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1、高中物理學(xué)問點(diǎn)總結(jié) 一,力 物體的平穩(wěn) 1. 力是物體對(duì)物體的作用, 是物體發(fā)生形變和轉(zhuǎn)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 . 留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 . 但在地球表面鄰近,可以認(rèn)為重力近似等于萬有引力 / / 2( 2)重力的大小 : 地球表面 G=mg,離地面高 h 處 G=mg,其中 g/=R/ ( R+h) g ( 3)重力的方向 : 豎直向下(不愿定指向地心) ; ( 4)重心 : 物體的各部分所受重力合力的作用點(diǎn),物體的重心不愿定在物體上
2、 . 3. 彈力 ( 1)產(chǎn)生緣由 : 由于發(fā)生彈性形變的物體有復(fù)原形變的趨勢(shì)而產(chǎn)生的 . ( 2)產(chǎn)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(fā)生形變的物體 . 在點(diǎn)面接觸的情形下,垂直于面 ; 在兩個(gè)曲面接觸(相當(dāng)于點(diǎn)接觸)的情形下,垂直于過接觸點(diǎn)的公切面 . 相等 . 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 輕桿既可產(chǎn)生壓力,又可產(chǎn)生拉力,且方向不愿定沿桿 . ( 4)彈力的大小 : 一般情形下應(yīng)依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用平穩(wěn)條件或牛頓定律 來求解 . 彈簧彈力可由胡克
3、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 : 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(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)缺一不行 . ( 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)判定靜摩擦力方向的方法 : 假設(shè)法 : 第一假設(shè)兩物體接觸面光滑,這時(shí)如兩物體不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),就說明它們?cè)?沒有相對(duì)
4、運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),也沒有靜摩擦力 ; 如兩物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),就說明它們?cè)扔邢鄬?duì)運(yùn)動(dòng) 趨勢(shì),并且原先相對(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 . 然后依據(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 . 第 1 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 1 頁(yè),共 83 頁(yè) 平穩(wěn)法 : 依據(jù)二力平穩(wěn)條件可以判定靜摩擦力的方向 . FN . ( 4)大小 : 先判明是何種摩擦力,然后再依據(jù)各自的規(guī)律去分析求解 滑動(dòng)摩擦力大小 : 利用公式 f= FN 進(jìn)行運(yùn)算,其中 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) 定律來求解 . . 或者依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用平穩(wěn)條件或牛頓 靜摩
5、擦力大小 : 靜摩擦力大小可在 0 與 f max 之間變化,一般應(yīng)依據(jù)物體的運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)由平穩(wěn)條件或牛頓定律來求解 . 5. 物體的受力分析 ( 1)確定所爭(zhēng)論的物體, 分析四周物體對(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”作用在爭(zhēng)論對(duì)象上 . ( 2)按“性質(zhì)力”的次序分析 . 即按重力,彈力,摩擦力,其他力次序分析,不要把“效 果力”與“性質(zhì)力”混淆重復(fù)分析 . ( 3)假如有一個(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,想像所爭(zhēng)論的 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)象才能中意給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
6、 . 6. 力的合成與分解 ( 1)合力與分力 : 假如一個(gè)力作用在物體上,它產(chǎn)生的成效跟幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的成效 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 : 平行四邊形定就 . ( 3)力的合成 : 求幾個(gè)已知力的合力,叫做力的合成 . 2. . 共點(diǎn)的兩個(gè)力( F 1 和 F 2 )合力大小 F 的取值范疇為 :|F 1-F 2| F F1 +F ( 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)際作用成效分解 在很多問題中都接受正交分解法 . 7. 共點(diǎn)
7、力的平穩(wěn) ; 為便利某些問題的爭(zhēng)論, ( 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)平穩(wěn)狀態(tài) : 物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止叫平穩(wěn)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穩(wěn)條件 : 物體所受的合外力為零, 即 F=0,如接受正交分 解法求解平穩(wěn)問題,就平穩(wěn)條件應(yīng)為 : Fx =0 , Fy =0. ( 4)解決平穩(wěn)問題的常用方法 等 . : 隔離法,整體法,圖解法,三角形相像法,正交分解法等 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)物體的位置的轉(zhuǎn)變叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng), 簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng), 它包括平 第 2 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 2 頁(yè),
8、共 83 頁(yè)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式 . 為了爭(zhēng)論物體的運(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?照物來爭(zhēng)論物體的運(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, 一般情形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
