高中物理中的习题“定理”
高中物理必修3公式定理定律概念大全
高中物理必修3公式定理定律概念大全第一章电场1、电荷、元电荷、电荷守恒(A(1自然界中只存在两种电荷:用_丝绸_摩擦过的_玻璃棒_带正电荷,用_毛皮__摩擦过的__带负电荷。
同种电荷相互_,异种电荷相互_。
电荷的多少叫做_,用_(2用_摩擦_和_感应_的方法都可以使物体带电。
无论那种方法都不能_创造_电荷,也不能_消灭_电荷,只能使电荷在物体上或物体间发生_转移_,在此过程中,电荷的总量_不变_,这就是电荷守恒定律。
2、库仑定律(A(1内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(2公式:122Q Q F k r其中9 N﹒m 2/C23、电场、电场强度、电场线(A(1带电体周围存在着一种物质,这种物质叫_电场_,电荷间的相互作用就是通过_电场_发生的。
(2电场强度(场强①定义:放在电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量的比值②公式: E=F/q_由公式可知,场强的单位为牛每库③场强既有大小_,又有方向,是矢量。
方向规定:电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
(3电场线可以形象地描述电场的分布。
电场线的疏密程度反映电场的强弱;电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向,即电场方向。
匀强电场的电场线特点:距离相等的平行直线。
(几种特殊电场的电场线线分布4、静电的应用及防止(A(1静电的防止:放电现象:火花放电、接地放电、尖端放电等。
避雷针利用_尖端放电_原理来避雷:带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击。
(2静电的应用:静电除尘、静电复印、静电喷漆等。
5、电容器、电容、电阻器、电感器。
(A(1两个正对的靠得很近的平行金属板间夹有一层绝缘材料,就构成了平行板电容器。
这层绝缘材料称为电介质。
电容器是容纳电荷的装置。
(2电容器储存电荷的本领大小用电容表示,其国际单位是法拉(F。
高中物理公式总结+解题方法指导
⾼中物理公式总结+解题⽅法指导⾼中物理公式总结⼀、⼒学1、胡克定律:f = k x (x 为伸长量或压缩量,k 为劲度系数,只与弹簧的长度、粗细和材料有关)2、重⼒: G = mg (g 随⾼度、纬度、地质结构⽽变化,g 极>g ⾚,g 低纬>g ⾼纬)3、求F 1、F 2的合⼒的公式:θcos 2212221F F F F F ++=合两个分⼒垂直时: 2221F F F +=合注意:(1) ⼒的合成和分解都均遵从平⾏四边⾏定则。
分解时喜欢正交分解。
(2) 两个⼒的合⼒范围:? F 1-F 2 ? ≤ F ≤ F 1 +F 2(3) 合⼒⼤⼩可以⼤于分⼒、也可以⼩于分⼒、也可以等于分⼒。
4、物体平衡条件: F 合=0 或 F x 合=0 F y 合=0推论:三个共点⼒作⽤于物体⽽平衡,任意⼀个⼒与剩余⼆个⼒的合⼒⼀定等值反向。
解三个共点⼒平衡的⽅法:合成法,分解法,正交分解法,三⾓形法,相似三⾓形法 5、摩擦⼒的公式:(1 ) 滑动摩擦⼒: f = µN (动的时候⽤,或时最⼤的静摩擦⼒)说明:①N 为接触⾯间的弹⼒(压⼒),可以⼤于G ;也可以等于G ;也可以⼩于G 。
②µ为动摩擦因数,只与接触⾯材料和粗糙程度有关,与接触⾯积⼤⼩、接触⾯相对运动快慢以及正压⼒N ⽆关。
(2 ) 静摩擦⼒:由物体的平衡条件或⽜顿第⼆定律求解,与正压⼒⽆关。
⼤⼩范围: 0≤ f 静≤ f m (f m 为最⼤静摩擦⼒)说明:①摩擦⼒可以与运动⽅向相同,也可以与运动⽅向相反。
②摩擦⼒可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
③摩擦⼒的⽅向与物体间相对运动的⽅向或相对运动趋势的⽅向相反。
④静⽌的物体可以受滑动摩擦⼒的作⽤,运动的物体可以受静摩擦⼒的作⽤。
6、万有引⼒:(1)公式:F=G221r m m (适⽤条件:只适⽤于质点间的相互作⽤) G 为万有引⼒恒量:G = 6.67×10-11 N ·m 2 / kg 2(2)在天⽂上的应⽤:(M :天体质量;R :天体半径;g :天体表⾯重⼒加速度;r 表⽰卫星或⾏星的轨道半径,h 表⽰离地⾯或天体表⾯的⾼度))a 、万有引⼒=向⼼⼒ F 万=F 向即 '422222mg ma r Tm r m r v m r Mm G =====πω由此可得:①天体的质量:,注意是被围绕天体(处于圆⼼处)的质量。
高中物理公式定理定律
高中物理公式定理定律一、质点的运动(1)------直线运动1)匀变速直线运动1.平均速度V平=s/t(定义式)2.有用推论Vt2-Vo2=2as3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0}8.实验用推论Δs=aT2 {Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
注:(1)平均速度是矢量;(2)物体速度大,加速度不一定大;(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式;(4)其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s--t图、v--t 图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。
2)自由落体运动1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt2=2gh注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。
(3)竖直上抛运动1.位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
高中物理必修3公式定理定律概念大全
高中物理必修3公式定理定律概念大全第一章电场1、电荷、元电荷、电荷守恒(A(1自然界中只存在两种电荷:用_丝绸_摩擦过的_玻璃棒_带正电荷,用_毛皮__摩擦过的__带负电荷。
同种电荷相互_,异种电荷相互_。
电荷的多少叫做_,用_(2用_摩擦_和_感应_的方法都可以使物体带电。
无论那种方法都不能_创造_电荷,也不能_消灭_电荷,只能使电荷在物体上或物体间发生_转移_,在此过程中,电荷的总量_不变_,这就是电荷守恒定律。
2、库仑定律(A(1内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
(2公式:122Q Q F k r其中9 N﹒m 2/C23、电场、电场强度、电场线(A(1带电体周围存在着一种物质,这种物质叫_电场_,电荷间的相互作用就是通过_电场_发生的。
(2电场强度(场强①定义:放在电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量的比值②公式: E=F/q_由公式可知,场强的单位为牛每库③场强既有大小_,又有方向,是矢量。
方向规定:电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
(3电场线可以形象地描述电场的分布。
电场线的疏密程度反映电场的强弱;电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向,即电场方向。
匀强电场的电场线特点:距离相等的平行直线。
(几种特殊电场的电场线线分布4、静电的应用及防止(A(1静电的防止:放电现象:火花放电、接地放电、尖端放电等。
避雷针利用_尖端放电_原理来避雷:带电云层靠近建筑物时,避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电,逐渐中和云中的电荷,使建筑物免遭雷击。
(2静电的应用:静电除尘、静电复印、静电喷漆等。
5、电容器、电容、电阻器、电感器。
(A(1两个正对的靠得很近的平行金属板间夹有一层绝缘材料,就构成了平行板电容器。
这层绝缘材料称为电介质。
电容器是容纳电荷的装置。
