Ig?UgRg?U?UgR串,分压电阻R串=
U?UgUg?U?Rg???1?R
?U??g?(二)电流表扩大量程
①原理:利用并联电阻的分流作用
②分流电阻的计算:将电流的量程扩大到I,要并联的电阻为R并,由并联电路电压相等有,
IgRg R并=I?Ig(三)用半偏法测电流表的内阻
二、电阻的测量--电阻测量的方法归类
在高中电学实验中,涉及最多的问题就是电阻的测量,电阻的测量方法也比较多,最常用的
有: (一)归纳
1、欧姆表测量。最直接测电阻的仪表。但是一般用欧姆表测量只能进行粗测,为下一步的测量提供一个参考依据。用欧姆表可以测量白炽灯泡的冷电阻。
2、替代法。替代法的测量思路是等效的思想,可以是利用电流等效、也可以是利用电压等效。替代法测量电阻精度高,不需要计算,方法简单,但必须有可调的标准电阻(一般给定的仪器中要有电阻箱)。 3、伏安法。伏安法的测量依据是欧姆定律(包括部分电路欧姆定律和全电路欧姆定律),需要的基本测量仪器是电压表和电流表,当只有一个电表时,可以用标准电阻(电阻箱或给一个定值电阻)代替;当电表的内阻已知时,根据欧姆定律I?用,同样电流表也可以当电压表用。
4、比例法。如果有可以作为标准的已知电阻的电表,可以采用比例法测电表的电阻,对于一般未知电阻,有电阻箱和电表即可。用比例法测电表内阻时,两个电流表一般是并联(据并联分流原理),两个电压表一般是串联(据串联分压原理)。所谓“比例法”是:要测量某一物体的某一物理量,可以把它与已知准确数值的标准物体进行比较。例如,使用天平称量物体的质量,就是把被测物体与砝码进行比较,砝码就是质量数准确的标准物体。天平的结构是等臂杠杆,因此当天平平衡时,被测物体的质量与标准物体的质量是相等的,这就省去了进一步的计算。
有很多情况下,被测物体与标准物体的同一物理量间的关系并不是相等,而是在满足一定条
U电压表同时可以当电流表使R件下成某种比例的关系,这种方法又称为“比例法”。 5、半值法(半偏法)。
(三)测电源的电动势和内电阻
(1)测电源电动势和内阻误差分析方法
笔者在教学过程中发现,对于“测电源电动势和内阻”这个实验有些学生对到底选择电流表内接(图A)还是电流表外接(图B)搞不清。有些学生虽然硬生记住了,但对于为何做此选择,也即这两种电路究竟会给实验带来怎样的误差一无所知或一知半解。现在笔者就该实验误差问题从三个角度分析如下。
①公式法
如果电表是理想的,则电源电动势和内阻可如下推得:
取两组实验数据I 1、I 2、U1、U2 , 则有
E=U1+I1r E=U2+I2r
整理得 E=
U1I2?U2I1
I2?I1(1)
r=
U1?U2
I2?I1 (2)
(a)若采用图A,由于电压表的分流作用,情况如下:
实际
E=U1+(I1+
U1) r RVU2) r RVE=U2+(I2+
整理得 E=
U1I2?U2I1
U2?U1I2?I1?RVU1?U2
U2?U1I2?I1?RV(3)
r=(4)
比较(1)、(3)和(2)、(4)可得,利用图A测得的电源电动势和内电阻都偏小。
(b)若采用图B,由于电流表的分压作用,实际情况如下: E=U1+I1(RA+r) E=U2+I2(RA+r)
整理得 E=
U1I2?U2I1
I2?I1 (5)
r=
U1?U2-RA
I2?I1
(6)
比较(1)、(5)和(2)、(6)可得,利用图B测得的电源电动势没有误差,是准确的,而测得的内电阻偏大。
②图象法
测电源电动势和内阻数据处理的另一种方法是图象法。以I为横坐标,U为纵坐标,测出几组U、I值,画出U-I图像如下:
若电表是理想电表,根据闭合电路欧姆定律U=E-Ir,可知在U(I)函数中,截距即为电源电动势值,斜率的绝对值即为电源内阻r。
(a)若采用图A,则有E=U+(I+
U) r RV整理得 U=
RVRVrE-I
RV?rRV?r =
11?rRVE-I
RVr
RV?r此时U-I函数中,截距为
11?rRVE,比真实值E偏小。斜率的绝对值
RVr为Rv和r
RV?r并联后阻值,比真实值r偏小。
(b)若采用图B,有 E=U+I(RA+r) 整理得 U=E-I(RA+r)
此时U(I)函数中截距仍为E是准确值,斜率的绝对值RA+r为RA、r串联后阻值,比真实值r偏大。
③等效法
