物理必修一匀变速运动知识点(共12篇)
①竖直方向的运动是自由落体
例如:平抛运动的物体和自由落体的物体落地时间一样(2014江苏);平抛出去之后与地面发生弹性碰撞,与自由下落后与地面发生弹性碰撞,在竖直方向上运动是一样的(2012江苏)。
②竖直高度决定下落时间
例如:由高度比较下落时间长短(2012全国卷),由高度计算出时间,然后通过水平位移求出初速度(2012北京)。
③结合斜面应用tanθ=2tanφ
例如:落在斜面上出发落在斜面上,速度与斜面夹角为定值(课本P.26);落在水平面上,初速度越大,速度与水平面夹角越小(2013云南);垂直落到斜面上,根据斜面倾角及几何关系,求出末速度与水平方向的夹角θ(2010全国)。
④平抛运动实验
例如:结合频闪照片,用竖直方向的运动求频闪频率(来源不明);竖直方向不同间距,分析水平位移(2013北京);课本图示装置,平抛小球和自由落体小球总同时落地、平抛小球和匀速小球总能相撞(2014江苏)。
⑤类平抛运动
例如:斜面上的物体做类平抛运动(来源不明);带电粒子在电场中偏转,显像管原理、喷墨打印原理(2013广东)。
⑥结合力学其它知识
“摆”在最低点时绳子断开,小球平抛(2013福建);水平滑动后平抛(2012北京);轨道圆周运动后平抛(2012浙江)。
练习题:
事故现场路面上的两物体A、B沿公路方向上的水平距离,h1、h2分别是散落物A、B在车上时的离地高度.只要用米尺测量出事故现场的△L、hl、h2三个量,根据上述公式就能够估算出碰撞瞬间车辆的速度,则下列叙述正确的是()
(A)A、B落地时间相同
(B)A、B落地时间差与车辆速度无关
(C)A、B落地时间差与车辆速度成正比
(D)A、B落地时间差和车辆碰撞瞬间速度的乘积等于△L
快速提高物理成绩的方法
想学好物理一定要养成提前预习的习惯,每次在上课之前一定要认认真真的预习,这样才可以知道哪里是自己不懂的知识点,等到课堂中老师上课的时候重点听这一部分。
课堂中一定要聚精会神的听课,可能你的稍微不留神就会错过一个重要的知识点,物理知识点是一个套着一个的,所以每个知识点都要认真听讲。
课后的复习是很重要的,在课堂上听懂是一回事,如果不及时复习会很快遗忘,最好把老师上课教的例题自己给做一遍,这样才是掌握了上课老师所教的知识点。
大量的习题是快速提高物理的一个必要的途径,可以买一两本有用的习题讲解,平时多做这些题,如果有不懂的可以参考讲解,然后自己再做一便。大量的做题会使我们碰到各种各样的知识点,认真掌握他们吧。
要养成记录错题的习惯,这是学好每门课都必须要做的,物理也不例外。错题肯定是我们没有学好的地方,常把错题拿出来看看,在错题中多总结思考,这有助于我们快速提高物理成绩。
物理的主要是自然界的现象,大家平时也可以多去想想身边的物理现象,这样会使得我们对物理更加感兴趣,兴趣才是最好的老师,所以必须要提起对这门学科的兴趣。
pt的物理性质
很多人都喜欢体育运动, 但是有很多人不懂其中运用到的物理知识。目前的物理教学中缺乏与体育运动相结合, 使得很多学过物理的人不懂得体育运动中的物理知识。随着人们生活水平的提高和社会的发展, 体育运动越来越流行, 越来越被重视。体育运动中蕴涵许多物理知识, 体育工作者和教练为了提高体育比赛中的成绩, 总结出来很多物理学知识运用到体育赛事中, 达到最省力、最高效的目的。[1]乒乓球, 篮球, 足球, 网球, 滑冰, 拔河, 跳高, 等运动在我们日常生活很常见, 这些运动的普及和提高, 关系到全民的身体素质, 也关系到国家的荣誉。[2]
1 乒乓球中的物理知识
乒乓球是中国的国球, 也是世界流行的球类体育项目, 我国在乒乓球历史上占有很高的地位。在乒乓球运动中用到了很多物理知识, 譬如, 将一踩瘪的乒乓球, 放在热水里, 里面的气体由于温度升高, 体积膨胀, 会使乒乓球复原。这一现象充分体现了气体的热胀冷缩的特点, 使得同学对热学知识充分理解, 更为运动员在训练中充分使用乒乓球提供了理念依据。在乒乓球比赛中发球的好坏, 是运动员取得胜利的必要条件, 运动员发球过程中乒乓球的运动分为四个阶段:
第一阶段:将乒乓球竖直上抛后, 到达一定高度, 运动过程中乒乓球的动能在减小, 重力势能在增加, 最高点处动能为零, 重力势能最大, 动能转化为重力势能。
第二阶段:乒乓球由最高点处静止下落直到接触球拍的瞬间, 球的高度越来越小, 速度越来越大, 这个过程中乒乓球重力势能逐渐变小, 动能逐渐变大, 重力势能转化为动能。
第三阶段:乒乓球由接触到球拍发生弹性形变的最大时刻这个过程中乒乓球的速度越来越小, 而它的弹性形变越来越大, 动能逐渐变小, 弹性势能逐渐变大, 因此是动能转化为弹性势能。
第四阶段:由弹性形变最大至恢复原状。这个过程中乒乓球的弹性形变越来越小, 它的速度越来越大。动能逐渐变大弹性势能逐渐变小, 因此, 它是弹性势能转化为动能。同时, 球拍给乒乓球施加了外力的作用使球飞速的运动出去。探讨了能量的相互转化, 通过发球的高度, 球的弹性变形的状况改变球的速度变换发球技术, 学会了物理知识, 提高了发球不平。
2 举重中的物理知识
在举重比赛中, 运动员上场前总要在手上擦些“白粉”。这种白色粉末叫“碳酸镁”, 通常又称为“镁粉”。碳酸镁的质量很轻, 具有很强的吸湿作用。运动员在比赛中, 手掌经常会出汗, 这对体操和举重运动员来说是个非常不利的因素, 因为湿滑的掌心会使摩擦力减小, 使运动员握不住器械, 不仅影响动作的质量, 严重的时候还会使运动员造成失误, 甚至受伤。碳酸镁的作用就是吸去掌心的汗水, 同时增加掌心与器械之间的摩擦力。这样, 运动员就能握紧器械, 有利于提高动作的质量。
举重的基本原理是应用经典力学方法建立搬举动作的力学模型, 定义下肢与地面夹角θ为广义坐标, 考虑均匀举重方式, 假定重物提升y1和躯干角α与θ的微分约束关系, 通过对多刚体系统动力学方程求解, 求得髋角β的加速度曲线及髋部的内力和内力矩, 并求得便于深入讨论力学及理解析表达式。通过分析表明, 举重动作髋部内力、内力矩大小主要和举重时角加速度有关, 尽量控制以均匀方式举重方式是举重的理想方式。
3 拔河中的物理知识
在拔河比赛中是不是哪一队的力气就一定能胜利呢?这并不是个简单的力量相加的问题。根据作用力与反作用力原理, 参加拔河的两个队伍中A对B施加了多大拉力, B对A也同样也产生一样大小的反作用力。可见, 双方之间的拉力并不是决定胜负的因素。通过受力分析, 当所受的拉力小于与地面的最大静摩擦力就不会被拉动。所以如何增大与地面的摩擦力是胜负的关键。大家知道, 静摩擦力与两个值是成正比, 一是摩擦系数, 二是对接触面的压力。于是要设法增大上述两项值才能赢得比赛, 首先, 队员的体重越重对地面的压力就越大, 静摩擦力也会随之增大。其次, 要穿上鞋底花纹较深较大的鞋子, 也可以增大摩擦系, 使摩擦力增大。
4 跳高中的物理知识
跳高的姿势经历了由滚式、跨越式、剪式、背越式的演变。这一次又一次的演变, 是向着“能量最低原理”方向努力的。每一次的演变都使人体重心降低了, 由于机械能守恒定律, 一定量的动能只能转化成一定量的势能, 所以要用同样的动能跳过更高的杆, 唯有降低运动员过杆时的重心, 所以人们一次次的找出使人体重心降低的方法。这就是人们更好地应用物理知识的结果。
5 结束语
除了这些运动之外, 还有很多体育运动中都运用到了物理知识。物理学既是一门实验科学, 又是一门应用科学, 体育运动不仅是以身体练习为基本手段, 以增强人的体质, 促进人的全面发展有组织的社会活动群众体育, 还是竞技体育, 代表着国家。因此, 体育运动中蕴涵着许多物理知识, 了解和掌握物理学知识, 进而将其运用到体育运动中, 在生活中学习知识, 在运动中体验知识, 在比赛中发挥知识, 不但会让物理贴近学生, 让学生更加喜欢体育运动, 而且对体育运动的发展具有重要意义。
参考文献
[1]王则珊.学校体育理论与研究[M].北京:北京体育大学出版社, 1995.
