高二物理讲义教师版
高二物理讲义13液柱与气柱模型(教师版)
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如图,竖直放置、开口向下的试管内用水银封闭一段气体,若试管自由下落,管内气体(
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如图,长为
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如图,一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置.玻璃管的下部封有长
③
设此时玻璃管上部空气柱的压强为
由玻意耳定律得
由①至⑤式及题给数据解得
热学>固体、液体和物态变化
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如图,两端封闭的直玻璃管竖直放置,一段水银将管内气体分隔为上下两部分
,所以水银柱将向下移动.上述解答是否正确?若正确,请写出完整的解答;若不正确,请说明理由并给出正确的解
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如图,长
自身重力不计)为研究对象,分析液片两侧受力情况,建立平衡方程消去面积,得到液片两侧压强相等,进而求得气体压强.
形管中封闭了一定质量的气体,在其最低处取一液片
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如图,竖直放置的
若流出的水银量较少,则左管水银仍高于右管;若流出的水银量较多,因左边上边等于大气压,右边若小于大气压强,则左边会低于右边;总之根据已知条件不能判断水银面高度关
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如图,粗细均匀的玻璃管
,压强变小,故气体体积要增
侧水银面下降的高
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一
;左管中空气柱的压强为,长度为.
;左管中空气柱的压强为,长度为.
9
如图,一端封闭、粗细均匀的
,需向开口端注入的水银
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一粗细均匀的
,体积为:
,此时气体的压强为:
,根据玻意耳定律得:。
电磁感应现象及应用(教师版)-高二物理同步精品讲义(人教2019必修第三册)
13.3 电磁感应现象及应用【物理核心素养】物理观念:培养学生“电生磁”“磁生电”的相互作用观念,使电和磁建立起了相互的联系。
科学思维:经历各种实验现象,学会通过现象,分析、归纳事物本质特征的科学思想方法实验观察能力与逻辑思维能力在科学探究过程中的重要作用。
科学探究:经历感应电流产生条件的探究活动,提高学生的分析、论证能力。
科学态度与责任:通过“磁生电”的物理学史学习使学生感悟到科学发现的艰辛和辩证的思维方法。
【教学重难点】教学重点:通过实验观察和试探探究,总结感应电流的产生条件。
教学难点:感应电流产生条件的实验探究、理论分析,以及几个实验之间的逻辑关系。
一、划时代的发现1.“电生磁”的发现1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应.2.“磁生电”的发现1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象.3.电磁感应法拉第把他发现的磁生电的现象叫作电磁感应,产生的电流叫作感应电流.二、产生感应电流的条件1.实验:探究感应电流产生的条件(1)实验一:如图所示,导体棒AB做切割磁感线运动时,线路中电流产生,而导体棒AB顺着磁感线运动时,线路中电流产生.(均选填“有”或“无”)(2)实验二:如图所示,当条形磁体插入或拔出线圈时,线圈中电流产生,但条形磁体在线圈中静止不动时,线圈中电流产生.(均选填“有”或“无”)(3)实验三:如图所示,将小线圈A插入大线圈B中不动,当开关S闭合或断开时,电流表中电流通过;若开关S一直闭合,当改变滑动变阻器的阻值时,电流表中电流通过;而开关S一直闭合,滑动变阻器的滑动触头不动时,电流表中电流通过.(均选填“有”或“无”)(4)归纳总结:实验一中:导体棒做切割磁感线运动,回路的有效面积发生变化,从而引起了磁通量的变化,产生了感应电流.实验二中:磁体插入或拔出线圈时,线圈中的磁场发生变化,从而引起了磁通量的变化,产生了感应电流.实验三中:开关闭合、断开或滑动变阻器的滑动触头移动时,小线圈A中电流变化,从而引起穿过大线圈B 的磁通量变化,产生了感应电流.三个实验共同特点是:产生感应电流时闭合回路的磁通量都发生了变化.答案(1)有无(2)有无(3)有有无2.感应电流产生条件的理解不论什么情况,只要满足电路闭合和磁通量发生变化这两个条件,就必然会产生感应电流;反之,只要产生了感应电流,那么电路一定是闭合的,且穿过该电路的磁通量也一定发生了变化.三、电磁感应现象的应用生产、生活中广泛使用的变压器、电磁炉等都是根据电磁感应制造的.【经典例题1】下列四幅图所描述的情境,能够产生感应电流的是()A.甲图中,线圈与条形磁铁中心轴线在同一平面内且远离磁铁B.乙图中,线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动C.丙图中,条形磁铁快速穿过有缺口的线圈D.丁图中,线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动【答案】D【解析】A.穿过回路磁通量始终为零,不产生感应电流,故A错误;B.乙图中,线圈在匀强磁场中垂直于磁场方向运动,回路磁通量始终最大,不变,不产生感应电流,故B错误;C.不是闭合回路,无法产生感应电流,故C错误;D.丁图中,线圈在通电直导线下方以虚线为轴转动,穿过闭合回路磁通量发生变化,有感应电流,故D正确。
实验导体电阻率的测量(教师版)-高二物理同步精品讲义(人教2019必修第三册)
11.3 实验:导体电阻率的测量【物理核心素养】物理观念:让学生体会科学探究与逻辑思维相结合的物理观念,体验逻辑思维的力量。
科学思维:培养学生控制变量,利用实验抽象概括出物理规律的能力。
科学探究:用控制变量法,探究导体电阻的决定因素科学态度与责任:通过电阻温度计的教学,培养学生理论联系实际、学以致用的思维品质。
【教学重难点】教学重点:游标卡尺和螺旋测微器的原理及读数方法、测量导体电阻率原理教学难点:滑动变阻器分压式接法、连接实物电路图知识点一、游标卡尺1 .构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)、游标卡尺上还有一个深度尺.(如图所示)2 .原理:利用主尺的单位刻度与游标尺的单位刻度之间固定的微量差值来提高测量精度.不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的小等分刻度少 1 mm.常见的游标尺上小等分刻度有10个、20个、50个的,其规格见下表:刻度格数(分度)刻度总长度1 mm与每小格的差值精确度(可精确到)109 mm0.1 mm0.1 mm2019 mm0.05 mm0.05 mm5049 mm0.02 mm0.02 mm3.用途:测量厚度、长度、深度、内径、外径 .4 .读数若用x 表示由主尺上读出的整毫米数,K 表示从游标尺上读出与主尺上某一刻度线对齐的游标尺的格数,则记录结果表示为(x +K ×精确度)mm. 5 .注意事项(1)游标卡尺是根据刻度线对齐来读数的,所以不需要估读,但读数要注意最小精确度所在的位数,如果读数最后一位是零,该零不能去掉 .(2)读数时,要注意游标尺第几条刻度线(不含零刻度线)与主尺对齐 .【经典例题1】测量一钢笔帽的内径时,游标卡尺示数如图所示,该钢笔帽的内径为_________mm 。
