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文檔簡介

1、資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 物理學問點總結 ;力的種類 :( 13 個 性質力) 這些性質力是受力分析不行少的 “是受力分析的基礎” 力的種類 :( 13 個性質力) 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 萬有引力定律 B 2 彈力: F= Kx 2 胡克定律 B 3 滑動摩擦力: F 滑= NA B 3 滑動摩擦定律 B 4 牛頓第確定律 B 4 靜摩擦力: O f 靜 f m 由運動趨勢和平穩方程去判定 5 牛頓其次定律 B 力學 5 浮力: F 浮 = gV 排 6 牛頓第三定律 B 6 壓力 : F= PS

2、= ghs 7 動量守恒定律 B 7 萬有引力: F 引 =G m m 2 8 機械能守恒定律 B 9 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 r28 庫侖力: F=K q1 q2 真空中,點電荷 r213 電阻定律 B 電學 9 電場力: F 電 =q E =q u14 閉合電路的歐姆定律 B d15 法拉第電磁感應定律 10 安培力:磁場對電流的作用力 16 楞次定律 B F= BIL B I 方向:左手定就 17 反射定律 18 折射定律 B 11 洛侖茲力:磁場對運動電荷的作用力 f=BqV B V 方向:左手定就 定理: 12 分子力: 分子間的

3、引力和斥力同時存在 ,都隨距離的增 大而減小 ,隨距離的減小而增大 ,但斥力變化得快; 動量定理 B 動能定理 B 做功跟動能轉變的關系 13 核力: 只有相鄰的核子之間才有核力,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動 (平穩態問題) ; 2 勻變速直,曲線運動 (以下均為非平穩態問題); 3 類平拋運動; 4 勻速圓周運動; 5 振動; 受力分析入手 (即力的大小,方向,力的性質與特點,力的變化及做功情形等); 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); 最終分析做功過程及能量的轉化過程; 然后挑選適當的力學基本規律 進行定性或定量的爭辯; 強調:用

4、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 )是高中物理的重點,難點 運動分類:(各種運動產生的力學和運動學條件及運動規律 高考中常顯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 勻速直線運動 F 合=0 a=0 V 00 勻變速直線運動:初速為零或初速不為零, 勻變速直,曲線運動 決于 F 合 與 V 0 的方向關系 但 F 合 = 恒力 精品文檔 第 1 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 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 圓周運動: 豎直平面內的圓周運動 最低

5、點和最高點 ;勻速圓周運動 關鍵搞清楚是什么力供應作向心力 簡諧運動;單擺運動; 波動及共振; 分子熱運動; 與宏觀的機械運動區分 類平拋運動; 帶電粒在電場力作用下的運動情形;帶電粒子在 ;物懂得題的依據 : f 洛 作用下的勻速圓周運動 (1)力或定義的公式 (2) 各物理量的定義,公式 (3)各種運動規律的公式 (4)物理中的定理,定律及數學函數關系或幾何關系 幾類物理基礎學問要點: 凡是性質力要知:施力物體和受力物體; 對于位移,速度,加速度,動量,動能要知參照物; 狀態量要搞清那一個時刻(或那個位置)的物理量; 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) 加速度

6、 a 的正負含義:不表示加減速; 如何判定物體作直,曲線運動; 如何判定加減速運動; 如何判定超重,失重現象; 如何判定分子力隨分子距離的變化規律 a 的正負只表示與人為規定正方向比較的結果; 依據電荷的正負,電場線的順逆 可判定電勢的高低 電荷的受力方向;再跟據移動方向 其做功情 況 電勢能的變化情形 V ;學問分類舉要 1力的合成與分解,物體的平穩 求 F 1 , F2 兩個共點力的合力的公式: 2 F1 2 F2 2F1 F2 COS F2 F F1 合力的方向與 F1 成 角: tg = F1 F2 sin F2 cos 留意: 1 力的合成和分解都均遵從平行四邊行定就; 2兩個力的合

7、力范疇: F1 F2F F1 +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; 共點力作用下物體的平穩條件:靜止或勻速直線運動的物體,所受合外力為零; F=0 或 Fx=0 Fy =0 按比例可平移為一個封閉的矢量三角形 推論: 1 非平行的三個力作用于物體而平穩 ,就這三個力確定共點; 2 幾個共點力作用于物體而平穩,其中任意幾個力的合力與剩余幾個力 三力平穩 :F3=F 1 +F 2 摩擦力的公式: 1 滑動摩擦力: f= N一個力 的合力確定等值反向 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 G b, 為滑動摩擦系數,只與接觸面材料和粗

8、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 . 精品文檔 第 2 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 2 靜摩擦力: 由物體的平穩條件或牛頓其次定律求解 , 與正壓力無關 . 大小范疇: O f 靜 fm f m 為最大靜摩擦力與正壓力有關 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,仍可以與運動方向成確定夾角; b,摩擦力可以作正功,也可以作負功,仍可以不作功; 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,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

