【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:曲线运动的突变问题解读
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:力的动态平衡处理方法
年级高三学科物理版本通用版课程标题力的动态平衡处理方法编稿老师刘汝发一校黄楠二校林卉审核张静静本讲内容主要讲解共点力平衡中的动态平衡。
这类问题中物体所受的力有一部分是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,故这是力的平衡问题中的一类难题。
解决这类问题的一般思路是:根据现行高考要求,物体受到的往往是三个共点力,利用三力平衡特点讨论动态平衡问题是力学中一个重点和难点,许多同学因不能掌握其规律而无从下手,本讲将从解题方法上通过例题进行归纳总结,重点熟悉平行四边形定则和三角形定则以及力的平衡规律。
1. 共点力平衡规律(1)三个共点力平衡一定可以构成封闭的首尾顺次连接的矢量三角形。
(2)多个共点力平衡,其中一力的大小与其他力的合力等大反向。
(3)三力平衡,若两力相交于一点,则第三力(力的作用线)必过此交点。
2. 力的平行四边形定则和三角形定则的转化两分力首尾顺次连接,合力由第一个力的首端指向第二个力的末端。
由上图可以看出:F2、F3的合力与F1等大反向。
3. 解题方法图解法、相似三角形法。
方法一:图解法(三角形法)例题1 如图所示,一个重力为G的匀质球放在光滑斜面上,斜面倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住球,使之处于静止状态。
今使板与斜面的夹角β缓慢增大,问:在此过程中,挡板和斜面对球的压力大小如何变化?解析:取球为研究对象,其受力情况如图所示:球受重力G、斜面支持力F1、挡板支持力F2作用。
因为球始终处于平衡状态,故三个力的合力始终为零,将代表三个力的有向线段构成一个封闭的矢量三角形:F1的方向不变,但大小改变,始终与斜面垂直。
F2的大小、方向均改变,随着挡板逆时针转动时,F2的方向也逆时针转动,动态矢量三角形图中已画出的一系列虚线表示变化的F2。
由此可知,F2先减小后增大,F1随β增大而始终减小。
变式训练:小球被轻质细绳系着,斜吊着放在光滑斜面上,小球质量为m,斜面倾角为θ,向右缓慢推动斜面,直到细线与斜面平行,在这个过程中,绳上张力、斜面对小球的支持力的变化情况是怎样的?解析:以小球为研究对象,分析受力如图所示。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:分析系统运动的一把钥匙:动量
本讲讲解分析系统运动的一把钥匙:动量。
用动量的观点分析解决问题是高中物理的三大方法之一,同时这种方法的研究对象是质点组成的系统,因此避开了繁琐的过程分析, 从高考考查的知识点考量,动量和能量的结合是命题重点。
下面就动量的解题规律进行分析和总结。
1. 动量定理(1)研究对象:单个物体或系统; (2)表达式:21F t mv mv =-合;(3)注意事项:矢量式通过规定正方向来转化成标量式; (4)解决问题:求变力的冲量、动量的变化、平均力。
2. 动量守恒定律 (1)表达式p 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 ') ①0=∆p (系统总动量增量为零)②21p p ∆-=∆(相互作用的两个物体组成的系统,两物体动量增量大小相等方向相反) ③'+'=+22112211v m v m v m v m (相互作用的两个物体组成的系统,作用前动量之和等于作用后总动量之和)(2)动量守恒定律的适用条件①系统不受外力或受到的外力之和为零(∑F 合=0);②系统所受的外力远小于内力(F 外<<F 内),则系统动量近似守恒; ③系统某一方向不受外力作用或所受外力之和为零,则系统在该方向上动量守恒(分方向动量守恒)。
(3)动量守恒定律的五个特性 ①系统性应用动量守恒定律时,应明确研究对象是一个至少由两个相互作用的物体组成的系统,同时应确保整个系统的初、末状态的质量相等。
②矢量性系统在相互作用前后,各物体动量的矢量和保持不变。
当各速度在同一直线上时,应选定正方向,将矢量运算简化为代数运算。
③同时性1v 、2v 应是作用前同一时刻的速度,'1v 、'2v 应是作用后同—时刻的速度。
④相对性列动量守恒的方程时,所有动量都必须相对同一惯性参考系,通常选取地球作参考系。
⑤普适性它不但适用于宏观低速运动的物体,而且还适用于微观高速运动的粒子。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:伏安法测电阻丝的电阻率
实验目的1. 学会用伏安法测电阻,测定金属丝的电阻率;2. 练习使用螺旋测微器,会使用常用的电学仪器。
实验原理欧姆定律和电阻定律,用毫米刻度尺测一段金属丝的长度l ,用螺旋测微器测金属丝的直径d ,用伏安法测金属丝的电阻R ,由R =ρl S ,所以金属丝的电阻率ρ=πd 24l R 。
实验器材被测金属丝、毫米刻度尺、螺旋测微器、电压表、电流表、直流电源、电键、滑动变阻器、导线等。
实验步骤1. 用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值d ;2. 依照电路图用导线将器材连好,将滑动变阻器的阻值调至最大;3. 用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的长度,即有效长度,反复测量3次,求出其平均值l ;4. 电路经检查确认无误后,闭合电键S ,改变滑动变阻器滑动片的位置,读出几组相应的电流值和电压值,记入记录表格内;断开电键S ,求出金属丝电阻R 的平均值;5. 将测得的R 、l 、d 值代入电阻率计算公式ρ=RS l =πd 2R4l ,计算出金属丝的电阻率;6. 拆去实验线路,整理好实验器材。
技巧口诀两个定律把ρ定,测U 测I 测直径, l 测量莫松动,为减误差○A 外接, 通过电流要适宜,变阻器使用记心中。
例题1 在“测定金属丝的电阻率”的实验中,所用金属电阻丝的电阻约为30 Ω。
现通过以下实验测量该金属材料的电阻率。
(1)用螺旋测微器测量电阻丝直径,其示数如图所示,则该电阻丝直径的测量值d = mm。