【答案】 11.30【解析】主尺上的读数11mm L =,精度0.05mm k =。
游标尺上第6条刻线与主尺上的某一刻线对齐,故读数(110.056)mm 11.30mm s L kn =+=+⨯=【变式训练1】某班同学在“长度的测量及测量工具的选用”分组实验中,用不同规格的游标卡尺对不同粗细的圆柱体的直径进行了测量,下面是其中三个小组的测量情况,图甲游标尺格数为10格,图乙为20格,图丙为50格,其测量结果分别为:______mm 、______cm 、______mm 。
新课改高中物理选修二同步专题讲义:13 A电磁场与电磁波 基础版(教师版)
电磁场与电磁波知识点:电磁场与电磁波一、电磁场1.变化的磁场产生电场(1)实验基础:如图所示,在变化的磁场中放一个闭合电路,电路里就会产生感应电流.(2)麦克斯韦的见解:电路里能产生感应电流,是因为变化的磁场产生了电场,电场促使导体中的自由电荷做定向运动.(3)实质:变化的磁场产生了电场.2.变化的电场产生磁场麦克斯韦假设,既然变化的磁场能产生电场,那么变化的电场也会在空间产生磁场.二、电磁波1.电磁波的产生:变化的电场和磁场交替产生,由近及远向周围传播,形成电磁波.2.电磁波的特点:(1)电磁波在空间传播不需要介质;(2)电磁波是横波:电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直,而且二者均与波的传播方向垂直,因此电磁波是横波.(3)电磁波的波长、频率、波速的关系:v=λf,在真空中,电磁波的速度c=3.0×108m/s.(4)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象.3.电磁波具有能量电磁场的转换就是电场能量与磁场能量的转换,电磁波的发射过程是辐射能量的过程,传播过程是能量传播的过程.技巧点拨一、电磁场对麦克斯韦电磁场理论的理解(1)变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生恒定的电场.②非均匀变化的磁场产生变化的电场.③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场.(2)变化的电场产生磁场①均匀变化的电场产生恒定的磁场.②非均匀变化的电场产生变化的磁场.③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场.二、电磁波与机械波的比较名称项目机械波电磁波研究对象力学现象电磁现象周期性位移随时间和空间做周期性变化电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化传播情况传播需要介质,波速与介质有关,与频率无关传播无需介质,在真空中波速等于光速c,在介质中传播时,波速与介质和频率都有关产生机理由质点(波源)的振动产生由电磁振荡激发波的特点横波或纵波横波干涉和衍射可以发生干涉和衍射例题精练1.(2021春•成都期末)关于电磁波,下列说法正确的是()A.变化的电场产生变化的磁场B.电磁波必须依赖介质才能传播C.电磁波在真空中和介质中的传播速度相同D.电磁波可以发生衍射现象【分析】明确麦克斯韦电磁场理论,知道在分析电磁波的产生时应注意区分均匀变化和周期性变化;明确电磁波可以传播不需要介质,知道电磁波在不同介质中传播速度不同;明确电磁波具有波的干涉和衍射等现象。
高二物理讲义7波粒二象性(教师版)
)黑体不一定是黑色的,黑体自身可以有较强的辐射,看起来还会很明亮,如炼实验装置实验中将开有小孔的空腔视为黑体,使其恒温,测量从小孔中辐射出来的电磁波强度按波长的分布情况。
实验规律:1)随着温度的升高,黑体的辐射强度都有增加;2)随着温度的升高,辐射强度的极大值向波长较短方向移动。
实验经历:1)维恩根据经典热力学得出一个半经验公式:维恩公式维恩公式在短波部分与实验结果吻合得很好,但长波却不行2)瑞利和琼斯用能量均分定理和电磁理论得出瑞利—琼斯公式瑞利—琼斯公式在长波部分与实验结果比较吻合。
但在紫外区竟算得单色辐射度为无穷大—所谓的“紫外灾难”3)1900年德国物理学家普朗克在维恩位移定律和瑞利--琼斯公式之间用内插法建立了一个普遍公式——普朗克公式A.黑体只吸收电磁波,不反射电磁波,看上去是黑的B.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布除与黑体的温度有关外,还与材料的种类及表面状况有关C.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关,与材料的种类及表面状况无关D.如果在一个空腔壁上开一个很小的孔,射入小孔的电磁波在空腔内表面经多次反射和吸收,最终不能从小孔射出,这个空腔就成了一个黑体对黑体的认识,下列说法正确的是()1CA .由于黑体自身辐射电磁波,所以看上去不一定是黑的,所以选项A 错误;2下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射实验规律的是(A黑体辐射以电磁辐射的形式向外辐射能量,温度越高,辐射越强越大,故B、D错误.黑体辐射的波长分布情况也随温度而变,如温度较低时,主要以不可见的红外光进行辐射,在以至更高的温度时,则顺次发射可见光以至紫外辐射,即温度越高,辐射的电磁波的波长越短,故C错误A故选A.3对于红、绿、蓝三种单色光,下列表述正确的是(4发光二极管,也就是普朗克的课堂首先在入射光的强度和频率不变的情况下,实验图像如上。
如上图,用不同频率的光去照射阴极,结果是:频率越高,遏止电压如上图所示:不同金属的逸出功不同,使得截止频率也不相同;5在光电效应实验中,用频率为6已经发生了光电效应的条件下,下列说法正确的是(7关于光电效应,下列说法正确的是(8用绿光照射金属钾时恰能发生光电效应,在下列情况下仍能发生光电效应的是(9用波长为10如图所示,把一块不带电的锌板连接在验电器上.当用紫外线照射锌板时,发现验电器指针偏转11分别用12美国物理学家密立根利用光电管对光电效应现象进行研究,得到金属的遏止电压时,对应的频率为截止频率,所以截止频率为:.13某种金属在光的照射下产生光电效应,其遏止电压的入射光需要照射一定的时间才能使金属发生光电效应对于同种金属,甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能在光电效应实验中,飞飞同学用一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系14乙甲,则波长用某单色光照射金属钛表面,发生光电效应.从钛表面放出光电子的最大初动能与入射光频率的15D.如图甲所示,合上开关,用光子能量为16甲图所示电路给光电管所加电压为反向电压,由爱因斯坦光电效应方程可知:光电管阴极的的光照射阴极后放出的光电子的最大初动能为正向电压后,由动能定理可知,电子到达阳极的最大动能为赌徒爱因斯坦17科学研究证明,光子有能量也有动量,当光子与静止的电子碰撞时,光子的一些能量转移给了电实验说明:(1)当光源很弱时,感光底片上的亮点显示出于光与感光底片的作用是量子化的,光是作为一个个粒子18下列物理实验中,能说明粒子具有波动性的是(19下列关于光的本性的说法中,正确的是(有关光的本性的说法正确的是(20 A.图象表明光具有粒子性B.图象表明光具有波动性C.用紫外光观察不到类似的图象D.实验表明光是一种概率波用极微弱的可见光做双缝干涉实验,随着时间的增加,在屏上先后出现如图21光及其应用>波粒二象性>能量量子化C紫外光是不可见光,所以直接用眼睛观察不到类似的图象,但是用感光胶片就能观察到类似现象.故C错误.科学态度与责任>科学本质光及其应用>波粒二象性>光的波粒二象性A.个别光子的行为表现出粒子性,大量光子的行为表现出波动性B.光的波动性是光子本身的一种属性,不是光子之间的相互作用引起的C.光表现出波动性时,就不具有粒子性了,光表现出粒子性时,就不再具有波动性了D.光的波粒二象性应理解为:在某种场合下光的波动性表现得明显,在另外的某种场合下,光的粒子性表现得明显对光的认识,下列说法正确的是()22ABDA.本题考查光的波粒二象性.光是一种概率波,少量光子的行为易显示出粒子性,而大量光子的行为往往显示出波动性,A正确;B.光的波动性不是由于光子之间的相互作用引起的,而是光的一种属性,这已被弱光照射双缝后在胶片上的感光实验所证实,B正确;CD.粒子性和波动性是光同时具备的两种属性,C错误,D正确.故选ABD.德布罗意的一页纸论文德布罗意的父亲是法国的伯爵,原本是研究历史的他对于盛行的"光具有粒子性质"产生了浓厚的兴趣,他拜在郎之万的门下开始学习物理,五年很快过去,到了该交博士论文的时候。
