額定功率(4)交通工具的啟動問題通常說的機車的功率或發動機的功率實際是指其牽引力的功率以恒定功率P啟動:機車的運動過程是先作加速度減小的加速運動,后以最大速度v m=P/f作勻速直線運動,.以恒定牽引力 F啟動:機車先作勻加速運動,當功率增大到額定功率時速度為v1=P/F,而后開始作加速度減小的加速運動,最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運動。:2: T-Z:3 .動能:物體由于運動而具有的能量叫做動能.:Ek=mv/21)動能是描述物體運動狀態的物理量.2和動量的區別和聯系動能是標量,動量是矢量,動量改變,動能不一定改變;動能改變,動量一定改變.兩者的物理意
29、義不同:動能和功相聯系,動能的變化用功來量度;動量和沖量相聯系,動量的變化用沖量來量度.兩者之間的大小關系為 Ek=P/2m4 . 動能定理:外力對物體所做的總功等于物體動能的變化.表達式:% nn laHBBnanrBBBMBBBH : : (1)動能定理的表達式是在物體受恒力作用且做直線運動的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲線運動的情況.(2)功和動能都是標量,不能利用矢量法則分解,故動能定理無分量式(3)應用動能定理只考慮初、末狀態,沒有守恒條件的限制,也不受力的性質和物理過程的變化的影響.所以,凡涉( :*( tB (: ( tB (IMBnMBBBa tB (BIMBBIM
30、(* IB ( tB及力和位移,而不涉及力的作用時間的動力學問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運動定律和 unBMaBHatBHnia ( n ( I n ( (miBBOtBanaBnaiBB m h lanaaMBBiaiBBi otaa ) n BiaiBBMiBBniBBnatBB ta機械能守恒定律簡捷.(4)當物體的運動是由幾個物理過程所組成,又不需要研究過程的中間狀態時,可以把這幾個物理過程看作一個整體進行研究,從而避開每個運動過程的具體細節,具有過程簡明、方法巧妙、運算量小等優點5 .重力勢能(1)定義:地球上的物體具有跟它的高度有關的能量,叫做重力勢能,Ep
31、=mgh .重力勢能是地球和物體組成的系統共有的,而不是物體單獨具有的.重力勢能的大小和零勢能面的選取有關.重力勢能是標量,但有“ +”、-”之分.(2)重力做功的特點:重力做功只決定于初、末位置間的高度差,與物體的運動路徑無關.WG =mgh.(3)做功跟重力勢能改變的關系:重力做功等于重力勢能增量的負值.即WG = -L EP .6 .彈性勢能:物體由于發生彈性形變而具有的能量. 7.機械能守恒定律(1)動能和勢能(重力勢能、彈性勢能)統稱為機械能,E=E k+E p .(2)機械能守恒定律的內容:在只有重力(和彈簧彈力)做功的情形下,物體動能和重力勢能(及彈性勢能)發生相互助h世機械能的
32、總重侯持丕變二機械能守恒定律的表達式 岫+ 5* = +反*(4)系統機械能守恒的三種表示方式:系統初態的總機械能E 1等于末態的總機械能 E 2 ,即E1 =E2系統減少的總重力勢能AE p減等于系統增加的總動能A E k增,即A E p減=A E k增若系統只有 A、B兩物體,則A物體減少的機械能等于B物體增加的機械能,即A E a減=AE b增注意解題時究竟選取哪一種表達形式,應根據題意靈活選取;需注意的是:選用式時,必須規定零勢能參考面,而選用式和式時,可以不規定零勢能參考面,但必須分清能量的減少量和增加量(5)判斷機械能是否守恒的方法用做功來判斷:分析物體或物體受力情況(包括內力和外
33、力),明確各力做功的情況,若對物體或系統只有重力或彈簧彈力做功,沒有其他力做功或其他力做功的代數和為零,則機械能守恒用能量轉化來判定:若物體系中只有動能和勢能的相互轉化而無機械能與其他形式的能的轉化,則物體系統機械能守恒.對一些繩子突然繃緊,物體間非彈性碰撞等問題,除非題目特別說明,機械能必定不守恒,完全非彈性碰撞過程 機械能也不守恒.8 .功能關系(1)當只有重力(或彈簧彈力)做功時,物體的機械能守恒(2)重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:Wg =E pi-E p2.(3)合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W合=E k2 -E ki (動能定理)(4)除了重力(或彈簧彈力)之外的