(2)实验中能提供的器材有开关、若干导线及下列器材:电压表V1(量程0~3 V,内阻约3 kΩ)电压表V2(量程0~15 V,内阻约15 kΩ)电流表A1(量程0~100 mA,内阻约5 Ω)电流表A2(量程0~0.6 A,内阻约0.1 Ω)滑动变阻器R1(0~10 Ω)滑动变阻器R2(0~1 kΩ)电源E(电动势为4.5 V,内阻不计)为了便于调节电路并能较准确的测出电阻丝的阻值,电压表应选,电流表应选,滑动变阻器应选。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:绳与杆的受力分析技巧
A. 竖直向上,大小为 mg B. 沿 CB 方向,大小为 mgsin α C. 垂直斜面向上,大小为 mgcos α D. 等于零 解析:以整体为研究对象,由牛顿第二定律可得整体加速度 a=gsinα,对小球进行受力 分析,重力沿斜面分力为小球所受合外力,垂直斜面的分力 mgcosα 与杆对球的弹力平衡。 答案:C
力二力合力为 ma,如图可得:由勾股定理可得其大小 (mg)2 (ma)2 ,方向如图所示:
答案:(1)mg、竖直向上
(2) (mg)2 (ma)2
方向:与竖直夹角的正切值 tanθ= a g
1. 轻绳 (1)轻绳模型的特点
2
“绳”在物理学上是个绝对柔软的物体,它只产生拉力(张力),绳的拉力沿着绳的方 向并指向绳的收缩方向。它不能产生支持作用。
变式一:当小车匀速运动时弹力的大小及方向? 答案:大小等于重力方向,方向竖直向上 变式二:当斜面有摩擦力且小车匀加速运动时弹力的方向? 答案:大小介于 mgcos α—mg 之间的某个值,方向介于垂直 BC 向上到竖直向上之间。
3
1. 如图所示,细绳竖直拉紧,小球和光滑斜面接触,则小球受到的力是 ( )
1
答案:A 思考:若车厢向右加速运动呢?
二、杆模型 例题 2 如图所示,轻杆 AB 下端通过光滑的转轴固定在竖直墙上,上端有一光滑的轻
质小滑轮,一根细绳一端 C 系在墙上,绕过滑轮另一端系一质量为 m 的物体,当 C 端在缓 慢地上移过程中,则杆对滑轮的作用力将( )
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:伏安法测电源电动势和内阻
一、实验目的测定电池的电动势和内电阻。
二、实验原理如图所示,改变R 的阻值,从电压表和电流表中读出几组I 、U 值,利用闭合电路的欧姆定律E U Ir =+可得:1122E U I r E U I r =+⎧⎨=+⎩解得:2112211221I U I U E I I U U r I I -⎧=⎪-⎪⎨-⎪=⎪-⎩测测可求出几组E 、r 值,最后分别算出它们的平均值。
此外,还可以用作图法来处理数据。
由E U Ir =+可变形为:U E I r =-即()U Ir E y kx b =-+=+的形式。
若坐标纸上以I 为横坐标,U 为纵坐标,用测出的几组I 、U 值画出U -I 图象(如图)。
所得直线跟纵轴的交点(y 截距)即为电动势值,跟横轴的交点(x 截距)即为短路电流值,直线斜率的绝对值即为内电阻r 的值。
三、实验器材待测电池,电压表(0-3V ),电流表(0-0.6A ),滑动变阻器(10Ω),电键,导线。
四、实验步骤1. 电流表用0.6A 量程,电压表用3V 量程,按电路图连接好电路。
2. 把变阻器的滑动片移到一端使阻值最大。
3. 闭合电键,调节变阻器,使电流表有明显示数,记录一组数据(I 1、U 1),用同样方法测量几组I 、U 的值。
4. 打开电键,整理好器材。
5. 处理数据,用公式法和作图法两种方法求出电动势和内电阻的值。
五、注意事项1. 为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些,可选用已使用过一段时间的1号干电池。
2. 干电池在大电流放电时,电动势E 会明显下降,内阻r 会明显增大,故长时间放电不宜超过0.3A ,短时间放电不宜超过0.5A 。
因此,实验中不要将I 调得过大,读电表要快,每次读完立即断电。
3. 要测出不少于6组I 、U 数据,且变化范围要大些,用方程组求解时,要将测出的I 、U 数据中,第1和第4为一组,第2和第5为一组,第3和第6为一组,分别解出E 、r 值再取平均值。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:实验验证动量守恒定律
年级高三学科物理版本通用版课程标题实验验证动量守恒定律编稿老师吴宾一校黄楠二校林卉审核张静静本讲内容主要是验证动量守恒定律的实验,本实验属于选修内容的实验,高考考查的难度较低。
本实验的实验方法有多种,以碰撞中的动量守恒为主,实验时注意系统的选择和守恒条件。
一、实验目的1. 验证碰撞中的动量守恒;2. 探究一维弹性碰撞的特点。
二、实验原理如图所示,质量分别为m1和m2的A、B两个小球发生正碰,若碰前m1入射、m2静止,碰撞后两个小球从水平轨道水平飞出做平抛运动且下落高度相同,则飞行时间相等。
若用飞行时间作为单位时间,则小球水平速度在数值上等于小球平抛运动的水平位移,测出小球的质量m1、m2,两球碰撞前后水平运动位移为OP、OM、ON,若m1OP=m1OM+m2ON成立,则可验证动量守恒定律。
三、实验器材斜槽、两个大小相等质量不等的小球、重垂线、白纸、复写纸、天平、刻度尺、圆规。
四、实验步骤1. 用天平测出两个小球的质量m1、m2,选质量大的作为入射球m1。
2. 按如图所示安装好实验装置,使斜槽的末端点切线水平。
3. 在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,当小球落在复写纸上时,便在白纸上留下了小球落地的痕迹。
4. 在白纸上记下重垂线所指的位置O。
5. 先不放上被碰小球,让入射小球从斜槽上同一高度滚下,重复10次。
用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面,圆心P就是小球落点的平均位置。
6. 把被碰小球放在斜槽前端边缘处,让入射小球从原来的高度滚下,使它们发生碰撞,重复实验10次。
用同样的方法标出碰撞后入射小球落点的平均位置M和被碰小球落点的平均位置N。
7. 测量线段OP、OM、ON的长度,将测量数据填入下表中。
实验次数入射小球的质量m1/g被碰小球的质量m2/gOP(cm) OM(cm)ON(cm)碰前动量(/kg m s⋅)碰后动量(/kg m s⋅)12把两小球的质量和相应的数值代入m1OP=m1OM+m2ON,看是否成立。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:巧解双星问题
2(L-r)
得G