著名机构高二物理暑假班讲义第6讲安培力.教师版
68第三级(上)·第6讲·提高-尖子-目标·教师版1.磁现象人类发现磁铁至今已有2000多年的历史了,大约900多年前,中国人就利用磁铁制成了指南针(四 大发明之一),并将其应用于航海中。
现在,磁在人们的日常生活中起到了越来越重要的作用。
2.电与磁的联系在前面的学习中,我们知道两个电荷之间有库仑力,它们可以彼此不接触,靠中间摸不着、看不见的电场来作用。
而磁铁与磁铁之间也是靠中间摸不着、看不见的场来作用,我们叫这种场为磁场。
电场和磁场很相似,它们之间存在着某种联系吗?为此科学家做了大量的实验去研究,从电荷对磁、磁对电荷、电流对磁、磁对电流、电流对电流之间的相互作用试图找到答案。
其中经过实验我们还没有找到静止的电荷与磁的任何作用,所以我们把注意力转向了运动的电荷(即电流)与磁的作用。
6.1 磁场知识点睛第6讲 安培力奥斯特丹麦物理学家奥斯特在一次讲课中,偶然的把通电导线沿南北方向放置在指南针上方时发现磁针转动了。
电流对磁有力作用。
法拉第法拉第通过实验,看到了磁场对电流有力的作用。
磁对电流的力作用。
平行电流之间有力的作用。
电流之间有力作用。
69第三级(上)·第6讲·提高-尖子-目标·教师版法国学者安培从通电螺线管外部的磁场与条形磁铁的磁场相似得到启发,提出了著名的分子电流假说。
他认为,在原子、分子等物质微粒的内部,存在着一种环形电流——分子电流。
分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体,它的两侧相当于两个磁极(如图所示)。
判断电流产生的磁场方向——安培定则我们规定,可以自由转动的小磁针在磁场中静止时N极的指向为该处磁场的方向.....。
⑴直线电流:右手大拇指指向电流方向,四指弯曲方向即为磁感线的环绕方向。
⑵环形电流(通电螺线管):右手四指指向电流环绕方向,大拇指的指向即为中心轴线上磁感线的方向。
直线电流的磁场环形电流的磁场通电螺线管的磁场特点非匀强、距导线越远处磁场越弱。
高中物理竞赛高二竞赛班全套物理讲义(答案解析)高二竞赛班第14讲 简谐振动的判定和相位计算.教师版
导读1、 判定简谐振动的定义是说,一个量随着时间变化规律满足0()cos()A t A t ωϕ=+ 如果是由动力学因素引起的,则可以归结为方程:2A A ω=-两边同时乘以A ,然后消去dt ,得到22211()022d A A ω+=也就说,本质上是需要寻找正比于A 平方的势能项和正比于A 平方的动能项。
这也就形成了判定简协振动的两种常见思路:受力分析和能量分析。
要注意的是,受力分析要精确到一阶小量,而能量分析要到第二阶(复习在平衡点的势能展开)。
比较好的运算习惯是在平衡点,设无量纲数作为展开变量。
简谐振动是广泛存在于物理世界中的,乃们好好学习…遇到两个自由度运动的时候,如果猜想其中一个是简谐振动,可以考虑用守恒量消去一个。
如果两个自由度看起来都在振动而且相互有关系,就要考虑是否要换元到独立变量了。
2、 相位计算这个是竞赛为了增加计算量而独有的一坨题目。
特点是包含不止一个运动过程,每次切换过程,需要用速度和位移,以及平衡点的位置,确定下一个过程的振幅的相位。
常见的办法是直接对比运动方程:0()cos()A t A t ωϕ=+;0()sin()A t A tωωϕ=-+或者比较能量方程。
这个计算过程相对来说较长,每个状态结束的时候,振幅、相位、位移、速度之类的一般会作为采分点出现。
例题精讲【例1】 如图,在半径为r 的光滑碗底,有两个质点,质量为均为m ,之间用一根长为r 的轻杆连接。
在平衡点上给一个小扰动,求简谐振动周期。
比较能量和受力两种做法。
第14讲简谐振动的判定和相位计算【例2】如图四根杆铰接,长度比为3:3:1:1。
短杆长度为l,两边吊着质量为m的重物,中间放着原长为22l的弹簧,弹簧下端和短杆一起铰接在地面上,平衡的时候杆和水平角度为45︒。
始终保持左右对称,求微小振动的时候系统的周期。
重力加速度为g。
比较受力分析和能量两种办法。
【例3】在光滑平面上放有一个质量为m的匀质圆环,内径为r。
电路中的能量转化(教师版)-高二物理同步精品讲义(人教2019必修第三册)
12.1 电路中的能量转化 【物理核心素养】物理观念:焦耳定律是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现,能量观念科学思维:通过对电动机电路的探究,提高学生的分析论证能力,在教学中培养学生归纳、总结的科学思维方法.科学探究:通过分组实验,培养学生主动观察、分析和总结的能力.科学态度与责任:通过本节教学,让学生体会到探索自然规律的科学态度。
【教学重难点】教学重点:电功概念的建立和理解教学难点:分析非纯电阻电路(例如电动机)能量的转化关系、区分电功和电热。
知识点一、1.电功和电功率W =UIt 是电功的计算式,P =UI 是电功率的计算式,适用于任何电路.2.电热和热功率Q =I 2Rt 是电热的计算式,P 热=I 2R 是热功率的计算式,可以计算任何电路产生的电热和热功率.3.电功和电热的关系(1)在纯电阻电路中:①电功和电热相等,W =Q =UIt =U 2R t =I 2Rt ;①电功率和热功率相等,P 电=P 热=UI =I 2R =U 2R ;①欧姆定律成立:由UIt =I 2Rt 得:I =UR .(2)在非纯电阻电路中:①电功大于电热,W =Q +W 其他,电功只能用W =UIt 计算,电功率只能用P =UI 计算;①电热只能用Q =I 2Rt 计算,热功率只能用P =I 2R 计算;①欧姆定律不成立,由UIt >I 2Rt 得:U >IR .【经典例题1】如图是额定电压均为220V 的灯泡L 1和L 2的U -I 图像。
下列分析不正确的是( )A .当L 1两端的电压为100V 时,其实际功率为20WB .当通过L 2的电流为0.45A 时,其1min 消耗的电能为4320JC .将L 1、L 2串联,若L 1两端的电压为40V ,则L 2的功率为8WD .将L 1、L 2并联,若通过L 2的电流为0.5A ,则L 1的功率为66W【答案】 C【解析】A.当L 1两端的电压为100V 时,根据图像可知,通过L 1的电流为0.2A ,其实际功率为 111100V 0.2A 20W P U I ==⨯=故A 正确,不符合题意;B.当通过L 2的电流为0.45A 时,L 2两端的电压为160V ,其1min 消耗的电能为22 160V 0.45A 60s 4320J W U I t ==⨯⨯=故B 正确,不符合题意;C.将L 1、L 2串联,若L 1两端的电压为40V ,由图像可知,通过灯泡L 1的电流为10.1A I '=根据串联电路电流规律可知,通过灯泡L2的电流210.1A I I ''==由图像可知,此时灯泡L 2两端的电压为220V U '=L 2的功率为22220V 0.1A 2W P U I '==⨯=故C 错误,符合题意;D.将L 1、L 2并联,若通过L 2的电流为0.5A ,由图像可知,L 2两端的电压为2220V U ''=根据并联电路电压规律可知,灯泡L 1两端的电压12220V U U ''''==由图像可知,通过L 1的电流1A ''0.3I =L 1的功率为11220V 0.3A 66W P U I ''''==⨯=故D 正确,不符合题意。