(2电容器储存电荷的本领大小用电容表示,其国际单位是法拉(F。
(完整版)高中物理所有定律定理定则大全
高中物理所有定律、定理、定则一、牛顿三大定律1、牛顿第一定律:一切物体(在不受任何外力作用时)总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
(任何物体都保持静止或沿一条直线做匀速运动的状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
)2、牛顿第二定律:物体的加速度跟受到的外力成正比,跟物体的质量成反比:加速度的方向总跟外力方向一致。
运动的变化与所加的动力成正比,并且发生在这力所沿的直线的方向上。
3、牛顿第三定律:物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
作用在两个物体上,同时产生、同事变化、同时消失、性质总相同。
对于每一个作用,总有一个相等的反作用与之相反;或者说,两个物体之间对各自对方的相互作用总是相等的,而且指向相反的方向二、开普勒三大定律1、开普勒第一定律,(轨道定律)每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳,而太阳则处在椭圆的一个焦点中。
2、开普勒第二定律(面积定律:)在相等时间内,太阳和运动中的行星的连线所扫过的面积都是相等的。
3、开普勒第三定律(周期定律)绕以太阳为焦点的椭圆轨道运行的所有行星,其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量。
三、热力学三大定律1、热力学第一定律:一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。
(如果一个系统与环境孤立,那么它的内能将不会发生变化。
)热力学第一定律的数学表达式也适用于物体对外做功,向外界散热和内能减少的情况,因此在使用:△U=-W+Q时,通常有如下规定:①外界对系统做功,W>0,即W为正值。
②系统对外界做功,W<0,即W为负值。
③系统从外界吸收热量,Q>0,即Q为正值④系统从外界放出热量,Q<0,即Q为负值⑤系统内能增加,△U>0,即△U为正值⑥系统内能减少,△U<0,即△U为负值第一类永动机是不消耗任何能量却能源源不断地对外做功的机器。
高中最全物理定理公式笔记
物理定理、定律、公式表一、质点的运动(1)------直线运动1)匀变速直线运动1.平均速度V平=s/t(定义式)2.有用推论Vt2-Vo2=2as3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0}8.实验用推论Δs=aT2 {Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
注:(1)平均速度是矢量;(2)物体速度大,加速度不一定大;(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式;(4)其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。
2)自由落体运动1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt2=2gh注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。
(3)竖直上抛运动1.位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
高中物理所有定律
高中物理涉及的所有定律力学:1 万有引力定律:一切物体之间存在相互吸引的作用,此作用与两物体质量成正比,与其距离的平方成反比2 胡克定律:弹簧伸长或压缩量与作用力成正比3 力的合成:遵循平行四边形定则4 共点力平衡:各方向力矩平衡5 运动学的只有公式说得清楚6 牛顿第二定律:合外力等于加速度与质量的乘积7 开普勒第三定律:行星运动的半径的三次方与其运动周期的平方的比值为一定值8 动量守恒定律:系统所受外力为零时,系统中所有物体总动量不变9 动能定理:合外力做的功为动能的改变量10 机械能守恒定律:只有重力或弹力做功的情况下,系统的动能和势能的总和不变定律还是公式说得清楚,其他的你还是看公式吧热学1 热力学第一定律:物体内能的改变量为合外力做的功与吸收的热量之和,做功吸热可能为负值2 理想气体的三个实验定律综合起来就是克拉伯龙方程,当系统中气体质量不变时,(气体压强与体积的乘积)比上(物质的量与温度的乘积)为定值电磁学1 库仑定律:真空中,两电荷之间有相互作用力,与两电荷电荷量的乘积成正比,与其距离的平方成反比2 电阻定律:物体电阻为电阻率与长度的乘积再比上横截面积3 欧姆定律:电路中电流为电压与电阻的比值4 焦尔定律:电阻有电流通过时发热,大小为电流的平方和电阻和时间的乘积5 法拉第电磁感应定律:闭合线圈中磁通量的改变引起产生感应电动势光学折射定律:折射率为入射角正弦与出射角正弦的比值原子物理1 粒子能级:电子在原子周围固定的不连续的轨道上运动2 光的实质:光既是电磁波也是粒子,具有波粒二性3 爱因斯坦质能方程:物体所含能量为质量与光速平方的乘积4 原子衰变:元素都有自己的衰变周期5 相对论:物体运动的速度影响该物体的时间,长度,质量。
运动速度的改变导致其时间,长度,质量的改变。
高中物理动量定理技巧(很有用)及练习题
高中物理动量定理技巧(很有用)及练习题一、高考物理精讲专题动量定理1.蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。
一个质量为60kg 的运动员,从离水平网面3.2m 高处自由下落,着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m 高处。
已知运动员与网接触的时间为1.2s ,若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力来处理,求此力的大小和方向。
(g 取10m/s 2) 【答案】1.5×103N ;方向向上 【解析】 【详解】设运动员从h 1处下落,刚触网的速度为1128m /s v gh ==运动员反弹到达高度h 2,,网时速度为22210m /s v gh ==在接触网的过程中,运动员受到向上的弹力F 和向下的重力mg ,设向上方向为正,由动量定理有()21()F mg t mv mv -=--得F =1.5×103N方向向上2.如图所示,足够长的木板A 和物块C 置于同一光滑水平轨道上,物块B 置于A 的左端,A 、B 、C 的质量分别为m 、2m 和3m ,已知A 、B 一起以v 0的速度向右运动,滑块C 向左运动,A 、C 碰后连成一体,最终A 、B 、C 都静止,求:(i )C 与A 碰撞前的速度大小(ii )A 、C 碰撞过程中C 对A 到冲量的大小. 【答案】(1)C 与A 碰撞前的速度大小是v 0; (2)A 、C 碰撞过程中C 对A 的冲量的大小是32mv 0. 【解析】 【分析】 【详解】试题分析:①设C 与A 碰前速度大小为1v ,以A 碰前速度方向为正方向,对A 、B 、C 从碰前至最终都静止程由动量守恒定律得:01(2)3?0m m v mv -+= 解得:10v v =. ②设C 与A 碰后共同速度大小为2v ,对A 、C 在碰撞过程由动量守恒定律得:012 3(3)mv mv m m v =+-在A 、C 碰撞过程中对A 由动量定理得:20CA I mv mv =- 解得:032CA I mv =-即A 、C 碰过程中C 对A 的冲量大小为032mv . 方向为负.考点:动量守恒定律 【名师点睛】本题考查了求木板、木块速度问题,分析清楚运动过程、正确选择研究对象与运动过程是解题的前提与关键,应用动量守恒定律即可正确解题;解题时要注意正方向的选择.3.如图甲所示,物块A 、B 的质量分别是m A =4.0kg 和m B =3.0kg .用轻弹簧拴接,放在光滑的水平地面上,物块B 右侧与竖直墙壁相接触.另有一物块C 从t =0时以一定速度向右运动,在t =4s 时与物块A 相碰,并立即与A 粘在一起不分开,C 的v -t 图象如图乙所示.求:(1)C 的质量m C ;(2)t =8s 时弹簧具有的弹性势能E p 1 (3)4—12s 内墙壁对物块B 的冲量大小I【答案】(1) 2kg (2) 27J (3) 36N s × 【解析】 【详解】(1)由题图乙知,C 与A 碰前速度为v 1=9m/s ,碰后速度大小为v 2=3m/s ,C 与A 碰撞过程动量守恒m C v 1=(m A +m C )v 2解得C 的质量m C =2kg .(2)t =8s 时弹簧具有的弹性势能E p1=12(m A +m C )v 22=27J(3)取水平向左为正方向,根据动量定理,4~12s 内墙壁对物块B 的冲量大小I=(m A +m C )v 3-(m A +m C )(-v 2)=36N·s4.滑冰是青少年喜爱的一项体育运动。