一、蹦极运动
例1蹦极运动是勇敢者的运动,蹦极运动员将弹性长绳系在双脚上,弹性绳的另一端固定在高处的跳台上,运动员从跳台上跳下后,会在空中上下往复多次,最后停在空中.如果将运动员视为质点,忽略运动员起跳时的初速度和水平方向的运动,把运动员、弹性绳、地球作为一个系统,运动员从跳台上跳下后,以下说法正确的是( ).
①第一次反弹后上升的最大高度一定低于跳台的高度;②第一次下落到最低位置处系统的动能为零,弹性势能最大;③跳下后系统动能最大时刻的弹性势能为零;④最后运动员停在空中时,系统的机械能最小.
A. ①③ B. ②③ C. ③④ D. ①②④
解析由于运动员在往复上下的过程中要不断地克服空气阻力做功,使得系统的机械能不断减少,故①④正确.在第一次下落到最低处时,运动员的速度为零,因此其动能为零,此时弹性绳的伸长量最大,其弹性势能也就最大,则②也正确.故应选D.
点评对于蹦极运动一定要注意运动过程中的机械能损失,并能根据运动员的状态判断运动员的动能、势能的大小,以防发生错解.
二、跳起摸高
例2跳起摸高是学生经常进行的一项活动,某同学身高1.8 m,质量65 kg,站立时举手达到2.2 m高.他用力蹬地,经0.45 s竖直离地起跳,设他蹬地的力大小恒为1060 N,则他跳起可摸到的高度为多少米?
解析在人进行摸高时,可只考虑人在竖直方向的运动.该同学起跳时受到重力mg和地面对其的弹力F作用,起跳时的加速度为:a=
F-mgm=1060 N-65 kg×9.8 N/kg65 kg=6.5 m/s2,起跳的速度为:v=at=6.5 m/s2 × 0.45 s=2.9 m/s.
由于该同学离地后只受重力作用,所以他相当于做竖直上抛运动,他向上跳起的高度为:h=v22g=(2.9 m/s)22×9.8 m/s2=0.4 m,故他可以摸到的高度为:H=2.2 m + 0.4 m=2.6 m.
点评对于摸高运动一定要弄清楚摸高者的受力情况,明确其起跳过程相当于做竖直上抛运动,这样看似复杂的问题也就容易求解了.
三、原地起跳
例3原地跳起时,先屈腿下蹲然后突然蹬地,从开始蹬地到离地加速过程(可视为匀加速),加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”.离地后重心继续上升,在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”.现有下列数据:人原地上跳的“加速距离”d1=0.50 m,“竖直高度”h1=1.0 m;跳蚤原地上跳的“加速距离”d2=0.00080 m,“竖直高度”h2=0.10 m.假想人具有与跳蚤相等的起跳加速度,而“加速距离”仍为0.50 m,则人上跳的“竖直高度”是多少?
解析设跳蚤起跳的加速度为a,离地时的速度为v,则对加速度和离地后上升过程分别有:v2=2ad2,v2=2gh2.
若假想人具有与跳蚤相同的加速度a,在这种假想条件下人离地时的速度为V,与此相应的竖直高度为H,则对加速过程和离地后上升过程分别有:V2=2ad1,V2=2gH.
由以上各式可得:H=d1d2h2=0.50m0.0080 m×0.10 m= 62.5 m.
点评本题取材于跳蚤的原地起跳,为了降低解题难度,题中对题目作了简化处理.起跳过程可看作是向上的匀加速运动,起跳后则可看作竖直上抛运动,连接这两种运动的节点是速度,这是顺利求解的本题的关键.
四、跳水运动
例4一跳水运动员从离水面10 m高的平台上向上跃起,举双臂直体离开台面,此时其重心位于从手到脚全长的中心,跃起后重心升高了0.45 m达到最高点,落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计),从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间.
解析跳水的物理模型为竖直上抛,求解时要注意重心的变化高度,上升高度h=0.45 m,从最高点下降到手触到水面,下降的高度为H=10.45 m.
从起跳到最高点所需的时间为:t1=
2hg=
2×0.45 m9.8 m/s2=0.3 s;从最高点到手触水面所需的时间为t2=2Hg=2×10.45 m9.8 m/s2=1.4 s.故该跳水运动员可用于完成空中动作的时间为:t=t1+t2=0.3 s+1.4 s=1.7 s.
点评求解本题的关键是要认真阅读题给信息,进而将题中描述的过程抽象为一个质点的竖直上抛运动过程,最后再对简化后的过程进行定量分析,从而得出正确的结论.
五、蹦床
例5蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网面蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目.一个质量为60 kg的运动员,从离水平网面3.2 m高处自由落下,着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0 m高处.已知运动员与网接触的时间为1.2 s,若把这段时间内网对运动员的作用力当恒力处理,求此力的大小.(g=10 m/s2)
解析由于运动员在蹦床的过程中,先做自由落体运动,与床接触时因受到向上的弹力F和向下的重力mg作用,因此离网时则做竖直上抛运动.
方法1运动员从高为h1处下落,他刚接触网时的速度大小为:v1=
2gh1=2×10 m/s2×3.2 m=8 m/s,方向向下;运动员弹跳后达到的高度为h2,则他刚离网时的速度为:v2=2gh2=2×10 m/s2×5 m=10 m/s,方向向上.
因此其速度改变量为:Δv=v1+v2=8 m/s+10 m/s=18 m/s,方向向上.则由牛顿第二定律有:F-mg=ma=mΔvt,则有F=mg+mΔvt=60 kg×10 N/kg
+60 kg×18 m/s1.2 s=1.5×103 N.
方法2由方法1可得人刚触网和离开网时的瞬时速度,又已知人与网接触的时间,故也可以用动量定理快速求解.
选取竖直向上为正方向,则有(F-mg)t=mΔv,即F-mg=ma=mΔvt,即F=mg+mΔvt
=60 kg×10 N/kg+60 kg×18 m/s1.2 s=1.5×103 N.
点评要想顺利地解答本题,一定要能够正确地对简化后的物理过程进行定量分析,能够把运动员与蹦床的接触、分离过程抽象为一个碰撞过程,通过进行理想化处理,便很容易获解.此外在利用动量定理解题的过程中,务必要注意其表达式的矢量性,否则很容易出错.
六、跳绳
例6某同学质量为50 kg,在跳绳比赛中,他1 min跳120次,每次起跳中有45时间腾空,则在跳绳过程中他的平均功率是多少?若他在跳绳的1 min内心脏跳动了60次,每一次心跳输送1×10-4 m3的血液,其血压(可看作心脏血液压强的平均值)为2×104 Pa,则心脏的平均功率是多大?(g=10 m/s2)
解析该同学跳绳时离开地面的运动可以看作竖直上抛运动,他跳一次的时间t=0.5 s(包括腾空时间和与地接触时间),要求解平均功率,则要求出克服重力所做的功.由于他上升的时间t1是腾空时间的一半:t1=(45t)×12=0.2 s,他起跳的高度为:h=12gt21=12×10 m/s2×(0.2 s)2=0.2 m,则该同学跳绳的平均功率为:
P=mght=50 kg×10 m/s2×0.2 m0.5 s=200 W.
