高考物理知識歸納(三)
---------------動量和能量
1.力的三種效應(yīng):
力的瞬時(shí)性(產(chǎn)生a)F=ma、運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化牛頓第二定律
時(shí)間積累效應(yīng)(沖量)I=Ft、動量發(fā)生變化動量定理
空間積累效應(yīng)(做功)w=Fs動能發(fā)生變化動能定理
2.動量觀點(diǎn):動量:p=mv= 沖量:I = F t
動量定理:內(nèi)容:物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化。
公式: F合t = mv’一mv (解題時(shí)受力分析和正方向的規(guī)定是關(guān)鍵)
I=F合t=F1t1+F2t2+---=p=P末-P初=mv末-mv初
動量守恒定律:內(nèi)容、守恒條件、不同的表達(dá)式及含義:;;
P=P′ (系統(tǒng)相互作用前的總動量P等于相互作用后的總動量P′)
ΔP=0 (系統(tǒng)總動量變化為0)
如果相互作用的系統(tǒng)由兩個(gè)物體構(gòu)成,動量守恒的具體表達(dá)式為
P1+P2=P1′+P2′ (系統(tǒng)相互作用前的總動量等于相互作用后的總動量)
m1V1+m2V2=m1V1′+m2V2′
ΔP=-ΔP' (兩物體動量變化大小相等、方向相反)
實(shí)際中應(yīng)用有:m1v1+m2v2=; 0=m1v1+m2v
原來以動量(P)運(yùn)動的物體,若其獲得大小相等、方向相反的動量(-P),是導(dǎo)致物體靜止或反向運(yùn)動的臨界條件。即:P+(-P)=0
注意理解四性:系統(tǒng)性、矢量性、同時(shí)性、相對性
矢量性:對一維情況,先選定某一方向?yàn)檎较颍俣确较蚺c正方向相同的速度取正,反之取負(fù),把矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算。
相對性:所有速度必須是相對同一慣性參照系。
同時(shí)性:表達(dá)式中v1和v2必須是相互作用前同一時(shí)刻的瞬時(shí)速度,v
解題步驟:選對象,劃過程;受力分析。所選對象和過程符合什么規(guī)律?用何種形式列方程;(先要規(guī)定正方向)求解并討論結(jié)果。
3.功與能觀點(diǎn):
功W = Fs cosq (適用于恒力功的計(jì)算)①理解正功、零功、負(fù)功②功是能量轉(zhuǎn)化的量度
W= P?t (p===Fv) 功率:P = (在t時(shí)間內(nèi)力對物體做功的平均功率) P = Fv
(F為牽引力,不是合外力;V為即時(shí)速度時(shí),P為即時(shí)功率;V為平均速度時(shí),P為平均功率; P一定時(shí),F(xiàn)與V成正比)
動能: EK= 重力勢能Ep = mgh (凡是勢能與零勢能面的選擇有關(guān))
動能定理:外力對物體所做的總功等于物體動能的變化(增量)。
公式: W合= W合=W1+ W2+…+Wn= DEk = Ek2 一Ek1 =
機(jī)械能守恒定律:機(jī)械能=動能+重力勢能+彈性勢能(條件:系統(tǒng)只有內(nèi)部的重力或彈力做功).
守恒條件:(功角度)只有重力,彈力做功;(能轉(zhuǎn)化角度)只發(fā)生動能與勢能之間的相互轉(zhuǎn)化。
“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在該過程中,物體可以受其它力的作用,只要這些力不做功,或所做功的代數(shù)和為零,就可以認(rèn)為是“只有重力做功”。
列式形式:E1=E2(先要確定零勢面) P減(或增)=E增(或減) EA減(或增)=EB增(或減)
mgh1 + 或者 DEp減 = DEk增
除重力和彈簧彈力做功外,其它力做功改變機(jī)械能;滑動摩擦力和空氣阻力做功W=fd路程E內(nèi)能(發(fā)熱)
4.功能關(guān)系:功和能的關(guān)系:功是能量轉(zhuǎn)化的量度。有兩層含義:
(1)做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程,(2)做功的多少決定了能轉(zhuǎn)化的數(shù)量,即:功是能量轉(zhuǎn)化的量度
強(qiáng)調(diào):功是一種過程量,它和一段位移(一段時(shí)間)相對應(yīng);而能是一種狀態(tài)量,它與一個(gè)時(shí)刻相對應(yīng)。兩者的單位是相同的(都是J),但不能說功就是能,也不能說“功變成了能”。
做功的過程是物體能量的轉(zhuǎn)化過程,做了多少功,就有多少能量發(fā)生了變化,功是能量轉(zhuǎn)化的量度.
