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高中物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
在日常的學(xué)習(xí)中,很多人都經(jīng)常追著老師們要知識(shí)點(diǎn)吧,知識(shí)點(diǎn)也不一定都是文字,數(shù)學(xué)的知識(shí)點(diǎn)除了定義,同樣重要的公式也可以理解為知識(shí)點(diǎn)。還在苦惱沒有知識(shí)點(diǎn)總結(jié)嗎?下面是小編收集整理的高中物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié),希望對(duì)大家有所幫助。
高中物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)1
一、力物體的平衡
1、力是物體對(duì)物體的作用,是物體發(fā)生形變和改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即產(chǎn)生加速度)的原因。 力是矢量。
2、重力 (1)重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的。
〔注意〕重力是由于地球的吸引而產(chǎn)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(gè)分力。
但在地球表面附近,可以認(rèn)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(yuǎn)處G/=mg/,其中g(shù)/=[R/(R+h)]2g
(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(diǎn),物體的重心不一定在物體上。
3、彈力 (1)產(chǎn)生原因:由于發(fā)生彈性形變的物體有恢復(fù)形變的趨勢(shì)而產(chǎn)生的。
(2)產(chǎn)生條件:①直接接觸;②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(fā)生形變的物體。在點(diǎn)面接觸的情況下,垂直于面;
在兩個(gè)曲面接觸(相當(dāng)于點(diǎn)接觸)的情況下,垂直于過接觸點(diǎn)的公切面。
、倮K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。
、谳p桿既可產(chǎn)生壓力,又可產(chǎn)生拉力,且方向不一定沿桿。
(4)彈力的大小:一般情況下應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),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(nèi),彈簧彈力的大小和彈簧的形變量成正比,即F=kx。k為彈簧的勁度系數(shù),它只與彈簧本身因素有關(guān),單位是N/m。
4、摩擦力
(1)產(chǎn)生的條件:①相互接觸的物體間存在壓力;③接觸面不光滑;③接觸的物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)(滑動(dòng)摩擦力)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)(靜摩擦力),這三點(diǎn)缺一不可。
(2)摩擦力的方向:沿接觸面切線方向,與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反,與物體運(yùn)動(dòng)的方向可以相同也可以相反。
(3)判斷靜摩擦力方向的方法:
①假設(shè)法:首先假設(shè)兩物體接觸面光滑,這時(shí)若兩物體不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),則說明它們?cè)瓉頉]有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),也沒有靜摩擦力;若兩物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),則說明它們?cè)瓉碛邢鄬?duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),并且原來相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向跟假設(shè)接觸面光滑時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相同。然后根據(jù)靜摩擦力的方向跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反確定靜摩擦力方向。
、谄胶夥:根據(jù)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(jù)各自的規(guī)律去分析求解。
①滑動(dòng)摩擦力大小:利用公式f=μF N 進(jìn)行計(jì)算,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(guān)。或者根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用平衡條件或牛頓定律來求解。
、陟o摩擦力大小:靜摩擦力大小可在0與f max 之間變化,一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由平衡條件或牛頓定律來求解。
5、物體的受力分析
(1)確定所研究的物體,分析周圍物體對(duì)它產(chǎn)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(cuò)誤地認(rèn)為通過“力的傳遞”作用在研究對(duì)象上。
(2)按“性質(zhì)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(zhì)力”混淆重復(fù)分析。
(3)如果有一個(gè)力的方向難以確定,可用假設(shè)法分析。先假設(shè)此力不存在,想像所研究的物體會(huì)發(fā)生怎樣的運(yùn)動(dòng),然后審查這個(gè)力應(yīng)在什么方向,對(duì)象才能滿足給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
6、力的合成與分解
(1)合力與分力:如果一個(gè)力作用在物體上,它產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,而那幾個(gè)力就叫做這個(gè)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(gè)已知力的合力,叫做力的合成。
共點(diǎn)的兩個(gè)力(F 1 和F 2 )合力大小F的取值范圍為:|F 1 -F 2 |≤F≤F 1 +F 2 。
(4)力的分解:求一個(gè)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(yùn)算)。
在實(shí)際問題中,通常將已知力按力產(chǎn)生的實(shí)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(diǎn)力的平衡
(1)共點(diǎn)力:作用在物體的同一點(diǎn),或作用線相交于一點(diǎn)的幾個(gè)力。
(2)平衡狀態(tài):物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止叫平衡狀態(tài),是加速度等于零的狀態(tài)。
(3)★共點(diǎn)力作用下的物體的平衡條件:物體所受的合外力為零,即∑F=0,若采用正交分解法求解平衡問題,則平衡條件應(yīng)為:∑Fx =0,∑Fy =0。
(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、正交分解法等等。
二、直線運(yùn)動(dòng)
1、機(jī)械運(yùn)動(dòng):一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置的改變叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng),它包括平動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式。為了研究物體的運(yùn)動(dòng)需要選定參照物(即假定為不動(dòng)的物體),對(duì)同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),所選擇的參照物不同,對(duì)它的運(yùn)動(dòng)的描述就會(huì)不同,通常以地球?yàn)閰⒄瘴飦硌芯课矬w的運(yùn)動(dòng)。
2、質(zhì)點(diǎn):用來代替物體的只有質(zhì)量沒有形狀和大小的點(diǎn),它是一個(gè)理想化的`物理模型。僅憑物體的大小不能做視為質(zhì)點(diǎn)的依據(jù)。
3、位移和路程:位移描述物體位置的變化,是從物體運(yùn)動(dòng)的初位置指向末位置的有向線段,是矢量。路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,是標(biāo)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于路程,只有在單方向的直線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)快慢的物理量。是矢量。
、倨骄俣:質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間(或位移)的平均速度v,即v=s/t,平均速度是對(duì)變速運(yùn)動(dòng)的粗略描述。
、谒矔r(shí)速度:運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度,方向沿軌跡上質(zhì)點(diǎn)所在點(diǎn)的切線方向指向前進(jìn)的一側(cè)。瞬時(shí)速度是對(duì)變速運(yùn)動(dòng)的精確描述。
(2)速率:①速率只有大小,沒有方向,是標(biāo)量。
、谄骄俾:質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)通過的路程和所用時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間內(nèi)的平均速率。在一般變速運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng),二者才相等。