将每一次输送的血液简化成一个正方体模型,输送位移为该正方体的边长L,则有:
P=Wt=FLt=PΔVt2
=(2×104Pa)(1×10-4m3)1 s=2 W.
点评在求解平均功率时,务必要弄清楚所用的时间问题,否则极易发生错解.
七、跳伞
图1
例7跳伞运动员做低空跳伞表演,当飞机距地面224 m时,运动员离开飞机在竖直方向做自由落体运动.运动一段时间后立即打开降落伞,展伞后运动员以12.5 m/s2的平均加速度匀减速下降.为了运动员的安全,要求运动员落地的最大速度不得超过5 m/s.求:
(1) 运动员展伞时离地面的高度至少为多少?着地时相当于从多高处自由落下?
(2) 运动员在空中的最短时间为多少?(g=10 m/s2)
解析如图1所示,运动员跳伞表演的过程可分为两个阶段,即降落伞打开前和打开后.临界速度上升着地时的竖直向下的速度vm=5 m/s.
(1) 第一阶段:v2=2gh1;第二阶段:v2-v2m=2ah2,因为h1+h2=H,可解得h2=99 m.
设以5 m/s速度着地相当于从高处自由下落,则h3=v2m2g=1.25 m.
(2) 第一阶段:h1=12gt21;第二阶段:h2=vt2-12at22,因为t=t1+t2,可解得t=8.6 s.
八、单杠
例8我国著名体操运动员童非首次在单杠项目上实现了“单臂大回环”:用一只手抓住单杠伸展身体,以单杠为轴做圆周运动.假设童非的质量为65 kg,那么他在完成“单臂大回环”的过程中,其单臂至少要承受多大的力?
解析对于“单臂大回环”可看作竖直平面内的圆周运动,解题时务必要注意过圆周最高点的临界速度:因单杠是支撑物,故人过圆周最高点的临界速度为零.
由圆周运动的知识可知,单臂在最低点时承受的力最大:F-mg=mv2L,人在“单臂大回环”时机械能守恒,则有:mg×2L=12mv2.由以上二式可解得:F=5 mg=3250 N.
点评深入地理解“人过圆周最高点的临界速度为零”是正确求解本题的关键,明确了这一点然后利用机械能守恒求解就很容易了.
九、杂技表演
图2
例9如图2所示,一对杂技演员(都可视为质点)乘处于水平位置的秋千,从A点由静止出发绕O点下摆,当摆到最低点B时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自己刚好能回到高处A.求男演员落地点C与O点的水平距离s.已知男演员质量为m1、女演员质量为m2,并且m1∶m2=2∶1,秋千质量不计,秋千的摆长为R,C点比O点低5R.
解析设分离前男、女演员在秋千最低点B的速度为v0,则根据机械能守恒定律有: (m1+m2)gR=12(m1+m2)v20.
设刚分离时,男演员的速度大小为v1,方向与v0方向相同;女演员速度大小为v2,方向与v0方向相反,则根据动量守恒定律有:(m1+m2)v0=m1v1-m2v2.
当男、女演员分离后,男演员做平抛运动.设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t,则根据题给条件由运动学定律有:4R=12gt2,s=v1t.
根据题给条件,女演员刚回到A点时,根据机械能守恒定律有: m2gR=12m2v22.
又因m1∶m2=2∶1,联立以上各式可解得:s=8R.
点评本题涉及的知识点较多,有机械能守恒定律、动量守恒定律、平抛运动规律等,因此有一定的难度,与此同时还考查了同学们抽象思维能力与建模能力.
十、排球运动
图3
例10某排球运动员在距网3 m线上,正对着网前跳起将球水平击出(不计空气阻力),击球点的高度为2.5 m,如图3所示.已知排球场总长为18 m,网高度为2 m.试问击球的速度在什么范围内才能使球既不触网也不出界?
解析球被击后的运动可以看作平抛运动.当球刚好触网而过时,x1=3 m,飞行时间t1=2(h2-h1)g=2×(2.5-2)10s=110s,下限速度v1=x1t1=310 m/s;
1.简谐振动要牢记,o为起点算位移,回复力的方向指,始终向平衡位置,
大小正比于位移,平衡位置u大极。
2.o点对称别忘记,振动强弱是振幅,振动快慢是周期,一周期走4a路,单摆周期l比g,再开方根乘2p,秒摆周期为2秒,摆长约等长1米。
到质心摆长行,单摆具有等时性。
3.振动图像描方向,从底往顶是向上,从顶往底是下向;振动图像描位移,顶点底点大位移,正负符号方向指。
机械波
1.左行左坡上,右行右坡上。峰点谷点无方向。
2.顺着传播方向吧,从谷往峰想上爬,脚底总得往下蹬,上下振动迁不动。
2.公式:a=Δv/Δt
3.单位:m/s^2(米每二次方秒)
4.加速度是矢量,既有大小又有方向。加速度的大小等于单位时间内速度的增加量;加速度的方向与速度变化量ΔV方向始终相同。特别,在直线运动中,如果速度增加,加速度的方向与速度相同;如果速度减小,加速度的方向与速度相反。
5.物理意义:表示质点速度变化的快慢的物理量。
举例:假如两辆汽车开始静止,均匀地加速后,达到10m/s的速度,A车花了10s,而B车只用了5s。它们的速度都从0m/s变为10m/s,速度改变了10m/s。所以它们的速度变化量是一样的。但是很明显,B车变化得更快一样。我们用加速度来描述这个现象:B车的加速度(a=Δv/t,其中的Δv是速度变化量)
6.注意:
1.当物体的加速度保持大小和方向不变时,物体就做匀变速运动。如自由落体运动,平抛运动等。
当物体的加速度方向与初速度方向在同一直线上时,物体就做直线运动。如竖直上抛运动。
当物体的加速度方向与初速度方向在同一直线上时,物体就做直线运
2.加速度可由速度的变化和时间来计算,但决定加速度的因素是物体所受合力F和物体的质量M。
3.加速度与速度无必然联系,加速度很大时,速度可以很小;速度很大时,加速度也可以很小。
4.加速度为零时,物体静止或做匀速直线运动(相对于同一参考系)。任何复杂的运动都可以看作是无数的匀速直线运动和匀加速运动的合成。
5.加速度因参考系(参照物)选取的不同而不同,一般取地面为参考系。
6.当运动的方向与加速度的方向之间的夹角小于90°时,即做加速运动,加速度是正数;反之则为负数。
特别地,当运动的方向与加速度的方向之间的夹角恰好等于90°时,物体既不加速也不减速,而是匀速率的运动。如匀速圆周运动。
7.力是物体产生加速度的原因,物体受到外力的作用就产生加速度,或者说力是物体速度变化的原因。说明当物体做加速运动(如自由落体运动)时,加速度为正值;当物体做减速运动(如竖直上抛运动)时,加速度为负值。
8.加速度的大小比较只比较其绝对值。物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
物理知识点必修一
1.力是物体对物体的作用。
⑴力不能脱离物体而独立存在。⑵物体间的作用是相互的。
2.力的三要素:力的大小、方向、作用点。
3.力作用于物体产生的两个作用效果。
使受力物体发生形变或使受力物体的运动状态发生改变。
4.力的分类:
⑴按照力的性质命名:重力、弹力、摩擦力等。
⑵按照力的作用效果命名:拉力、推力、压力、支持力、动力、阻力、浮力、向心力等。
5、重力(A)
1.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力
⑴地球上的物体受到重力,施力物体是地球。⑵重力的方向总是竖直向下的。
2.重心:物体的各个部分都受重力的作用,但从效果上看,我们可以认为各部分所受重力的作用都集中于一点,这个点就是物体所受重力的作用点,叫做物体的重心。
①质量均匀分布的有规则形状的均匀物体,它的重心在几何中心上。
②一般物体的重心不一定在几何中心上,可以在物体内,也可以在物体外。一般采用悬挂法。
3.重力的大小:G=mg
6、弹力(A)
1.弹力
⑴发生弹性形变的物体,会对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。
⑵产生弹力必须具备两个条件:①两物体直接接触;②两物体的接触处发生弹性形变。
2.弹力的方向:物体之间的正压力一定垂直于它们的接触面。
绳对物体的拉力方向总是沿着绳而指向绳收缩的方向,在分析拉力方向时应先确定受力物体。
3.弹力的大小:弹力的大小与弹性形变的大小有关,弹性形变越大,弹力越大.
