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必修一
用来代替物体的有质量的点称为质点。这是为研究物体运动而提出的理想化模型。
当物体的形状和大小对研究的问题没有影响或影响不大的情况下,物体可以抽象为质点。
在描述一个物体的运动时,用来做参考的物体称为参考系。(通常情况选择地面为参考系)
路程是质点运动轨迹的长度,路程是标量。
位移表示物体位置的改变,大小等于始末位置的直线距离,方向由始位置指向末位置。位移是矢量。
在物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程。
速度是描述物体运动快慢的物理,v=Δx/Δt,速度是矢量,方向与运动方向相同。
平均速度:运动物体某一时间(或某一过程)的速度。
瞬时速度:运动物体某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向。
在直线运动中,物体在任意相等的时间内位移都相等的运动称为匀速直线运动。匀速直线运动又叫速度不变的运动。
加速度是描述速度变化快慢的物理量,与速度V,速度的变化ΔV均无必然联系。它等于速度变化量跟发生这一变化量所用时间的比值,定义式是a=Δv/Δt=(vt-v0)/Δt,加速度是矢量,其方向与速度变化量的方向相同,与速度的方向无关。
(或电磁打点计时器)测速度A
电磁打点计时器使用交流电源,工作电压6v。电火花计时器使用交流电源,工作电压220V。当电源的频率是50Hz时,。
•
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•
•
•
•
OABCDE
用电火花计时器(或电磁打点计时器)测速度
可以用公式求加速度(为了减小误差可采用逐差法求)。注意:对要正确理解:连续、相等的时间间隔位移差
2、常见计算:
(1),
(2)
(或电磁打点计时器)探究匀变速直线运动的速度随时间的变化规律
匀变速直线运动时,物体某段时间的中间时刻速度等于这段过程的平均速度
速度公式:位移公式:
位移速度公式:平均速度公式:
①
②
③
0
V/(ms-1)
T1
t/s
纵坐标表示物体运动的速度,横坐标表示时间
图像意义:表示物体速度随时间的变化规律
①表示物体做;
②表示物体做;
③表示物体做;
①②③交点的纵坐标表示三个运动物体的速度相等;
①
②
③
0
x/m
t/s
X1
图中阴影部分面积表示0~t1时间内②的位移
纵坐标表示物体运动的位移,横坐标表示时间
图像意义:表示物体位移随时间的变化规律
①表示物体做;
②表示物体做;
③表示物体做;
①②③交点的纵坐标表示三个运动物体相遇时的位移相同。
(1)概念:物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动
(2)实质:自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,加速度叫做自由落体加速度,也叫做重力加速度。
(3)规律:vt=gt;h=;vt2=2gh。
科学研究过程:(1)对现象的一般观察(2)提出假设(3)运用逻辑得出推论(4)通过实验对推论进行检验(5)对假说进行修正和推广
伽利略科学思想方法的核心是把实验和逻辑推理和谐结合起来。
(1)力是一个物体对另外一个物体的作用,有受力物体必定有施力物体。
(2)力的三要素:力有大小、方向、作用点,是矢量。
(3)力的表示方法:可以用一根带箭头的线段表示力。
(1)产生:是由于地球的吸引而使物体受到的力,不等于万有引力,是万有引力的一个分力。
(2)大小:G=mg,g是自由落体加速度。
(3)方向:方向竖直向下,不能说垂直向下。
(4)重心:重力的作用点。重心可以不在物体上,对于均匀的规则物体,重心在其几何中心,对不规则形状的薄板状的物体,其重心位置可用悬挂法确定。质量分布不均匀的物体,重心的位置除了跟物体的形状有关外,还跟物体内质量的分布有关。
(1)弹性形变:物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变。有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变。
(2)弹簧弹力的大小:在弹性限度内有,x为形变量,k由弹簧本身性质决定,与弹簧粗细、长短、材料有关。
(1)滑动摩擦力:当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这个力叫做滑动摩擦力。
(2)滑动摩擦力的产生条件:a、直接接触b、接触面粗糙c、有相对运动d、有弹力
(3)滑动摩擦力的方向:总是与相对运动方向相反,可以与运动同方向,可以与运动反方向,可以是阻力,可以是动力。运动物体与静止物体都可以受到滑动摩擦力。
(4)滑动摩擦力的大小:,为正压力,为动摩擦因数,没有单位,由接触面的材料和粗糙程度决定。(01,N与G无关)
