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文檔簡介
1、高中物理知識點歸納一、知識概況。力的種類:(12個性質力) 這些性質力是受力分析不可少的“是受力分析的基礎”力的種類:(12個性質力)有16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)2彈力:F= Kx 3滑動摩擦力:F滑= mN 4靜摩擦力: O£ f靜£ fm (由運動趨勢和平衡方程去判斷)5浮力: F浮= rgV排 6壓力: F= PS = rghs 7萬有引力: F引=G 8庫侖力: F=K(真空中、點電荷)9電場力: F電=q E =q 10安培力:磁場對電流的作用力F= BIL (BI) 方向:左手定則11洛侖茲力:磁場對運動電荷的
2、作用力f=BqV (BV) 方向:左手定則 12核力:只有相鄰的核子之間才有核力,是一種短程強力四種基本運動模型1靜止或作勻速直線運動(平衡態問題);2勻變速直、曲線運動(非平衡態問題);3類平拋運動;4勻速圓周運動;1萬有引力定律B2胡克定律B3滑動摩擦定律B4牛頓第一定律B5牛頓第二定律B 力學6牛頓第三定律B7動量守恒定律B8機械能守恒定律B9能的轉化守恒定律10電荷守恒定律 11真空中的庫侖定律12歐姆定律13電阻定律B 電學14閉合電路的歐姆定律B15法拉第電磁感應定律16楞次定律B定理:動量定理B動能定理B(做功跟動能改變的關系)受力分析入手(即力的大小、方向、力的性質與特征,力的
3、變化及做功情況等)。再分析運動過程(即運動狀態及形式,動量變化及能量變化等)。最后分析做功過程及能量的轉化過程;然后選擇適當的力學基本規律進行定性或定量的討論。強調:用能量的觀點、整體的方法(對象整體,過程整體)、等效的方法(如等效重力)等解決運動分類:(各種運動產生的力學和運動學條件及運動規律)是高中物理的重點、難點高考中常出現多種運動形式的組合 追及(直線和圓)和碰撞、平拋、豎直上拋、勻速圓周運動等1勻速直線運動 F合=0 a=0 V00 2勻變速直線運動:初速為零或初速不為零F合與V0的方向在一條直線上 3勻變速曲線運動;取決于F合與V0的方向有夾角,但 F合= 恒力 4只受重力作用下的
4、幾種運動:自由落體,豎直下拋,豎直上拋,平拋,斜拋等5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,關鍵搞清楚是什么力提供作向心力,F合=向心力)6、類平拋運動;7、帶電粒在電場力作用下的運動情況;8、帶電粒子在F洛作用下的勻速圓周運動。幾類物理基礎知識要點:1、凡是性質力要知: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生的;(如沖量、功等)5、加速度a的正負含義:不表示加減速; a的正負只表示與人為規定正方向比較的結果。6、如何判斷物體作直、曲線運動;
5、7、如何判斷加減速運動;8、如何判斷超重、失重現象。9、根據電荷的正負、電場線的順逆(可判斷電勢的高低)電荷的受力方向;再跟據移動方向其做功情況電勢能的變化情況二。知識分類舉要(一)力的合成與分解、物體的平衡 ú (1) 力的合成和分解都均遵從平行四邊行定則。 (2) 兩個力的合力范圍: ú F1F2 ú £ F£ú F1 +F2 ú (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。 åF=0 或正交分解后,åFx=0
6、åFy=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摩擦力的公式:(1 ) 滑動摩擦力: F= mFN 說明 :a、FN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、m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、接觸面相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 、
7、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。(手握瓶子)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,運動的物體也可以受靜摩擦力的作用。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,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。 根據力的獨立作用原理和運
8、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雜的問題。(二)勻變速直線運動:兩個基本公式(規律): Vt = V0 + a t S = vo t +a t2 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) A B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
9、) S第t秒 = St-S(t-1)= (vo t +a t2) vo( t1) +a (t1)2平均速度的求解及其方法應用 用定義式: 普遍適用于各種運動; =只適用于加速度恒定的勻變速直線運動(5) 初速為零的勻加速直線運動規律在1s末 、2s末、3s末ns末的速度比為1:2:3n; 在1s 、2s、3sns內的位移之比為12:22:32n2;在第1s 內、第 2s內、第3s內第ns內的位移之比為1:3:5(2n-1); 從靜止開始通過連續相等位移所用時間之比為1:(通過連續相等位移末速度比為1:(6)勻減速直線運動至停可等效認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).“
10、剎車陷井” (7) 通過打點計時器在紙帶上打點(或頻閃照像法記錄在底片上)來研究物體的運動規律: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:在連續相鄰相等時間間隔內的位移之差為一常數;Ds = aT2(判斷物體是否作勻變速運動的依據)。中時刻的即時速度等于這段的平均速度 (運用可快速求位移)是判斷物體是否作勻變速直線運動的方法。Ds = aT2 求的方法 VN= 求a方法: Ds = aT2 一=3 aT2 Sm一Sn=( m-n) aT2 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“在豎直平