(1)動能定理
合外力對物體做的總功等于物體動能的增量.即
(2)與勢能相關(guān)力做功導(dǎo)致與之相關(guān)的勢能變化
重力
重力做正功,重力勢能減少;重力做負(fù)功,重力勢能增加.重力對物體所做的功等于物體重力勢能增量的負(fù)值.即WG=EP1―EP2= ―ΔEP
彈簧彈力
彈力做正功,彈性勢能減少;彈力做負(fù)功,彈性勢能增加.
彈力對物體所做的功等于物體彈性勢能增量的負(fù)值.即W彈力=EP1―EP2= ―ΔEP
分子力
分子力對分子所做的功=分子勢能增量的負(fù)值
電場力
電場力做正功,電勢能減少;電場力做負(fù)功,電勢能增加。注意:電荷的正負(fù)及移動方向
電場力對電荷所做的功=電荷電勢能增量的負(fù)值
(3)機(jī)械能變化原因
除重力(彈簧彈力)以外的的其它力對物體所做的功=物體機(jī)械能的增量即WF=E2―E1=ΔE
當(dāng)除重力(或彈簧彈力)以外的力對物體所做的功為零時(shí),即機(jī)械能守恒
(4)機(jī)械能守恒定律
在只有重力和彈簧的彈力做功的物體系內(nèi),動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變.即 EK2+EP2 = EK1+EP1, 或 ΔEK = ―ΔEP
(5)靜摩擦力做功的特點(diǎn)
(1)靜摩擦力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功;
(2)在靜摩擦力做功的過程中,只有機(jī)械能的互相轉(zhuǎn)移,而沒有機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化,靜摩擦力只起著傳遞機(jī)械能的作用;
(3)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對靜摩擦力對系統(tǒng)所做功的和總是等于零.
(6)滑動摩擦力做功特點(diǎn)
“摩擦所產(chǎn)生的熱”
(1)滑動摩擦力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功;
=滑動摩擦力跟物體間相對路程的乘積,即一對滑動摩擦力所做的功
(2)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對滑動摩擦力對系統(tǒng)所做功的和總表現(xiàn)為負(fù)功,
其大小為:W= ―fS相對=Q 對系統(tǒng)做功的過程中,系統(tǒng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,
(S相對為相互摩擦的物體間的相對位移;若相對運(yùn)動有往復(fù)性,則S相對為相對運(yùn)動的路程)
(7)一對作用力與反作用力做功的特點(diǎn)
(1)作用力做正功時(shí),反作用力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功;作用力做負(fù)功、不做功時(shí),反作用力亦同樣如此.
(2)一對作用力與反作用力對系統(tǒng)所做功的總和可以是正功,也可以是負(fù)功,還可以零.