高中物理定律大全列表
高中物理定律大全列表高中物理定律包括:牛顿第一定律:F = 0牛顿第二定律:F = m*a牛顿第三定律:F1 = -F2动量守恒定律:p1 + p2 = p3热力学第一定律:Q = ΔU + W热力学第二定律:ΔS ≥ 0热力学第三定律:熵在绝对零度时为零库伦定律:F = kq1q2 / r²安培定律:B = μ0I / (2πr)洛伦兹定律:F = q(E + v × B)欧姆定律:I=U/R电阻、电阻定律:R=ρL/S闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外电功与电功率:W=UIt,P=UI以下是更详细的物理定律列表:力学牛顿运动定律:描述物体运动的基本规律。
动量守恒定律:在不受外力作用的情况下,多个物体间的动量总和保持不变。
角动量守恒定律:在不受外力矩作用的情况下,物体对固定点的角动量总和保持不变。
万有引力定律:任何两个物体间都存在引力,与它们的质量成正比,与它们之间的距离平方成反比。
弹性碰撞定律:两个完全弹性物体碰撞时,动量守恒,能量守恒。
泊松定理:描述了物体在受迫振动时,振动频率与阻尼系数之间的关系。
热学热力学第一定律:能量不能被创造或销毁,只能从一种形式转换为另一种形式。
热力学第二定律:热量不能自发地从低温物体传导到高温物体。
热力学第三定律:绝对零度时,熵(代表无序度的物理量)为零。
电磁学库仑定律:两个点电荷之间的作用力与它们电荷的乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比。
安培定律:描述了电流在磁场中的受力情况。
法拉第电磁感应定律:当磁场变化时,会在导体中产生电动势。
光学反射定律:光线从一点射向界面,在界面上发生反射,反射角等于入射角。
折射定律:光线从一种介质射向另一种介质时,速度发生变化,导致折射角与入射角不等。
干涉原理:当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时,它们的振幅相加,而光强则与振幅的平方成正比。
波动与振动波方程:描述了波在空间中的传播,其中包含了波动速度、波长、频率等参数。
柯尼希定理解决高中物理题
柯尼希定理解决高中物理题
一、柯尼希定理
质点系的动能在不同参考系中一般是不同的,若质点i在参考系S 和S`中的速度为vi和vi`,S`系对S系相对速度为u,于是vi=vi`+u。
在S系中質点系的动能为:
结论:质点系在任意参考系中的动能等于其在质点系的动能加上
质心动能。
此结论称为柯尼希定理。
二、两质点情形(两体问题)
其中Ekr表示折合质量对应的相对动能,Ekc表示质心动能。
由质心运动定理,当质点系内部发生碰撞时,合外力为零,质心速度保持
不变,故质心动能也不变。
因此碰撞过程中,只有相对动能可以转化
为其他能量形式。
以上理论准备完成,下面看几个例子。
我们会发现利用柯尼希定
理解释一些问题要比常规的解释方式更利于理解和计算。
三、应用举例
例1、如图,当弹簧压缩量最大时,求其弹性势能?
解:此为两道问题,且质心速度不变,当弹簧的压缩量达到最大时,两物体共速,相对动能完全转化为弹性势能。
例3、如图,求子弹打入木块后的最大摆角?
解:此为两道问题,且质心速度不变,子弹进入木块的过程中,相对动能完全转化为摩擦热,只有质心动能保留,且摆动时质心动能转化为系统的重力势能。
可得
这几个例子都可以从常规角度处理,但从相对动能的角度处理,理解起来更加清晰,计算也更加简洁。
柯尼希定理解决高中物理题
柯尼希定理解决高中物理题柯尼希定理是一个非常重要的定理,它可以在高中物理中解决许多问题。
本文将围绕着柯尼希定理展开,分步骤进行阐述。
第一步:了解柯尼希定理的定义。
柯尼希定理是描述两个物体相对运动时它们之间的能量变化关系的定理。
简单来说,柯尼希定理是指在一个系统中,只要存在势能和动能的转换,那么在任何时刻它们的总和相等。
第二步:将柯尼希定理应用于高中物理问题中的动能和势能方面。
在高中物理中,动能和势能是经常出现的概念。
动能指物体由于运动所具备的能量,而势能则指物体由于位置或形态的不同所具备的能量。
我们可以把物体由一个位置移动到另一个位置的过程称为势能和动能的转换过程。
第三步:举例说明如何使用柯尼希定理解决物理问题。
例如,在一个物理题目中,给出了一个质量为 2kg 的小球从高度为 20m 的位置释放,然后下落到高度为 5m 的位置,求滑轮的摩擦力。
此时,我们就可以运用柯尼希定理来解决这道问题。
首先,我们需要计算小球从高度为 20m 下落到高度为 5m 时,具备的动能和势能。
初始时,小球位置的势能是:Epbegin = mgh = 2 × 10^1 × 9.8 = 392J并且,它没有速度,所以初始的动能是:Ekbegin = 0最终时,小球的位置势能是:Epend = mgh = 2 × 5 × 9.8 = 98J此时,小球没有势能,但是它拥有了速度 v,因此它的动能是:Ekend = 1/2 mv^2然后,我们根据柯尼希定理来计算摩擦力:Ekbegin + Epbegin - Epend = Ekend0 + 392 - 98 = 1/2 × 2 × v^2v^2 = 147v = 12.12 m/s其中,小球下落的距离是15m,因此重量力的势能转换为了:Ep = mgh = 2 × 15 × 9.8 = 294 J根据运动的平衡性,摩擦力和势能的转换是平衡的,因此:f × d = Ep其中, d 代表摩擦距离,如果我们假设滑轮的摩擦系数为 u,那么摩擦力可以表示为:f = u × N通过计算,可以得出滑轮的摩擦力为:f = 294 / 1.5 = 196 N通过以上步骤,我们可以看到如何运用柯尼希定理来解决高中物理问题。
高中物理动能定理练习题及讲解
高中物理动能定理练习题及讲解### 高中物理动能定理练习题及讲解动能定理是物理学中描述物体动能变化的重要定理,它表明物体动能的变化等于作用在物体上的外力所做的功。
以下是几道关于动能定理的练习题,以及相应的讲解。
#### 练习题一一辆质量为1000kg的汽车以20m/s的速度行驶,突然刹车,经过10秒后速度减为0。
求汽车受到的平均阻力。
解答:设汽车受到的平均阻力为 \( F \) 。
根据动能定理,汽车动能的变化等于阻力做的功,即:\[ \Delta E_k = -W = -F \cdot s \]其中 \( \Delta E_k \) 为动能的变化量,\( W \) 为阻力做的功,\( s \) 为汽车的位移。
汽车的初始动能为 \( \frac{1}{2}mv^2 \),其中 \( m \) 为质量,\( v \) 为速度。
因此,动能的变化量为:\[ \Delta E_k = \frac{1}{2}m(0^2 - v^2) = -\frac{1}{2}mv^2 \]由于汽车速度从 \( v \) 减为0,所以 \( \Delta E_k = -\frac{1}{2} \times 1000 \times 20^2 \) J。
根据动能定理,我们有:\[ -\frac{1}{2} \times 1000 \times 20^2 = -F \cdot s \]汽车的位移 \( s \) 可以通过速度-时间公式 \( v = at \) 计算,其中 \( a \) 为加速度。
由于汽车做匀减速运动,\( a =\frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{0 - 20}{10} = -2 \) m/s²。
