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能量守恒定律与碰撞问题归类:探索物体运动的奥秘

更新时间:2024-07-28 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

能量既不能创造也不能消失,它只能从一个物体转移到另一个物体,能量的形式也可以相互转化。这就是能量的总结,叫能量守恒定律。下面是小编整理的高中物理知识点总结,希望大家喜欢!xrN物理好资源网(原物理ok网)

高中物理知识点总结xrN物理好资源网(原物理ok网)

碰撞问题分类xrN物理好资源网(原物理ok网)

1. 碰撞的定义xrN物理好资源网(原物理ok网)

相对运动物体相遇,在很短的时间内因相互作用而使运动状态发生很大变化的过程称为碰撞。xrN物理好资源网(原物理ok网)

2 碰撞特征xrN物理好资源网(原物理ok网)

作用时间极短,相互作用的内力极大。虽然有些碰撞中外力之和不为零,但一般外力(如重力、摩擦力等)相对于内力(如撞击、碰撞等)可以忽略,因此系统动量仍然近似守恒。剧烈碰撞中有三个可忽略的因素,在解题中被广泛使用。xrN物理好资源网(原物理ok网)

1.碰撞过程中一些微小外力的冲量可以忽略不计。xrN物理好资源网(原物理ok网)

2、在碰撞过程中,物体速度突然改变的时间是极其短暂的,对于物体的整个运动过程来说,这个极其短暂的时间可以忽略不计。xrN物理好资源网(原物理ok网)

3、在碰撞过程中,当物体的速度突然改变时,物体必然会产生一个微小的位移,这个位移相对于物体整个运动过程的位移来说,是可以忽略不计的。xrN物理好资源网(原物理ok网)

3. 碰撞分类xrN物理好资源网(原物理ok网)

1.弹性碰撞(或完全弹性碰撞)xrN物理好资源网(原物理ok网)

若在弹力作用下,只有机械能转移,体系中没有机械能的损失,就称为弹性碰撞(或完全弹性碰撞)。xrN物理好资源网(原物理ok网)

在这种类型的碰撞过程中,系统的动量和机械能都守恒。xrN物理好资源网(原物理ok网)

2. 非弹性碰撞xrN物理好资源网(原物理ok网)

如果非弹性力作用,使一部分机械能转化为物体的内能,造成机械能的损失,这就称为非弹性碰撞。xrN物理好资源网(原物理ok网)

在这种类型的碰撞中,系统的动量守恒,但是机械能会损失,即机械能不守恒。xrN物理好资源网(原物理ok网)

3. 完全非弹性碰撞xrN物理好资源网(原物理ok网)

如果相互作用力是完全非弹性的,则机械能转化为内能的量最大,也就是机械能的损失最大,这就叫做完全非弹性碰撞,碰撞的物体粘在一起,速度相同。xrN物理好资源网(原物理ok网)

该类碰撞过程中,系统动量守恒,但机械能不守恒,机械能的损失最大。xrN物理好资源网(原物理ok网)

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高中物理关于能量与能量守恒的知识点总结:xrN物理好资源网(原物理ok网)

2. 功率P:功率是代表力做功快慢的物理量,是标量:P=W/t,若做功快慢不同,上式即为平均功率。xrN物理好资源网(原物理ok网)

注意,恒力的功率不一定是常数,例如初速度为零的匀加速运动,第一秒、第二秒、第三秒等时间内合力的平均功率之比为1:3:5……xrN物理好资源网(原物理ok网)

约束条件:1)机车功率不变:牵引力与车速成反比,只要车速变化,牵引力F=P/v就会变化,此时运动必定是变加速度运动。2)机车恒力启动:牵引力F不变,由P=Fv可知,若车厢以匀加速度运动,功率P就会增大。此过程一直持续,直到P达到机车的额定功率(注意不是达到最高车速)。xrN物理好资源网(原物理ok网)

3、能量:自然界中的运动形式多种多样,不同的运动形式对应着不同形式的能量:xrN物理好资源网(原物理ok网)

机械运动——机械能;xrN物理好资源网(原物理ok网)

热运动——内能;xrN物理好资源网(原物理ok网)

电磁运动——电磁能;xrN物理好资源网(原物理ok网)

