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高中物理选修3-5知识点总结

俗话说,居安思危,思则有备,有备无患。教师在教学前就要准备好教案,做好充分的准备。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来,让教师能够快速的解决各种教学问题。我们要如何写好一份值得称赞的教案呢?下面是小编精心为您整理的“高中物理选修3-5知识点总结”,仅供参考,欢迎大家阅读。

高中物理选修3-5知识点总结

碰撞
两个物体相互作用时间极短,作用力又很大,其他作用相对很小,运动状态发生显著化的现象叫做碰撞。
以物体间碰撞形式区分,可以分为“对心碰撞”(正碰),而物体碰前速度沿它们质心的连线;“非对心碰撞”——中学阶段不研究。
以物体碰撞前后两物体总动能是否变化区分,可以分为:“弹性碰撞”。碰撞前后物体系总动能守恒;“非弹性碰撞”,完全非弹性碰撞是非弹性碰撞的特例,这种碰撞,物体在相碰后粘合在一起,动能损失最大。
各类碰撞都遵守动量守恒定律和能量守恒定律,不过在非弹性碰撞中,有一部分动能转变成了其他形式能量,因此动能不守恒了。
动量与动能的比较
动量是矢量,动能是标量。
动量是用来描述机械运动互相转移的物理量,而动能往往用来描述机械运动与其他运动(比如热、光、电等)相互转化的物理量。
比如完全非弹性碰撞过程研究机械运动转移——速度的变化可以用动量守恒,若要研究碰撞过程改变成内能的机械能则要用动能为损失去计算了。所以动量和动能是从不同侧面反映和描述机械运动的物理量。
动量守恒定律与机械能守恒定律比较:前者是矢量式,有广泛的适用范围,而后者是标量式其适用范围则要窄得多。这些区别在使用中一定要注意。
动量
可以从两个侧面对动量进行定义或解释:
物体的质量跟其速度的乘积,叫做物体的动量。
动量是物体机械运动的一种量度。
动量的表达式P=mv。单位是。动量是矢量,其方向就是瞬时速度的方向。因为速度是相对的,所以动量也是相对的。
量子论
1.创立标志:1900年普朗克在德国的《物理年刊》上发表《论正常光谱能量分布定律》的论文,标志着量子论的诞生。
2.量子论的主要内容
普朗克认为物质的辐射能量并不是无限可分的,其最小的、不可分的能量单元即“能量子”或称“量子”,也就是说组成能量的单元是量子。
物质的辐射能量不是连续的,而是以量子的整数倍跳跃式变化的。
热辐射现象
任何物体在任何温度下都要发射各种波长的电磁波,并且其辐射能量的大小及辐射能量按波长的分布都与温度有关。这种由于物质中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。
物体在任何温度下都会辐射能量。
物体既会辐射能量,也会吸收能量。物体在某个频率范围内发射电磁波能力越大,则它吸收该频率范围内电磁波能力也越大。
辐射和吸收的能量恰相等时称为热平衡。此时温度恒定不变。
实验表明:物体辐射能多少决定于物体的温度(T)、辐射的波长、时间的长短和发射的面积。
光电效应
1.光电效应在光(包括不可见光)的照射下,从物体发射出电子的现象称为光电效应。
光电效应的实验规律:装置如下图
任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于极限频率的光不能发生光电效应。
光电子的最大初动能与入射光的强度无关,光随入射光频率的增大而增大。
大于极限频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间发射出的光电子数的多少),与入射光强度成正比。
金属受到光照,光电子的发射一般不超过10-9秒。

扩展阅读

高中物理选修3-1——磁场知识点总结


高中物理选修3-1——磁场知识点总结

一、磁场及其磁感线

1、磁场

(1)磁场是存在于磁极或电流周围空间里的一种特殊的物质,磁场和电场一样,都是“场形态物质”。

(2)磁场的方向:物理学规定,在磁场中的任一点,小磁针北极受力的方向,亦即小磁针静止时北极所指的方向,就是那一点磁场的方向。

(3)磁场的基本性质:磁场对处在它里面的磁极或电流有磁场力的作用。磁极和磁极之间、磁场和电流之间、电流和电流之间的相互作用都是通过磁场来传递的。

2、磁感线

(1)磁感线:是形象地描述磁场而引入的有方向的曲线。在曲线上,每一点切线方向都在该点的磁场方向上,曲线的疏密反映磁场的强弱。

(2)磁感线的特点:

a.磁感线是闭合的曲线,磁体的磁感线在磁体外部由N极到S极,内部由S极到N极。

b.任意两条磁感线不能相交。

3、几种常见磁场的磁感线的分布

(1)条形磁铁和碲形磁铁的磁感线

条形磁铁和蹄形磁铁是两种最常见的磁体,如图所示的是这两种磁体在平面内的磁感线形状,其实它们的磁感线分布在整个空间内,而且磁感线是闭合的,它们的内部都有磁感线分布。

(2)通电直导线磁场的磁感线

通电直导线磁场的磁感线的形状与分布如图所示,通电直导线磁场的磁感线是一组组以导线上各点为圆心的同心圆。

需要指出的是,通电直导线产生的磁场是不均匀的,越靠近导线,磁场越强,磁感线越密。电流的方向与磁感线方向的关系可以用安培定则来判断,如图所示。用右手握住直导线,伸直的大拇指与电流方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。

(3)环形电流磁场的磁感线

环形电流磁场的磁感线是一些围绕环形导线的闭合曲线,在环形的中心轴上,由对称性可知,磁感线是与环形导线的平面垂直的一条直线。如图甲所示,环形电流方向与磁感线方向的关系也可以用右手定则来判断,如图乙所示,让右手弯曲的四指和环形电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是圆环轴线上磁感线的方向;如图丙所示,让右手握住部分环形导线,伸直的大拇指与电流方向一致,则四指所指的方向就是围绕环形导线的磁感线的方向。

(4)通电螺线管的磁感线

通电螺线管表现出来的磁性很像一根条形磁铁,一端相当于北极(N),另一端相当于南极(S),形成的磁感线在通电螺线管的外部从北极(N)出来进入南极(S),通电螺线管内部具有磁场,磁感线方向与管轴线平行,方向都是由S极指向N极,并与外部磁感线连接形成一些闭合曲线,其方向也可用安培定则判断,用右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,那么大拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向,如图所示。