2.4 单摆高二物理同步精品讲义(人教版选择性必修第一册)(教师版)
2.4 单摆课程标准课标解读1.通过生活实例,理解单摆模型,并分析单摆的回复力。
2.通过对单摆模型的分析,掌握单摆做简谐运动的条件。
3.通过实验探究,掌握单摆的周期与摆长的定量关系。
4.理解并掌握单摆的周期公式,并能够利用周期公式分析和计算相关问题。
1.理解单摆模型及其振动特点.2.理解单摆做简谐运动的条件,知道单摆振动时回复力的来源.3.掌握单摆的周期公式.知识点01 单摆及单摆的回复力1.单摆模型如果细线的长度不可改变,细线的质量与小球相比可以忽略,球的直径与线的长度相比也可以忽略,这样的装置就叫作单摆.单摆是实际摆的理想化模型.在单摆模型里,悬线无弹性、不可伸缩、没有质量,小球是质点,单摆是一个理想化的模型. 2.单摆的回复力(1)回复力的提供:摆球的重力沿切线方向的分力,即F =mg sin_θ.(2)回复力的特点:在偏角很小时,单摆所受的回复力与它偏离平衡位置的位移成正比,方向总指向平衡位知识精讲目标导航置.(3)运动规律:单摆在偏角很小时做简谐运动,其振动图像遵循正弦函数规律.【即学即练1】(多选)如图所示为均匀小球在做单摆运动,平衡位置为O点,A、B为最大位移处,M、N 点关于O点对称.下列说法正确的是( )A.小球受重力、绳子拉力和回复力B.小球所受合外力就是单摆的回复力C.小球在O点时合外力不为0,回复力为0D.小球在M点的位移与小球在N点的位移大小相等【答案】CD【解析】物体只受两个力:重力、绳子拉力,A错;单摆的回复力是重力沿运动方向的分力,B错;单摆在O点时,回复力为0,但合外力不为0,合外力指向运动轨迹的圆心,C正确;根据运动的对称性可知,选项D正确.知识点02 单摆的周期1.影响单摆周期的因素(1)单摆的周期与摆球质量、振幅无关.(2)单摆的周期与摆长有关,摆长越长,周期越大.2.周期公式(1)公式:T=2πl g .(2)单摆的等时性:单摆的周期与振幅无关的性质.【即学即练2】已知在单摆a完成10次全振动的时间内,单摆b完成6次全振动,两单摆摆长之差为1.6 m,则两单摆摆长L a与L b分别为( )A . L a =2.5 m ,L b =0.9 mB . L a =0.9 m ,L b = 2.5 mC . L a =2.4 m ,L b = 4.0 mD . L a =4.0 m ,L b = 2.4 m 【答案】 B【解析】单摆完成一次全振动所需的时间叫单摆振动周期,据题设可知a 、b 两单摆的周期之比为:=,由单摆周期公式T =2π得:=,根据题设得L b -L a =1.6 m ,联立解得L a =0.9 m ,L b =2.5m.考法01探究摆钟的物理原理把摆钟等效成一个小球,当小球运动到图中的任意位置P 时,小球受到的回复力是小球所受重力G 沿着圆弧切线方向的分力G 1,F =G 1=mg sin θ.若摆角θ很小,则有sin θ≈θ=OPl,并且位移x ≈OP ,考虑了位移和回复力的方向后,有F =-mg x l(“-”表示回复力F 与位移x 的方向相反),m 是小球的质量,l 是摆长,g 是重力加速度,它们都有确定的数值,mg l可以用一个常数k 来表示,则上式又可以写成F =-kx ,也就是说,在摆角很小时,小球所受到的回复力跟位移大小成正比而方向相反,所以小球做简谐运动.【典例1】某单摆由1 m 长的摆线连接一个直径2 cm 的铁球组成,关于单摆周期,下列说法中正确的是()A . 用大球替代小球,单摆的周期不变B . 摆角从5°改为3°,单摆的周期会变小C . 用等大的铜球替代铁球,单摆的周期不变能力拓展D . 将单摆从赤道移到北极,单摆的周期会变大 【答案】C【解析】用大球替代小球,单摆摆长变长,由单摆周期公式T =2π可知,单摆的周期变大,故A 错误;由单摆周期公式T =2π可知,在小摆角情况下,单摆做简谐运动的周期与摆角无关,摆角从5°改为3°时,单摆周期不变,故B 错误;用等大铜球替代铁球,单摆摆长不变,由单摆周期公式T =2π可知,单摆的周期不变,故C 正确;将单摆从赤道移到北极,重力加速度g 变大,由单摆周期公式T =2π可知,单摆周期变小,故D 错误.考法02探究单摆振动的周期1.单摆的周期公式T =2πl g. 2.摆长l(1)实际的单摆的摆球不可能是质点,所以摆长应是从悬点到摆球球心的长度:即l =l ′+d2,l ′为摆线长,d 为摆球直径.(2)等效摆长:如图所示,甲、乙在垂直纸面方向摆起来的效果是相同的,所以甲摆的摆长为l sin_α,这就是等效摆长,所以其周期为T =2πl sin αg .【典例1】如图所示,两段光滑圆弧轨道半径分别为R 1和R 2,圆心分别为O 1和O 2,所对应的圆心角均小于5°,在最低点O 平滑连接.M 点和N 点分别位于O 点左右两侧,MO 的距离小于NO 的距离.现分别将位于M 点和N 点的两个小球A 和B (均可视为质点)同时由静止释放.关于两小球第一次相遇点的位置,下列判断正确的是( )A . 恰好在O 点B . 一定在O 点的左侧C . 一定在O 点的右侧D . 条件不足,无法确定 【答案】 C【解析】据题意,两段光滑圆弧所对应的圆心角均小于5°,把两球在圆弧上的运动看做等效单摆,等效摆长等于圆弧的半径,则A 、B 两球的运动周期分别为T A =2πR1g ,T B =2πR2g ,两球第一次到达O 点的时间分别为t A =14T A =π2R1g ,t B =14T B =π2R2g ,由于R 1<R 2,则t A <t B ,故两小球第一次相遇点的位置一定在O 点的右侧.故选C.题组A 基础过关练一、单选题1.在淄博走时准确的摆钟,被考察队员带到珠穆朗玛峰的顶端,则这个摆钟( ) A .变慢了,重新校准应减小摆长 B .变慢了,重新校准应增大摆长 C .变快了,重新校准应减小摆长 D .变快了,重新校准应增大摆长【答案】A【解析】根据单摆周期公式2L T gπ= 在淄博走时准确的摆钟,被考察队员带到珠穆朗玛峰的顶端,重力加速度g 变小,周期T 变大,所以摆钟变慢了,为了使T 变回原来的值,需要重新校准,应减小摆长L 。
著名机构高二物理暑假班讲义第1讲电场力.教师版
牛顿曾经说:“我认为自己不过像在海滩上玩耍的男孩,不时地寻找比较光滑的卵石或比较漂亮的贝壳,以此为乐。
而我面前,则是一片尚待发现的真理的大海。
”是的,牛顿并没有发现值得我们知道的每一样东西,其中包括电现象、磁现象……其实,人类研究电现象和磁现象的历史比起研究力学的历史要更加丰富多彩,电和磁的世界也比机械运动的世界更加错综复杂。
从这章开始,我们将进入更有趣的电和磁的世界。
1.起电方式早在公元前600年左右希腊人就发现摩擦过的琥珀能够吸引轻小物体的现象,后来人们根据希腊词语“ηλέκτρινος”即“琥珀”的意思创造了英语中的“electricity”(电)这个词来描述琥珀经摩擦后具有的性质,并且认为摩擦过的琥珀带有电荷。
后来人们发现很多物质都会由于摩擦而带电,美国科学家富兰克林把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷命名为“正电荷”,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷命名为“负电荷”,通过实验我们发现:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
知识点睛1.1 电现象前言第1讲电场力生活中带电现象图1 图2图3图4⑴通过图1、2我们可以想一想,尺子吸引小纸片说明尺子带电了,那么这个电是怎么来的呢?为什么油罐车要用铁链把电导走?这个电,又是怎么产生的呢?原因:我们发现它们都经历了摩擦,说明摩擦会使物体带电,经研究发现,摩擦时,一些束缚得不紧的电子往往从一个物体转移到另一个物体,于是原来电中性的物体由于得到电子而带负电,失去电子的物体则带正点。
我们把这种起电方式叫做摩擦起电。