化学运动——化学能;xrN物理好资源网(原物理ok网)

生物运动——生物能量;xrN物理好资源网(原物理ok网)

原子和原子核的运动——原子能、核能……xrN物理好资源网(原物理ok网)

动能:物体由于机械运动速度而具有的能量Ek=mv2/2,包括动能与势能,动能与势能都是标量。xrN物理好资源网(原物理ok网)

4.动能定理xrN物理好资源网(原物理ok网)

研究对象:粒子,数学表达式:W=mv2/2-mv02/2。式中,W为研究过程中所有力作用于粒子所做的功的总和,可以是恒力功,也可以是变力功,或者将各力所做的功分阶段累计(代数和)得到的结果。xrN物理好资源网(原物理ok网)

力对物体所做的总功衡量了物体动能的变化。xrN物理好资源网(原物理ok网)

5、机械能守恒定律:当仅有重力或弹力做功时,物体的动能与势能互相转化,但机械能总量不变。xrN物理好资源网(原物理ok网)

注意:(1)根据守恒定律:只有重力或弹力在做功吗?xrN物理好资源网(原物理ok网)

(2)考察状态:比较判断不同状态下的机械能是否相同 (3)考察系统是否发生机械能向其他形式能量的转化xrN物理好资源网(原物理ok网)

6. 功和能量:功是能量转换的标准。xrN物理好资源网(原物理ok网)

7、关于速度、动量、动能:速度、动量、动能都是描述质点运动状态的物理量。速度反映质点运动的快慢和方向,是运动学量。运动速度不能描述物体所含机械运动的强弱。xrN物理好资源网(原物理ok网)

8、比较力学的三大核心定律:牛顿定律∑F=ma(矢量形式,瞬时形式);动量定律∑Ft=mv-mv0(矢量形式,过程形式);动能定律∑W=mv2/2-mv02/2(标量形式,过程形式)。这是研究粒子运动的三大核心定律,其含义为:力是引起粒子运动状态变化的原因;力在时间上的累积效应——∑Ft度量粒子动量的变化;力在空间上的累积效应——W度量粒子动能的变化。xrN物理好资源网(原物理ok网)

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1. 分子运动论xrN物理好资源网(原物理ok网)

1. 物体是由大量分子构成的xrN物理好资源网(原物理ok网)

(1)分子模型:主要有两种模型,固体和液体分子通常采用球形模型,气体分子通常采用立方体模型。xrN物理好资源网(原物理ok网)

(2)分子大小xrN物理好资源网(原物理ok网)

高中物理的理论知识总结xrN物理好资源网(原物理ok网)

①分子直径:数量级为10-10m;xrN物理好资源网(原物理ok网)

②分子量:数量级为10-26kg;xrN物理好资源网(原物理ok网)

③测量方法:油膜法。xrN物理好资源网(原物理ok网)

(3)阿伏伽德罗常数xrN物理好资源网(原物理ok网)

1. 任何物质一摩尔所含粒子数,NA=6.02×-1xrN物理好资源网(原物理ok网)

2. 分子热运动xrN物理好资源网(原物理ok网)

分子处于不断的随机运动中。xrN物理好资源网(原物理ok网)

(1)扩散现象xrN物理好资源网(原物理ok网)

不同物质接触时相互进入的现象。温度越高,扩散越快。它可以发生在固体、液体和气体中。xrN物理好资源网(原物理ok网)

(2)布朗运动xrN物理好资源网(原物理ok网)

液体(或气体)中悬浮粒子的不规则运动。粒子越小、温度越高,布朗运动越明显。xrN物理好资源网(原物理ok网)

3. 分子力xrN物理好资源网(原物理ok网)

分子之间既有吸引力,又有排斥力,且都随分子间距离的增加而减小,随分子间距离的减小而增大,但排斥力总是变化较快。xrN物理好资源网(原物理ok网)

2. 内部能量xrN物理好资源网(原物理ok网)

1. 分子平均动能xrN物理好资源网(原物理ok网)

(1)所有分子的平均动能。xrN物理好资源网(原物理ok网)

(2)温度是分子平均动能的标志。xrN物理好资源网(原物理ok网)