(5)地磁场的磁感线

地磁场的南北极与地理上的南北极刚好相反,所以磁感线从地理的南极出来进入地理的北极

二、磁感应强度

(1)定义:在匀强磁场中,垂直于磁场方向放置的通电直导线,所受的安培力F跟电流强度I和导线长度L的乘积之比,叫做通电导线所在处的磁感应强度,即,磁感应强度B只是由磁场本身决定,与所放置的电流I和导线长度L均无关。

(2)单位:特斯拉,简称特,符号是T,。

(3)磁感应强度是描述磁场的力的性质的物理量。磁感应强度是矢量,其方向就是该点的磁场方向。

5、匀强磁场

如果磁场的某一区域里,磁感应强度的大小和方向处处相同,这个区域的磁场叫做匀强磁场,距离很近的两个异名磁极之间的磁场,通电螺线管内部的磁场都可以看成是匀强磁场。匀强磁场的磁感线为相互平行,等间距的平行线。

6、安培力的大小和方向

(1)定义:磁场对通电导线的作用力叫安培力。

(2)大小:当通电导线与磁场方向垂直放置时,安培力最大,为F=BIL。当通电导线与磁场方向平行放置时,安培力最小,为零。当通电导线与磁场方向成其他任意角放置时,安培力介于最大值和最小值之间。

(3)方向:安培力的方向可以用左手定则来判断。安培力方向垂直磁场方向,垂直电流方向,即垂直于电流方向和磁场方向决定的平面。

三、磁场对通电导线的作用

1、磁感线是闭合曲线

磁感线与电场线不同,在磁体外部是从N极指向S有,磁体内部则从S极指向N极,从而形成闭合曲线。

2、安培定则

用安培定则判断通电线圈(或螺线管)的磁感线时,拇指指向为线圈(或螺线管)内部的磁感线方向,其外部与此方向相反。

3、磁感应强度

(1)磁感应强度是描述磁场的物理量,由磁场自身决定,与是否放入检验电流无关。

(2)磁感应强度是矢量,其方向就是该点磁场方向。当磁场叠加时,磁感应强度矢量合成。

4、安培力

(1)安培力的大小不仅与B、I、L的大小有关,还与电流方向与磁场方向间的夹角有关。

当通电直导线与磁场方向垂直时,通电导线所受安培力最大,这时安培力F=BIL。

当两者平行最小为零,对于电流方向与磁场方向成任意角的情况,可以把磁感应强度B分解为垂直电流方向和平行电流方向两种情况处理。

(2)F=BIL只适用于匀强磁场,对非匀强磁场中,当L足够短时,可以认为导线所在处的磁场是匀强磁场。

(3)安培力的方向要用左手定则判断,垂直磁感应强度方向,这跟电场力与电场强度方向之间的关系是不同的。

5、安培分子电流假说

导体中的电流是由大量的自由电子的定向移动而形成的,而电流的周国又有磁场,所以电流的磁场应该是由于电荷的运动产生的。安培提出在磁铁中分子、原于存在着一种环形电流——分子电流,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体.磁铁的分子电流的取向大致相同时,对外显磁性;磁铁的分子电流取向杂乱无章时,对外不显磁性。根据物质的微观结构理论,微粒原子由原子核和核外电子组成,原子核带正电,核外电子带负电,电子在库仑力的作用下,绕核高速旋转,形成分子电流。假说的意义在于其揭示了电与磁之间的联系。

6、安培力的应用——磁电式仪表

(1)根据通电导线在磁场中会受到安培力的作用这一原理制成的仪表,称为磁电式仪表。

(2)磁电式仪表的结构

(3)磁电式仪表原理

由于磁场对电流的作用力方向与电流方向有关,因此,如果改变通过电流表的电流方向,磁场对电流的作用力方向也会随着改变,指针和线圈的偏转方向也就随着改变,据此便可判断出被测电流的方向。

磁场对电流的作用力跟电流成正比,线圈中的电流越大,受到的作用力也越大,指针和线圈的偏转角度也越大.因此,指针偏转角度的大小反映了被测电流的大小.只要通过实验把两者一一对应的关系记录下来,并标示在刻度盘上,这样在使用中,就可以在刻度盘上直接读出被测电流的大小。

四、磁场对运动电荷的作用力

1、洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用,它是安培力的微观本质。安培力是洛伦兹力的宏观表现。

2、洛伦兹力的大小

(1)当电荷速度方向垂直于磁场的方向时,磁场对运动电荷的作用力,等于电荷量、速率、磁感应强度三者的乘积,即F=qvB.

(2)当电荷速度方向平行磁场方向时,洛伦兹力F=0。

(3)当电荷速度方向与磁场方向成θ角时,可以把速度分解为平行磁场方向和垂直磁场方向来处理,此时受洛伦兹力F=qvBsinθ。

3、洛伦兹力的方向

安培力的方向可以用左手定则来判断,洛伦兹力的方向也可用左手定则来判断:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直,且处于同一平面内,把手放入磁场,让磁感线穿过手心,对于正电荷,四指指向电荷的运动方向,对于负电荷,四指的指向与电荷的运动方向相反,大拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。由此可见洛伦兹力方向总是垂直速度方向和磁场方向,即垂直速度方向和磁场方向决定的平面。

4、洛伦兹力的特点

因为洛伦兹力始终与电荷的运动方向垂直,所以洛伦兹力对运动电荷不做功。它只改变运动电荷速度的方向,而不改变速度的大小。

5、洛伦兹力与电场力的比较

(1)与带电粒子运动状态的关系

带电粒子在电场中所受到的电场力的大小和方向,与其运动状态无关。但洛伦兹力的大小和方向,则与带电粒子本身运动的速度紧密相关。

(2)决定大小的有关因素

电荷在电场中所受到的电场力F=qE,与两个因素有关:本身电量的多少和电场的强弱。运动电荷在磁场中所受的磁场力,与四个因素有关;本身电量的多少、运动速度v的大小、速度v的方向与磁感应强度B方向间的关系、磁场的磁感应强度B。

(3)方向的区别

电荷所受电场力的方向,一定与电场方向在同一条直线上(正电荷同向,负电荷反向),但洛伦兹力的方向则与磁感应强度的方向垂直。

6、解决在洛伦兹力等多力作用下电荷运动问题的注意问题:

(1)正确分析受力情况是解决电荷运动问题的关键。要在详细分析问题给出的物理过程的基础上,认清洛伦兹力是怎么变化的。伴随着洛伦兹力的变化,物体的受力情况又发生了什么样的变化。

(2)受力变化演变,出现了什么新运动情况,电荷从什么运动状态过渡到什么运动状态。

(3)寻找关键状态各物理量之间的数量关系,选择合适的物理规律去求解,这些常常就是解题的关键之所在。

7、带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定:

(1)圆心的确定.因为洛伦兹力指向圆心,根据F洛⊥v,画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场的两点)的F洛的方向,其延长线的交点即为圆心.