(8)熱學(xué)
外界對氣體做功
外界對氣體所做的功W與氣體從外界所吸收的熱量Q的和=氣體內(nèi)能的變化W+Q=△U (熱力學(xué)第一定律,能的轉(zhuǎn)化守恒定律)
(9)電場力做功
W=qu=qEd=F電SE (與路徑無關(guān))
(10)電流做功
(1)在純電阻電路中(電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率)
(2) 在電解槽電路中,電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率+轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的的功率
(3) 在電動機(jī)電路中,電流所做的功率=電阻發(fā)熱功率與輸出的機(jī)械功率之和
P電源t =uIt= +E其它;W=IUt >
(11)安培力做功
安培力所做的功對應(yīng)著電能與其它形式的能的相互轉(zhuǎn)化,即W安=△E電,
安培力做正功,對應(yīng)著電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(如電動機(jī)模型);
克服安培力做功,對應(yīng)著其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能(如發(fā)電機(jī)模型);
且安培力作功的絕對值,等于電能轉(zhuǎn)化的量值, W=F安d=BILd 內(nèi)能(發(fā)熱)
(12)洛侖茲力永不做功
洛侖茲力只改變速度的方向
(13)光學(xué)
光子的能量: E光子=hγ;一束光能量E光=N×hγ(N指光子數(shù)目)
在光電效應(yīng)中,光子的能量hγ=W+
(14)原子物理
原子輻射光子的能量hγ=E初―E末,原子吸收光子的能量hγ= E末―E初
愛因斯坦質(zhì)能方程:E=mc2
(15)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律
對于所有參與相互作用的物體所組成的系統(tǒng),其中每一個(gè)物體的能量的數(shù)值及形式都可能發(fā)生變化,但系統(tǒng)內(nèi)所有物體的各種形式能量的總合保持不變
功和能的關(guān)系貫穿整個(gè)物理學(xué),F(xiàn)歸類整理如下:常見力做功與對應(yīng)能的關(guān)系
常見的幾種力做功
能量關(guān)系
數(shù)量關(guān)系式
力的種類
做功的正負(fù)
對應(yīng)的能量
變化情況
①重力mg
+
重力勢能EP
減小
mgh=?ΔEP
?
增加
②彈簧的彈力kx
+
彈性勢能E彈性
減小
W彈=?ΔE彈性
?
增加
③分子力F分子
+
分子勢能E分子
減小
W分子力=?ΔE分子
?
增加
④電場力Eq
+
電勢能E電勢
減小
qU =?ΔE電勢
?
增加
⑤滑動摩擦力f
?
內(nèi)能Q
增加
fs相對= Q
⑥感應(yīng)電流的安培力F安培
?
電能E電
增加
W安培力=ΔE電
⑦合力F合
+
動能Ek
增加
W合=ΔEk
?
減小
⑧重力以外的力F
+
機(jī)械能E機(jī)械
增加
WF=ΔE機(jī)械
?
減小
5.求功的方法:單位:J ev=1.9×10-19J 度=kwh=3.6×106J 1u=931.5Mev
⊙力學(xué):① W=Fscosα ② W= P?t (p===Fv)
③動能定理 W合=W1+ W2+…+Wn=ΔEK=E末-E初 (W可以不同的性質(zhì)力做功)
④功是能量轉(zhuǎn)化的量度(易忽視)主要形式有: 慣穿整個(gè)高中物理的主線
重力的功------量度------重力勢能的變化 電場力的功-----量度------電勢能的變化
分子力的功-----量度------分子勢能的變化 合外力的功------量度-------動能的變化
除重力和彈簧彈力做功外,其它力做功改變機(jī)械能; 摩擦力和空氣阻力做功W=fd路程E內(nèi)能(發(fā)熱)
與勢能相關(guān)的力做功特點(diǎn):如重力,彈力,分子力,電場力它們做功與路徑無關(guān),只與始末位置有關(guān).
“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這一基本概念理解。
⑴物體動能的增量由外力做的總功來量度:W外=ΔEk,這就是動能定理。
⑵物體重力勢能的增量由重力做的功來量度:WG= -ΔEP,這就是勢能定理。
⑶物體機(jī)械能的增量由重力以外的其他力做的功來量度:W其=ΔE機(jī),(W其表示除重力以外的其它力做的功),這就是機(jī)械能定理。
⑷當(dāng)W其=0時(shí),說明只有重力做功,所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。
⑸一對互為作用力反作用力的摩擦力做的總功,用來量度該過程系統(tǒng)由于摩擦而減小的機(jī)械能,也就是系統(tǒng)增加的內(nèi)能。f d=Q(d為這兩個(gè)物體間相對移動的路程)。
⊙熱學(xué): ΔE=Q+W(熱力學(xué)第一定律)
⊙電學(xué): WAB=qUAB=F電dE=qEdE 動能(導(dǎo)致電勢能改變)
W=QU=UIt=I2Rt=U2t/R Q=I2Rt
E=I(R+r)=u外+u內(nèi)=u外+Ir P電源t =uIt+E其它 P電源=IE=I U +I2Rt
⊙磁學(xué):安培力功W=F安d=BILd 內(nèi)能(發(fā)熱)
⊙光學(xué):單個(gè)光子能量E=hγ 一束光能量E總=Nhγ(N為光子數(shù)目)
光電效應(yīng)=hγ-W0 躍遷規(guī)律:hγ=E末-E初 輻射或吸收光子
⊙原子:質(zhì)能方程:E=mc2 ΔE=Δmc2 注意單位的轉(zhuǎn)換換算
汽車的啟動問題: 具體變化過程可用如下示意圖表示.關(guān)鍵是發(fā)動機(jī)的功率是否達(dá)到額定功率,
(1)若額定功率下起動,則一定是變加速運(yùn)動,因?yàn)闋恳﹄S速度的增大而減小.求解時(shí)不能用勻變速運(yùn)動的規(guī)律來解.