9、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; 依據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 立牛頓其次定律的重量式,經常能解決一些較復雜的問題; 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 規律 : V t = V 0 + a t S =

10、vo t + 122 21 推論 : V t V 0 = 2as (勻加速直線運動: a 為正值 a t 2及幾個重要推論: 勻減速直線運動: a 為正值) 2 V0 A B 段中間時刻的即時速度 : V t/ 2 = 2Vt = s (如為勻變速運動)等于這段的平均速度 t 3 AB 段位移中點的即時速度 : V s/2 = 2 vo 2vt 22 vo 22 vt x vt v v0 vt V0 V t/ 2 = V = 2Vt = s = t SN 1SN = V NV s/2 = 2at vt v0 2T x v0t 1 2 at 2 2ax 勻速: V t/2 =V s/2 ; 勻加

11、速或勻減速直線運動: V t/2 Vs/2 2 vt 2 v0 4 S 第 t 秒 = St-S t-1= v o t +12 a t vo t 1 + 12 1a t 1 = V 0 + a t 2225 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: 3 n; 2n-1; nn 1 在 1s , 2s,3s ns 內的位移之比為 12:22: 32 n2; 在第 1s 內,第 2s 內,第 3s 內 第 ns 內的位移之比為 1: 3:5 從靜止開頭通過連續相等位移所用時間之比為 1: 21 : 3 2 通過連續相等位移末速度比為 1:

12、2: 3n6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 試驗規律: .先考慮減速至停的時間 .“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 來爭辯物體的運動規律: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; s = aT2(判定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 V 可快速求位移) 精品文檔 第 3 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 vt s sn 1sn 是判定物體是否作勻變速直線運動

13、的方法; s = aT2求的方法 V N= V = s = t SN 1SN v t/2 v 平 v 0 2T 2t 2T 求 a 方法: s = aT 2 SN 3 一 SN =3 aT 2 Sm 一 Sn= m-n 2 aT 畫出圖線依據各計數點的速度 , 圖線的斜率等于 a; 識圖方法 :一軸,二線,三斜率,四周積,五截距,六交點 探究勻變速直線運動試驗 :下圖為打點計時器打下的紙帶;選點跡清楚的一條,舍掉開頭比較密集的點跡,從便于 測量的地方取一個開頭點 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 有四個點未畫出)測出相鄰計數點間的距離 s1, s2,

14、 s3 -1 v/ms 3T 4T 5T t6/Ts s1 s2 s3 A B CD利用打下的紙帶可以: 0 T 2T 求任一計數點對應的即時速度 v:如 v c s2 s3 其中記數周期: T=5 ) 2T 利用上圖中任意相鄰的兩段位移求 a:如 as3 s2 T 2 利用“逐差法”求 a: as4 s5 s6 s1 s2 s3 2 9T 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; 留意: 點 a. 打點計時器打的點仍是人為選取的計數點 距離 b. 紙帶的記錄方式,相鄰記數間的距離仍是各點距第一個記數點的距離;

15、 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. 留意單位;一般為 cm 試通過運算推導出的剎車距離 s 的表達式:說明大路旁書寫“嚴禁超載,超速及酒后駕車” 以及“雨天路滑車輛減速行駛”的原理; 解:( 1),設在反應時間內,汽車勻速行駛的位移大小為 s1 ;剎車后汽車做勻減 速直線運動的位移大小為 s2 ,加速度大小為 a ;由牛頓其次定律及運動學公式有: 1234s1 v0 t0 . . a2F mmg . v 0 2 as 2 . . s

16、s1 s2 . . 精品文檔 第 4 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 由以上四式可得出: s v t 0 0 2 2 v 0g . 5F 超載 (即 m增大),車的慣性大,由 m5式,在其他物理量不變的情形下剎車距離就會增 長,遇緊急情形不能準時剎車,停車,危險性就會增加; 同理超速 v0 增大 ,酒后駕車 t0 變長 也會使剎車距離就越長,簡潔發生事故; 雨天道路較滑,動摩擦因數 長,汽車較難停下來; 將減小,由 式,在其他物理量不變的情形下剎車距離就越 因此為了提示司機伴侶在大路上行車安全,在大路旁設置“嚴禁超載,超速及酒后 駕車”以及“雨天路滑車輛減速行駛

17、”的警示牌是特殊有必要的; 思維方法篇 1平均速度的求解及其方法應用 一 s 普遍適用于各種運動; V 0v = 2V t 只適用于加速度恒定的勻變速直線運動 用定義式: v t 2巧選參考系求解運動學問題 3追及和相遇或防止碰撞的問題的求解方法: 兩個關系和一個條件: 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,是分析判定的切入點; 關鍵:在于把握兩個物體的位置坐標及相對速度的特殊關系; 基本思路:分別對兩個物體爭辯,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,必要時進行爭辯; 追及條件:

18、追者和被追者 v 相等是能否追上,兩者間的距離有極值,能否防止碰撞的臨界條件; 爭辯: 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 永久追不上,但此時兩者的距離有最小值 如 S 追 V 被追 就仍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 AtA + B tB =2 3.勻速圓周運動物體 :同向轉動: A tA = BtB+n2 ;反向轉動: 4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

19、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 解題常規方法: 公式法 包括數學推導 ,圖象法,比例法,極值法,逆向轉變法 3豎直上拋運動 : 速度和時間的對稱 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 0 加速度為 g 的勻減速直線運動; 精品文檔 第 5 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 3 從拋出到落回原位置的時間 Vo :t =2 g1上升最大高度 :H = 2 Vo 2 上升的時間 :t= Vo 2 g g4上升,下落經過同

20、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 = V o t 12 g t ; V t = V o g t ; V 2 V o = 2 2gS S,Vt 的正,負號的懂得 24.勻速圓周運動 角速度: = t 22 f 線速度 : V= s 2 R = t T = R=2 f R T 向心加速度: a = 2 v 2R42R42 2 f R= v A tA + BtB=2 R2 T 向心力: F= ma = m v 2 Rm 2 R= m 42Rm4 2 n2 R 2 T 追及 相遇 相距最近的問題:同向轉動: A tA = B tB

21、 +n2 ;反向轉動: 留意: 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供應; 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供應 ; 5.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轉變,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;

22、 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確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 x , 位移與水平方向夾角為 . 以物體的動身點為原點,沿水平和豎直方向建立坐標; 依平拋規律有 : 速度: Vx= V0 Vy=gt v 2 vx 2 v y tan v y gt y v x v 0 x x 位移 : S x= Vot 精品文檔 第 6

23、 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 1 gt 2 v0 sy 12 gt y 1 2 gt 2s 2 sx 2 sy tan 2x v0 t 由得: tan 1 tan 2即 y x 1y 2 x x 所以: x 1 x 2 式說明: 做平拋運動的物體,任意時刻速度的反向延長線確定經過此時沿拋出方向水總位移的中點; “在豎直平面內的圓周,物體從頂點開頭無初速地沿不同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 從靜止開頭下滑,如以下圖;為 了使質點在最短時間內從 O 點到達斜面,就斜槽與豎直方面的夾角 等于多少? 7.牛頓其

24、次定律: F 合 = ma(是 矢量式) 或者 Fx = m ax Fy = m a y 懂得: 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 如合外力恒定,就加速度大小,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始終線時,物體做勻變速直線運動 依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; 如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

25、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 僅轉變速度的方向,不轉變速度的大小 物體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和運動學特點 精品文檔 第 7 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 綜上所述: 判定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,仍要從功和能,沖量和動量的角度,進一步爭辯運動規律 8.萬有引力及應用 :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

26、萬 類似原子模型 Rh32 公式: G Mm =man,又 an = 2 v 2r22 r , 就 v= GM , GM , T= 2r3r2rT rr3GM 3 求中心天體的質量 M 和密度 由 G Mm =m 22 r =m T 2 r M= 4 2 3 r r3恒量 r22 GT 2 T = 4M3 3 r 當 r=R 即近地衛星繞中心天體運行時 = 332323 R3 2GR T 2 GT GTGTR3近遠(M= V 球 = 4r) s 球面 =4 2 r s= 2 r光的垂直有效面接收,球體推動輻射 s =2球冠 Rh 3軌道上正常轉: F 引=G Mm = F 心 = ma心 =

27、m v 2 Rm2R= m 42R m4 2 2 n Rr22 T 地面鄰近: G Mm = mg GM=gR 2黃金代換式 mg = m v 2 Rv gR =v 第一宇宙 R2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 Mm = m 2 v v GM r2Rr精品文檔 第 8 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 ; 【爭辯】 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 沿圓軌道運動的衛星的幾個結論 : v= GM

28、, GM , T= 2r3r3GM r懂得近地衛星:來歷,意義 萬有引力重力 =向心力, r 最小 時為地球半徑, 最大的運行速度 =v 第一宇宙 最小的發射速度 ; T 最小 同步衛星幾個確定: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 104km 為地球半徑的 倍 V 同步 V 第一宇宙 =15 o/h地理上時區 a2運行速度與發射速度,變軌速度的區分 衛星的能量 :r 增 v 減小 EK 減小 F2 m1m2 N1 N2 為什么 N5 對 6= mF m 為第 6 個以后的質量 第 12 對 13 的作用力 N 12 對 13= n -12m F