(5)静摩擦力:当一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势所受到的另一个物体对它的阻碍作用
(6)产生条件:a、直接接触b、接触面粗糙c、有相对运动趋势d、有弹力
(7)方向:总是与相对运动趋势方向相反,可用平衡法来判断。,可以是阻力,可以是动力,运动物体也可以受静摩擦力。
(8)大小:
(1)合力与分力:一个力产生的效果与原来几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力。那几个力就叫这个力的分力。求几个力的合力叫力的合成,求一个力的分力叫力的分解。
(2)力的合成方法:用平行四边形定则。合力随夹角的增大而减小。
两个力合力范围
力的合成是唯一的。
(1)共点力的概念:共点力是指作用于一点或作用线的延长线交于一点的各个力。
(2)共点力作用下物体平衡的概念:物体能够保持静止或者做匀速直线运动状态叫做平衡状态。
(3)共点力作用下物体的平衡条件:物体所受合外力为零,即F合=0,也就是物体的加速度为零。如果用正交分解法,可以立以下两个方程(F合x=0和F合y=0)。
物体静止在斜面上受力分析:重力,支持力,摩擦力
(1)国际单位制(SI)就是由七个基本单位和用这些基本单位导出的单位组成的单位制。
(2)国际单位制(SI)中的基本单位:长度单位米,符号m、质量单位千克,符号㎏、时间单位秒,符号s。电流强度的单位安培,符号A;物质的量的单位摩尔,符号mol;热力学温度的单位开尔文,符号K;发光强度的单位坎德拉,符号cd
(3)力学中有三个基本单位:长度的单位米,符号m、质量单位千克,符号㎏、时间的单位秒,符号s。
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,。牛顿第一运动定律表明,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,我们把这个性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫做惯性定律。
量度物体惯性大小的物理量是它们的质量。质量越大,惯性越大,质量不变,惯性不变。
:探究加速度与力、质量的关系(B)
F
O
a
研究方法:控制变量法,先保持质量m不变,研究a与F之间的关系a-F图象,所得结论:
再保持F不变,研究a与m之间的关系。数据分析上作和a-图象,所得结论:
(1)实验思路:本实验的基本思路是采用控制变量法。
(2)实验方案:本实验要测量的物理量有质量、加速度和外力。测量质量用天平,需要研究的是怎样测量加速度和外力。
①测量加速度的方案:采用较多的方案是使用打点计时器,根据连续相等的时间T内的位移之差ΔS=aT2求出加速度。
②测量物体所受的外力的方案:由于我们上述测量加速度的方案只能适用于匀变速直线运动,所以我们必须给物体提供一个恒定的外力,并且要测量这个外力。
(1)顿第二定律的内容和及其数学表达式:牛顿第二运动定律的内容是物体的加速度与合外力成正比,与质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。F合=ma。
在研究匀变速直线运动的时候,涉及到加速度,一般要对物体进行受力分析,用牛顿第二定律建立方程
(1)牛顿第三运动定律的内容: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)要能区分相互平衡的两个力与一对作用力、反作用力。
一对力
比较
项目
一对平衡力
一对作用力与反作用力
不
同
点
两个力作用在同一物体上
两个力分别作用在两个不同物体上
可以求合力,且合力一定为零
不可以求合力
两个力的性质不一定相同
两个力的性质一定相同
两个力共同作用的效果是使物体平衡
两个力的效果分别表现在相互作用的两个物体上
一个力的产生、变化、消失不一定影响另一个力
两个力一定同时产生、同时变化、同时消失
共同点
大小相等、方向相反、作用在一条直线上
牛顿运动定律应用一————解答计算题
关于力和运动有两类基本问题:一类是已知物体的受力情况,确定物体的运动情况;另一类是已知物体的运动情况,确定物体的受力情况。
F合=ma
受力分析 物体受力情况 F合 物体运动情况
F合=ma
牛顿运动定律应用二------超重与失重
(1)当物体具有竖直向上的加速度时,物体对测力计的作用力大于物体所受的重力,这种现象叫超重。F=mg+ma[电梯加速上升或减速下降]
(2)当物体具有竖直向下的加速度时,物体对测力计的作用力小于物体所受的重力,这种现象叫失重。F=mg-ma[电梯减速上升或加速下降]
(3)物体对测力计的作用力的读数等于零的状态叫完全失重状态。处于完全失重状态液体对器壁没有力。
(4)物体处于超重或失重状态时,物体所受的重力并没有变化。
必修二
(1)做功的两个必要因素:力,力的方向上的位移
(2)定义:力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦三者的乘积。即
(3)功是标量,单位:J;