2. 分子势能xrN物理好资源网(原物理ok网)

能量由分子的相对位置决定。分子势能宏观上与物体的体积有关,微观上与分子间的距离有关。xrN物理好资源网(原物理ok网)

3.物体的内能xrN物理好资源网(原物理ok网)

(1)内能:物体内部全部分子的热运动动能与分子势能之和。xrN物理好资源网(原物理ok网)

(2)决定因素:温度、体积和物质的量。xrN物理好资源网(原物理ok网)

3.温度xrN物理好资源网(原物理ok网)

1.意义:宏观上表示物体的热度或冷度(微观上表示物体内分子的平均动能)。xrN物理好资源网(原物理ok网)

2. 两种温标xrN物理好资源网(原物理ok网)

(1)摄氏温标:单位为℃。在1个标准大气压下,水的凝固点为0℃,沸点为100℃,将0℃至100℃之间的温度分为100等份,每份代表1℃。xrN物理好资源网(原物理ok网)

(2)热力学温标T:单位K,以-273.15℃为0K。xrN物理好资源网(原物理ok网)

(3)从每一度所代表的温差来看,两个温度是一样的,即ΔT=Δt。只是零值的起点不同,所以两者的关系为T=t+273.15。xrN物理好资源网(原物理ok网)

(4)绝对零度(0K)是温度的最低极限,只能接近而不能达到,所以热力学温度没有负值。xrN物理好资源网(原物理ok网)

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1. 力量分析常常会忽略很多“力量”xrN物理好资源网(原物理ok网)

物体受力分析是物理学中最重要、最基本的知识贝语网校,分析方法有两种:“整体法”和“孤立法”。xrN物理好资源网(原物理ok网)

对于物体所受力的分析可以说贯穿了整个高中物理,比如力学中的重力、弹力(推、拉、升、压)和摩擦力(静摩擦力和滑动摩擦力),电场中的电场力(库仑力),磁场中的洛伦兹力(安培力)等等。xrN物理好资源网(原物理ok网)

在力的分析中,最难的是确定力的方向,最容易犯的错误就是在力的分析中漏掉某个力。在力的分析过程中,尤其是“力、电、磁”这类综合题,第一步就是力的分析。虽然答案是正确的,但考生经常会在分析中漏掉一个力(甚至是重力),也就是说少了一个做功的力,得到的答案与正确结果相差很大,导致整道题丢分。xrN物理好资源网(原物理ok网)

还要注意的是,在分析某一力的变化时,所用的方法有数学计算法、动向量三角法(注意只能满足一个力的大小和方向不变的情况,第二个力可以变化大小但方向不变,第三个力大小和方向都变化)和极限法(注意必须满足力的单调变化的情况)。xrN物理好资源网(原物理ok网)

2. 对摩擦的理解模糊xrN物理好资源网(原物理ok网)

摩擦包括静摩擦,由于其“隐蔽性”、“不确定性”以及涉及“相对运动或相对趋势”等知识,成为最难认识和掌握的一类力,任何问题一旦有了摩擦,其难度和复杂性就会相应增加。xrN物理好资源网(原物理ok网)

最典型的就是“传送带问题”,它可以涵盖摩擦可能出现的所有情况。建议高中生从以下四个方面理解摩擦:xrN物理好资源网(原物理ok网)

(1)物体所受的滑动摩擦力总是与相对运动方向相反。这里的难点在于对​​相对运动的理解。解释一下,滑动摩擦力的大小比静摩擦力略小,但在计算时往往等于静摩擦力。另外,计算滑动摩擦力时,法向压力不一定等于重力。xrN物理好资源网(原物理ok网)

(2)物体所受的静摩擦力总是与物体的相对运动趋势相反。显然,最难理解的是对“相对运动趋势方向”的判断。可以用假设法来判断,即如果没有摩擦力,那么物体会往哪个方向运动?这个假设下的运动方向就是相对运动趋势方向;还应说明,静摩擦力的大小是可变的,可由物体的平衡条件来求解。xrN物理好资源网(原物理ok网)

(3)摩擦总是成对出现。但它们所作的功不一定成对出现。误解之一是摩擦是阻力,摩擦所作的功总是负的。静摩擦和滑动摩擦都可以是动力。xrN物理好资源网(原物理ok网)