(2)半径的确定和计算.半径的计算一般是利用几何知识,常用解三角形的方法.

(3)在磁场中运动时间的确定.利用圆心角与弦切角的关系,或者是四边形内角和等于360°计算出圆心角θ的大小,由公式可求出运动时间.

五、带电粒子在匀强磁场中的运动规律

1、带电粒子的速度方向若与磁场方向平行,带电粒子不受洛伦兹力作用,将以入射速度做匀速直线运动。

2、带电粒子若垂直进入匀强磁场且只受洛伦兹力的作用,带电粒子一定做匀速圆周运动,其轨道平面一定与磁场垂直。

由洛伦兹力提供向心力,得轨道半径:。

由轨道半径与周期的关系得:。

可见,周期与入射速度和运动半径无关。荷质比相同的带电粒子,当它们以不同的速度在磁场中做匀速圆周运动时,无论速度相差多大,由于其运动半径,与速度成正比,所以它们运动的周期都相同。

3、质谱仪

利用不同质量而带同样电量的带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径不同,可以制成测定带电粒子质量的仪器——质谱仪。

如图所示,粒子带电量为q,质量为m,经加速电压U加速后进入匀强磁场中,在加速电场中,由动能定量得:,在匀强磁场中轨道半径:,所以粒子质量。

4、回旋加速器的工作原理

粒子源位于两D形盒的缝隙中央处,从粒子源放射出的带电粒子经两D形盒间的电场加速后,垂直磁场方向进入某一D形盒内,在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动,若带电粒子的电荷量为q,质量为m,进入D形盒时速度为v,匀强磁场的磁感应强度为B。

高中物理知识点归纳总结


高中物理知识点归纳总结

高中物理知识点总结
一、力物体的平衡
1.力是物体对物体的作用,是物体发生形变和改变物体的运动状态(即产生加速度)的原因.力是矢量。
2.重力(1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的.
[注意]重力是由于地球的吸引而产生,但不能说重力就是地球的吸引力,重力是万有引力的一个分力.
但在地球表面附近,可以认为重力近似等于万有引力
(2)重力的大小:地球表面G=mg,离地面高h处G/=mg/,其中g/=[R/(R+h)]2g
(3)重力的方向:竖直向下(不一定指向地心)。
(4)重心:物体的各部分所受重力合力的作用点,物体的重心不一定在物体上.
3.弹力(1)产生原因:由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的.
(2)产生条件:①直接接触;②有弹性形变.
(3)弹力的方向:与物体形变的方向相反,弹力的受力物体是引起形变的物体,施力物体是发生形变的物体.在点面接触的情况下,垂直于面;
在两个曲面接触(相当于点接触)的情况下,垂直于过接触点的公切面.
①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向,且一根轻绳上的张力大小处处相等.
②轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向不一定沿杆.
(4)弹力的大小:一般情况下应根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解.弹簧弹力可由胡克定律来求解.
★胡克定律:在弹性限度内,弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比,即F=kx.k为弹簧的劲度系数,它只与弹簧本身因素有关,单位是N/m.
4.摩擦力
(1)产生的条件:①相互接触的物体间存在压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或相对运动的趋势(静摩擦力),这三点缺一不可.
(2)摩擦力的方向:沿接触面切线方向,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,与物体运动的方向可以相同也可以相反.
(3)判断静摩擦力方向的方法:
①假设法:首先假设两物体接触面光滑,这时若两物体不发生相对运动,则说明它们原来没有相对运动趋势,也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动,则说明它们原来有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同.然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向.
②平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向.
(4)大小:先判明是何种摩擦力,然后再根据各自的规律去分析求解.
①滑动摩擦力大小:利用公式f=μFN进行计算,其中FN是物体的正压力,不一定等于物体的重力,甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解.
②静摩擦力大小:静摩擦力大小可在0与fmax之间变化,一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解.
5.物体的受力分析
(1)确定所研究的物体,分析周围物体对它产生的作用,不要分析该物体施于其他物体上的力,也不要把作用在其他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上.
(2)按“性质力”的顺序分析.即按重力、弹力、摩擦力、其他力顺序分析,不要把“效果力”与“性质力”混淆重复分析.
(3)如果有一个力的方向难以确定,可用假设法分析.先假设此力不存在,想像所研究的物体会发生怎样的运动,然后审查这个力应在什么方向,对象才能满足给定的运动状态.
6.力的合成与分解
(1)合力与分力:如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力就叫做这个力的分力.(2)力合成与分解的根本方法:平行四边形定则.
(3)力的合成:求几个已知力的合力,叫做力的合成.
共点的两个力(F1和F2)合力大小F的取值范围为:|F1-F2|≤F≤F1+F2.
(4)力的分解:求一个已知力的分力,叫做力的分解(力的分解与力的合成互为逆运算).
在实际问题中,通常将已知力按力产生的实际作用效果分解;为方便某些问题的研究,在很多问题中都采用正交分解法.
7.共点力的平衡
(1)共点力:作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力.
(2)平衡状态:物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态,是加速度等于零的状态.
(3)★共点力作用下的物体的平衡条件:物体所受的合外力为零,即∑F=0,若采用正交分解法求解平衡问题,则平衡条件应为:∑Fx=0,∑Fy=0.
(4)解决平衡问题的常用方法:隔离法、整体法、图解法、三角形相似法、正交分解法等等.
二、直线运动
1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动,转动和振动等运动形式.为了研究物体的运动需要选定参照物(即假定为不动的物体),对同一个物体的运动,所选择的参照物不同,对它的运动的描述就会不同,通常以地球为参照物来研究物体的运动.
2.质点:用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点,它是一个理想化的物理模型.仅凭物体的大小不能做视为质点的依据。
3.位移和路程:位移描述物体位置的变化,是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段,是矢量.路程是物体运动轨迹的长度,是标量.
路程和位移是完全不同的概念,仅就大小而言,一般情况下位移的大小小于路程,只有在单方向的直线运动中,位移的大小才等于路程.
4.速度和速率
(1)速度:描述物体运动快慢的物理量.是矢量.
①平均速度:质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间(或位移)的平均速度v,即v=s/t,平均速度是对变速运动的粗略描述.
②瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧.瞬时速度是对变速运动的精确描述.
(2)速率:①速率只有大小,没有方向,是标量.
②平均速率:质点在某段时间内通过的路程和所用时间的比值叫做这段时间内的平均速率.在一般变速运动中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在单方向的直线运动,二者才相等.
5.加速度
(1)加速度是描述速度变化快慢的物理量,它是矢量.加速度又叫速度变化率.
(2)定义:在匀变速直线运动中,速度的变化Δv跟发生这个变化所用时间Δt的比值,叫做匀变速直线运动的加速度,用a表示.
(3)方向:与速度变化Δv的方向一致.但不一定与v的方向一致.
[注意]加速度与速度无关.只要速度在变化,无论速度大小,都有加速度;只要速度不变化(匀速),无论速度多大,加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大、是小或是零,物体加速度就大.
6.匀速直线运动(1)定义:在任意相等的时间内位移相等的直线运动叫做匀速直线运动.
(2)特点:a=0,v=恒量.(3)位移公式:S=vt.
7.匀变速直线运动(1)定义:在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动.
(2)特点:a=恒量(3)★公式:速度公式:V=V0+at位移公式:s=v0t+at2
速度位移公式:vt2-v02=2as平均速度V=
以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.

