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质点、速度、速率、加速度:理解物理概念的关键要点

2024-07-30 14:29:56辅导探讨17

1. 粒子:一个物体是否可以看作粒子,取决于它对所研究的问题是否产生影响。如果有影响,则不能产生影响;如果没有影响,则能够产生影响。N6x物理好资源网(原物理ok网)

并不是说大的物体不能算作粒子,小的物体就可以算作粒子。例如:绕轨道运行的地球可以算作粒子,但是球穿过卡片或火车通过桥梁所花的时间不能算作粒子。N6x物理好资源网(原物理ok网)

2.速度、速率:速度的大小叫速率。(这里指“瞬时”,一般省略“瞬时”二字)。N6x物理好资源网(原物理ok网)

这里请注意平均速度和平均速率之间的区别:N6x物理好资源网(原物理ok网)

平均速度 = 位移/时间 平均速度 = 距离/时间N6x物理好资源网(原物理ok网)

平均速度≠平均速率(除非是单向直线运动)N6x物理好资源网(原物理ok网)

3.加速度:a、v同方向加速,反方向减速N6x物理好资源网(原物理ok网)

其中 是速度(矢量)的变化量, 是速度(标量)的变化量, 是幅值;单位时间内速度的变化量, 是速度变化率, 也就是。(理论上,矢量相对于时间的变化率也是矢量,所以速度的变化率就是加速度,但我们一般不谈变化率的方向,只谈幅值:速度变化率越大,速度变化越快,加速度越大)N6x物理好资源网(原物理ok网)

速度就是速度的大小;速度变化的快慢就是加速度的大小;N6x物理好资源网(原物理ok网)

第三章:N6x物理好资源网(原物理ok网)

4. 匀速加速直线运动最常用的三个公式(括号内为初速度的演变)N6x物理好资源网(原物理ok网)

(1)速度公式:()N6x物理好资源网(原物理ok网)

(2)位移公式:()N6x物理好资源网(原物理ok网)

(3)教科书推论:()N6x物理好资源网(原物理ok网)

以上每个公式都包含4个物理量,所以“知三知一”。只要物体是匀速加速直线运动,以上三个公式都可以使用。但在使用公式之前,必须先判断物体是否是匀速加速直线运动。常见的问题有制动,一般是匀速减速一段时间,再通过制动停止。因此,往往需要求出制动时间和制动位移。N6x物理好资源网(原物理ok网)

至于具体用哪个公式,要看问题的具体情况。求出已知量,写出方程,有时候还要解一个联立方程组。在解运动学问题时,物理过程很重要,知道了过程才知道用哪个公式,过程搞清楚了,问题基本上就解决了一半。所以在解运动学问题时,一定要画草图,把已知量标在草图上,透过草图就能清楚的看到物理过程和对应的已知量。如果已知量不够,可以适当假设一些参数。参数的假设也有一些技巧,就是尽量在每一个过程中都用到假设的参数,这样参数假设就少了,解起来也容易一些(例如:期中考试的最后一道题,速度的假设)。N6x物理好资源网(原物理ok网)

注:匀速加速直线运动有一些推论公式,如果能灵活运用,将大大方便计算。N6x物理好资源网(原物理ok网)

(4)平均速度:(仅适用于匀加速直线运动)N6x物理好资源网(原物理ok网)

还有一个公式(位移/时间),就是定义公式,一切运动的平均速度都可以用这个公式来算,不只是直线运动,曲线运动也可以(比如:在场上跑一圈,平均速度为0)。N6x物理好资源网(原物理ok网)

(5)位移:N6x物理好资源网(原物理ok网)

5.匀速加速直线运动的实用推论(一般用于选择填空)N6x物理好资源网(原物理ok网)

(1)中间时刻的速度:N6x物理好资源网(原物理ok网)

此公式一般用于计算点状计时器纸带上某一点的速度(或类似问题)。在匀加速直线运动中,中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度。N6x物理好资源网(原物理ok网)