34、力對物體所做的功等于物體機械能的變化:Wf =E 2 -E i9 .能量和動量的綜合運用動量與能量的綜合問題,是高中力學最重要的綜合問題,也是難度較大的問題.分析這類問題時,應首先建立清晰的物理圖景,抽象出物理模型,選擇物理規律,建立方程進行求解.這一部分的主要模型是碰撞 .而碰撞過程,一般都遵從動量守恒定律,但機械能不一定守恒,對彈性碰撞就守恒,非彈性碰撞就不守恒,總的能量是守恒的,對于碰撞 過程的能量要分析物體間的轉移和轉換.從而建立碰撞過程的能量關系方程.根據動量守恒定律和能量關系分別建立方程,兩者聯立進行求解,是這一部分常用的解決物理問題的方法七、機械振動和機械波1.簡諧運動(1)定義
35、:物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比,并且總是指向平衡位置的回復力的作用下的振動,叫做簡諧 運動.(2)簡諧運動的特征:回復力F=-kx ,加速度a=-kx/m ,方向與位移方向相反,總指向平衡位置簡諧運動是一種 變加速運動,在平衡位置時,速度最大,加速度為零 _;在最大位移處,速度為零口速度最大.(3)描述簡諧運動的物理量位移x:由平衡位置指向振動質點所在位置的有向線段,是矢量,其最大值等于振幅振幅A:振動物體離開平衡位置的最大距離,是標量,表示振動的強弱周期T和頻率f:表示振動快慢的物理量,二者互為倒數關系,即 T=1/f.(4)簡諧運動的圖像意義:表示振動物體位移隨時間變化的規律,注意
36、振動圖像不是質點的運動軌跡特點:簡諧運動的圖像是正弦(或余弦)曲線 .應用:可直觀地讀取振幅 A、周期T以及各時刻的位移 x,判定回復力、加速度方向,判定某段時間內位移、回復 力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況2 .彈簧振子:周期和頻率只取決于彈簧的勁度系數和振子的質量,與其放置的環境和放置的方式無任何關系 .如某一彈簧振子做簡諧運動時的周期為 T,不管把它放在地球上、月球上還是衛星中 ;是水平放置、傾斜放置還是豎直放置 ; 振幅是大還是小,它的周期就都是 T.3 .單擺:擺線的質量不計且不可伸長,擺球的直徑比擺線的長度小得多,擺球可視為質點.單擺是一種理想化模型.(1)單擺的振動可看作簡
37、諧運動的條件是:最大擺角a 5 .(2)單擺的回復力是重力沿圓弧切線方向并且指向平衡位置的分力(3)作簡諧運動的單擺的周期公式為:T=2兀三 g 在振幅很小的條件下,單擺的振動周期跟振幅無關.單擺的振動周期跟擺球的質量無關,只與擺長L和當地的重力加速度 g有關.擺長L是指懸點到擺球重心間的距離,在某些變形單擺中,擺長L應理解為等效擺長,重力加速度應理解為等效重力加速度(一般情況下,等效重力加速度g等于擺球靜止在平衡位置時擺線的張力與擺球質量的比 m naHnBiHB nnana iBBiBtaBHiia : ( ai MBaMBnmBBBiBBBi (: : ib : ( ai m n mib
38、 m ib ai n 魚).4 .受迫振動(1)受迫振動:振動系統在周期性驅動力作用下的振動叫受迫振動(2)受迫振動的特點:受迫振動穩定時,系統振動的頻率等于驅動力的頻率,跟系統的固有頻率無關(3)共振:當驅動力的頻率等于振動系統的固有頻率時,振動物體的振幅最大,這種現象叫做共振共振的條件:驅動力的頻率等于振動系統的固有頻率.5.機械波:機械振動在介質中的傳播形成機械波.(1)機械波產生的條件:波源;介質(2)機械波的分類 橫波:質點振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波.橫波有凸部(波峰)和凹部(波谷)縱波:質點振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波.縱波有密部和疏部.注意氣體、液體、固