→→⎧⎨→→⎩束缚能力弱容易失去电子带正电束缚能力强容易得到电子带负电【想一想】试根据所学内容分析一下,丝绸摩擦过的玻璃棒为什么带正电?毛皮摩擦过的硬橡胶棒为什么带负电?世界上只存在两种电荷,因为人们没有发现对正、负电荷都排斥或都⑵ 带电尺子为什么可以吸引纸片?为了找到原因,我们做了如下图所示的实验:图解实验操作 实验现象 分析把带正电荷的物体C 移近导体AB 。
1.2动量定理-高二物理同步精品讲义(人教版选修性必修第一册)(教师版)
1.2动量定理课程标准课标解读 1. 通过日常生活现象和理论推导,理解冲量的定义及动量定理的确切含义。
2. 通过分析生活中的缓冲现象,掌握动量定理的应用。
3. 通过对比的方法,理解并掌握冲量和功、动量定理和动能定理的区别。
1. 知道冲量的概念,知道冲量是矢量.3.理解动量定理的确切含义,掌握其表达式2. 会用动量定理解释碰撞、缓冲等生活中的现象. 知识点01 冲量1.定义:力与力的作用时间的乘积.公式:I =Ft .单位:牛顿·秒,符号:N ·s .2.矢量性:方向与力的方向相同.【即学即练1】沿同一直线,甲、乙两物体分别在力F 1、F 2作用下做直线运动,甲在t 1时间内,乙在t 2时间内动量p 随时间t 变化的p -t 图象如图2所示,设甲物体在t 1时间内所受到的冲量大小为I 1,乙物体在t 2时间内所受到的冲量大小为I 2,则两物体所受外力F 及其冲量I 的大小关系是( )A . F 1>F 2,I 1=I 2B . F 1<F 2,I 1<I 2C . F 1>F 2,I 1>I 2D . F 1=F 2,I 1=I 2【答案】A知识精讲目标导航【解析】由F=知F1>F2,由Ft=Δp知I1=I2,选项A正确【即学即练2】如图所示,两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止自由滑下,在到达斜面底端的过程中( )A.重力的冲量相同B.弹力的冲量相同C.合力的冲量相同D.合力的冲量大小相同【答案】D【解析】重力的冲量I G=mg·t,物体下滑时间不同,故I G不同,A错;弹力与斜面垂直,两物块所受弹力方向不同,故弹力的冲量不同,B错;两物块所受合力的方向平行斜面,故合力的冲量方向也与斜面平行,故合力的冲量不同,C错;由机械能守恒定律可知,物体到达底端时速率相等,由I=mv知,合力冲量大小相等,故D对.知识点02 动量定理1.动量定理(1)内容:物体在一个运动过程中始末的动量变化量等于它在这个过程中所受力的冲量.(2)公式:mv′-mv=F(t′-t)或p′-p=I.2.动量定理的应用碰撞时可产生冲击力,要增大这种冲击力就要设法减少冲击力的作用时间.要防止冲击力带来的危害,就要减小冲击力,设法延长其作用时间.【即学即练3】在一条直线上运动的物体,其初动量为8 kg·m/s,它在第一秒内受到的冲量为-3 N·s,第二秒内受到的冲量为5 N·s,它在第二秒末的动量为( )A. 10 kg·m/sB. 11 kg·m/sC. 13 kg·m/sD. 16 kg·m/s【答案】A【解析】根据动量定理得:p-mv0=I1+I2,则p=I1+I2+mv0=(-3+5+8) kg·m/s=10 kg·m/s,故选A.【即学即练4】如图所示,一铁块压着一纸条放在水平桌面上,当以速度v抽出纸条后,铁块掉到地面上的P点,若以2v速度抽出纸条,则铁块落地点为( )A.仍在P点B.在P点左侧C.在P点右侧不远处D.在P点右侧原水平位移的两倍处【答案】A【解析】以2v速度抽出纸条时,纸条对铁块作用时间变短,而纸条对铁块的作用力相同,所以与以速度v 抽出相比,纸条对铁块的冲量I减小,平抛的速度减小,水平射程减小,故落在P点的左侧.能力拓展考法01对冲量的理解和计算1.冲量的理解(1)冲量是过程量,它描述的是力作用在物体上的时间累积效应,求冲量时一定要明确所求的是哪一个力在哪一段时间内的冲量.(2)冲量是矢量,冲量的方向与力的方向相同.2.冲量的计算(1)求某个恒力的冲量:用该力和力的作用时间的乘积.(2)求合冲量的两种方法:可分别求每一个力的冲量,再求各冲量的矢量和;另外,如果各个力的作用时间相同,也可以先求合力,再用公式I合=F合Δt求解.(3)求变力的冲量:①若力与时间成线性关系变化,则可用平均力求变力的冲量.②若给出了力随时间变化的图象如图所示,可用面积法求变力的冲量.③利用动量定理求解.【典例1】(多选题)质量为m的物体沿直线运动,只受到力F(F≠0)的作用,物体的位移x、速度v、加速度a和受到冲量I随时间变化的图象如下图所示,其中可能的是( )A.B.C.D.【答案】BCD【解析】物体沿直线运动,且只受一个力的作用,所以会做匀变速直线运动,A图表示匀速直线运动,B图中斜率表示加速度,则可判断加速度恒定,C图加速度不变,D图根据I=Ft,可知斜率表示合外力,也恒定,故B、C、D都正确.考法02 对动量定理的理解和应用1.动量定理的理解(1)动量定理的表达式mv′-mv=F·Δt是矢量式,等号包含了大小相等、方向相同两方面的含义.(2)动量定理反映了合外力的冲量是动量变化的原因.(3)公式中的F是物体所受的合外力,若合外力是变力,则F应是合外力在作用时间内的平均值.2.动量定理的应用(1)定性分析有关现象:①物体的动量变化量一定时,力的作用时间越短,力就越大;力的作用时间越长,力就越小.②作用力一定时,力的作用时间越长,动量变化量越大;力的作用时间越短,动量变化量越小.(2)应用动量定理定量计算的一般步骤:①选定研究对象,明确运动过程.②进行受力分析和运动的初、末状态分析.③选定正方向,根据动量定理列方程求解.【典例2】如图所示,质量为m 的物体,在水平外力F 作用下,以速度v 沿水平面匀速运动,当物体运动到A 点时撤去外力F ,物体由A 点继续向前滑行的过程中经过B 点,则物体由A 点到B 点的过程中,下列说法正确的是( )A . v 越大,摩擦力对物体的冲量越大;摩擦力做功越多B . v 越大,摩擦力对物体的冲量越大;摩擦力做功与v 的大小无关C . v 越大,摩擦力对物体的冲量越小;摩擦力做功越少D . v 越大,摩擦力对物体的冲量越小;摩擦力做功与v 的大小无关【答案】D【解析】由题意可知A 、B 两点间距离一定,摩擦力对物体的冲量取决于摩擦力的大小和作用时间,物体从A 滑到B 的过程中平均速度越大,所用时间越短,摩擦力对物体的冲量越小,A 、B 错误;摩擦力做功取决于摩擦力的大小和物体运动的位移,由于A 、B 间的距离一定,摩擦力做功与物体速度无关,C 错误,D 正确.题组A 基础过关练一、单选题1.下列说法中正确的是( )A .“焦耳(J )”是国际单位制中的基本单位B .“牛顿(N )”不是国际单位制中的单位C .“冲量(I )”的单位用国际单位制中的基本单位表示为kg m /s ⋅D .“引力常量(G )”的单位用国际单位制中的基本单位表示为22N m /kg ⋅【答案】C【解析】A .“焦耳(J )”不是国际单位制中的基本单位。
高二物理讲义14活塞与气缸模型(教师版)
活塞模型计算方法总结
1
如图,气缸固定于水平面,用截面积为的活塞封闭一定量的气体,活塞与缸壁间摩擦不计.当大气压强为、气体温度为时,活塞在大小为、方向向左的力作用下保
.若保持活塞不动,将气体温度降至,则变为
2
一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气,被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分;达
,倒置后上下气体的压强分别为、
,由玻意耳定律得
3
如图,一底面积为
4
如图,绝热气缸
5
如图,一固定的竖直汽缸由一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞.已知大活塞的
,在大活塞与大圆筒底部刚接触时,缸内封闭气体的体积为
6
如图,两个侧壁绝热、顶部和底部都导热的相同气缸直立放置,气缸底部和顶部均有细管连通,
7
如图,容积均为
,求此时活塞下方气体的压强.
,此时活塞下方气体的压强为.
