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高考重点物理知识归纳之动量和能量。

发布时间: 2019-05-09  分类: 浏览次数:0次

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  1.力的三种效应:

  牛顿瞬变力第二定律(A代)f=ma和运动状态的变化

  时间累积效应(冲量)i=ft,动量变化动量定理

  空间累积效应(功完成)动能定理

  2。动量观点:动量:pxmv=脉冲:i=Ft

  动量定理:内容:施加在物体上的外力的冲动等于其动量的变化。

  公式:f组合t=mv‘mv’-mv(力分析和正向调节是解决问题的关键)

  I = F + T = F1t1 + F2t2 + -- = P = P end-P beginning = MV end-MV beginning

  动量守恒定律:内容,守恒条件,不同的表述和意义:;

  P‘(系统相互作用前的总动量P等于相互作用后的总动量P’)

  ΔP= 0(系统总动量变化为0)

  如果交互系统由两个物体组成,动量守恒的具体表达式是

  p1+p2=p1′+p2′(系统交互前的总动量等于交互后的总动量)

  M1V1m2V2m1V1m2V2‘

  ΔP‘-ΔP’(两体动量变化相等,方向相反)

  实际应用如下:m1 v1 m2v2=;0=m1v1+m2v2 m1v1m2v2=(m1+m2)v。

  如果一个物体以动量(P)运动,获得了大小相等、方向相反的动量(P),则是该物体静态或反向运动的临界条件。也就是说,p+(-p)0

  注意理解四个特征:系统性、矢量性、同时性和相对性

  向量:对于一维情形,首先选择某一方向为正方向,速度方向与同一速度的正方向为正,反之,取负向,向量运算简化为代数运算。

  相对论:所有的速度都必须相对于相同的惯性参照系。

  同时性:表达式中的v1和v2必须是相互作用前同时的瞬时速度,v1‘和v2‘必须是相互作用后同时的瞬时速度。

  解决问题的步骤:选择对象,定界过程;力分析。所选对象和进程符合哪些规则?用哪种形式的柱方程(首先,要指明正方向)来求解和讨论结果。

  3.功与能观点:

  (适用于计算恒力功)1理解正功、零功和负功2是能量转换的度量

  W=P·t(p=Fv)幂:P=(t时刻内力对物体的平均功率)P=Fv

  (F是牵引力,不是外力;V是瞬时速度,P是瞬时功率;V是平均速度,P是平均功率;当P固定时,F与V成正比)。

  动能:EK =重力势能Ep = mgh(所有势能与零势能面的选择有关)

  动能定理:物体受到外力的总功等于其动能的变化(增量)。

  公式:W=W~(1)+W~(2+)。+Wn=Ek=Ek2-Ek1=

  机械能守恒定律:机械能=动能+重力势能+弹性势能(条件:只有系统的内部重力或弹性力起作用)。

  守恒条件:(功角)只有重力,弹性功;(能量转换角)只有动能和势能之间的转换。

  “只有重力作用”并不意味着“仅仅是通过引力”。在此过程中,对象可能受到其他力的影响。只要这些力不起作用,或者所做工作的代数和为零,就可以认为它是“只有重力作用”。

  公式:e1=e2(先确定零电位面)p减(或增加)=e增加(或减少)ea减(或增加)=eb增加(或减少)

  Mgh1+或Ep减=Ek增加

  除重力和弹簧弹性功外,其他力也会改变机械能;滑动摩擦和空气阻力做功W=fd距离E内能(加热)

  4。功能关系:功与能的关系:功是能量转换的量度。有两个意思:

  (1)工作过程是能量转换的过程,(2)完成的工作量决定了可以转换的能量,即工作量是能量转换的量度。

  强调了功是一个过程量,对应于一个位移周期(一个时间段),能量是一个状态量,对应于一个时刻。两个单位都是一样的(都是J),但我们不能说功就是能量,也不能说“功变成能量”。

  工作过程是物体能量转化的过程。做多少工作会改变能量的大小。工作是能量转换的一种衡量标准。

  (1)动能定理与外力对物体所做的总功相结合,等于物体动能的增量。那是,

  (2)与势能有关的作用力所做的功导致与势能有关的势能发生变化,以作重力的正功,而重力的势能则减小,当重力作负功时,重力势能增加。重力对物体所做的功等于物体重力势能增量的负值。即WG=EP1-EP2=-ΔEP

