高中曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)教案
發(fā)表時(shí)間:2021-02-1820xx高三物理復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn):直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
20xx高三物理復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn):直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
1)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
1.平均速度V平=s/t(定義式)2.有用推論Vt2-Vo2=2as
3.中間時(shí)刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at
5.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a0;反向則a0}
8.實(shí)驗(yàn)用推論Δs=aT2{Δs為連續(xù)相鄰相等時(shí)間(T)內(nèi)位移之差}
9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時(shí)間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。
注:
(1)平均速度是矢量;
(2)物體速度大,加速度不一定大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式;
(4)其它相關(guān)內(nèi)容:質(zhì)點(diǎn)、位移和路程、參考系、時(shí)間與時(shí)刻〔見(jiàn)第一冊(cè)P19〕/s--t圖、v--t圖/速度與速率、瞬時(shí)速度〔見(jiàn)第一冊(cè)P24〕。
2)自由落體運(yùn)動(dòng)www.lvshijia.net
1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計(jì)算)4.推論Vt2=2gh
注:
(1)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),遵循勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
(3)豎直上拋運(yùn)動(dòng)
1.位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點(diǎn)算起)
5.往返時(shí)間t=2Vo/g(從拋出落回原位置的時(shí)間)
注:
(1)全過(guò)程處理:是勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),以向上為正方向,加速度取負(fù)值;
(2)分段處理:向上為勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),向下為自由落體運(yùn)動(dòng),具有對(duì)稱(chēng)性;
(3)上升與下落過(guò)程具有對(duì)稱(chēng)性,如在同點(diǎn)速度等值反向等。
相關(guān)閱讀
20xx高考物理復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn):直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
20xx高考物理復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn):直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
1.機(jī)械運(yùn)動(dòng):一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置的改變叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)稱(chēng)運(yùn)動(dòng),它包括平動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式。為了研究物體的運(yùn)動(dòng)需要選定參照物(即假定為不動(dòng)的物體),對(duì)同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),所選擇的參照物不同,對(duì)它的運(yùn)動(dòng)的描述就會(huì)不同,通常以地球?yàn)閰⒄瘴飦?lái)研究物體的運(yùn)動(dòng)。
2.質(zhì)點(diǎn):用來(lái)代替物體的只有質(zhì)量沒(méi)有形狀和大小的點(diǎn),它是一個(gè)理想化的物理模型。僅憑物體的大小不能做視為質(zhì)點(diǎn)的依據(jù)。
3.位移和路程:位移描述物體位置的變化,是從物體運(yùn)動(dòng)的初位置指向末位置的有向線(xiàn)段,是矢量。路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,是標(biāo)量。
路程和位移是完全不同的概念,僅就大小而言,一般情況下位移的大小小于路程,只有在單方向的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中,位移的大小才等于路程。
4.速度和速率
(1)速度:描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量是矢量。
①平均速度:質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間(或位移)的平均速度v,即v=s/t,平均速度是對(duì)變速運(yùn)動(dòng)的粗略描述。
②瞬時(shí)速度:運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度,方向沿軌跡上質(zhì)點(diǎn)所在點(diǎn)的切線(xiàn)方向指向前進(jìn)的一側(cè)。瞬時(shí)速度是對(duì)變速運(yùn)動(dòng)的精確描述。
(2)速率:①速率只有大小,沒(méi)有方向,是標(biāo)量。
②平均速率:質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程和所用時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間內(nèi)的平均速率。在一般變速運(yùn)動(dòng)中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在單方向的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),二者才相等。
5.加速度
(1)加速度是描述速度變化快慢的物理量,它是矢量。加速度又叫速度變化率。