因此,\( s = \frac{1}{2}at^2 = \frac{1}{2} \times (-2) \times 10^2 \) m。
将 \( s \) 的值代入动能定理的公式中,我们可以求得 \( F \)。
高中物理全部公式定理定律总结
高中物理公式定理定律概念大全必修一第一章运动的描述一、质点(A)(1)没有形状、大小,而具有质量的点。
(2)质点是一个理想化的物理模型,实际并不存在。
(3)一个物体能否看成质点,并不取决于这个物体的大小,而是看在所研究的问题中物体的形状、大小和物体上各部分运动情况的差异是否为可以忽略的次要因素,要具体问题具体分析。
二、参考系(A)(1)物体相对于其他物体的位置变化,叫做机械运动,简称运动。
(2)在描述一个物体运动时,选来作为标准的(即假定为不动的)另外的物体,叫做参考系。
对参考系应明确以下几点:①对同一运动物体,选取不同的物体作参考系时,对物体的观察结果往往不同的。
②在研究实际问题时,选取参考系的基本原则是能对研究对象的运动情况的描述得到尽量的简化,能够使解题显得简捷。
③因为今后我们主要讨论地面上的物体的运动,所以通常取地面作为参照系。
三、路程和位移(A)(1)位移是表示质点位置变化的物理量。
路程是质点运动轨迹的长度。
(2)位移是矢量,可以用以初位置指向末位置的一条有向线段来表示。
因此,位移的大小等于物体的初位置到末位置的直线距离。
路程是标量,它是质点运动轨迹的长度。
因此其大小与运动路径有关。
(3)一般情况下,运动物体的路程与位移大小是不同的。
只有当质点做单一方向的直线运动时,路程与位移的大小才相等。
图2-1-1中质点轨迹ACB 的长度是路程,AB 是位移S 。
(4)在研究机械运动时,位移才是能用来描述位置变化的物理量。
路程不能用来表达物体的确切位置。
比如说某人从O 点起走了50m 路,我们就说不出终了位置在何处。
四、速度、平均速度和瞬时速度(A )(1)表示物体运动快慢的物理量,它等于位移s 跟发生这段位移所用时间t 的比值。
即v=s/t 。
速度是矢量,既有大小也有方向,其方向就是物体运动的方向。
在国际单位制中,速度的单位是(m/s )米/秒。
(2)平均速度是描述作变速运动物体运动快慢的物理量。
高中物理概念大全
高中物理概念大全一、力学1、牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态。
2、牛顿第二定律:物体的加速度与外力成正比,与质量成反比。
公式为F=ma。
3、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
4、胡克定律:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。
5、动量:物体的质量与其速度的乘积。
动量的变化是物体受到外力作用的结果。
6、动量守恒定律:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变。
7、摩擦力:阻碍物体相对运动的阻力。
摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关。
8、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力。
重力的大小与物体的质量成正比,方向竖直向下。
9、弹力:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生的力。
弹力的大小与物体的形变程度和物体的材料有关。
二、电磁学1、库仑定律:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力同它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
公式为F=kQ1Q2/r^2。
2、静电场:能够产生静电电荷的电场称为静电场。
静电场的电场线是不相交的闭合曲线,从无穷远指向负电荷的是电力线的切线方向。
沿同一条电场线上的各点电势相等。
3、磁场:能够产生磁力的空间存在称为磁场。
磁体的周围存在着磁场,磁极间的相互作用是通过磁场发生的。
4、安培定律:在磁场中,电流在单位时间内受到的力与电流强度、磁感强度以及电流方向和磁感线方向之间的夹角的余弦值成正比,公式为F=BIl*sin(θ)。
5、电磁感应:因磁通量变化产生感应电动势的现象称为电磁感应现象。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流。
这是电磁感应现象的基本原理。
6、交流电:大小和方向随时间作周期性变化的电流称为交流电。
交流电的峰值是有效值的√2倍。
7、楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
高中物理公式定律大全
高中物理公式定律大全力学定律:1. 质点受力定律:F=ma(牛顿第二定律)2. 弹力定律:F=-kx(胡克定律)3.万有引力定律:F=G(m1m2/r^2)(牛顿万有引力定律)4. 地面作用力:F=mg(万有引力对于地面物体的作用力)5. 一维运动方程:v=v0+at,s=s0+v0t+1/2at^2(匀加速直线运动)力学公式:1.功:W=Fs(力乘位移)2.功率:P=W/t(功除以时间)3. 动能:K=1/2mv^2(质点的运动能量)4.动能定理:W=ΔK(功等于动能的增量)5.机械功率:P=Fv(力乘速度)6. 动量:p=mv(质点的运动量)7.冲量:J=FΔt(冲力乘时间)8.动量守恒定律:Σp1=Σp2(孤立系统的总动量守恒)热学定律:1.热力学第一定律:ΔU=Q-W(内能改变等于热量传递减去对外界做功)2.理想气体定律:PV=nRT(压力乘容积等于气体摩尔数乘气体常数乘温度)光学定律:1.光的反射定律:θi=θr(入射角等于反射角)2. 光的折射定律:n1sinθ1=n2sinθ2(入射介质和出射介质的折射率乘入射角等于折射介质的折射率乘折射角)3.薄透镜成像公式:1/f=1/v-1/u(薄透镜的物距和像距之间的关系)电学定律:1.奥姆定律:V=IR(电压等于电流乘电阻)2.电功与电能关系:W=VQ(电功可以表示为电压乘以电量)3.电场强度:E=F/q(电场力除以电荷)4.电势差:V=W/q(电势能除以电荷)5.平行板电容器:C=εA/d(电容等于介电常数乘电极面积除以板间距离)6.电荷守恒:Σq1=Σq2(一个封闭系统的总电荷守恒)量子物理:1. 普朗克公式:E=hf(能量等于普朗克常数乘以频率)2.薛定谔方程:Hψ=Eψ(描述量子体系的基本方程)3.不确定性原理:ΔxΔp≥h/4π(位置和动量不确定度的乘积大于等于普朗克常数的一半)。
高中物理基本概念和基本规律(定理、定律、公式)
高中物理基本概念和基本规律(定理、定律、公式)一.物理量、物理量中的矢量及运算:1.所有物理量必须要有单位.2.速度、加速度、动量、电场强度、磁感应强度等矢量必须注意方向,只有大小、方向都相等的两个矢量才相等.3.同一直线上矢量的运算:先规定一个正方向,跟正方向相同的矢量为正,跟正方向相反的矢量为负,求出的矢量为正值,则跟规定的方向相同;求出的矢量为负值,则跟规定的方向相反.4.力和运动的合成、分解都遵守平行四边形定则.三力平衡时,任意两力的合力跟第三力等值反向.三力的大小必满足以下关系:︱F 1-F 2︱≤F 3≤F 1+F 2.二.力:1.重力G =mg 方向竖直向下g =9.8m/s 2≈10m/s 2作用点在重心适用于地球表面附近2.胡克定律F =kx 方向沿恢复形变方向k :劲度系数(N /m)x :形变量(m)3.滑动摩擦力f =μN 与物体相对运动方向相反μ:摩擦因数N :正压力(N)4.静摩擦力0<f 静≤f m 与物体相对运动趋势方向相反f m 为最大静摩擦力5.万有引力F =Gm 1m 2/r 2G =6.67×10-11N·m 2/kg 2方向在它们的连线上6.静电力F =kQ 1Q 2/r 2K=9.0×109N·m 2/C 2方向在它们的连线上7.电场力F =EqE :场强N /C q :电量C 正电荷受的电场力与场强方向相同8.安培力F =BIL sin θθ为B 与L 的夹角当L ⊥B 时:F =BIL ,B ∥L 时:F =09.