M +m L2
= 4 2 T2
L,即
T2=
4 2L3 G(M +m)
则当总质量为 k(M+m),间距为 L′=nL 时,T′= 答案:B
n3 T,选项 B 正确。 k
例题 2 (北京二模)如图所示,质量分别为 m 和 M 的两个星球 A 和 B 在引力作用下 都绕 O 点做匀速圆周运动,星球 A 和 B 两者中心之间的距离为 L,已知 A、B 的中心和 O 三点始终共线,A 和 B 分别在 O 的两侧,引力常量为 G。
所以
r=
(12)1 3来自R5答案:(1) 5GmR 2R
4π R3
(2)
( 12
)
1 3
R
5Gm
5
(答题时间:30 分钟)
1. 天文学家如果观察到一个星球独自做圆周运动,那么就想到在这个星球附近存在着一 个看不见的星体黑洞。星球与黑洞由万有引力的作用组成双星,以两者连线上某点为圆心做 匀速圆周运动,那么( )
例题 1 (山东卷)双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕 其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现,双星系统演化过程中,两星的总
质量、距离和周期均可能发生变化,若某双星系统中两星做圆周运动的周期为 T,经过一段 时间演化后,两星总质量变为原来的 k 倍,两星之间的距离变为原来的 n 倍,则此时圆周运 动的周期为( )
周期为
T,则有
T=
2 πR v
5GmR 2R
R3
T=4π
5Gm
(2)设第二种形式星体之间的距离为 r,则三个星体做圆周运动的半径为
r
R′= 2 cos 30
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:“等效重力场”在电场和重力场的应用
物体仅在重力场中的运动是最常见、最基本的运动,但是对处在匀强电场中的宏观物体而言,它的周围不仅有重力场,还有匀强电场,同时研究这两种场对物体运动的影响,问题就会变得复杂一些。
而重力场提供的重力和电场提供的电场力都是恒力,它们的合力也是恒力,这个合力可以等效成重力场中的重力。
此时,可以把重力场与电场合二为一,用一个全新的“复合场”(可形象地称之为“等效重力场”)来代替,不仅能起到“柳暗花明”的效果,同时也是一种思想方法的体现。
那么,如何实现这一思想方法呢?一、概念的全面类比为了方便后续处理方法的迁移,必须首先搞清“等效重力场”中的部分概念与复合之前的相关概念之间的关系。
具体对应如下:等效重力场重力场、电场叠加而成的复合场等效重力重力、电场力的合力等效重力加速度等效重力与物体质量的比值等效“最低点”物体做自由运动时能处于稳定平衡状态的位置等效“最高点”物体做圆周运动时与等效“最低点”关于圆心对称的位置等效重力势能等效重力大小与物体沿等效重力场方向“高度”的乘积二、处理方法知识的迁移把在重力场中的物体在斜面上的运动、平抛、在竖直面上的圆周运动、单摆运动迁移到匀强电场和重力场组成的复合场中。
“最低点”类问题例题1 如图所示,ab是半径为R的圆的一条直径,该圆处于匀强电场中,匀强电场与圆周在同一平面内。
现在该平面内,将一带正电的粒子从a点以相同的动能抛出,抛出方向不同时,粒子会经过圆周上不同的点,在这些所有的点中,到达c点时粒子的动能最大。
已知∠cab=30°,若不计重力和空气阻力,试求:(1)电场方向与ac 间的夹角θ。
(2)若粒子在a 点时初速度方向与电场方向垂直,则粒子恰好能落在c 点,那么初动能为多大?解析:(1)对这道例题不少同学感到无从下手,其实在重力场中有一个我们非常熟悉的事实:如下图所示,在竖直平面内,从圆周的a 点以相同的动能抛出粒子,抛出方向不同时,粒子会经过圆周上不同的点,在这些所有的点中,到达圆周最低点d 时粒子的动能最大,最低点是过圆心的竖直直径的一点,根据这一事实,我们将电场等效为重力场,那么粒子也应该是在“最低点”时速度最大,所以过圆心作一条过c 点的直径,这就是电场的方向,如下图所示,所以θ=30°。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:高中物理的主线:能量
本讲讲解高中物理的主线:能量。
本讲内容是高考要求熟练掌握的解题方法,同时也是高中物理解决问题的基本方法之一,从能量角度分析解决问题有一种居高临下的感觉,同时符合自然界的守恒定律。
从能量的观点解决问题尤其要分清系统有几种形式的能量参与转化,哪些能量增加,哪些能量减少,然后利用能量守恒定律知增减相等。
1. 约定物理中的能量的增加量(变化量)为末态减初态,ΔE增=E2-E1物理中的能量的减少量为初态减末态,ΔE减=E1-E22. 解题步骤(1)分清有多少形式的能[如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等]在变化;(2)明确哪种形式的能量增加,哪种形式的能量减少,并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式;(3)列出能量守恒关系式:ΔE减=ΔE增。
3. 主线功是能量转化的量度,不同力所做的功对应不同能量的转化,下面是高中阶段主要的功能关系例题1 如图所示,A 物体放在B 物体的左侧,用水平恒力F 将A 拉至B 的右端,第一次B 固定在地面上,F 做功为W 1,产生热量Q 1。
第二次让B 在光滑地面上自由滑动,F 做功为W 2,产生热量为Q 2,则应有( )A. W 1<W 2,Q 1=Q 2B. W 1=W 2,Q 1=Q 2C. W 1<W 2,Q 1<Q 2D. W 1=W 2,Q 1<Q 2解析:当B 固定时,W 1=FL ,Q 1=F f L =μmg ;当B 不固定时,物体A 、B 的位移关系为x A -x B =L ,W 2=Fx A =F (L +x B )>W 1;对A 应用动能定理:(F -F f )x A =ΔA k E对B 应用动能定理:F f x B =ΔBk E两式相加得:Fx A -F f x A +F f x B =ΔA k E +ΔE k所以Q 2=Fx A -ΔA k E -ΔB k E =F f (x A -x B )=F f L =Q 1 答案:A点拨:同学们可以试着用图象法来解决这个问题。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:机车拐弯问题解读
本讲讨论机车拐弯问题中的力和运动问题,首先要搞清拐弯问题中的力学问题,其次搞清实际的物理情景。
思考:铁轨和路面是水平的吗?
