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- 2021-05-13 发布
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高考物理复习资料
A(成功)=X(艰苦的劳动)十Y(正确的方法)十Z(少说空话多干实事)
(最基础的概念,公式,定理,定律最重要);每一题中要弄清楚(对象、条件、状态、过程)是解题关健
物理学习的核心在于思维,要在平常的复习和做题时注意思考、注意总结、善于归纳整理,对于课堂上老师所讲的例题做到触类旁通,举一反三,把知识和解题能力变成自己的知识和解题能力,并养成规范答题的习惯,这样,同学们一定就能笑傲考场,考出理想的成绩!
力学问题中的“过程”、“状态”的分析和建立及应用物理模型在物理学习中是至关重要的。
说明:凡矢量式中用“+”号都为合成符号,把矢量运算转化为代数运算的前提是先规定正方向。
答题技巧:“基础题,全做对;一般题,一分不浪费;尽力冲击较难题,即使做错不后悔”。“容易题不丢分,难题不得零分。“该得的分一分不丢,难得的分每分必争”,“会做做对不扣分”
在学习物理概念和规律时不能只记结论,还须弄清其中的道理,知道物理概念和规律的由来。
Ⅰ。力的种类:(13个性质力) 这些性质力是受力分析不可少的“是受力分析的基础”
力的种类:(13个性质力)
有18条定律、2条定理
1重力: G = mg (g随高度、纬度、不同星球上不同)
2弹力:F= Kx
3滑动摩擦力:F滑= mN
A
B
4静摩擦力: O£ f静£ fm (由运动趋势和平衡方程去判断)
5浮力: F浮= rgV排
6压力: F= PS = rghs
7万有引力: F引=G
8库仑力: F=K(真空中、点电荷)
9电场力: F电=q E =q
10安培力:磁场对电流的作用力
F= BIL (B^I) 方向:左手定则
11洛仑兹力:磁场对运动电荷的作用力
f=BqV (B^V) 方向:左手定则
12分子力:分子间的引力和斥力同时存在,都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,但斥力变化得快。
13核力:只有相邻的核子之间才有核力,是一种短程强力。
4种基本运动模型
1万有引力定律B
2胡克定律B
3滑动摩擦定律B
4牛顿第一定律B
5牛顿第二定律B 力学
6牛顿第三定律B
7动量守恒定律B
8机械能守恒定律B
9能量转化守恒定律.
10热力学第一定律
11热力学第二定律 热学
12电荷守恒定律
13真空中的库仑定律
14欧姆定律
15电阻定律B 电学
16闭合电路的欧姆定律B
17法拉第电磁感应定律
18楞次定律B
定理:
①动量定理B
②动能定理B做功跟动能改变的关系
1静止或作匀速直线运动(平衡态问题);
2匀变速直、曲线运动(以下均为非平衡态问题);
3类平抛运动;
4匀速圆周运动;
受力分析入手(即力的大小、方向、力的性质与特征,力的变化及做功情况等)。
再分析运动过程(即运动状态及形式,动量变化及能量变化等)。
最后分析做功过程及能量的转化过程;
然后选择适当的力学基本规律进行定性或定量的讨论。
强调:用能量的观点、整体的方法(对象整体,过程整体)、等效的方法(如等效重力)等解决
Ⅱ。运动分类:(各种运动产生的力学和运动学条件及运动规律)是高中物理重点、难点
高考中常出现多种运动形式的组合 追及(直线和圆)和碰撞、平抛、竖直上抛、匀速圆周运动等
①匀速直线运动 F合=0 a=0 V0≠0
②匀变速直线运动:初速为零或初速不为零,
③匀变速直、曲线运动(决于F合与V0的方向关系) 但 F合= 恒力
④只受重力作用下的几种运动:自由落体,竖直下抛,竖直上抛,平抛,斜抛等
⑤圆周运动:竖直平面内的圆周运动(最低点和最高点);匀速圆周运动(关键搞清楚是什么力提供作向心力)
⑥类平抛运动;
⑦带电粒在电场力作用下的运动情况;带电粒子在f洛作用下的匀速圆周运动
⑧分子热运动;(与宏观的机械运动区别)
Ⅲ。物理解题的依据:
(1)力或定义的公式 (2)各物理量的定义、公式
(3)各种运动规律的公式 (4)物理中的定理、定律及数学函数关系或几何关系
Ⅳ几类物理基础知识要点:
①凡是性质力要知:施力物体和受力物体;
②对于位移、速度、加速度、动量、动能要知参照物;
③状态量要搞清那一个时刻(或那个位置)的物理量;
④过程量要搞清那段时间或那个位侈或那个过程发生的;(如冲量、功等)
⑤加速度a的正负含义:①不表示加减速;②a的正负只表示与人为规定正方向比较的结果。
⑥如何判断物体作直、曲线运动;
⑦如何判断加减速运动;
⑧如何判断超重、失重现象。
⑨如何判断分子力随分子距离的变化规律
⑩根据电荷的正负、电场线的顺逆(可判断电势的高低)电荷的受力方向;再跟据移动方向其做功情况电势能的变化情况
V。知识分类举要
1.力的合成与分解、物体的平衡 ú求F、F2两个共点力的合力的公式:
F=
α
F2
F
F1
θ
合力的方向与F1成a角:
tga=
注意:(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。
(2) 两个力的合力范围: ú F1-F2 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。
共点力作用下物体的平衡条件:静止或匀速直线运动的物体,所受合外力为零。
åF=0 或åFx=0 åFy=0
推论:[1]非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。按比例可平移为一个封闭的矢量三角形
[2]几个共点力作用于物体而平衡,其中任意几个力的合力与剩余几个力(一个力)的合力一定等值反向三力平衡:F3=F1+F2
摩擦力的公式:
(1 ) 滑动摩擦力: f= mN
说明 :a、N为接触面间的弹力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G
b、m为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关.