9、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 . 平均速度 : 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 . 瞬時(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:速率只有大小,沒有方向,是標(biāo)量 . 平均速率 : 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愿定等于平均速率, 只有在單方
10、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 v 跟發(fā)生這個(gè)變化所用時(shí)間 t 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 v 的方向一樣 . 但不愿定與 v 的方向一樣 . 留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
11、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=v 0t+ 12第 3 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 3 頁(yè),共 83 頁(yè)at 2速度位移公式: vt 2 2 -v =2as 平均速度 V= v 02v t 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?凡是跟正方向一樣的取“ +”值,跟
12、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 S=Sn+l Sn=aT 2= 恒量 T 內(nèi)的位移差值是恒量,即 ( 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: v v v0 2vt 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) : 圖像上一點(diǎn)切線的斜率表示該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)速度; 圖像是直線表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),圖像是曲線就表示物體做變速
13、運(yùn)動(dòng); 圖像與橫軸交叉,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) : 在速度圖像中,可以讀出物體在任何時(shí)刻的速度; 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 . 在速度圖像中, 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 . 圖線與橫軸交叉,表示物體運(yùn)動(dòng)的速度反向 . 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) 加速運(yùn)動(dòng) . 三,牛頓運(yùn)動(dòng)定律 ; 圖線是曲線表示物體做變 1. 牛頓第確定律 : 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), 直到有外力迫使它轉(zhuǎn)變 這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止 . 第 4 頁(yè) 共
14、 83 頁(yè) 第 4 頁(yè),共 83 頁(yè)( 1)運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性,物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來保護(hù) . ( 2)定律說明白任何物體都有慣性 . ( 3)不受力的物體是不存在的 . 牛頓第確定律不能用試驗(yàn)直接驗(yàn)證 . 但是建立在大量試驗(yàn)現(xiàn) 象的基礎(chǔ)之上, 通過思維的規(guī)律推理而發(fā)覺的 . 它告知了人們爭(zhēng)論物理問題的另一種新方法 : 通過觀看大量的試驗(yàn)現(xiàn)象,利用人的規(guī)律思維,從大量現(xiàn)象中查找事物的規(guī)律 . ( 4)牛頓第確定律是牛頓其次定律的基礎(chǔ), 不能簡(jiǎn)潔地認(rèn)為它是牛頓其次定律不受外力時(shí) 的特例, 牛頓第確定律定性地給出了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系, 牛頓其次定律定量地給出力與運(yùn)動(dòng)的 關(guān)系 . 2. 慣性 : 物體保
15、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,與物體的受力情形及運(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. 牛頓其次定律 : 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)牛頓其次定律定量揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系, 即知道了力,可依據(jù)牛頓其次定律, 分析 出物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 ; 反過來,知道了運(yùn)動(dòng),可依據(jù)牛頓其次定律爭(zhēng)論其受力情形,為設(shè)計(jì)運(yùn) 動(dòng),把握運(yùn)動(dòng)供應(yīng)了理論基礎(chǔ) . (2)對(duì)牛頓其次定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 F
16、 合 =ma, F 合 是力, ma 是力的作用成效,特殊要留意 不能把 ma 看作是力 . (3)牛頓其次定律揭示的是力的瞬時(shí)成效 . 即作用在物體上的力與它的成效是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系, 力變加速度就變,力撤除加速度就為零,留意力的瞬時(shí)成效是加速度而不是速度 . (4)牛頓其次定律 F 合 =ma,F 合是矢量, ma 也是矢量, 且 ma 與 F 合 的方向總是一樣 .F 合 的 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 始終線上 . (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
17、而力總是成對(duì)顯現(xiàn)的,它們 總是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消逝 . (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)生其成效,不行疊加 . 5. 牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范疇 : 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 . 處于超重的物體對(duì)支持面的壓力 F N( 或 對(duì)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(duì)支持面的壓力 FN(或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w的重力 mg.即 FN=mg-ma.當(dāng) a=g 時(shí) F