弹簧弹力:F=Kx(x为伸长量或压缩量,K为劲度系数)
22、平抛运动可认为是水平方向上 运动与竖直方向上的合运动。
23、线速度公式,角速度公式 线速度与角速度的关系公式。
24、向心加速度公式。
25、开普勒第三定律公式万有引力定律公式。
26、力对物体做功的公式。
27、功率公式。
28、重力势能公式动能公式。
29、动能定理公式。
30、机械能守恒定律
21、物体所受合力的方向与速度方向不在同一直线上
22、匀速直线自由落体
23、vsvr tt
v2mv2
2ranm2r24、anrr
mma325、2kFG1
22Tr26、wflcos
27、PW、PFv t
12mv228、EPmghEk
(一)运动的描述
1.内容标准
(1)通过史实,初步了解近代实验科学产生的背景,认识实验对物理学发展的推动作用。
例1 了解亚里士多德关于力与运动的主要观点和研究方法。
例2 了解伽利略的实验研究工作,认识伽利略有关实验的科学思想和方法。
(2)通过对质点的认识,了解物理学研究中物理模型的特点,体会物理模型在探索自然规律中的作用。
例3 认识在哪些情况下,可以把物体看成质点。
(3)经历匀变速直线运动的实验研究过程,理解位移、速度和加速度,了解匀变速直线运动的规律,体会实验在发现自然规律中的作用。
例4 用打点计时器、频闪照相或其他实验方法研究匀变速直线运动。
例5 通过史实,了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法。
(4)能用公式和图像描述匀变速直线运动,体会数学在研究物理问题中的重要性。
2.活动建议
(1)通过实验研究质量相同、大小不同的物体在空气中下落的情况,从中了解空气对落体运动的影响。
(2)通过查找资料等方式,了解并讨论伽利略对物体运动的研究在科学发展和人类进步上的重大意义。
(二)相互作用与运动规律
1.内容标准
(1)通过实验认识滑动摩擦、静摩擦的规律,能用动摩擦因数计算摩擦力。
(2)知道常见的形变,通过实验了解物体的弹性,知道胡克定律。
例1 调查日常生活和生产中所用弹簧的形状及使用目的(如获得弹力或减缓振动等)。
例2 制作一个简易弹簧秤,用胡克定律解释其工作原理。
(3)通过实验,理解力的合成与分解,知道共点力的平衡条件,区分矢量与标量,用力的合成与分解分析日常生活中的问题。
例3 研究两个大小相等的共点力在不同夹角时的合力大小。
(4)通过实验,探究加速度与物体质量、物体受力的关系。理解牛顿运动定律,用牛顿运动定律解释生活中的有关问题。通过实验认识超重和失重现象。
例4 通过实验测量加速度、力、质量,分别作出表示加速度与力、加速度与质量的关系的图像,根据图像写出加速度与力、质量的关系式。体会探究过程中所用的科学方法。
例5 根据牛顿第二定律说明物体所受的重力与质量的关系。
(5)认识单位制在物理学中的重要意义。知道国际单位制中的力学单位。
例6 在等式中给定k= 1,从而定义力的单位。
2.活动建议
(1)调查日常生活和生产中利用静摩擦的事例。
(2)通过各种活动,例如乘坐电梯、到游乐场乘坐过山车等,了解和体验失重与超重。
(3)根据牛顿第二定律,设计一种能显示加速度大小的装置。
(4)通过听讲座、看录像等活动,了解宇航员的生活,了解在人造卫星上进行微重力条件下的实验,尝试设计一种在人造卫星或宇宙飞船上进行微重力条件下的实验方案。
高一物理必修一知识点总结
一、运动学的基本概念
1、参考系: 运动是绝对的,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系在而言的。通常以地面为参考系。
2、质点:
(1)定义:用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型,是科学的抽象。
(2)物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。且物体能否看成质点,要具体问题具体分析。
(3)物体可被看做质点的几种情况:
①平动的物体通常可视为质点。
②有转动但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点。
③同一物体,有时可看成质点,有时不能.当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时,不能把物体看做质点,反之,则可以。
【注】质点并不是质量很小的点,要区别于几何学中的“点”。
3、时间和时刻:
时刻是指某一瞬间,用时间轴上的一个点来表示,它与状态量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔,用时间轴上的一段线段来表示,它与过程量相对应。
4、位移和路程:
位移用来描述质点位置的变化,是质点的由初位置指向末位置的有向线段,是矢量;
路程是质点运动轨迹的长度,是标量。
5、速度:
用来描述质点运动快慢和方向的物理量,是矢量。
(1)平均速度:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其定义式为,方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。
(2)瞬时速度:是质点在某一时刻或通过某一位置的速度,瞬时速度简称速度,它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。
6、加速度:用量描述速度变化快慢的的物理量,其定义式为
加速度是矢量,其方向与速度的变化量方向相同(注意与速度的方向没有关系),大小由两个因素决定。
补充:速度与加速度的关系
1、速度与加速度没有必然的关系,即:
(1)速度大,加速度不一定也大;
(2)加速度大,速度不一定也大;
(3)速度为零,加速度不一定也为零;
(4)加速度为零,速度不一定也为零。
2、当加速度a与速度V方向的关系确定时,则有:
(1)若a 与V方向相同时,不管a如何变化,V都增大。
(2)若a 与V方向相反时,不管a如何变化,V都减小。
二、匀变速直线运动的规律及其应用
1、定义:在任意相等的时间内速度的变化都相等的直线运动。
2、匀变速直线运动的基本规律,可由下面四个基本关系式表示:
(1)速度公式
(2)位移公式
(3)速度与位移式
(4)平均速度公式
3、几个常用的推论:
(1)任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量
△x=x2-x1=x3-x2=……=xn-xn-1=aT2
(2)某段时间内时间中点瞬时速度等于这段时间内的平均速度,
。
(3)一段位移内位移中点的瞬时速度v中与这段位移初速度v0和末速度vt的关系为
。
4、初速度为零的匀加速直线运动的比例式(2)初速度为零的匀变速直线运动中的几个重要结论:
①1T末,2T末,3T末……瞬时速度之比为:
v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n
②第一个T内,第二个T内,第三个T内……第n个T内的位移之比为:
x1∶x2∶x3∶……∶xn=1∶3∶5∶……∶(2n-1)
③1T内,2T内,3T内……位移之比为:
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶……∶xN=1∶4∶9∶……∶n2
④通过连续相等的位移所用时间之比为:
t1∶t2∶t3∶……∶tn=
三、自由落体运动,竖直上抛运动
1、自由落体运动:只在重力作用下由静止开始的下落运动,因为忽略了空气的阻力,所以是一种理想的运动,是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。
2、自由落体运动规律:
①速度公式:
②位移公式:
③速度—位移公式:
④下落到地面所需时间:
3、竖直上抛运动:
可以看作是初速度为v0,加速度方向与v0方向相反,大小等于的g的匀减速直线运动,可以把它分为向上和向下两个过程来处理。
(1)竖直上抛运动规律
①速度公式:
②位移公式:
③速度—位移公式:
两个推论:
上升到最高点所用时间:
上升的最大高度:
(2)竖直上抛运动的对称性
如下图,物体以初速度v0竖直上抛, A、B为途中的任意两点,C为最高点,则:
(1)时间对称性
物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等,同理tAB=tBA。
(2)速度对称性
物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等。
【注】在竖直上抛运动中,当物体经过抛出点上方某一位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解。
四、运动的图象,运动的相遇和追及问题
1、图象:
(1)x—t图象
①物理意义:反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。
②表示物体处于静止状态
③图线斜率的意义:
图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小;
图线上某点切线的斜率的正负表示物体方向。
④两种特殊的x-t图象
匀速直线运动的x-t图象是一条过原点的直线;
若x-t图象是一条平行于时间轴的直线,则表示物体处于静止状态。
(2)v—t图象
①物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律。
②图线斜率的意义:
a. 图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小
b. 图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向
③图象与坐标轴围成的“面积”的意义:
a. 图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小。
b. 若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向。
③常见的两种图象形式:
a. 匀速直线运动的v-t图象是与横轴平行的直线
b. 匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线
2、相遇和追及问题:
这类问题的关键是两物体在运动过程中,速度关系和位移关系,要注意寻找问题中隐含的临界条件,通常有两种情况:
(1)物体A追上物体B:开始时,两个物体相距x0,则A追上B时必有,且。
(2)物体A追赶物体B:开始时,两个物体相距x0,要使A与B不相撞,则有
易错现象:
1、混淆x—t图象和v-t图象,不能区分它们的物理意义
2、不能正确计算图线的斜率、面积
3、在处理汽车刹车、飞机降落等实际问题时注意,汽车、飞机停止后不会后退
五、力/重力/弹力/摩擦力
1、力:
力是物体之间的相互作用,有力必有施力物体和受力物体。力的大小、方向、作用点叫力的三要素。用一条有向线段把力的三要素表示出来的方法叫力的图示。
按照力命名的依据不同,可以把力分为:
①按性质命名的力(例如:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。)
②按效果命名的力(例如:拉力、压力、支持力、动力、阻力等)。
力的作用效果:
①形变;
②改变运动状态.