洛仑兹力f =qυB sin θθ为B 与υ的夹角当υ⊥B 时:f =qυB ,υ∥B 时:f =0注:(1)劲度系数k 由弹簧自身决定(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定.(3)f m 略大于μN 一般视为f m ≈μN (4)物理量符号及单位B :磁感强度(T),L :有效长度(m),I :电流强度(A),υ:带电粒子速度(m /s),q :带电粒子(带电体)电量(C)(5)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定.10.力的合成与分解(1)同一直线上力的合成同向:F =F 1+F 2反向:F =F 1-F 2(F 1>F 2)(2)互成角度力的合成FF 1⊥F 2时:F(3)合力大小范围|F 1-F 2|≤F ≤F 1+F 2(4)力的正交分解F x =F cos βF y =F sin ββ为合力与x 轴之间的夹角tg β=F y /F x 注:①力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则.②合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立.③除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度严格作图.④F 1与F 2的值一定时,F 1与F 2的夹角(α角)越大合力越小.⑤同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化成代数运算.F F 2F 1O βF F y F x O x y O FF 1F 2α三.直线运动:1)匀变速直线运动1.平均速度υ平=s/t(定义式)2.有用推论υt2-υ02=2as 3.中间时刻速度υt/2=υ平=(υt+υ0)/24.末速度υt=υ0+at5.中间位置速度υs/26.位移s=υ平t=υ0t+at2/2=υt/2t7.加速度a=(υt-υ0)/t0a与υ0同向(加速)a>0;反向则a<08.实验用推论Δs=aT2Δs为相邻连续相等时间(T)内位移之差9.主要物理量及单位:初速(υ0):m/s加速度(a):m/s2末速度(υt):m/s 时间(t):秒(s)位移(s):米(m)路程:米速度单位换算:1m/s=3.6km/h 注:(1)平均速度是矢量.(2)物体速度大,加速度不一定大.(3)a=(υt-υ0)/t只是量度式,不是决定式.(4)其它相关内容:质点/位移和路程/s--t图/υ--t图/速度与速率/2)自由落体1.初速度υ0=02.末速度υt=gt3.下落高度h=gt2/2(从υ0位置向下计算)4.推论υt2=2gh注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速度直线运动规律.(2)a=g=9.8≈10m/s2重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下.3)竖直上抛1.位移s=υ0t-gt2/22.末速度υt=υ0-gt(g=9.8≈10m/s2)3.有用推论υt2-υ02=-2gs4.上升最大高度H m=υ02/2g(抛出点算起)5.往返时间t=2υ0/g(从抛出落回原位置的时间)注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值.(2)分段处理:向上为匀减速运动,向下为自由落体运动,具有对称性.(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等.四.曲线运动万有引力定律1)平抛运动:平抛运动的研究方法──“先分后合”,即先分解后合成1.水平方向速度υx=υ02.竖直方向速度υy=gt3.水平方向位移s x=υ0t4s y)=gt2/25.运动时间()6.合速度υt合速度方向与水平夹角β:tgβ=υy/υx=gt/υ07.合位移s位移方向与水平夹角α:tgα=s y/s x=gt/2υ0注:(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成.(2)运动时间由下落高度h(s y)决定与水平抛出速度无关.(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα.(3)在平抛运动中时间t是解题关键.(5)曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时物体做曲线运动.8.小船渡河时(1)若υ船>υ水船头垂直河岸时,过河时间最小;航向(合速度)垂直河岸时,过河的位移最小.(2)若υ船<υ水船头垂直河岸时,过河时间最小;只有当υ船⊥υ合时,过河的位移最小.x/22)匀速圆周运动1.线速度υ=s/t=2πR/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf3.向心加速度a=υ2/R=ω2R=(2π/T)2R=ωυ4.向心力F心=mυ2/R=mω2R=m(2π/T)2R=mωυ5.周期与频率T=1/f6.角速度与线速度的关系υ=ωR7.角速度与转速的关系ω=2πn8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m)角度(Φ):弧度(rad)频率(f):赫(Hz)周期(T):秒(s)转速(n):r/s半径(R):米(m)线速度(υ):m/s角速度(ω):rad/s向心加速度:m/s2注:(1)向心力可以由具体某个力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直.(2)做匀速圆周运动的物体所受到的合力充当向心力,且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,但动量不断改变.(3)做非匀速圆周运动的物体沿半径方向的合力充当向心力.3)万有引力1.开普勒第三定律T2/R3=k(=4π2/GM)R:轨道半径T:周期k:常量(与行星质量无关) 2.万有引力定律F=Gm1m2/r2G=6.67×10-11N·m2/kg2方向在它们的连线上3.天体上的重力和重力加速度GMm/R2=mg g=GM/R2R:天体半径(m)4.卫星绕行速度、角速度、周期υωT=5.第一宇宙速度:在地面附近环绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度(最大运行速度)υ1=7.9km/s第二宇宙速度:脱离地球引力的束缚,成为绕太阳运动的人造行星的最小发射速度υ2=11.2km/s第三宇宙速度:脱离太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去的最小发射速度υ3=16.7km/s6.地球同步卫星GMm/(R+h)2=m4π2(R+h)/T2h≈36000km h:距地球表面的高度注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F万=F心(GmM/r2=ma=mυ2/r=mω2r)(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等.(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同.(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小.(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s.(6)在天体问题的计算中,经常要用到的一个重要关系式:GM地=g R地2.五.动力学(运动和力)1.伽利略斜面实验是牛顿第一定律的实验基础,把可靠的事实和深刻的理论思维结合起来的理想实验是科学研究的一种重要方法.2.牛顿第一定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.3.牛顿第二定律:F合=ma或a=F合/m a由合外力决定,与合外力方向一致.牛顿第二定律中的F合应该是物体受到的合外力;应用牛顿第二定律时要注意同时、同向、同体;牛顿运动定律只适用于低速运动的宏观物体,对微观粒子和接近光速运动的物体不适用.4.