(2 ) 静摩擦力: 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关.
大小范围: O£ f静£ fm (fm为最大静摩擦力与正压力有关)
说明:a 、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运动方向成一定夹角。
b、摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体也可以受静摩擦力的作用。
力的独立作用和运动的独立性
当物体受到几个力的作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就象其它力不存在一样,这个性质叫做力的独立作用原理。
一个物体同时参与两个或两个以上的运动时,其中任何一个运动不因其它运动的存在而受影响,这叫运动的独立性原理。物体所做的合运动等于这些相互独立的分运动的叠加。
根据力的独立作用原理和运动的独立性原理,可以分解速度和加速度,在各个方向上建立牛顿第二定律的分量式,常常能解决一些较复杂的问题。
VI.几种典型的运动模型:追及和碰撞、平抛、竖直上抛、匀速圆周运动等及类似的运动
1.匀变速直线运动:
两个基本公式(规律): Vt = V0 + a t S = vo t +a t2 及几个重要推论:
(1) 推论:Vt2 -V02 = 2as (匀加速直线运动:a为正值 匀减速直线运动:a为正值)
①
②
③
④
⑤
(2) A B段中间时刻的即时速度: Vt/ 2 ==
(若为匀变速运动)等于这段的平均速度
(3) AB段位移中点的即时速度: Vs/2 =
Vt/ 2 ===== VN £ Vs/2 =
匀速:Vt/2 =Vs/2 ; 匀加速或匀减速直线运动:Vt/2 式,在其他物理量不变的情况下刹车距离就越长,汽车较难停下来。
因此为了提醒司机朋友在公路上行车安全,在公路旁设置“
严禁超载、超速及酒后驾车”以及“雨天路滑车辆减速行驶”的警示牌是非常有必要的。
思维方法篇
1.平均速度的求解及其方法应用
① 用定义式: 普遍适用于各种运动;② =只适用于加速度恒定的匀变速直线运动
2.追及和相遇或避免碰撞的问题的求解方法:
两个关系和一个条件:1两个关系:时间关系和位移关系;2一个条件:两者速度相等,往往是物体间能否追上,或两者距离最大、最小的临界条件,是分析判断的切入点。
关键:在于掌握两个物体的位置坐标及相对速度的特殊关系。
基本思路:分别对两个物体研究,画出运动过程示意图,列出方程,找出时间、速度、位移的关系。解出结果,必要时进行讨论。
追及条件:追者和被追者v相等是能否追上、两者间的距离有极值、能否避免碰撞的临界条件。
讨论:(1).匀减速运动物体追匀速直线运动物体。
①两者v相等时,S追V被追则还有一次被追上的机会,其间速度相等时,两者距离有一个极大值
(2).初速为零匀加速直线运动物体追同向匀速直线运动物体
①两者速度相等时有最大的间距 ②位移相等时即被追上
(3)匀速圆周运动物体:同向转动:wAtA=wBtB+n2π;反向转动:wAtA+wBtB=2π
3.利用运动的对称性解题;4.逆向思维法解题;5.应用运动学图象解题
6.用比例法解题;7.巧用匀变速直线运动的推论解题
①某段时间内的平均速度 = 这段时间中时刻的即时速度
②连续相等时间间隔内的位移差为一个恒量
③位移=平均速度时间
解题常规方法:公式法(包括数学推导)、图象法、比例法、极值法、逆向转变法
2.竖直上抛运动:(速度和时间的对称)
分过程:上升过程匀减速直线运动,下落过程初速为0的匀加速直线运动.