5、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。
(2)定義:在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,速度的變化Δv跟發(fā)生這個(gè)變化所用時(shí)間Δt的比值,叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度,用a表示。
(3)方向:與速度變化Δv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(guān)。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。
6、勻速直線運(yùn)動(dòng) (1)定義:在任意相等的時(shí)間內(nèi)位移相等的直線運(yùn)動(dòng)叫做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)特點(diǎn):a=0,v=恒量。 (3)位移公式:S=vt。
7、勻變速直線運(yùn)動(dòng) (1)定義:在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化相等的直線運(yùn)動(dòng)叫勻變速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)特點(diǎn):a=恒量 (3)★公式: 速度公式:V=V0+at 位移公式:s=v0t+ at2
速度位移公式:vt2-v02=2as 平均速度V=
以上各式均為矢量式,應(yīng)用時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向,然后把矢量化為代數(shù)量求解,通常選初速度方向?yàn)檎较,凡是跟正方向一致的取?”值,跟正方向相反的取“-”值。
8、重要結(jié)論
(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移差值是恒量,即
ΔS=Sn+l –Sn=aT2 =恒量
(2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),在某段時(shí)間內(nèi)的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,即:
9、自由落體運(yùn)動(dòng)
(1)條件:初速度為零,只受重力作用。 (2)性質(zhì):是一種初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),a=g。
(3)公式:
10。運(yùn)動(dòng)圖像
(1)位移圖像(s-t圖像):①圖像上一點(diǎn)切線的斜率表示該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)速度;
、趫D像是直線表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),圖像是曲線則表示物體做變速運(yùn)動(dòng);
、蹐D像與橫軸交叉,表示物體從參考點(diǎn)的一邊運(yùn)動(dòng)到另一邊。
(2)速度圖像(v-t圖像):①在速度圖像中,可以讀出物體在任何時(shí)刻的速度;
②在速度圖像中,物體在一段時(shí)間內(nèi)的位移大小等于物體的速度圖像與這段時(shí)間軸所圍面積的值。
、墼谒俣葓D像中,物體在任意時(shí)刻的加速度就是速度圖像上所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的切線的斜率。
、軋D線與橫軸交叉,表示物體運(yùn)動(dòng)的速度反向。
⑤圖線是直線表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)動(dòng);圖線是曲線表示物體做變加速運(yùn)動(dòng)。
三、牛頓運(yùn)動(dòng)定律
★1、牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。
(1)運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性,物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持。
(2)定律說明了任何物體都有慣性。
(3)不受力的物體是不存在的。牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證。但是建立在大量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)之上,通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,利用人的邏輯思維,從大量現(xiàn)象中尋找事物的規(guī)律。
(4)牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ),不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為它是牛頓第二定律不受外力時(shí)的特例,牛頓第一定律定性地給出了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,牛頓第二定律定量地給出力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。
2、慣性:物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)。
(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(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。因此說,人們只能“利用”慣性而不能“克服”慣性。(2)質(zhì)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(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表達(dá)式F 合 =ma
(1)牛頓第二定律定量揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,即知道了力,可根據(jù)牛頓第二定律,分析出物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;反過來,知道了運(yùn)動(dòng),可根據(jù)牛頓第二定律研究其受力情況,為設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng),控制運(yùn)動(dòng)提供了理論基礎(chǔ)。
(2)對(duì)牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F 合 =ma,F(xiàn) 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(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,力變加速度就變,力撤除加速度就為零,注意力的瞬間效果是加速度而不是速度。
(4)牛頓第二定律F 合 =ma,F(xiàn)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(jìn)行合成與分解,ma也可以進(jìn)行合成與分解。
4、 ★牛頓第三定律:兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上。
(1)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律指出了兩物體之間的作用是相互的,因而力總是成對(duì)出現(xiàn)的,它們總是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失。(2)作用力和反作用力總是同種性質(zhì)的力。
(3)作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上,各產(chǎn)生其效果,不可疊加。
5、牛頓運(yùn)動(dòng)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)、重:物體有向上的加速度稱物體處于超重。處于超重的物體對(duì)支持面的壓力F N (或?qū)覓煳锏睦?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(duì)支持面的壓力FN(或?qū)覓煳锏睦?小于物體的重力mg。即FN=mg-ma。當(dāng)a=g時(shí)F N =0,物體處于完全失重。(3)對(duì)超重和失重的理解應(yīng)當(dāng)注意的問題
、俨还芪矬w處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài),物體本身的重力并沒有改變,只是物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?不等于物體本身的重力。②超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān),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。
③在完全失重的狀態(tài)下,平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)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(chǎn)生壓強(qiáng)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。
四、曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力
1、曲線運(yùn)動(dòng)
(1)物體作曲線運(yùn)動(dòng)的條件:運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,就是通過該點(diǎn)的曲線的切線方向。質(zhì)點(diǎn)的速度方向時(shí)刻在改變,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。