牛顿第三定律F=-F′负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,实际应用:反冲运动5.共点力的平衡F合=0二力平衡6.超重:N>G(物体具有向上的加速度)失重:N<G(物体具有向下的加速度)注:平衡状态是指物体处于静上或匀速度直线状态.7.物体的运动决定于它所受的合力F 和初始运动条件:六.功和能(功是能量转化的量度)1.功W =Fs cos α(定义式)W :功(J)F :恒力(N)s :位移(m)α:F 、s 间的夹角2.重力做功W ab =mgh ab m :物体的质量g =9.8≈10h ab :a 与b 高度差(h ab =h a -h b )3.电场力做功W ab =qU ab q :电量(C )U ab :a 与b 之间电势差(V)即U ab =U a -U b 4.电功W =UIt (普适式)U :电压(V )I :电流(A)t :通电时间(s)6.功率P =W /t (定义式)P :功率[瓦(W)]W :t 时间内所做的功(J)t :做功所用时间(s)8.汽车牵引力的功率P =FυP 平=Fυ平P :瞬时功率P 平:平均功率9.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(υmax =P 额/f )10.电功率P =UI (普适式)U :电路电压(V)I :电路电流(A)11.焦耳定律Q =I 2Rt Q :电热(J)I :电流强度(A)R :电阻值(Ω)t :通电时间(s)12.纯电阻电路中I =U /R P =UI =U 2/R =I 2R Q =W =UIt =U 2t /R =I 2Rt 13.动能E k =mυ2/2E k :动能(J)m :物体质量(Kg)υ:物体瞬时速度(m /s)14.重力势能E P =mgh E P :重力势能(J)g :重力加速度h :竖直高度(m)(从零势能点起)15.电势能εA =qU A εA :带电体在A 点的电势能(J)q :电量(C)U A :A 点的电势(V)16.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)W 合=mυt 2/2–mυ02/2W 合=ΔE k W 合:外力对物体做的总功ΔE k :动能变化ΔE k =(mυt 2/2–mυ02/2)17.机械能守恒定律ΔE =0E k 1+E p 1=E k 2+E p 2mυ12/2+mgh 1=mυ22/2+mgh 218.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)W G =-ΔE P 注:(1)功的公式W =Fs cos α只适用于恒力做功,变力做功一般用动能定理计算.(2)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少.(3)0°≤α<90°做正功;90°<α≤180°做负功;α=90°不做功(力方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功).(4)重力(弹簧弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少.(5)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式).(6)机械能守恒定律适用于只有重力和弹簧的弹力做功的情况,只是动能和势能之间的转化应用于光滑斜面、自由落体运动、上抛、下抛、平抛运动、光滑曲面、单摆、竖直平面的圆周运动、弹簧振子等情况.(7)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J 1eV=1.60×10-19J .*(8)弹簧弹性势能E =kx 2/2.19.功能关系--------功是能量转化的量度⑴重力所做的功等于重力势能的减少⑵电场力所做的功等于电势能的减少⑶弹簧的弹力所做的功等于弹性势能的减少⑷合外力所做的功等于动能的增加4.F =-kx ————简谐运动3.F 大小不变且始终垂直υ————匀速圆周运动力和运动的关系υ=0————静止υ≠0————匀速直线运动1.F =0υ=0————匀加速直线运动υ≠0F 、υ同向———匀加速直线运动F 、υ反向———匀减速直线运动F 、υ夹角α——匀变速曲线运动2.F =恒量5.F 是变力F 与υ同向————变加速运动F 与υ反向————变减速运动⑸只有重力和弹簧的弹力做功,机械能守恒⑹重力和弹簧的弹力以外的力所做的功等于机械能的增加⑺克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械能的减少⑻克服安培力所做的功等于感应电能的增加七.冲量与动量(物体的受力与动量的变化)1.动量p =mυp :动量(kg m /s)m :质量(kg)υ:速度(m /s)方向与速度方向相同3.冲量I =Ft I :冲量(N·S)F :恒力(N)t :力的作用时间(S)方向由F 决定4.动量定理I =Δp 或Ft =mυt –mυ0Δp :动量变化Δp =mυt –mυ0是矢量式5.动量守恒定律p 前总=p 后总p =p ′m 1υ1+m 2υ2=m 1υ1′+m 2υ2′6.碰撞的分类:(1)弹性碰撞Δp =0;ΔE k =0(即系统的动量和动能均守恒)(2)非弹性碰撞Δp =0;0<ΔE k <ΔE k m ΔE k :损失的动能ΔE k m :损失的最大动能(3)完全非弹性碰撞Δp =0;ΔE k =ΔE k m (碰后连在一起成一整体)7.物体m 1以υ1初速度与静止的物体m 2发生弹性正碰:υ1′=(m 1-m 2)υ1/(m 1+m 2)υ2′=2m 1υ1/(m 1+m 2)8.由9得的推论:等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)9.子弹m 水平速度υ0射入静止置于水平光滑地面的长木块M ,并嵌入其中一起运动时的机械能损失E 损E 损=mυ02/2-(M +m )υt 2/2=fL 相对υt :共同速度f :阻力注:(1)正碰又叫对心碰撞,速度方向在它们“中心”的连线上.(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算(3)系统动量守恒的条件:合外力为零或内力远远大于外力,系统在某方向受的合外力为零,则在该方向系统动量守恒(4)碰撞过程(时间极短,发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒.(5)爆炸过程视为动量守恒,这时化学能转化为动能,动能增加.10.应用动能定理和动量定理时要特别注意合外力.(1)应用动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律解题时要注意研究对象的受力分析及研究过程的选择.(2)应用动量守恒定律、机械能守恒定律还要注意适用条件的检验.(3)应用动量守恒定律、动量定理要特别注意方向.八.振动和波(机械振动与机械振动的传播)1.简谐振动F =-kx F :回复力k :比例系数x :位移负号表示F 与x 始终反向.简谐振动过程中,回复力的大小跟位移成正比,方向相反.位移增大,加速度增大,速度减小;位移最大时,加速度最大,速度为0;位移为0时,加速度为0,速度最大.简谐运动中机械能守恒,在平衡位置动能最大,势能最小.mυ2/2+kx 2/2=kA 2/22.单摆周期T L :摆长(m)g :当地重力加速度值成立条件:摆角θ<10°单摆振动的回复力是重力沿切线方向的分力,在平衡位置,振动加速度为0,但是还有向心加速度.3.受迫振动频率特点:f 受迫=f 驱动力(受迫频率振动的跟物体的固有频率无关)4.共振:f 驱动力=f 固,做受迫振动物体的振幅最大,声音的共振叫共鸣;共振的防止和应用5.波速公式υ=s /t =λf =λ/T 波传播过程中,一个周期向前传播一个波长.波从一种介质传播到另一种介质时,频率不变,波长和波速相应改变.波传播的过程是振动形式和振动能量传播的过程,质点并不随波迁移,每一个质点都在各自的平衡位置附近做振幅相同的简谐振动.波形图特别要注意周期性和方向性.完全弹性碰撞——动量守恒,动能不损失.(质量相同,交换速度)完全非弹性碰撞——动量守恒,动能损失最大.(以共同速度运动)非完全弹性碰撞——动量守恒,动能有损失。