(2)定義:在勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中,速度的變化Δv跟發(fā)生這個(gè)變化所用時(shí)間Δt的比值,叫做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的加速度,用a表示。
20xx高考物理二輪復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)
(3)方向:與速度變化Δv的方向一致。但不一定與v的方向一致。
[注意]加速度與速度無(wú)關(guān)。只要速度在變化,無(wú)論速度大小,都有加速度;只要速度不變化(勻速),無(wú)論速度多大,加速度總是零;只要速度變化快,無(wú)論速度是大、是小或是零,物體加速度就大。
6.勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
(1)定義:在任意相等的時(shí)間內(nèi)位移相等的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)叫做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
(2)特點(diǎn):a=0,v=恒量。(3)位移公式:S=vt。
7.勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
(1)定義:在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化相等的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)叫勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
20xx高考物理二輪復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)
以上各式均為矢量式,應(yīng)用時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向,然后把矢量化為代數(shù)量求解,通常選初速度方向?yàn)檎较?,凡是跟正方向一致的取?”值,跟正方向相反的取“-”值。
8.重要結(jié)論
(1)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移差值是恒量,即
ΔS=Sn+l-Sn=aT2=恒量
(2)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),在某段時(shí)間內(nèi)的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,即:
20xx高考物理二輪復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)
9.自由落體運(yùn)動(dòng)
(1)條件:初速度為零,只受重力作用。(2)性質(zhì):是一種初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),a=g。
(3)公式:
20xx高考物理二輪復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)
10.運(yùn)動(dòng)圖像
(1)位移圖像(s-t圖像):①圖像上一點(diǎn)切線(xiàn)的斜率表示該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)速度;
②圖像是直線(xiàn)表示物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),圖像是曲線(xiàn)則表示物體做變速運(yùn)動(dòng);
③圖像與橫軸交叉,表示物體從參考點(diǎn)的一邊運(yùn)動(dòng)到另一邊。
(2)速度圖像(v-t圖像):①在速度圖像中,可以讀出物體在任何時(shí)刻的速度;
②在速度圖像中,物體在一段時(shí)間內(nèi)的位移大小等于物體的速度圖像與這段時(shí)間軸所圍面積的值。
③在速度圖像中,物體在任意時(shí)刻的加速度就是速度圖像上所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的切線(xiàn)的斜率。
④圖線(xiàn)與橫軸交叉,表示物體運(yùn)動(dòng)的速度反向。
⑤圖線(xiàn)是直線(xiàn)表示物體做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);圖線(xiàn)是曲線(xiàn)表示物體做變加速運(yùn)動(dòng)。
20xx高考物理知識(shí)點(diǎn)歸納:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
20xx高考物理知識(shí)點(diǎn)歸納:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
一.教學(xué)內(nèi)容:
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是高中物理的重要章節(jié),是整個(gè)物理學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。本章涉及位移、速度、加速度等多個(gè)物理量,基本公式也較多,同時(shí)還有描述運(yùn)動(dòng)規(guī)律的s—t圖象、V—t圖象等知識(shí)。從歷年高考試題的發(fā)展趨勢(shì)看,本章內(nèi)容作為一個(gè)孤立的知識(shí)點(diǎn)單獨(dú)考查的命題并不多,更多的是體現(xiàn)在綜合問(wèn)題中,甚至與力、電場(chǎng)中帶電粒子、磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)體、電磁感應(yīng)現(xiàn)象等結(jié)合起來(lái),作為綜合試題中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)加以體現(xiàn)。為適應(yīng)綜合考試的要求,提高綜合運(yùn)用學(xué)科知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力。同學(xué)們復(fù)習(xí)本章時(shí)要在扎實(shí)掌握學(xué)科知識(shí)的基礎(chǔ)上,注意與其他學(xué)科的滲透以及在實(shí)際生活、科技領(lǐng)域中的應(yīng)用,經(jīng)常用物理視角觀(guān)察自然、社會(huì)中的各類(lèi)問(wèn)題,善于應(yīng)用所學(xué)知識(shí)分析、解決問(wèn)題,尤其是提高解決綜合問(wèn)題的能力。本章多與公路、鐵路、航海、航空等交通方面知識(shí)或電磁學(xué)知識(shí)綜合。
二.夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)
(一)基本概念