29、 nm M2. 水流星模型 豎直平面內的圓周運動 是典型的變速圓周運動 爭辯物體通過最高點和最低點的情形,并且經常顯現臨界狀態; 圓周運動實例 火車轉彎 汽車過拱橋,凹橋 3飛機做俯沖運動時,飛行員對座位的壓力; 物體在水平面內的圓周運動(汽車在水平大路轉彎,水平轉盤上的物體,繩拴著的物體在光滑水平面上 繞繩的一端旋轉)和物體在豎直平面內的圓周運動(翻動過山車,水流星,雜技節目中的飛車走壁等); 萬有引力衛星的運動,庫侖力電子繞核旋轉,洛侖茲力帶電粒子在勻強磁場中的偏轉,重 力與彈力的合力錐擺,( 關健要搞清楚向心力怎樣供應的) (1) 火車轉彎 : 設火車彎道處內外軌高度差為 h,內外軌間距

30、 L,轉彎半徑 R;由于外軌略高于內軌,使 得火車所受重力和支持力的合力 F 合 供應向心力; 由 F 合 mg tan mg sin mg L hm v0 R 2 得 v 0 Rgh(v 為轉彎時規定速度) v L gtan R 是內外軌對火車都無摩擦力的臨界條件 當火車行駛速率 V等于 V0時, F合 =F向 ,內外軌道對輪緣都沒有側壓力 當火車行駛 V大于 V0時, F 合 F向 ,內軌道對輪緣有側壓 F合 -m v 2 R力, N= 即當火車轉彎時行駛速率不等于 V0時,其向心力的變化可由內外軌道對輪緣側壓力自行調劑,但調劑程度 不宜過大,以免損壞軌道 ;火車提速靠增大軌道半徑或傾角來

31、實現 (2)無支承 的小球,在豎直平面內作圓周運動過最高點情形: 受力:由 mg+T=mv/L 知, 小球速度越小 , 繩拉力或環壓力 T 越小 , 但 T 的最小值只能為零 , 此時小球以重力供應作向心 力 結論:通過最高點時繩子 或軌道 對小球沒有力的作用 可懂得為恰好通過或恰好 . 通不過的條件 ,此時只有重力供應作向心力 做圓周仍是平拋運動; . 留意爭辯:繩系小球從最高點拋出 能過最高點條件: V V臨 (當 V V臨 時,繩,軌道對球分別產生拉力,壓力) 不能過最高點條件: V tg 物體靜止于斜面 V B= 2gR 整體下擺 2mgR=mg R1 2 + mv A 2 2 12

32、mv B V B 2 VA = 2 V B 2V A VA = 3gR ; 55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 在沿繩連接方向 可直可曲 ,具有共同的 v 和 a; 特殊留意:兩物體不在沿繩連接方向運動時,先應把兩物體的 v 和 a 的關系式, v 和 a 在沿繩方向分解,求出兩物體的 被拉直瞬時,沿繩方向的速度突然消逝,此瞬時過程存在能量的缺失; 爭辯:如作圓周運動最高點速度 V0m 2 時, v10,v 20 v 1與 v1 方向一樣;當 m1m 2 時, v1v1, v2 2v 1 高射炮打蚊子 當 m1=m2 時, v 1=0 ,v2=v 1

33、 即 m1 與 m2 交換速度 當 m1m 2 時, v10 v 2與 v1 同向;當 m1m 2 時, v 2 2v1 B初動量 p1 確定,由 p2 =m2v 2= 2m1m2 v1 2 m1v1 ,可見,當 m1m 2 時, p22m1v1 =2p1 m1 m2 m 1m2 1C初動能 EK1確定,當 m1=m2 時, EK2 =EK1 完全非彈性碰撞應中意: m1v1 m2 v2 m1 m2 v v m1 v1 m2 v2 m1 m2 2E 1m1v1 1m2 v2 1m1 m2 v 2 1 m1m2 v1 v2 損 2 2 2 2 m1 m2 一動一靜的完全非彈性碰撞( 子彈打擊木塊

34、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 或系統的勢能最大等等多種說法 . m1v1 0 m1 m2 v v m1v1 (主動球速度上限,被碰球速度下限) m1 m2 1 2 1 2 m1 v1 0 m1 m2 v E2 2 損 2E 損 1m1v1 2 1m1 m2 v 2 m1 m2 v1 m2 1m1v1 2 m2 Ek 1 2 2 2 m1 m2 m1 m2 2 m1 m2 爭辯: E 損 可用于克服相對運動時的摩擦力做功轉化為內能 E 損 =fd 相 = mgd 相 = 1mv 0 一 m 2 12 Mv 2 = 2 mMv 0d 相 = 2 mMv

35、0 = mMv 2M 022m M 2m Mf 2 gm 也可轉化為彈性勢能; 轉化為電勢能,電能發熱等等;(通過電場力或安培力做功) 由上可爭辯主動球,被碰球的速度取值范疇 m1 - m 2 v 1 v 主 m 1v 0 m 1v 0 v2m 1 v1 m1 m 2 m 1 m 2 m1 m 2 m 1 m 2 被 “碰撞過程”中四個有用推論 推論一: 彈性碰撞前,后,雙方的相對速度大小相等,即: u2 u1 = 1 2 推論二: 當質量相等的兩物體發生彈性正碰時,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