18、N =0,物體處于完全失重 . (3)對(duì)超重和失重的懂得應(yīng)當(dāng)留意 的問題 第 5 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 5 頁(yè),共 83 頁(yè)不管物體處于失重狀態(tài)仍是超重狀態(tài), 物體本身的重力并沒有轉(zhuǎn)變, 只是物體對(duì)支持物 的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ?不等于物體本身的重力 . 超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān), 只準(zhǔn)備于加速度的方向 . “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(tài)下,平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消逝,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
19、; 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 不在同始終線 ( 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)刻在轉(zhuǎn)變,所以曲線運(yùn)動(dòng)確定是變速運(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, 如已知物體的 運(yùn)動(dòng)軌跡,可判定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 : 等時(shí)性 ; 獨(dú)立性 ; 等效 性 . ( 2)運(yùn)
20、動(dòng)的合成與分解的法 就 : 平行四邊形定就 . . ( 3)分解原就 : 依據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際成效分解,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) : 具有水平方向的初速度 ; 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) . 建立直角坐標(biāo)系(一般以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn) 向下為 y 軸正方向) ; 由兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)規(guī)律來處理(如右圖) . O,以初速度 vo 方向?yàn)?x 軸正方向,豎直 第 6 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 6 頁(yè),共 83 頁(yè)4. 圓周運(yùn)動(dòng) (1)描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量 線速度 :
21、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 角速度 : 描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢,大小 = /t (單位 rad/s ), 是連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑t 時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度 . 其方向在中學(xué)階段 . 在 不爭(zhēng)論 . 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 周期 T,頻率 f - 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 . 向心力 : 總是指向圓心, 產(chǎn)生向心加速度, 向心力只轉(zhuǎn)變線速度的方向, 不轉(zhuǎn)變速度的大 小 . 大小 留意向心力是依據(jù)力的成效命名的 . 在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情
22、形時(shí),千萬不行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 (轉(zhuǎn)變速度的方向) , 而且仍存在著切向加速度(方向沿著軌道的切線方向,用來轉(zhuǎn)變速度的大?。?. 一般而言, 合加速度方向不指向圓心,合力不愿定等于向心力 . 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 . 如右上圖情形中,小球 恰能過最高點(diǎn)的條件
23、是 v v 臨 v 臨由重力供應(yīng)向心力得 v 臨 gr 如右下圖情形中,小球 恰能過最高點(diǎn)的條件是 v 0; 5 . 萬有引力定律 第 7 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 7 頁(yè),共 83 頁(yè)( 1)萬有引力定律:宇宙間的一切物體都是相互吸引的 . 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) 基本方法 : 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供應(yīng) . 即 F 引 =F 向 得: 應(yīng)用時(shí)可依據(jù)實(shí)際情形選用適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行分析或運(yùn)算 (3)三種宇宙速度 . 天體質(zhì)量 M,密度 的估算 : 第一宇宙速度
24、 :v 1 ,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 . 其次宇宙速度(脫離速度) :v 2 =11.2km/s ,使物體擺脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度 . 第三宇宙速度(逃逸速度) :v 3 ,使物體擺脫太陽(yáng)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)固軌道上, 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)星的軌道確定在赤道平面內(nèi),并且只有一條 . 全部同步衛(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
25、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,此情形與“升降機(jī)” (由于 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” 重力供應(yīng)向心力) ,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 . 第 8 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 8 頁(yè),共 83 頁(yè)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 同. 兩個(gè)動(dòng)量相同必需是大小相等,方向一樣 . ( 2)沖量 : 力和力的作用時(shí)間的乘積叫做該力的沖量,即 由力的方向準(zhǔn)備 . p=mv. 是矢量,方向與 v 的方向相 I=
26、Ft. 沖量也是矢量,它的方向 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)要特殊留意沖量,動(dòng)量及動(dòng)量變化量的方 向. ( 2)公式中的 F 是爭(zhēng)論對(duì)象所受的包括重力在內(nèi)的全部外力的合力 . ( 3)動(dòng)量定理的爭(zhēng)論對(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)力的作用不轉(zhuǎn)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)懂得為變力在作用時(shí)間內(nèi)