全过程:是初速度为V0加速度为-g的匀减速直线运动。
(1)上升最大高度:H = (2)上升的时间:t= (3)从抛出到落回原位置的时间:t =2
(4)上升、下落经过同一位置时的加速度相同,而速度等值反向
(5)上升、下落经过同一段位移的时间相等。
(6)匀变速运动适用全过程S = Vo t -g t2 ; Vt = Vo-g t ; Vt2-Vo2 = -2gS (S、Vt的正、负号的理解)
3.匀速圆周运动
线速度: 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 R
追及(相遇)相距最近的问题:同向转动:wAtA=wBtB+n2π;反向转动:wAtA+wBtB=2π
注意:(1)匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力,总是指向圆心.
(2)卫星绕地球、行星绕太阳作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。
(3)氢原子核外电子绕原子核作匀速圆周运动的向心力由原子核对核外电子的库仑力提供。
4.平抛运动:匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动的合运动
(1)运动特点:a、只受重力;b、初速度与重力垂直.尽管其速度大小和方向时刻在改变,但其运动的加速度却恒为重力加速度g,因而平抛运动是一个匀变速曲线运动。在任意相等时间内速度变化相等。
(2)平抛运动的处理方法:平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
水平方向和竖直方向的两个分运动既具有独立性又具有等时性.
(3)平抛运动的规律:
证明:做平抛运动的物体,任意时刻速度的反向延长线一定经过此时沿抛出方向水平总位移的中点。
证:平抛运动示意如图
设初速度为V0,某时刻运动到A点,位置坐标为(x,y ),所用时间为t.
此时速度与水平方向的夹角为,速度的反向延长线与水平轴的交点为,
位移与水平方向夹角为.以物体的出发点为原点,沿水平和竖直方向建立坐标。
依平抛规律有:
速度: Vx= V0
Vy=gt
①
位移: Sx= Vot
②
由①②得: 即 ③
所以: ④
④式说明:做平抛运动的物体,任意时刻速度的反向延长线一定经过此时沿抛出方向水总位移的中点。
“在竖直平面内的圆周,物体从顶点开始无初速地沿不同弦滑到圆周上所用时间都相等。”
一质点自倾角为的斜面上方定点O沿光滑斜槽OP从静止开始下滑,如图所示。为了使质点在最短时间内从O点到达斜面,则斜槽与竖直方面的夹角等于多少?
5.牛顿第二定律:F合 = ma (是矢量式) 或者 åFx = m ax åFy = m ay
理解:(1)矢量性 (2)瞬时性 (3)独立性 (4)同体性 (5)同系性 (6)同单位制
●力和运动的关系
①物体受合外力为零时,物体处于静止或匀速直线运动状态;
②物体所受合外力不为零时,产生加速度,物体做变速运动.
③若合外力恒定,则加速度大小、方向都保持不变,物体做匀变速运动,匀变速运动的轨迹可以是直线,也可以是曲线.
④物体所受恒力与速度方向处于同一直线时,物体做匀变速直线运动.
⑤根据力与速度同向或反向,可以进一步判定物体是做匀加速直线运动或匀减速直线运动;
⑥若物体所受恒力与速度方向成角度,物体做匀变速曲线运动.
⑦物体受到一个大小不变,方向始终与速度方向垂直的外力作用时,物体做匀速圆周运动.此时,外力仅改变速度的方向,不改变速度的大小.
⑧物体受到一个与位移方向相反的周期性外力作用时,物体做机械振动.
表1给出了几种典型的运动形式的力学和运动学特征.
综上所述:判断一个物体做什么运动,一看受什么样的力,二看初速度与合外力方向的关系.
力与运动的关系是基础,在此基础上,还要从功和能、冲量和动量的角度,进一步讨论运动规律.
6.万有引力及应用:与牛二及运动学公式
1思路和方法:①卫星或天体的运动看成匀速圆周运动, ② F心=F万 (类似原子模型)
2公式:G=man,又an=, 则v=,,T=
3求中心天体的质量M和密度ρ
由G==mr =mM= ()
ρ=(当r=R即近地卫星绕中心天体运行时)ρ=
(M=V球=r3) s球面=4r2 s=r2 (光的垂直有效面接收,球体推进辐射) s球冠=2Rh
轨道上正常转: F引=G= F心= ma心= m2 R= mm4n2 R
地面附近: G= mg GM=gR2 (黄金代换式) mg = m=v第一宇宙=7.9km/s
题目中常隐含:(地球表面重力加速度为g);这时可能要用到上式与其它方程联立来求解。
轨道上正常转: G= m
【讨论】(v或EK)与r关系,r最小时为地球半径时,v第一宇宙=7.9km/s (最大的运行速度、最小的发射速度);
T最小=84.8min=1.4h
①沿圆轨道运动的卫星的几个结论: v=,,T=
②理解近地卫星:来历、意义 万有引力≈重力=向心力、 r最小时为地球半径、
最大的运行速度=v第一宇宙=7.9km/s (最小的发射速度);T最小=84.8min=1.4h
③同步卫星几个一定:三颗可实现全球通讯(南北极仍有盲区)
轨道为赤道平面 T=24h=86400s 离地高h=3.56x104km(为地球半径的5.6倍)
V同步=3.08km/s﹤V第一宇宙=7.9km/s w=15o/h(地理上时区) a=0.23m/s2
④运行速度与发射速度、变轨速度的区别
⑤卫星的能量:r增v减小(EK减小F2 m1>m2 N1F向,内轨道对轮缘有侧压力,F合-N'=
即当火车转弯时行驶速率不等于V0时,其向心力的变化可由内外轨道对轮缘侧压力自行调节,但调节程度不宜过大,以免损坏轨道。火车提速靠增大轨道半径或倾角来实现
(2)无支承的小球,在竖直平面内作圆周运动过最高点情况:
受力:由mg+T=mv2/L知,小球速度越小,绳拉力或环压力T越小,但T的最小值只能为零,此时小球以重力提供作向心力.