1 动量 2 动量定理 习题 高中物理人教版选择性必修第一册
第一章动量守恒定律1动量2动量定理基础对点练考点一动量与动量的变化1.(2024年北京测试)历史上,物理学家笛卡儿主张以动量“mv”来量度运动的强弱,下列与动量有关的说法正确的是()A.动量变化的方向一定与初末动量的方向都不同B.物体的动量变化越大,则该物体的速度变化一定越大C.两物体的动量相等,动能也一定相等D.物体的速度大,则物体的动量一定大2.质量为0.5 kg的物体,运动速度为3 m/s,它在一个变力作用下速度变为7 m/s,方向和原来方向相反,则这段时间内动量的变化量为()A.5 kg·m/s,方向与原运动方向相反B.5 kg·m/s,方向与原运动方向相同C.2 kg·m/s,方向与原运动方向相反D.2 kg·m/s,方向与原运动方向相同3.下列有关冲量的说法中,正确的是()A.力越大冲量也越大B.作用时间越长冲量越大C.恒力F与t的乘积越大冲量越大D.物体不动,重力的冲量为零4.下列关于冲量、动量、动能的说法中正确的是()A.物体的动量增大2倍,其动能也增大2倍B.物体合外力的冲量不为零,其动量变化量和动能变化量一定不为零C.由冲量的定义式I=FΔt可知,冲量是矢量,冲量的方向一定与物体受力方向相同D.由动量的定义式p=m v可知,动量是矢量,动量的方向与速度的方向相同5.如图,质量为m的物块原本静止在倾角为α的斜面上,后来,在与斜面夹角为θ的恒力拉动下向上运动,经过时间t,则在运动过程中()A .物块重力的冲量为0B .物块所受拉力的冲量为FtC .物块的动量一定增大D .物块受到合力的冲量为Ft cos θ6.(2024年蚌埠测试)下列说法中正确的是( )A .由F =Δm v Δt可知物体动量的变化率等于它受的合外力 B .冲量反映了力的作用对时间的累积效应,是一个标量C .易碎品运输时要用柔软材料包装是为了减小冲量D .玻璃杯掉在水泥地上易碎,是因为受到的冲量太大7.(2024年济南期末)汽车在平直公路上刹车,若所受阻力恒定,则汽车刹车时间由下面哪个物理量决定( )A .动量B .动能C .初速度D .质量8.如图所示,小明在练习用头颠球.某次足球由静止自由下落80 cm ,被头部顶起后竖直上升的最大高度仍为80 cm.已知足球与头的作用时间为0.1 s ,足球的质量为0.4 kg ,重力加速度g 取10 m/s 2,不计空气阻力.则头对足球的平均作用力为( )A .16 NB .20 NC .32 ND .36 N9.(2024年梅州期末)如图所示,一实验小组进行“鸡蛋撞地球”实验,把一质量为50 g 鸡蛋用海绵紧紧包裹,使其从20 m 的高处自由落下,与水平面发生一次碰撞后速度减为0,碰撞时间为0.5 s ,碰撞过程视为匀减速直线运动,不考虑鸡蛋和地面的形变,忽略空气阻力,重力加速度g 取10 m/s 2.下列说法正确的是( )A.鸡蛋做自由下落运动时间为1 sB.鸡蛋在自由下落过程中重力的冲量大小为2 N·sC.匀减速直线运动过程中海绵对鸡蛋的平均作用力大小为2.5 ND.鸡蛋做匀减速直线运动过程的动量变化量方向竖直向下10.(2024年宿迁期末)踢毽子是我国传统的民间体育运动,如图是一个小孩在踢毽子,毽子近似沿竖直方向运动,空气阻力与速率成正比,毽子在空中运动过程中()A.动量变化量等于零B.动量变化率一直减小C.重力的冲量上升过程等于下降过程D.重力的冲量上升过程大于下降过程11.在粗糙的水平面上静止放置一个质量为1.5 kg 的物体,从t=0时刻开始受到水平向右拉力F的作用,从静止开始做直线运动,拉力F随时间t的变化如图所示,物体与地面的动摩擦因数为0.4,g取10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:(1)在0~6 s时间内拉力F的冲量;(2)物体在t=6 s时的速度大小.答案解析1、【答案】B【解析】根据Δp=p2-p1可知,动量变化的方向与初末动量的方向可能相同,可能相反,故A 错误;根据Δp =m Δv 可知,物体的动量变化越大,则该物体的速度变化一定越大,故B 正确;根据动量和动能的关系式E k =p 22m可知,两物体动量相等,动能不一定相等,故C 错误;根据p =m v 可知,物体的动量大小取决于速度和质量两个因素,故物体的速度大,动量不一定大,故D 错误.2、【答案】A 【解析】以原来的方向为正方向,由定义式Δp =m v ′-m v ,得Δp =(-7×0.5-3×0.5) kg·m/s =-5 kg·m/s ,负号表示Δp 的方向与原运动方向相反, A 正确.3、【答案】C 【解析】冲量等于力和时间的乘积,故冲量取决于力和时间的乘积,乘积越大,冲量越大,故C 正确,A 、B 、D 错误.4、【答案】D 【解析】物体的动量增大2倍,根据动量p =m v 可知,速度增大2倍,变为原来的3倍,动能E k =12m v 2,动能增大8倍,变为原来的9倍,A 错误;物体合外力的冲量不为零,其动量变化量一定不为零,但动能变化量可能为零,比如该过程速度方向改变,但是大小没变,则动能变化量为零,B 错误;由冲量的定义式I =F Δt 可知,冲量是矢量,冲量的方向一定与物体合外力方向相同,C 错误;由动量的定义式p =m v 可知,动量是矢量,动量的方向与速度的方向相同,D 正确.5、【答案】B 【解析】根据冲量的定义知重力不为0,冲量也不为0,重力的冲量为I G =mgt ,A 错误;拉力的冲量为Ft ,B 正确;如果物块匀速运动,速度不变,动量不变,C 错误;根据动量定理,合外力的冲量等于物块动量变化,如果物块匀速运动,动量变化量为零,则合力的冲量为0,D 错误.6、【答案】A 【解析】根据动量定理得F Δt =Δp ,则合力F =Δp Δt,即合力等于动量的变化率,故A 正确;冲量反映了力的作用对时间的累积效应,是矢量,故B 错误;易碎品运输时要用柔软材料包装是为了延长作用时间,减小作用力,冲量的大小一定,故C 错误;玻璃杯掉在水泥地上易碎,是因为玻璃杯与水泥地接触的过程,动量变化量一定,即冲量一定,作用时间较短,作用力较大,所以易碎,故D 错误.7、【答案】A 【解析】根据动量定理可知0-ft =-m v 0,所以t =m v 0f,刹车时间由动量决定.A 正确.8、【答案】D 【解析】取向上为正方向,根据v 2-0=2gh ,得足球落到头顶的速度v =-2gh =-2×10×0.8 m/s =-4 m/s ,足球反弹时的速度v ′=4 m/s ,根据动量定理(F -mg )t =m v ′-m v ,代入数据解得F =36 N ,故选D .9、【答案】C 【解析】根据题意,由h =12gt 2 可得,鸡蛋做自由下落运动的时间为t =2h g=2 s ,鸡蛋在自由下落过程中重力的冲量大小为I =mgt =0.05×10×2 N·s =1 N·s ,故A 、B 错误;根据题意,由公式v =gt 可得,鸡蛋落地瞬间的速度为v =20 m/s ,碰撞过程视为匀减速直线运动,可得碰撞过程的加速度大小为a =v Δt=40 m/s 2.由牛顿第二定律有F -mg =ma ,解得F =m (g +a )=2.5 N ,取向下为正方向,鸡蛋做匀减速直线运动过程的动量变化量为Δp =0-m v =-1 kg·m/s ,可知动量变化量方向与正方向相反,即竖直向上,故C 正确,D 错误.10、【答案】B 【解析】毽子上升的初速度为v 0,再次下落到原点时的速度为v ,设向下为正方向,则动量变化量Δp =m v -(-m v 0)=m v +m v 0,A 错误.动量变化率等于毽子受到的合外力,上升过程合外力为mg +k v ,则随速度减小,合外力变小;下降过程的合外力mg -k v ,则随速度增加,合外力减小,则动量变化率一直减小,B 正确.上升过程中mg +k v =ma 1,下降过程中mg -k v =ma 2,则a 1>a 2,根据h =12at 2可知上升的时间小于下降的时间,根据I =mgt 可知,重力的冲量上升过程小于下降过程,C 、D 错误.11、解:(1)力和时间的关系图像的面积为F 的冲量,0~6 s 内有I F =12×(3+9)×4 N·s +12×(6+9)×2 N·s =39 N·s , 方向向右.(2)在0~6 s 内摩擦力的冲量为I f =-12×(3+6)×2 N·s -6×4 N ·s =-33 N·s. 设t =6 s 物体时的速度为v ,由动量定理可知I 合=I F +I f =m v -0,解得v =4 m/s.。