39、體都能傳播縱波,但氣體、液體不能傳播橫波(3)機械波的特點機械波傳播的是振動形式和能量.質點只在各自的平衡位置附近振動,并不隨波遷移.介質中各質點的振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同.離波源近的質點帶動離波源遠的質點依次振動.6.波長、波速和頻率及其關系(1)波長:兩個相鄰的且在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質點間的距離叫波長.振動在一個周期里在介質中傳播的距離等于一個波長 .(2)波速:波的傳播速率.機械波的傳播速率由介質決定,與波源無關.(3)頻率:波的頻率始終等于波源的振動頻率,與介質無關(4)三者關系:v=入f7. 波動圖像:表示波的傳播方向上,介質中的各個質點在同一時刻
40、相對平衡位置的位移.當波源作簡諧運動時,它在介質中形成簡諧波,其波動圖像為正弦或余弦曲線(1)由波的圖像可獲取的信息從圖像可以直接讀出振幅(注意單位).從圖像可以直接讀出波長(注意單位)可求任一點在該時刻相對平衡位置的位移(包括大小和方向)在波速方向已知(或已知波源方位)時可確定各質點在該時刻的振動方向.可以確定各質點振動的加速度方向(加速度總是指向平衡位置)(2)波動圖像與振動圖像的比較:研究對象研究內容圖象物理意義圖象變化一個完整曲線占橫坐標距離8.波動問題多解性波的傳播過程中時間上的周期性、振動圖象一個振動質點一個質點的位移隨時間變化規律表示一質點在各時刻的位移隨時間推移圖象延續,但已有
41、形狀不變表示一個周期波動圖象沿波傳播方向所有的質點某時刻所有質點的空間分布規律空間上的周期性以及傳播方向上的雙向性是導致表示某時刻各質點的位移隨時間推移,圖象沿傳播方向平移表示一個波長“波動問題多解性”的主要原因若題目假設一定的條件,可使無限系列解轉化為有限或惟一解9 .波的衍射波在傳播過程中偏離直線傳播,繞過障礙物的現象.衍射現象總是存在的,只有明顯與不明顯的差異.波發生明顯衍射現象的條件是:障礙物(或小孔)的尺寸比波的波長小或能夠與波長差不多10 .波的疊加幾列波相遇時,每列波能夠保持各自的狀態繼續傳播而不互相干擾,只是在重疊的區域里,任一質點的總位移等于各列波分別引起的位移的矢量和.兩列
42、波相遇前、相遇過程中、相遇后,各自的運動狀態不發生任何變化,這是波的獨立性原理.11 .波的干涉:頻率相同的兩列波疊加,某些區域的振動加強,某些區域的振動減弱,并且振動加強和振動減弱的區域相互間隔的 現象,叫波的干涉.產生干涉現象的條件:兩列波的頻率相同,振動情況穩定.注意干涉時,振動加強區域或振動減弱區域的空間位置是不變的,加強區域中心質點的振幅等于兩列波的振幅之和,減弱區域中心質點的振幅等于兩列波的振幅之差兩列波在空間相 遇發生干涉,兩列波的波峰相遇點為加強點,波峰和波谷的相遇點是減弱的點,加強的點只是振幅大了,并非任一時刻的位移都大;減弱的點只是振幅小了,也并非任一時刻的位移都最小.如圖
43、若S1、S2為振動方 HIM ! !( HIM I ! W 1 IB H U :! H ! MH M ! : ! 向同步的相干波源,當PS-PS2=n入時,振動加強;當PS-PS2= (2n+1)入/2時,振動減弱。 aitBBMa Main n u n BaiaMn )( ( m n ( ,a ! man (12 .聲波(1)空氣中的聲波是縱波,傳播速度為340m/s. (2)能夠引起人耳感覺的聲波頻率范圍是:2020000Hz.(3)超聲波:頻率高于20000Hz的聲波.超聲波的重要性質有:波長短,不容易發生衍射,基本上能直線傳播, 因此可以使能量定向集中傳播;穿透能力強.對超聲波的利用:
44、用聲納探測潛艇、魚群,探察金屬內部的缺陷;利用超聲波碎石治療膽結石、腎結石等;利用“B超”探察人體內病變.13 .多普勒效應:由于波源和觀察者之間有相對運動使觀察者感到頻率發生變化的現象.其特點是:當波源與觀察者有相對運動,兩者相互接近時,觀察者接收到的頻率增大;兩者相互遠離時,觀察者接收到的頻率減小八、分子動理論、熱和功、氣體1.分子動理論(1)物質是由大量分子組成的分子直徑的數量級一般是 10 -10 m.(2)分子永不停息地做無規則熱運動.擴散現象:不同的物質互相接觸時,可以彼此進入對方中去.溫度越高,擴散越快.布朗運動:在顯微鏡下看到的懸浮在液體(或氣體)中微小顆粒的無規則運動,是液體