该实验实际数据处理时都是把电表当成理想电表来处理,而我们知道非理想电压表可等效为一个理想电压表并联上电压表电阻Rv,非理想电流表可等效为一个理想电流表串联上电流表电阻RA,据此对图A、图B电路等效成图甲和图乙,进而再把图甲中RV与原电源E组合成一个等效电源E’,而把图乙中RA与原电源E组合成一个等效电源E”。此时直接由电压表、电流表测得U、I而得的电源电动势和内电阻即为等效电源的电动势和内阻。
图甲中测量计算出的等效电动势E’=
ERVRV?r偏值,
比真实值E偏小,等效内电阻r’=
rRV比真实值r
r?RV小。同理图乙中测量计算出的等效电动势E”=E是准确测得的等效内电阻r”=r+RA比真实值偏大。
通过以上三种方法的分析可得相同结论:由于电压表的分流作用,图A电路测得的电源电动势和内电阻都偏小,而且由于电压表内阻Rv一般很大,测得的E、r偏差较小;由于电流表的分压作用,图 B电路
测得的电动势是准确的,而内电阻偏大,而电流表内阻一般较小,与电源内阻较接近,故图B中测得内阻与真实值偏差较大。所以,当实验要测电源电动势和内阻时,应取图A,误差小,而且测量值都偏小;若只要测电动势时应取图B,测量值是准确的。
结论:安培表内接—电动势、内电阻测量值均偏小;安培表外接—电动势测量值准
确,内电阻偏大。
磁场对电流的作用
1、判断安培力作用下物体运动方向的方法
(1)电流元法
把整段电流等效为多段直线电流元,运用左手定则判断出每小段电流元受到的安培力的方向,从而判断出整段电流所受合力的方向,最后确定运动方向。 (2)等效法
环形电流和通电螺线管都可以等效成条形磁铁,条形磁铁也可等效成环形电流或通电螺线管,通电螺线管也可以等效成很多匝的环形电流来分析。 (3)利用结论法
① 两电流相互平行时,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥
② 两电流不平行时,有转动到相互平行且方向相同的趋势,利用这些结论分析。 (4)特殊位置法
带电粒子在磁场中的运动
A、处理方法——定圆心,求半径,画轨迹,算周期
(1)、圆心的确定
① 粒子线速度垂直半径,两半径的交点即为圆心
② 圆心位置必定在圆中的一根弦的中垂线上。圆心也可认为是
一个半径与弦的中垂线的交点。 (2)、半径的确定
图12 θ Φ θ α v
物理部分
高中物理基础知识总结
力学中三种常见力及物体的平衡
1、力的概念的理解
(1)力的本质
①力的物质性②力的相互性③力的矢量性④力作用的独立性 (2)力的效果
一是使物体发生形变;二是改变物体的运动状态。(即产生加速度) ①力作用的瞬时效果——产生加速度a=F/m
②力的作用在时间上的积累效果——力对物体的冲量I=Ft ③力的作用在空间上的积累效果——力对物体做的功W=Fscosα。 (3)力的三要素:大小、方向、作用点。 ①两个力相等的条件:力的大小相等,方向相同。 (4)力的分类 ①性质力②效果力
2、对重力概念理解
(1)重力是地球对物体的万有引力的一个分力。 (2)重力加速度g
①地球表面的重力加速度在赤道上最小,两极最大。(GMmR2?mg)
?R?②海拔越高重力加速度越小。(g????g)
R?h??(3)重心—重力的作用点叫做物体的重心。
①质量分布均匀、形状规则的物体其重心在物体的几何中心上。
②悬挂的物体,绳子的拉力必过物体的重心,和物体的重力构成一对平衡力。
23、弹力
(1)弹力产生的条件:①相互接触②有弹性形变
(2)方向:与物体形变的方向相反,受力物体是引起形变的物体,施力物体是发生形变的
物体。
(3)弹力的大小的计算
①根据平衡条件②根据动力学规律(牛顿第二定律) ③根据公式:F=kx、ΔF=KΔx
④控制变量法处理多弹簧形变引起的物体的位置的改变问题。
4、摩擦力
(1)摩擦力产生的条件:①接触面粗糙②有压力③有相对运动(或相对运动趋势) (2)静摩擦力的方向 ①假设法②反推法
(3)静摩擦力的大小(其数值在0到最大静摩擦力之间。) ①根据平衡条件②根据动力学规律 (4)滑动摩擦力的方向
滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反是判断滑动摩擦力方向的依据。 (5)滑动摩擦力的大小 根据公式F=μN计算。
滑动摩擦力的大小与物体的运动速度、接触面的面积没有关系。
力的合成与分解、共点力作用下物体的平衡
1、合力与分力
合力与分力是等效替代关系
F θF2
2、平行四边形定则
F1 相关数学知识:①正弦定理:
F3F1F2 ??sin?1sin?2sin?3F1
F2
②余弦定理:F?F12?F22?2F1F2cos?