(3)曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡:做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其軌跡向合外力所指一方彎曲,若已知物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,可判斷出物體所受合外力的大致方向,如平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡向下彎曲,圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡總向圓心彎曲等。
2、運(yùn)動(dòng)的合成與分解
(1)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:①等時(shí)性;②獨(dú)立性;③等效性。
(2)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的法則:平行四邊形定則。
(3)分解原則:根據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果分解,物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng)。
3、 ★★★平拋運(yùn)動(dòng)
(1)特點(diǎn):①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。
(2)運(yùn)動(dòng)規(guī)律:平拋運(yùn)動(dòng)可以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)。
、俳⒅苯亲鴺(biāo)系(一般以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O,以初速度vo方向?yàn)閤軸正方向,豎直向下為y軸正方向);
、谟蓛蓚(gè)分運(yùn)動(dòng)規(guī)律來處理(如右圖)。
4、圓周運(yùn)動(dòng)
(1)描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量
、倬速度:描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,大小v=s/t(s是t時(shí)間內(nèi)通過弧長(zhǎng)),方向?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)在圓弧某點(diǎn)的線速度方向沿圓弧該點(diǎn)的切線方向
②角速度:描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢,大小ω=φ/t(單位rad/s),φ是連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑在t時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度。其方向在中學(xué)階段不研究。
、壑芷赥,頻率f ---------做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫做周期。
做圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫做頻率。
、尴蛐牧:總是指向圓心,產(chǎn)生向心加速度,向心力只改變線速度的方向,不改變速度的大小。大小 〔注意〕向心力是根據(jù)力的效果命名的。在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí),千萬不可在物體受力之外再添加一個(gè)向心力。
(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng):線速度的大小恒定,角速度、周期和頻率都是恒定不變的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不變的,是速度大小不變而速度方向時(shí)刻在變的變速曲線運(yùn)動(dòng)。
(3)變速圓周運(yùn)動(dòng):速度大小方向都發(fā)生變化,不僅存在著向心加速度(改變速度的方向),而且還存在著切向加速度(方向沿著軌道的切線方向,用來改變速度的大小)。一般而言,合加速度方向不指向圓心,合力不一定等于向心力。合外力在指向圓心方向的分力充當(dāng)向心力,產(chǎn)生向心加速度;合外力在切線方向的分力產(chǎn)生切向加速度。 ①如右上圖情景中,小球恰能過最高點(diǎn)的條件是v≥v臨 v臨由重力提供向心力得v臨 ②如右下圖情景中,小球恰能過最高點(diǎn)的條件是v≥0。
5★、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(gè)物體間的引力的大小,跟它們的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比。
公式:
(2)★★★應(yīng)用萬有引力定律分析天體的運(yùn)動(dòng)
、倩痉椒:把天體的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng),其所需向心力由萬有引力提供。即 F引=F向得:
應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選用適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行分析或計(jì)算。②天體質(zhì)量M、密度ρ的估算:
(3)三種宇宙速度
①第一宇宙速度:v 1 =7。9km/s,它是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度,也是地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度。
、诘诙钪嫠俣(脫離速度):v 2 =11。2km/s,使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度。
③第三宇宙速度(逃逸速度):v 3 =16。7km/s,使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度。
(4)地球同步衛(wèi)星
所謂地球同步衛(wèi)星,是相對(duì)于地面靜止的,這種衛(wèi)星位于赤道上方某一高度的穩(wěn)定軌道上,且繞地球運(yùn)動(dòng)的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期,即T=24h=86400s,離地面高度 同步衛(wèi)星的軌道一定在赤道平面內(nèi),并且只有一條。所有同步衛(wèi)星都在這條軌道上,以大小相同的線速度,角速度和周期運(yùn)行著。
(5)衛(wèi)星的超重和失重
“超重”是衛(wèi)星進(jìn)入軌道的加速上升過程和回收時(shí)的減速下降過程,此情景與“升降機(jī)”中物體超重相同。“失重”是衛(wèi)星進(jìn)入軌道后正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),衛(wèi)星上的物體完全“失重”(因?yàn)橹亓μ峁┫蛐牧?,此時(shí),在衛(wèi)星上的儀器,凡是制造原理與重力有關(guān)的均不能正常使用。
五、動(dòng)量
1、動(dòng)量和沖量
(1)動(dòng)量:運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動(dòng)量,即p=mv。是矢量,方向與v的方向相同。兩個(gè)動(dòng)量相同必須是大小相等,方向一致。
(2)沖量:力和力的作用時(shí)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(dòng)量定理:物體所受合外力的沖量等于它的動(dòng)量的變化。表達(dá)式:Ft=p′-p 或 Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式,運(yùn)用它分析問題時(shí)要特別注意沖量、動(dòng)量及動(dòng)量變化量的方向。
(2)公式中的F是研究對(duì)象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力。
(3)動(dòng)量定理的研究對(duì)象可以是單個(gè)物體,也可以是物體系統(tǒng)。對(duì)物體系統(tǒng),只需分析系統(tǒng)受的外力,不必考慮系統(tǒng)內(nèi)力。系統(tǒng)內(nèi)力的作用不改變整個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量。
(4)動(dòng)量定理不僅適用于恒定的力,也適用于隨時(shí)間變化的力。對(duì)于變力,動(dòng)量定理中的力F應(yīng)當(dāng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值。
★★★ 3。動(dòng)量守恒定律:一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。
表達(dá)式:m 1 v 1 +m 2 v 2 =m 1 v 1 ′+m 2 v 2 ′
(1)動(dòng)量守恒定律成立的條件
、傧到y(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零。
、谙到y(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)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(nèi)力來小得多,可以忽略不計(jì)。
③系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個(gè)方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變。
(2)動(dòng)量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬時(shí)性;③相對(duì)性;④普適性。
4、爆炸與碰撞
(1)爆炸、碰撞類問題的共同特點(diǎn)是物體間的相互作用突然發(fā)生,作用時(shí)間很短,作用力很大,且遠(yuǎn)大于系統(tǒng)受的外力,故可用動(dòng)量守恒定律來處理。