27、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 1v 1 +m 2 v 2 ( 1)動(dòng)量守恒定律成立的條件 系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零 . 系統(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,可以忽視不計(jì) . 系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零, 但在某個(gè)方向上的重量為零, 就在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng) 量的重量保持不變 . (2)動(dòng)量守恒的速度具有“四性” 4. 爆炸與碰撞 : 矢量性 ; 瞬時(shí)性 ; 相對(duì)性 ;
28、普適性 . ( 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)能不行能增加,一般有所削減而轉(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, 一般可忽視不計(jì), 可以把作用過程作為一個(gè)理想化過程簡(jiǎn)化處理 開頭運(yùn)動(dòng) . . 即作用后仍從作用前瞬時(shí)的位置以新的動(dòng)量 第 9 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 9 頁(yè),共 83 頁(yè)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
29、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 . 明顯,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 理量,是過程量 . . 是描述力對(duì)空間積存效應(yīng)的物 定義式 :W=F s cos ,其中 F 是力, s 是力的作用點(diǎn)位移(對(duì)地) , 是力與位移間的夾 角. ( 2)功的大小的運(yùn)算方法 : 恒力的功可依據(jù) W=F S cos 進(jìn)行運(yùn)算,本公式只適用于恒力做功 . 依據(jù) W=P t , 運(yùn)算一段時(shí)間內(nèi)平均做功 . 利用動(dòng)能定理運(yùn)算力的功,特
30、殊是變力所做的功 . 依據(jù)功是 能量轉(zhuǎn)化的量度反過來可求功 . ( 3)摩擦力,空氣阻力做功的運(yùn)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 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, 力的功率,仍要分清是求平均功率仍是瞬時(shí)功率 . :W=fd ( d 是兩物體間的相對(duì)路程) , 是標(biāo)量 . 求功率時(shí)確定要分清是求哪個(gè) ( 2)功率的運(yùn)算 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,仍是變力做功,都適用 . 瞬時(shí)功率 :P=F vcos P 和 v 分別表示 t 時(shí)
31、刻 的功率和速度, 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 . 以恒定功率 P 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), . 以恒定牽引力 F 啟動(dòng) : 機(jī)車先作勻加速運(yùn)當(dāng)功率增大到額定功率時(shí)速度為 v1=P/F , 動(dòng), vm=P/f 作勻速直線運(yùn)動(dòng); 而后開頭作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最終以最大速度 3. 動(dòng)能
32、 : 物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能 . 表達(dá)式 :E k=mv/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)分和聯(lián)系 動(dòng)能是標(biāo)量,動(dòng)量是矢量,動(dòng)量轉(zhuǎn)變,動(dòng)能不愿定轉(zhuǎn)變 ; 動(dòng)能轉(zhuǎn)變,動(dòng)量確定轉(zhuǎn)變 . 第 10 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 10 頁(yè),共 83 頁(yè)兩者的物理意義不同 : 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) 2量的變化用沖量來量度 . 兩者之間的大小關(guān)系為 EK=P /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
33、力作用且做直線 運(yùn)動(dòng)的情形下得出的 . 但它也適用于變力及物體作曲線運(yùn)動(dòng)的情形 不能利用矢量法就分解,故動(dòng)能定理無重量式 . . ( 2)功和動(dòng)能都是標(biāo)量, ( 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, 又不需要爭(zhēng)論過程的中間狀態(tài)時(shí), 可以把這 幾個(gè)物理過程看作一個(gè)整體進(jìn)行爭(zhēng)論,從而躲開每個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的具體細(xì)節(jié),具有過程簡(jiǎn)明, 方法神奇,運(yùn)算量小等優(yōu)點(diǎn) .
34、 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, E p mgh . 重力勢(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 . 重力勢(shì)能的大小和 零勢(shì)能面的選取有關(guān) . 重力勢(shì)能是標(biāo)量,但有“ +”,“ - ”之分 . (2)重力做功的特點(diǎn) : 重力做功只準(zhǔn)備于初, 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)能轉(zhuǎn)變的關(guān)系 : 重力做功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值 . 即 WG = -EP . 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)
35、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 式 (4)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的三種表示方式 : . ( 3)機(jī)械能守恒定律的表達(dá) 系統(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 =E 2 ,即 EP 減 = E K 增 系統(tǒng)削減的總重力勢(shì)能 EP減 等于系統(tǒng)增加的總動(dòng)能 E K 增 如系統(tǒng)只有 A, B 兩物體,就 A 物體削減的機(jī)械能等于 減 = E B 增 B 物體增加的機(jī)械能,即 E A 留意解題時(shí)究竟選取哪一種表達(dá)形式,應(yīng)依據(jù)題意靈敏選取