8
如图所示,下端封闭上端开口的柱形绝热气缸,高为
现用电热丝缓慢加热封闭气体,使活塞缓慢上升,直到水银柱上端与气缸开口相齐,温度
9
如图,一定质量的理想气体被活塞封闭在竖直放置的绝热气缸内,活塞质量为
10
如图所示,一圆柱形绝热气缸竖直放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体.活塞的质量
.因为气体做等压变化,由盖吕萨克定律11
如图所示,密闭圆筒的中央有一个活塞,活塞两边封闭着两部分气体,它们的压强都是
在分析气体的变化规律时,由于质量一定且温度不变可以分别利用玻意耳定律研究左、右两12
在图所示的气缸中封闭着温度为
这时重物将从原处移动多少厘米.(设活塞与气缸壁间无摩擦)。
13.1磁场磁感线(教师版)-高二物理讲义(人教2019)
13.1 磁场磁感线【物理核心素养】物理观念:通过掌握磁场的概念,培养学生用物质观研究问题的观念。
科学思维:通过分析磁感线的定义和特点,培养学生模型建构的能力。
科学探究:通过探究用安培定则判断电流的磁感线方向,理解论证和解释等探究的本质.科学态度与责任:通过认识磁场的物质性,使学生养成用辩证唯物主义思考问题的意识和习惯。
【教学重难点】教学重点:1、理解磁场和磁感线的概念。
2、会用安培定则判定通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。
教学难点:会用安培定则判定通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。
知识点一、磁场1.磁极之间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.2.奥斯特实验:把导线放置在小磁针的上方,通电时磁针发生了转动.实验意义:奥斯特实验发现了电流的磁效应,即电流可以产生磁场,首次揭示了电与磁的联系.3.磁场:磁体与磁体之间、磁体与通电导体之间,以及通电导体与通电导体之间的相互作用,是通过磁场发生的,磁场是磁体或电流周围一种看不见、摸不着的客观存在的物质.【特别提醒】1.磁场(1)磁场的客观性:磁场与电场一样,也是一种物质,是一种看不见而又客观存在的特殊物质.存在于磁体、通电导线、运动电荷、变化电场、地球的周围.(2)磁场的基本性质:对放入其中的磁极、电流、运动的电荷有力的作用,而且磁体与磁体、磁体与电流、电流与电流间的相互作用都是通过磁场发生的.【经典例题1】(多选)关于磁场,下列说法中正确的是()A.磁场是看不见、摸不着、实际不存在而由人们假想出来的一种理想模型B.磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同C.奥斯特发现了电流的磁效应现象,首次揭示了电与磁之间是有联系的D.磁感线总是从磁体的N极指向S极【答案】BC【解析】A.磁场是存在于磁体周围的一种特殊物质,它与实物粒子不同,磁场是看不见、摸不到,但又确实是客观存在的,通常用人们假想的磁感线来描述,故A错误;B.磁感应强度的方向与小磁针N极所受磁场力的方向相同,故B正确;C.奥斯特发现了电流的磁效应现象,首次揭示了电与磁之间是有联系的,故C正确;D.在磁体的外部,磁感线总是从N极指向S极,在磁体的内部则是从S极指向N极,故D错误。
3.1 波的形成高二物理同步精品讲义(人教版选择性必修第一册)(教师版)
3.1 波的形成课程标准 课标解读 1.:知道机械波的形成及传播过程,知道横波与纵波的分类标准。
2.知道"机械振动在介质中的传播,形成机械波"。
知道波在传播振动形式的同时也传递了能量和信息。
3.培养学生对现象的观察能力以及对科学的探究精神。
1. 理解形成机械波的物理过程,知道区分横波与纵波的标准。
2. 机械波的形成过程及描述。
知识点01 波的形成与传播1.物体在平衡位置附近所做的往复运动叫机械振动.2.机械波的形成波源振动带动与它相邻的质点发生振动,并依次带动离波源更远的质点振动,只是后一质点的振动比前一质点的振动迟一些.于是波源的振动逐渐传播出去.3.机械波的产生条件:(1)要有振源;(2)要有传播振动的介质.【即学即练1】在一平静的湖面上漂浮着一轻木块,向湖中投入一石块,在湖面上激起水波,关于木块的运动情况.以下说法正确的是( )A . 因为“随波逐流”,木块将被推至远处B . 因不知道木块离波源的远近如何,所以无法确定木块的运动情况C . 无论木块离波源的远近如何,它都不能被波推动,最多只能在湖面上做上下振动知识精讲目标导航D.木块被推动的距离与木块的质量大小和所受水的阻力的大小等情况有关【答案】C【解析】波传播的是振动这种形式,各质点在各自平衡位置附近运动,并不随波迁移,故A、B、D错误,C 正确.知识点02 机械波的分类1.机械波可分为横波和纵波两类,如下表所示.定义标识性物理量实物波形横波质点的振动方向与波的传播方向互相垂直的波①波峰:凸起的最高处②波谷:凹下的最低处纵波质点的振动方向与波的传播方向在同一直线上的波①密部:质点分布密集的位置②疏部:质点分布稀疏的位置2.机械振动在介质中传播,形成机械波.机械波传播振动形式的同时,也向外传递能量和信息.【即学即练2】有关纵波与横波,下列说法中正确的是( )A.对于纵波,质点的振动方向与波的传播方向一定相同B.对于横波,质点振动方向与波的传播方向垂直C.纵波的质点可以随波迁移,而横波的质点不能D.横波只能在固体中传播,纵波只能在液体、气体中传播【答案】B【解析】纵波质点振动方向与传播方向在一条直线上,方向并不一定相同,故A选项错误;机械波的质点只是在其平衡位置附近做简谐运动,并不随波迁移,横波和纵波都是这样,故C选项错误;横波只能在固体中传播,纵波可在固体、液体和气体中传播,故D选项错误.考法01 机械波的形式1.波形成的原因:以绳波为例(如图所示)能力拓展(1)可以将绳分成许多小部分,每一小部分看做质点.(2)在无外来扰动之前,各个质点排列在同一直线上,各个质点所在的位置称为各自的平衡位置.(3)由于外来的扰动,会引起绳中的某一质点振动,首先振动的这个质点称为波源.(4)由于绳中各质点之间存在着相互作用力,作为波源的质点就带动周围质点振动,并依次带动邻近质点振动,于是振动就在绳中由近及远地传播.2.产生条件:(1)要有振源;(2)要有传播振动的介质.【典例1】(多选)一列波由波源向周围扩展开去,由此可知( )A.介质中的各个质点由近及远地传播开去B.介质中的各个质点只是在各自的平衡位置附近振动,并不迁移C.介质将振动的能量由近及远地传播开去D.介质将振动的形式由近及远地传播开去【答案】BCD【解析】波在传播时,介质中的质点在其平衡位置附近做往复运动,它们并没有随波的传播而发生迁移,而是将振动的形式由近及远地传播开去,A错误,B、D正确;波传播的是振动形式,而振动由能量引起,也即传播了能量,故C正确.考法02 横波和纵波1.横波定义:把介质质点的振动方向跟波的传播方向垂直的波叫做横波,如绳波.(1)在横波中,凸起的最高处叫做波峰,凹下去的最低处叫做波谷,横波是以波峰和波谷这个形式将机械振动传播出去的,这种波在传播时呈现出凸凹相间的波形.(2)横波是物体的形状发生了变化而产生弹力作用所致,故纯粹的横波只能通过固体传播.2.纵波定义:把介质质点的振动方向跟波的传播方向在同一直线上的波叫做纵波.(1)在纵波中,质点分布密集的地方叫做密部,质点分布稀疏的地方叫做疏部.纵波在传播时呈现出疏密相间的波形.(2)在纵波的情况下,物体的各部分经常受到压缩和拉长,也就是说经常在改变自己的体积.在体积改变时,固体内固然要产生弹力,液体和气体也要产生弹力,所以纵波在这三种状态的介质中都能传播.【典例2】介质中有一列横波,对此列波下列说法正确的是( )A.波的传播方向与质点的振动方向平行B.波的传播速度等于振源的振动速度C.波的频率等于振源的振动频率D.任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长【答案】C【解析】在横波中,波的传播方向与质点的振动方向垂直,故A错误;波的传播速度与振源的振动速度不同,波的传播速度是振动状态在介质中传播的速度,在同一均匀介质中波是匀速传播的,而振源的速度是周期性变化的,两者无关,故B错误;波在传播过程中,各个质点的振动频率等于振源的振动频率,所以波的频率等于振源的振动频率,故C正确;任一振动质点只在自己平衡位置附近振动,不沿波的传播方向移动,故D 错误.分层提分题组A 基础过关练一、单选题1.一颗小石子落入平静的湖面中央,圆形波纹一圈圈向外传播,有一片小树叶从树上落下后漂在水面上,则小树叶将().A.逐渐漂向湖心B.逐渐漂向湖晔C.在落下的地方上下振动D.沿树叶所在的圆圈做圆周运动【答案】C【解析】一个小石子投向平静的湖水中央,激起圆形的水波向外传播,而水波是横波,传播过程中水面各质点上下振动,既不向外移动,也不向圆心移动,更不会沿波纹作圆周运动,故C正确,ABD错误。
1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞 2021-2022学年高二物理同步精品讲义(教师版)
1.5 弹性碰撞和非弹性碰撞课程标准 课标解读1.通过对日常现象的观察,明确碰撞的分类及特点。
2.通过实验探究,体会碰撞前后物体动能的变化。