(2)特別注意勻加速起動時(shí),牽引力恒定.當(dāng)功率隨速度增至預(yù)定功率時(shí)的速度(勻加速結(jié)束時(shí)的速度),并不是車行的最大速度.此后,車仍要在額定功率下做加速度減小的加速運(yùn)動(這階段類同于額定功率起動)直至a=0時(shí)速度達(dá)到最大.
動量守恒:
內(nèi)容:相互作用的物體系統(tǒng),如果不受外力,或它們所受的外力之和為零,它們的總動量保持不變。
(研究對象:相互作用的兩個(gè)物體或多個(gè)物體所組成的系統(tǒng))
守恒條件:①系統(tǒng)不受外力作用。 (理想化條件)
②系統(tǒng)受外力作用,但合外力為零。
③系統(tǒng)受外力作用,合外力也不為零,但合外力遠(yuǎn)小于物體間的相互作用力。
④系統(tǒng)在某一個(gè)方向的合外力為零,在這個(gè)方向的動量守恒。
⑤全過程的某一階段系統(tǒng)受合外力為零,該階段系統(tǒng)動量守恒,
即:原來連在一起的系統(tǒng)勻速或靜止(受合外力為零),分開后整體在某階段受合外力仍為零,可用動量守恒。
不同的表達(dá)式及含義:;; (各種表達(dá)式的中文含義)
實(shí)際中有應(yīng)用:m1v1+m2v2=; 0=m1v1+m2v
注意理解四性:系統(tǒng)性、矢量性、同時(shí)性、相對性
系統(tǒng)性:研究對象是某個(gè)系統(tǒng)、研究的是某個(gè)過程
矢量性:不在同一直線上時(shí)進(jìn)行矢量運(yùn)算;在同一直線上時(shí),取正方向,引入正負(fù)號轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。
同時(shí)性:v1、v2是相互作用前同一時(shí)刻的速度,v1'、v2'是相互作用后同一時(shí)刻的速度。
同系性:各速度必須相對同一參照系
解題步驟:選對象,劃過程;受力分析.所選對象和過程符合什么規(guī)律?用何種形式列方程(先要規(guī)定正方向)求解并討論結(jié)果。 歷年高考中涉及動量守量模型題:
一質(zhì)量為M的長木板靜止在光滑水平桌面上.一質(zhì)量為m的小滑塊以水平速度v0從長木板的一端開始在木板上滑動,直到離開木板.滑塊剛離開木板時(shí)速度為V0/3,若把此木板固定在水平面上,其它條件相同,求滑塊離開木板時(shí)速度?
1996年全國廣東(24題)
1995年全國廣東(30題壓軸題)
1997年全國廣東(25題軸題12分)
1998年全國廣東(25題軸題12分)
試在下述簡化情況下由牛頓定律導(dǎo)出動量守恒定律的表達(dá)式:系統(tǒng)是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn),相互作用力是恒力,不受其他力,沿直線運(yùn)動要求說明推導(dǎo)過程中每步的根據(jù),以及式中各符號和最后結(jié)果中各項(xiàng)的意義。
質(zhì)量為M的小船以速度V0行駛,船上有兩個(gè)質(zhì)量皆為m的小孩a和b,分別靜止站在船頭和船尾. 現(xiàn)小孩a沿水平方向以速率v(相對于靜止水面)向前躍入水中,然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相對于靜止水面)向后躍入水中. 求小孩b躍出后小船的速度.
