專題一 力與運(yùn)動(dòng)
恒力作用下的直線運(yùn)動(dòng)
★知識(shí)點(diǎn)★
1,物體(或質(zhì)點(diǎn))在恒力作用下的直線運(yùn)動(dòng),就是勻變速直線運(yùn)動(dòng).
2,典型的勻變速直線運(yùn)動(dòng)有:(1)只受重力作用的物體的自由落體和豎直上拋運(yùn)動(dòng);
(2)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始被加速,或帶電粒子沿著平行于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng);
(3)靜止的(或運(yùn)動(dòng)中的)物體,帶電粒子.封閉著一定質(zhì)量氣體的玻璃管或氣缸……所受到各種外力的合力恒定,且合力方向與初速度方向平行時(shí)的運(yùn)動(dòng).
3,研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本方法是動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn),即運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式.另外,視所研究問(wèn)題的實(shí)際,亦可采用能量和動(dòng)量的 點(diǎn)去解決.
◆重力,彈力,摩擦力作用下的勻變速直線運(yùn)動(dòng)◆
二,恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)
★知識(shí)點(diǎn)★
1,恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng),物體的加速度大小和方向都恒定不變,是勻變速運(yùn)動(dòng).物體有 初速度,且初速度的方向與物體的加速度方向不在同一條直線上.
2,典型的勻變速運(yùn)動(dòng)有三類:(1)只受重力作用的平拋物體的運(yùn)動(dòng)
(2)帶電粒子以某一初速度,沿著與電場(chǎng)方向或某一夾角射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中,只受電場(chǎng)力作用的運(yùn)動(dòng);
(3)物體所受各種外力的合力恒定,而且具有的初速度方向與合外力的方向成某一夾角的運(yùn)動(dòng).
3,研究恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng),常用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的思想.即物體的這一運(yùn)動(dòng)可分解成:初速度方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和在合力方向上的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).另外,恒力對(duì)物體做功,物體具有的各種形式的能量在不斷轉(zhuǎn)化,利用功能關(guān)系,能量守恒也是我們研究恒力作用下物體作曲線運(yùn)動(dòng)的常用方法.
三,變力作用下的直線運(yùn)動(dòng)
★知識(shí)點(diǎn)★
1,物體(或質(zhì)點(diǎn))受到大小不斷變化,方向始終與速度在一條直線上的合外力作用時(shí),作加速度大小不斷變化的變速直線運(yùn)動(dòng),即非勻變速直線運(yùn)動(dòng).
2,典型的非勻變速直線運(yùn)動(dòng)有:(1)機(jī)車(chē)以恒定功率啟動(dòng)過(guò)程度運(yùn)動(dòng);
(2)彈簧振子的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng);
(3)帶電質(zhì)點(diǎn)中電場(chǎng),磁場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng).
3,研究非勻變速直線運(yùn)動(dòng)的基本方法是從受力條件入手,利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決.另外,由于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式不適用于非勻變速運(yùn)動(dòng),因此有許多問(wèn)題需用功能關(guān)系,能量守恒分析求解.
四,變力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)――圓周運(yùn)動(dòng)
★知識(shí)點(diǎn)★
1,物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的受力條件是所受合外力方向始終與速度方向垂直,且大小不變,這時(shí),由于合外力無(wú)沿切線方向分力,因而物體速度大小不會(huì)改變,而沿垂直速度方向的合外力將產(chǎn)生加速度,迫使物體速度矢量方向不斷改變,因合外力大小不變,產(chǎn)生的加速度的也不變,所以速度矢量方向的改變?cè)谙嗤瑫r(shí)間內(nèi)也是相同的,故而物體將沿圓周做勻速圓周運(yùn)動(dòng),這樣,我們稱此時(shí)的合外力為向心力,所產(chǎn)生的加速度為向心加速度,顯然,該運(yùn)動(dòng)是變力作用下加速度方向不斷變化的變速運(yùn)動(dòng).
2,如果物體沿某一確定圓周做變速圓周運(yùn)動(dòng),這表明物體在圓周任一位置上,合外力在垂直速度方向,即指向圓心方向有分力以提供做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力,此外,還在速度方向上有分力,以使物體速度大小發(fā)生變化.
3,典型的圓周運(yùn)動(dòng)有:(1)天體(包括人造天體)在萬(wàn)有引力作用下的運(yùn)動(dòng);
(2)核外電子在庫(kù)侖力作用下繞原子核的運(yùn)動(dòng);
(3)帶電粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面里在洛侖茲力作用下的運(yùn)動(dòng);
(4)物體(包括帶電質(zhì)點(diǎn))在各種外力(重力,彈力,摩擦力,電場(chǎng)力,磁場(chǎng)力……)作用下沿圓周的運(yùn)動(dòng).
4,研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)基本方法是利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律,而研究非勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題一般是牛頓定律與功能關(guān)系,能量守恒的綜合.
▲人造衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)與氫原子核外電子繞核作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的比較
名稱
類別
衛(wèi)星的圓周運(yùn)動(dòng)
氫原子核外電子的圓周運(yùn)動(dòng)
向心力來(lái)源
萬(wàn)有引力提供向心力
GMm/r2=mv2/r=4mrπ2/T2
庫(kù)侖力提供向心力
ke2/r2=mv2/r=4mrπ2/T2
動(dòng)能
mv2/2=GMm/2r
mv2/2=ke2/2r
勢(shì)能
(取無(wú)窮遠(yuǎn)處EP=0)
EP=-GMm/r
EP=-ke2/r
總能量
E=EP+EK=-GMm/2r
E=EP+EK=-ke2/2r
周期
T2/r3=4π2/GM
T2/r3=4mn2/ke2
專題二 守恒類問(wèn)題
★知識(shí)點(diǎn)★
1,能量守恒:能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,能量的總和不變.
2,能的轉(zhuǎn)化和守恒的主要應(yīng)用及具體表現(xiàn)形式,用框圖表示如下:
機(jī)械能 機(jī)械能守恒E1=E2
內(nèi)能 熱力學(xué)第一定律ΔU=W+Q
電場(chǎng)能,電流能 閉合電路歐姆定律I=E/(R+r),P=P內(nèi)+P外
磁場(chǎng)能 能的轉(zhuǎn)化和守恒 法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律
光能 光電效應(yīng)與方程=hγ-W
核能 核反應(yīng),質(zhì)能方程E=mc2
3,動(dòng)量守恒:系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零,系統(tǒng)的總動(dòng)量不變.
4,動(dòng)量守恒的條件:
(1)系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零
(2)在某一方向上,系統(tǒng)不受外力或所受合外力為零,該方向上動(dòng)量守恒
(3)系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,動(dòng)量近似守恒
(4)在某一方向上,系統(tǒng)內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,該方向上動(dòng)量近似守恒
5,質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒:實(shí)際發(fā)生的核反應(yīng)中,反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)之和(或電荷數(shù)之和)等于生成物的質(zhì)量數(shù)之和(或電荷數(shù)之和)
6,能量守恒,動(dòng)量守恒貫穿整個(gè)物理學(xué)中,涉及力,熱,光,電,磁,原等知識(shí),既是中學(xué)物理的主干知識(shí),又是解決外力問(wèn)題最重要的思維方法之一.
質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒是核反應(yīng)遵循的基本規(guī)律,也是解決核反應(yīng)有關(guān)問(wèn)題的重要依據(jù).