36、; 需留意的是 : 選用式 第 11 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 11 頁(yè),共 83 頁(yè)時(shí),必需規(guī)定零勢(shì)能參考面,而選用式和式時(shí),可以不規(guī)定零勢(shì)能參考面,但必需分清 能量的削減量和增加量 . ( 5)判定機(jī)械能是否守恒的方法 用做功來判定 : 分析物體或物體受力情形(包括內(nèi)力和外力) ,明確各力做功的情形, 如對(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, 就 機(jī)械能守恒 . 用能量轉(zhuǎn)化來判定 : 如物體系中只有動(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,就物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒 . 對(duì)一些繩子突然繃緊,物體間非彈性碰撞等問題,除非題目特殊說明,機(jī)械能必定不 守
37、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 . p2 . ( 2)重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的削減 :WG =E p1 -E ( 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 :WF =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)第一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
38、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)械能不愿定守恒, 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 . 依據(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 . 七,機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波 1. 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) ( 1)定義 : 物體在跟偏離平穩(wěn)位置的位移大小成正比,并且總是指向平穩(wěn)位置的回復(fù)力 的作用下的振動(dòng),叫做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) . ( 2)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) : 回復(fù)力 F=-kx ,加速度 a=-kx/m ,方向與位移方向相
39、反,總指向平 衡位置 . 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是一種 變加速 運(yùn)動(dòng),在平穩(wěn)位置時(shí), 速度最大, 加速度為零 ; 在最大位移處,速 度為零,加速度最大 . ( 3)描述簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的物理量 位移 x: 由平穩(wěn)位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段,是矢量,其最大值等于振幅 . 第 12 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 12 頁(yè),共 83 頁(yè)振幅 A: 振動(dòng)物體離開平穩(wěn)位置的最大距離,是標(biāo)量,表示振動(dòng)的強(qiáng)弱 . 周期 T 和頻率 f: 表示振動(dòng)快慢的物理量,二者互為倒數(shù)關(guān)系,即 T=1/f. ( 4)簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像 意義 : 表示振動(dòng)物體位移隨時(shí)間變化的規(guī)律,留意振動(dòng)圖像不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡 . 特點(diǎn) : 簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖像是正弦(
40、或余弦)曲線 . 應(yīng)用 : 可直觀地讀取振幅 A,周期 T 以及各時(shí)刻的位移 x,判定回復(fù)力,加速度方向, 判定某段時(shí)間內(nèi)位移,回復(fù)力,加速度,速度,動(dòng)能,勢(shì)能的變化情形 . 2. 彈簧振子 : 周期和頻率只取決于彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量,與其放置的環(huán)境和放 置的方式無任何關(guān)系 . 如某一彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期為 T,不管把它放在地球上,月 球上仍是衛(wèi)星中 ; 是水平放置,傾斜放置仍是豎直放置 ; 振幅是大仍是小,它的周期就都是 T. 3. 單擺 : 擺線的質(zhì)量不計(jì)且不行伸長(zhǎng), 擺球的直徑比擺線的長(zhǎng)度小得多, 擺球可視為質(zhì)點(diǎn) . 單擺是一種理想化模型 . ( 1)單擺的振動(dòng)可看作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
41、的條件是 : 最大擺角 Q, UItI 2Rt , UIR(歐姆定律不成立) . 6. 串并聯(lián)電路 電路 串聯(lián)電路 P ,U R 成正比 并聯(lián)電路 P ,I 與 R成反比 與 電阻關(guān)系 R 串 =R1+R2+R3+ 1/R 并=1/R 1+1/R 2+1/R 3+ 電流關(guān)系 I 總 =I 1=I 2=I 3 I 并 =I 1+I 2+I 3+ 電壓關(guān)系 U 總 =U1+U2+U3+ U 總 =U1=U2=U3= 功率支配 P 總 =P1+P2+P3+ P 總 =P1+P2+P3+ 7. 電動(dòng)勢(shì) - ( 1)物理意義 : 反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量 . 例如 一節(jié)干電池的電動(dòng)
42、勢(shì) E=15V,物理意義是指 : 電路閉合后, 電流通過電源, 每通過 1C 的電荷, 干電池就把 15J 的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 . ( 2)大小 : 等于電路中通過 1C 電荷量時(shí)電源所供應(yīng)的電能的數(shù) 值, 路時(shí)兩極間的電壓,在閉合電路中等于內(nèi)外電路上電勢(shì)降落之和 8. 閉合電路歐姆定律 等于電源沒有接入電 E=U 外 +U 內(nèi) . ( 1)內(nèi)容 : 閉合電路的電流強(qiáng)度跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟閉合電路總電阻成反比 . ( 2)表達(dá)式 :I=E/ ( R+r) ( 3)總電流 I 和路端電壓 U 隨外電阻 R 的變化規(guī)律 當(dāng) R 增大時(shí), I 變小,又據(jù) U=E-Ir 知, U 變大 . 當(dāng) R
43、 增大到時(shí), I=0 , U=E(斷路) . 當(dāng) R 減小時(shí), I 變大,又據(jù) U=E-Ir 知, U 變小 . 當(dāng) R 減小到零時(shí), I=E r ,U=0(短路) . 9. 路端電壓隨電流變化關(guān)系圖像 U 端 =E-Ir. 上式的函數(shù)圖像是一條向下傾斜的直線 . 縱坐標(biāo)軸上的截距等于電動(dòng)勢(shì)的大小 ; 橫坐標(biāo)軸上的截距等于短路電流 I 短 ; 圖線的斜率值等于電源內(nèi)阻的大小 . 10. 閉合電路中的三個(gè)功率 ( 1)電源的總功率 : 就是電源供應(yīng)的總功率, 即電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率, 也叫電源消耗的功率 P 總 =EI. . 對(duì)于純電阻電路,電源的輸出功率 . ( 2)電源輸出功率