结论:通过最高点时绳子(或轨道)对小球没有力的作用(可理解为恰好通过或恰好通不过的条件),此时只有重力提供作向心力. 注意讨论:绳系小球从最高点抛出做圆周还是平抛运动。
能过最高点条件:V≥V临(当V≥V临时,绳、轨道对球分别产生拉力、压力)
不能过最高点条件:V tg物体静止于斜面
< tg物体沿斜面加速下滑a=g(sin一cos)
◆╰
α
4.轻绳、杆模型
绳只能受拉力,杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。
如图:杆对球的作用力由运动情况决定只有=arctg()时才沿杆方向
最高点时杆对球的作用力;最低点时的速度?,杆的拉力?E
m,q
L
·O
若小球带电呢?
假设单B下摆,最低点的速度VB= mgR=
╰
α
整体下摆2mgR=mg+
= ; => VB=
所以AB杆对B做正功,AB杆对A做负功
◆ .通过轻绳连接的物体
①在沿绳连接方向(可直可曲),具有共同的v和a。
特别注意:两物体不在沿绳连接方向运动时,先应把两物体的v和a在沿绳方向分解,求出两物体的v和a的关系式,
②被拉直瞬间,沿绳方向的速度突然消失,此瞬间过程存在能量的损失。
讨论:若作圆周运动最高点速度 V0<,运动情况为先平抛,绳拉直时沿绳方向的速度消失
即是有能量损失,绳拉紧后沿圆周下落机械能守恒。而不能够整个过程用机械能守恒。
求水平初速及最低点时绳的拉力?
换为绳时:先自由落体,在绳瞬间拉紧(沿绳方向的速度消失)有能量损失(即v1突然消失),再v2下摆机械能守恒
例:摆球的质量为m,从偏离水平方向30°的位置由静释放,设绳子为理想轻绳,求:小球运动到最低点A时绳子受到的拉力是多少?
◆5.超重失重模型
系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量ay)
向上超重(加速向上或减速向下)F=m(g+a);向下失重(加速向下或减速上升)F=m(g-a)
难点:一个物体的运动导致系统重心的运动
1到2到3过程中 (1、3除外)超重状态
绳剪断后台称示数 铁木球的运动
系统重心向下加速 用同体积的水去补充
a
图9
q
F
m
斜面对地面的压力?
地面对斜面摩擦力?
导致系统重心如何运动?
◆6.碰撞模型:
两个相当重要典型的物理模型,后面的动量守恒中专题讲解
◆7.子弹打击木块模型:
◆8.人船模型:
一个原来处于静止状态的系统,在系统内发生相对运动的过程中,
在此方向遵从①动量守恒方程:mv=MV;ms=MS ;②位移关系方程 s+S=d s= M/m=Lm/LM
载人气球原静止于高h的高空,气球质量为M,人的质量为m.若人沿绳梯滑至地面,则绳梯至少为多长?
M
m
O
R
20m
S1
S2
0
F
t
t或s
◆9.图象模形:识图方法: 一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点
明确:点、线、面积、斜率、截距、交点的含义
中学物理中重要的图象
⑴运动学中的s-t图、v-t图、振动图象x-t图以及波动图象y-x图等。
⑵电学中的电场线分布图、磁感线分布图、等势面分布图、交流电图象、电磁振荡i-t图等。
⑶实验中的图象:如验证牛顿第二定律时要用到a-F图象、F-1/m图象;用“伏安法 ”测电阻时要画I-U图象;测电源电动势和内电阻时要画U-I图;用单摆测重力加速度时要画的图等。
⑷在各类习题中出现的图象:如力学中的F-t图、电磁振荡中的q-t图、电学中的P-R图、电磁感应中的Φ-t图、E-t图等。
●模型法常常有下面三种情况
(1)“对象模型”:即把研究的对象的本身理想化.