1.質(zhì)點(diǎn)——用來(lái)代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。(當(dāng)物體的大小、形狀對(duì)所研究的問(wèn)題的影響可以忽略時(shí),物體可作為質(zhì)點(diǎn)。)
2.速度——描述運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,是位移對(duì)時(shí)間的變化率。
3.加速度——描述速度變化快慢的物理量,是速度對(duì)時(shí)間的變化率。
4.速率——速度的大小,是標(biāo)量。只有大小,沒(méi)有方向。
5.注意勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的區(qū)別。
(二)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)公式
1.常用公式有以下四個(gè):
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
,
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
,
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
(1)以上四個(gè)公式中共有五個(gè)物理量:s、t、a、V0、Vt,這五個(gè)物理量中只有三個(gè)是獨(dú)立的,可以任意選定。只要其中三個(gè)物理量確定之后,另外兩個(gè)就唯一確定了。每個(gè)公式中只有其中的四個(gè)物理量,當(dāng)已知某三個(gè)而要求另一個(gè)時(shí),往往選定一個(gè)公式就可以了。如果兩個(gè)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)有三個(gè)物理量對(duì)應(yīng)相等,那么另外的兩個(gè)物理量也一定對(duì)應(yīng)相等。
(2)以上五個(gè)物理量中,除時(shí)間t外,s、V0、Vt、a均為矢量。一般以V0的方向?yàn)檎较?,以t=0時(shí)刻的位移為零,這時(shí)s、Vt和a的正負(fù)就都有了確定的物理意義。
2.勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中幾個(gè)常用的結(jié)論
①Δs=aT2,即任意相鄰相等時(shí)間內(nèi)的位移之差相等??梢酝茝V到sm—sn=(m-n)aT2
②
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
,某段時(shí)間的中間時(shí)刻的即時(shí)速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度。
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
,某段位移的中間位置的即時(shí)速度公式(不等于該段位移內(nèi)的平均速度)。
可以證明,無(wú)論勻加速還是勻減速,都有
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
。
3.初速度為零(或末速度為零)的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,如果初速度為零,或者末速度為零,那么公式都可簡(jiǎn)化為:
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
,
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
,
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
,
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
以上各式都是單項(xiàng)式,因此可以方便地找到各物理量間的比例關(guān)系。
4.初速為零的勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
①前1s、前2s、前3s……內(nèi)的位移之比為1∶4∶9∶……
②第1s、第2s、第3s……內(nèi)的位移之比為1∶3∶5∶……
③前1m、前2m、前3m……所用的時(shí)間之比為1∶
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
∶
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
∶……
④第1m、第2m、第3m……所用的時(shí)間之比為1∶
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
∶(
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
)∶……
5.自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),豎直上拋運(yùn)動(dòng)是勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),可分向上的勻減速運(yùn)動(dòng)和豎直向下勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
【典型例題】
問(wèn)題1:注意弄清位移和路程的區(qū)別和聯(lián)系。
位移是表示質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量,它是由質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的起始位置指向終止位置的矢量。位移可以用一根帶箭頭的線(xiàn)段表示,箭頭的指向代表位移的方向,線(xiàn)段的長(zhǎng)短代表位移的大小。而路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)的長(zhǎng)度,是標(biāo)量。只有做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)始終朝著一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)時(shí),位移的大小才與運(yùn)動(dòng)路程相等。
[例1]一個(gè)電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)了3圈回到原位置,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中位移大小的最大值和路程的最大值分別是()
A.2R,2R;B.2R,6πR;
C.2πR,2R;D.0,6πR。
分析與解:位移的最大值應(yīng)是2R,而路程的最大值應(yīng)是6πR。即B選項(xiàng)正確。
問(wèn)題2:注意弄清瞬時(shí)速度和平均速度的區(qū)別和聯(lián)系。