36、約; 精品文檔 第 16 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 碰撞模型 s v 1v0 v0 B v M v0LA A B A 其它的碰撞模型: 證明:完全非彈性碰撞過程中機械能缺失最大; 證明:碰撞過程中機械能缺失表為: E= 1 m 1 1 2 + 1 m2 2 2 1 m1 u1 2 1 m2u2 22 2 2 2由動量守恒的表達式中得: u2= 1 m 1 1+m 2 2 m1u1 m2 代入上式可將機械能的缺失 E 表為 u1 的函數為: E= m1 m1 m2 u1 2 m1 m1 1 m2 2 u1+ 1 m1 1 + 2 1 m22 2 1 m11

37、+m2 2 22m2 m2 2 2 2 m2 這是一個二次項系數小于零的二次三項式,明顯:當 u1 =u2= m 1 1 m 1 m m 2 22 時, 即當碰撞是完全非彈性碰撞時,系統機械能的缺失達到最大值 Em= 1m1 1 2+ 1m2 2 2 1 m1 m2 m1 1m1 m2 2 2 222m2 歷年高考中涉及動量守量模型的運算題都有: 對比圖表 一質量為 M 的長木板靜止在光滑水平桌面上 .一質量為 m 的小 滑塊以水平速度 v0 從長木板的 一端開頭在木板上滑動 , 直到離 A x 3x 開木板 .滑塊剛離開木板時速度 mO 為 V0 /3,如把此木板固定在水平 面上 , 其它條

38、件相同 , 求滑塊離 開木板時速度 . 1996 年全國廣東 24 題 1995 年全國廣東 30 題壓軸題 1998 年全國廣東 25 題軸題 12 分 1997 年全國廣東 25 題軸題 12 分 試在下述簡化情形下由牛頓定 律導出動量守恒定律的表達 式:系統是兩個質點,相互作 用力是恒力,不受其他力,沿 直線運動要求說明推導過程中 精品文檔 質量為 M 的小船以速度 V 行駛,船上有 兩個質量皆為 m 的小孩 a 和 b,分別靜止 站在船頭和船尾 . 現小孩 a 沿水平方向以 速率 v相對于靜止水面 向前躍入水中, 第 17 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝

39、 每步的依據,以及式中各符號 和最終結果中各項的意義; 1999 年全國廣東 20 題 12 分 2022 年全國廣東 22 壓軸題 2022 年廣東河南 17 題 12 分 M 21 Nv 2022 年廣東 19 題 2022 年廣東 19,20 題 B l2022 年廣東 15,17 題 lO LB O LP CH2A 2022 年廣東 18 題 2022 年廣東 16,18 題 2022 年廣東 17 題 P v LE LB E E 5 6 t AP N R B P RDP A O 0T 2 3 4 ( C( 2022 年廣東 19 題,第 20 題 子彈打木塊模型:物理學中最為典型的碰

40、撞模型 確定要把握 子彈擊穿木塊時 ,兩者速度不相等; 子彈未擊穿木塊時 ,兩者速度相等 .這兩種情形的臨界情形 是:當子彈從木塊一端到達另一端, 相對木塊運動的位移等于木塊長度時, 兩者速度相等 例題: 設質量為 m 的子彈以初速度 v0 射向靜止在光滑水平面上的質量為 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:子彈和木塊最終共同運動,相當于完全非彈性碰撞; 從動量的角度看,子彈射入木塊過程中系統動量守恒: mv0 Mm v 設平均阻力大小為 f, 從能量的角度看, 該過程系統缺失的動能全部轉化為系統的內能; 設

41、子彈,木塊的位移大小分別為 s1 ,s2,如以下圖,明顯有 s1-s2=d 精品文檔 第 18 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 Mm 2 v 0 對子彈用動能定理: f s 1mv 0 2 1 mv 22 2 對木塊用動能定理: f s 1Mv 22,相減得: f d12 mv 01M2 m v 222 M m式意義: f d 恰好等于系統動能的缺失; 依據能量守恒定律, 系統動能的缺失應當等于系統內能的增加; 可見 f d Q ,即兩物體由于相對運動而摩擦產生的熱 機械能轉化為內能 ,等于摩擦力大小與兩物體相 對滑動的路程的乘積 由于摩擦力是耗散力,摩擦生熱跟