3、合力的范围∣F1-F2∣≤F≤F1+F2
应用判断物体在受到三个力或三个以上力能否平衡问题即合力能否为零。
4、三角形法则
①矢量三角形中的等效替代关系 ②用矢量三角形求极值问题
若物体受到三个力的作用时,该三个力依次首尾相接构成三角形,则该物体所受合力为零。
θ 图
若物体受到三个力的作用始终处于平衡状态,且一个力为恒力,
一个力的方向不变,另一个力的变化引起的各力的变化情况,可由三角形法则判断。
5、力的分解的唯一性
将一个已知力F进行分解,其解是不唯一的。要得到唯一的解,必须另外考虑唯一性条件。常见的唯一性条件有:
(1).已知两个不平行分力的方向,可以唯一的作出力的平行四边形,对力F进行分解,其解是唯一的。
(2)已知一个分力的大小和方向,可以唯一的作出力的平行四边形,对力F进行分解,其解是唯一的。
6、力的分解有两解的条件:
(1).已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小,由图9可知: 当F2=Fsin?时,分解是唯一的。
当Fsin?
(2).已知两个不平行分力的大小。如图10所示,分
别以F的始端、末端为圆心,以F1、F2为半径作圆,两圆有两个交点,所以F分解为F1、F2有两种情况。存在极值的几种情况。
①已知合力F和一个分力F1的方向,另一个分力F2存在最小值。 ②已知合力F的方向和一个分力F1,另一个分力F2存在最小值。
F1 F2 F , F1, F2图10
7、共点力作用下物体平衡处理方法
要注意运用等效关系(合力与分力)注意运用力的几何关系。注意判断力的方向。 (1)整体法和隔离法 (2)合成与分解法 (3)正交分解法 (4)相似三角形法 (5)对称法在平衡中的应用
直线运动
一、匀变速直线运动公式
1.常用公式有以下四个:Vt?V0?at,s?V0t?12at, 2Vt2?V02?2as s?V0?Vtt 2⑴以上四个公式中共有五个物理量:s、t、a、V0、Vt,这五个物理量中只有三个是独立的,可以任意选定。只要其中三个物理量确定之后,另外两个就唯一确定了。每个公式中只有其中的四个物理量,当已知某三个而要求另一个时,往往选定一个公式就可以了。如果两个匀变速直线运动有三个物理量对应相等,那么另外的两个物理量也一定对应相等。 ⑵以上五个物理量中,除时间t外,s、V0、Vt、a均为矢量。一般以V0的方向为正方向,以t=0时刻的位移为零,这时s、Vt和a的正负就都有了确定的物理意义。 应用公式注意的三个问题 (1)注意公式的矢量性
(2)注意公式中各量相对于同一个参照物 (3)注意减速运动中设计时间问题
2.匀变速直线运动中几个常用的结论
①Δs=aT ,即任意相邻相等时间内的位移之差相等。可以推广到sm-sn=(m-n)aT ②Vt?V0?Vt,某段时间的中间时刻的即时速度等于该段时间内的平均速度。
222
2
V02?Vt2 ,某段位移的中间位置的即时速度公式(不等于该段位移内的平均速度)。 Vs?22可以证明,无论匀加速还是匀减速,都有Vt?Vs。
223.初速度为零(或末速度为零)的匀变速直线运动做匀变速直线运动的物体,如果初速
度为零,或者末速度为零,那么公式都可简化为:
V?at , s?12Vat , V2?2as , s?t 22以上各式都是单项式,因此可以方便地找到各物理量间的比例关系。 4.初速为零的匀变速直线运动
①前1s、前2s、前3s??内的位移之比为1∶4∶9∶?? ②第1s、第2s、第3s??内的位移之比为1∶3∶5∶??
L①应用公式R??