8.重要结论
(1)匀变速直线运动的质点,在任意两个连续相等的时间T内的位移差值是恒量,即
ΔS=Sn+l–Sn=aT2=恒量
(2)匀变速直线运动的质点,在某段时间内的中间时刻的瞬时速度,等于这段时间内的平均速度,即:

9.自由落体运动
(1)条件:初速度为零,只受重力作用.(2)性质:是一种初速为零的匀加速直线运动,a=g.
(3)公式:
10.运动图像
(1)位移图像(s-t图像):①图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度;
②图像是直线表示物体做匀速直线运动,图像是曲线则表示物体做变速运动;
③图像与横轴交叉,表示物体从参考点的一边运动到另一边.
(2)速度图像(v-t图像):①在速度图像中,可以读出物体在任何时刻的速度;
②在速度图像中,物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值.
③在速度图像中,物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率.
④图线与横轴交叉,表示物体运动的速度反向.
⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动.
三、牛顿运动定律
★1.牛顿第一定律: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运动状态为止.
(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持.
(2)定律说明了任何物体都有惯性.
(3)不受力的物体是不存在的.牛顿第一定律不能用实验直接验证.但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的.它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律.
(4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系.
2.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质.
(1)惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关.因此说,人们只能“利用”惯性而不能“克服”惯性.(2)质量是物体惯性大小的量度.
★★★★3.牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表达式F合=ma
(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础.
(2)对牛顿第二定律的数学表达式F合=ma,F合是力,ma是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力.
(3)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果.即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬间效果是加速度而不是速度.
(4)牛顿第二定律F合=ma,F合是矢量,ma也是矢量,且ma与F合的方向总是一致的.F合可以进行合成与分解,ma也可以进行合成与分解.
4.★牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上.
(1)牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失.(2)作用力和反作用力总是同种性质的力.
(3)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,不可叠加.
5.牛顿运动定律的适用范围:宏观低速的物体和在惯性系中.
6.超重和失重
(1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重.处于超重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力mg,即FN=mg+ma.(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重.处于失重的物体对支持面的压力FN(或对悬挂物的拉力)小于物体的重力mg.即FN=mg-ma.当a=g时FN=0,物体处于完全失重.(3)对超重和失重的理解应当注意的问题
①不管物体处于失重状态还是超重状态,物体本身的重力并没有改变,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)不等于物体本身的重力.②超重或失重现象与物体的速度无关,只决定于加速度的方向.“加速上升”和“减速下降”都是超重;“加速下降”和“减速上升”都是失重.
③在完全失重的状态下,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、液体柱不再产生压强等.
6、处理连接题问题----通常是用整体法求加速度,用隔离法求力。
四、曲线运动万有引力
1.曲线运动
(1)物体作曲线运动的条件:运动质点所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直线(2)曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向,就是通过该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动.
(3)曲线运动的轨迹:做曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指一方弯曲,若已知物体的运动轨迹,可判断出物体所受合外力的大致方向,如平抛运动的轨迹向下弯曲,圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等.
2.运动的合成与分解
(1)合运动与分运动的关系:①等时性;②独立性;③等效性.
(2)运动的合成与分解的法则:平行四边形定则.
(3)分解原则:根据运动的实际效果分解,物体的实际运动为合运动.
3.★★★平抛运动
(1)特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动.
(2)运动规律:平抛运动可以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.
①建立直角坐标系(一般以抛出点为坐标原点O,以初速度vo方向为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向);
②由两个分运动规律来处理(如右图).
4.圆周运动
(1)描述圆周运动的物理量
①线速度:描述质点做圆周运动的快慢,大小v=s/t(s是t时间内通过弧长),方向为质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向
②角速度:描述质点绕圆心转动的快慢,大小ω=φ/t(单位rad/s),φ是连接质点和圆心的半径在t时间内转过的角度.其方向在中学阶段不研究.
③周期T,频率f---------做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期.
做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率.
⑥向心力:总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小.大小[注意]向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力.
(2)匀速圆周运动:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的,是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动.
(3)变速圆周运动:速度大小方向都发生变化,不仅存在着向心加速度(改变速度的方向),而且还存在着切向加速度(方向沿着轨道的切线方向,用来改变速度的大小).一般而言,合加速度方向不指向圆心,合力不一定等于向心力.合外力在指向圆心方向的分力充当向心力,产生向心加速度;合外力在切线方向的分力产生切向加速度.①如右上图情景中,小球恰能过最高点的条件是v≥v临v临由重力提供向心力得v临②如右下图情景中,小球恰能过最高点的条件是v≥0。
5★.万有引力定律
(1)万有引力定律:宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间的引力的大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比.
公式:
(2)★★★应用万有引力定律分析天体的运动
①基本方法:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即F引=F向得:
应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算:
(3)三种宇宙速度
①第一宇宙速度:v1=7.9km/s,它是卫星的最小发射速度,也是地球卫星的最大环绕速度.
②第二宇宙速度(脱离速度):v2=11.2km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度.
③第三宇宙速度(逃逸速度):v3=16.7km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.
(4)地球同步卫星
所谓地球同步卫星,是相对于地面静止的,这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上,且绕地球运动的周期等于地球的自转周期,即T=24h=86400s,离地面高度同步卫星的轨道一定在赤道平面内,并且只有一条.所有同步卫星都在这条轨道上,以大小相同的线速度,角速度和周期运行着.
(5)卫星的超重和失重
“超重”是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程,此情景与“升降机”中物体超重相同.“失重”是卫星进入轨道后正常运转时,卫星上的物体完全“失重”(因为重力提供向心力),此时,在卫星上的仪器,凡是制造原理与重力有关的均不能正常使用.