  弹簧弹力正在做正向工作,弹性势能降低;弹性力是负性的,弹性势能增加。

  弹性力对物体所做的功等于弹性势能增量的负值。也就是说,w弹性力=ep1-ep2=-ep

  分子力分子力对分子所做的功=分子势能增加的负值

  电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电位能增加。注:正负电荷和运动方向

  电场力对电荷所做的功=电荷的电位能增量的负值。

  (3)机械能变化的原因除了重力以外的其他力(弹簧力)对物体的作用=物体的机械能增量WF = E2 - E1 =ΔE

  当由重力(或弹簧弹性)以外的力对物体所做的功为零时,就会发生机械能守恒。

  (四)在只工作重力和弹簧弹性,动能和势能可以互相转换,但机械能总量不变的物质系统中,机械能守恒定律。也就是说,ek2+ep2=ek1+ep1,或δek=-δep

  (5)静摩擦做功的特点:(1)静摩擦既可以做正功,也可以做负功,但也不能做功;

  (2)在利用静摩擦做功的过程中,只有机械能相互传递,而机械能与其它形式的能量之间没有转化。静摩擦只起到传递机械能的作用;

  (3)在相互摩擦的系统中,系统上一对静摩擦力的工作总和总是等于零。

  (6)滑动摩擦力的工作特性

  “摩擦产生的热量”(1)滑动摩擦可以做正功,也可以做负功,也可以不做正功;

  滑动摩擦力与物体之间的相对距离的乘积,即一对滑动摩擦力所做的功。

  (2)在有摩擦的系统中,一对滑动摩擦力对系统所做的功之和总是负值。

  它的大小是:W = - fS relative = Q在对系统进行工作的过程中,系统的机械能转换成其他形式的能量,

  (s是相对于相互摩擦的物体的相对位移;如果相对运动是往复运动,s是相对于相对运动的距离。)

  (7)一对力和反作用力做功的特性(1)当力做正功时,反作用力可以做正功,也可以做负功,也可以不做正功;当力做负功而不做功时,反作用力也是相同的。

  (2)一对力和反作用力对系统所做的功之和可以是正功、负功或零。

  (8)热学

  外界对气体所做的功与外界气体所吸收的热量之和,热量之和q=气体内能的变化W,q=U(热力学第一定律,能量转换守恒定律)。

  (9)电场力工作W = qu = qEd = F电动SE(独立于路径)

  (10)纯电阻电路中的电流功(1)(电流功率=电阻的热功率)

  (2)在电解槽电路中,电流产生的功率=电阻加热功率+转化为化学能的功率

  (3)在电机电路中,电流的功率是电阻加热功率和输出机械功率的总和。

  P电源t=UIT=+E OTHER;W=IUT

  (11)安培力完成的工作安培力工作对应于电能和其他能量形式的相互转换,即W An =△E电,

  安培力做正功,对应于电能转化为其他形式的能量(如电机模型);

  克服安培力做功对应于转换成电能的其他形式的能量(如发电机模型);

  安培力所做功的绝对值等于电能的转换值,W/F_d=Bild的内能(加热)等于电能的转换量;安培力的功的绝对值等于电能的转换值,而W/F_d=Bild的内能(加热)等于电能的转换值。

  (12)罗仑兹力从不工作。罗仑兹力只是改变了速度的方向。

  (13)光子能量:E光sub =hγ;光束E光= N×hγ(N指光子数)

  在光电效应中,光子能量h gamma=w+

  (14)原子物理学原子辐射光子能量hγ=e初始-e末端,原子吸收光子能量hγ=e终端-e一级

  爱因斯坦质能方程:E=mc2

  (15)能量转换和守恒定律在由参与相互作用的所有物体组成的每个系统的能量的价值和形式上可能有所不同,但系统中所有物体的所有形式能量之和保持不变。

  能量和能量之间的关系贯穿整个物理学。分类如下:共同工作与相应能源之间的关系

  力功与能量的一些常见定量关系

  有作用的力的类型,正负能量的变化。

  1重力Mg+重力势能EP降低mGH=-ΔEP

  – 增加

  2弹性力kx+弹性势能E弹性折减W弹性=-ΔE弹性

  – 增加

  3分子力F分子+分子势能E分子减少W分子力=ΔE分子

  – 增加

  (4)电场力eq+势能e势降低qu=e势

  – 增加

  5滑动摩擦力f--内能q增加fs相对=q

  6感应电流安培力F-电能E增加W安培力=ΔE电

  7合力F+动能Ek增加W=ΔEk

  – 减小

  除重力以外的8个力F +机械能E机械增加WF =ΔE机械

  – 减小

  5。工作方法:单位:J ev=1.9*10-19 J degree=kWh=3.6*106 J 1U=931.5 mev

  力学:1w=fscosα2w=p·t(p==fv)