S②对于确定的导体,其长度与横截面积的关系满足:L×S=V(恒量)
闭合电路欧姆定律
高考要求:电源的电动势和内电阻.闭合电路的欧姆定律.路端电压(Ⅱ)
考点一:直流电路的动态分析
分析方法:1、分析的顺序:外电路部分电路变化→R总变化→由I总?E判断I总的变化→R总由U=E-I总r判断U的变化→由部分电路欧姆定律分析固定电阻的电流、电压的变化欧→用串、并联规律分析变化电阻的电流、电压电功。 2、几个有用的结论
①外电路中任何一个电阻增大(或减少)时外电路的总电阻一定增大(或减少)
②若开关的通断使串联的用电器增多时,总电阻增大;若开关的通断使并联的支路增多时,总电阻减少。
③动态电路的变化一般遵循“串反并同”的规律;当某一电阻阻值增大时,与该电阻串联的用电器的电压(或电流)减小,与该电阻并联的用电器的电压(或电流)增大。
考点二:电路的故障分析与检测
分析方法:电路出现故障有两个原因:①短路②断路(包括接线断路或接触不良,电器损坏等情况)。判断电路故障常用排除法:在明确电路结构的基础上,从分析比较故障前后电路结构的变化,电流、电压的变化入手,确定故障后,并对电路元件逐一分析,排除不可能情况,寻找故障所在。
仪表检测法:一般检测故障用电压表
(1)断点故障的判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联,当电压表指针不偏转时,则该段电路中有断点。
(2)短路故障的判断:用电压表与电源并联,若有电压,再逐段与电路并联;当电压表示数为零时,该电路被短路,当电压表示数不为零时,则该电路不被短路或不完全被短路。
考点三:会解含容电路
含容电路问题是高考中的一个热点问题,在高考试题中多次
出现。同学们要注意复习。
1、求电路稳定后电容器所带的电量
求解这类问题关键要知道:电路稳定后,电容器是断路的,同它串联的电阻均可视为
短路,电容器两端的电压等于同它并联电路两端的电压。
分析含容电路方法:通常先摘除电容器,画出等效电路,再安上电容器,此时电容器可等效为电压表,找出电压表的读数及变化,再由Q=CU进行求解。
2、求通过某定值电阻的总电量
考点四:黑盒问题
常见的电学黑盒问题可以分为两种: (1)纯电阻黑盒.其解答思路是 ①将电阻为零的两接线柱短接.
②根据题给测试结果,分析计算各接线柱之间的电阻分配,并画出电阻数目最多的两接线柱之间的部分电路.
③画出电路的剩余部分.
(2)闭合电路黑盒.其解答思路是: ①将电势差为零的两接线柱短接. ②在电势差最大的两接线柱间画电源.
③ 根据题给测试结果,分析计算各接线柱之间是电源还是电阻然后画出电路图.
考点五:电源的功率问题
电源的输出功率为:
E2E2RE2当R=r时,P出有最大值即Pm? P?出?IR?224r?R?r??R?r?/R?4r2
电学实验复习专题
一.实验电路和电学仪器的选择
设计型实验多出现在电路实验题。以一般电路实验为例,一般需要考虑以下几个方面的内容:
1.电路的选择
(1)安培表内、外接电路的选择。
①待测电阻的阻值已知:
由于伏特表的分流作用和电流表的分压作用,造成表的示数与通过负载的电压或电流真实值
之间产生误差,为减小此系统误差,当待测电阻阻值Rx< 当待测电阻阻值Rx >>RA,安培表分压很小时,选择安培表内接电路。 当待测电阻阻值与电压表、电流表的阻值相差不多时,可根据:RARV>Rx2时,采用电流表外接法;当RARV (口决:” 大内小外”,即内接法适合测大电阻结果偏大,外接法适合测小电阻测量结果偏小) ②待测电阻的阻值未知:试触法选择测量电路. 试触法即为依次采用电流表的内外接法,通过计算并比较电流以及电压的相对误差来确定,最后要接相对误差小的那个点. (2)滑动变阻器限流电路与分压电路的选择: ① 当负载电压要求从零开始调节,采用分压电路。 ②当滑动变阻器阻值小于负载电阻时,一般采用分压电路;当滑动变阻器阻值大于负载电阻时,一般采用制流电路。 ③当电源电动势较大、滑动变阻器阻值较小,不能满足限流要求时,采用分压电路。 (3)滑动变阻器的使用 ①限流式接法. 如图4所示 特点:RAB随pb间的电阻增大而增大。 练习学案P109页疑点回扣练习1、 ②分压式接法:如图5所示分压电路.电路总电阻RAB等于AP段并联电阻RaP与PB段电阻RbP的串联。当P由a滑至b时,虽然Rap与Rpb变化相反,但电路的总电阻RAB持续减小;若P点反向移动,则RAB持续增大。证明如下: A 图4 p b B RAB?R1RapR1?Rap?(R2?Rap)?R2?1R11?2RapRapR1 a A P R2 b 图5 B 所以当Rap增大时,RAB减小;当Rap减小时,RAB增大。滑动头P在a点时,RAB取最大值R2;滑动头P在b点时,RAB取最小值 R1R2。 