瞬時(shí)速度是運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻或某一位置的速度,而平均速度是指運(yùn)動(dòng)物體在某一段時(shí)間
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
或某段位移
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
的平均速度,它們都是矢量。當(dāng)
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
時(shí),平均速度的極限,就是該時(shí)刻的瞬時(shí)速度。
[例2]甲、乙兩輛汽車(chē)沿平直公路從某地同時(shí)駛向同一目標(biāo),甲車(chē)在前一半時(shí)間內(nèi)以速度V1做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),后一半時(shí)間內(nèi)以速度V2做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);乙車(chē)在前一半路程中以速度V1做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),后一半路程中以速度V2做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則()
A.甲先到達(dá)B.乙先到達(dá)C.甲、乙同時(shí)到達(dá)D.不能確定。
分析與解:設(shè)甲、乙車(chē)從某地到目的地距離為S,則對(duì)甲車(chē)有
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
;對(duì)于乙車(chē)有
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
,所以
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
,由數(shù)學(xué)知識(shí)知
:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)
,故t甲
20xx高三物理復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn):簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
20xx高三物理復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn):簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
一、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
基礎(chǔ)目標(biāo)
1、回復(fù)力、平衡位置、機(jī)械振動(dòng)
2、知道什么是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)及物體做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的條件。
3、理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)在一次全振動(dòng)過(guò)程中位移、回復(fù)力、加速度、速度的變化情況。
4、理解簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量的變化。
拔高目標(biāo)
1、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的證明(豎直方向彈簧振子,水面上木塊)。
2、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)與力學(xué)的綜合題型。
3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)周期公式。
【重難點(diǎn)】
重點(diǎn):簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特征及相關(guān)物理量的變化規(guī)律。
難點(diǎn):偏離平衡位置位移的概念及一次全振動(dòng)中各量的變化。
一.新課引入
知識(shí)目標(biāo):引入新的運(yùn)動(dòng)--機(jī)械振動(dòng)
前面已學(xué)過(guò)的運(yùn)動(dòng):
按運(yùn)動(dòng)軌跡分:直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)按速度特點(diǎn)分:勻變速
曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)非勻變速
自然界中還有一種更常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng):機(jī)械振動(dòng)
二.機(jī)械振動(dòng)
在自然界中,經(jīng)常觀(guān)察到一些物體來(lái)回往復(fù)的運(yùn)動(dòng),如吊燈的來(lái)回?cái)[動(dòng),樹(shù)枝在微風(fēng)中的擺動(dòng),下面我們就來(lái)研究一下這些運(yùn)動(dòng)具有什么特點(diǎn)。
這些運(yùn)動(dòng)都有一個(gè)明顯的中心位置,物體或物體的一部分都在這個(gè)中心位置兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這樣的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為機(jī)械振動(dòng)。
當(dāng)物體不再往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),都停在這個(gè)位置,我們把這一位置稱(chēng)為平衡位置。(標(biāo)出平衡位置)
平衡位置是指運(yùn)動(dòng)過(guò)程中一個(gè)明顯的分界點(diǎn),一般是振動(dòng)停止時(shí)靜止的位置,并不是所有往復(fù)運(yùn)動(dòng)的中點(diǎn)都是平衡位置。存在平衡位置是機(jī)械運(yùn)動(dòng)的必要條件,有很多運(yùn)動(dòng),盡管也是往復(fù)運(yùn)動(dòng),但并不存在明顯的平衡位置,所以并非機(jī)械振動(dòng)。
如:拍皮球、人來(lái)回走動(dòng)
注意:在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,平衡位置受力并非一定平衡!如:小球的擺動(dòng)
總結(jié):機(jī)械振動(dòng)的充要條件:1、有平衡位置2、在平衡位置兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
自然界中還有哪些機(jī)械振動(dòng)?