  (3)动能定理W=W1+W2+。+Wn=ΔEK=E端-E首字母(W可以使用不同的属性工作)

  4。能量转换的主要形式(容易被忽视)如下:整个高中物理习惯性渗透的主线。

  重力作用------测量------重力势能的变化电场力的作用----测量------势能的变化

  分子力功——测量——分子势能的变化和外力功——测量——动能的变化

  除了重力和弹簧的弹性功外,其他力也能改变机械能;摩擦和空气阻力在距离内也能达到w=fd(热)

  功的特性与势能有关,如重力、弹性力、分子力、电场力等,它们的做功与路径无关,只与起点和终点位置有关。

  理解了“功是能量转换的一种度量”的基本概念。

  (1)物体的动能增量通过外力作用的总功来测量:W =ΔEk,这是动能定理。

  (2)物体的重力势能增量是通过重力的功来测量的:wg=-ep,这是势能定理。

  (3)物体机械能的增量是由重力以外的力所做的功测量的:w=δe机,(w代表重力以外的力所做的功),也就是机械能定理。

  4当W=0时,它表明只有引力做功,所以系统的机械能是守恒的。

  (5)为反作用力的摩擦力而作的一组功,用来测量系统因摩擦而产生的机械能,即系统增加的内能。fd=q(d是这两个物体之间的相对行程)。

  ⊙热学:ΔE= Q + W(热力学第一定律)

  电:wab=quab=f电de=qede动能(导致势能变化)

  W=Qu=UIT=I2Rt=U2t/R q=I2Rt

  Ei(Rr)=u外部+u内部=u外部+ir P电源t=UIT+E其他P电源=IE=I U+I2Rt

  磁性:安培力功W/F A d=图片内能(发热)

  ⊙光学:单光子能量E =hγ一束光能量E total =Nhγ(N是光子数)

  光电效应=hgam-w0跃迁规则:hgam=末端e初始辐射或吸收光子

  <unk&GT;原子:定性能量方程:e=mc 2δe=δmc 2注意单位的转换

  车辆的启动问题:具体的变化过程可以用下面的示意图来表示。关键是发动机的功率是否达到额定功率。

  主要研究结果如下:(1)在额定功率启动时,由于牵引力随速度的增加而减小,所以必须是可变加速度运动。该解不能用匀速运动定律来求解。

  (2)加速度恒定时要特别注意恒定牵引力。当功率随速度增加到预定功率(均匀加速结束时的速度)时,它不是汽车的最大速度。之后,汽车仍然需要加速额定功率下的加速度(此阶段类似于额定功率启动),直到速度在a = 0时达到最大值。

  动量守恒:

  内容:如果一个相互作用的物体系统不受外力作用,或者它们所受外力之和为零,那么它的总动量不变。

  (研究对象:由两个或两个以上相互作用的物体组成的系统)

  守恒条件:1系统不受外力的影响。(理想化条件)

  2系统受外力作用,外力为零。

  3系统受外力作用,外力不为零,但外力远小于物体之间的相互作用力。

  (4)系统合力在一个方向上为零,动量在这个方向上保持不变。

  5系统在整个过程的某一阶段的外力为零,系统的动量在该阶段守恒。

  也就是说,原来的连通系统是均匀的或静态的(外力为零),在整体分离后,在某一阶段的外力仍然为零,动量守恒可以利用。

  不同的表达和意义:;(各种表达的汉语意义)

  在实践中,有应用:m1v1 + m2v2 =; 0 = m1v1 + m2v2 m1v1 + m2v2 =(m1 + m2)v

  注意理解四个特征:系统性、矢量性、同时性和相对性

  系统的:研究对象是一个系统,研究是一个过程

  向量:当向量不在同一条直线上时进行向量运算;当在同一条直线上取正方向时,在代数运算中引入正负号。

  同步性:v1和v2是相互作用前同一时刻的速度,v1‘和v2’是相互作用后的同一时间的速度。

  同源:每个速度必须相对于同一参照系

  解决问题的步骤:选择对象,定界过程;力分析。所选对象和进程符合哪些规则?用什么形式的柱方程(首先,指定正方向)来求解和讨论结果。

  碰撞模型:特征和注意点:

  (1)动量守恒;(2)碰撞后动能不能太大;