用来代替由具体物质组成的、代表研究对象的实体系统,称为对象模型(也可称为概念模型),
实际物体在某种条件下的近似与抽象,如质点、光滑平面、理想气体、理想电表等;
常见的如“力学”中有质点、点电荷、轻绳或杆、轻质弹簧、单摆、弹簧振子、弹性体、绝热物质等;
(2)条件模型:把研究对象所处的外部条件理想化.排除外部条件中干扰研究对象运动变化的次要因素,突出外部条件的本质特征或最主要的方面,从而建立的物理模型称为条件模型.
(3)过程模型:把具体过理过程纯粹化、理想化后抽象出来的一种物理过程,称过程模型
理想化了的物理现象或过程,如匀速直线运动、自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动等。
有些题目所设物理模型是不清晰的,不宜直接处理,但只要抓住问题的主要因素,忽略次要因素,恰当的将复杂的对象或过程向隐含的理想化模型转化,就能使问题得以解决。
审视物理情景 构建物理模型 转化为数学问题 还原为物理结论
解决物理问题的一般方法可归纳为以下几个环节:
原始的物理模型可分为如下两类:
对象模型(质点、轻杆、轻绳、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、理想电表、理想变压器、匀强电场、匀强磁场、点光源、光线、原子模型等)
过程模型(匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动、平抛运动、简谐运动、简谐波、弹性碰撞、自由落体运动、竖直上抛运动等)
物理模型
物理解题方法:如整体法、假设法、极限法、逆向思维法、物理模型法、等效法、物理图像法等.
● 知识分类举要
力的瞬时性(产生a)F=ma、运动状态发生变化牛顿第二定律
1.力的三种效应:时间积累效应(冲量)I=Ft、动量发生变化动量定理
空间积累效应(做功)w=Fs动能发生变化动能定理
2.动量观点:动量(状态量):p=mv= 冲量(过程量):I = F t
动量定理:内容:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。
公式: F合t = mv’一mv (解题时受力分析和正方向的规定是关键)
I=F合t=F1t1+F2t2+---=p=P末-P初=mv末-mv初
动量守恒定律:内容、守恒条件、不同的表达式及含义:;;
内容:相互作用的物体系统,如果不受外力,或它们所受的外力之和为零,它们的总动量保持不变。
(研究对象:相互作用的两个物体或多个物体所组成的系统)
守恒条件:①系统不受外力作用。 (理想化条件)
②系统受外力作用,但合外力为零。
③系统受外力作用,合外力也不为零,但合外力远小于物体间的相互作用力。
④系统在某一个方向的合外力为零,在这个方向的动量守恒。
⑤全过程的某一阶段系统受合外力为零,该阶段系统动量守恒,
即:原来连在一起的系统匀速或静止(受合外力为零),分开后整体在某阶段受合外力仍为零,可用动量守恒。
例:火车在某一恒定牵引力作用下拖着拖车匀速前进,拖车在脱勾后至停止运动前的过程中(受合外力为零)动量守恒
“动量守恒定律”、“动量定理”不仅适用于短时间的作用,也适用于长时间的作用。
不同的表达式及含义(各种表达式的中文含义):
P=P′ 或 P1+P2=P1′+P2′ 或 m1V1+m2V2=m1V1′+m2V2′
(系统相互作用前的总动量P等于相互作用后的总动量P′)
ΔP=0 (系统总动量变化为0)
ΔP=-ΔP' (两物体动量变化大小相等、方向相反)
如果相互作用的系统由两个物体构成,动量守恒的实际应用中的具体表达式为
m1v1+m2v2=; 0=m1v1+m2v2 m1v1+m2v2=(m1+m2)v共
原来以动量(P)运动的物体,若其获得大小相等、方向相反的动量(-P),是导致物体静止或反向运动的临界条件。即:P+(-P)=0
注意理解四性:系统性、矢量性、同时性、相对性
系统性:研究对象是某个系统、研究的是某个过程
矢量性:对一维情况,先选定某一方向为正方向,速度方向与正方向相同的速度取正,反之取负,
再把矢量运算简化为代数运算。,引入正负号转化为代数运算。不注意正方向的设定,往往得出错误结果。一旦方向搞错,问题不得其解
相对性:所有速度必须是相对同一惯性参照系。
同时性:v1、v2是相互作用前同一时刻的速度,v1'、v2'是相互作用后同一时刻的速度。