45、分子對微小顆粒撞擊作用的不平衡造成的,是液體分子永 不停息地無規則運動的宏觀反映 .顆粒越小,布朗運動越明顯 ;溫度越高,布朗運動越明顯 .(3)分子間存在著相互作用力分子間同時存在著引力和斥力,引力和斥力都隨分子間距離增大而減小,但斥力的變化比引力的變化快,實際表現 出來的是引力和斥力的合力.2 .物體的內能(1)分子動能:做熱運動的分子具有動能,在熱現象的研究中,單個分子的動能是無研究意義的,重要的是分子熱 運動的平均動能.溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志.(2)分子勢能:分子間具有由它們的相對位置決定的勢能,叫做分子勢能.分子勢能隨著物體的體積變化而變化.分子間的作用表現為引力時,分
46、子勢能隨著分子間的距離增大而增大.分子間的作用表現為斥力時,分子勢能隨著分子間距離增大而減小.對實際氣體來說,體積增大,分子勢能增加;體積縮小,分子勢能減小.(3)物體的內能:物體里所有的分子的動能和勢能的總和叫做物體的內能.任何物體都有內能,物體的內能跟物體的溫度和體積有關.(4)物體的內能和機械能有著本質的區別.物體具有內能的同時可以具有機械能,也可以不具有機械能3 .改變內能的兩種方式(1)做功:其本質是其他形式的能和內能之間的相互轉化.(2)熱傳遞:其本質是物體間內能的轉移.(3)做功和熱傳遞在改變物體的內能上是等效的,但有本質的區別4 . 能量轉化和守恒定律5* .熱力學第一定律(1
47、)內容:物體內能的增量(A U)等于外界對物體做的功( W和物體吸收的熱量(Q的總和.(2)表達式:W+Q心U(3)符號法則:外界對物體做功,W取正值,物體對外界做功,W取負值;物體吸收熱量,Q取正值,物體放出熱量,Q取負值;物體內能增加,A U取正值,物體內能減少,A U取負值.6 .熱力學第二定律(1)熱傳導的方向性熱傳遞的過程是有方向性的,熱量會自發地從高溫物體傳給低溫物體,而不會自發地從低溫物體傳給高溫物體.(2)熱力學第二定律的兩種常見表述不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其他變化.(3)永動機不可能制成第一類永
48、動機不可能制成 :不消耗任何能量,卻可以源源不斷地對外做功,這種機器被稱為第一類永動機,這種永動機是不可能制造成的,它違背了能量守恒定律第二類永動機不可能制成 :沒有冷凝器,只有單一熱源,并從這個單一熱源吸收的熱量,可以全部用來做功,而高中不引起其他變化的熱機叫做第二類永動機.第二類永動機不可能制成,它雖然不違背能量守恒定律,但違背了熱力學第二定律.7 .氣體的狀態參量(1)溫度:宏觀上表示物體的冷熱程度,微觀上是分子平均動能的標志.兩種溫標的換算關系:T= (t+273) K.絕對零度為-273.15 C,它是低溫的極限,只能接近不能達到.(2)氣體的體積:氣體的體積不是氣體分子自身體積的總
49、和,而是指大量氣體分子所能達到的整個空間的體積.封閉在容器內的氣體,其體積等于容器的容積.(3)氣體的壓強:氣體作用在器壁單位面積上的壓力.數值上等于單位時間內器壁單位面積上受到氣體分子的總沖量.產生原因:大量氣體分子無規則運動碰撞器壁,形成對器壁各處均勻的持續的壓力決定因素:一定氣體的壓強大小,微觀上決定于分子的運動速率和分子密度;宏觀上決定于氣體的溫度和體積.(4)對于一定質量的理想氣體,PV/T=恒量8.氣體分子運動的特點(1)氣體分子間有很大的空隙.氣體分子之間的距離大約是分子直徑的10倍.(2)氣體分子之間的作用力十分微弱.在處理某些問題時,可以把氣體分子看作沒有相互作用的質點.(3)氣體分子運動的速率很大,常溫下大多數氣體分子的速率都達到數百米每秒 .離這個數值越遠,分子數越少,表現出“中間多,兩頭少”的統計分布規律九、電場1 .兩種電荷 (1)自然界中存在兩種電荷:正電荷與負電荷.(2)電荷守恒定律:2 . 庫侖定律(1)內容:在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們之間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上._ F=k呼,式中幡叫靜電力常量(2)公式:(3)適用條件:真空中的點電荷.點電荷是一種理想化的模型 .如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得多,以致帶
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