42、路徑有關,所以這里應當用路程,而不是用位移 ; 2由上式不難求得平均阻力的大小: f Mmv 02 M m d 至于木塊前進的距離 s2,可以由以上, 相比得出: s 2M mm d從牛頓運動定律和運動學公式動身,也可以得出同樣的結論;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: s2 d v 0 v / 2 v 0 v d v0 M m m, , s2 ds2 v / 2 v s2 v m M m一般情形下 M m,所以 s2 R X R x R v R A Rx R A R v A R適于測大電阻 外 V R測 = I v UI RR x R v v Rx

43、Rx RA Rv RX n 倍的 Rx R附加功耗小 通電前調到最大 調壓 0 E 滑電壓變化范疇大 Rx 比較大, R 滑 比較小 0 E R x 要求電壓 R 滑全 R x/2 從 0 開頭變化 通電前調到最小 以“供電電路”來把握“測量電路”:接受以小控大的原就 電路由測量電路和供電電路兩部分組成 ,其組合以減小誤差 ,調整處理數據兩便利 R 滑 唯獨:比較 R 滑 與 Rx確定 把握電路 R 滑 不唯獨:實難要求 確定把握電路 R 滑 實難要求:負載兩端電壓變化范疇大; Rx R 滑 10 Rx 限流方式 負載兩端電壓要求從 0 開頭變化; RX 10 R 滑 R x 分壓接法 電表量

44、程較小而電源電動勢較大; 有以上 3 種要求都接受調壓供電; R 滑 Rx 兩種均可,從節能角度選限流 三,選試驗試材 外表 和電路 ,無特殊要求都接受限流供電 按題設試驗要求組裝電路 ,畫出電路圖 , 能把實物接成試驗電路 ,細心按排操作步驟 ,過程中需要測 .物理量 ,結 果表達式中各符號的含義 . 1 選量程的原就: 測 u I,指針超過 1/2 , 測電阻刻度應在中心鄰近 . 2方法: 先畫電路圖 , 各元件的連接方式 先串再并的連線次序 明確表的量程 ,畫線連接各元件 , 鉛筆先畫 ,查實無誤后 ,用鋼筆填 , 先畫主電路 ,正極開頭按次序以單線連接方式將主電路元件依次串聯 3 留意

45、事項: 表的量程選對 ,正負極不能接錯; 導線應接在接線柱上 ,后把并聯無件并上 . ,且不能分叉; 不能用鉛筆畫 用伏安法測小電珠的伏安特性曲線:測量電路用外接法,供電電路用調壓供電; 4 實物圖連線技術 無論是分壓接法仍是限流接法都應當先把伏安法部分接 好;即:先接好主電路 供電電路 . 對限流電路,只需用筆畫線當作導線,從電源正極開頭,把電源,電鍵,滑動變阻器,伏安 ; 法四部分依次串聯起來即可 留意電表的正負接線柱和量程 ,滑動變阻器應調到阻值最大處 對分壓電路, 應當先把電源, 電鍵和滑動變阻器的全部電阻絲三部分用導線連接起來, 然后 在滑動變阻器電阻絲兩端之中任選一個接頭, 比較該

46、接頭和滑動觸頭兩點的電勢高低, 依據 伏安法部分電表正負接線柱的情形,將伏安法部分接入該兩點間; 精品文檔 第 31 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 實物連線的總思路 分壓 (滑動變阻器的下兩個接線柱確定連在電源和電鍵的兩端) 畫出電路圖連滑動變阻器 限流(一般連上一接線柱和下一接線柱) (兩種情形合上電鍵前都要留意滑片的正確位 電表的正負接線柱 連接總回路: 總開關確定接在干路中 導線不能交叉 微安表改裝成各種表:關健在于原理 第一要知:微安表的內阻,滿偏電流,滿偏電壓; 接受半偏法先測出表的內阻;最終要對改裝表進行較對; 1 改為 V 表:串聯電阻分壓原理

47、ug u - ug Ru - ug R n -1R g n 為量程的擴大倍數 Rg Rug 2 改為 A 表:并聯電阻分流原理 I gRg I - I gR RI g Rg 1 Rg n -1 n 為量程的擴大倍數 I - I g 3 改為歐姆表的原理 兩表筆短接后 , 調劑 Ro 使電表指針滿偏,得 I g E/r+R g+R o 接入被測電阻 Rx 后通過電表的電流為 I x E/r+R g+R o+R x E/R 中+R x 由于 I x 與 Rx 對應,因此可指示被測電阻大小 磁場 基本特性 ,來源 , 方向 小磁針靜止時極的指向 ,磁感線的切線方向 , 外部 N S內部 S N 組成

48、閉合曲線 要熟識五種典型磁場的磁感線空間分布(正確分析解答問題的關健) 腦中要有各種磁源產生的磁感線的立體空間分布觀念;會從不同的角度看,畫,識 能夠將 各種磁感線分布圖 磁感線分布的立體,空間圖轉化成不同方向的平面圖(正視,符視,側視,剖視圖) 磁場 安培右手定就:電產生磁 安培分子電流假說,磁產生的實質 磁現象電本質 奧斯特和羅蘭試驗 安培左手定就 與力有關 磁通量概念確定要指明“是哪一個面積的,方向如何”且是雙向標量 精品文檔 第 32 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 F 安=B I L 推導 f 洛=q B v 建立電流的微觀圖景 物理模型 從安培力 F