1. 火车拐弯中的动力学问题
(1)要想使轮缘与内外轨道间均无相互挤压,转弯速度应满足什么条件?
根据向心力公式r
v m
F 2
=向,火车受力如上图所示,支持力N 的水平分力(即G 与N 的合力)充当向心力,即r v m mg 2
tan =θ,可得θtan gr v =。
(2)当速度大于这一理想值时,轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压?
当v
生向内的侧压力。
(3)当速度小于这一理想值时,轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压?
当v
外侧压力。
(4)若火车车轮无边缘,火车转弯时速度过大或过小将发生以下两种情况:
①速度过大,即v离心运动。
②速度过小,即v向心运动。
2. 汽车转弯中的动力学问题
(1)高速公路上的汽车拐弯问题。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:动态电路的分析技巧
1. 所谓动态就是电路中某些元件(如滑动变阻器的阻值)的变化,会引起整个电路中各部分相关电学物理量的变化。
2. 总电流I和路端电压U随外电阻R的变化规律:当R增大时,I变小,又据U=E-Ir知,U变大。
当R增大到∞时,I=0,U=E(断路);当R减小时,I变大,又据U=E-Ir知,U变小。
当R减小到零时,I=Er,U=0(短路)。
3. 解决这类问题必须根据欧姆定律及串、并联电路的性质进行分析,同时,还要掌握一定的思维方法,如程序法,直观法,极端法,理想化法和特殊值法等。
4. 基本思路是“部分→整体→部分”,从阻值变化的部分入手,由欧姆定律和串、并联电路特点判断整个电路的总电阻,干路电流和路端电压的变化情况,然后再深入到部分电路中,例题1 在如图所示的电路中,R1、R2、R3、R4皆为定值电阻,R5为可变电阻,电源的电动势为E,内阻为r,设电流表A的读数为I,电压表V的读数为U,当R5的滑动触头向a端移动时,判定正确的是()A. I变大,U变小B. I变大,U变大C. I变小,U变大D. I变小,U变小解析:当R5向a端移动时,其电阻变小,整个外电路的电阻也变小,总电阻也变小。
根据闭合电路的欧姆定律EIR r=+知,回路的总电流I变大,内电压U内=Ir变大,外电压U外=E-U内变小,所以电压表的读数变小。
外电阻R1及R4两端的电压U=I(R1+R4)变大。
R5两端的电压,即R2、R3两端的电压为U’=U外-U变小,通过电流表的电流大小为U’/(R2+R3)变小。
答案:D例题2如图所示电路。
电源电阻不能忽略,R1阻值小于变阻器R的总阻值(R1≠)。
当滑动变阻器的滑片P停在变阻器的中点时,电压表V的示数为U,电流表A的示数为I。
则当滑片P向上移动的全过程中()A. 电压表的示数总小于UB. 电流表的示数总大于IC. 电压表的示数先增大后减小D. 电流表的示数先减小后增大解析:此题电路的结构是滑动变阻器滑动端P上部分电阻与R1串联再与滑动端P的下部分电阻并联,这时并联电路再与R2串联,对于左端的并联电路,由于两支路电阻之和一定,当两支路电阻阻值相等时,并联电路总阻值最大。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:用单摆测定当地重力加速度
年 级 高三 学 科 物理 版 本 通用版课程标题 用单摆测定当地重力加速度 编稿老师 吴宾一校黄楠二校林卉审核张静静本讲内容主要是用单摆测定当地重力加速度的实验,本实验属于选修内容的实验,高考考查的难度较低。
本实验涉及简谐运动、单摆等知识,学习本讲要注意简谐运动的条件。
(一)实验目的1. 学会用单摆测定当地的重力加速度;2. 加深对单摆振动周期公式的理解;3. 学会使用秒表。
(二)实验原理当单摆偏角很小时(α<10°),单摆的运动为简谐运动,根据单摆周期T =2πlg得g =4π2lT 2,因此,只须测出摆长l 和周期T ,便可测定g 。
(三)实验器材长约1 m 的细丝线一根,通过球心开有小孔的金属球一个,带有铁夹的铁架台,米尺、秒表、游标卡尺、三角板。
(四)实验步骤1. 让线的一端穿过小球的小孔,然后打一个结,做成单摆。
2. 把线的上端用铁夹固定在铁架台上,把铁架台放在实验桌边,使铁夹伸到桌面以外,让摆球自然下垂,在单摆平衡位置处做上标记,如图所示。
3. 测摆长:用米尺量出摆线长l ,用游标卡尺测出小球直径D ,则单摆的摆长l ′=l +D2。
4. 测周期将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于10°),然后释放小球,记下单摆摆动30~50次的总时间,算出平均每摆动一次的时间,即为单摆的振动周期。
反复测量三次,再算出测得周期数值的平均值。
5. 改变摆长,重做几次实验。
6. 数据处理方法一:将测得的几次的周期T 和摆长l 代入公式g =4π2lT 2中算出重力加速度g 的值,再算出g 的平均值,即为当地的重力加速度的值。
方法二:图象法由单摆的周期公式T =2πl g 可得l =g4π2T 2,因此以摆长l 为纵轴,以T 2为横轴作出l -T 2图象,是一条过原点的直线,如上图所示,求出斜率k ,即可求出g 值。
g =4π2k ,k =l T 2=Δl ΔT 2。
7. 分析与比较:将测得的重力加速度的值与当地的重力加速度比较,分析误差产生的原因。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高二物理:欧姆定律及伏安特性曲线