(2)在爆炸過程中,有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,系統(tǒng)的動(dòng)能爆炸后會(huì)增加,在碰撞過程中,系統(tǒng)的總動(dòng)能不可能增加,一般有所減少而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
(3)由于爆炸、碰撞類問題作用時(shí)間很短,作用過程中物體的位移很小,一般可忽略不計(jì),可以把作用過程作為一個(gè)理想化過程簡(jiǎn)化處理。即作用后還從作用前瞬間的位置以新的動(dòng)量開始運(yùn)動(dòng)。
5、反沖現(xiàn)象:反沖現(xiàn)象是指在系統(tǒng)內(nèi)力作用下,系統(tǒng)內(nèi)一部分物體向某方向發(fā)生動(dòng)量變化時(shí),系統(tǒng)內(nèi)其余部分物體向相反的方向發(fā)生動(dòng)量變化的現(xiàn)象。噴氣式飛機(jī)、火箭等都是利用反沖運(yùn)動(dòng)的實(shí)例。顯然,在反沖現(xiàn)象里,系統(tǒng)的動(dòng)量是守恒的。
六、機(jī)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(duì)空間積累效應(yīng)的物理量,是過程量。
定義式:W=Fscosθ,其中F是力,s是力的作用點(diǎn)位移(對(duì)地),θ是力與位移間的夾角。
(2)功的大小的計(jì)算方法:
、俸懔Φ墓筛鶕(jù)W=FScosθ進(jìn)行計(jì)算,本公式只適用于恒力做功。②根據(jù)W=Pt,計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)平均做功。 ③利用動(dòng)能定理計(jì)算力的功,特別是變力所做的功。④根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度反過來可求功。
(3)摩擦力、空氣阻力做功的計(jì)算:功的大小等于力和路程的乘積。
發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體的這一對(duì)相互摩擦力做的總功:W=fd(d是兩物體間的相對(duì)路程),且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(biāo)量。求功率時(shí)一定要分清是求哪個(gè)力的功率,還要分清是求平均功率還是瞬時(shí)功率。
(2)功率的計(jì)算 ①平均功率:P=W/t(定義式) 表示時(shí)間t內(nèi)的平均功率,不管是恒力做功,還是變力做功,都適用。 ②瞬時(shí)功率:P=Fvcosα P和v分別表示t時(shí)刻的功率和速度,α為兩者間的夾角。
(3)額定功率與實(shí)際功率 : 額定功率:發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的最大功率。 實(shí)際功率:發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率,它可以小于額定功率,但不能長(zhǎng)時(shí)間超過額定功率。
(4)交通工具的啟動(dòng)問題通常說的機(jī)車的功率或發(fā)動(dòng)機(jī)的功率實(shí)際是指其牽引力的功率。
、僖院愣üβ蔖啟動(dòng):機(jī)車的運(yùn)動(dòng)過程是先作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),后以最大速度v m=P/f 作勻速直線運(yùn)動(dòng), 。
、谝院愣恳啟動(dòng):機(jī)車先作勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)功率增大到額定功率時(shí)速度為v1=P/F,而后開始作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
3、動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。表達(dá)式:Ek=mv2/2 (1)動(dòng)能是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量。(2)動(dòng)能和動(dòng)量的區(qū)別和聯(lián)系
①動(dòng)能是標(biāo)量,動(dòng)量是矢量,動(dòng)量改變,動(dòng)能不一定改變;動(dòng)能改變,動(dòng)量一定改變。
、趦烧叩奈锢硪饬x不同:動(dòng)能和功相聯(lián)系,動(dòng)能的變化用功來量度;動(dòng)量和沖量相聯(lián)系,動(dòng)量的變化用沖量來量度。③兩者之間的大小關(guān)系為EK=P2/2m
4、 ★★★★動(dòng)能定理:外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化。表達(dá)式
(1)動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的。但它也適用于變力及物體作曲線運(yùn)動(dòng)的情況。 (2)功和動(dòng)能都是標(biāo)量,不能利用矢量法則分解,故動(dòng)能定理無分量式。
(3)應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響。所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問題,都可以用動(dòng)能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷。
(4)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)是由幾個(gè)物理過程所組成,又不需要研究過程的中間狀態(tài)時(shí),可以把這幾個(gè)物理過程看作一個(gè)整體進(jìn)行研究,從而避開每個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的具體細(xì)節(jié),具有過程簡(jiǎn)明、方法巧妙、運(yùn)算量小等優(yōu)點(diǎn)。
5、重力勢(shì)能
(1)定義:地球上的物體具有跟它的高度有關(guān)的能量,叫做重力勢(shì)能, 。
、僦亓(shì)能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的,而不是物體單獨(dú)具有的。②重力勢(shì)能的大小和零勢(shì)能面的選取有關(guān)。③重力勢(shì)能是標(biāo)量,但有“+”、“-”之分。
(2)重力做功的特點(diǎn):重力做功只決定于初、末位置間的高度差,與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)。WG =mgh。
(3)做功跟重力勢(shì)能改變的關(guān)系:重力做功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值。即WG = - 。
6、彈性勢(shì)能:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量。
★★★ 7、機(jī)械能守恒定律
(1)動(dòng)能和勢(shì)能(重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能)統(tǒng)稱為機(jī)械能,E=E k +E p 。
(2)機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容:在只有重力(和彈簧彈力)做功的情形下,物體動(dòng)能和重力勢(shì)能(及彈性勢(shì)能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變。 (3)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式
(4)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的三種表示方式:
、傧到y(tǒng)初態(tài)的總機(jī)械能E 1 等于末態(tài)的總機(jī)械能E 2 ,即E1 =E2
、谙到y(tǒng)減少的總重力勢(shì)能ΔE P減 等于系統(tǒng)增加的總動(dòng)能ΔE K增 ,即ΔE P減 =ΔE K增
、廴粝到y(tǒng)只有A、B兩物體,則A物體減少的機(jī)械能等于B物體增加的機(jī)械能,即ΔE A減 =ΔE B增
〔注意〕解題時(shí)究竟選取哪一種表達(dá)形式,應(yīng)根據(jù)題意靈活選取;需注意的是:選用①式時(shí),必須規(guī)定零勢(shì)能參考面,而選用②式和③式時(shí),可以不規(guī)定零勢(shì)能參考面,但必須分清能量的減少量和增加量。
(5)判斷機(jī)械能是否守恒的方法
、儆米龉砼袛:分析物體或物體受力情況(包括內(nèi)力和外力),明確各力做功的情況,若對(duì)物體或系統(tǒng)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(shù)和為零,則機(jī)械能守恒。
、谟媚芰哭D(zhuǎn)化來判定:若物體系中只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化,則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒。
、蹖(duì)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(jī)械能必定不守恒,完全非彈性碰撞過程機(jī)械能也不守恒。
8、功能關(guān)系
(1)當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時(shí),物體的機(jī)械能守恒。
(2)重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少:W G =E p1 -E p2 。
(3)合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動(dòng)能定理)
(4)除了重力(或彈簧彈力)之外的力對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1
9。能量和動(dòng)量的綜合運(yùn)用