五、动量
1.动量和冲量
(1)动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即p=mv.是矢量,方向与v的方向相同.两个动量相同必须是大小相等,方向一致.
(2)冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量,即I=Ft.冲量也是矢量,它的方向由力的方向决定.
2.★★动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.表达式:Ft=p′-p或Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向.
(2)公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力.
(3)动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统.对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量.
(4)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力.对于变力,动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值.
★★★3.动量守恒定律:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变.
表达式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
(1)动量守恒定律成立的条件
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零.
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计.
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变.
(2)动量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性.
4.爆炸与碰撞
(1)爆炸、碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统受的外力,故可用动量守恒定律来处理.
(2)在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能爆炸后会增加,在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,一般有所减少而转化为内能.
(3)由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.
5.反冲现象:反冲现象是指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.显然,在反冲现象里,系统的动量是守恒的.
六、机械能
1.功
(1)功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积.是描述力对空间积累效应的物理量,是过程量.
定义式:W=Fscosθ,其中F是力,s是力的作用点位移(对地),θ是力与位移间的夹角.
(2)功的大小的计算方法:
①恒力的功可根据W=FScosθ进行计算,本公式只适用于恒力做功.②根据W=Pt,计算一段时间内平均做功.③利用动能定理计算力的功,特别是变力所做的功.④根据功是能量转化的量度反过来可求功.
(3)摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘积.
发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功:W=fd(d是两物体间的相对路程),且W=Q(摩擦生热)
2.功率
(1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是标量.求功率时一定要分清是求哪个力的功率,还要分清是求平均功率还是瞬时功率.
(2)功率的计算①平均功率:P=W/t(定义式)表示时间t内的平均功率,不管是恒力做功,还是变力做功,都适用.②瞬时功率:P=FvcosαP和v分别表示t时刻的功率和速度,α为两者间的夹角.
(3)额定功率与实际功率:额定功率:发动机正常工作时的最大功率.实际功率:发动机实际输出的功率,它可以小于额定功率,但不能长时间超过额定功率.
(4)交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率.
①以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动,后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动,.
②以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动,当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F,而后开始作加速度减小的加速运动,最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。
3.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能.表达式:Ek=mv2/2(1)动能是描述物体运动状态的物理量.(2)动能和动量的区别和联系
①动能是标量,动量是矢量,动量改变,动能不一定改变;动能改变,动量一定改变.
②两者的物理意义不同:动能和功相联系,动能的变化用功来量度;动量和冲量相联系,动量的变化用冲量来量度.③两者之间的大小关系为EK=P2/2m
4.★★★★动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.表达式
(1)动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的.但它也适用于变力及物体作曲线运动的情况.(2)功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解,故动能定理无分量式.
(3)应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.
(4)当物体的运动是由几个物理过程所组成,又不需要研究过程的中间状态时,可以把这几个物理过程看作一个整体进行研究,从而避开每个运动过程的具体细节,具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点.
5.重力势能
(1)定义:地球上的物体具有跟它的高度有关的能量,叫做重力势能,.
①重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有的.②重力势能的大小和零势能面的选取有关.③重力势能是标量,但有“+”、“-”之分.
(2)重力做功的特点:重力做功只决定于初、末位置间的高度差,与物体的运动路径无关.WG=mgh.
(3)做功跟重力势能改变的关系:重力做功等于重力势能增量的负值.即WG=-.
6.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量.
★★★7.机械能守恒定律
(1)动能和势能(重力势能、弹性势能)统称为机械能,E=Ek+Ep.
(2)机械能守恒定律的内容:在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变.(3)机械能守恒定律的表达式
(4)系统机械能守恒的三种表示方式:
①系统初态的总机械能E1等于末态的总机械能E2,即E1=E2
②系统减少的总重力势能ΔEP减等于系统增加的总动能ΔEK增,即ΔEP减=ΔEK增
③若系统只有A、B两物体,则A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能,即ΔEA减=ΔEB增
[注意]解题时究竟选取哪一种表达形式,应根据题意灵活选取;需注意的是:选用①式时,必须规定零势能参考面,而选用②式和③式时,可以不规定零势能参考面,但必须分清能量的减少量和增加量.
(5)判断机械能是否守恒的方法
①用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或弹簧弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒.
②用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒.
③对一些绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等问题,除非题目特别说明,机械能必定不守恒,完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒.
8.功能关系
(1)当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒.
(2)重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:WG=Ep1-Ep2.
(3)合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W合=Ek2-Ek1(动能定理)
(4)除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:WF=E2-E1
9.能量和动量的综合运用
动量与能量的综合问题,是高中力学最重要的综合问题,也是难度较大的问题.分析这类问题时,应首先建立清晰的物理图景,抽象出物理模型,选择物理规律,建立方程进行求解.这一部分的主要模型是碰撞.而碰撞过程,一般都遵从动量守恒定律,但机械能不一定守恒,对弹性碰撞就守恒,非弹性碰撞就不守恒,总的能量是守恒的,对于碰撞过程的能量要分析物体间的转移和转换.从而建立碰撞过程的能量关系方程.根据动量守恒定律和能量关系分别建立方程,两者联立进行求解,是这一部分常用的解决物理问题的方法.