鐘擺、心臟、活塞、昆蟲(chóng)翅膀的振動(dòng)、浮標(biāo)上下浮動(dòng)、鋼尺的振動(dòng)
三.回復(fù)力
1)回復(fù)力
機(jī)械振動(dòng)的物體,為何總是在平衡位置兩側(cè)往復(fù)運(yùn)動(dòng)?
結(jié)論:受到一個(gè)總是指向平衡位置的力
觀(guān)察:振子在平衡位置右側(cè)時(shí),有一個(gè)向左的力,在平衡位置左側(cè)時(shí),有一個(gè)向右的力,這個(gè)力總是促使物體回到平衡位置。
總結(jié):總是指向平衡位置,它的作用是總使振子回復(fù)到平衡位置,這樣的力我們稱(chēng)之為回復(fù)力。
(在平衡位置時(shí),回復(fù)力應(yīng)該為零)
回復(fù)力:使物體返回平衡位置的力,方向總是指向平衡位置。
特點(diǎn):1.是效果力。(按效果命名的力)
2.可以是某個(gè)力,也可以是幾個(gè)力的合力,還可以是某個(gè)力的分力。
2)偏離平衡位置的位移
由于振子總是在平衡位置兩側(cè)移動(dòng),如果我們以平衡位置作為參考點(diǎn)來(lái)研究振子的位移就更為方便。這樣表示出的位移稱(chēng)為偏離平衡位置的位移。它的大小等于物體與平衡位置之間的距離,方向由平衡位置指向物體所在位置。(由初位置指向末位置)用x表示。
偏離平衡位置的位移與某段時(shí)間內(nèi)位移的區(qū)別:偏離平衡位置的位移是以平衡位置為起點(diǎn),以平衡位置為參考位置。
某段時(shí)間內(nèi)的位移,是默認(rèn)以這段時(shí)間內(nèi)的初位置為起點(diǎn)。
四.簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
彈簧振子。一個(gè)滑塊通過(guò)一個(gè)彈簧連在底座上,底座上有許多小孔,和一個(gè)皮管相連,對(duì)著皮管吹氣,底座上噴出的氣流會(huì)使振子浮在底座上方,從而達(dá)到減小摩擦的作用,和前面的氣墊導(dǎo)軌相似。
演示:彈簧振子的運(yùn)動(dòng),結(jié)論:是機(jī)械振動(dòng)。
樹(shù)枝的振動(dòng),沒(méi)有什么規(guī)律可循,而彈簧的振動(dòng)具有規(guī)律性。接下來(lái)研究彈簧振子振動(dòng)的規(guī)律。
對(duì)彈簧振子振動(dòng)規(guī)律的研究:
1、彈簧振子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中F與x之間的關(guān)系。
大小關(guān)系:根據(jù)胡克定律,F(xiàn)=k|x|
方向關(guān)系:F與x方向相反,取定一正方向后可得,F(xiàn)=-kx
總結(jié):F=-kx
2、彈簧振子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各物理量的變化情況分析
結(jié)合右圖分析振子在一次全振動(dòng)中回復(fù)力F、偏離平衡位置的位移x、加速度a、速度V的大小變化情況及方向。
1)A→Ox↓,方向由O向A
F↓,方向由A向O
a↓,方向由A向O
V↑,方向由O向A
振子做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)A′OA
2)在O位置,x=0,F(xiàn)=0,a=0,V最大;
3)O→A′x↑,方向由O向A′
F↑,方向由A′向O
a↑,方向由A′向O
V↓,方向由O向A′
振子做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng)
4)在A′位置,x最大,F(xiàn)最大,a最大,V=0
5)A′→Ox↓,方向由O向A′
F↓,方向由A′向O
a↓,方向由A′向O
V↑,方向由O向A′
振子做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)
6)在O位置,x=0,F(xiàn)=0,a=0,V最大;
7)O→Ax↑,方向由O向A
F↑,方向由A向O
a↑,方向由A向O
V↓,方向由O向A
振子做加速度不斷增大的減速運(yùn)動(dòng)
8)在A位置,x最大,F(xiàn)最大,a最大,V=0
3、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)定義
彈簧振子由于偏離平衡位置的位移和回復(fù)力具有明顯的對(duì)稱(chēng)性,導(dǎo)致其速度、加速度等都具有明顯的對(duì)稱(chēng)性,形成的運(yùn)動(dòng)是一種簡(jiǎn)單而和諧的運(yùn)動(dòng)。我們稱(chēng)之為簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
定義:物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比,方向總是指向平衡位置的平衡位置的回復(fù)力作用下的振動(dòng)叫簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
條件:1.有回復(fù)力。2.F=-kx
證明豎直方向的彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
證明步驟:1、找平衡位置
2、找回復(fù)力
3、找F=kx
4、找方向關(guān)系
五、課堂小結(jié)
概念:機(jī)械振動(dòng)、回復(fù)力、平衡位置、偏離平衡位置的位移、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
方法:如何證明某個(gè)運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
六、思考題
1、試證明水面上木塊的振動(dòng)是簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
2、試證明:A木塊降到最低點(diǎn)時(shí)加速度大于重力加速度g