R1?R2练习学案P109页疑点回扣练习2 ③动变阻器接法选择: 分压接法对负载的电压、电流调节范围较大,但电路耗能多;限流接法对负载的电压、电流调节范围较小,但电路耗能少且电路连接简单。故优先考虑限流接法为主。但在以下情况下必须用分压法 ①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调节时—从零调节 ②实验所提供的电压表、电流表量程或电阻元件允许最大电压或电流较小,采用限流接法时,无论怎样调节,电路中实际电流都会超过电表量程或电阻元件允许的最大电流(压) —器件安全 ③所用滑动变阻器的阻值远小于待测电阻阻值时。—便于调节 第三种:如图6所示并联式电路。由于两并联支路的电阻之和为定值,则两支路的并联电阻随两支路阻值之差的增大而减小;随两支路阻值之差的减小而增大,且支路阻值相差最小时有最大值,相差最大时有最小值。证明如下: R1 R2 A 图6 R3 a p b B 令两支路的阻值被分为Ra、Rb,且Ra+Rb=R0,其中R0为定值。则 2RaRbRaRbR0?(Ra?Rb)2 R//???Ra?RbR04R0特点:R//的确随Ra与Rb之差的增大而减小,随差的减小而增大,且当相差最小时,R// 有最大值,相差最大时,R//有最小值。 此外,若两支路阻值相差可小至零,则R//有最大值R0/4. 2.电路实验器材和量程的选择,应考虑以下几点 (1)电路工作的安全性,即不会出现电表和其它实验器材因过载毁坏现象。 (2)能否满足实验要求(常常要考虑便于多次测量求平均值)。 (3)选择器材的一般思路是:首先确定实验条件,然后按电源—电压表—电流表—变阻器顺序依次选择。 ①电源的选择:在不超过待测器材所允许的最大电压值的情况下,选择电动势较大的电源(以获得更多的测量数据)。在相同电动势情况下,通常选择内电阻较小的电源(以获得较稳定的路端电压)。 ②电表的选择:在不超过电表量程的条件下,选择量程较小的电表(以便测量时示数能在满刻度的2/3左右,至少要超过1/2)。 ③滑动变阻器的造择 在实验唯一性器材的选择时,对滑动变阻器应考虑三个方面。 首先应注意安全因素,即滑动变阻器在电路里不能超过其额定电流值。 然后考虑是否有足够的电压调节范围。分压接法总能保证实现这一点。限流接法就不一定。当然有时并不需要有太大的电压调节范围,就可以采用限流接法。 最后,应考虑实验控制即电压的调节是否方便。我们先析分压接法。在分压接法中应选滑动变阻器的阻值小于待测电阻时,才会使电压调节比较方便。 二、电压表和电流表的改装 (一)电流表改装成电压表的原理 ①原理:利用串联电阻的分压作用 ②分压电阻的计算:设电流表满偏电流为Ig,内阻为Rg,满偏电压为Ug,利用串联电阻的分压作用,可将电流表串一电阻R串使电流表改装成电压表.设电压表量程为U,则 一问能否用(涉及力、时间和速度变化的问题,不涉及加速度与位移) 二问研究对象与过程;三问动量的变化与合冲量 动量定理的题型解析 ①.定性解释有关现象 ②简解多过程问题。 ③.求解平均力问题 注意: 动量定理既适用于恒力作用下的问题,也适用于变力作用下的问题.如果是在变力作用下的问题,由动量定理求出的力是在t时间内的平均值. ④、求解流体问题 注意:处理有关流体(如水、空气、高压燃气等)撞击物体表面产生冲力(或压强)的问题,可以说非动量定理莫属.解决这类问题的关键是选好研究对象,一般情况下选在极短时间△t内射到物体表面上的流体为研究对象 ⑤、对系统应用动量定理。 系统的动量定理就是系统所受合外力的冲量等于系统总动 量的变化。若将系统受到的每一个外力、系统内每一个物体的速度均沿正交坐标系x轴和y轴分解,则系统的动量定理的数学表达式如下: I1x?I2x???m1?V1x?m2?V2x??, I1y?I2y???m1?V1y?m2?V2y?? 对于不需求解系统内部各物体间相互作用力的问题,采用系统的动量定理求解将会使求解简单、过程明确。 动量守恒定律的理解与应用 (一)、动量守恒定律成立条件的理解。 理解(1):系统不受外力或虽受外力但合外力为零,该系统的动量守恒。 理解(2):系统所受外力的合力不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量守恒。 理解(3):系统所受外力的合力不为零,但合外力远小于物体间的相互作用力,此种情况也可认为系统动量守恒。 (二)、动量守恒定律的四性 (1)系统性:研究对象是相互作用的物体组成的系统,守恒的条件是系统不受外力或所受外力的合力为零。系统“总动量保持不变”,不是仅指系统的初、末两个时刻的总动量相等,而是指系统在整个过程中任意两个时刻的总动量都相等,但不能认为系统内的每一个物体的动量都保持不变。 (2)矢量性 动量守恒定律是一个矢量式,当系统内各物体相互作用前后的速度在同一直线上,应用动量守恒时,要先规定好正方向,将矢量运算简化为带正、负号的代数运算。 (3)相对性与同时性 在动量守恒定律中,物体的速度必须相对于同一惯性参照系。若在题设条件中各物体的速度不是相对同一惯性系时,必须作适当的变换,使其成为对同一惯性系的速度后才能代入公式运算。在变换相对速度时要注意速度变化的同时性。 (4)瞬时性 所谓瞬时性,就是指在应用动量守恒定律时要注意:系统的总动量指系统内各物体在相互作用前同一时刻的动量的矢量和,作用后也应是指系统内各物体在同一时刻的动量的矢量和。 (三)、动量守恒定律的题型分析 1、能根据动量守恒条件判定系统的动量是否守恒? 2、能根据动量守恒定律求解“合二为一”和“一分为二”问题。 “合二为一”问题:两个速度不同的物体,经过相互作用,最后达到共同速度。 “一分为二”问题:两个物体以共同的初速度运动,由于相互作用而分开各自以不同的速度 运动。 3、会用动量守恒定律解“人船模型”问题 两个物体均处于静止,当两个物体存在相互作用而不受外力作用时,系统动量守恒。这类问题的特点:两物体同时运动,同时停止。 4、会分析求解“三体作用过程”问题 所谓“三体二次作用”问题是指系统由三个物体组成,但这三个物体间存在二次不同的相互作用过程。解答这类问题必须弄清这二次相互作用过程的特点,有哪几个物体参加?是短暂作用过程还是持续作用过程?各个过程遵守什么规律?弄清上述问题,就可以对不同的物理过程选择恰当的规律进行列式求解。 5、会分析求解“二体作用过程”问题 所谓“二体三次作用”问题是指系统由两个物体组成,但这两个物体存在三次不同的相互作用过程。求解这类问题的关键是正确划分三个不同的物理过程,并能弄清这些过程的特点,针对相应的过程应用相应的规律列方程解题。 6、碰撞、爆炸与反冲 1、碰撞问题:(1)碰撞是指相对运动的物体相遇时,在极短时间内它们的运动状态发生了显著变化的过程。 (2)碰撞是物体之间突然发生的现象,由于作用时间极短,相互作用力远远大于外力,因此碰撞时,系统的动量守恒。 (3)两物体相碰通常有以下三种情况 ①两物体碰撞后合为一个整体,以某一共同速度运动,称为完全非弹性碰撞。此类碰撞中动能损失最多,即动能转化为其他形式能的值最多。 ②两物体碰撞后,动能无损失,称为完全弹性碰撞。当两相等质量的物体发生弹性碰撞时,则发生速度交换,这是一个很有用的结论。 ③两物体碰撞后虽分开,但动能有损失,称为非完全弹性碰撞。 7、判断碰撞结果的三大原则 ①动量守恒即P1+P2=P1‘+P2‘ 22?2?2p1p2p1p2???②动能不增加,即EK1+EK2≥EK1‘+EK2‘或 2m12m22m2m21③速度要符合的情景:如果碰前两物体同向运动,则后面的物体速度必大于前面物体的速度,否则无法实现碰撞。碰撞后,原来在前的物体的速度一定增大,且原来在前的物体速度大于或等于原来在后的物体的速度,否则碰撞没有结束。 如果碰前两物体是相向运动,则碰后,两物体的运动方向不可能都不改变,除非两物体碰撞后速度均为零。 8、爆炸问题: (1)爆炸的物体,爆炸后分裂成几个物体,在爆炸的一瞬间,产生的内力一般远远大于外力,因此在爆炸前后瞬时,系统的总动量守恒,可以应用动量守恒定律解题。 (2)在碰撞和爆炸这类问题中,相互作用力是变力,且力的变化规律非常复杂,无法用牛顿运动定律求解,但用动量守恒定律求解时,只需考虑过程的始末状态,而不需考虑过程的具体细节,这正是用动量守恒定律来求解问题的优点。 9、反冲运动 (1)一个系统,当其中一个物体(或系统中的一部分)向某一方向运动时,系统的另一物体(或系统中的另一部分)同时向反方向运动的现象称作反冲运动。 (2)系统内物体间强大的作用力与反作用力的冲量是造成反冲运动的根本原因,如发射炮弹时炮身的后退,火箭因急速向下喷气而被发射升空等。 (3)在反冲运动中,若系统不受外力或外力远小于系统内物体间相互作用力时,可用动量守恒定律分析求解。 10、:会用动量守恒定律和能量守恒解“相对滑动类”问题 解决动力学问题,一般有三种途径:(1)牛顿第二定律和运动学公式(力的观点);(2)动量定理和动量守恒定律(动量观点);(3)动能定理、机械能守恒定律、功能关系、能的转化和守恒定律(能量观点).以上这三种观点俗称求解力学问题的三把“金钥匙”.如何合理选取三把“金钥匙”解决动力学问题,是老师很难教会的。但可以通过分别用三把“金钥匙”对一道题进行求解,通过比较就会知道如何选取三把“金钥匙” 解决动力学问题,从而提高分析问题解决问题的能力。 11、会根据图象分析推理解答相关问题 12、会利用数学方法求解物理问题。 物理学中常用的归纳法为不完全归纳法,是解决复杂问题的有效方法,往往和其他数学知识如数列、极限等结合。 动量与能量 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象,抽象出物理模型,选择合理的物理规律建立方程进行求解。 一、力学规律的选用原则 1、如果要列出各物理量在某一时刻的关系式,可用牛顿第二定律。 