(2)中间位置时速度:N6x物理好资源网(原物理ok网)

(3)逐次差值相等:N6x物理好资源网(原物理ok网)

这就是用差分法用点阵计计算加速度的基本原理,相等时间内相邻位移的差为一个常数。如果你看到匀速加速直线运动,时间相等,位移也相等,你应该会想到这个关系:可以算出加速度,一般也可以用公式(1)计算中间时刻的速度。N6x物理好资源网(原物理ok网)

(4)对于初速度为零的匀加速直线运动N6x物理好资源网(原物理ok网)

6.匀速减速直线运动分析N6x物理好资源网(原物理ok网)

如果我们首先指定正方向,并将匀速减速的加速度写为负值,那么公式与前面所有的公式完全相同。但有时,问题会告诉我们减速加速度的大小。例如,一辆汽车以加速度 a=5m/s2 制动。在这种情况下,我们不必将加速度写为负值,但在代入公式时必须进行适当的更改。(a 表示大小)N6x物理好资源网(原物理ok网)

速度:N6x物理好资源网(原物理ok网)

移位:N6x物理好资源网(原物理ok网)

推论:(大减去小)N6x物理好资源网(原物理ok网)

尤其是制动位移:直接、快速计算。制动时间:N6x物理好资源网(原物理ok网)

在这里,加速度只是一个量级问题。事实上,只要记住用“+”表示加速度,用“-”表示减速度即可。牛顿第二定律通常就是这样使用的。N6x物理好资源网(原物理ok网)

7. 匀加速直线运动的实验研究N6x物理好资源网(原物理ok网)

实验步骤:N6x物理好资源网(原物理ok网)

关键是要记住:先打开电源,再放车。N6x物理好资源网(原物理ok网)

常见计算:N6x物理好资源网(原物理ok网)

一般来说,我们需要找到某一点的加速度和速度。N6x物理好资源网(原物理ok网)

t为每一等时间间隔,通常为0.1s。N6x物理好资源网(原物理ok网)

(1)计算加速度的导数法N6x物理好资源网(原物理ok网)

如果有6组数据,那么N6x物理好资源网(原物理ok网)

如果有 4 组数据,那么N6x物理好资源网(原物理ok网)

如果是奇数组数据,只需删除第一组或最后一组。N6x物理好资源网(原物理ok网)

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(2)求某点的速度,匀速加速直线运动,中时刻的速度等于平均速度,即N6x物理好资源网(原物理ok网)

例如,要找到点 a 的速度,N6x物理好资源网(原物理ok网)

(3)利用 vt 图查找加速度N6x物理好资源网(原物理ok网)

这需要先求出各个点的速度,然后做出vt图。值得注意的是画图问题。根据画出的点画一条直线,让这条直线经过尽可能多的点,同时让不在线上的点均匀分布在线的两边。画好之后,适当向两边延伸,并与y轴相交。那么这条线的斜率就是加速度。求斜率的方法是取直线上比较远的两个点(一定要是直线上的点,不要取原始的数据点,因为这条线是所有数据的平均值,所以更准确,直接取数据点虽然结果差不多,但是明显不符合标准)。N6x物理好资源网(原物理ok网)

8.自由落体N6x物理好资源网(原物理ok网)

只要我们解释物体处于自由落体状态,我们就知道两个已知量:N6x物理好资源网(原物理ok网)

(1)三个最基本的公式N6x物理好资源网(原物理ok网)

(2)自由落体运动中的一些比例关系N6x物理好资源网(原物理ok网)

(3)部分题型N6x物理好资源网(原物理ok网)

a.关于几秒内的位移:若一物体做自由落体运动,最后1秒内的位移为,求自由落体高度h。N6x物理好资源网(原物理ok网)

假设总时间为t,则我们有,求t,然后使用求h。N6x物理好资源网(原物理ok网)