年 级 高二 学 科 物理 版 本通用版 课程标题 欧姆定律及伏安特性曲线二谈编稿老师 冯方勇一校付秋花二校黄楠审核曹文慧一、欧姆定律的理解与应用通过比较I =U R 和R =UI两个公式,利用类比法理解欧姆定律:1. I =UR 是部分电路欧姆定律的数学表达式,即电流的决定式。
适用于金属导电和电解液导电,它反映了决定导体中电流大小的因素是导体两端的电压和导体自身的电阻,可以说“I 与U 成正比,与R 成反比”。
2. 公式R =UI 是电阻的定义式,适用于任何电阻的计算,公式给出了量度电阻大小的一种方法。
而导体的电阻由导体本身的性质决定,与外加的电压和通过的电流大小无关。
说“电阻R 与U 成正比,与I 成反比”是错误的。
3. 在使用两个公式计算时都要注意I 、U 、R 三个量必须是对应同一导体在同种情况下的物理量。
二、伏安特性曲线的理解与应用1. IU 图线不同于UI 图线,IU 图线为导体的伏安特性曲线,加在导体两端的电压U 是自变量,I 是因变量。
2. 对IU 图象或UI 图象进行分析比较时,要先仔细辨认纵轴与横轴各代表什么,以及由此对应的图象上任意一点与坐标原点连线的斜率的具体意义。
在IU 图象中,斜率代表电阻的倒数,在UI 图象中,斜率代表电阻。
如图甲中,R 2<R 1;而在图乙中R 2>R 1。
甲 乙3. IU 图线是曲线时:导体电阻R n =U nIn,即电阻等于图线上点(U n ,I n )与坐标原点连线的斜率的倒数,而不等于该点切线斜率的倒数。
特别提醒:(1)IU 图线中的斜率k =1R ,斜率k 不能理解为k =tan α(α为图线与U 轴的夹角),因坐标轴的单位可根据需要人为确定,同一电阻在坐标轴单位比例不同时倾角α是不同的。
(2)某些电阻在电流增大时,由于温度升高而使电阻变化,伏安特性曲线不是直线,。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:测量仪器的使用方法
从近几年对高考试题的统计和分析来看,物理实验的考查重点有些新的变化,但无论是实验设计,还是原理分析,往往都涉及基本仪器的使用。
因此,仪器的使用是实验考核的基础内容。
一些基本仪器的原理、使用方法、注意事项和读数等,在近几年的高考试题中不断出现。
长度和电学物理量的测量及相关仪器的使用是出题最频繁的知识点。
如游标卡尺、螺旋测微器的读数在近十年的全国高考中就考了6次,往往是游标卡尺、螺旋测微器交替考查。
电压表、电流表、欧姆表使用方法的考查几率则更高。
另外,打点计时器、秒表的使用也时有出现。
高考中对基本仪器的考查,用的比较多的题型是填空题和作图题,时而也有选择题。
高考中常有连接电路实物图的题,这类题设置的目的就是考查电流表、电压表、滑动变阻器等器材的操作和使用方法。
基本仪器基本仪器是指通用性强,在各种实验中经常用到的仪器。
中学阶段,要求掌握的基本仪器如下:测量长度的仪器——刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器测量质量的仪器——天平测量时间的仪器——打点计时器、秒表基本仪器测量力的仪器——弹簧秤测量温度的仪器——温度计测量电学量的仪器——电流表、电压表、多用电表电学控制仪器——滑动变阻器、变阻箱、开关对以上这些仪器,要理解其结构原理、规格和主要参数,知道使用方法、注意事项、读数和精度等。
1. 理解工作原理这能使我们灵活的使用仪器和分析问题。
例如,理解10分度的游标卡尺,也就能理解和使用20分度和50分度的游标卡尺。
2. 熟悉注意事项这往往是高考实验题的考点。
注意事项一般有如下几方面:①可能危及仪器安全的。
如:螺旋测微器,在小砧快接触工件时,应改用微调旋钮,以免损坏精密螺杆。
②可能增大误差的。
如使用螺旋测微器,读数时要注意半毫米刻度;测量仪器使用前,要调整零位(如弹簧秤、各种电表)。
③使用时容易忽略的。
最容易忽略的是仪器使用前的调整和使用后的复位。
如:使用欧姆表,要机械调零和电阻档调零,换档后要重新进行电阻档调零,使用完毕要复位。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:非匀强电场中的电势与等势面
非匀强电场中的电势与等势面的相关问题是用典型电场的电场线和等势面的分布情况,以及电场线的特点来求解的问题。
解决这类问题,必须牢记各类典型的电场线和等势面的分布情况,以便与题目给出的情景对照分析,还要灵活运用电场线的特点以及等势面的特点。
如在等势面上任意两点间移动点电荷,电场力不做功;沿电场线方向电势越来越低;等势面与电场线一定垂直;电场线的疏密可表示场强大小等。
电场线1. 正、负点电荷形成的电场线①离点电荷越近,电场线越密集,场强越强。
方向是正点电荷由点电荷指向无穷远,而负点电荷则由无穷远处指向点电荷;②在正(负)点电荷形成的电场中,不存在场强相同的点;③若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面相垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向处处不相同。
2. 等量异种点电荷形成的电场线①两点电荷连线上各点,电场线方向从正电荷指向负电荷,场强大小可以计算;②两点电荷连线的中垂面(中垂线)上,电场线方向均相同,即场强方向均相同,且总与中垂面(线)垂直。
在中垂面(线)上到O点等距离处各点的场强相等(O为两点电荷连线中点);③在中垂面(线)上的电荷受到的电场力方向总与中垂面(线)垂直,因此,在中垂面(线)上移动电荷时电场力不做功。
3. 等量同种点电荷形成的电场线①两点电荷连线中点处场强为零,此处无电场线;②两点电荷中点附近的电场线非常稀疏,但场强并不为零;③两点电荷连线中垂面(线)上,场强方向总沿面(线)远离(等量正电荷);④在中垂面(线)上从O点沿面(线)到无穷远,电场线先变密后变疏,即场强先变强后变弱;⑤两个带负电的点电荷形成的电场线与两个正电荷形成的电场线分布完全相同,只是电场线的方向相反。