(一)3、如圖,m和M兩木塊通過(guò)彈簧連接,現(xiàn)將m用力下壓,欲使m彈起時(shí),剛好M對(duì)地面壓力為0,m應(yīng)下壓的距離是多少?(彈簧的勁度系數(shù)為k)
20xx高三物理復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)
20xx高三物理復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)
一、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(1)------直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
1)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
1.平均速度V平=s/t(定義式)2.有用推論Vt2-Vo2=2as
3.中間時(shí)刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at
5.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]6.位移s=V平t=Vot+at=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a0;反向則a0}
8.實(shí)驗(yàn)用推論Δs=aT2{Δs為連續(xù)相鄰相等時(shí)間(T)內(nèi)位移之差}
9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時(shí)間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。
注:
(1)平均速度是矢量;
(2)物體速度大,加速度不一定大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式;
(4)其它相關(guān)內(nèi)容:質(zhì)點(diǎn)、位移和路程、參考系、時(shí)間與時(shí)刻〔見(jiàn)第一冊(cè)P19〕/s--t圖、v--t圖/速度與速率、瞬時(shí)速度〔見(jiàn)第一冊(cè)P24〕。
2)自由落體運(yùn)動(dòng)
1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt(從Vo位置向下計(jì)算)4.推論Vt2=2gh
注:
(1)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),遵循勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
(3)豎直上拋運(yùn)動(dòng)
1.位移s=Vot-gt2.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs4.上升最大高度Hm=Vog(拋出點(diǎn)算起)
5.往返時(shí)間t=2Vo/g(從拋出落回原位置的時(shí)間)
注:
(1)全過(guò)程處理:是勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),以向上為正方向,加速度取負(fù)值;
(2)分段處理:向上為勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),向下為自由落體運(yùn)動(dòng),具有對(duì)稱(chēng)性;
(3)上升與下落過(guò)程具有對(duì)稱(chēng)性,如在同點(diǎn)速度等值反向等。
二、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(2)----曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力
1)平拋運(yùn)動(dòng)
1.水平方向速度:Vx=Vo2.豎直方向速度:Vy=gt
3.水平方向位移:x=Vot4.豎直方向位移:y=gt
5.運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=(2y/g)(通常又表示為(2h/g))
6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)=[Vo2+(gt)2]
合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7.合位移:s=(x2+y2),
位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8.水平方向加速度:ax=0;豎直方向加速度:ay=g
注:
(1)平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度為g,通常可看作是水平方向的勻速直線(xiàn)運(yùn)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合成;
(2)運(yùn)動(dòng)時(shí)間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無(wú)關(guān);
(3)θ與β的關(guān)系為tgβ=2tgα;
(4)在平拋運(yùn)動(dòng)中時(shí)間t是解題關(guān)鍵;(5)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體必有加速度,當(dāng)速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線(xiàn)上時(shí),物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。
2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)