2、研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,一般用动量定理(涉及时间问题)或动能定理(涉及位移问题)去解决。 3、若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用,一般用两个守恒定律去解决问题,但须注意研究的问题是否满足守恒条件。 4、在涉及相对位移问题时,则优先考虑能量守恒定律,即用系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量,也即转变为系统内能的量。 5、在涉及有碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时,须注意到一般这些过程均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转化,这种问题由于作用时间都极短,故动量守恒定律一般能派上大用场。 二、利用动量观点和能量观点解题应注意下列问题 (1)动量定理和动量守恒定律是矢量表达式,还可以写出分量表达式,而动能定理和能量守恒定律是标量式,绝无分量式。 (2)从研究对象上看动量定理既可研究单体,又可研究系统,但高中阶段一般用于单体,动能定理在高中阶段只能用于单体。 (3)动量守恒定律和能量守恒定律,是自然界最普遍的规律,它们研究的是物体系统,解题时必须注意动量守恒的条件和机械能守恒的条件,在应用这两个规律时,应当确定了研究对象及运动状态变化的过程后,根据问题的已知条件和要求解未知量,选择研究的两个状态列方程求解。 (4)中学阶段可用力的观点解决的问题,若用动量观点或能量观点求解,一般都要比用力 的观点简便,而中学阶段涉及的曲线运动(加速度不恒定)、竖直面内的圆周运动、碰撞等,就中学只是而言,不可能单纯考虑用力的观点解决,必须考虑用动量观点和能量观点解决。 机械振动 1、判断简谐振动的方法 简谐运动:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。特征是:F=-kx,a=-kx/m. 要判定一个物体的运动是简谐运动,首先要判定这个物体的运动是机械振动,即看这个物体是不是做的往复运动;看这个物体在运动过程中有没有平衡位置;看当物体离开平衡位置时,会不会受到指向平衡位置的回复力作用,物体在运动中受到的阻力是不是足够小。 然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系,再让物体沿着x轴的正方向偏离平衡位置,求出物体所受回复力的大小,若回复力为F=-kx,则该物体的运动是简谐运动。 2、简谐运动中各物理量的变化特点 简谐运动涉及到的物理量较多,但都与简谐运动物体相对平衡位置的位移x存在直接或位移x 位移x 间接关系: 如果弄清了上述关系,就很容易判断各物理量的变化情况 回复力F=-Kx 势能Ep=Kx2/2 加速度a=-Kx/m 动能Ek=E-Kx2/2 速度V?2EK m3、简谐运动的对称性 简谐运动的对称性是指振子经过关于平衡位置对称的两位 置时,振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度、动量等均是等大的(位移、回复力、加速度的方向相反,速度动量的方向不确定)。运动时间也具有对称性,即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。 理解好对称性这一点对解决有关问题很有帮助。 4、简谐运动的周期性 5、简谐运动图象 简谐运动图象能够反映简谐运动的运动规律,因此将简谐运动图象跟具体运动过程联系起来是讨论简谐运动的一种好方法。 6、受迫振动与共振 (1)、受迫振动:物体在周期性驱动力作用下的振动,其振动频率和固有频率无关,等于驱动力的频率;受迫振动是等幅振动,振动物体因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振动能量刚好由周期性的驱动力做功给予补充,维持其做等幅振动。 1共振现象:在受迫振动中,驱动力的频率和物体的固有频率相等时,振幅最(2)、共振:○ 2产生共振的条件:3共振的应用:大,这种现象称为共振。○驱动力频率等于物体固有频率。○ 转速计、共振筛。 (3)理解共振曲线的意义 单摆 考点分析: 一、周期公式的理解 1、周期与质量、振幅无关 2、等效摆长 3、等效重力加速度 二、摆钟快慢问题 三、利用周期公式求重力加速度,进而求高度 四、单摆与其他力学知识的综合 机械波 二、考点分析: ①.波的波速、波长、频率、周期和介质的关系: ②.判定波的传播方向与质点的振动方向 方法一:同侧原理波的传播方向与质点的振动方向均位于波形的同侧。 