2、重力:
由于地球的吸引而使物体受到的力。重力的大小G=mg,方向竖直向下。作用点叫物体的重心;重心的位置与物体的质量分布和形状有关。质量均匀分布,形状规则的物体的重心在其几何中心处。薄板类物体的重心可用悬挂法确定。
注意:重力是万有引力的一个分力,另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力,在两极处重力等于万有引力。由于重力远大于向心力,一般情况下近似认为重力等于万有引力。
3、弹力:
(1)内容:发生形变的物体,由于要恢复原状,会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力的作用,这种力叫弹力。
(2)条件:①接触;②形变。但物体的形变不能超过弹性限度。
(3)弹力的方向和产生弹力的那个形变方向相反。(平面接触面间产生的弹力,其方向垂直于接触面;曲面接触面间产生的弹力,其方向垂直于过研究点的曲面的切面;点面接触处产生的弹力,其方向垂直于面、绳子产生的弹力的方向沿绳子所在的直线。)
(4)大小:
①弹簧的弹力大小由F=kx计算
②一般情况弹力的大小与物体同时所受的其他力及物体的运动状态有关,应结合平衡条件或牛顿定律确定
4、摩擦力:
(1)摩擦力产生的条件:接触面粗糙、有弹力作用、有相对运动(或相对运动趋势),三者缺一不可
(2)摩擦力的方向:跟接触面相切,与相对运动或相对运动趋势方向相反,但注意摩擦力的方向和物体运动方向可能相同,也可能相反,还可能成任意角度。
(3)摩擦力的大小:
① 滑动摩擦力:
说明:
a. FN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. 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FN无关。
② 静摩擦: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0
静摩擦力的具体数值可用以下方法来计算:一是根据平衡条件,二是根据牛顿第二定律求出合力,然后通过受力分析确定。
(4)注意事项:
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,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
易错现象:
1. 不会确定系统的重心位置
2. 没有掌握弹力、摩擦力有无的判定方法
3. 静摩擦力方向的确定错误
六、力的合成和分解
1、标量和矢量:
(1)将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题。
(2)矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则:标量用代数法;矢量用平行四边形定则或三角形定则。
(3)同一直线上矢量的合成可转为代数法,即规定某一方向为正方向,与正方向相同的物理量用正号代人,相反的用负号代人,然后求代数和,最后结果的正、负体现了方向,但有些物理量虽也有正负之分,运算法则也一样,但不能认为是矢量,最后结果的正负也不表示方向,如:功、重力势能、电势能、电势等。
2、力的合成与分解:
(1)合力与分力
(2)共点力的合成:
1、共点力
几个力如果都作用在物体的同一点上,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫共点力。
2、力的合成方法
求几个已知力的合力叫做力的合成。
3、平行四边形定则:
两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的有向线段为邻边,作平行四边形,它的对角线就表示合力的大小及方向,这是矢量合成的普遍法则。
求、的合力公式:
注意:
(1)力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。
(2)两个力的合力范围:
(3)合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力
(4)两个分力成直角时,用勾股定理或三角函数。
注意事项:
(1)力的合成与分解,体现了用等效的方法研究物理问题
(2)合成与分解是为了研究问题的方便而引入的一种方法,用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱钩,即考虑合力则不能考虑分力,同理在力的分解时只考虑分力,而不能同时考虑合力
(3)共点的两个力合力的大小范围是:|F1-F2|≤F合≤Fl+F2
(4)共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零
(5)力的分解时要认准力作用在物体上产生的实际效果,按实际效果来分解
(6)力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个互相垂直的坐标轴上,分解最终往往是为了求合力(某一方向的合力或总的合力)
易错现象:
1. 对含静摩擦力的合成问题没有掌握其可变特性
2. 不能按力的作用效果正确分解力
3. 没有掌握正交分解的基本方法
七、受力分析
1、受力分析:
要根据力的概念,从物体所处的环境(与多少物体接触,处于什么场中)和运动状态着手,其常规如下:
(1)确定研究对象,并隔离出来;
(2)先画重力,然后弹力、摩擦力,再画电、磁场力;
(3)检查受力图,找出所画力的施力物体,分析结果能否使物体处于题设的运动状态(静止或加速),否则必然是多力或漏力;
(4)合力或分力不能重复列为物体所受的力
2、整体法和隔离体法
(1)整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力。
(2)隔离法:就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑物体对其它物体的作用力。
(3)方法选择
所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
3、注意事项:
正确分析物体的受力情况,是解决力学问题的基础和关键,在具体操作时应注意:
(1)弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间,因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在,如果存在,则根据弹力和摩擦力的方向,画好这两个力
(2)画受力图时要逐一检查各个力,找不到施力物体的力一定是无中生有的.同时应只画物体的受力,不能把对象对其它物体的施力也画进去
易错现象:
1. 不能正确判定弹力和摩擦力的有无;
2. 不能灵活选取研究对象;
3. 受力分析时受力与施力分不清。
八、共点力作用下物体的平衡
1、物体的平衡:
物体的平衡有两种情况:一是质点静止或做匀速直线运动;二是物体不转动或匀速转动(此时的物体不能看作质点)
2、共点力作用下物体的平衡:
①平衡状态:静止或匀速直线运动状态,物体的加速度为零
②平衡条件:合力为零,亦即F合=0或∑Fx=0,∑Fy=0
a、二力平衡:这两个共点力必然大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
b、三力平衡:这三个共点力必然在同一平面内,且其中任何两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,即任何两个力的合力必与第三个力平衡
c、若物体在三个以上的共点力作用下处于平衡状态,通常可采用正交分解,必有:
F合x= F1x+ F2x + ………+ Fnx =0
F合y= F1y+ F2y + ………+ Fny =0 (按接触面分解或按运动方向分解)
③平衡条件的推论:
当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与所受的其它力的合力等值反向;