1999年全國廣東(20題12分)
2000年全國廣東(22壓軸題)
2001年廣東河南(17題12分)
2002年廣東(19題)
2003年廣東(19、20題)
2004年廣東(15、17題)
2005年廣東(18題)
2006年廣東(16、18題)
2007年廣東(17題)
碰撞模型:特點(diǎn)和注意點(diǎn):
①動量守恒;②碰后的動能不可能碰前大;
③對追及碰撞,碰后后面物體的速度不可能大于前面物體的速度。
m1v1+m2v2= (1)
(2 )
記住這個(gè)結(jié)論給解綜合題帶來簡便。通過討論兩質(zhì)量便可。
“一動一靜”彈性碰撞規(guī)律:即m2v2=0 ;=0 代入(1)、(2)式
動量守恒:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2' 動能守恒:m1v12+m2v22=m1v1' 2+m2v2' 2
聯(lián)立可解:v1'=(主動球速度下限) v2'=(被碰球速度上限)
討論(1):
當(dāng)m1>m2時(shí),v1'>0,v2'>0 v1′與v1方向一致; 當(dāng)m1>>m2時(shí),v1'≈v1,v2'≈2v1 (高射炮打蚊子)
當(dāng)m1=m2時(shí),v1'=0,v2'=v1 即m1與m2交換速度
當(dāng)m1<m2時(shí),v1'<0(反彈),v2'>0 v2′與v1同向;當(dāng)m1<<m2時(shí),v1'≈-v1,v2'≈0 (乒乓球撞鉛球)
討論(2): 被碰球2獲最大速度、最大動量、最大動能的條件為
A.初速度v1一定,當(dāng)m1>>m2時(shí),v2'≈2v1
B.初動量p1一定,由p2'=m2v2'=,可見,當(dāng)m1<<m2時(shí),p2'≈
C.初動能EK1一定,當(dāng)m1=m2時(shí),EK2'=EK1
一動靜的完全非彈性碰撞。(子彈打擊木塊模型)是高中物理的重點(diǎn)。
特點(diǎn):碰后有共同速度,或兩者的距離最大(最小)或系統(tǒng)的勢能最大等等多種說法.
mv0+0=(m+M) =(主動球速度上限,被碰球速度下限)
=+E損 E損=一=
由上可討論主動球、被碰球的速度取值范圍
<v主< <v被<
討論:①E損 可用于克服相對運(yùn)動時(shí)的摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
E損=fd相=mg?d相=一= d相==
②也可轉(zhuǎn)化為彈性勢能;③轉(zhuǎn)化為電勢能、電能發(fā)熱等等;(通過電場力或安培力做功)
子彈打木塊模型:物理學(xué)中最為典型的碰撞模型 (一定要掌握)
子彈擊穿木塊時(shí),兩者速度不相等;子彈未擊穿木塊時(shí),兩者速度相等.這兩種情況的臨界情況是:當(dāng)子彈從木塊一端到達(dá)另一端,相對木塊運(yùn)動的位移等于木塊長度時(shí),兩者速度相等.?