4. 点电荷与带电平板间的电场线等势面(1)电场中电势相等的点构成的面叫等势面。
(2)几种典型电场的等势面如下图所示。
①点电荷电场中的等势面:以点电荷为球心的一簇球面;②等量异种点电荷电场中的等势面:是两簇对称曲面;③等量同种点电荷电场中的等势面:是两簇对称曲面;。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:电场中的力学和能量问题解读
级
高三
学
科
物理
版Байду номын сангаас
本
通用版
课程标题 编稿老师
电场中的力学和能量问题解读 王维波 一校 黄楠 二校 林卉 审核 张静静
在物理学科内, 电学与力学结合最紧密, 电学知识是与实际问题及现代科技联系最多的 内容,在高考中命题频率高,多集中在电场力做功、电势能变化、带电粒子的运动及力电综 合等方面。 1. 在复杂的运动中(特别是带电的物体在电场区域内的曲线运动)充分利用重力和电场 力做功与运动路径无关、 分别取决于高度差 h 和电势差 U, 即 W 重=mgh, W 电=Uq 的特点, 首先需利用能量观点中的动能定理,通过受力分析、过程分析,确定哪些力做功哪些力不做 功,做功的力做的是正功还是负功;对于物体的动能,有时需利用临界状态来确定物体的临 界速度,再确定这个临界状态下的动能。如在竖直平面内的圆周运动恰好通过最高点时,临
2
(1)B 球刚进入电场时,带电系统的速度大小; (2)带电系统向右运动的最大距离和此过程中 B 球电势能的变化量; (3)带电系统运动的周期。 解析:(1)设 B 球刚进入电场时带电系统的速度为 v1,由动能定理得
1 2qEL 2mv12 2
解得 v1
2qEL m
(2)带电系统向右运动分三段:B 球进入电场前、带电系统在电场中、A 球出电场。 设 A 球的最大位移为 x,由动能定理得
3
分析此类问题主要用到力学知识, 综合了静电场和力学中的主要规律, 分析时应从力学 的观点和能量的观点着手。 按力学问题的分析法加以分析, 分析带电粒子在运动过程中其他 形式的能和动能之间的转化过程时,可应用动能定理,也可以用能量守恒定律。如选用动能 定理, 则要分清有哪些力做功?做正功还是负功?若电场力是变力, 则电场力的功必须用 W =qU 来计算。如选用能量守恒定律,则要分清有哪些形式的能变化?怎样变化? 能量守恒的表达形式有: (1)初态和末态的总能量相等,即 E 初=E 末; (2)某些形式的能量减少,则一定有其他形式的能量增加,且△E 减=△E 增; 解题的基本思路 先分析受力情况,再分析运动状态和运动过程(平衡、加速和减速,是直线运动还是曲 线运动) ,然后选用恰当的规律(牛顿运动定律、运动学公式、功能关系)解题。 小结 画草图,想情景;选对象,建模型;分析状态和过程;找规律、列方程。 满分训练 下图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线,两粒子 M、N 质量相等,所带电荷的绝对值也相等。现将 M、N 从虚线上的 O 点以相同速率射出,两粒 子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示。点 a、b、c 为实线与虚线的交点。已知 O 点电势高于 c 点,若不计重力,则( )
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:精析远程输电
年级高三学科物理版本通用版课程标题精析远程输电编稿老师吴宾一校付秋花二校黄楠审核张静静本讲内容是交变电流、变压器的原理及其规律的具体应用。
因此在学习本讲时,既要注意本章知识所具有的新特点,还要注意本讲知识与交变电流、变压器的联系。
另外,由于电力技术、输电技术是社会生产的重要支柱,所以本讲知识与生产、生活联系紧密,学习时一定要注意理论与实际的结合。
一、远距离输电1. 目的向远距离输送电能,且尽可能减少在输电线上的损失。
2. 方法由P损=I2R可知,要减小损失的电能可以有两种方法:①减小输电导线的电阻由于R=ρlS,故可采用电阻率ρ较小的材料,并加大导线的横截面积。
这种方法的作用十分有限,代价较高,可适当选用。
②减小输电电流由于I=PU,P为额定输出功率,U为输出电压,增大U可减小I。
这是远距离输电的一种常用的方法。
二、关于远距离输电问题的分析1. 远距离输电的处理思路对高压输电问题,应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”这样的顺序,或从“用电器”逆推到“发电机”一步一步进行分析。
2. 远距离高压输电的几个基本关系①功率关系:P 1=P 2,P 3=P 4,P 2=P 损+P 3②电压、电流关系:U 1U 2=n 1n 2=I 2I 1 ,U 3U 4=n 3n 4=I 4I 3,U 2=ΔU +U 3 ,I 2=I 3=I 线 ③输电电流:I 线=P 2U 2=P 3U 3=U 2-U 3R 线④输电线上损耗的电功率:P 损=I 线ΔU =I 2线R 线=(P 2U 2)2R 线 当输送的电功率一定时,输电电压增大到原来的n 倍,输电线上损耗的功率就减小到原来的1n 2 。