11、面內的圓周,物體從頂點開始無初速地沿不同光滑弦滑到圓周上所用時間都相等。”一質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。為了使質點在最短時間內從O點到達斜面,則斜槽與豎直方面的夾角等于多少?探究勻變速直線運動實驗:下圖為打點計時器打下的紙帶。選點跡清楚的一條,舍掉開始比較密集的點跡,從便于測量的地方取一個開始點O,然后每5個點取一個計數點A、B、C、D 。(或相鄰兩計數點間t/s0 T 2T 3T 4T 5T 6Tv/(ms-1)有四個點未畫出)測出相鄰計數點間的距離s1、s2、s3 BCDs1s2s3A利用打下的紙帶可以:求任一計數點對應的即時速度v:如(其中記數周期
12、:T=5×0.02s=0.1s)利用上圖中任意相鄰的兩段位移求a:如 利用“逐差法”求a: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 a. 打點計時器打的點還是人為選取的計數點距離 b. 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 c. 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)即區分打點周期和記數周期。d. 注意單位。一般為cm試通過計算推導出的剎車距離的表達式:說明公路旁書寫“嚴禁超載、
13、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: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;同理超速(增大)、酒后駕車(變長)也會使剎車距離就越長,容易發生事故;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
14、路滑車輛減速行駛”的警示牌是非常有必要的。(三)追及和相遇或避免碰撞的問題的求解方法:1兩個關系:時間關系和位移關系;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。關鍵:在于掌握兩個物體的位置坐標及相對速度的特殊關系。基本思路:分別對兩個物體研究,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。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若S追<S
15、被追、V追=V被追 恰好追上,也是恰好避免碰撞的臨界條件。S追=S被追若位移相等時,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兩者速度相等時有最大的間距 位移相等時即被追上3.勻速圓周運動物體:同向轉動:wAtA=wBtB+n2;反向轉動:wAtA+wBtB=24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某段時間內的平均速度 = 這段時間中時刻的即時速度 連續相等時間間隔內的位移差為一個恒量位移=平均速度時間(四)豎直上拋運動:(速度和時間的對稱)
16、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)從拋出到落回原位置的時間:t =2(4)上升、下落經過同一位置時的加速度相同,而速度等值反向 (5)上升、下落經過同一段位移的時間相等。(6)勻變速運動適用全過程S = Vo t g t2 ; Vt = Vog t ; Vt2Vo2 = 2gS (S、Vt的正、負號的理解)(五).勻速圓周運動線速度: V=wR=2f R 角速度:w= 向心加速度: a =2 f2 R= 向心力: F= ma = m2 R= mm4n2
17、R 追及(相遇)相距最近的問題:同向轉動:wAtA=wBtB+n2;反向轉動:wAtA+wBtB=2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。(六).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
18、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)平拋運動的規律: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.以物體的出發點為原點,沿水平和豎直方向建立坐標。依平拋規律有: 速度: Vx= V0 Vy=gt 位移: Sx= Vot 由得: 即 所以: 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
19、過此時沿拋出方向水總位移的中點。(七)、.牛頓第二定律:F合 = ma (是矢量式) 或者 åFx = m ax åFy = m ay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物體受合外力為零時,物體處于靜止或勻速直線運動狀態;物體所受合外力不為零時,產生加速度,物體做變速運動若合外力恒定,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;若
20、物體所受恒力與速度方向成角度,物體做勻變速曲線運動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,不改變速度的大小綜上所述: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,進一步討論運動規律(八).萬有引力及應用:與牛二及運動學公式1思路和方法:衛星或天體的運動看成勻速圓周運動, F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和密度由G=mr =mM= ()=(當r=R即近地衛星繞中心天體運行時)=(M=
21、V球=r3) s球面=4r2 s=r2 (光的垂直有效面接收,球體推進輻射) s球冠=2Rh軌道上正常轉: F引=G= F心= ma心= m2 R= mm4n2 R 地面附近: G= mg GM=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、最小的發射速度);T最小=84.8min=1.4h沿圓軌道運動的衛星的幾個結論: v=,T=理解近地衛星:來歷、意義 萬有引力重力=