例題:設(shè)質(zhì)量為m的子彈以初速度v0射向靜止在光滑水平面上的質(zhì)量為M的木塊,并留在木塊中不再射出,子彈鉆入木塊深度為d。求木塊對子彈的平均阻力的大小和該過程中木塊前進(jìn)的距離。
解析:子彈和木塊最后共同運(yùn)動,相當(dāng)于完全非彈性碰撞。
從動量的角度看,子彈射入木塊過程中系統(tǒng)動量守恒:
從能量的角度看,該過程系統(tǒng)損失的動能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能。設(shè)平均阻力大小為f,設(shè)子彈、木塊的位移大小分別為s1、s2,如圖所示,顯然有s1-s2=d
對子彈用動能定理: …………………………………①
對木塊用動能定理:…………………………………………②
①、②相減得: ………………③
③式意義:fd恰好等于系統(tǒng)動能的損失;根據(jù)能量守恒定律,系統(tǒng)動能的損失應(yīng)該等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加;可見,即兩物體由于相對運(yùn)動而摩擦產(chǎn)生的熱(機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能),等于摩擦力大小與兩物體相對滑動的路程的乘積(由于摩擦力是耗散力,摩擦生熱跟路徑有關(guān),所以這里應(yīng)該用路程,而不是用位移)。
由上式不難求得平均阻力的大。
至于木塊前進(jìn)的距離s2,可以由以上②、③相比得出:
從牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式出發(fā),也可以得出同樣的結(jié)論。試試推理。
由于子彈和木塊都在恒力作用下做勻變速運(yùn)動,位移與平均速度成正比:
一般情況下,所以s2<<d。這說明在子彈射入木塊過程中木塊的位移很小,可以忽略不計(jì)。這就為分階段處理問題提供了依據(jù)。象這種運(yùn)動物體與靜止物體相互作用,動量守恒,最后共同運(yùn)動的類型,
全過程動能的損失量可用公式:………………………………④
當(dāng)子彈速度很大時(shí),可能射穿木塊,這時(shí)末狀態(tài)子彈和木塊的速度大小不再相等,但穿透過程中系統(tǒng)動量仍然守恒,系統(tǒng)動能損失仍然是ΔEK= f d(這里的d為木塊的厚度),但由于末狀態(tài)子彈和木塊速度不相等,所以不能再用④式計(jì)算ΔEK的大小。
做這類題目時(shí)一定要畫好示意圖,把各種數(shù)量關(guān)系和速度符號標(biāo)在圖上,以免列方程時(shí)帶錯(cuò)數(shù)據(jù)。
以上所列舉的人、船模型的前提是系統(tǒng)初動量為零。如果發(fā)生相互作用前系統(tǒng)就具有一定的動量,那就不能再用m1v1=m2v2這種形式列方程,而要利用(m1+m2)v0= m1v1+ m2v2列式。
特別要注意各種能量間的相互轉(zhuǎn)化
附:
高考物理力學(xué)常見幾類計(jì)算題的分析
高考題物理計(jì)算的常見幾種類型
題型常見特點(diǎn)
考查的主要內(nèi)容
解題時(shí)應(yīng)注意的問題
牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用與運(yùn)動學(xué)公式的應(yīng)用
(1)一般研究單個(gè)物體的階段性運(yùn)動。
(2)力大小可確定,一般僅涉及力、速度、加速度、位移、時(shí)間計(jì)算,通常不涉及功、能量、動量計(jì)算問題。
(1)運(yùn)動過程的階段性分析與受力分析
(2)運(yùn)用牛頓第二定律求a
(3)選擇最合適的運(yùn)動學(xué)公式求位移、速度和時(shí)間。
(4)特殊的階段性運(yùn)動或二物體運(yùn)動時(shí)間長短的比較常引入速度圖象幫助解答。
(1)學(xué)會畫運(yùn)動情境草,并對物體進(jìn)行受力分析,以確定合外力的方向。
(2)加速度a計(jì)算后,應(yīng)根據(jù)物體加減速運(yùn)動確定運(yùn)動學(xué)公式如何表示(即正負(fù)號如何添加)
(3)不同階段的物理量要加角標(biāo)予以區(qū)分。
力學(xué)二大定理與二大定律的應(yīng)用