(4)当谈到一对同时出现的摩擦力所作的功时,应特别注意下列情况:xrN物理好资源网(原物理ok网)

有可能两者都不起作用。(静摩擦情况)xrN物理好资源网(原物理ok网)

两者都可能做负功。(例如子弹击中迎面飞来的木块)xrN物理好资源网(原物理ok网)

一方可以做正功,另一方可以做负功,但两者的功值不一定相等,两者的功之和可能为零(静摩擦力可能不做功)。xrN物理好资源网(原物理ok网)

可能小于零(滑动摩擦)xrN物理好资源网(原物理ok网)

它也可能大于零(静摩擦力成为驱动力)。xrN物理好资源网(原物理ok网)

有可能一个做负功,另一个不做功。(例如,子弹击中固定的木块)xrN物理好资源网(原物理ok网)

有可能一个做正功,另一个不做功。(例如传送带带动物体)xrN物理好资源网(原物理ok网)

(建议讨论“一对相互作用的力所作的功”的情况)xrN物理好资源网(原物理ok网)

3. 清楚了解弹簧的弹力xrN物理好资源网(原物理ok网)

由于弹簧或弹力绳会变形,其弹力会呈规律性变化。但要注意的是,这种变形不能突变(细绳或支撑面的力是可以突变的),因此在用牛顿定律解物体瞬时加速度时要特别注意。xrN物理好资源网(原物理ok网)

另外,弹性势能转换成其他机械能时必须严格遵循能量守恒定律,分析物体落到垂直弹簧上的动态过程,即有速度时。xrN物理好资源网(原物理ok网)

4. 认清“细绳灯杆”xrN物理好资源网(原物理ok网)

在分析力时,细绳和轻杆是两个重要的物理模型。需要注意的是,细绳所受的力总是沿着其收缩方向,而轻杆的情况则很复杂,既可以沿着杆的方向“拉”,也可以“撑”,也可以不沿着杆的方向,需要根据具体情况具体分析。xrN物理好资源网(原物理ok网)

5. 比较“绑”在细绳或轻杆上的球的圆周运动与环或管中的球的圆周运动xrN物理好资源网(原物理ok网)

这类问题经常讨论球在某点的情况。其实,用绳子绑住的球类似于在光滑圆环中运动的情况。刚好经过某点意味着绳子的张力为零,圆环内壁对球的压力为零,只有重力作为向心力;而用杆“绑住”的球类似于在管子中运动的情况。刚好经过某点意味着速度为零。这是因为杆和管子内外壁对球施加的力可以是向上的,也可以是向下的,也可以是零。也可以结合汽车经过“凸”桥和“凹”桥的情况来讨论。xrN物理好资源网(原物理ok网)

6. 清晰地了解物理形象xrN物理好资源网(原物理ok网)

物理图像可以说是物理考试的必考科目,可以从图像中读出相关信息,利用图像快速解决问题。随着考题的进一步创新,除了速度(或速率)-时间、位移(或距离)-时间等常规图像外,还有各种物理量之间的图像。理解图像的方法分两步:第一,要认识坐标轴的意义;第二,要将图像所描述的情况与实际情况结合起来。(我们已经对图像的各种情况做过专门的训练。)xrN物理好资源网(原物理ok网)

7. 我们必须清楚理解牛顿第二定律F=maxrN物理好资源网(原物理ok网)

首先,这是一个矢量公式,这意味着 a 的方向始终与产生它的力的方向相同。(F 可以是合力,也可以是分力)xrN物理好资源网(原物理ok网)

其次,F与a相对于“m”是一一对应的,千万不要混淆,这常常会导致解题时出现错误,主要是在解连通体的加速度时。xrN物理好资源网(原物理ok网)

第三,将“F=ma”化为F=mv/t高中物理的理论知识总结,其中a=v/t,得出v=at。这个在“力、电、磁”综合题的“微分法”中运用很广泛(近几年一直在考)。xrN物理好资源网(原物理ok网)

四、验证牛顿第二定律的实验是必须掌握的重点实验,要特别注意:xrN物理好资源网(原物理ok网)