高中物理力学知识点总结


高中物理力学知识点总结

力学知识点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

按性质命名的力(例如:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。)

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:形变;改变运动状态.

力学知识点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,

力学知识点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:接触;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:

弹簧的弹力大小由F=kx计算,

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.

力学知识点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.

2高中物理知识点总结:力学部分

力学的基本规律之:匀变速直线运动的基本规律(12个方程);

三力共点平衡的特点;

牛顿运动定律(牛顿第一、第二、第三定律);

力学的基本规律之:万有引力定律;

天体运动的基本规律(行星、人造地球卫星、万有引力完全充当向心力、近地极地同步三颗特殊卫星、变轨问题);

力学的基本规律之:动量定理与动能定理(力与物体速度变化的关系—冲量与动量变化的关系—功与能量变化的关系);

动量守恒定律(四类守恒条件、方程、应用过程);

功能基本关系(功是能量转化的量度)

力学的基本规律之:重力做功与重力势能变化的关系(重力、分子力、电场力、引力做功的特点);

功能原理(非重力做功与物体机械能变化之间的关系);

力学的基本规律之:机械能守恒定律(守恒条件、方程、应用步骤);

简谐运动的基本规律(两个理想化模型一次全振动四个过程五个物理量、简谐运动的对称性、单摆的振动周期公式);简谐运动的图像应用;

简谐波的传播特点;波长、波速、周期的关系;简谐波的图像应用。

高中物理第一轮专题复习全套学案:选修3-5


考点内容要求考纲解读
动量、动量守恒定律及其应用Ⅱ1.动量守恒定律的应用是本部分的重点和难点,也是高考的热点,动量和动量的变化量这两个概念常穿插在动量守恒定律的应用中考查.
2.动量守恒定律结合能量守恒定律来解决碰撞、打击、反冲等问题,以及动量守恒定律与圆周运动、核反应的结合已成为近几年高考命题的热点.
3.波粒二象性部分的重点内容是光电效应现象、实验规律和光电效应方程,光的波粒二象性和德布罗意波是理解的难点.
4.核式结构、玻尔理论、能级公式、原子跃迁条件在选做题部分出现的几率将会增加,可能单独命题,也可能与其它知识联合出题.
5.半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的书写是高考的热点问题,试题一般以基础知识为主,较简单.
弹性碰撞和非弹性碰撞Ⅰ
光电效应Ⅰ
爱因斯坦光电效应方程Ⅰ
氢原子光谱Ⅰ
氢原子的能级结构、能级公式Ⅰ
原子核的组成、放射性、原子核衰变、半衰期Ⅰ
放射性同位素Ⅰ
核力、核反应方程Ⅰ
结合能、质量亏损Ⅰ
裂变反应和聚变反应、裂变反应堆Ⅰ
射线的危害和防护Ⅰ
实验:验证动量守恒定律
第1课时动量动量守恒定律及其应用
导学目标1.理解动量、动量变化量的概念,并能与动能区别.2.理解动量守恒的条件,能用动量守恒定律分析碰撞、打击、反冲等问题.
一、动量、动能、动量的变化量
[基础导引]
判断下列说法的正误:
(1)速度大的物体,它的动量一定也大()
(2)动量大的物体,它的速度一定也大()
(3)只要物体的运动速度大小不变,物体的动量也保持不变()
(4)物体的动量变化越大则该物体的速度变化一定越大()
[知识梳理]
名称

项目动量动能动量的变化量
定义物体的质量和速度的乘积物体由于运动而具有的能量物体末动量与初动量的矢量差
定义式p=mvEk=12mv2
Δp=p′-p
矢标性矢量标量矢量
特点状态量状态量过程量
关联方程Ek=p22m,Ek=12pv,p=2mEk,p=2Ekv