(4)正负功的物义:力对物体做正功说明该力对物体运动起推动作用;力对物体做负功说明该力对物体运动起阻碍作用。
(5)求总功的方法:W1+W2+W3+求功的方法:
W总=Pt
△EK
(1)概念:P=W/t=FV(F与V方向相同) 单位:瓦特(W)
(2)理解:平均功率P=W/t=F
瞬时功率P=FV 额定功率和实际功率的区别
(3)物意:表示物体做功快慢的物理量
重力做功与重力势能的关系A
(1)概念:重力势能EP=mgh重力做功WG=mg(h1-h2)
重力势能的增加量△Ep=mgh2-mgh1WG=-△Ep
(2)理解:(1)重力做功与路径无关只与始末位置的高度差有关;(2)重力做正功重力势能减少,重力做负功重力势能增加;(3)重力做功等于重力势能的减少量;(4)重力势能是相对的,是和地球共有的,即重力势能的相对性和系统性.
。
:EK=mv2标量
动能定理内容:合力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化或。W合=mv22-mv12
:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
:只有重力或弹力做功(除重力,弹力外的合力做功为0)
:E2=E1,EK2+EP2=EK1+EP2
:(1)守恒条件(2)EK+EP的总量是否不变
:所有抛体运动eg:平抛运动,竖直上抛运动,斜抛运动,物体在所有的斜面做自由滑动。
实验目的:通过对自由落体运动的研究验证机械能守恒定律。
实验器材:铁架台(带铁夹),打点计时器,学生电源,导线,带铁夹的重缍,纸带,米尺。
速度的测量:做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度,等于相邻两点间的平均速度。
下落高度的测量:等于纸带上两点间的距离
比较V2与2gh相等或近似相等,则说明机械能守恒
,,电磁打点计时器的工作电压是10V以下,而电火花计时器的工作电压是220V
=mgh验证机械能定恒定律,所选纸带1、2两点间距应接近2mm
能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一物体,而在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变
:不能再次产生,也不可能重复使用的
:在能源利用过程中,有些能量转变成周围环境的内能,人类无法把这些内能收集起来重新利用的现象
,但转化和转移是有方向性的
(1)合运动与分运动的关系
①等时性合运动与分运动经历的时间相等
②独立性一个物体同时参与几个分运动,各分运动独立进行,不受其它分运动的影响
③等效性各分运动的规律迭加起来与合运动规律有完全相同的效果
(2)运算规则
运动的合成与分解是指描述运动的各物理量,即速度、位移的合成与分解,由于它们是矢量。所以都遵循平行四边形法则
(1)运动性质
平抛运动是匀变速曲线运动,它是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动(自由落体运动)的合运动,平抛运动的轨迹是抛物线
(2)运动规律(解答计算题题要点)
A:物体沿光滑斜面或曲面下滑高度h有动能定理的mgh=1/2mv2
B:在水平方向:X=V0t
在竖直方向:Vy=gt;y=gt2/2A到B
t时刻的速度与位移大小:S=;V=
C:物体做平抛运动后落到地面后沿水平面运动后停止
-fx=1/2mv2
匀速圆周运动是曲线运动,各点线速度方向沿切线方向,但大小不变;加速度方向始终指向圆心,大小也不变,但它是变速运动,是变加速运动
、角速度和周期A
(1)线速度V:描述运动的快慢,V=S/t,S为t内通过的弧长,单位为m/s
(2)角速度ω:描述转动快慢,ω=θ/t,单位是rad/s
(3)周期T:完成一次完整圆周运动的时间
(4)三者关系:V=rω,ω=2π/TV=2πr/T
方向:总是沿着半径指向圆心,在匀速圆周运动中,向心加速度大小不变
大小:a=V2/r=rω2
(1)向心力是使物体产生向心加速度的力,方向与向心加速度方向相同,大小由牛顿第二定律可得:F=mV2/r=mrω2
(2)向心力是根据力的作用效果命名,不是一种特殊的力,可以是弹力、摩擦力或几个力的合成,对于匀速圆周运动的向心力即为物体所受到的合外力。(注:受力分析时没有向心力)
(1)内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比,与它们之间距离r的二次方成反比。
(2)表达式:F==×10-11N·m2/kg2 (卡文迪许测量)
(1)卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由它所受的万有引力提供:
由,可得:
,r越大,v越小;
,r越大,越小;
,r越大,T越大。
(A)
(1)第一宇宙速度(环绕速度):;(记住此值)
A是发射人造地球卫星的最小速度
B是环绕地球运行的最大速度(环绕速度v=).