49、=ILBsin 和 I=neSv 推出 f=qvBsin ; 典型的比值定義 E= F E=k Q 2 B= F B=k I 2 u= w a bA WA 0 R= u R= L C= Q C= s q r I L r q q I S u 4 k d 磁感強度 B:由這些公式寫出 B 單位,單位 公式 B=I L F ; B=S ; E=BLv B= Lv E ; B=kr I 2 (直導體); B= NI (螺線管) 2 uqBv = m v R = mv B = mv ; qBv qE B E d uR qB qR v v dv 電學中的三個力 : F 電 =q E =q u F 安 =B

50、 I L f 洛 = q B vd留意: F安 =B I L , B I 時;, B | I 時;, B 與 I 成夾角時 f 洛 = q B v, Bv 時, f 洛 最大, f 洛 = q B v(f B v 三者方向兩兩垂直且力 f 方向時刻與速度 v 垂直) 導致粒子做勻速圓周運動; , B | v 時, f 洛 =0 做勻速直線運動; , B 與 v 成夾角時,(帶電粒子沿一般方向射入磁場), 可把 v 分解為(垂直 B 重量 v,此方向勻速圓周運動;平行 B 重量 v| ,此方向勻速直線運動;) 合運動為等距螺旋線運動; 安培力的沖量: t m v帶電粒子在洛侖茲力作用下的圓周 或

51、部分圓周 運動 帶電粒子在磁場中圓周運動(關健是畫出運動軌跡圖 ,畫圖應規范 ) ,找圓心和確定半徑 2規律: qBv m v R R mv qB 不能直接用 T 2 R v 2 m qB 1,找圓心: 圓心的確定 因 f 洛確定指向圓心, f 洛v 任意兩個 f 洛方向的指向交點為圓心 ; 任意一弦的中垂線確定過圓心; 兩速度方向夾角的角平分線確定過圓心; 精品文檔 第 33 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 2, 求半徑 兩個方面 : 物理規律 qBv 2 m v RRmv qB 由軌跡圖得出與半徑 R 有關的幾何關系方程 解題時應突出這兩條方程 幾何關系:速

52、度的偏向角 =偏轉圓弧所對應的圓心角 回旋角 =2 倍的弦切角 相對的弦切角相等,相鄰弦切角互補 由軌跡畫及幾何關系式列出:關于半徑的幾何關系式去求; 3,求粒子的運動時間 :偏向角(圓心角,回旋角) =2 倍的弦切角 ,即 =2 t 圓心角 回旋角 T t =圓心角 回旋角 2 或360 0 T 0 2 或 360 4,圓周運動有關的對稱規律:特殊留意在文字中隱含著的臨界條件 a,從同一邊界射入的粒子,又從同一邊界射出時,速度與邊界的夾角相等; b,在圓形磁場區域內,沿徑向射入的粒子,確定沿徑向射出; 留意:均勻輻射狀的勻強磁場,圓形磁場,及周期性變化的磁場; 專題:帶電粒子在復合場中的運動

53、 一,復合場的分類: 1,復合場: 2,疊加場: 二,帶電粒子在復合場電運動的基本分析 三,電場力和洛倫茲力的比較 1. 在電場中的電荷,不管其運動與否,均受到電場力的作用; 而磁場僅僅對運 動著的,且速度與磁場方向不平行的電荷有洛倫茲力的作用 2. 電場力的大小 FEq,與電荷的運動的速度無關; 而洛倫茲力的大小 f=Bqvsin ,與電荷運動的速度大小和方向均有關 3. 電場力的方向與電場的方向或相同,或相反; 而洛倫茲力的方向始終既和磁場垂直,又和速度方向垂直 4. 電場力既可以轉變電荷運動的速度大小,也可以轉變電荷運動的方向, 而洛倫茲力只能轉變電荷運動的速度方向 .不能轉變速度大小

54、5. 電場力可以對電荷做功,能轉變電荷的動能; 而洛倫茲力不能對電荷做功,不能轉變電荷的動能 6. 勻強電場中在電場力的作用下 ,運動電荷的偏轉軌跡為拋物線 ; 勻強磁場中在洛倫茲力的作用下 ,垂直于磁場方向運動的電荷的偏轉軌跡為圓弧 四,對于重力的考慮 重力考慮與否分三種情形 五,復合場中的特殊物理模型 1粒子速度挑選器 如以下圖,粒子經加速電場后得到確定的速度 向相反,如使粒子沿直線從右邊孔中出去,就有 子電量,電性,質量無關 v 0,進入正交的電場和磁場,受到的電場力與洛倫茲力方 qv 0B qE,v0=E/B,如 v= v 0=E/B ,粒子做直線運動,與粒 如 vE/B,電場力大,粒