44、 : 整個(gè)外電路上消耗的電功率 第 21 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 21 頁(yè),共 83 頁(yè)P(yáng) 出 =I 22 R=E/ ( R+r) R ,當(dāng) R=r 時(shí),電源輸出功率最大,其最大輸出功率為 Pmax=E 2/ 4r ( 3)電源內(nèi)耗功率 : 內(nèi)電路上消耗的電功率 P 內(nèi) =U 內(nèi) I=I 2r總 =IU /IE =U/E . ( 4)電源的效率 : 指電源的輸出功率與電源的功率之比, 即 =P 出 /P 11. 電阻的測(cè)量 原理是歐姆定律 . 因此只要用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓,用安培表測(cè)出通過電流,用 R=U/ I 即可得到阻值 . 內(nèi),外接的判定方法 : 如 R x 大大大于 R A ,接受
45、內(nèi)接法 ;R x 小小小于 R V ,接受 外接法 . 滑動(dòng)變阻器的兩種接法 : 分壓法的優(yōu)勢(shì)是電壓變化范疇大 ; 限流接法的優(yōu)勢(shì)在于電 路連接簡(jiǎn)便,附加功率損耗小 . 當(dāng)兩種接法均能中意試驗(yàn)要求時(shí),一般選限流接法 . 當(dāng)負(fù)載 R L 較小, 變阻器總阻值較大時(shí) ( RL 的幾倍),一般用限流接法 式接法 : . 但以下三種情形必需接受分壓 a. 要使某部分電路的電壓或電流從零開頭連接調(diào)劑, 只有分壓電路才能中意 .b. 假如試驗(yàn) 所供應(yīng)的電壓表, 電流表量程或電阻元件答應(yīng)最大電流較小, 接受限流接法時(shí), 無論怎樣調(diào) 節(jié),電路中實(shí)際電流(壓)都會(huì)超過電表量程或電阻元件答應(yīng)的最大電流(壓) ,為
46、了愛惜 電表或電阻元件免受損壞,必需要接受分壓接法電路 . c. 伏安法測(cè)電阻試驗(yàn)中,如所用的變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值,接受限流接法時(shí), 即使變阻器觸頭從一端滑至另一端, 待測(cè)電阻上的電流(壓) 變化也很小,這不利于多次測(cè) 量求平均值或用圖像法處理數(shù)據(jù) . 為了在變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值的情形下能大范疇 地調(diào)劑待測(cè)電阻上的電流(壓) ,應(yīng)選擇變阻器的分壓接法 . 十一,磁場(chǎng) 1. 磁場(chǎng) ( 1)磁場(chǎng) : 磁場(chǎng)是存在于磁體, 電流和運(yùn)動(dòng)電荷四周的一種物質(zhì) . 永磁體和電流都能在空 間產(chǎn)生磁場(chǎng) . 變化的電場(chǎng)也能產(chǎn)生磁場(chǎng) 流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用 . . ( 2)磁場(chǎng)的基本特點(diǎn) : 磁場(chǎng)對(duì)處
47、于其中的磁體,電 ( 3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì) : 一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷(或電流)之間通過磁場(chǎng)而發(fā)生 的相互作用 . ( 4)安培分子電流假說 - 在原子,分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部, 存在著一種環(huán)形電流即分 子電流,分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒成為微小的磁體 . ( 5)磁場(chǎng)的方向 : 規(guī)定在磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針 N 極受力的方向(或者小磁針靜止 N 極 時(shí) 的指向)就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向 . 2. 磁感線 ( 1)在磁場(chǎng)中人為地畫出一系列曲線,曲線的切線方向表示該位置的磁場(chǎng)方向,曲線的 第 22 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 22 頁(yè),共 83 頁(yè)疏密能定性地表示磁場(chǎng)的弱強(qiáng),這一系列曲線稱為磁感線 . ( 2)磁
48、鐵外部的磁感線,都從磁鐵 線是閉合曲線 ; 磁感線不相交 . N 極出來,進(jìn)入 S 極,在內(nèi)部,由 S 極到 N 極,磁感 ( 3)幾種典型磁場(chǎng)的磁感線的分布 : 直線電流的磁場(chǎng) : 同心圓,非勻強(qiáng),距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越弱 . 通電螺線管的磁場(chǎng) : 兩端分別是 N 極和 S 極,管內(nèi)可看作勻強(qiáng)磁場(chǎng), 管外是非勻強(qiáng)磁場(chǎng) . 環(huán)形電流的磁場(chǎng) : 兩側(cè)是 N 極和 S 極,離圓環(huán)中心越遠(yuǎn),磁場(chǎng)越 . 弱 勻強(qiáng)磁場(chǎng) : 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等,方向處處相同 . 勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感線是分布均 勻,方向相同的平行直線 . 3. 磁感應(yīng)強(qiáng)度 ( 1)定義 : 磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量, 在磁場(chǎng)中垂直于
49、磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線, 受到的磁場(chǎng)力 F 跟電流 I 和導(dǎo)線長(zhǎng)度 L 的乘積 IL 的比值,叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng) 度,定義式 B=F/IL. 單位 T,1T=1N/(A m) . ( 2)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,即通過 該點(diǎn)的磁感線的切線方向 . 與放入的電流強(qiáng)度 I 的大 ( 3)磁場(chǎng)中某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及方向是客觀存在的, 小,導(dǎo)線的長(zhǎng)短 L 的大小無關(guān), 與電流受到的力也無關(guān), 即使不放入載流導(dǎo)體,它的磁感應(yīng) 強(qiáng)度也照樣存在,因此不能說 B 與 F 成正比,B 與 IL 成反比 . 或 ( 4)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 是矢量, 遵守矢量分解合
50、成的平行四邊形定就, 留意磁感應(yīng)強(qiáng)度的方 向就是該處的磁場(chǎng)方向,并不是在該處的電流的受力方向 . 4. 地磁場(chǎng) : 地球的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相像,其主要特點(diǎn)有三個(gè) : ( 1)地磁場(chǎng)的 N 極在地球南極鄰 S 極在地球北極鄰近 . 近, ( 2)地磁場(chǎng) B 的水平重量( Bx)總是從地球南極指向北極,而豎直重量( By)就南北相 反,在南半球垂直地面對(duì)上,在北半球垂直地面對(duì)下 . ( 3)在赤道平面上,距離地球表面相等的各點(diǎn),磁感強(qiáng)度相等,且方向水平向北 . 5 . 安培力 ( 1)安培力大小 F=BIL. 式中 F, B, I 要兩兩垂直, L 是有效長(zhǎng)度 . 如載流導(dǎo)體是彎曲導(dǎo) 線,且導(dǎo)