例题1 某小型水电站的电能输送示意图如下,发电机的输出电压为200 V ,输电线总电阻为r ,升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2,降压变压器原副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器).要使额定电压为220 V 的用电器正常工作,则( )A. n 2n 1>n 3n 4B. n 2n 1<n 3n 4C. 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D. 升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析:由于输电线上的功率损耗,故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率.P 出-P 损=P 入,故D 正确。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:霍尔效应及其应用
一、霍尔效应置于磁场中的载流体,如果电流方向与磁场方向垂直,则垂直于电流和磁场方向会产生一个附加的横向电场,这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的,后被称为霍尔效应。
霍尔效应可以用高中物理中的电磁学、力学、运动学等有关知识来进行解释。
霍尔效应原理的应用常见的有:霍尔元件、磁流体发电机、电磁流量计等。
二、磁流体发电机所依据的基本原理就是霍尔效应。
如图所示,等离子气体喷入磁场,正、负离子在洛伦兹力作用下发生偏转而聚集到A、B板上,产生电势差。
设A、B平行金属板的面积为S,相距L,等离子气体的电阻率为ρ,喷入气体速度为v,板间磁场的磁感应强度为B,板外电阻为R,当等离子气体匀速通过A、B板间时,A、B板上聚集的电荷最多,板间电势差最大,即为电源电动势。
此时离子受力平衡:Eq=qvB,E=Bv,ε=EL=BLv。
电源内阻LrSρ=。
三、电磁流量计根据霍尔效应其原理可解释为:如图所示,一圆形导管直径为d ,用非磁性材料制成,其中有可以导电的液体向左流动。
导电液体中的自由电荷(正负离子)在洛伦兹力作用下横向偏转,a 、b 间出现电势差。
当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时,a 、b 间的电势差就保持稳定。
由q v B=Eq=q d U ,可得v =BdU,流量Q=sv =2.44d U Ud Bd B ππ=。
例题1 如图是磁流体发电工作原理示意图。
发电通道是个长方体,其中空部分的长、高、宽分别为l 、a 、b ,前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可略的导体电极,这两个电极与负载电阻R 相连。
发电通道处于匀强磁场里,磁感应强度为B ,方向如图。
发电通道内有电阻率为ρ的高温等离子电离气体沿导管高速向右流动,运动的电离气体受到磁场作用,产生了电动势。
发电通道两端必须保持一定压强差,使得电离气体以不变的流速v 通过发电通道。
不计电离气体所受的摩擦阻力。
根据提供的信息完成下列问题:(1)判断发电机导体电极的正负极,求发电机的电动势E ; (2)发电通道两端的压强差P ∆;(3)若负载电阻R 阻值可以改变,当R 减小时,电路中的电流会增大;但当R 减小到R 0时,电流达到最大值(饱和值)I m ;当R 继续减小时,电流就不再增大,而保持不变。
【2018新课标 高考必考知识点 教学计划 教学安排 教案设计】高三物理:楞次定律的应用技巧
年级高三学科物理版本通用版课程标题楞次定律的应用技巧编稿老师吴宾一校付秋花二校林卉审核张静静本讲内容主要是楞次定律的应用技巧问题,楞次定律在近几年的高考中考查的频率比较高,同学们在解题时要注重楞次定律的应用技巧,提高解题的效率。
一、楞次定律的推广含义的应用1. 阻碍原磁通量的变化——“增反减同”;2. 阻碍(导体的)相对运动——“来拒去留”;3. 磁通量增加,线圈面积“缩小”,磁通量减小,线圈面积“扩张”;4. 阻碍线圈自身电流的变化(自感现象)。
感应电流在原磁场中必然受安培力,因此楞次定律可以有多种表述,记住这些表述,分析问题更简便。
二、感应电流方向的判断方法:方法一:右手定则(适用于部分导体切割磁感线)方法二:楞次定律楞次定律的应用步骤三、安培定则、左手定则、右手定则、楞次定律的比较及应用1. 规律比较基本现象应用的定则或定律运动电荷、电流产生磁场安培定则磁场对运动电荷、电流有作用力左手定则电磁感应部分导体做切割磁感线运动右手定则闭合回路磁通量变化楞次定律2. 应用区别关键是抓住因果关系:(1)因电而生磁(I→B)→安培定则;(2)因动而生电(v、B→I安)→右手定则;(3)因电而受力(I、B→F安)→左手定则。
例题1如图所示,一水平放置的矩形闭合线圈abcd,在细长磁铁的N极附近竖直下落,保持bc边在纸外,ad边在纸内,从图中位置Ⅰ经过位置Ⅱ到位置Ⅲ,位置Ⅰ和Ⅲ都很靠近Ⅱ,在这个过程中,线圈中感应电流()A. 沿abcd方向B. 沿dcba方向C. 由Ⅰ到Ⅱ是沿abcd方向,由Ⅱ到Ⅲ是沿dcba方向D. 由Ⅰ到Ⅱ是沿dcba方向,由Ⅱ到Ⅲ是沿abcd方向解析:由条形磁铁的磁场(如图所示)可知,线圈在位置Ⅱ时穿过矩形闭合线圈的磁通量最少。
当线圈从位置Ⅰ到Ⅱ,穿过abcd自下而上的磁通量减少,感应电流的磁场阻碍其减少,则在线圈中产生感应电流的方向为abcd;当线圈从位置Ⅱ到Ⅲ,穿过abcd自上而下的磁通量增加,由楞次定律可知感应电流的方向是abcd。
【6份】新课标2018年高考物理总复习教案:第四章 曲线运动
【6份】新课标2018年高考物理总复习教案第四章曲线运动目录第20课时运动的合成与分解(双基落实课) (1)第21课时抛体运动(双基落实课) (15)第22课时抛体运动规律的应用(题型研究课) (27)第23课时圆周运动(双基落实课) (40)第24课时圆周运动规律的应用(题型研究课) (50)阶段综合评估 (63)第20课时运动的合成与分解(双基落实课)[命题者说]合成和分解是研究曲线运动的基本方法,因此高考常对本课时进行单独命题,题型一般为选择题。