我们还可以假设最后一秒开始时的初速度为,那么(这里是1s),可以求得,那么N6x物理好资源网(原物理ok网)

b.穿过一扇高差为 的窗户所花的时间,求物体自由下落的位置与窗户上檐之间的高差h。N6x物理好资源网(原物理ok网)

解决方法和a题类似。N6x物理好资源网(原物理ok网)

c. 水龙头滴水问题N6x物理好资源网(原物理ok网)

这类题的关键是求滴水间隔。想清楚什么时候开始计时,什么时候停止计时。设从第一滴水滴落到第n滴水滴落所花的时间是t,则滴水间隔是多少。(因为t时间内不算第一滴水,所以只有滴第二滴的时候才有时间间隔,滴第3滴的时候才有2个时间间隔。)这个不要死记硬背,题目通常会变。可能是第一滴从上面滴落开始计时,从下面滴落n滴才停止计时;滴完一滴后就数“0”,然后逐渐增加,数到“n”时停止计时;以此类推。N6x物理好资源网(原物理ok网)

建议:一次数一滴高中物理必修一知识点大全,然后递归到 n。N6x物理好资源网(原物理ok网)

求出时间间隔后,通常用来求重力加速度,若水龙头与地面只有一个时间间隔,则;(可表示为t,n)N6x物理好资源网(原物理ok网)

如果有两个时间间隔,则N6x物理好资源网(原物理ok网)

9.追逐与遭遇问题N6x物理好资源网(原物理ok网)

(1)物理思维N6x物理好资源网(原物理ok网)

有两个物理对象,一个在奔跑,一个在追逐。如果前面的跑得更快,他们之间的距离就会加大;如果后面的追得更快,他们之间的距离就会缩小。因此,速度平等是一个很关键的状态,我们平时要讨论和分析速度平等。N6x物理好资源网(原物理ok网)

举个例子:前面从零开始匀加速,后面匀速。如果速度相等,能追上就追上;追不上就追不上。这时候就有一个最小距离。N6x物理好资源网(原物理ok网)

比如:前面匀速减速,后面匀速加速,那么后面一定能追上,而且速度相等时,有一个最大距离。N6x物理好资源网(原物理ok网)

满足条件:(后者的位移等于前者的位移加上原来的距离l,也就是说,如果后者比前者多移动l,他们就会追上来)N6x物理好资源网(原物理ok网)

总之你画个图分析一下就清楚多了,注意如果是第二种情况,前轮刹车,后轮匀速,不能套用公式,要判断是刹车停前追上去,还是刹车停后追上去。N6x物理好资源网(原物理ok网)

例:一辆客车以 12 m/s 的速度驶过车站,司机发现车后 8 m 处有乘客在挥手追赶,司机立即以 2 m/s2 的加速度刹车,而乘客则以 v1 的速度追赶客车。N6x物理好资源网(原物理ok网)

(1)v1 = 5 米/秒(8.8 秒)N6x物理好资源网(原物理ok网)

(2)v1 = 10 米/秒(4 秒)N6x物理好资源网(原物理ok网)

乘客要花多长时间才能赶上汽车?N6x物理好资源网(原物理ok网)

(2)解决数学公式N6x物理好资源网(原物理ok网)

数学公式就是列出表达式,代入数值,解一个关于时间t的二次方程,判断依据:若>0,则有解且能满足两次;=0,则恰好满足一次;N6x物理好资源网(原物理ok网)

您也可以执行该方程。(> 0)N6x物理好资源网(原物理ok网)

1/2a,即它们不能相交,且在时间处,存在一个最小值。N6x物理好资源网(原物理ok网)

1/2a,表示在时刻,两人距离达到最大值。解方程得t为零,即可得出相遇时间(刹车问题经常在这里出错)。N6x物理好资源网(原物理ok网)

1/2a,这意味着它们在时间上恰好相遇一次。N6x物理好资源网(原物理ok网)