動(dòng)量與能量的綜合問題,是高中力學(xué)最重要的綜合問題,也是難度較大的問題。分析這類問題時(shí),應(yīng)首先建立清晰的物理圖景,抽象出物理模型,選擇物理規(guī)律,建立方程進(jìn)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(dòng)量守恒定律,但機(jī)械能不一定守恒,對(duì)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(duì)于碰撞過程的能量要分析物體間的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換。從而建立碰撞過程的能量關(guān)系方程。根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量關(guān)系分別建立方程,兩者聯(lián)立進(jìn)行求解,是這一部分常用的解決物理問題的方法。
【高中物理易錯(cuò)易忘知識(shí)點(diǎn)總結(jié)】
1受力分析,往往漏“力”百出
對(duì)物體受力分析,是物理學(xué)中最重要、最基本的知識(shí),分析方法有“整體法”與“隔離法”兩種。
對(duì)物體的受力分析可以說貫穿著整個(gè)高中物理始終,如力學(xué)中的重力、彈力(推、拉、提、壓)與摩擦力(靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力),電場(chǎng)中的電場(chǎng)力(庫侖力)、磁場(chǎng)中的洛倫茲力(安培力)等。在受力分析中,最難的是受力方向的判別,最容易錯(cuò)的是受力分析往往漏掉某一個(gè)力。在受力分析過程中,特別是在“力、電、磁”綜合問題中,第一步就是受力分析,雖然解題思路正確,但考生往往就是因?yàn)榉治雎┑粢粋(gè)力(甚至重力),就少了一個(gè)力做功,從而得出的答案與正確結(jié)果大相徑庭,痛失整題分?jǐn)?shù)。
還要說明的是在分析某個(gè)力發(fā)生變化時(shí),運(yùn)用的方法是數(shù)學(xué)計(jì)算法、動(dòng)態(tài)矢量三角形法(注意只有滿足一個(gè)力大小方向都不變、第二個(gè)力的大小可變而方向不變、第三個(gè)力大小方向都改變的情形)和極限法(注意要滿足力的單調(diào)變化情形)。
2對(duì)摩擦力認(rèn)識(shí)模糊
摩擦力包括靜摩擦力,因?yàn)樗哂小半[敝性”、“不定性”特點(diǎn)和“相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)趨勢(shì)”知識(shí)的介入而成為所有力中最難認(rèn)識(shí)、最難把握的一個(gè)力,任何一個(gè)題目一旦有了摩擦力,其難度與復(fù)雜程度將會(huì)隨之加大。
最典型的就是“傳送帶問題”,這問題可以將摩擦力各種可能情況全部包括進(jìn)去,建議高三黨們從下面四個(gè)方面好好認(rèn)識(shí)摩擦力:
(1)物體所受的滑動(dòng)摩擦力永遠(yuǎn)與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。這里難就難在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí);說明一下,滑動(dòng)摩擦力的大小略小于最大靜摩擦力,但往往在計(jì)算時(shí)又等于最大靜摩擦力。還有,計(jì)算滑動(dòng)摩擦力時(shí),那個(gè)正壓力不一定等于重力。
(2)物體所受的靜摩擦力永遠(yuǎn)與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反。顯然,最難認(rèn)識(shí)的就是“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方”的判斷?梢岳眉僭O(shè)法判斷,即:假如沒有摩擦,那么物體將向哪運(yùn)動(dòng),這個(gè)假設(shè)下的運(yùn)動(dòng)方向就是相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向;還得說明一下,靜摩擦力大小是可變的,可以通過物體平衡條件來求解。
(3)摩擦力總是成對(duì)出現(xiàn)的。但它們做功卻不一定成對(duì)出現(xiàn)。其中一個(gè)最大的誤區(qū)是,摩擦力就是阻力,摩擦力做功總是負(fù)的。無論是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力,都可能是動(dòng)力。
(4)關(guān)于一對(duì)同時(shí)出現(xiàn)的摩擦力在做功問題上要特別注意以下情況:
可能兩個(gè)都不做功。(靜摩擦力情形)
可能兩個(gè)都做負(fù)功。(如子彈打擊迎面過來的木塊)
可能一個(gè)做正功一個(gè)做負(fù)功但其做功的數(shù)值不一定相等,兩功之和可能等于零(靜摩擦可不做功)、可能小于零(滑動(dòng)摩擦)也可能大于零(靜摩擦成為動(dòng)力)。
可能一個(gè)做負(fù)功一個(gè)不做功。(如,子彈打固定的木塊)
可能一個(gè)做正功一個(gè)不做功。(如傳送帶帶動(dòng)物體情形)
(建議結(jié)合討論“一對(duì)相互作用力的做功”情形)
3對(duì)彈簧中的彈力要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)
彈簧或彈性繩,由于會(huì)發(fā)生形變,就會(huì)出現(xiàn)其彈力隨之發(fā)生有規(guī)律的變化,但要注意的是,這種形變不能發(fā)生突變(細(xì)繩或支持面的作用力可以突變),所以在利用牛頓定律求解物體瞬間加速度時(shí)要特別注意。
還有,在彈性勢(shì)能與其他機(jī)械能轉(zhuǎn)化時(shí)嚴(yán)格遵守能量守恒定律以及物體落到豎直的彈簧上時(shí),其動(dòng)態(tài)過程的分析,即有最大速度的情形。
4對(duì)“細(xì)繩、輕桿”要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)
在受力分析時(shí),細(xì)繩與輕桿是兩個(gè)重要物理模型,要注意的是,細(xì)繩受力永遠(yuǎn)是沿著繩子指向它的收縮方向,而輕桿出現(xiàn)的情況很復(fù)雜,可以沿桿方向“拉”、“支”也可不沿桿方向,要根據(jù)具體情況具體分析。
5關(guān)于小球“系”在細(xì)繩、輕桿上做圓周運(yùn)動(dòng)與在圓環(huán)內(nèi)、圓管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的情形比較
這類問題往往是討論小球在最高點(diǎn)情形。其實(shí),用繩子系著的小球與在光滑圓環(huán)內(nèi)運(yùn)動(dòng)情形相似,剛剛通過最高點(diǎn)就意味著繩子的拉力為零,圓環(huán)內(nèi)壁對(duì)小球的壓力為零,只有重力作為向心力;而用桿子“系”著的小球則與在圓管中的運(yùn)動(dòng)情形相似,剛剛通過最高點(diǎn)就意味著速度為零。因?yàn)闂U子與管內(nèi)外壁對(duì)小球的作用力可以向上、可能向下、也可能為零。還可以結(jié)合汽車駛過“凸”型橋與“凹”型橋情形進(jìn)行討論。
6對(duì)物理圖像要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)
物理圖像可以說是物理考試必考的內(nèi)容?赡軓膱D像中讀取相關(guān)信息,可以用圖像來快捷解題。隨著試題進(jìn)一步創(chuàng)新,現(xiàn)在除常規(guī)的速度(或速率)-時(shí)間、位移(或路程)-時(shí)間等圖像外,又出現(xiàn)了各種物理量之間圖像,認(rèn)識(shí)圖像的最好方法就是兩步:一是一定要認(rèn)清坐標(biāo)軸的意義;二是一定要將圖像所描述的情形與實(shí)際情況結(jié)合起來。(關(guān)于圖像各種情況我們已經(jīng)做了專項(xiàng)訓(xùn)練。)
7對(duì)牛頓第二定律F=ma要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)
第一、這是一個(gè)矢量式,也就意味著a的方向永遠(yuǎn)與產(chǎn)生它的那個(gè)力的方向一致。(F可以是合力也可以是某一個(gè)分力)
第二、F與a是關(guān)于"m"一一對(duì)應(yīng)的,千萬不能張冠李戴,這在解題中經(jīng)常出錯(cuò)。主要表現(xiàn)在求解連接體加速度情形。
第三、將“F=ma”變形成F=m△v/△t,其中,a=△v/△t得出△v=a△t這在“力、電、磁”綜合題的“微元法”有著廣泛的應(yīng)用(近幾年連續(xù)考到)。
第四、驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn),是必須掌握的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn),特別要注意:
(1)注意實(shí)驗(yàn)方法用的是控制變量法;
(2)注意實(shí)驗(yàn)裝置和改進(jìn)后的裝置(光電門),平衡摩擦力,沙桶或小盤與小車質(zhì)量的關(guān)系等;
(4)注意數(shù)據(jù)處理時(shí),對(duì)紙帶勻加速運(yùn)動(dòng)的判斷,利用“逐差法”求加速度。(用“平均速度法”求速度)
(5)會(huì)從“a-F”“a-1/m”圖像中出現(xiàn)的誤差進(jìn)行正確的誤差原因分析。
8對(duì)“機(jī)車啟動(dòng)的兩種情形”要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)
機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)與恒定牽引力啟動(dòng),是動(dòng)力學(xué)中的一個(gè)典型問題。這里要注意兩點(diǎn):
(1)以恒定功率啟動(dòng),機(jī)車總是做的變加速運(yùn)動(dòng)(加速度越來越小,速度越來越大);以恒定牽引力啟動(dòng),機(jī)車先做的勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)達(dá)到額定功率時(shí),再做變加速運(yùn)動(dòng)。最終最大速度即“收尾速度”就是vm=P額/f。
(2)要認(rèn)清這兩種情況下的速度-時(shí)間圖像。曲線的“漸近線”對(duì)應(yīng)的最大速度。