第二宇宙速度(脱离速度):;
第三宇宙速度(逃逸速度):。
(2)地球同步卫星:是相对地面静止的跟地球自转同步的卫星。卫星要与地球自转同步,必须满足下列条件:
,且卫星的运行周期与地球自转周期相同(即等于24h)。周期一定,线速度一定,角速度一定
。
()。
(1)经典力学的适用范围:适用于低速运动,宏观物体,弱相互作用。
(2)经典力学是相对论及量子力学在一定条件下的特例。
补充:曲线运动速度方向:质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向
曲线运动的条件:当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动.
选修1-1
(1)自然界的两种电荷:玻璃棒跟丝绸摩擦,玻璃棒带正电;橡胶棒跟毛皮摩擦,橡胶棒带负电。
(2)元电荷e=×10-19C,所有物体的带电量都是元电荷的整数倍。
(3)使物体带电的方法有三种:接触起电、摩擦起电、感应起电,无论哪种方法,都是电荷在物体之间的转移或从物体的一部分转移到另一部分,电荷的总量是不变。
(4)电荷守恒定律
(1)库仑定律的成立条件:真空中静止的点电荷。
(2)带电体可以看成点电荷的条件:如果带电体间距离比它们自身线度的大小大得多,以至带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计,这样的带电体可以看成点电荷。
(3)定律的内容:真空中两个静止的点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(4)表达式:F= ,k=9×109Nm2/c2.
电场强度 电场线A
(1)电场:存在于电荷周围的特殊物质。实物和场是物质存在的两种方式。
(2)电场强度的定义:放入电场中某点的电荷所受到的电场力跟它的电量的比值。
表达式:E=F/q 。电场强度的单位是N/C。电场强度的大小与放入电场中的电荷无关,只由电场本身决定。
(3)电场强度方向的规定:电场中某点的电场强度的方向跟正电荷在该点受的电场力的方向相同。负电荷在该点受的电场力的方向 相反 。
(4)电场线的特点:
电场线从正电荷或无穷远出发,终止于无限远或负电荷;
电场线在电场中不会相交;
电场线的疏密程度反映电场的;电场线上某点的表示该点的场强方向,即电场方向。匀强电场的电场线特点:距离相等的平行直线。
匀强电场
- - - -
点电荷与带电平板
+
等量异种点电荷的电场
等量同种点电荷的电场
孤立点电荷周围的电场
几种常见的电场线
[知识点]生活中的静电现象
,1752年,伟大的科学家富兰克林冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验,把天电引了下来,发现天电和摩擦产生的电是一样的,使人类摆脱了对雷电现象的迷信。
:带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击。
:避雷针、静电除尘、复印机、静电喷漆、汽车后面加一条铁链。
电容器、电容
:电容器是储存电荷的装置(装电的容器)。
:C=Q/U(定义式,C与Q、U均无关)
平行板电容器:板间电场强度E=U/d,电容器电容决定式C=εS/4πkd
构成平行板电容器的两个导体的正对面积S越大,距离d越小,这个电容器的电容就越大;两个导体间电介质的性质也会影响电容器的电容.
[知识点]电流和电源
:电荷的定向移动形成电流。
电流产生条件:导体两端有电压。电源在电路中的作用是保持导体上的电压,使导体中有持续的电流。
电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动方向相反。
:用来描述电源本身性质的物理量。符号E,单位伏特。电动势在数值上等于电源没有接入电路时两极间的电压。
:描述电流强弱的物理量。
定义:通过导线某横截面的电荷量与所用时间的比值公式:I=q/t
单位:,符号,常用单位和。
[知识点]电流的热效应
:电流通过导体产生的热量,跟电流的二次方,导体的电阻、通过的时间成正比。
:Q=I2RT
:制成各种电热器,如电热水器、电熨斗、电热毯、保险丝等.