方法二:逆描波形法用笔沿波形逆着波的传播方向描,笔势向上该处质点振动方向即向 ③、已知波的图象,求某质点的坐标,波速,振动图象等 ④已知波速V和波形,作出再经Δt时间后的波形图 方法一、平移法:先算出经Δt时间波传播的距离Δx=VΔt,再把波形沿波的传播方向平移Δx即可。因为波动图象的重复性,若已知波长λ,则波形平移n个λ时波形不变,当Δx=nλ+x时,可采取去nλ留零x的方法,只需平移x即可。 方法二、特殊点法:在波形上找两特殊点,如过平衡位置的点和与它相邻的峰(谷)点,先确定这两点的振动方向,再看Δt=nT+t,由于经nT波形不变,所以也采取去整nT留零t的方法,分别作出两特殊点经t后的位置,然后按正弦规律画出新波形。 ⑤已知某质点的振动图象和某时刻的波动图象进行分析计算 ⑥已知某两质点的振动图象进行分析计算 ⑦已知某两时刻的波动图象进行分析计算。 电场考点例析 问题1:会解电荷守恒定律与库仑定律的综合题。 求解这类问题关键进抓住“等大的带电金属球接触后先中 和,后平分”,然后利用库仑定律求解。注意绝缘球带电是不能中和的。 问题2:会解分析求解电场强度。 电场强度是静电学中极其重要的概念,也是高考中考点分布的重点区域之一。求电场强度的方法一般有:定义式法、点电荷场强公式法、匀强电场公式法、矢量叠加法等。 问题3:会根据给出的一条电场线,分析推断电势和场强的变化情况。 问题4:会根据给定一簇电场线和带电粒子的运动轨迹,分析推断带电粒子的性 质。 带电粒子所受到的力指向轨迹的内侧 问题5:会根据给定电势的分布情况,求作电场线。 在匀强电场中,同一条电场线上相等距离的两点间的电势差相等。 问题6:会求解带电体在电场中的平衡问题。 问题7:会计算电场力的功。 问题8:会应用W=qUAB计算电势差、电势、电势能。 公式①W=qUAB;公式②UAB=ΦA-ΦB ;公式③UAC=UAB+UBC公式④UAB=-UBA 电场力所做的功是恒量电势能变化的量度,若电场力做正功,电荷的电势能减少;若电场力做负功,电荷的电势能增加。 问题9:会用力学方法分析求解带电粒子的运动问题。 问题10:会用能量守恒的观点解题。 问题11:会解带电粒子在电场中的偏转问题。 问题12:会解带电粒子在交变电场中的运动问题。 问题13:会解电场中的导体和电容器有关问题。 问题14:会解电场中的临界问题。 问题15:会解电场中的联系实际问题。 电场中的联系实际问题有静电分选、静电除尘、静电复印、电容传感器等,同学们在复习必须注意弄清它们的原理。 稳恒电路 第一讲:稳恒电路基础知识与基本方法 (一)电流的形成、电流强度I=q/t。 1.电流的形成:电荷定向移动形成电流(注意它和热运动的区别)。 2.形成电流条件:(1)存在自由电荷;(2)存在电势差(导体两端存在电热差)。 3.电流强度:I=q/t(如果是正、负离子同时定向移动形成电流,q应是两种电荷量和) 4.注意:I有大小,有方向,但属于标量(运算法则不符合平行四边形定则),电流传导速率就是电场传导速率不等于电荷定向移动的速率(电场传导速率等于光速)。 (二)部分电路欧姆定律。 1.公式I=U/R,U=IR,R=U/I. 2.含义:R一定时,I∝U,I一定时,U∝R;U一定时,I∝l/R。(注意:R与U、I无关) 3.适用范围:纯电阻用电器(例如:适用于金属、液体导电,不适用于气体导电)。 4.图象表示:在R一定的情况下,I正比于U,所以I—U图线、U—I图线是过原点的直线,且R=U/I,所以在I—U图线中,R=cotθ=1/k斜率,斜率越大,R越小;在U—I图线中,R=tanθ=k斜率,斜率越大,R越大。 注意:(1)应用公式I=U/R时,各量的对应关系,公式中的I、U、R是表示同一部分电路的电流强度、电压和电阻,切不可将不同部分的电流强度、电压和电阻代入公式,(2)I、U、R各物理量的单位均取国际单位,I(A)、U(A)、R(Ω);(3)当R一定时,I∝U;I一定时,U∝R;U一定时,I∝1/R,但R与I、U无关。 (三)电阻定律 1.公式:R=ρL/S(注意:对某一导体,L变化时S也变化,L·S=V恒定) 2.电阻率:ρ=RS/L,与物体的长度L、横截面积S无关,和物体的材料、温度有关。①金属材料的电阻率随温度的升高而增大, ②半导体材料的电阻率随温度增加而减小 ③纯金属的电阻率较小,合金的电阻率较大,橡胶的电阻率最大。 ④当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫超导现象。 ⑤氧化物超导体叫做高温超导体。 3、电阻阻值的计算 百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读,免费范文网,提供经典小说综合文库高中物理基础知识总结在线全文阅读。
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