51、線所在平面與磁感強(qiáng)度方向垂直,就 L 指彎曲導(dǎo)線中始端指向末端的直線長(zhǎng)度 . ( 2)安培力的方向由左手定就判定 . ( 3)安培力做功與路徑有關(guān),繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負(fù),也 可以為零,而不像重力和電場(chǎng)力那樣做功總為零 . 6. 洛倫茲力 ( 1)洛倫茲力的大小 f=qvB ,條件 :v B. 當(dāng) v B 時(shí), f=0. ( 2)洛倫茲力的特性 : 洛倫茲力始終垂直于 v 的方向,所以洛倫茲力確定不做功 . 第 23 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 23 頁(yè),共 83 頁(yè)( 3)洛倫茲力與安培力的關(guān)系 : 洛倫茲力是安培力的微觀實(shí)質(zhì),安培力是洛倫茲力的宏 觀表現(xiàn) . 所以洛倫茲力
52、的方向與安培力的方向一樣也由左手定就判定 . ( 4)在磁場(chǎng)中靜止的電荷不受洛倫茲力作用 . 7. 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下(電子,質(zhì)子, 略不計(jì)), 粒子等微觀粒子的重力通常忽 ( 1)如帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向平行(相同或相反) ,帶電粒子以入射速度 v 做 勻速直線運(yùn)動(dòng) . ( 2)如帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向垂直, 帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi), 以入 射速率 v 做勻速圓周運(yùn)動(dòng) . 軌道半徑公式: r=mv/qB 周期公式 : T=2 m/qB 8. 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) ( 1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng) 帶電粒子所受合外力為零時(shí),
53、做勻速直線運(yùn)動(dòng),處理這類問題,應(yīng)依據(jù)受力平穩(wěn)列方 程求解 . 帶電粒子所受合外力恒定,且與初速度在一條直線上,粒子將作勻變速直線運(yùn)動(dòng),處 理這類問題,依據(jù)洛倫茲力不做功的特點(diǎn),選用牛頓其次定律,動(dòng)量定理,動(dòng)能定理,能量 守恒等規(guī)律列方程求解 . ( 2)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng) 當(dāng)帶電粒子在所受的重力與電場(chǎng)力等值反向時(shí),洛倫茲力供應(yīng)向心力時(shí),帶電粒子在 垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 理列方程求解 . . 處理這類問題,往往同時(shí)應(yīng)用牛頓其次定律,動(dòng)能定 當(dāng)帶電粒子所受的合外力是變力,與初速度方向不在同始終線上時(shí),粒子做非勻變速 曲線運(yùn)動(dòng), 這時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧, 定理或能量守恒列
54、方程求解 . 也不是拋物線, 一般處理這類問題, 選用動(dòng)能 由于帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中受力情形復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情形多變,往往顯現(xiàn)臨界問題,這時(shí)應(yīng)以 題目中“最大” ,“最高” “至少”等詞語(yǔ)為突破口,挖掘隱含條件,依據(jù)臨界條件列出輔 助方程,再與其他方程聯(lián)立求解 . 十二,電磁感應(yīng) 1. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 : 利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng), 產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流 . ( 1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 : 穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,即 0. (2)產(chǎn)生感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)的條件 : 無論回路是否閉合,只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化,線路中就有感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì) . 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源 . 第 24
55、頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 24 頁(yè),共 83 頁(yè)( 2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),假如回路閉合,就有感應(yīng)電流,回路不閉 合,就只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無感應(yīng)電流 . 2. 磁通量( 1)定義 : 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 與垂直磁場(chǎng)方向的面積 S 的乘積叫做穿過這個(gè)面的磁 通量,定義式 : =BS.假如面積 S 與 B 不垂直,應(yīng)以 B 乘以在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積 S,即 =BS,國(guó)際單位 :Wb 求磁通量時(shí)應(yīng)當(dāng)是穿過某一面積的磁感線的凈條數(shù) . 任何一個(gè)面都有正,反兩個(gè)面 ; 磁感 線從面的正方向穿入時(shí), 穿過該面的磁通量為正 . 反之, 磁通量為負(fù) . 所求磁通量為正, 反兩 面穿入的磁感線的代
56、數(shù)和 . 3. 楞次定律 ( 1)楞次定律 : 感應(yīng)電流的磁場(chǎng),總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化 . 楞次定律適用 于一般情形的感應(yīng)電流方向的判定, 而右手定就只適用于導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情形, 此種 情形用右手定就判定比用楞次定律判定簡(jiǎn)便 . ( 2)對(duì)楞次定律的懂得 誰(shuí)阻礙誰(shuí)感應(yīng)電流的磁通量阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量 . 阻礙什么阻礙的是穿過回路的磁通量的變化, 原磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反 而不是磁通量本身 . 如何阻礙 ; 當(dāng)原磁通量削減時(shí),感應(yīng)電 流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即“增反減同” . 阻礙的結(jié)果阻礙并不是阻擋, 結(jié)果是增加的仍增加,削減的仍削減 .