還要說明的,當(dāng)物體變力作用下做變加運(yùn)動(dòng)時(shí),有一個(gè)重要情形就是:當(dāng)物體所受的合外力平衡時(shí),速度有一個(gè)最值。即有一個(gè)“收尾速度”,這在電學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn),如:“串”在絕緣桿子上的帶電小球在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的共同作用下作變加速運(yùn)動(dòng),就會(huì)出現(xiàn)這一情形,在電磁感應(yīng)中,這一現(xiàn)象就更為典型了,即導(dǎo)體棒在重力與隨速度變化的安培力的作用下,會(huì)有一個(gè)平衡時(shí)刻,這一時(shí)刻就是加速度為零速度達(dá)到極值的時(shí)刻。凡有“力、電、磁”綜合題目都會(huì)有這樣的情形。
9對(duì)物理的“變化量”、“增量”、“改變量”和“減少量”、“損失量”等要有一個(gè)清醒的認(rèn)識(shí)
研究物理問題時(shí),經(jīng)常遇到一個(gè)物理量隨時(shí)間的變化,最典型的是動(dòng)能定理的表達(dá)(所有外力做的功總等于物體動(dòng)能的增量)。這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)物理量前后時(shí)刻相減問題,小伙伴們往往會(huì)隨意性地將數(shù)值大的減去數(shù)值小的,而出現(xiàn)嚴(yán)重錯(cuò)誤。其實(shí)物理學(xué)規(guī)定,任何一個(gè)物理量(無論是標(biāo)量還是矢量)的變化量、增量還是改變量都是將后來的減去前面的。(矢量滿足矢量三角形法則,標(biāo)量可以直接用數(shù)值相減)結(jié)果正的就是正的,負(fù)的就是負(fù)的。而不是錯(cuò)誤地將“增量”理解增加的量。顯然,減少量與損失量(如能量)就是后來的減去前面的值。
10兩物體運(yùn)動(dòng)過程中的“追遇”問題
兩物體運(yùn)動(dòng)過程中出現(xiàn)的追擊類問題,在高考(微博)中很常見,但考生在這類問題則經(jīng)常失分。常見的“追遇類”無非分為這樣的九種組合:一個(gè)做勻速、勻加速或勻減速運(yùn)動(dòng)的物體去追擊另一個(gè)可能也做勻速、勻加速或勻減速運(yùn)動(dòng)的物體。顯然,兩個(gè)變速運(yùn)動(dòng)特別是其中一個(gè)做減速運(yùn)動(dòng)的情形比較復(fù)雜。
雖然,“追遇”存在臨界條件即距離等值的或速度等值關(guān)系,但一定要考慮到做減速運(yùn)動(dòng)的物體在“追遇”前停止的情形。另外解決這類問題的方法除利用數(shù)學(xué)方法外,往往通過相對(duì)運(yùn)動(dòng)(即以一個(gè)物體作參照物)和作“V-t”圖能就得到快捷、明了地解決,從而既贏得考試時(shí)間也拓展了思維。
值得說明的是,最難的傳送帶問題也可列為“追遇類”。還有在處理物體在做圓周運(yùn)動(dòng)追擊問題時(shí),用相對(duì)運(yùn)動(dòng)方法最好。如,兩處于不同軌道上的人造衛(wèi)星,某一時(shí)刻相距最近,當(dāng)問到何時(shí)它們第一次相距最遠(yuǎn)時(shí),最好的方法就將一個(gè)高軌道的衛(wèi)星認(rèn)為靜止,則低軌道衛(wèi)星就以它們兩角速度之差的那個(gè)角速度運(yùn)動(dòng)。第一次相距最遠(yuǎn)時(shí)間就等于低軌道衛(wèi)星以兩角速度之差的那個(gè)角速度做半個(gè)周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
11萬有引力中公式的使用最會(huì)出現(xiàn)張冠李戴的錯(cuò)誤
萬有引力部分是高考必考內(nèi)容,這部分內(nèi)容的特點(diǎn)是公式繁雜,主要以比例的形式出現(xiàn)。其實(shí),只要掌握其中的規(guī)律與特點(diǎn),就會(huì)迎刃而解的。最主要的是在解決問題時(shí)公式的選擇。最好的方法是,首先將相關(guān)公式一一列來,即:mg=GMm/R2=mv2/R=mω2R=m4π2/T2,再由此對(duì)照題目的要求正確的選擇公式。其中要注意的是:
(1)地球上的物體所受的萬有引力就認(rèn)為是其重力(不考慮地球自轉(zhuǎn))。
(2)衛(wèi)星的軌道高度要考慮到地球的半徑。
(3)地球的同步衛(wèi)星一定有固定軌道平面(與赤道共面且距離地面高度為3。6×107m)、固定周期(24小時(shí))。
(4)要注意衛(wèi)星變軌問題。要知道,所有繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星,隨著軌道高度的增加,只有其運(yùn)行的周期隨之增加,其它的如速度、向心加速度、角速度等都減小。
12有關(guān)“小船過河”的兩種情形
“小船過河”類問題是一個(gè)典型的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題,一般過河有兩種情形:即最短時(shí)間(船頭對(duì)準(zhǔn)對(duì)岸行駛)與最短位移問題(船頭斜向上游,合速度與岸邊垂直)。這里特別的是,過河位移最短情形中有一種船速小于水速情況,這時(shí)船頭航向不可能與岸邊垂直,須要利用速度矢量三角形進(jìn)行討論。
另外,還有在岸邊以恒定速度拉小船情形,要注意速度的正確分解。
13有關(guān)“功與功率”的易錯(cuò)點(diǎn)
功與功率,貫穿著力學(xué)、電磁學(xué)始終。特別是變力做功,慎用力的平均值處理,往往利用動(dòng)能定理。某一個(gè)力做功的功率,要正確認(rèn)清P=F?v的含意,這個(gè)公式可能是即時(shí)功率也可能是平均功率,這完全取決于速度。但不管怎樣,公式只是適用力的方向與速度一致情形。如果力與速度垂直則該力做功的功率一定為零(如單擺在最低點(diǎn)小球重力的功率,物體沿斜面下滑時(shí)斜面支持力的功率都等于零),如果力與速度成一角度,那么就要進(jìn)一步進(jìn)行修正。
在計(jì)算電路中功率問題時(shí),要注意電路中的總功率、輸出功率與電源內(nèi)阻上的發(fā)熱功率之間的關(guān)系。特別是電源的最大輸出功率的情形(即外電路的電阻小于等效內(nèi)阻情形)。還有必要掌握會(huì)利用圖像來描述各功率變化規(guī)律。
14有關(guān)“機(jī)械能守恒定律運(yùn)用”的注意點(diǎn)
機(jī)械能守恒定律成立的條件是只有重力或彈簧的彈力做功。題目中能否用機(jī)械能守恒定律最顯著的標(biāo)志是“光滑”二字。
機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式有多種,要認(rèn)真區(qū)別開來。如果用E表示總的機(jī)械能,用EK表示動(dòng)能,EP表示勢(shì)能,在字母前面加上“△”表示各種能量的增量,則機(jī)械能守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式除一般表達(dá)式外,還有如下幾種:E1=E2;EP1+EK1=EP2+EK2;△E=0;△E1+△E2=0;△EP=-△EK;△EP+△EK=0等。需要注意的,凡能利用機(jī)械能守恒解決的問題,動(dòng)能定理一定也能解決,而且動(dòng)能定理不需要設(shè)定零勢(shì)能,更表現(xiàn)其簡(jiǎn)明、快捷的優(yōu)越性。
15關(guān)于各種“轉(zhuǎn)彎”情形
在實(shí)際生活中,人沿圓形跑道轉(zhuǎn)彎、騎自行車轉(zhuǎn)彎、汽車轉(zhuǎn)彎、火車轉(zhuǎn)彎還有飛機(jī)轉(zhuǎn)彎等等各種“轉(zhuǎn)彎”情形都不盡相同。唯一共同的地方就是必須有力提供它們“轉(zhuǎn)彎”時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。顯然,不同“轉(zhuǎn)彎”情形所提供向心力的不一定是相同的:
(1)人沿圓形軌道轉(zhuǎn)彎所需的向心力由人的身體傾斜使自身重力產(chǎn)生分力以及地面對(duì)腳的靜摩擦力提供;
(2)人騎自行車轉(zhuǎn)彎情形與人轉(zhuǎn)彎情形相似;
(3)汽車轉(zhuǎn)彎情形靠的是地面對(duì)輪胎提供的靜摩擦力得以實(shí)現(xiàn)的;
(4)火車轉(zhuǎn)彎則主要靠的是內(nèi)、外軌道的高度差產(chǎn)生的合力(火車自身重力與軌道支持力,注意不是火車重力的分力)來實(shí)施轉(zhuǎn)彎的;
(5)飛機(jī)在空中轉(zhuǎn)彎,則完全靠改變機(jī)翼方向,在飛機(jī)上下表面產(chǎn)生壓力差來提供向心力而實(shí)施轉(zhuǎn)彎的。
16要認(rèn)清和掌握電場(chǎng)、電勢(shì)(電勢(shì)差)、電勢(shì)能等基本概念
首先可以將“電場(chǎng)”與“重力場(chǎng)”相類比(還可以將磁場(chǎng)一同來類比,更容易區(qū)別與掌握),電場(chǎng)力做功與重力做功相似,都與路徑無關(guān),重力做正功重力勢(shì)能一定減少,同樣電場(chǎng)力做正功那么電勢(shì)能一定減少,反之亦然。
由此便可以容易認(rèn)清引入電勢(shì)的概念。電勢(shì)具有相對(duì)意義,理論上可以任意選取零勢(shì)能點(diǎn),因此電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)是沒有直接關(guān)系的;電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,空間同時(shí)有幾個(gè)點(diǎn)電荷,則某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)由這幾個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)矢量疊加;電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)具有的電勢(shì)能,由該點(diǎn)的電勢(shì)與電荷的電荷量(包括電性)的乘積決定,負(fù)電荷在電勢(shì)越高的點(diǎn)具有的電勢(shì)能反而越小;帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有多種運(yùn)動(dòng)形式,若粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則電勢(shì)能不變。(另外,還要注意庫侖扭秤與萬有定律中卡文迪許扭秤裝置進(jìn)行比較。)
17要熟悉電場(chǎng)線和等勢(shì)面與電場(chǎng)特性的關(guān)系
