专题一 力与运动
恒力作用下的直线运动
★知识点★
1,物体(或质点)在恒力作用下的直线运动,就是匀变速直线运动.
2,典型的匀变速直线运动有:(1)只受重力作用的物体的自由落体和竖直上抛运动;
(2)带电粒子在匀强电场中由静止开始被加速,或带电粒子沿着平行于电场方向射入电场中的运动;
(3)静止的(或运动中的)物体,带电粒子.封闭着一定质量气体的玻璃管或气缸……所受到各种外力的合力恒定,且合力方向与初速度方向平行时的运动.
3,研究匀变速直线运动的基本方法是动力学的观点,即运用牛顿运动定律和运动学公式.另外,视所研究问题的实际,亦可采用能量和动量的 点去解决.
◆重力,弹力,摩擦力作用下的匀变速直线运动◆
二,恒力作用下的曲线运动
★知识点★
1,恒力作用下的曲线运动,物体的加速度大小和方向都恒定不变,是匀变速运动.物体有 初速度,且初速度的方向与物体的加速度方向不在同一条直线上.
2,典型的匀变速运动有三类:(1)只受重力作用的平抛物体的运动
(2)带电粒子以某一初速度,沿着与电场方向或某一夹角射入匀强电场中,只受电场力作用的运动;
(3)物体所受各种外力的合力恒定,而且具有的初速度方向与合外力的方向成某一夹角的运动.
3,研究恒力作用下的曲线运动,常用运动的合成与分解的思想.即物体的这一运动可分解成:初速度方向上的匀速直线运动和在合力方向上的初速度为零的匀加速直线运动.另外,恒力对物体做功,物体具有的各种形式的能量在不断转化,利用功能关系,能量守恒也是我们研究恒力作用下物体作曲线运动的常用方法.
三,变力作用下的直线运动
★知识点★
1,物体(或质点)受到大小不断变化,方向始终与速度在一条直线上的合外力作用时,作加速度大小不断变化的变速直线运动,即非匀变速直线运动.
2,典型的非匀变速直线运动有:(1)机车以恒定功率启动过程度运动;
(2)弹簧振子的简谐运动;
(3)带电质点中电场,磁场中的直线运动.
3,研究非匀变速直线运动的基本方法是从受力条件入手,利用牛顿运动定律解决.另外,由于匀变速直线运动的公式不适用于非匀变速运动,因此有许多问题需用功能关系,能量守恒分析求解.
四,变力作用下的曲线运动――圆周运动
★知识点★
1,物体做匀速圆周运动的受力条件是所受合外力方向始终与速度方向垂直,且大小不变,这时,由于合外力无沿切线方向分力,因而物体速度大小不会改变,而沿垂直速度方向的合外力将产生加速度,迫使物体速度矢量方向不断改变,因合外力大小不变,产生的加速度的也不变,所以速度矢量方向的改变在相同时间内也是相同的,故而物体将沿圆周做匀速圆周运动,这样,我们称此时的合外力为向心力,所产生的加速度为向心加速度,显然,该运动是变力作用下加速度方向不断变化的变速运动.
2,如果物体沿某一确定圆周做变速圆周运动,这表明物体在圆周任一位置上,合外力在垂直速度方向,即指向圆心方向有分力以提供做圆周运动所需向心力,此外,还在速度方向上有分力,以使物体速度大小发生变化.
3,典型的圆周运动有:(1)天体(包括人造天体)在万有引力作用下的运动;
(2)核外电子在库仑力作用下绕原子核的运动;
(3)带电粒子在垂直于匀强磁场的平面里在洛仑兹力作用下的运动;
(4)物体(包括带电质点)在各种外力(重力,弹力,摩擦力,电场力,磁场力……)作用下沿圆周的运动.
4,研究匀速圆周运动基本方法是利用牛顿运动定律,而研究非匀速圆周运动问题一般是牛顿定律与功能关系,能量守恒的综合.
▲人造卫星绕地球作匀速圆周运动与氢原子核外电子绕核作匀速圆周运动的比较
名称
类别
卫星的圆周运动
氢原子核外电子的圆周运动
向心力来源
万有引力提供向心力
GMm/r2=mv2/r=4mrπ2/T2
库仑力提供向心力
ke2/r2=mv2/r=4mrπ2/T2
动能
mv2/2=GMm/2r
mv2/2=ke2/2r
势能
(取无穷远处EP=0)
EP=-GMm/r
EP=-ke2/r
总能量
E=EP+EK=-GMm/2r
E=EP+EK=-ke2/2r
周期
T2/r3=4π2/GM
T2/r3=4mn2/ke2
专题二 守恒类问题
★知识点★
1,能量守恒:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,能量的总和不变.
2,能的转化和守恒的主要应用及具体表现形式,用框图表示如下:
机械能 机械能守恒E1=E2
内能 热力学第一定律ΔU=W+Q
电场能,电流能 闭合电路欧姆定律I=E/(R+r),P=P内+P外
磁场能 能的转化和守恒 法拉第电磁感应定律和楞次定律
光能 光电效应与方程=hγ-W
核能 核反应,质能方程E=mc2
3,动量守恒:系统不受外力或所受合外力为零,系统的总动量不变.
4,动量守恒的条件:
(1)系统不受外力或所受合外力为零
(2)在某一方向上,系统不受外力或所受合外力为零,该方向上动量守恒
(3)系统内力远大于外力,动量近似守恒
(4)在某一方向上,系统内力远大于外力,该方向上动量近似守恒
5,质量数守恒,电荷数守恒:实际发生的核反应中,反应的质量数之和(或电荷数之和)等于生成物的质量数之和(或电荷数之和)
6,能量守恒,动量守恒贯穿整个物理学中,涉及力,热,光,电,磁,原等知识,既是中学物理的主干知识,又是解决外力问题最重要的思维方法之一.
质量数守恒,电荷数守恒是核反应遵循的基本规律,也是解决核反应有关问题的重要依据.