22、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 (最小的發射速度);T最小=84.8min=1.4h同步衛星幾個一定:三顆可實現全球通訊(南北極仍有盲區)軌道為赤道平面 T=24h=86400s 離地高h=3.56104km(為地球半徑的5.6倍) V同步=3.08km/sV第一宇宙=7.9km/s w=15o/h(地理上時區) a=0.23m/s2運行速度與發射速度、變軌速度的區別衛星的能量: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,地面上需要的發射速度越大衛星在軌道上正常運行時處于完全失重狀態,與重力有關的實驗不能進行應該熟記常識
23、:地球公轉周期1年, 自轉周期1天=24小時=86400s, 地球表面半徑6.4103km 表面重力加速度g=9.8 m/s2 月球公轉周期30天(九)、動量知識 力的瞬時性(產生a)F=ma、運動狀態發生變化牛頓第二定律1力的三種效應:時間積累效應(沖量)I=Ft、動量發生變化動量定理空間積累效應(做功)w=Fs動能發生變化動能定理2動量觀點:動量(狀態量):p=mv= 沖量(過程量):I = F t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定是關鍵)I=F合t=F1t1+F2t2+-=p=P末-P初=mv末-mv初
24、 動量守恒定律:內容、守恒條件、不同的表達式及含義:;內容:相互作用的物體系統,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)守恒條件:系統不受外力作用。 (理想化條件)系統受外力作用,但合外力為零。系統受外力作用,合外力也不為零,但合外力遠小于物體間的相互作用力。系統在某一個方向的合外力為零,在這個方向的動量守恒。全過程的某一階段系統受合外力為零,該階段系統動量守恒,即:原來連在一起的系統勻速或靜止(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。例:火車在某一恒定牽引力作用下拖著拖車勻速前進,拖車在脫勾
25、后至停止運動前的過程中(受合外力為零)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):PP 或 P1P2P1P2或 m1V1m2V2m1V1m2V2(系統相互作用前的總動量P等于相互作用后的總動量P)P0(系統總動量變化為0)PP(兩物體動量變化大小相等、方向相反)如果相互作用的系統由兩個物體構成,動量守恒的實際應用中的具體表達式為m1v1+m2v2=; 0=m1v1+m2v2 m1v1+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
26、件。即:P+(P)=0注意理解四性:系統性、矢量性、同時性、相對性系統性:研究對象是某個系統、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運算。,引入正負號轉化為代數運算。不注意正方向的設定,往往得出錯誤結果。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: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。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律?用何種形式列方程(先要規定正方向)求解并討論結果。動量定理說的是物體動量的
27、變化量跟總沖量的矢量相等關系;動量守恒定律說的是存在內部相互作用的物體系統在作用前后或作用過程中各物體動量的矢量和保持不變的關系。(十)、功與能觀點: 1、求功方法 單位:J 1ev=1.9×10-19J 1度=1kwh=3.6×106J 1u=931.5Mev力學: W = Fs cosq (適用于恒力功的計算)理解正功、零功、負功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
28、= 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= DEk = Ek2 一Ek1 = W合為外力所做功的代數和(W可以不同的性質力做功)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:既為物體所受合外力的功。功是能量轉化的量度(最易忽視)主要形式有: 慣穿整個高中物理的主線 “功是能量轉化的量度”這一基本概念含義理解。1、重力的功-量度-重力勢能的減少物體重力勢能的增量由重力做的功來量度:WG= -EP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
29、與路徑無關,只與始末位置有關.2、除重力和彈簧彈力做功外,其它力做功等于機械能增加只有重力做功時系統的機械能守恒。3、電場力的功-量度-電勢能的減少4、合外力的功-量度-動能的增加;這就是動能定理。5、摩擦力和空氣阻力做功W=fd路程E內能(發熱)6、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由于摩擦而減小的機械能,也就是系統增加的內能。f d=Q(d為這兩個物體間相對移動的路程)。電學: WABqUABF電dE=qEdE 動能(導致電勢能改變)WQUUItI2RtU2t/R QI2RtE=I(R+r)=u外+u內=u外+Ir P電源t =uIt+E其它 P電源=IE=I U
30、+I2Rt磁學:安培力功WF安dBILd 內能(發熱) 光學:單個光子能量Eh 一束光能量E總Nh(N為光子數目) 光電效應hW0 躍遷規律:h=E末-E初 輻射或吸收光子原子:質能方程:Emc2 Emc2 注意單位的轉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:系統只有內部的重力或彈力做功). 守恒條件:(功角度)只有重力和彈簧的彈力做功;(能轉化角度)只發生動能與勢能之間的相互轉化。“只有重力做功” “只受重力作用”。在某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)