3.通过练习,掌握解决碰撞问题的方法,并能用能量的观点分析弹性碰撞和非弹性碰撞。
1. 理解弹性碰撞、非弹性碰撞和完全非弹性碰撞,正碰(对心碰撞)和斜碰(非对心碰撞).2. 会应用动量、能量的观点综合分析、解决一维碰撞问题.3.进一步了解动量守恒定律的普适性.知识点01 、弹性碰撞和非弹性碰撞1.弹性碰撞:碰撞过程中机械能守恒.2.非弹性碰撞:碰撞过程中机械能不守恒.3.完全非弹性碰撞:碰撞后合为一体或碰后具有共同速度,这种碰撞动能损失最大.【即学即练1】(多选)关于碰撞的特点,下列说法正确的是( )A . 碰撞的过程时间极短B . 碰撞时,质量大的物体对质量小的物体作用力大C . 碰撞时,质量大的物体对质量小的物体作用力和质量小的物体对质量大的物体的作用力相等D . 质量小的物体对质量大的物体作用力大【答案】AC知识精讲目标导航【解析】两物体发生碰撞,其碰撞时间极短,碰撞时,质量大的物体对质量小的物体的作用力和质量小的物体对质量大的物体的作用力是一对相互作用力,大小相等、方向相反,故A、C正确,B、D错误.知识点02 对心碰撞和非对心碰撞1.正碰:(对心碰撞)两个球发生碰撞,如果碰撞之前球的速度方向与两球心的连线在同一条直线上,碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着这条直线的方向而运动.2.斜碰:(非对心碰撞)两个球发生碰撞,如果碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上,碰撞之后两球的速度都会偏离原来两球心的连线而运动.【即学即练2】以下对碰撞的理解,说法正确的是( )A.弹性碰撞一定是对心碰撞B.非对心碰撞一定是非弹性碰撞C.弹性碰撞也可能是非对心碰撞D.弹性碰撞和对心碰撞中动量守恒,非弹性碰撞和非对心碰撞中动量不守恒【答案】C【解析】弹性碰撞与非弹性碰撞和对心碰撞与非对心碰撞是两种不同的分类方法,不论什么碰撞,动量都是守恒的,C正确.能力拓展考法01对碰撞问题的理解1.碰撞(1)碰撞时间非常短,可以忽略不计.(2)碰撞过程中内力往往远大于外力,系统所受外力可以忽略不计,所以系统的动量守恒.2.三种碰撞类型(1)弹性碰撞动量守恒:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′机械能守恒:12m 1v 21+12m 2v 22=12m 1v 1′2+12m 2v 2′2 当v 2=0时,有v 1′=m 1-m 2m 1+m 2v 1,v 2′=2m 1m 1+m 2v 1 即v 1′=0,v 2′=v 1推论:质量相等,大小、材料完全相同的弹性小球发生弹性碰撞,碰后交换速度.即v 1′=v 2,v 2′=v 1(2)非弹性碰撞动量守恒:m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1′+m 2v 2′机械能减少,损失的机械能转化为内能|ΔE k |=E k 初-E k 末=Q(3)完全非弹性碰撞动量守恒:m 1v 1+m 2v 2=(m 1+m 2)v 共碰撞中机械能损失最多|ΔE k |=12m 1v 21+12m 2v 22-12(m 1+m 2)v 2共 【典例1】(多选)质量为1 kg 的小球以4 m/s 的速度与质量为2 kg 的静止小球正碰,关于碰后的速度v 1′和v 2′,下面可能正确的是( )A . v 1′=v 2′= m/sB . v 1′=3 m/s ,v 2′=0.5 m/sC . v 1′=1 m/s ,v 2′=3 m/sD . v 1′=-1 m/s ,v 2′=2.5 m/s【答案】AD【解析】由碰撞前后总动量守恒m 1v 1=m 1v 1′+m 2v 2′和动能不增加E k ≥E k1′+E k2′验证A 、B 、D 三项皆有可能.但B 项碰后后面小球的速度大于前面小球的速度,会发生第二次碰撞,不符合实际,所以A 、D 两项有可能.考法02弹性正碰模型及拓展应用1.两质量分别为m 1、m 2的小球发生弹性正碰,v 1≠0,v 2=0,则碰后两球速度分别为v 1′=m 1-m 2m 1+m 2v 1,v 2′=2m 1m 1+m 2v 1. (1)若m 1=m 2的两球发生弹性正碰,v 1≠0,v 2=0,则碰后v 1′=0,v 2′=v 1,即二者碰后交换速度.(2)若m 1≫m 2,v 1≠0,v 2=0,则二者弹性正碰后, v 1′=v 1,v 2′=2v 1.表明m 1的速度不变,m 2以2v 1的速度被撞出去.(3)若m 1≪m 2,v 1≠0,v 2=0,则二者弹性正碰后,v 1′=-v 1,v 2′=0.表明m 1被反向以原速率弹回,而m 2仍静止.2.如果两个相互作用的物体,满足动量守恒的条件,且相互作用过程初、末状态的总机械能不变,广义上也可以看成是弹性碰撞.【典例2】如图所示,一个质量为m 的物块A 与另一个质量为2m 的物块B 发生正碰,碰后B 物块刚好能落入正前方的沙坑中。
3.4 波的干涉- 高二物理同步精品讲义(人教版2019选择性必修第一册)(教师版)
3.4 波的干涉知识精讲知识点01 波的叠加1.波的独立性:大量事实证明,几列波相遇时能保持各自的特性(频率、波长、振动方向等)继续传播,互不影响.这就是波的独立性.2.波的叠加原理:几列波相遇时在相遇区域内,任一质点的位移是各列波单独存在时在该点引起的位移的矢量和.这就是波的叠加原理.知识点02 波的干涉1.定义频率相同、相位差恒定、振动方向相同的两列波叠加时,某些区域的振动总是加强,某些区域的振动总是减弱,这种现象叫波的干涉.2.干涉条件(1)两列波的频率必须相同.(2)两个波源的相位差必须保持不变.3.干涉的普遍性一切波在一定条件下都能够发生干涉,干涉是波特有的现象.【即学即练1】关于波的叠加和干涉,下列说法中正确的是( )A.两列频率不相同的波相遇时,因为没有稳定的干涉图样,所以波没有叠加B.两列频率相同的波相遇时,振动加强的点只是波峰与波峰相遇的点C.两列频率相同的波相遇时,如果介质中的某点振动是加强的,某时刻该质点的位移s可能是零D.两列频率相同的波相遇时,振动加强的质点的位移总是比振动减弱的质点的位移大【答案】C【解析】根据波的叠加原理,只要两列波相遇就会叠加,所以A选项错.两列频率相同的波相遇时,振动加强的点是波峰与波峰、波谷与波谷相遇,或者是振动方向相同的平衡位置相遇,所以B选项错.振动加强的点仅是振幅加大,但仍在平衡位置附近振动,也一定有位移为零的时刻,所以选项C正确,D错误.【即学即练2】(多选)两列波在某区域相遇,下列说法中正确的是( )A.两列波相遇前后能够保持各自的状态而不互相干扰B.由于一切波都能发生干涉,故这两列波相遇一定能产生干涉图样C.若这两列波叠加后,出现某些区域振动加强,某些区域振动减弱,这两列波发生了衍射D.在两列波重叠区域里,任何一个质点的位移都是由这两列波引起的位移的矢量和【答案】AD【解析】根据波的独立传播原理,选项A正确;一切波都能发生叠加,但是要产生干涉图样则两列波必须具备频率相同、相位差固定的条件,选项B错;若两列频率相同的波叠加,出现某些区域振动加强、某些区域振动减弱的现象,这就是波的干涉,选项C错误;根据波的叠加原理,选项D正确.能力拓展考法01波的叠加1.波叠加时的特点(1)位移是几列波分别产生的位移的矢量和.(2)各列波独立传播.2.波的叠加原理理解波的叠加原理是波具有独立传播性的必然结果,由于总位移是几个位移的矢量和,所以叠加区域的质点的位移可能增大,也可能减小.如图所示,两列同相波的叠加,振动加强,振幅增大;如图所示,两列反相波的叠加,振动减弱,振幅减小.【典例1】(多选)如图所示,波源S1在绳的左端发出频率为f1、振幅为A1的半个波形a,同时另一个波源S2在绳的右端发出频率为f2、振幅为A2的半个波形b,且f1<f2,P为两个波源连线的中点.已知机械波在介质中传播的速度只由介质本身的性质决定.下列说法正确的是( )A.两列波比较,a波将先到达P点B.两列波在P点叠加时,P点的位移最大可达A1+A2C.b的波峰到达P点时,a的波峰还没有到达P点D.两列波相遇时,绳上位移可达A1+A2的点只有一个,此点在P点的左侧【答案】CD【解析】因两列波波速相等,故两列波能同时到达P点,A错误;因f1<f2,由λ=可知,λ1>λ2,故当两列波同时到达P点时,a波的波峰离P点的距离比b波的波峰离P点的距离大,因此两波峰不能同时到达P点,两波峰应相遇在P点左侧,此位置对应的位移为A1+A2,位移最大,综上所述,B错误,C、D正确.考法02 波的干涉1.对波的干涉现象的理解(1)波的叠加是无需条件的,任何频率的两列波在空间相遇都会叠加.(2)稳定干涉图样的产生是有条件的,必须是两列波的频率相同、相位差恒定,如果两列波的频率不相等,在相遇的区域里不同时刻各质点叠加的结果都不相同,看不到稳定的干涉图样.(3)明显的干涉图样和稳定的干涉图样意义是不同的,明显的干涉图样除了满足相干条件外,还必须满足两列波振幅差别不大.振幅越是接近,干涉图样越明显.(4)振动加强的点和振动减弱的点始终以振源的频率振动,其振幅不变(若是振动减弱点,振幅可为0),但其位移随时间发生变化.(5)振动加强的点的振动总是加强,但并不是始终处于波峰或波谷,它们都在平衡位置附近振动,有的时刻位移为零.