数学方法相对来说可以解决大部分问题,但包含的物理思想相对较少,如果盲目套用,很容易出错。比如上面的例子,建议用物理思想来解决问题,不要盲目套用公式。画个草图,就简单多了。数学公式自然就出来了。N6x物理好资源网(原物理ok网)

10. 力量N6x物理好资源网(原物理ok网)

产生条件:1.接触 2.相互挤压(变形)N6x物理好资源网(原物理ok网)

方向:垂直于接触面。点接触,垂直于切平面,即力通过圆心,或其延长线通过圆心。N6x物理好资源网(原物理ok网)

绳子对别人的拉力,是沿着绳子收缩的方向。N6x物理好资源网(原物理ok网)

弹簧在拉伸时的力量与绳索相同,但也可以压缩。弹簧的力量满足胡克定律:其中 x 是弹簧的变形,而不是弹簧的长度。拉伸,压缩。(即 x 是较大的减去较小的)N6x物理好资源网(原物理ok网)

注:杆的受力方向一般是杆本身的方向,除了带滑轮的和用杆固定的物体外,一般情况下杆对物体的受力方向也是杆本身的方向,向外或向内拉(一般向外压缩)。N6x物理好资源网(原物理ok网)

11.摩擦N6x物理好资源网(原物理ok网)

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滑动摩擦的大小和方向和相对运动的方向相反(相对运动很重要,没有它肯定是错的),这个公式一定是滑动摩擦用的,只要是滑动摩擦就可以用!N6x物理好资源网(原物理ok网)

注意:这里的n是物体与接触面之间的力,n不一定等于重力,记住物体对接触面的压力和接触面对物体的支撑力是相等的。N6x物理好资源网(原物理ok网)

只要接触面一定,那么肯定的是,如果压力改变,滑动摩擦力就会改变。N6x物理好资源网(原物理ok网)

静摩擦力的判断比较困难。N6x物理好资源网(原物理ok网)

一是用假设法,假设接触面是光滑的,看物体相对于接触面是怎样运动的,摩擦方向和相对运动方向相反,如果没有相对运动趋势,自然也就不存在静摩擦。N6x物理好资源网(原物理ok网)

还有一种是受力分析,是基于状态的。这种方法通用性强,相对要求较高的能力。对于一个物体的受力分析,如果有静摩擦力,是否满足条件?如果不满足,那么条件中描述的状态呢?N6x物理好资源网(原物理ok网)

静摩擦力的大小应根据物体的状态,通过受力分析来确定,切勿用滑动摩擦的公式来计算静摩擦力的大小。N6x物理好资源网(原物理ok网)

12.力量的合成N6x物理好资源网(原物理ok网)

合力范围:N6x物理好资源网(原物理ok网)

若两个分力的大小一定,则合力的大小随着两个分力之间的夹角的增大而减小。N6x物理好资源网(原物理ok网)

当两分力相等且=120°时,合力等于分力,即=f,这是特殊情况,要记住,大于120°时,合力小于分力;小于120°时,合力大于分力。N6x物理好资源网(原物理ok网)

分力之间的夹角是固定的,(1)90°。当分力增大时,合力大小的变化是不确定的。N6x物理好资源网(原物理ok网)

验证平行四边形法则的实验:N6x物理好资源网(原物理ok网)

注意:N6x物理好资源网(原物理ok网)

(1)必须确定拉力的大小和方向;N6x物理好资源网(原物理ok网)

(2)必须将节点拉至o两次才能达到同样的效果;N6x物理好资源网(原物理ok网)

(3)绘制力图时采用相同的比例。N6x物理好资源网(原物理ok网)

13. 力量分解N6x物理好资源网(原物理ok网)

力的分解是力的合成的逆过程,也遵循平行四边形法则,关键是按效应分解,正交分解,力的分解唯一条件。N6x物理好资源网(原物理ok网)

正交分解:通常沿水平和垂直方向,或平行于接触面和垂直于接触面建立坐标系。根据牛顿第二定律,通常沿运动方向建立直角坐标系。N6x物理好资源网(原物理ok网)