31、P減(或增)=E增(或減) EA減(或增)=EB增(或減)mgh1 + 或者 DEp減 = DEk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(發熱) 2功能關系: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,就有多少能量發生了變化,功是能量轉化的量度(1)動能定
32、理合外力對物體做的總功=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對物體所做的功=物體重力勢能增量的負值即WG=EP1EP2= EP重力做正功,重力勢能減少;重力做負功,重力勢能增加彈簧彈力彈力對物體所做的功=物體彈性勢能增量的負值即W彈力=EP1EP2= EP彈力做正功,彈性勢能減少;彈力做負功,彈性勢能增加電場力電場力對電荷所做的功=電荷電勢能增量的負值電場力做正功,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(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=E2E1=E當除重力(或彈簧彈力)以外的力對
33、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 EK = EP(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)相互摩擦的系統內,一對靜摩擦力對系統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
34、擦力所做的功(2)相互摩擦的系統內,一對滑動摩擦力對系統所做功的和總表現為負功,其大小為:W= fS相對=Q 對系統做功的過程中,系統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所做功的總和可以是正功,也可以是負功,還可以零(8)電場力做功W=qu=qEd=F電SE (與路徑無關)(9)電流做功(1)在純電阻電路中(電流所做的功率=電阻發熱功率)(2
35、) 在電動機電路中,電流所做的功率=電阻發熱功率與輸出的機械功率之和 P電源t =uIt= +E其它;W=IUt >(10)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(如發電機模型);且安培力作功的絕對值,等于電能轉化的量值, WF安dBILd 內能(發熱)(11)洛侖茲力永不做功洛侖茲力只改變速度的方向,不改變速度的大小。(13)光學光子的能量: E光子=h;一束光能量E光=N×h(N指光子數目)在光電效應中,光子的能量h=W+(14)原子物
36、理原子輻射光子的能量h=E初E末,原子吸收光子的能量h= E末E初愛因斯坦質能方程:Emc2(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,其中每一個物體的能量數值及形式都可能發生變化,但系統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重力mg+重力勢能EP減小mgh=EP增加彈簧的彈力kx+彈性勢能E彈性減小W彈=E彈性增加增加3、電場力Eq+電勢能E電勢減小qU =E電勢增加4、滑動摩擦力f內能Q增加fs相對= Q 5、感應電流的安培力F安培
37、電能E電增加W安培力=E電6、合力F合+動能Ek增加W合=Ek減小7、重力以外的力F+機械能E機械增加WF=E機械減小汽車的啟動問題: 具體變化過程可用如下示意圖表示關鍵是發動機的功率是否達到額定功率,恒定功率啟動速度VF=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小求解時不能用勻變速運動的規律來解.(2)特別注意勻加速
38、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(十一)、靜電場: 靜電場:概念、規律特別多,注意理解及各規律的適用條件;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
39、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)疊加式E=E1+ E2+(矢量合成)4.兩點間的電勢差:U、UAB:(有無下標的區別)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(UBUA) 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
40、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dCQ=CUE=U/d ; 僅變s時,E不變。充電后斷電源q不變:當dcu=q/cE=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tg= 加速 偏轉(類平拋)平行E方向:加速度: 再加磁場不偏轉時:水平:L1=vot 豎直: 豎直側移
41、: v0、U偏來表示;U偏、U加來表示;U偏和B來表示豎直速度:Vy =at=tan= (為速度方向與水平方向夾角)若再進入無場區:做勻速直線運動。水平:L2=vot2 豎直:= (簡捷) 總豎直位移: 圓周運動 在周期性變化電場作用下的運動結論: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)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?)(十二)、恒定電流: I=(定義)= I= 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
42、律:I = 路端電壓: U =E I r= IR 輸出功率: = IEIr = 電源熱功率: 電源效率: = = 電功: WQUUItI2RtU2t/R 電功率P=W/t =UIU2/RI2R 電熱:QI2Rt 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+Ir P電源=uIt= +E其它 P電源=IE=I U +I2Rt單位:J 1ev=1.9×10-19J 1 度=kwh=3.6×106J 1u=931.5Mev電路中串并聯的特點和規律應相當熟悉 1、串聯電路和并聯電路的特點(