57、( 3)楞次定律的另一種表述 : 感應(yīng)電流總是阻礙產(chǎn)生它的那個(gè)緣由,表現(xiàn)形式有三種 : 阻礙原磁通量的變化 ; 阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng) ; 阻礙原電流的變化(自感) . 4. 法拉第電磁感應(yīng)定律 電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比 . 表達(dá)式 E=n / t 當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的運(yùn)算公式為 E=BLvsin . 當(dāng) B, L, v 三者 兩兩垂直時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=BLv.( 1)兩個(gè)公式的選用方法 E=n / t 運(yùn)算的是在 t 時(shí) 間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì),只有當(dāng)磁通量的變化率是恒定不變時(shí),它算出的才是瞬時(shí)電動(dòng) 勢(shì).E=BLvsin 中的 v 如為瞬時(shí)速
58、度, 就算出的就是瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì) 是平均電動(dòng)勢(shì) . ( 2)公式的變形 : 如 v 為平均速度, 算出的就 當(dāng)線圈垂直磁場(chǎng)方向放置, 線圈的面積 S 保持不變,只是磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度均勻變化時(shí), 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) :E=nS B/ t . 假如磁感強(qiáng)度不變,而線圈面積均勻變化時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 5. 自感現(xiàn)象 E=Nbs/ t . ( 1)自感現(xiàn)象 : 由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 . (2)自感電動(dòng)勢(shì) : 在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì) . 自感電動(dòng)勢(shì)的大小取決于線圈自感系數(shù)和本 第 25 頁(yè) 共 83 頁(yè) 第 25 頁(yè),共 83 頁(yè)身電流變化的快慢,自感電動(dòng)勢(shì)方向總是阻礙電流的變
59、化 . 6. 日光燈工作原理 ( 1)起動(dòng)器的作用 : 利用動(dòng)觸片和靜觸片的接通與斷開起一個(gè)自動(dòng)開關(guān)的作用,起動(dòng)的 關(guān)鍵就在于斷開的瞬時(shí) . ( 2)鎮(zhèn)流器的作用 : 日光燈點(diǎn)燃時(shí),利用自感現(xiàn)象產(chǎn)生瞬時(shí)高壓 ; 日光燈正常發(fā)光時(shí), 利 用自感現(xiàn)象,對(duì)燈管起到降壓限流作用 . 7. 電磁感應(yīng)中的電路問題 在電磁感應(yīng)中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體 或回路就相當(dāng)于電源,將它們接上電容器,便可使電容器充電 ; 將它們接上電阻等用電器, 便可對(duì)用電器供電,在回路中形成電流 . 因此,電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起 . 解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法是
60、: ( 1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向 . ( 2)畫等效電 路. ( 3)運(yùn)用全電路歐姆定律,串并聯(lián)電路性質(zhì),電功率等公式聯(lián)立求解 . 8. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題 ( 1)通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中將受到安培力作用, 電磁感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián) 系在一起,基本方法是 : 用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和方向 . 求回路中電流強(qiáng)度 . 分析爭(zhēng)論導(dǎo)體受力情形 (包含安培力, 用左手定就確定其方向) . 列動(dòng)力學(xué)方程或平 衡方程求解 . ( 2)電磁感應(yīng)力學(xué)問題中,要抓好受力情形,運(yùn)動(dòng)情形的動(dòng)態(tài)分析,導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流通電導(dǎo)體
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