在熟悉靜電場(chǎng)線和等勢(shì)面的分布特征與電場(chǎng)特性的關(guān)系,特別注意下面幾點(diǎn):⑴電場(chǎng)線總是垂直于等勢(shì)面;⑵電場(chǎng)線總是由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面。同時(shí),一定要清楚在勻強(qiáng)電場(chǎng)(非勻強(qiáng)電場(chǎng)公式不成立)中,可以用U=Ed公式來進(jìn)行定量計(jì)算,其中d是沿場(chǎng)強(qiáng)方向兩點(diǎn)間距離。另外還要的是,兩個(gè)等量異種電荷的中垂線與兩個(gè)同種電荷的中垂線的電場(chǎng)分布及電勢(shì)分布的特點(diǎn)。
18要認(rèn)清勻強(qiáng)電場(chǎng)與電勢(shì)差的關(guān)系、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系
在由電荷電勢(shì)能變化和電場(chǎng)力做功判斷電場(chǎng)中電勢(shì)、電勢(shì)差和場(chǎng)強(qiáng)方向的問題中,先由電勢(shì)能的變化和電場(chǎng)力做功判斷電荷移動(dòng)的各點(diǎn)間的電勢(shì)差,再由電勢(shì)差的比較判斷各點(diǎn)電勢(shì)高低,從而確定一個(gè)等勢(shì)面,最后由電場(chǎng)線總是垂直于等勢(shì)面確定電場(chǎng)線的方向。由此可見,電場(chǎng)力做功與電荷電勢(shì)能的變化關(guān)系具有非常重要的意義。注意在計(jì)算時(shí),要注意物理量的正負(fù)號(hào)。
19要認(rèn)清帶電粒子經(jīng)加速電場(chǎng)加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)情形
帶電粒子在極板間的偏轉(zhuǎn)可分解為勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻加速直線運(yùn)動(dòng),我們處理此類問題時(shí)要注意平行板間距離的變化時(shí),若電壓不變,則極板間場(chǎng)強(qiáng)發(fā)生變化,加速度發(fā)生變化,這時(shí)不能盲目地套用公式,而應(yīng)具體問題具體分析。但可以憑著悟性與感覺:當(dāng)加速電場(chǎng)的電壓增大,加速出來的粒子速度就會(huì)增大,當(dāng)進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后,就很快“飛”出電場(chǎng)而來不及偏轉(zhuǎn),加上如果偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)強(qiáng)越小,即進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后的側(cè)移顯然就越小,反之則變大。
20要對(duì)平行板電容器的電容、電壓、電量、場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)等物理量進(jìn)行準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)分析。
這里特別提出兩種典型情況:
一是電容器一直與電源保持連接著,則說明改變兩極板之間的距離,電容器上的電壓始終不變,抓住這一特點(diǎn),那么一切便迎刃而解了;
二是電容器充電后與電源斷開,則說明電容器的電量始終不變,那么改變極板間的距離,首先不變的場(chǎng)強(qiáng),(這可以用公式來推導(dǎo),E=U/d=Q/Cd,又C=εs/4πkd,代入,即得出E與極板間的距離無關(guān),還可以從電量不變角度來快速判斷,因?yàn)闃O板上的電荷量不變則說明電荷的疏密程度不變即電場(chǎng)強(qiáng)度顯然也不變。)
21要對(duì)閉合電路中的電流強(qiáng)度、電壓、電功率等物理隨著某一電阻變化進(jìn)行準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)分析
閉合電路中的電流強(qiáng)度、電壓、電功率等物理量隨著某一電阻變化進(jìn)行準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)分析(有的題目還會(huì)介入變壓器、電感、電容、二極管甚至邏輯電路等裝置或元件)是高考必考的問題,必須引起足夠重視進(jìn)行必要的訓(xùn)練。
閉合電路的動(dòng)態(tài)分析方法一定要嚴(yán)格按“局部→整體→局部”的程序進(jìn)行。對(duì)局部,要判斷電阻如何變化,從而判斷總電阻如何變化。對(duì)整體,首先判斷干路電流回路隨總電阻增大而減小,然后由閉合電路歐姆定律得路端電壓隨總電阻增大而增大。
第二個(gè)局部是重點(diǎn),也是難點(diǎn)。需要根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)和規(guī)律及歐姆定律交替判斷。另外,還可用“極限思維方式”來分析。如某一電阻增大或減小,我們完全可以認(rèn)為它增大到無窮大造成電路斷路或減小為零造成短路,這樣分析簡(jiǎn)潔、快速,但要在其它物理隨這變化的電阻作單調(diào)性變化才行。
22要正確理解伏安特性曲線
電壓隨電流變化的U-I圖線與“伏安特性”曲線I-U圖線,歷來一直高考重點(diǎn)要考的內(nèi)容(其中電學(xué)實(shí)驗(yàn)測(cè)電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻,測(cè)小燈泡的功率,測(cè)金屬絲的電阻率等等都是必考內(nèi)容)。這里特別的是有兩點(diǎn):
(1)首先要認(rèn)識(shí)圖線的兩個(gè)坐標(biāo)軸所表示的意義、圖線的斜率所表示的意義等,特別注意的是縱坐標(biāo)的起始點(diǎn)有可能不是從零開始的。
(2)線路產(chǎn)的連接無非為四種:電流表內(nèi)接分壓、電流表外接分壓、電流表內(nèi)接限流、電流表外接限流。一般來說,采用分壓接法用的比較多。至于電流表內(nèi)外接法則取決于與之相連的電阻,顯然電阻越大,內(nèi)接誤差越小,反之亦然。
(3)另外,對(duì)儀表的選擇首先要注意量程,再考慮讀數(shù)的精確。
23要準(zhǔn)確把握“游標(biāo)卡尺與螺旋測(cè)微器”讀數(shù)規(guī)律
電學(xué)實(shí)驗(yàn)中關(guān)于相關(guān)的游標(biāo)卡尺與螺旋測(cè)微器計(jì)數(shù)問題,這是高考經(jīng)常隨著實(shí)驗(yàn)考查的。但大家總是讀錯(cuò),主要原因是沒有掌握讀數(shù)的最基本要領(lǐng)。
只要記住,中學(xué)要求,只有螺旋測(cè)微器需要估讀,游標(biāo)卡尺不需要估讀。所以應(yīng)有下列規(guī)律:在用螺旋測(cè)微器計(jì)數(shù)時(shí),只要以毫米(mm)為單位的,小數(shù)點(diǎn)后面一定是三小數(shù),遇到整數(shù)就加零。在用游標(biāo)卡尺計(jì)數(shù)時(shí),有十分度、二十分度和五十分度三種,只要以毫米(mm)為單位的,那么十分度的尺,小數(shù)點(diǎn)后面一定得保留一位數(shù),如果是二十分度和五十分度的,則以毫米為單位的,小數(shù)點(diǎn)后面一定保留二位數(shù)。記住這樣的規(guī)律,那么讀起數(shù)來,就不會(huì)容易出錯(cuò)。
這里還有必要提示一下,關(guān)于伏特表、安培表、歐姆表等各種儀表的讀數(shù)要留心一下。
24在電磁場(chǎng)中所涉及到的帶電粒子何時(shí)考慮重力何時(shí)不考慮重力
一般情況下:微觀粒子如,電子(β粒子)、質(zhì)子、α粒子及各種離子都不考慮自身的重力;如果題目中告知是帶電小球、塵埃、油滴或液滴等帶電顆粒都應(yīng)考慮重力。如無特殊說明,題目中附有具體相關(guān)數(shù)據(jù),可通過比較來確定是否考慮重力。
25要特別注意題目中的臨界狀態(tài)的關(guān)鍵詞
無論在力學(xué)還是在電學(xué)中,物理問題總會(huì)涉及到一些特殊狀態(tài),其中臨界狀態(tài)就是常見的特殊狀態(tài)。對(duì)于比較難的題目,這種狀態(tài)往往就隱含的各種條件里面,需要認(rèn)真審題挖掘,建議特別注意下列關(guān)鍵詞語:“恰好“、”剛好”、“至少”等。找到了這臨界狀態(tài)的關(guān)鍵詞也就找到了解題的“突破口”了。
26電磁感應(yīng)中的安培定則、左手定則、右手定則以及楞次定律、電磁感應(yīng)定律一定牢固掌握熟練運(yùn)用
安培定則——判別運(yùn)動(dòng)電荷或電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向(因電而生磁);
左手定則——判別磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷或電流的作用力方向(因電而生動(dòng));
右手定則——判別切割磁力線感應(yīng)電流的方向(因動(dòng)而生電);
楞次定律——是解決閉合電路的磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電流方向判別的主要依據(jù)。要真正準(zhǔn)確、熟練地運(yùn)用“楞次定律”一定要明白:“誰”阻礙“誰”;“阻礙”的是什么;如何“阻礙”;“阻礙”后結(jié)果如何。(注意:“阻礙”與“阻止”有本質(zhì)的區(qū)別)
電磁感應(yīng)定律——就是法拉弟解決“切割磁力線的導(dǎo)體或閉合回路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)”定量方法。其表達(dá)式多種多樣:
對(duì)于閉合線圈:E=n△Φ/△t=nS△B/△t=nB△S/△t;(注意:求某一段時(shí)間內(nèi)通過某一電阻上的電量,往往利用此公式求解)
對(duì)于導(dǎo)體棒:E=BLv,E=BL2ω/2,
交流電:E=nBSωsinωt
27解“力、電、磁”綜合題最重要的兩步驟和最主要的得分點(diǎn)
電磁感應(yīng)與力電知識(shí)綜合運(yùn)用,應(yīng)該是高考重點(diǎn)考又是考生得分最低的問題之一。失分主要原因就是審題不清、對(duì)象不明、思路混亂。
其實(shí),解決這類問題有一個(gè)“萬變不離其宗”的方法步驟:
第一步:就是首先必須從讀題審題目中找出兩個(gè)研究對(duì)象,一是電學(xué)對(duì)象。即電源(電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì))及其回路(包括各電阻的串、并聯(lián)方式);二是力學(xué)對(duì)象:這個(gè)對(duì)象不是導(dǎo)體就是線圈,其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一般是做有一定變化規(guī)律變速運(yùn)動(dòng);