43、見下表):串聯電路并聯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+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:并聯電路的總電阻小于任何一條支路的電阻;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
44、壓表電阻為無窮大;e、電壓穩定時電容器可認為斷路方法:a、電流分支法:先將各節點用字母標上,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),將各節點按電勢高低自左向右排列,再將各節點間的支路畫出,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,電路中總電壓為U,此時負載Rx的電壓調節范圍紅為,其中Rp起分壓作用,一般稱為限流電阻,滑線變阻器的連
45、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,當滑片滑動時,兩部分電阻絲的長度發生變化,對應電阻也發生變化,根據串聯電阻的分壓原理,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0U,顯然比限流時調節范圍大,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,就是發生故障,要求掌握斷路、短路造成的故障分析。電路動態變化分析(高考的熱點)各燈、表的變化情況1程序法:局
46、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: 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)任一個R增必引起與之并聯支路電流I并增加; 與之串聯支路電壓U串減小(稱串反并同法)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。UUr0IOEU內I1rUI1R定性分析:RI()IrU(EIr)RI()Ir
47、U(EIr)特例:00外電路斷路:RIIrUE。0外電路短路:RI()Ir(E)U0。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。UI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。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(1)閉合電路中的能量轉化qEqU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:EIU外IU內I EII2RI2r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
48、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。PEIRP,R時,P0。 RP,R0時,Pm。(4)外電路消耗的電功率:又稱之為電源的輸出功率。PU外I定性分析:I U外EIr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。PROUIOR1 r R2RrEE/rE/2rE/2定量分析:P外U外I(當Rr時,電源的輸出功率為最大,P外max)圖象表述:從PR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。(5)內電路消耗的電功率:是指電源內電阻發熱的功率。P內U內I RP內,
49、RP內。(6)電源的效率:電源的輸出功率與總功率的比值。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,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;單一組數據計算,誤差較大應該測出多組(u,I)值,最后算出平均值作圖法處理數據,(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E和
50、內阻r有甲、乙兩種接法,如圖甲法中:所測得E和r都比真實值小,乙法中:E測=E真,且r測= r+rA。(三)電源電動勢E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E=UAUB/(UAU)。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Ro使電表指針滿偏,得 IgE/(r+Rg+Ro) 接入被測電阻Rx后通過電表的電流為 IxE/(r+Rg+Ro+Rx)E/(R中+Rx) 由于Ix與Rx對應,
51、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。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;GR2S2R1S1R1SVR2一、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AVR大R測=RX+RA > RX適于測大電阻Rx >外AVR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:左端為定端,M、N端為動端。動端分別與M接時(I1;u1) ,動端與N接時(I2;u2)若I有較大變化(即)說明v有較大電流通過,采用內接法若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)Rx與 Rv、RA粗略比較 計算比較法 Rx 與 比較 當Rv、RA及Rx末知時,采用實驗判斷法:二、滑動變阻器接法( 限流式、調壓式 )電路圖電壓變化范圍電流變化范圍優勢選擇方法限流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通電前調到最大分壓0E0電壓變
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