当三个共点力作用在物体(质点)上处于平衡时,三个力的矢量组成一封闭的三角形按同一环绕方向。
3、平衡物体的临界问题:
当某种物理现象(或物理状态)变为另一种物理现象(或另一物理状态)时的转折状态叫临界状态。可理解成“恰好出现”或“恰好不出现”。
临界问题的分析方法:
极限分析法:通过恰当地选取某个物理量推向极端(“极大”、“极小”、“极左”、“极右”)从而把比较隐蔽的临界现象(“各种可能性”)暴露出来,便于解答。
易错现象:
(1)不能灵活应用整体法和隔离法;
(2)不注意动态平衡中边界条件的约束;
(3)不能正确制定临界条件。
九、牛顿运动三定律
1、牛顿第一定律:
(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止
(2)理解:
①它说明了一切物体都有惯性,惯性是物体的固有性质.质量是物体惯性大小的量度(惯性与物体的速度大小、受力大小、运动状态无关)
②它揭示了力与运动的关系:力是改变物体运动状态(产生加速度)的原因,而不是维持运动的原因
③它是通过理想实验得出的,它不能由实际的实验来验证
2、牛顿第二定律:
内容:物体的加速度a跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量m成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同
公式:
理解:
①瞬时性:力和加速度同时产生、同时变化、同时消失
②矢量性:加速度的方向与合外力的方向相同
③同体性:合外力、质量和加速度是针对同一物体(同一研究对象)
④同一性:合外力、质量和加速度的单位统一用SI制主单位⑤相对性:加速度是相对于惯性参照系的
3、牛顿第三定律:
(1)内容:
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上
(2)理解:
①作用力和反作用力的同时性。它们是同时产生,同时变化,同时消失,不是先有作用力后有反作用力。
②作用力和反作用力的性质相同,即作用力和反作用力是属同种性质的力。
③作用力和反作用力的相互依赖性:它们是相互依存,互以对方作为自己存在的前提。
④作用力和反作用力的不可叠加性。作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两力的作用效果不能相互抵消。
4、牛顿运动定律的适用范围:
对于宏观物体低速的运动(运动速度远小于光速的运动),牛顿运动定律是成立的,但对于物体的高速运动(运动速度接近光速)和微观粒子的运动,牛顿运动定律就不适用了,要用相对论观点、量子力学理论处理。
易错现象:
(1)错误地认为惯性与物体的速度有关,速度越大惯性越大,速度越小惯性越小;另外一种错误是认为惯性和力是同一个概念。
(2)不能正确地运用力和运动的关系分析物体的运动过程中速度和加速度等参量的变化。
(3)不能把物体运动的加速度与其受到的合外力的瞬时对应关系正确运用到轻绳、轻弹簧和轻杆等理想化模型上。
十、牛顿运动定律的应用(一)
1、运用牛顿第二定律解题的基本思路
(1)通过认真审题,确定研究对象
(2)采用隔离体法,正确受力分析
(3)建立坐标系,正交分解力
(4)根据牛顿第二定律列出方程
(5)统一单位,求出答案
2、解决连接体问题的基本方法是:
(1)选取最佳的研究对象。选取研究对象时可采取“先整体,后隔离”或“分别隔离”等方法.一般当各部分加速度大小、方向相同时,可当作整体研究,当各部分的加速度大小、方向不相同时,要分别隔离研究
(2)对选取的研究对象进行受力分析,依据牛顿第二定律列出方程式,求出答案
3、解决临界问题的基本方法是:
(1)要详细分析物理过程,根据条件变化或随着过程进行引起的受力情况和运动状态变化,找到临界状态和临界条件
(2)在某些物理过程比较复杂的情况下,用极限分析的方法可以尽快找到临界状态和临界条件
易错现象:
(1)加速系统中,有些同学错误地认为用拉力F直接拉物体与用一重力为F的物体拉该物体所产生的加速度是一样的。
(2)在加速系统中,有些同学错误地认为两物体组成的系统在竖直方向上有加速度时支持力等于重力。
(3)在加速系统中,有些同学错误地认为两物体要产生相对滑动拉力必须克服它们之间的最大静摩擦力。
十一、牛顿运动定律的应用(二)
1、动力学的两类基本问题:
(1)已知物体的受力情况,确定物体的运动情况,基本解题思路是:
①根据受力情况,利用牛顿第二定律求出物体的加速度
②根据题意,选择恰当的运动学公式求解相关的速度、位移等
(2)已知物体的运动情况,推断或求出物体所受的未知力.基本解题思路是:
①根据运动情况,利用运动学公式求出物体的加速度
②根据牛顿第二定律确定物体所受的合外力,从而求出未知力
(3)注意点:
①运用牛顿定律解决这类问题的关键是对物体进行受力情况分析和运动情况分析,要善于画出物体受力图和运动草图.不论是哪类问题,都应抓住力与运动的关系是通过加速度这座桥梁联系起来的这一关键
②对物体在运动过程中受力情况发生变化,要分段进行分析,每一段根据其初速度和合外力来确定其运动情况;某一个力变化后,有时会影响其他力,如弹力变化后,滑动摩擦力也随之变化
2、关于超重和失重:
在平衡状态时,物体对水平支持物的压力大小等于物体的重力。当物体在竖直方向上有加速度时,物体对支持物的压力就不等于物体的重力。当物体的加速度方向向上时,物体对支持物的压力大于物体的重力,这种现象叫超重现象。
当物体的加速度方向向下时,物体对支持物的压力小于物体的重力,这种现象叫失重现象。对其理解应注意以下三点:
(1)当物体处于超重和失重状态时,物体的重力并没有变化
(2)物体是否处于超重状态或失重状态,不在于物体向上运动还是向下运动,即不取决于速度方向,而是取决于加速度方向
(3)当物体处于完全失重状态(a=g)时,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体不再受浮力、液体柱不再产生向下的压强等
易错现象:
(1)当外力发生变化时,若引起两物体间的弹力变化,则两物体间的滑动摩擦力一定发生变化,往往有些同学解题时仍误认为滑动摩擦力不变。
(2)些同学在解比较复杂的问题时不认真审清题意,不注意题目条件的变化,不能正确分析物理过程,导致解题错误。
(3)一些同学对超重、失重的概念理解不清,误认为超重就是物体的重力增加啦,失重就是物体的重力减少了。
高一物理怎么学才能学好?
学习物理非常注重过程,一个认知、理解、运用的过程。
1.认知:利用身边的事物或现象甚至是老师叙述的一些例子来帮助自己去充分认识它,对它产生兴趣。
2.理解:用理解的方式去记忆公式、定理、试验等等。可以用形象思维等等巧妙的方法去理解和记忆。例如,什么是真空,可以这样去理解:真空就是真的空了,什么都没有了。
3.运用:一类是来应付考试,另一类则是来解释身边得一些物理现象。
所以,在学习时,首先,不要有惧怕的心理,因为你前一段没学好的经历可能会暗示你什么,这可能会导致你恶性循环。努力告诉自己“我能行!!!”其实心理暗示很有用哦!不过,为了给自己增加底气,最好还是做好预习工作,做到心里有数。
其次,上课要紧跟老师的思路,适当地记些笔记,记一些书本上没有明确阐明的甚至是遗漏的以及自己容易出错的知识点。课下抽时间多练一练,别以任何理由来推托,从而放弃了练习的最佳时期,最后只能导致悲剧的发生。
最后一点也是最重要的一点,就是一定要做好及时总结。例如,上次考试的卷子发下来了,虽然认真订正过了,但还要想想为什么会错?正确答案是怎么算出来的?如果下次再考到还会错吗?等等。
1、重力势能的特点
重力做的功由重力大小和重力方向上发生的位移(数值方向上的高度差)决定。
公式:WG=mg·Δh
注意:重力做功与物体的运动路径无关,只决定于运动初始位置的高度差。
应用分析:
例1、楼上某房间地板高出楼外地面4m,窗台比地板高1m,一质量为10kg的重物放在地板上的A处. 把重物从该房间A处拿起来从窗户扔到楼外的地面上的B处,若没有空气阻力,重力所做的功为多少?(思考:若克服空气阻力所做的功约为50J,则重力所做的功应是多大?)