第二步:選擇好研究對(duì)象后,一定要按下列程序進(jìn)行分析:畫導(dǎo)體受力(千萬不能漏力)——→運(yùn)動(dòng)變化分析——→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化——→感應(yīng)電流變化——→合外力變化——→加速度變化——→速度變化——→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變化,這種變化總是相互聯(lián)系相互影響的。其中有一重要臨界狀態(tài)就是加速度a=0時(shí),速度一定達(dá)到某個(gè)極值。
采分點(diǎn):這類題目必定會(huì)用到:牛頓第二定律、法拉弟電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、動(dòng)能定理、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律(功能原理),摩擦力做功就是使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能,電流做功就是使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能(電阻上的熱能)。
28交變電流中的線圈所處的兩個(gè)位置的幾個(gè)特殊的最值要記牢
閉合線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生按正弦或余弦規(guī)律變化的交流電。在這一過程中,當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到兩個(gè)特殊位置時(shí),其相應(yīng)的電流、電動(dòng)勢(shì)、磁通量大小、磁通量的變化率、電流方向都會(huì)有所不同:
第一特殊位置:線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直的位置即中性面,則一定有如下情況,磁通量最大——→磁通量的變化率最小(0)——→感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小(為0)——→感應(yīng)電流最小(為0)——→此位置電流方向?qū)l(fā)生改變(線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周,兩次經(jīng)過中性面,電流方向改變兩次)。
第二個(gè)特殊位置:線圈平面與磁場(chǎng)方向平行的位置,所得的結(jié)果與上述相反。
有一個(gè)規(guī)律顯然看出來:磁通量的變化率、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與感應(yīng)電流變化總是一致的。
29要正確區(qū)別交變電流中的幾個(gè)特殊的最值
在正、余弦交變電流中電流、電壓(電動(dòng)勢(shì))、功率經(jīng)常涉及的幾個(gè)值:瞬時(shí)值、最大值(峰值)、有效值、平均值:
瞬時(shí)值:就是交流電某一時(shí)刻的值,即i=Imsinωt;e=Emsinωt;
峰值(最值):Em=nBSω(注意電容器的擊穿電壓);Im=Em/(R+r);
有效值:特別注意有效值的定義,只能對(duì)于正弦或余弦交流而言,各物理量才有的關(guān)系。如果其它類型的交流電唯一方法就利用電流的熱效應(yīng)在相同時(shí)間內(nèi)所對(duì)直流電發(fā)熱相等來計(jì)算得出。
平均值:就是交變電流圖像中的圖線與時(shí)間所圍成的面積與所對(duì)應(yīng)的時(shí)間比值。特別用在計(jì)算通過電路中某一電阻的電量:q=△Φ/R。
30要正確理解變壓器工作原理
會(huì)推導(dǎo)變壓器的電流、電壓比,會(huì)畫出電能輸送的原理圖變壓器改變電壓原理就是利用電磁感應(yīng)定律設(shè)計(jì)的。通過該定律可以直接得到理想變壓器的原、副線圈
上的電壓比U1/U2=n1/n2;利用輸出功率等于輸入功率的關(guān)系也很快得出原、副線圈上的電流比:I1/I2=n1/n2。這里只指只有一個(gè)副線圈情形,如果有兩個(gè)以上的副線圈,那么必須還是按照電磁感應(yīng)定律去推導(dǎo)。
這里特別說明的要注意“電壓互感器”與“電流互感器”的原理與接法。
31要正確理解振動(dòng)圖像與波形圖像(橫波)
應(yīng)該從研究對(duì)象進(jìn)行比較(一個(gè)質(zhì)點(diǎn)與無數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn));
應(yīng)該從圖像的意義進(jìn)行比較(一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的某時(shí)刻的位置與無數(shù)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻位置);
應(yīng)該從圖像的特點(diǎn)進(jìn)行比較(雖然都是正弦曲線,但坐標(biāo)軸不同);
應(yīng)該從圖像提供的信息進(jìn)行比較(相似的是質(zhì)點(diǎn)的振幅,回復(fù)力,但不同的是周期、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向、波長(zhǎng)等);
應(yīng)試從圖像隨時(shí)間變化進(jìn)行比較(一個(gè)是隨時(shí)間推移圖像延續(xù)而形狀不變,一個(gè)是隨時(shí)間推移,圖像沿傳播方向平移);
[注]:一個(gè)完整的曲線對(duì)于振動(dòng)圖來說是一個(gè)周期,而對(duì)于波形圖來說卻是一個(gè)波長(zhǎng)。
判斷波形圖像中質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻的振動(dòng)方向,可以用“平移法”、“太陽照射法”、“上下坡法”、“三角形法”等。
32要認(rèn)清“機(jī)械波與電磁波(包括光波)”、“泊松亮斑”與“牛頓環(huán)”的區(qū)別
機(jī)械波與電磁波(包括光波),雖然都是波,都是能量傳播的一種形式,都具有干涉、衍射(橫波還有偏振)特性,但它們也還有本質(zhì)上的區(qū)別,如:
(1)機(jī)械波由做機(jī)械振動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)相互聯(lián)系引起的,所以它傳播必須依賴介質(zhì),而電磁波(包括光波)是由振蕩的電場(chǎng)與振蕩的磁場(chǎng)(注意,是非均勻變化的)引起的,所以它的傳播不需要依靠質(zhì)點(diǎn),可以在真空中傳播;
(2)機(jī)械波從空氣進(jìn)入水等其它介質(zhì)時(shí),速度將增大,而電磁波(包括光波)剛好相反,它在真空中傳播速度最大,機(jī)械波不能在真空中傳播;
(3)機(jī)械波有縱波與橫縱,而電磁波就是橫波,具有偏振性;
[注]:兩列波發(fā)生干涉時(shí),必要有一點(diǎn)條件(即頻率相同),產(chǎn)生干涉后,振動(dòng)加強(qiáng)的點(diǎn)永遠(yuǎn)加強(qiáng),反之振動(dòng)減弱的點(diǎn)永遠(yuǎn)減弱。
“泊松亮斑”與“牛頓環(huán)”的區(qū)別這兩個(gè)重要光學(xué)現(xiàn)象,非常相似,都是圓開圖像,但本質(zhì)有區(qū)別。
泊松亮斑:當(dāng)光照到不透光的小圓板上時(shí),在圓板的陰影中心出現(xiàn)的亮斑(在陰影外還有不等間距的明暗相間的圓環(huán))。這是光的衍射現(xiàn)象;
牛頓環(huán):是用一個(gè)曲率半徑很大的凸透鏡的凸面和一平面玻璃接觸,在日光下或用白光照射時(shí),可以看到接觸點(diǎn)為一暗點(diǎn),其周圍為一些明暗相間的彩色圓環(huán);而用單色光照射時(shí),則表現(xiàn)為一些明暗相間的單色圓圈。這些圓圈的距離不等,隨離中心點(diǎn)的距離的增加而逐漸變窄。這是光的干涉現(xiàn)象。
33關(guān)于“多普勒效應(yīng)”、“電流的磁效應(yīng)”、“霍爾效應(yīng)”、“光電效應(yīng)”、“康普頓效應(yīng)”的比較
這幾種重要物理效應(yīng),分散在課本中,我們可以集結(jié)到一起進(jìn)行綜合比較:
多普勒效應(yīng):這是聲學(xué)中的一種現(xiàn)象,即聲源向觀察靠近時(shí),觀察者將聽到聲源發(fā)出的頻率變高,反之背離觀察者頻率將變低。
電流的磁效應(yīng):就是通電導(dǎo)線或?qū)щ娐菪苤車a(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象。
霍爾效應(yīng):就是將載流導(dǎo)體放在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,當(dāng)磁場(chǎng)方向與電流方向垂直時(shí),導(dǎo)體將在與磁場(chǎng)、電流的垂直方向上形成電勢(shì)差(也叫霍爾電壓),這個(gè)現(xiàn)象就稱之為霍爾效應(yīng)。
光電效應(yīng):就是將一束光(由一定頻率的光子組成的)照射到某金屬板上,金屬板表面立即會(huì)有電子逸出的現(xiàn)象(這種電子稱之為光電子)。這一效應(yīng)不僅說明光具有粒子性還說明光子具有能量。
康普頓效應(yīng):就是當(dāng)光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用而向不同方向傳播,這種散射現(xiàn)象中,人們發(fā)現(xiàn)光的波長(zhǎng)發(fā)生了變化。這一現(xiàn)象叫康普頓效應(yīng),它不僅說明光具有粒子性有能量外還說明光具有動(dòng)量。
34掌握人類對(duì)“原子、原子核”認(rèn)識(shí)的發(fā)展史
談到原子與原子核首先要記住兩個(gè)重要人物:一個(gè)因?yàn)殛帢O射線而發(fā)現(xiàn)電子說明原子內(nèi)有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫;一個(gè)是因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象而說明原子核內(nèi)有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的法國(guó)科學(xué)家貝克勒爾。
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