建立坐标系后,把不在坐标轴上的力进行分解,对边为sin,邻边为cos(正交分解是这样的,如果用合成法,对边不一定是sin,也可能是tan)。N6x物理好资源网(原物理ok网)

注意:分力的质量与分解力的质量相同,但合成时不要求质量相同。N6x物理好资源网(原物理ok网)

14.平衡问题、牛顿第二定律N6x物理好资源网(原物理ok网)

所有学习到的力都归结为平衡分析,如果不平衡,则应用牛顿第二定律。解决力学问题的步骤如下:N6x物理好资源网(原物理ok网)

(1)受力分析。先分析非接触力,一般只是重力;再分析接触力,先求出接触力,看看有多少个接触点。然后从简单的分析开始,比如外加的拉力网校头条,推力等等。简单的接触分析完,再分析接触面。一个接触面上可能有两种力:力和摩擦力。受力分析一定要正确,分析完最好再检查一遍,如果这里出错,一切就毁了!N6x物理好资源网(原物理ok网)

(2)建立坐标系,求角度,写出方程。如果平衡,写出平衡方程。轴上一堆力的合力为零,即正半轴上的力=负半轴上的力。y轴也是一样。如果不平衡,那就求出合力,根据牛顿第二定律写出方程。=ma。写方程的时候,注意不要漏掉一些力。除了坐标轴上的力,还要加上坐标轴上的一些分力。至于哪个力减去哪个,要看加速度的方向。如果一个方向的加速度减去另一个方向的加速度,合力就是正的,算出来的加速度就是正的,反之就是负的。N6x物理好资源网(原物理ok网)

(3)解决方案N6x物理好资源网(原物理ok网)

关于整体法和隔离法:如果研究作用于系统的外力,使用整体法非常方便。N6x物理好资源网(原物理ok网)

总结:N6x物理好资源网(原物理ok网)

运动学必须画出来,已知量必须标注出来,这样通过草图才能看清楚每个过程的已知量。“知三求一”,如果找不到高中物理必修一知识点大全,就设置一些参数,但这个参数的范围要尽量大。N6x物理好资源网(原物理ok网)

机械受力分析,按照我说的步骤一步步来。如果分析错了,基本就没希望了。一般可以自己画个草图分析一下,没必要画在原图上,原图上画有时候很难表达。把所有力的尾部都画在重心处,不然会很混乱。画完之后用g,f之类的符号标注出来。N6x物理好资源网(原物理ok网)

不管是运动学还是力学,写方程式的时候一定要写表达式,而不是一堆数值方程。同时,如果有多个相同的物理量,一定要区分。例如:v1,v2,a1,a2,f1,f2等。不要全部都用v,a,f来表示。N6x物理好资源网(原物理ok网)

牛顿第二定律的应用围绕着加速度。要分析力以获得加速度,请使用运动。或者通过运动获得加速度并分析力。N6x物理好资源网(原物理ok网)

15.动平衡分析:N6x物理好资源网(原物理ok网)

它是平衡的延伸,就是通过力的分析得到平衡,然后改变条件,问力会如何变化。N6x物理好资源网(原物理ok网)

(1)作图法N6x物理好资源网(原物理ok网)

这种情况一般是三个力平衡的情况,通过受力分析,可以把三个力平衡,形成一个矢量三角形。然后在这个三角形里,找出不变量和变量。分析一下就行了。一般不变量是:一个力(一般是重力,大小方向固定),另一个力的方向;变化的是:第三个力的方向;问第三个力的方向变化时,其他的力如何变化,或者求最小值。N6x物理好资源网(原物理ok网)

(2)计算方法N6x物理好资源网(原物理ok网)

也是力的分析,假设一个角度(有时候题目本身就有角度),用一个恒定的力(一般是重力)来表示几种力,变化之后,角度的变化会引起这些力的变化。这里有一些数学知识:N6x物理好资源网(原物理ok网)

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