解题步骤:选对象,划过程,受力分析.所选对象和过程符合什么规律?用何种形式列方程(先要规定正方向)求解并讨论结果。
动量定理说的是物体动量的变化量跟总冲量的矢量相等关系;
动量守恒定律说的是存在内部相互作用的物体系统在作用前后或作用过程中各物体动量的矢量和保持不变的关系。
◆7.碰撞模型和◆8子弹打击木块模型专题:
碰撞特点①动量守恒 ②碰后的动能不可能比碰前大 ③对追及碰撞,碰后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度。
◆弹性碰撞: 弹性碰撞应同时满足:
(这个结论最好背下来,以后经常要用到。)
讨论:①一动一静且二球质量相等时的弹性正碰:速度交换
②大碰小一起向前;质量相等,速度交换;小碰大,向后返。
③原来以动量(P)运动的物体,若其获得等大反向的动量时,是导致物体静止或反向运动的临界条件。
◆“一动一静”弹性碰撞规律:即m2v2=0 ;=0 代入(1)、(2)式
解得:v1'=(主动球速度下限) v2'=(被碰球速度上限)
讨论(1):
当m1>m2时,v1'>0,v2'>0 v1′与v1方向一致;当m1>>m2时,v1'≈v1,v2'≈2v1 (高射炮打蚊子)
当m1=m2时,v1'=0,v2'=v1 即m1与m2交换速度
当m10 v2′与v1同向;当m1<>m2时,v2'≈2v1
B.初动量p1一定,由p2'=m2v2'=,可见,当m1<
(11)安培力做功
安培力所做的功对应着电能与其它形式的能的相互转化,即W安=△E电,
安培力做正功,对应着电能转化为其他形式的能(如电动机模型);
克服安培力做功,对应着其它形式的能转化为电能(如发电机模型);
且安培力作功的绝对值,等于电能转化的量值, W=F安d=BILd 内能(发热)
(12)洛仑兹力永不做功
洛仑兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
(13)光学
光子的能量: E光子=hγ;一束光能量E光=N×hγ(N指光子数目)
在光电效应中,光子的能量hγ=W+
(14)原子物理
原子辐射光子的能量hγ=E初—E末,原子吸收光子的能量hγ= E末—E初
爱因斯坦质能方程:E=mc2
(15)能量转化和守恒定律
对于所有参与相互作用的物体所组成的系统,其中每一个物体的能量数值及形式都可能发生变化,但系统内所有物体的各种形式能量的总合保持不变
功和能的关系贯穿整个物理学。现归类整理如下:常见力做功与对应能的关系
常见的几种力做功
能量关系
数量关系式
力的种类
做功的正负
对应的能量
变化情况
①重力mg
+
重力势能EP
减小
mgh=–ΔEP
–
增加
②弹簧的弹力kx
+
弹性势能E弹性
减小
W弹=–ΔE弹性
–
增加
③分子力F分子
+
分子势能E分子
减小
W分子力=–ΔE分子
–
增加
④电场力Eq
+
电势能E电势
减小
qU =–ΔE电势
–
增加
⑤滑动摩擦力f
–
内能Q
增加
fs相对= Q
⑥感应电流的安培力F安培
–
电能E电
增加
W安培力=ΔE电
⑦合力F合
+
动能Ek
增加
W合=ΔEk
–
减小
⑧重力以外的力F
+
机械能E机械
增加
WF=ΔE机械
–
减小
汽车的启动问题: 具体变化过程可用如下示意图表示.关键是发动机的功率是否达到额定功率,
恒定功
率启动
速度V↑F=↓
a=
当a=0即F=f时,v达到最大vm
保持vm匀速
∣→→→变加速直线运动→→→→→→→∣→→→→匀速直线运动→→……
恒定加速度启动
a定=即F一定
P↑=F定v↑即P随v的增大而增大
当a=0时,v达到最大vm,此后匀速
当P=P额时
a定=≠0,
v还要增大
F=
a=
∣→→匀加速直线运动→→→→∣→→→变加速(a↓)运动→→→→→∣→匀速运动→
●电学部分一:静电场:
静电场:概念、规律特别多,注意理解及各规律的适用条件;电荷守恒定律,库仑定律
1.电荷守恒定律:元电荷
2.库仑定律: 条件:真空中、点电荷;静电力常量k=9×109Nm2/C2
三个自由点电荷的平衡问题:“三点共线,两同夹异,两大夹小”
中间电荷量较小且靠近两边中电量较小的;
常见电场的电场线分布熟记,特别是孤立正、负电荷,等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强分布,电场线的特点及作用.