(6)振动减弱的点的振动始终减弱,位移的大小始终等于两列波分别引起位移的大小之差,振幅为两列波的振幅之差.如果两列波的振幅相同,则振动减弱点总是处于静止状态,并不振动.2.干涉图样及其特征(1)干涉图样:如图所示.(2)特征:①加强区和减弱区的位置固定不变.②加强区始终加强,减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化).③加强区与减弱区互相间隔.【典例2】(多选)如图所示,S1、S2为两个振动情况完全一样的波源,两列波的波长都为λ,它们在介质中产生干涉现象,S1、S2在空间共形成6个振动减弱的区域(图中虚线处),P是振动减弱区域中的一点,从图中可看出( )A.P点到两波源的距离差等于2λB.P点始终不振动C.P点此时刻振动最弱,过半个周期后,振动变为最强D.当一列波的波峰传到P点时,另一列波的波谷也一定传到P点【答案】BD【解析】振动减弱点到两波源的距离差等于半波长的奇数倍,A错;两波源振动情况相同,故P点振幅为零,B对,振动减弱,始终减弱,C错;在P点合位移为零,故其中一列波的波峰传播到P点时,另一列波的波谷也传播到P点,D对.分层提分题组A 基础过关练一、单选题1.下列说法正确的是()A.由于一切波都能发生干涉,故两列波相遇一定能产生稳定的干涉图样B.“闻其声不见其人”是波的干涉现象C.两列波叠加后,介质中的所有质点都处于振动加强状态D.可以利用薄膜干涉的原理对镜面的平滑度进行检测【答案】D【解析】A.根据波发生干涉的条件可知,发生干涉的两列波的频率相同,相位差稳定,故A错误;B.“闻其声不见其人”是波的衍射现象,故B错误;C.两列波叠加后,某些区域振动加强,某些区域振动减弱,不能出现介质中的所有质点都处于振动加强状态,故C错误;D.薄膜干涉是从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光,发生干涉现象,出现条纹,所以此条纹是由上方样板的下表面和下方被检查平面的上表面反射光叠加后形成的;利用薄膜干涉的原理可以检查平面的平整度,故D正确。
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高二物理讲义(9.23)
一、讲义内容
1.上周作业的讲解及相关知识点的回顾
2.电势能与电势
3.电势差
4.电势差与电场强度
二、课堂的教学安排
1.提问的方式,让学生阐述在学习中所遇到的困难
2.典型例题要讲解透彻,按个检查是否掌握
3.这些知识点在高考中的比重适当的分析给学生
4.穿插一些段子,抓住学生的兴趣
5.课后作业的布置
三、课后需要做的工作
1.结合学生作业的反馈,分析学生哪方面需要加强
2.记录上课状态不好,或听课效果一般的,要及时去沟通
3.提出接下来需要改进的几点要求
1.下列说法正确的是[ ]
A.电荷从电场中的A点运动到了B点,路径不同,电场力做功的大小就可能不同
B.电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后又回到了该点,则说明电场力做功为零C.正电荷沿着电场线运动,电场力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,电场力对负电荷做正功
D.电荷在电场中运动,因为电场力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立
2.在电场中,把电荷量为4×10-9C的正电荷从A点移到B点,克服电场力做功6×10-8J,以下说法中正确的是()
A、电荷在B点具有的电势能是8×10-8 J
B、B点的电势是20V
C、电荷的电势能增加了8×lO-8J
D、电荷的电势能减少了6×10-8J
3.关于电势的高低,下列说法正确的是
A.沿电场线方向电势逐渐升高
B.电势降低的方向一定是电场线的方向
C.正电荷在只受电场力作用下,一定向电势低的地方运动
D.负电荷在只受电场力的作用下,由静止释放,一定向电势高的地方运动
4.如图所示的直线是真空中某电场的一条电场线,A、B是这条电场线上的两点。
一个带正电的粒子仅在电场力作用下(重力忽略不计),以速度vA经过A点向B点运动,经一段时间以后,该带电粒子以速度vB经过B点,且vB与vA方向相反,则()
A.A点的电势一定高于B点的电势
B.A点的场强一定大于B点的场强
C.该带电粒子在A点的电势能一定大于它在B点的电势能
D.该带电粒子在A点时的动能与电势能之和等于它在B点时的动能与电势能之和
5.关于静电场的电场强度和电势,下列说法正确的是()
A.电场强度的方向处处与等势面垂直
B.电场强度为零的地方,电势也为零
C.随着电场强度的大小逐渐减小,电势也逐渐降低
D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落最快的方向
6.如图所示,在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q,虚线是以+Q所在点为圆心、L/2为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称。
下列判断正确的是
A.b、d两点处的电势相等
B.四点中c点处的电势最低
C.b、d两点处的电场强度相同
D.将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,+q的电势能减小
7.如图是点电荷电场中的一条电场线,下面说法正确的是()
A.A点电势一定大于0
B.B点的电势一定比C点的高
C.B点的场强一定比C点的大
D.该电场线一定是正点电荷形成的电场中的一条电场线
8.如图所示,实线是一个电场中的电场线,虚线是一个负检验电荷在这个电场中的轨迹,若电荷是从a处
运动到b处,以下判断正确的是()
A.电荷从a到b加速度减小
B.b处电势能大
C.b处电势高
D.电荷在b处速度小
9.一个带正电的质点,电荷量q=2.0×10-9C,在静电场中由a点移到b点,在这过程中,除电场力外,其他力做的功为6.0×10-5J,质点的动能增加了8.0×10-5J,则a、b两点间的电势差为()
A.3×104V
B.4×104V
C.1×104V
D.7×104V
10.如图所示,B、C、D三点都在以点电荷+Q为圆心,半径为r的圆弧上,将一试探电荷从A点分别移到B、C、D各点时,电场力做功是
A. B. C. D.
11.在电场中把一个电荷量为-2×10-9C的带电粒子从A点移到B点,静电力做功为-1.5×10-7J,再把该粒子从B点移到C点,静电力做功为4×10-7J.
(1)求A.B间,B.C间,A.C间的电势差
(2)若规定A点为零势能点,求该粒子在C点的电势能
12.如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点,质量为m、带电荷量为q的有孔小球从杆上A点无初速下滑,已知qQ,AB=h,小球滑到B点时的
速度为.求:
(1)小球由A到B过程中电场力做的功;
(2)A、C两点间的电势差.
13.如图所示,三个同心圆是同一个点电荷周围的三个等势面,已知这三个圆的半径成等差
数列.A、B、C分别是这三个等势面上的点,且这三点在同一条电场线上.A、C两点的电
势依次为φA=10V和φC=2V,则B点的电势是()
A.一定等于6V B.一定低于6V C.一定高于6V D.无法确定
14.关于静电场场强的概念,下列说法正确的是()
A.由E=F/q可知,某电场的场强E与q成反比,与F成正比
B.匀强电场中,任意两点间的电势差等于场强和这两点就距离的乘积
C. 点电荷形成的电场中,离点电荷距离相等的点,电势都相等
D.任一点的电场强度总是指向该点电势降落的方向
15.如图所示,正方形ABCD处在一个匀强电场中,电场线与正方形所在平面平行。
已知A、B、C三点的电势依次为U A=6.0V,U B=4.0V,U C=-2.0V.(1)求D点的电势U D.(2)在图中画出过A点的电场线(要把作
图过程画在图上,只画最后结果不能得分)。
16.如图所示,一带电小球从A处竖直向上进入一水平方向的匀强电场中,进入电场时小球的动能为4J,运动到最高点B时小球的动能为5J,则小球运动到与A点在同一水平面上的C点(图中未画出)时的动能为多少()
17.如图所示,一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方
-6C;向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中.杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q=+4.5×10
-6C,质量m=1.0×10-2kg.现将小球B从另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q=+1.0×10
杆的上端N静止释放,小球B开始运动.
(1)小球B开始运动时的加速度为多大?
(2)小球B的速度最大时,距M端的高度h1为多大?
(3)小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.6l m时,速度为v=1.0m/s,求此过程中小球B的电势能改变了多少?。