  (3)经过一对追逐和碰撞后,碰撞后物体的速度不能大于前面物体的速度。

  M1v1 + m2v2 =(1)

  (2 )

  记住这一结论将使综合问题的解决变得容易。通过讨论两个品质,我们可以。

  “一静”弹性碰撞定律:即m 2v 2=0;=0入(1),(2)

  动量守恒:m1v1m2v2m1v1m2v2‘动能守恒:m1v12+m2v22=m1v1’2+m2v2‘2

  同时可解性:v_1=(活动球速度的下限)v_2=(球速度的上限)

  讨论(1):

  当m1> m2,v1‘> 0时,v2‘> 0 v1‘与v1方向一致;当m1 >> m2,v1‘≈v1,v2‘≈2v1(高射炮)

  当m1=m2,v1‘=0,v2‘=v1时,即m1与m2之间的汇率

  当m10v2‘与v1在同一方向上;当m10v2‘>v2’>v2‘.

  讨论(2):获得最大速度、动量和动能的条件如下。

  a。当m1>m2,v2‘≈2v1时,初始速度v1是确定的。

  B.当m1 << m2,p2‘≈2m1v1= 2p1时,初始动量p1是常数,如p2‘= m2v2‘=所示。

  c.初始动能ek1是确定的。当m1=m2时,ek2‘=ek1

  完全无弹性的碰撞。(子弹命中方块模型)是高中物理的焦点。

  特点:碰撞后,有一个共同的速度,或两者之间的距离是系统的最大(最小)或最大势能等。

  Mv0+0=(m/M)=(主动球速度上限,球碰撞速度下限)

  = +E损 E损= 一 =

  从上面我们可以讨论有源球和被触球的速度范围。

  

  讨论:(1)E损耗可以用来克服相对运动中的摩擦力,将功转化为内能。

  e损耗=fd相=mg·d相=i=d相=

  2还可转化为弹性势能;3可转化为电势能、电能加热等。(电场力或安培力所作的工作)

  子弹击中木块模型:物理学中最典型的碰撞模型(一定要掌握)

  当子弹穿过块时,两者的速度不相等;当子弹没有突破时,两者的速度是相等的。两种情况的危急情况是:当子弹从块的末端到达另一端时,它相对于块移动。当位移等于块的长度时,两者的速度相等。 

  例如:一个质量为m的子弹以初始速度v 0投射到一个质量为m静止在光滑水平面上的块上,它留在块中,不再发射。弹头穿入机体的深度为d,计算了机体对弹头的平均阻力和机体在该过程中的推进距离。

  分辨率:子弹和块的最终联合运动相当于完全非弹性碰撞。

  从动量的角度来看,当子弹进入块体时,系统的动量是守恒的:

  从能量的角度来看,整个过程损失的所有动能都转化为系统的内能。设平均阻力为f,弹体和木块的位移分别为s1和s2。如图所示,显然存在s1-s2=d。

  子弹动能定理:一

  木块动能定理:二。

  1、2减法:...

  根据能量守恒定律,系统的动能损失应等于系统能量的增加。可以看出,由于相对运动引起的摩擦所产生的热(机械能转化为内能)等于摩擦力的大小与两个物体的相对滑动距离的乘积(由于摩擦力是耗散力,摩擦热的产生与路径有关)。所以距离应该用在这里,而不是位移。

  从上述公式中获得平均阻力并不困难:

  对于块前进的距离s2,可以从上面的2和3中导出:

  从牛顿的运动定律和运动学公式可以得出相同的结论。试着推理。

  由于子弹和木块在恒力作用下均以均匀速度运动,因此位移与平均速度成正比:

  一般来说,所以s2

  整个过程中动能损失量可用公式给出:................................. ... 4

  当子弹的速度很高时,它可能会射穿木块。此时,终态弹头与木块的速度不再相等,但在穿透过程中系统的动量仍然保持不变。系统动能损失仍为Ek=f_d(其中d为木块厚度)。然而,由于终态弹丸和木块的速度不相等,Ek的大小不能用公式4计算。

  在做这样的主题时,必须画好示意图,并在图表上标记各种定量关系和速度符号,以避免在列出方程式时带来错误的数据。

  上述人船模型的前提是系统的初始动量为零。如果系统在相互作用发生前有一定的动量,则不能再使用m1v1=m2v2形式的方程,而应使用(m1+m2)v0=m1v1+m2v2公式。

  要特别注意各种能源的相互转化。

  附:

  高考物理力学中几种计算问题的分析

  高考中几种常见的物理计算类型

  牛顿运动定律的应用和运动学公式(1)的应用一般研究单个物体的周期性运动。

  (2)力的大小是可以确定的,一般只涉及力、速度、加速度、位移和时间的计算,而不涉及功、能量和动量的计算。主要内容如下:(1)运动过程的阶段分析和受力分析。

  (2)用牛顿第二定律求出

  (3)选择最合适的运动学公式,找出位移,速度和时间。

  (4)通常引入速度图像来帮助解决特殊的周期运动或两个物体运动。(1)学习画出运动情况草,分析物体受力情况,确定外力的方向。

  (2)在加速度进行计算后,应根据物体的加速度和减速(即如何添加标志)来确定运动学公式

  (3)通过添加角标来区分不同阶段的物理量。

  应用两个力学定理和两个定律应用两个定理:(1)一般研究单个物体的运动:如果两个物体出现孤立力分析,分别确定公式。

  (2)标题中出现“工作”,“动能”和“增加动能(减少)”等字样,通常涉及工作,力,初始速度,时间和长度的计算。 (1)工作和冲动的正面和负面判断及其表达。

  (2)建立动能定理和动量定理的表达式。

  (3)牛顿第二定律表达式、运动学速度公式和单动量定理表达式完全等价;牛顿第二定律表达式、运动学位移公式和单动能定理完全等价;两个物体的动能表达和系统能量守恒常是等价的。应用时,避免重复列。

  (4)曲线运动一般考虑动能定理的应用,圆周运动一般介绍向心力公式的应用,而匀速直线运动常考察两个定理的应用。主要结果如下:(1)在不确定的情况下,动能中的速度是相对的,动能不能用分量来表示。

  (2)功中的位移应为位置位移,功的正负应根据力与位移方向的夹角来确定,有时重力和电场力所作的正负功也可根据其特性直接判断。

  (3)使用牛顿运动定律和运动学公式通常很麻烦。

  (4)应用动量定理时,应注意选择正方向,按规定的正方向确定力脉冲的正负动量和物体的初、末动量。

  两个定律的应用:(1)一般涉及两个物体的运动

  (2)常有“平滑水平面”(或有“两个物体间大反力”的暗示)、“碰撞”、“动量变化”、“速度”等词,在给定两个物体的质量时,还涉及共同速度、最大伸长(压缩)、最大高度、临界数量等。相对移动距离、动作次数等。主要结果如下:(1)将动量守恒定律应用于系统某一方向的动量守恒定律。

  (2)能量守恒定律(包括机械能守恒定律)常应用于远距离测量、能量和相对距离的计算。

  (3)两个物体质量相等的弹性碰撞,两个物体交换速度。

  (4)两个物体的共同速度常涉及最大值问题。(1)在应用动量守恒定律时,应注意选择正运动方向。

  (二)当系统外力为零时,能量守恒公式必须力求掌握原总能量等于后总能量的特征公式;当外力不为零时,它通常是根据多少功被转换和多少能量可以被定性来计算的。

  (3)对多元函数问题逐个分析,寻找公式规律的意识。

  万有引力定律的应用(一般在多项选择题中)(1)涉及天体的运动,这个题目经常出现“卫星”、“行星”、“地球”、“表面”等词。

  (2)计算卫星的周围速度,周期,加速度,质量和高度

  (3)恒星的表面速度也被称为第一宇宙速度。(1)行星表面上的重力大约等于物体的重力,地面上的重力通常比向心力大得多。

  (2)重力在空气包围时提供向心力。

  (3)物体的重力与纬度和高度有关。当火箭垂直上升(下降)时,我们应该注意距离运动对重力和加速度的影响,而小的垂直抛掷运动不需要考虑这一影响。

  (4)在旋转圆数、两颗卫星的最近(最长距离)和覆盖范围方面,应注意几何角度的联系,以及月球到行星中心的距离与行星半径之间的关系。主要结果如下:(1)在离心力公式中,指出了两天物体在引力定律表达式中的距离r与物体半径r之间的差异和关系。

  (2)双子座星与旋转半径之间的距离往往不同,因此在计算公式时要小心。

  (3)向心力公式中物体的半径R为轨迹的曲率半径。当轨道为椭圆时,曲率半径不一定等于长半轴或短半轴。

  (4)地面上的重力或引力远大于向心力,当空气以均匀的圆周运动环绕地球时,重力或引力等于向心力。


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