55、子向電場力方向偏,電場力做正功,動能增加 如 vE/B,洛倫茲力大,粒子向磁場力方向偏,電場力做負功,動能削減 2.磁流體發電機 如以下圖,由燃燒室 O 燃燒電離成的正,負離子(等離子體)以高速;噴入偏轉磁場 B 中在洛倫茲 精品文檔 第 34 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 力作用下,正,負離子分別向上,下極板偏轉,積存,從而在板間形成一個向下的電場兩板間形成確定 的電勢差當 qvB=qU/d 時電勢差穩固 UdvB,這就相當于一個可以對外供電的電源 3.電磁流量計 電磁流量計原理可說明為:如以下圖,一圓形導管直徑為 d,用非磁性材料制成,其中有可以導電的液體

56、 向左流淌導電液體中的自由電荷(正負離子)在洛倫茲力作用下縱向偏轉, a,b 間顯現電勢差當自由電 荷所受電場力和洛倫茲力平穩時, a, b 間的電勢差就保持穩固 由 Bqv=Eq=Uq/d ,可得 v=U/Bd. 流量 Q=Sv= Ud/4B 4.質譜儀:如以下圖:組成:離子源 原理:加速場中 qU= .mv 2O,加速場 U,速度挑選器( E,B),偏轉場 B2,膠片 挑選器中 : Bqv=Eq v E B 1 2偏轉場中 :d 2r, qvB 2 mv /r 比荷 : q m 2E B1B2d質量 m B1 B2 dq 2E 作用:主要用于測量粒子的質量,比荷,爭辯同位素 5.回旋加速器

57、 如以下圖:組成:兩個 D 形盒,大型電磁鐵,高頻振蕩交變電壓,兩縫間可形成電壓 U高 作用:電場用來對粒子 (質子,氛核 ,a 粒子等)加速,磁場用來使粒子回旋從而能反復加速 能粒子是爭辯微觀物理的重要手段 要求:粒子在磁場中做圓周運動的周期等于交變電源的變化周期 關于回旋加速器的幾個問題 : 1 回旋加速器中的 D 形盒,它的作用是靜電屏蔽,使帶電粒子在圓周運動過程中只處在磁 場中而不受電場的干擾,以保證粒子做勻速圓周運動 2 回旋加速器中所加交變電壓的頻率 f, 與帶電粒子做勻速圓周運動的頻率相等 : f 1 qB T 2 m 2 2 23 回旋加速器最終使粒子得到的能量,可由公式 EK

58、 1 mv q B R 來運算, 2 2m 在粒子電量,質量 m 和磁感應強度 B 確定的情形下,回旋加速器的半徑 R 越大,粒子的 能量就越大 電磁感應: . 1. 法拉第電磁感應定律: 電路中感應電動勢的大小跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比,這 就是法拉第電磁感應定律; 內容:電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比; 發生電磁感應現象的這部分電路就相當于電源,在電源的內部電流的方向是從低電勢流向高電勢; 即:由負 到正 2. 感應電動勢的大小運算公式 垂直平動切割 1 E BLV 精品文檔 第 35 頁,共 98 頁資料收集于網絡 如有侵權請聯系網站 刪除 感謝 2

59、 E n n B s n B s =. 普適公式 法拉第電磁感應定律 t t t t 3 E= nBS sin ( t+ ); Em nBS 線圈轉動切割 24E BL /2 直導體繞一端轉動切割 5* 自感 E 自 n/ t L I 自感 t 3.楞次定律: 感應電流具有這樣的方向 ,即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量變化 ,這就是楞次定律; 內容: 感應電流具有這樣的方向,就是感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化; B 感 和 I 感 的方向判定 :楞次定律 右手 深刻懂得 “ 阻礙” 兩字的含義 I 感 的 B 是阻礙產生 I 感 的緣由 B 原 方向 .; B 原

60、 .變化 原方向是增仍是減 ; I 感方向 .才能阻礙變化;再由 I 感 方向確定 B 感 方向 ; 楞次定律的多種表述 從磁通量變化的角度: 感應電流的磁場總是阻礙引起感應電流的磁通量的變化; 從導體和磁場的相對運動: 導體和磁體發生相對運動時 ,感應電流的磁場總是阻礙相對運動; 從感應電流的磁場和原磁場: 感應電流的磁場總是阻礙原磁場的變化; 增反,減同 楞次定律的特例右手定就 在應用中常見兩種情形: 一是磁場不變, 導體回路相對磁場運動; 二是導體回路不動, 磁場 發生變化; 磁通量的變化與相對運動具有等效性:磁通量增加相當于導體回路與磁場接近,磁通 量削減相當于導體回路與磁場遠離;因此

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