复习本课时时,要注意理解规律,并掌握两种模型:小船过河、关联速度问题。
1.(1)速度的方向:质点在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。
(2)运动的性质:做曲线运动的物体,速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动。
(3)曲线运动的条件:物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上。
2.合外力方向与轨迹的关系物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速度方向之间,速度方向与轨迹相切,合外力方向指向轨迹的“凹”侧。
3.速率变化情况判断(1)当合外力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率增大;(2)当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率减小;(3)当合外力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变。
[小题练通]1.判断正误(1)速度发生变化的运动,一定是曲线运动。
(×)(2)做曲线运动的物体加速度一定是变化的。
(×)(3)做曲线运动的物体加速度可以为零。
(×)(4)曲线运动是变速运动。
(√)2.一个物体在F1、F2、F3、…、F n共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去外力F2,而其他力不变,则该物体()A.可能做曲线运动B.不可能继续做直线运动C.一定沿F2的方向做直线运动D.一定沿F2的反方向做匀减速直线运动详细分析:选A根据题意,物体开始做匀速直线运动,物体所受的合力一定为零,突然撤去F2后,物体所受其余力的合力与F2大小相等、方向相反,而物体速度的方向未知,故有很多种情况:若速度和F2在同一直线上,物体做匀变速直线运动,若速度和F2不在同一直线上,物体做曲线运动,A正确。
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年级高三学科物理版本通用版
课程标题曲线运动的突变问题解读
编稿老师刘汝发一校付秋花二校黄楠审核张静静
本讲讲解曲线运动的突变问题,与绳子相连接的物体,它的基本物理量如弹力、速度、向心加速度、能量等,能发生突变,这种突变比较隐蔽,不容易发现,容易产生错解,这就要求我们要认真理解和把握这类情况,这样我们在分析和处理类似问题时就会站得更高,看得更远,考虑问题也就会更周全一些,这对我们解决问题大有益处。
1. 绳子中突变问题
陷阱中最常见的一种——绳子一端绑着一个重物,另一端固定。
绳子可以弯曲,但是在拉直的瞬间会出现一个“速度突变”(速度不会突变,但是由于不考虑变化过程,所以默认为突变),这个“速度突变”就会造成“动能突变”(动能也不会突变,但是由于不研究动能损失的过程,所以默认为突变)。
简单来说,就是沿绳子方向的速度变成零,而绳子切线方向的速度不变。
在进行分析的时候,往往会忽略沿绳子方向速度“突变”而造成的能量损失,导致列能量守恒方程时少计算了动能的减少。
另外一种:绳子拴小球下摆过程,绳子碰到钉子,瞬间速度不变,绳子拉力变大,没有机械能的损失。
解决方案:将突变前后分开分析。
突变后速度通过速度切线方向分解来计算。
2. 斜面约束的突变问题
物块平抛(或者上抛),一定要注意,物块着陆的时候会发生“速度突变”。
和绳子问题一样,速度突变会使动能突变。
这时列全过程的能量守恒方程是不合适的,一定要注意能量发生了损失。
和绳子问题不同的是,斜面约束发生后,物块的速度变成沿斜面方向。
即碰撞使垂直平面方向的速度变为零。
另一种情况:平抛或斜抛的物体沿斜面方向落到斜面上,发生突变但速度未发生突变,这种情况没有机械能的损失。
解决方案:和绳子问题相同,将碰撞前后分开分析。
对速度进行分解计算。
例题1 如图所示,质量为m的小球用长为L的细绳系于O点,把小球拿到O点正上
方且使细绳拉直的位置A后,以v
gL
2
的速度水平向右弹出(空气阻力不计)
A v O
(1)小球从弹出至下落到与O 点等高的位置这一过程中,小球做什么运动,请说明理由; (2)求小球到达最低点时细绳上的拉力大小。
解析:(1)设球在最高点只受重力且做圆周运动,则有:mg mv L
v gL ==2, 因为v gL gL 02
=<,所以小球做平抛运动。
(2)设小球下落到与O 点等高的位置时,在水平方向的位移为x ,有L gt =12
2,x v t =0,得:x v L g gL L g
L ==⨯=0222 水平方向速度:v v gL x ==
02
竖直方向的速度:v gt g L g gL y ===22 在此,小球在水平方向的速度突变为0,消失了,只剩下竖直向下的速度,此后,小球以v y 为初速向下做圆周运动(同学们往往在此发生错误)。
设小球下落到最低点时速度为v 1,绳子拉力为F T ,由机械能守恒:1212
212mv mgL mv y += 又由牛顿第二定律有F mg mv L
T -=12 解得F mg mg mg T =+=45 1212
212mv mgL mv y += 又由牛顿第二定律有:F mg mv L
T -=12 解得:F mg mg mg T =+=45
答案:(1)平抛运动,理由见解析 (2)5mg
例题2 如图所示,质量为m 的小球P 与穿过光滑平板中央小孔O 的轻绳相连,用力拉着使P 做半径为a 的匀速圆周运动,角速度为ω。
求:。