(1)注意所采用的实验方法是控制变量法;xrN物理好资源网(原物理ok网)

(2)注意实验装置及改进装置(光电门)、天平摩擦力、砂斗或小板与小车质量的关系等;xrN物理好资源网(原物理ok网)

(4)处理数据时,注意对纸带匀加速运动的判断,采用“差分法”计算加速度。(计算速度时采用“平均速度法”)xrN物理好资源网(原物理ok网)

(5)能够对“aF”和“a-1/m”图像中出现的错误进行正确的原因分析。xrN物理好资源网(原物理ok网)

8. 明确“机车启动两种情况”xrN物理好资源网(原物理ok网)

恒功率、恒牵引力启动机车是动力学中的一个典型问题。xrN物理好资源网(原物理ok网)

这里有两点需要注意:xrN物理好资源网(原物理ok网)

(1)恒功率起动时,机车总是作变加速(加速度越来越小,速度越来越大);恒牵引起动时,机车先作匀加速,达到额定功率后高中物理的理论知识总结,再作变加速,其最终速度,或称“终止速度”,为vm=P/f。xrN物理好资源网(原物理ok网)

(2) 识别这两种情况下的速度-时间图非常重要。曲线的“渐近线”与速度相对应。xrN物理好资源网(原物理ok网)

还要注意的是,当物体在变力作用下,受到变加速度时,有一个重要的情况:当物体所受的综合外力达到平衡时,速度有一个极大值。也就是有一个“终速度”,这在电学中经常出现,如:一个“穿”在绝缘棒上的带电小球,在电场和磁场的综合作用下,受到变加速度,就会出现这种情况。在电磁感应中,这种现象更为典型,即导体棒在重力和随速度变化的安培力作用下,会出现一个平衡时刻。这个时刻就是加速度为零,速度达到极值的时刻。凡是有关“力、电、磁”的综合题,都会有这样的情况。xrN物理好资源网(原物理ok网)

9.对物理的“变异”、“增量”、“变化”、“减少”和“损失”有清晰的认识xrN物理好资源网(原物理ok网)

在研究物理问题时,我们经常会遇到一个随时间变化的物理量,最典型的就是动能定理的表述(一切外力所做的功,总是等于物体动能的增加量)。这时候就会出现两个物理量相减的问题。人们常常会任意地用较小的值减去较大的值,这样就会导致严重的错误。xrN物理好资源网(原物理ok网)

其实物理学规定,任何物理量(无论标量还是矢量)的变化、增量或变动量,都是后者减去前一个值。(矢量满足矢量三角定律,标量可以直接用数值减去)结果为正则为正,为负则为负。把“增量”理解为增加的量,并没有错。显然,减少和损失(比如能量)也是后者减去前一个值。xrN物理好资源网(原物理ok网)

10. 两个物体在运动过程中“相遇”的问题xrN物理好资源网(原物理ok网)

两个物体在运动时出现的追逐题型在高考中非常常见,但考生经常会在这类题型上失分。常见的“追逐题型”分为九种组合:一个物体以匀速、匀加速或匀减速运动,追逐另一个物体,而另一个物体也可能以匀速、匀加速或匀减速运动。显然,两个物体以变速运动,尤其是其中一个物体减速时的情况更为复杂。xrN物理好资源网(原物理ok网)

虽然“追赶”有临界条件,即距离相等或速度相等,但还需要考虑减速运动的物体在“追赶”之前停止的情形。除利用数学方法外,这类问题的解法往往可以通过相对运动(即以一个物体为参照物)并制作“Vt”图来快速而明确地得到,这样不仅节省了考试时间,还拓展了思维。xrN物理好资源网(原物理ok网)

值得一提的是,最难的传送带问题也可以归为“追逐相遇型”。此外,在处理做圆周运动的物体追逐问题时,会用到相对运动的方法。例如,两颗处于不同轨道的人造卫星在某一时刻彼此距离最近,当问到它们何时开始相距最远时,方法是认为高轨道卫星静止,低轨道卫星以两者角速度差的角速度运动,两者开始相距最远的时间,等于低轨道卫星以两者角速度差的角速度转过半圈的时间。xrN物理好资源网(原物理ok网)

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