3.力的特性(E):只要有电荷存在周围就存在电场 ,电场中某位置场强:
(定义式)(真空点电荷)(匀强电场E、d共线)叠加式E=E1+ E2+……(矢量合成)
4.两点间的电势差:U、UAB:(有无下标的区别)
静电力做功U是(电能其它形式的能) 电动势E是(其它形式的能电能)
=-UBA=-(UB-UA) 与零势点选取无关)
电场力功W=qu=qEd=F电SE (与路径无关)
5.某点电势描述电场能的特性:(相对零势点而言)
理解电场线概念、特点;常见电场的电场线分布要求熟记,
特别是等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强特点和规律
6.等势面(线)的特点,
处于静电平衡导体是个等势体,其表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面(距导体远近不同的等势面的特点?),导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;表面曲率大的地方等势面越密,E越大,称为尖端放电。应用:静电感应,静电屏蔽
7.电场概念题思路:电场力的方向电场力做功电势能的变化(这些问题是电学基础)
8.电容器的两种情况分析
①始终与电源相连U不变;
当d↑C↓Q=CU↓E=U/d↓ ; 仅变s时,E不变。
②充电后断电源q不变:
当d↑c↓u=q/c↑E=u/d=不变;仅变d时,E不变;
9带电粒子在电场中的运动qU=mv2;侧移y=,偏角tgф=
⑴ 加速 ①
⑵偏转(类平抛)平行E方向:
加速度: ② 再加磁场不偏转时:
水平:L1=vot ③
竖直: ④
竖直侧移:
v0、U偏来表示;U偏、U加来表示;U偏和B来表示
竖直速度:Vy =at=
tg= (θ为速度方向与水平方向夹角)
⑶若再进入无场区:做匀速直线运动。
水平:L2=vot2 ⑤
竖直:= (简捷) ⑥
总竖直位移:
③圆周运动
④在周期性变化电场作用下的运动
结论:
①不论带电粒子的m、q如何,在同一电场中由静止加速后,再进入同一偏转电场,它们飞出时的侧移和偏转角是相同的(即它们的运动轨迹相同)
②出场速度的反向延长线跟入射速度相交于O点,粒子好象从中心点射出一样 (即)
证: (的含义?)
恒定电流:
I=(定义)= I=nesv(微观) I==I =;R=(定义)电阻定律:R=(决定)
部分电路欧姆定律: U=IR 闭合电路欧姆定律:I =
路端电压: U = e -I r= IR 输出功率: = Iε-Ir =
电源热功率: 电源效率: = =
电功: W=QU=UIt=I2Rt=U2t/R 电功率P==W/t =UI=U2/R=I2R 电热:Q=I2Rt
对于纯电阻电路: W=IUt= P=IU =
对于非纯电阻电路: W=IUt > P=IU>
E=I(R+r)=u外+u内=u外+Ir P电源=uIt= +E其它 P电源=IE=I U +I2Rt
单位:J ev=1.9×10-19J 度=kwh=3.6×106J 1u=931.5Mev
电路中串并联的特点和规律应相当熟悉
1、联电路和并联电路的特点(见下表):
串联电路
并联电路
两个基本特点
电压
U=U1+U2+U3+……
U=U1=U2=U3=……
电流
I=I1=I2=I3=……
I=I1+I2+I3+……
三个重要性质
电阻
R=R1+R2+R3+……
电压
U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3=……=I
IR=I1R1=I2R2=I3R3=……=U
功率
P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=……=I2
PR=P1R1=P2R2=P3R3=……=U2
2、记住结论:
①并联电路的总电阻小于任何一条支路的电阻;
②当电路中的任何一个电阻的阻值增大时,电路的总电阻增大,反之则减小。
3、电路简化原则和方法
①原则:a、无电流的支路除去;b、电势相等的各点合并;c、理想导线可任意长短;d、理想电流表电阻为零,理想电压表电阻为无穷大;e、电压稳定时电容器可认为断路
②方法:
a、电流分支法:先将各节点用字母标上,判定各支路元件的电流方向(若无电流可假设在总电路两端加上电压后判定),按电流流向,自左向右将各元件,结点,分支逐一画出,加工整理即可;
b、等势点排列法:标出节点字母,判断出各结点电势的高低(电路无电压时可先假设在总电路两端加上电压),将各节点按电势高低自左向右排列,再将各节点间的支路画出,然后加工整理即可。注意以上两种方法应结合使用。
4、滑动变阻器的几种连接方式
a、限流连接:如图,变阻器与负载元件串联,电路中总电压为U,此时负载Rx的电压调节范围红为,其中Rp起分压作用,一般称为限流电阻,滑线变阻器的连接称为限流连接。
b 、分压连接:如图,变阻器一部分与负载并联,当滑片滑动时,两部分电阻丝的长度发生变化,对应电阻也发生变化,根据串联电阻的分压原理,其中UAP= ,当滑片P自A端向B端滑动时,负载上的电压范围为0~U,显然比限流时调节范围大,R起分压作用,滑动变阻器称为分压器,此连接方式为分压连接。
一般说来,当滑动变阻器的阻值范围比用电器的电阻小得多时,做分压器使用好;反之做限流器使用好。
5、含电容器的电路:分析此问题的关键是找出稳定后,电容器两端的电压。
6、电路故障分析:电路不正常工作,就是发生故障,要求掌握断路、短路造成的故障分析。