特别提醒1.因为速度与参考系的选择有关,所以动量也跟参考系的选择有关,通常情况下,物体的动量是相对地面而言的.2.物体动量的变化率ΔpΔt等于它所受的力,这是牛顿第二定律的另一种表达方式.
二、动量守恒定律
[基础导引]
关于系统动量守恒的条件,下列说法正确的是()
A.只要系统内存在摩擦力,系统动量就不可能守恒
B.只要系统中有一个物体具有加速度,系统动量就不守恒
C.只要系统所受的合外力为零,系统动量就守恒
D.系统中所有物体的加速度都为零时,系统的总动量不一定守恒
[知识梳理]
1.内容:如果一个系统____________,或者________________________,这个系统的总动量保持不变,这就是动量守恒定律.
2.表达式
(1)p=p′,系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′.
(2)m1v1+m2v2=________________,相互作用的两个物体组成的系统,作用前的动量和等于作用后的动量和.
(3)Δp1=-Δp2,相互作用的两个物体动量的增量等大反向.
(4)Δp=0,系统总动量的增量为零.
3.动量守恒定律的适用条件
(1)不受外力或所受外力的合力为______,而不是系统内每个物体所受的合外力都为零.
(2)近似适用条件:系统内各物体间相互作用的内力远大于系统所受到的外力.
(3)如果系统在某一方向上所受外力的合力为零,则在这一方向上动量守恒.
三、碰撞
[基础导引]
质量为m、速度为v的A球跟质量为3m且静止的B球发生正碰.碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B球的速度可能有不同的值.请你论证:碰撞后B球的速度可能是以下值吗?
(1)0.6v(2)0.4v(3)0.2v.
[知识梳理]
碰撞现象
(1)碰撞:两个或两个以上的物体在相遇的极短时间内产生非常大的相互作用力,而其他的相互作用力相对来说显得微不足道的过程.
(2)弹性碰撞:如果碰撞过程中机械能________,这样的碰撞叫做弹性碰撞.
(3)非弹性碰撞:如果碰撞过程中机械能__________,这样的碰撞叫做非弹性碰撞.
(4)完全非弹性碰撞:碰撞过程中物体的形变完全不能恢复,以致两物体合为一体一起运动,即两物体在非弹性碰撞后以同一速度运动,系统机械能有损失.
考点一动量守恒定律
考点解读
1.守恒条件
(1)系统不受外力或所受外力的合力为零,则系统动量守恒.
(2)系统受到的合力不为零,但当内力远大于外力时,系统的动量可近似看成守恒.
(3)当系统在某个方向上所受合力为零时,系统在该方向上动量守恒.
2.几种常见表述及表达式
(1)p=p′(系统相互作用前的总动量p等于相互作用后的总动量p′).
(2)Δp=0(系统总动量不变).
(3)Δp1=-Δp2(相互作用的两物体组成的系统,两物体动量的增量大小相等、方向相反).
其中(1)的形式最常用,具体到实际应用时又有以下三种常见形式:
①m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(适用于作用前后都运动的两个物体组成的系统).
②0=m1v1+m2v2(适用于原来静止的两个物体组成的系统,比如爆炸、反冲等,两者速率与各自质量成反比).
③m1v1+m2v2=(m1+m2)v(适用于两物体作用后结合为一体或具有相同速度的情况,如完全非弹性碰撞).
典例剖析
例1(20xx•山东理综•38(2))如图1所示,甲、乙两船的总质量(包
括船、人和货物)分别为10m、12m,两船沿同一直线上的同
一方向运动,速度分别为2v0、v0.为避免两船相撞,乙船上的
人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将
货物接住,求抛出货物的最小速度.(不计水的阻力)
思维突破应用动量守恒定律解题的步骤:
(1)明确研究对象,确定系统的组成(系统包括哪几个物体及研究的过程);
(2)进行受力分析,判断系统动量是否守恒(或某一方向上动量是否守恒);
(3)规定正方向,确定初、末状态动量;
(4)由动量守恒定律列出方程;
(5)代入数据,求出结果,必要时讨论说明.
跟踪训练1A球的质量是m,B球的质量是2m,它们在光滑的水平面上以相同的动量运动.B在前,A在后,发生正碰后,A球仍朝原方向运动,但其速率是原来的一半,碰后两球的速率比vA′∶vB′为()
A.12B.13C.2D.23
考点二碰撞现象
考点解读
1.碰撞的种类及特点
分类标准种类特点
机械能是
否守恒弹性碰撞动量守恒,机械能守恒
非弹性碰撞动量守恒,机械能有损失
完全非弹性碰撞动量守恒,机械能损失最大
碰撞前后
动量是否
共线对心碰撞(正碰)碰撞前后速度共线
非对心碰撞(斜碰)碰撞前后速度不共线
2.弹性碰撞的规律
两球发生弹性碰撞时满足动量守恒定律和机械能守恒定律.
以质量为m1,速度为v1的小球与质量为m2的静止小球发生正面弹性碰撞为例,则有m1v1=m1v1′+m2v2′
12m1v21=12m1v1′2+12m2v2′2
解得v1′=(m1-m2)v1m1+m2v2′=2m1v1m1+m2
结论1.当两球质量相等时,v1′=0,v2′=v1,两球碰撞后交换了速度.
2.当质量大的球碰质量小的球时,v1′>0,v2′>0,碰撞后两球都向前运动.
3.当质量小的球碰质量大的球时,v1′<0>0,碰撞后质量小的球被反弹回来.
3.碰撞现象满足的规律
(1)动量守恒定律.
(2)机械能不增加.
(3)速度要合理:
①若碰前两物体同向运动,则应有v后>v前,碰后原来在前的物体速度一定增大,若碰后两物体同向运动,则应有v前′≥v后′.
②碰前两物体相向运动,碰后两物体的运动方向不可能都不改变.
典例剖析
例2光滑水平面上,用弹簧相连接的质量均为2kg的A、B两
物体都以v0=6m/s的速度向右运动,弹簧处于原长.质量为
4kg的物体C静止在前方,如图2所示,B与C发生碰撞后
粘合在一起运动,在以后的运动中
(1)弹性势能最大值为多少?
(2)当A的速度为零时,弹簧的弹性势能为多少?
思维突破含有弹簧的碰撞问题,碰撞过程中机械能守恒,因此碰撞过程为弹性碰撞.本题也是一个多次碰撞问题,解决这类问题,一定要注意系统的选取和过程的选取,同时要注意利用动量守恒定律和能量守恒定律结合解题.
跟踪训练2如图3所示,光滑水平直轨道上有三个滑块
A、B、C,质量分别为mA=mC=2m,mB=m,A、B
用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴
接).开始时A、B以共同速度v0运动,C静止.某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然
后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同.求B与C碰撞前B的速度.

A组动量守恒的判定
1.如图4所示,一内外侧均光滑的半圆柱槽置于光滑的水平面上.槽的
左侧有一竖直墙壁.现让一小球(可认为质点)自左端槽口A点的正上
方从静止开始下落,与半圆槽相切并从A点进入槽内.则下列说法正
确的是()
A.小球离开右侧槽口以后,将做竖直上抛运动
B.小球在槽内运动的全过程中,只有重力对小球做功
C.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒
D.小球在槽内运动的全过程中,小球与槽组成的系统水平方向上的动量不守恒

B组动量守恒的应用
2.如图5所示,质量为M的小车静止在光滑的水平地面上,小车上有n
个质量为m的小球,现用两种方式将小球相对于地面以恒定速度v
向右水平抛出,第一种方式是将n个小球一起抛出;第二种方式是
将小球一个接一个地抛出,比较用这两种方式抛完小球后小车的最终速度()
A.第一种较大B.第二种较大
C.两种一样大D.不能确定
3.如图6所示,光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹
簧,两手分别按住小车,使它们静止,对两车及弹簧组成的
系统,下列说法中正确的是()
A.两手同时放开后,系统总动量始终为零
B.先放开左手,后放开右手,动量不守恒
C.先放开左手,后放开右手,总动量向左
D.无论何时放手,两手放开后在弹簧恢复原长的过程中,系统总动量都保持不变,但系统的总动量不一定为零