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1、匀加速运动的物体追匀速运动的物体,当两者速度相等时,距离最远;
匀减速运动的物体追匀速运动的物体,当两者速度相等时,距离最近,若这时仍未追上,则不会追上。
2、质点做简谐运动,靠近平衡位置时加速度减小而速度增加;离开平衡位置时,加速度增加而速度减小。
3、两劲度系数分别为K 1、K 2的轻弹簧A 、B 串联的等效系数K 串与K 1、K 2满足2
11
11K K K +=串,并联后的等效劲度系数K 并=K 1+K 2。
4、欲推动放在粗糙平面上的物体,物体与平面之间的动摩擦因数为μ,推力方向与水平面成θ角,
tan θ=μ时最省力,2
min 1μ
μ+=
mg
F 。
若平面换成倾角为α的斜面后,推力与斜面夹角满足关系tan θ=μ时,2
m in
1cos μ
α
μ+=
mg F 。
5、两个靠在一起的物体A 和B ,质量为m 1、m 2,放在同一光滑平面上,当A 受到水平推力F 作用后,A 对B 的作用力为
2
12m m F
m +。
平面虽不光滑,但A 、B 与平面间存在相同的摩擦因数时上述结论成立,
斜面取代平面。
只要推力F 与斜面平行,F 大于摩擦力与重力沿斜面分力之和时同样成立。
6、若由质量为m 1、m 2、m 3……加速度分别是a 1、a 2、a 3……的物体组成的系统,则合外力
F = m 1 a 1+m 2 a 2+m 3 a 3+…… 7、支持面对支持物的支持力随系统的加速度而变化。
若系统具有向上的加速度a ,则支持力N 为m(g+a);若系统具有向下的加速度a ,则支持力N 为m(g -a)(要求a ≤g ),
8、系在绳上的物体在竖直面上做圆周运动的条件是:gl v ≥高,
绳改成杆后,则0≥最高
v 均可,在最高点gl v >
最高时,杆拉物体;gl v <
最高时杆支持物体。
9、卫星绕行星运转时,其线速度v 角速度ω,周期T 同轨道半径r 存在下列关系
①v 2
∝1/r ②ω2
∝1/r 3
③T 2
∝r
3
由于地球的半径R=6400Km ,卫星的周期不低于84分钟。
由于同步卫星的周期T 一定,它只能在赤道上空运行,且发射的高度,线速度是固定的。
10、太空中两个靠近的天体叫“双星”。
它们由于万有引力而绕连线上一点做圆周运动,其轨道半径与质量成反比、环绕速度与质量成反比。
11、质点若先受力F 1作用,后受反方向F 2作用,其前进位移S 后恰好又停下来,则运动的时间t 同质量
m ,作用力F 1、F 2,位移S 之间存在关系2121/)(2F F s F F m t +=
12、质点若先受力F 1作用一段时间后,后又在反方向的力F 2作用相同时间后恰返回出发点,则F 2=3F 1。
13、由质量为m 质点和劲度系数为K 的弹簧组成的弹簧振子的振动周期k m T /2π=与弹簧振子平放,
竖放没有关系。
14、单摆的周期g
l
T
π
2=,与摆角θ和质量m 无关。
若单摆在加速度为a 的系统中,式中g 应改为g 和a 的矢量和。
若摆球带电荷q 置于匀强电场中,则g
l
T π
2=(g 由重力和电场力的矢量和与摆球的质量m 比值代替);若单摆处于由位于单摆悬点处的点电荷产生的电场中,或磁场中,周期不变。
四、动量和机械能中的习题“定理”
15、相互作用的一对静摩擦力,若其中一个力做正功,则另一个力做负功,且总功代数和为零, 若相互作用力是一对滑动摩擦力,也可以对其中一个物体做正功,另一个可不做功, 但总功代数和一定小于零,且 W 总 =-FS 相对。
16、人造卫星的动能E K ,势能E P ,总机械能E 之间存在E=-E K ,E P =-2E K ;当它由近地轨道到远地轨道时,总能量增加,但动能减小。
17、物体由斜面上高为h 的位置滑下来,滑到平面上的另一点停下来,若L 是释放点到停止点的水平总距离,则物体的与滑动面之间的摩擦因数μ与L ,h 之间存在关系μ=h/L ,如图7所示。
18、两物体发生弹性碰撞后,相对速度大小不变,方向相反,
;也可以说两物体的速度之和保持不变,即 。
19、两物体m 1、m 2以速度v 1、v 2发生弹性碰撞之后的速度分别变为:
若m 1=m 2,则
,交换速度。
m 1>>m 2,则 。
m 1<<m 2,则
若v 2=0, m 1=m 2时, 。
m 1>>m 2时, 。
m 1<<m 2时,。
20、两物体m 1、m 2碰撞之后,总动量必须和碰前大小方向都相同,总动能小于或等于碰前总动能,碰后在没有其他物体的情况下,保证不再发生碰撞。
六、静电学中的习题“定理”
21、若一条直线上有三个点电荷因相互作用均平衡,(两同夹异、两大夹小,且中间的电量值最小) 22、两同种带电小球分别用等长细绳系住,相互作用平衡后,摆角α与质量m 存在
2211sin sin ααm m =,
23、电场强度方向是电势降低最快的方向,在等差等势面分布图中,等势面密集的地方电场强度大。
七、电路问题中的习题“定理”
α1 α2
q 1 q 2
图9
24、在闭合电路里,某一支路的电阻增大(或减小),一定会导致总电阻的增大(或减小),总电流的减小(或增大),路端电压的增大(或减小)
25、伏安法测电阻时,若R x <<R V ,用电流表外接法,测量值小于真实值;
R x >>R A 时,用电流表内接法,测量值大于真实值。
待测电阻阻值范围未知时, 可用试探法。
电压表明显变化,外接法;电流表明显变化,用内接法。
26、闭合电路里,当负载电阻等于电源内阻时,电源输出功率最多,且P max =E 2
/4r 。
八、磁场和电磁感应中的习题“定律”
27、两条通电直导线相互作用问题:平行时同向电流吸引,反向电流排斥。
不平行时有转到平行且同向的趋势。
28、在正交的电场和磁场区域,当电场力和磁场力方向相反,若V 为带电粒子在电磁场中的运动速度,且满足V=E/B 时,带电粒子做匀速直线运动;若B 、E 的方向使带电粒子所受电场力和磁场力方向相同时,将B 、E 、v 中任意一个方向反向既可,粒子仍做匀速直线运动,与粒子的带电正负、质量均无关。
29、在各种电磁感应现象中,电磁感应的效果总是阻碍引起电磁感应的原因,若是由相对运动引起的,则阻碍相对运动;若是由电流变化引起的,则阻碍电流变化的趋势。
30、导体棒一端转动切割磁感线产生的感应电动势 Ε=BL 2
ω/2,
31、闭合线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时产生正弦交变电动势ε=NBS ωsin ωt.
线圈平面垂直于磁场时Ε=0,平行于磁场时ε=NBS ω。
且与线圈形状,转轴位置无关。
九、光学中的习题“定理”
32、紧靠点光源向对面墙平抛的物体,在对面墙上的影子的运动是匀速运动。
33、光线由真空射入折射率为n 的介质时,如果入射角θ满足tg θ=n ,则反射光线和折射光线一定垂直。
34、由水面上看水下光源时,视深n d d /'=
;若由水面下看水上物体时,视高nd d ='。
35、光线以入射角I 斜射入一块两面平行的折射率为n 、厚度为h 的玻璃砖后,出射光线仍与入射光线平行,但存在侧移量△)sin cos 1(dsin x
2
2i
n i
i -+
=
36、双缝干涉的条纹间离即△x=L λ/d 。
十、原子物理学中的习题“定律”
37、氢原子的激发态和基态的能量与核外电子轨道半径间的关系是:Εn =E 1/n 2
,r n =n 2
r 1,其中E 1=-
13.6eV, r 1=5.3×10-
10m ,由n 激发态跃迁到基态的所有方式共有n (n -1)/2种。
38、氢原子在n 能级的动能、势能,总能量的关系是:E P =-2E K ,E=E K +E P =-E K 。
由高能级到低能
级时,动能增加,势能降低,且势能的降低量是动能增加量的2倍,故总能量降低。
39、静止的原子核在匀强磁场里发生α衰变时,会形成外切圆径迹,发生β衰变时会形成内切圆径迹,且大圆径迹分别是由α、β粒子形成的。
40、放射性元素
A M Z
经m 次α
衰变和n 次β衰变成
A M Z ''
,则m=(M -MM’)/4,。