分析:重力做功与路径无关,与是否有其他力做功无关.
解析:以地面为参考面,重力的功为W=mg(hA-hB)=10×9.8×(4-0)J=392J.
2、重力势能的性质
1、重力势能是状态量:它描述了物体所处的一定状态,与物体所处的位置或时刻对应.
2、重力势能的定义式:Ep=mgh在国际单位制中的单位是焦(J).
3、重力势能具有相对性、系统性.
(1)重力势能的相对性:重力势能的表达式Ep=mgh中的h是相对参考平面的高度. 同一个物体在同一个位置,相对于不同的参考平面,其重力势能数值不同. 通常情况下,选取地面作为重力势能的参考平面. 物体在参考平面的上方,重力势能为正,反之为负. 在解题时,经常选取物体运动过程中的最低位置所在的平面作为参考平面,这样可以避免负势能的计算。需要说明的是:尽管重力势能具有相对性,但在某一过程中重力势能的变化量却不具备相对性. 而在研究问题时,人们更多关注的也恰恰是该过程中重力势能的变化。
(2)重力势能的系统性:重力势能为物体与地球这个系统所共有,物体具有多少重力势能是一种习惯说法,已被大家所默认,但从概念来说一定要理解为物体与地球这一系统所共有.
3、重力做功跟重力势能变化的关系
重力势能的变化过程,也是重力做功的过程,二者的关系为:Wg=Ep1-Ep2=mgh1-mgh2
1、当物体由高处运动到低处时Wg>0,Ep1>Ep2.表明重力做正功时,重力势能减少,减少的重力势能等于重力所做的功.
2、当物体由低处运动到高处时Wg<0,Ep1
电磁现象
1.磁性:磁铁能吸引铁、钴、镍等物质的性质(吸铁性)。
2.磁体:定义:具有磁性的物质。
分类:永磁体分为天然磁体、人造磁体。
3.磁极:定义:磁体上磁性最强的部分叫磁极(磁体两端最强中间最弱)。
种类:水平面自由转动的磁体,指南的磁极叫南极(S),指北的磁极叫北极(N)。
作用规律:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引。
说明:最早的指南针叫司南,一个永磁体分成多部分后,每一部分仍存在两个磁极。
4.磁化
①定义:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。
磁铁之所以吸引铁钉是因为铁钉被磁化后,铁钉与磁铁的接触部分间形成异名磁极,异名磁极相互吸引的结果。
②钢和软铁的磁化:软铁被磁化后,磁性容易消失,称为软磁材料.钢被磁化后,磁性能长期保持,称为硬磁性材料.所以制造永磁体使用钢,制造电磁铁的铁芯使用软铁。
5.物体是否具有磁性的判断方法:①根据磁体的吸铁性判断.②根据磁体的指向性判断.③根据磁体相互作用规律判断.④根据磁极的磁性最强判断。
6.磁感应线:
①定义:在磁场中画一些有方向的曲线.任何一点的曲线方向都跟放在该点的磁针北极所指的方向一致。
②方向:磁体周围的磁感线都是从磁体的北极出来,回到磁体的南极。
③说明:A、磁感线是为了直观、形象地描述磁场而引入的带方向的曲线,不是客观存在的.但磁场客观存在。
B、用磁感线描述磁场的方法叫建立理想模型法。
C、磁感线是封闭的曲线。
D、磁感线立体的分布在磁体周围,而不是平面的。
E、磁感线不相交。
F、磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。
力学主要内容
物理力学主要研究平衡现象,如气体、液体、固体的状态方程,各种热力学平衡性质和化学平衡的研究等。对于这类问题,物理力学主要借助统计力学的方法。
物理力学对非平衡现象的研究包括四个方面:一是趋向于平衡的过程,如各种化学反应和弛豫现象的研究;二是偏离平衡状态较小的、稳定的非平衡过程,如物质的扩散、热传导、粘性以及热辐射等的研究;三是远离于衡态的问题,如开放系统中所遇到的各种能量耗散过程的研究;四是平衡和非平衡状态下所发生的突变过程,如相变等。解决这些问题要借助于非平衡统计力学和不可逆过程热力学理论。
A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B.行星轨道的半长轴越长,自转周期就越长
C.行星轨道的半长轴越长,公转周期就越长
D.水星离太阳“最近”,公转周期最短
分析: 由开普勒第三定律 可知,a越大,T越大,故CD正确,B错误;式中的T是公转周期而非自转周期,故A错。 答案:CD
[例2]有两个人造地球卫星,它们绕地球运转的轨道半径之比是1:2,则它们绕地球运转的周期之比为 。
一、描述匀速圆周运动的快慢
1.线速度
(1)定义:线速度的大小等于质点通过的弧长s跟通过这段弧长所用时间t的比值。
(2)公式:v=s/t
(3)意义:描述做圆周运动的物体的运动快慢。
(4)方向:物体在某一时刻或某一位置的线速度方向就是圆弧上该点的切线方向。
2.角速度
(1)定义:在圆周运动中,质点所在半径转过的角度θ和所用时间t的比值,就是物体转动的角速度。
(2)公式:ω=θ/t
(3)意义:描述物体绕圆心转动的快慢。匀速圆周运动的角速度是不变的。
(4)单位:在国际单位制中,角速度的单位是弧度每秒,符号为rad/s。
3.周期
(1)定义:做匀速圆周运动的物体,运动一周所用的时间叫做周期。用T表示,单位是秒,符号是s。
(2)与频率的关系:T=1/f.
4.转速
(1)定义:做匀速圆周运动的物体,单位时间内转过的圈数称为转速n.
(2)单位:转/秒(r/s)或转/分(r/min)。
二、描述圆周运动的物理量及其关系
1.角速度、周期、转速之间的关系ω=2π/T=2nπ
即角速度与周期成反比,与转速成正比。
(1)转速n的单位为r/s.
(2)ω、T、n三个量中任意一个确定,其余两个也就确定。
2.线速度与角速度的关系v=rω
r一定时,v∝ω,如圆盘转动时,圆盘上某点的ω越大则v越大
ω一定时,v∝r,如时钟的分针转动时,分针上各质点的ω相同,但分针上离圆心越远的质点,r越大,v也越大
v一定时,ω∝1/r,如皮带传动装置中,两轮边缘上各点线速度大小相等,但大轮的r较大,ω较小
3.线速度与周期的关系v=2πr/T,即当半径r相同时,周期小的线速度大。
特别提醒:
(1)v、ω、r是瞬时对应关系,只有控制一个量不变,才能确定另外两个量是正比还是反比关系。
(2)描述匀速圆周运动的线速度大小不变,方向时刻变化,即线速度是变化的,而角速度、周期、转速是不变的。
物理怎么能学会
一、课前认真预习
预习是在课前,独立地阅读教材,自己去获取新知识的一个重要环节。 课前预习未讲授的新课,首先把新课的内容都要仔细地阅读一遍,通过阅读、分析、思考,了解教材的知识体系,重点、难点、范围和要求。对于物理概念和规律则要抓住其核心,以及与其它物理概念和规律的区别与联系,把教材中自己不懂的疑难问题记录下来。
对已学过的知识,如果忘了,课前预习时可及时补上,这样,上课时就不会感到困难重重了。然后再纵观新课的内容,找出各知识点间的联系,掌握知识的脉络,绘出知识结构简图。同时还要阅读有关典型的例题并尝试解答,把解答书后习题作为阅读效果的检查,并从中总结出解题的一般思路和步骤。有能力的同学还可以适当阅读相关内容的课外书籍。
二、主动提高效率的听课
带着预习的问题听课,可以提高听课的效率,能使听课的重点更加突出。课堂上,当老师讲到自己预习时的不懂之处时,就非常主动、格外注意听,力求当堂弄懂。同时可以对比老师的讲解以检查自己对教材理解的深度和广度,学习教师对疑难问题的分析过程和思维方法,也可以作进一步的质疑、析疑、提出自己的见解。这样听完课,不仅能掌握知识的重点,突破难点,抓住关键,而且能更好地掌握老师分析问题、解决问题的思路和方法,进一步提高自己的学习能力。
物理公式:分子动理论、能量守恒定律
1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米
2.油膜法测分子直径d=V/s {V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积(m)2}
3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。
4.分子间的引力和斥力(1)r10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0
5.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的),W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕}
6.热力学第二定律
克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性);
开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕}
7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)}
注:(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;
(2)温度是分子平均动能的标志;
(3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;
(5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0;温度升高,内能增大ΔU>0;吸收热量,Q>0
(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零;
1、受力分析:
要根据力的概念,从物体所处的环境(与多少物体接触,处于什么场中)和运动状态着手,其常规如下:
(1)确定研究对象,并隔离出来;
(2)先画重力,然后弹力、摩擦力,再画电、磁场力;
(3)检查受力图,找出所画力的施力物体,分析结果能否使物体处于题设的运动状态(静止或加速),否则必然是多力或漏力;
(4)合力或分力不能重复列为物体所受的力.