1.線(xiàn)速度V=s/t=2πr/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期與頻率:T=1/f6.角速度與線(xiàn)速度的關(guān)系:V=ωr
7.角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系ω=2πn(此處頻率與轉(zhuǎn)速意義相同)
8.主要物理量及單位:弧長(zhǎng)(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);轉(zhuǎn)速(n):r/s;半徑(r):米(m);線(xiàn)速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
注:
(1)向心力可以由某個(gè)具體力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直,指向圓心;
(2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,其向心力等于合力,并且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動(dòng)能保持不變,向心力不做功,但動(dòng)量不斷改變。
3)萬(wàn)有引力
1.開(kāi)普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質(zhì)量無(wú)關(guān),取決于中心天體的質(zhì)量)}
2.萬(wàn)有引力定律:F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線(xiàn)上)
3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2{R:天體半徑(m),M:天體質(zhì)量(kg)}
4.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r);ω=(GM/r3);T=2π(r3/GM){M:中心天體質(zhì)量}
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)=(GM/r地)=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
6.地球同步衛(wèi)星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑}
注:
(1)天體運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力提供,F向=F萬(wàn);
(2)應(yīng)用萬(wàn)有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等;
(3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空,運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同;
(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時(shí),勢(shì)能變小、動(dòng)能變大、速度變大、周期變小(一同三反);
(5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9km/s。
三、力(常見(jiàn)的力、力的合成與分解)
1)常見(jiàn)的力
1.重力G=mg(方向豎直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用點(diǎn)在重心,適用于地球表面附近)
2.胡克定律F=kx{方向沿恢復(fù)形變方向,k:勁度系數(shù)(N/m),x:形變量(m)}
3.滑動(dòng)摩擦力F=μFN{與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,μ:摩擦因數(shù),F(xiàn)N:正壓力(N)}
4.靜摩擦力0≤f靜≤fm(與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反,fm為最大靜摩擦力)
5.萬(wàn)有引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線(xiàn)上)
6.靜電力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109N?m2/C2,方向在它們的連線(xiàn)上)
7.電場(chǎng)力F=Eq(E:場(chǎng)強(qiáng)N/C,q:電量C,正電荷受的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相同)
8.安培力F=BILsinθ(θ為B與L的夾角,當(dāng)L⊥B時(shí):F=BIL,B//L時(shí):F=0)
9.洛侖茲力f=qVBsinθ(θ為B與V的夾角,當(dāng)V⊥B時(shí):f=qVB,V//B時(shí):f=0)
注:
(1)勁度系數(shù)k由彈簧自身決定;
(2)摩擦因數(shù)μ與壓力大小及接觸面積大小無(wú)關(guān),由接觸面材料特性與表面狀況等決定;
(3)fm略大于μFN,一般視為fm≈μFN;
(4)其它相關(guān)內(nèi)容:靜摩擦力(大小、方向)〔見(jiàn)第一冊(cè)P8〕;
(5)物理量符號(hào)及單位B:磁感強(qiáng)度(T),L:有效長(zhǎng)度(m),I:電流強(qiáng)度(A),V:帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C);
(6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。
2)力的合成與分解