C组碰撞问题
4.(20xx•福建理综•29(2))在光滑水平面上,一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m、静止的B球碰撞后,A球的速度方向与碰撞前相反.则碰撞后B球的速度大小可能是________.(填选项前的字母)
A.0.6vB.0.4vC.0.3vD.0.2v
5.质量为M的物块以速度v运动,与质量为m的静止物块发生正碰,碰撞后两者的动量正好相等.两者质量之比M/m可能为()
A.2B.3C.4D.5
课时规范训练
(限时:60分钟)
一、选择题
1.木块a和b用一根轻弹簧连接起来,放在光滑水平面上,a紧靠
在墙壁上,在b上施加向左的水平力使弹簧压缩,如图1所示,
当撤去外力后,下列说法中正确的是()
A.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量守恒
B.a尚未离开墙壁前,a和b组成的系统动量不守恒
C.a离开墙壁后,a和b组成的系统动量守恒
D.a离开墙壁后,a和b组成的系统动量不守恒
2.如图2所示,在光滑的水平地面上有一辆平板车,车的两端分
别站着人A和B,A的质量为mA,B的质量为mB,mA>mB.最初人
和车都处于静止状态.现在,两人同时由静止开始相向而行,A和
B对地面的速度大小相等,则车()
A.静止不动B.左右往返运动
C.向右运动D.向左运动
3.斜向上抛出一个爆竹,到达最高点时(速度水平向东)立即爆炸成质量相等的三块,前面一块速度水平向东,后面一块速度水平向西,前、后两块的水平速度(相对地面)大小相等、方向相反.则以下说法中正确的是()
A.爆炸后的瞬间,中间那块的速度大于爆炸前瞬间爆竹的速度
B.爆炸后的瞬间,中间那块的速度可能水平向西
C.爆炸后三块将同时落到水平地面上,并且落地时的动量相同
D.爆炸后的瞬间,中间那块的动能可能小于爆炸前的瞬间爆竹的总动能
4.(20xx•大纲全国•20)质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平
面上,箱子中间有一质量为m的小物块,小物块与箱子底板间的动摩
擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间,如图3所示.现给小物块一水平向右的初速
度v,小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间,并与箱子保持相对静止.设碰撞都是弹性的,则整个过程中,系统损失的动能为()
A.12mv2B.12mMm+Mv2
C.12NμmgLD.NμmgL
5.A、B两球之间压缩一根轻弹簧,静置于光滑水平桌面上.已
知A、B两球质量分别为2m和m.当用板挡住A球而只释放B
球时,B球被弹出落于距桌边距离为x的水平地面上,如图4
所示.当用同样的程度压缩弹簧,取走A左边的挡板,将A、
B同时释放,B球的落地点距桌边的距离为()
A.x3B.3xC.xD.63x
6.质量都为m的小球a、b、c以相同的速度分别与另外三个质量都为M的静止小球相碰后,a球被反向弹回,b球与被碰球粘合在一起仍沿原方向运动,c球碰后静止,则下列说法正确的是()
A.m一定小于M
B.m可能等于M
C.b球与质量为M的球组成的系统损失的动能最大
D.c球与质量为M的球组成的系统损失的动能最大
7.如图5所示,物体A静止在光滑的水平面上,A的左边固定
有轻质弹簧,与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与
弹簧发生碰撞,A、B始终沿同一直线运动,则A、B组成的系统动
能损失最大的时刻是()
A.开始运动时B.A的速度等于v时
C.B的速度等于零时D.A和B的速度相等时
8.A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是5kg•m/s,B球的动量是7kg•m/s.当A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值分别是
()
A.6kg•m/s,6kg•m/s
B.3kg•m/s,9kg•m/s
C.-2kg•m/s,14kg•m/s
D.-5kg•m/s,15kg•m/s
9.在光滑水平面上有三个完全相同的小球,它们成一条直
线,2、3小球静止并靠在一起,1球以速度v0射向它们,
如图6所示.设碰撞中不损失机械能,则碰后三个小球的速度
可能是()
A.v1=v2=v3=13v0B.v1=0,v2=v3=12v0
C.v1=0,v2=v3=12v0D.v1=v2=0,v3=v0
二、非选择题
10.(20xx•课标•35(2))如图7,A、B、C三个木块的质量均为m,置
于光滑的水平桌面上,B、C之间有一轻质弹簧,弹簧的两端
与木块接触而不固连.将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连,
使弹簧不能伸展,以至于B、C可视为一个整体.现A以初速度v0沿B、C的连线方向
朝B运动,与B相碰并粘合在一起.以后细线突然断开,弹簧伸展,从而使C与A、B
分离.已知C离开弹簧后的速度恰为v0.求弹簧释放的势能.
11.如图8所示,光滑水平桌面上有长L=2m的挡板C,质量mC
=5
kg,在其正中央并排放着两个小滑块A和B,mA=1kg,mB=3
kg,开始时三个物体都静止.在A、B间放有少量塑胶炸药,
爆炸后A以6m/s的速度水平向左运动,A、B中任意一块与挡板C碰撞后,都粘在一
起,不计摩擦和碰撞时间,求:
(1)当两滑块A、B都与挡板C碰撞后,C的速度是多大;
(2)A、C碰撞过程中损失的机械能.
复习讲义
基础再现
一、
基础导引(1)×(2)×(3)×(4)√
二、
基础导引C
知识梳理1.不受外力所受外力的矢量和为零2.(2)m1v1′+m2v2′3.(1)零
三、
基础导引见解析
解析若A和B的碰撞是弹性碰撞,则根据动量守恒和机械能守恒可以解得B获得的最大速度为
vmax=2m1m1+m2v=2mm+3mv=0.5v
若A和B的碰撞是完全非弹性碰撞,则碰撞之后二者连在一起运动,B获得最小的速度,根据动量守恒定律,知m1v=(m1+m2)vmin
vmin=mvm+3m=0.25v
B获得的速度vB应满足:vmin≤vB≤vmax,即0.25v≤vB≤0.5v.
可见,B球的速度可以是0.4v,不可能是
0.2v和0.6v.
知识梳理(2)守恒(3)不守恒
课堂探究
例14v0
跟踪训练1D
例2(1)12J(2)0
跟踪训练295v0
分组训练
1.CD2.C3.ACD
4.A
5.AB
课时规范训练
1.BC
2.D
3.A
4.BD
5.D
6.AC
7.D
8.BC
9.D
10.13mv20
11.(1)0(2)15J

文章来源:http://m.jab88.com/j/72753.html

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