2、整体法和隔离体法
(1)整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力。
(2)隔离法:就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑物体对其它物体的作用力。
(3)方法选择
所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
3、注意事项:
正确分析物体的受力情况,是解决力学问题的基础和关键,在具体操作时应注意:
(1)弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间,因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在,如果存在,则根据弹力和摩擦力的方向,画好这两个力.
(2)画受力图时要逐一检查各个力,找不到施力物体的力一定是无中生有的.同时应只画物体的受力,不能把对象对其它物体的施力也画进去.
易错现象:
1.不能正确判定弹力和摩擦力的有无;
2.不能灵活选取研究对象;
基本要求:
1.知道静摩擦力的产生条件,会判断静摩擦力的方向.
2.通过实验探究静摩擦力的大小,掌握静摩擦力的值及变化范围.
3.知道滑动摩擦力的产生条件,会判断滑动摩擦力的方向.
4.会运用公式F=μFN计算滑动摩擦力的大小.
5.知道动摩擦因数无单位,了解动摩擦因数与哪些因素有关.
6.能用二力平衡条件判断静摩擦力的大小和方向.
1.摩擦力方向的判断
(1)滑动摩擦力方向的判断方法
滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体的相对运动方向相反.不难看出,判断滑动摩擦力方向的关键是判断“相对运动的方向”.要做到这一点不是很难,因为物体的运动是比较直观的,但千万不要认为“相对运动的方向”是物体相对于地面的运动方向,这是初学者容易犯的一个错误.所谓的“相对运动的方向”是指“受力物体”相对于“施力物体”的运动方向.例如,你在运动的汽车上推动箱子时,箱子受到的滑动摩擦力的方向与箱子相对于汽车的运动方向相反.
(2)静摩擦力方向的判断方法
静摩擦力的方向总跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反.当然这里的关键也是判断“相对运动趋势的方向”,而相对运动趋势的方向又难以判断,这就使静摩擦力方向的判定成为一个难点.同学们可以采用下列方法判断静摩擦力的方向:
①用假设法判断静摩擦力的方向,我们可以假设接触面是光滑的,判断物体将向哪滑动,从而确定相对运动趋势的方向,进而判断出静摩擦力的方向.②根据物体的运动状态判断静摩擦力的方向
2.摩擦力大小的确定
(1)滑动摩擦力的大小
滑动摩擦力的大小遵循关系式F=μFN,式中的FN是两个物体表面间的压力,称为正压力(垂直于接触面的力),性质上属于弹力,它不是物体的重力,许多情况下需结合物体的平衡条件加以确定;
式中的μ为动摩擦因数,它的数值跟相互接触的两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关,与两物体间的正压力及是否发生相对滑动无关,μ没有单位.
滑动摩擦力的大小与物体间接触面积的大小无关,与物体的运动性质无关,与相对运动的速度大小无关,只要出现相对滑动,滑动摩擦力恒为F=μFN.
(2)静摩擦力的大小静摩擦力的大小随推力的增大而增大,所以静摩擦力的大小由外部因素决定,一般应根据物体的运动状态来确定其大小.目前可根据初中二力平衡知识求解静摩擦力.当人的水平推力增大到某一值时,物体就要滑动,此时静摩擦力达到值,我们把它叫做静摩擦力(Fm).故静摩擦力的取值范围是0
3.正确理解摩擦力产生的条件及效果
(1)两物体间产生摩擦力必须同时满足以下三个条件:
①两个物体的接触面粗糙;
②两物体间存在弹力;
③两物体有相对运动或相对运动趋势.
因此,若两物体间有弹力产生,不一定产生摩擦力,但若两个物体间有摩擦力产生必有弹力产生.
(2)静摩擦力中的“静”指的是相对静止,滑动摩擦力中的“滑动”指的也是相对滑动,其中应以摩擦力的施力物体为参考系.静摩擦力产生在相对静止(有相对运动趋势)的两物体间,但这两个物体不一定静止,它们可能一起运动,所以,受静摩擦力作用的物体不一定静止.滑动摩擦力产生在相对滑动的两物体之间,但受到滑动摩擦力作用的物体可能是静止的.
(3)在两种摩擦力的定义中都出现了“阻碍”一词,所以有些同学就认为,摩擦力总是与物体的运动方向相反,总是阻碍物体的运动.其实不然,摩擦力的方向只是与相对施力物体的运动方向相反,阻碍的只是物体相对于施力物体的运动,对于物体的实际运动(通常以地面作为参考系),摩擦力可以是阻力,也可以是动力.例如:人跑步时地面给人的摩擦力就是动力;传送带上的物体随传送带一起向上运动时,摩擦力也是动力.
压强知识
1. 水的密度:ρ水=1.0×103kg/m3=1 g/ cm3
2. 1m3水的质量是1t,1cm3水的质量是1g。
3. 利用天平测量质量时应“左物右码”。
4.同种物质的密度还和状态有关(水和冰同种物质,状态不同,密度不同)。
5. 增大压强的方法:
①增大压力
②减小受力面积
6.液体的密度越大,深度越深液体内部压强越大。
7.连通器两侧液面相平的条件:
①同一液体
②液体静止
8.利用连通器原理:(船闸、茶壶、回水管、水位计、自动饮水器、过水涵洞等)。
9.大气压现象:(用吸管吸汽水、覆杯试验、钢笔吸水、抽水机等)。
10. 马德保半球试验证明了大气压强的存在,托里拆利试验证明了大气压强的值。
11. 浮力产生的原因:液体对物体向上和向下压力的合力。
12. 物体在液体中的三种状态:漂浮、悬浮、沉底。
13. 物体在漂浮和悬浮状态下:浮力 = 重力
14. 物体在悬浮和沉底状态下:V排 = V物
15. 阿基米德原理F浮= G排也适用于气体(浮力的计算公式:F浮= ρ气gV排也适用于气体)
电动势的方向知识点
电动势的方向可以通过楞次定律来判定。高中物理楞次定律指出:感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。对于动生电动势,同学们也可用右手定则判断感应电流的方向,也就找出了感应电动势的方向。需要注意的是,楞次定律的应用更广,其核心在”阻碍”二字上。
(1)E=n_ΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ,Δt磁通量的变化率}
(2)E=BLVsinA(切割磁感线运动) E=BLV中的v和L不可以和磁感线平行,但可以不和磁感线垂直,其中sinA为v或L与磁感线的夹角。{L:有效长度(m)}
(3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
(4)E=B(L2)ω/2(导体一端固定以ω旋转切割)其中ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)
【物理必修一匀变速运动知识点】推荐阅读:
高中物理必修2曲线运动教案07-03
高一物理必修三知识点总结05-27
高一物理上册复习知识点总结人教版必修09-07
高中物理必修2课件07-10
人教版高二物理必修二06-15
必修一物理说课稿10-31
教科版物理必修一弹力10-29
教科版物理必修一学案06-22
高一物理必修1第三章11-20
高一物理必修一期末试卷及答案05-25