[知识点]指南针与远洋航海:
:指南针导航,尾舵掌握方向,有效利用风力。
2磁场
(1)磁体和电流的周围都存在着磁场,磁场对磁体和电流都有力的作用.
(2)磁场方向,规定在磁场中任一点,。
(3)磁感线可以形象地描述磁场的分布。磁感线的疏密程度反映磁场的强弱;磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向。
[知识点]电流的磁场
、磁极和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的
:电流也能产生磁场,这个现象称之为电流的磁效应.
1820年,丹麦物理学家奥斯特用实验展示了电与磁的联系,说明了电与磁之间存在着相互作用,揭示了电流的磁效应,这对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义,也预示了电力应用的可能性.
(右手螺旋定则):对直导线,四指指向磁感线方向;对环行电流,大拇指指向中心轴线上的磁感线方向;对长直螺线管大拇指指向螺线管内部的磁感线方向.
(1)磁场:磁体和电流周围都存在磁场。
(2(磁场方向:在磁场中的某点,小磁针北极受力的方向,即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点的磁场方向。
(3)磁感线的特点:
(1)磁偏角:地磁北极在地理南极附近,小磁针并不准确指南或指北,其间有一个交角,叫磁偏角。科学家发现,磁偏角在缓慢变化。
(2)地磁场方向:赤道上方地磁场方向水平向北。
(1)电流的磁效应的发现:1820丹麦奥斯特
(2)安培定则:通电直导线,通电圆环,通电螺线管
(1)磁感应强度的定义:当通电导线与磁场方向垂直时,导线所受的安培力跟电流与导线长度乘积的比值,即B=F/IL。单位:特(T)
(2)磁感应强度的方向:磁场的方向
(3)磁通量:穿过一个闭合电路的磁感线的多少。
(1)安培力:通电导线在磁场中受到的作用力叫安培力
(2)安培力的计算公式:F=BIL;(计算题考点)
主要公式:方案一:F=BIL(金属杆受到的安培力)或有B=F/IL求磁感强度Q=I2RT(电阻上产生的热量)
方案二:E=F/q(点电荷q放入电场中受电场力F,引入另外的电荷电场强度不变)
通电导线与磁场方向垂直时,此时安培力有最大值F=BIL;通电导线与磁场方向平行时,此时安培力有最小值
F=0。
(3)左手定则:伸开左手,使拇指跟其余的四指垂直,且与手掌都在同一平面内,让磁感线穿入手心,并使四指指向电流方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
A
(1)洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力.
(2)安培力是洛伦兹力的宏观表现.
负电荷的受力方向与正电荷的受力方向相反.
电磁感应现象(实验题考点)
:1831年英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.
:可认为就是穿过某个平面的磁感线的条数。
:利用磁场获得电流的现象,叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流。
磁铁插入或拔出闭合线圈时产生了感应电流,产生感应电流的条件是:穿过闭合电路的磁通量发生变化。
法拉第电磁感应定律:
:
:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比
3. 公式: (单线圈)
交变电流
(俗称交流电):大小和方向都随时间做周期变化的电流.
:日常使用的交变电流,它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化,叫做正弦式电流.
图象:
:周期(T)、频率(f)、有效值(E、U、I)、峰值(Em、Um、Im)
.
家用电器铭牌上的额定电压、额定电流都是指有效值.
电磁波
麦克斯韦预言电磁波的存在,而赫兹证实了电磁波的存在。
:
:
;
,电磁波具有能量;
、频率和波速:c=(c波速;波长;f频率)
:c=×108m/s
电磁波谱
:按波长或频率大小的顺序排列成谱.
:无线电波、光波(红外线、可见光、紫外线)、X射线、γ射线.
、频率和波速:c=(c波速;波长;f频率)
红外线:热作用,可以利用红外线来加热物体和进行红外线遥感;
紫外线:化学作用,可用来杀菌和消毒;
伦琴射线:较强的穿透本领,利用其穿透本领与物质的密度有关,进行对人体的***和检查部件的缺陷;
γ射线:穿透本领更大,在工业和医学等领域有广泛的应用,如探伤,测厚或用γ刀进行手术.