1.同一直線(xiàn)上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)(余弦定理)F1⊥F2時(shí):F=(F12+F22)
3.合力大小范圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,F(xiàn)y=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)
注:
(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;
(2)合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作圖法求解,此時(shí)要選擇標(biāo)度,嚴(yán)格作圖;
(4)F1與F2的值一定時(shí),F1與F2的夾角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直線(xiàn)上力的合成,可沿直線(xiàn)取正方向,用正負(fù)號(hào)表示力的方向,化簡(jiǎn)為代數(shù)運(yùn)算。
四、動(dòng)力學(xué)(運(yùn)動(dòng)和力)
1.牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律(慣性定律):物體具有慣性,總保持勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止
2.牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}
3.牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律:F=-F′{負(fù)號(hào)表示方向相反,F、F′各自作用在對(duì)方,平衡力與作用力反作用力區(qū)別,實(shí)際應(yīng)用:反沖運(yùn)動(dòng)}
4.共點(diǎn)力的平衡F合=0,推廣{正交分解法、三力匯交原理}
5.超重:FNG,失重:FNr}
3.受迫振動(dòng)頻率特點(diǎn):f=f驅(qū)動(dòng)力
4.發(fā)生共振條件:f驅(qū)動(dòng)力=f固,A=max,共振的防止和應(yīng)用〔見(jiàn)第一冊(cè)P175〕
5.機(jī)械波、橫波、縱波〔見(jiàn)第二冊(cè)P2〕
6.波速v=s/t=λf=λ/T{波傳播過(guò)程中,一個(gè)周期向前傳播一個(gè)波長(zhǎng);波速大小由介質(zhì)本身所決定}
7.聲波的波速(在空氣中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(聲波是縱波)
8.波發(fā)生明顯衍射(波繞過(guò)障礙物或孔繼續(xù)傳播)條件:障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小,或者相差不大
9.波的干涉條件:兩列波頻率相同(相差恒定、振幅相近、振動(dòng)方向相同)
10.多普勒效應(yīng):由于波源與觀(guān)測(cè)者間的相互運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致波源發(fā)射頻率與接收頻率不同{相互接近,接收頻率增大,反之,減小〔見(jiàn)第二冊(cè)P21〕}
注:
(1)物體的固有頻率與振幅、驅(qū)動(dòng)力頻率無(wú)關(guān),取決于振動(dòng)系統(tǒng)本身;
(2)加強(qiáng)區(qū)是波峰與波峰或波谷與波谷相遇處,減弱區(qū)則是波峰與波谷相遇處;
(3)波只是傳播了振動(dòng),介質(zhì)本身不隨波發(fā)生遷移,是傳遞能量的一種方式;
(4)干涉與衍射是波特有的;
(5)振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象;
(6)其它相關(guān)內(nèi)容:超聲波及其應(yīng)用〔見(jiàn)第二冊(cè)P22〕/振動(dòng)中的能量轉(zhuǎn)化〔見(jiàn)第一冊(cè)P173〕。
六、沖量與動(dòng)量(物體的受力與動(dòng)量的變化)
1.動(dòng)量:p=mv{p:動(dòng)量(kg/s),m:質(zhì)量(kg),v:速度(m/s),方向與速度方向相同}
3.沖量:I=Ft{I:沖量(N?s),F(xiàn):恒力(N),t:力的作用時(shí)間(s),方向由F決定}
4.動(dòng)量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo{Δp:動(dòng)量變化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
5.動(dòng)量守恒定律:p前總=p后總或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
6.彈性碰撞:Δp=0;ΔEk=0{即系統(tǒng)的動(dòng)量和動(dòng)能均守恒}
7.非彈性碰撞Δp=0;0ΔEKΔEKm{ΔEK:損失的動(dòng)能,EKm:損失的最大動(dòng)能}
8.完全非彈性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm{碰后連在一起成一整體}
9.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發(fā)生彈性正碰:
v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2)v2′=2m1v1/(m1+m2)
10.由9得的推論-----等質(zhì)量彈性正碰時(shí)二者交換速度(動(dòng)能守恒、動(dòng)量守恒)
11.子彈m水平速度vo射入靜止置于水平光滑地面的長(zhǎng)木塊M,并嵌入其中一起運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能損失
E損=mvo-(M+m)vt=fs相對(duì)