二大定理應(yīng)用:(1)一般研究單個(gè)物體運(yùn)動:若出現(xiàn)二個(gè)物體時(shí)隔離受力分析,分別列式判定。
(2)題目出現(xiàn)“功”、“動能”、“動能增加(減少)”等字眼,常涉及到功、力、初末速度、時(shí)間和長度量計(jì)算。
(1)功、沖量的正負(fù)判定及其表達(dá)式寫法。
(2)動能定理、動量定理表達(dá)式的建立。
(3)牛頓第二定律表達(dá)式、運(yùn)動學(xué)速度公式與單一動量定理表達(dá)是完全等價(jià)的;牛頓第二定律表達(dá)式、運(yùn)動學(xué)位移公式與單一動能定理表達(dá)是完全等價(jià)的;二個(gè)物體動能表達(dá)式與系統(tǒng)能量守恒式往往也是等價(jià)的。應(yīng)用時(shí)要避免重復(fù)列式。
(4)曲線運(yùn)動一般考慮到動能定理應(yīng)用,圓周運(yùn)動一般還要引入向心力公式應(yīng)用;勻變速直線運(yùn)動往往考查到二個(gè)定理的應(yīng)用。
(1)未特別說明時(shí),動能中速度均是相對地而言的,動能不能用分量表示。
(2)功中的位移應(yīng)是對地位移;功的正負(fù)要依據(jù)力與位移方向間夾角判定,重力和電場力做功正負(fù)有時(shí)也可根據(jù)特征直接判定。
(3)選用牛頓運(yùn)動定律及運(yùn)動學(xué)公式解答往往比較繁瑣。
(4)運(yùn)用動量定理時(shí)要注意選取正方向,并依據(jù)規(guī)定的正方向來確定某力沖量,物體初末動量的正負(fù)。
二大定律應(yīng)用:(1)一般涉及二個(gè)物體運(yùn)動
(2)題目常出現(xiàn)“光滑水平面”(或含“二物體間相互作用力等大反向”提示)、“碰撞”、“動量”、“動量變化量”、“速度”等字眼,給定二物體質(zhì)量,并涉及共同速度、最大伸長(壓縮量)、最大高度、臨界量、相對移動距離、作用次數(shù)等問題。
(1)系統(tǒng)某一方向動量守恒時(shí)運(yùn)用動量守恒定律。
(2)涉及長度量、能量、相對距離計(jì)算時(shí)常運(yùn)用能量守恒定律(含機(jī)械能守恒定律)解題。
(3)等質(zhì)量二物體的彈性碰撞,二物體會交換速度。
(4)最值問題中常涉及二物體的共同速度問。
(1)運(yùn)用動量守恒定律時(shí)要注意選擇某一運(yùn)動方向?yàn)檎较颉?/p>
(2)系統(tǒng)合外力為零時(shí),能量守恒式要力爭抓住原來總能量與后來總能量相等的特點(diǎn)列式;當(dāng)合外力不為零時(shí),常根據(jù)做多少功轉(zhuǎn)化多少能特征列式計(jì)算。
(3)多次作用問題逐次分析、列式找規(guī)律的意識。
萬有引力定律的應(yīng)用(一般出在選擇題中)
(1)涉及天體運(yùn)動問題,題目常出現(xiàn)“衛(wèi)星”、“行星”、“地球”、“表面”等字眼。
(2)涉及衛(wèi)星的環(huán)繞速度、周期、加速度、質(zhì)量、離地高度等計(jì)算
(3)星體表面環(huán)繞速度也稱第一宇宙速度。
(1)物體行星表面處所受萬有引力近似等于物體重力,地面處重力往往遠(yuǎn)大于向心力
(2)空中環(huán)繞時(shí)萬有引力提供向心力。
(3)物體所受的重力與緯度和高度有關(guān),涉及火箭豎直上升(下降)時(shí)要注意在范圍運(yùn)動對重力及加速度的影響,而小范圍的豎直上拋運(yùn)動則不用考慮這種影響。
(4)當(dāng)涉及轉(zhuǎn)動圈數(shù)、二顆衛(wèi)星最近(最遠(yuǎn)距離)、覆蓋面大小問題時(shí),要注意幾何上角度聯(lián)系、衛(wèi)星到行星中心距離與行星半徑的關(guān)系。
(1)注意萬有引力定律表達(dá)式中的兩天體間距離r距與向心力公式中物體環(huán)繞半徑r的區(qū)別與聯(lián)系。
(2)雙子星之間距離與轉(zhuǎn)動半徑往往不等,列式計(jì)算時(shí)要特別小心。
(3)向心力公式中的物體環(huán)繞半徑r是所在處的軌跡曲率半徑,當(dāng)軌跡為橢圓時(shí),曲率半徑不一定等于長半軸或短半軸。
(4)地面處重力或萬有引力遠(yuǎn)大于向心力,而空中繞地球勻速圓周運(yùn)動時(shí)重力或萬有引力等于向心力。
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