电路动态变化分析(高考的热点)各灯、表的变化情况
1程序法:局部变化R总I总先讨论电路中不变部分(如:r)最后讨论变化部分
局部变化再讨论其它
2直观法:
①任一个R增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压UR增加.(本身电流、电压)
②任一个R增必引起与之并联支路电流I并增加; 与之串联支路电压U串减小(称串反并同法)
当R=r时,电源输出功率最大为Pmax=E2/4r而效率只有50%,
路端电压跟负载的关系
(1)路端电压:外电路的电势降落,也就是外电路两端的电压,通常叫做路端电压。
(2)路端电压跟负载的关系
当外电阻增大时,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。
U
U
r=0
I
O
E
U内=I1r
U=I1R
定性分析:R↑→I(=)↓→Ir↓→U(=E-Ir)↑
R↓→I(=)↑→Ir↑→U(=E-Ir)↓
∞
特例:
0
0
外电路断路:R↑→I↓→Ir↓→U=E。
0
外电路短路:R↓→I(=)↑→Ir(=E)↑→U=0。
图象描述:路端电压U与电流I的关系图象是一条向下倾斜的直线。U—I图象如图所示。
直线与纵轴的交点表示电源的电动势E,直线的斜率的绝对值表示电源的内阻。
路端电压随电流的变化图线中注意坐标原点是否都从零开始
闭合电路中的功率
(1)闭合电路中的能量转化qE=qU外+qU内
在某段时间内,电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。
电源的电动势又可理解为在电源内部移送1C电量时,电源提供的电能。
(2)闭合电路中的功率:EI=U外I+U内I EI=I2R+I2r
说明电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上,转化为其他形式的能,另一部分消耗在内阻上,转化为内能。
(3)电源提供的电功率:又称之为电源的总功率。P=EI=
R↑→P↓,R→∞时,P=0。 R↓→P↑,R→0时,Pm=。
(4)外电路消耗的电功率:又称之为电源的输出功率。P=U外I
定性分析:I= U外=E-Ir=
从这两个式子可知,R很大或R很小时,电源的输出功率均不是最大。
P
R
O
U
I
O
R1 r R2
R=r
E
E/r
E/2r
E/2
定量分析:P外=U外I==(当R=r时,电源的输出功率为最大,P外max=)
图象表述:
从P-R图象中可知,当电源的输出功率小于最大输出功率时,对应有两个外电阻R1、R2时电源的输出功率相等。可以证明,R1、R2和r必须满足:r=。
(5)内电路消耗的电功率:是指电源内电阻发热的功率。
P内=U内I= R↑→P内↓,R↓→P内↑。
(6)电源的效率:电源的输出功率与总功率的比值。η==
当外电阻R越大时,电源的效率越高。当电源的输出功率最大时,η=50%。
电学实验专题
测电动势和内阻
(1)直接法:外电路断开时,用电压表测得的电压U为电动势E ;U=E
(2)通用方法:AV法测要考虑表本身的电阻,有内外接法;
①单一组数据计算,误差较大
②应该测出多组(u,I)值,最后算出平均值
③作图法处理数据,(u,I)值列表,在u--I图中描点,最后由u--I图线求出较精确的E和r。
(3)特殊方法 (一)即计算法:画出各种电路图
(一个电流表和两个定值电阻)
(一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器)
(一个电压表和两个定值电阻)
(二)测电源电动势ε和内阻r有甲、乙两种接法,如图
甲法中:所测得ε和r都比真实值小,ε/r测=ε测/r真;
乙法中:ε测=ε真,且r测= r+rA。
(三)电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表A、B测定,单独使用A表时,读数是UA,单独使用B表时,读数是UB,用A、B两表测量时,读数是U,则ε=UAUB/(UA-U)。
电阻的测量
AV法测:要考虑表本身的电阻,有内外接法;多组(u,I)值,列表由u--I图线求。怎样用作图法处理数据
欧姆表测:测量原理
两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小
使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、拨off挡。
注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。
电桥法测:
G
R2
S2
R1
S1
R1
S
V
R2
半偏法测表电阻: 断s2,调R1使表满偏; 闭s2,调R2使表半偏.则R表=R2;
一、测量电路( 内、外接法 ) 记忆决调 “内”字里面有一个“大”字
类型
电路图
R测与R真比较
条件
计算比较法
己知Rv、RA及Rx大致值时
内
A
V
R大
R测==RX+RA > RX
适于测大电阻
Rx >
外
A
V
R小
R测=n倍的Rx
通电前调到最大
调压
0~E
0~
电压变化范围大
要求电压
从0开始变化
Rx比较大、R滑 比较小
R滑全>Rx/2
通电前调到最小
以“供电电路”来控制“测量电路”:采用以小控大的原则
电路由测量电路和供电电路两部分组成,其组合以减小误差,调整处理数据两方便
R滑唯一:比较R滑与Rx 控制电路
Rx