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第)用牛頓第二定律判斷:先判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即加速度方向),再利用牛頓第二定律(F=ma)確定合力的方向,然后受力分析判定靜摩擦力的有無(wú)和方向。3)用牛頓第三定律判斷:“摩擦力總是成對(duì)出現(xiàn)的”,先確定受力較少的物體受到的摩擦力方向,再確定另一物體受到的摩擦力方向。摩擦力大小的計(jì)算1)滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算方法:f=μFN?!颋N并不總是等于物體的重力,而是接觸面的正壓力。2)靜摩擦力的計(jì)算方法:一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況(靜止、勻速運(yùn)動(dòng)或加速運(yùn)動(dòng)),利用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程求解。最大靜摩擦力的大小與FN成正比。摩擦力與彈力的依存關(guān)系兩物體間有摩擦力,物體間一定有彈力,兩物體間有彈力,物體間不一定有摩擦力。繩上的“死結(jié)”和“活結(jié)”模型(1)“活結(jié)”一般是由繩跨過(guò)滑輪或者繩上掛一光滑掛鉤而形成的,但實(shí)際上是同一根繩,所以兩段繩子上彈力的大小一定相等,兩段繩子合力的方向一定沿這兩段繩子夾角的平分線,如下面甲圖。(2)由“死結(jié)”分開的兩段繩子相當(dāng)于兩條繩子,繩上的彈力不一定相等,如乙圖。固定的桿與有轉(zhuǎn)軸的桿(1)對(duì)輕質(zhì)桿,若一端固定,則桿產(chǎn)生的彈力有可能沿桿,也有可能不沿桿,桿的彈力方向,可根據(jù)共點(diǎn)力的平衡求得,如上面甲圖。(2)對(duì)輕質(zhì)桿,若與墻壁通過(guò)轉(zhuǎn)軸相連,則桿產(chǎn)生的彈力方向一定沿桿,如上面乙圖。受力分析順序:重力→給定力→彈力→摩擦力(1)整體法和隔離法:當(dāng)物理情景中涉及物體較多時(shí),就要考慮采用整體法和隔離法。①整體法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(研究外力對(duì)物體系統(tǒng)的作用,各物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同))②隔離法eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(分析系統(tǒng)內(nèi)各物體(各部分)間相互作用,各物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不相同))同時(shí)滿足上述兩個(gè)條件即可采用整體法。物體必須獨(dú)立拿出來(lái)進(jìn)行受力分析,列出方程。(2)假設(shè)法:在未知某力是否存在時(shí),可先對(duì)其作出存在或不存在的假設(shè),然后再就該力存在與不存在對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否產(chǎn)生影響來(lái)判斷該力是否存在。動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)問(wèn)題:一般物體只受三個(gè)力作用,且其中第一個(gè)力大小、方向均不變,第二個(gè)力的方向不變,第三個(gè)力大小、方向均變化。(1)表達(dá)式法:往往在第一個(gè)力和第二個(gè)力方向始終垂直的時(shí)候使用更方便,如右圖的重力和墻壁的支持力始終垂直,利用三角函數(shù)就能知道N2的變化。(2)圖解法:第一個(gè)力與第二個(gè)力方向不垂直時(shí),一般用圖解法,畫平行四邊形或三角形。(2)當(dāng)?shù)谝粋€(gè)力與第二個(gè)力方向垂直時(shí),第三個(gè)力(即大小方向都可變的分力)存在最小值。第三章牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓第一定律(慣性定律)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變指運(yùn)動(dòng)速度發(fā)生變化,包括:①僅速度大小改變;②僅速度方向改變;③速度大小方向都變化。這三種情況都產(chǎn)生加速度。力是物體產(chǎn)生加速度的原因,也是使物體速度變化的原因(不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,也不是產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的原因)牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。慣性(不要把慣性與牛頓第一定律混淆)1)一切物體都具有慣性。慣性是物體的固有屬性,與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或是否受力無(wú)關(guān)(靜止的物體也有慣性,速度大的物體慣性不一定大)。2)質(zhì)量是慣性大小的唯一量度。慣性的大小意味著改變?cè)撐矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度。牛頓第二定律(牛頓運(yùn)動(dòng)定律僅適用于慣性參考系和宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體)1.內(nèi)容、表達(dá)式(F合=ma)2.牛頓第二定律的應(yīng)用兩類動(dòng)力學(xué)問(wèn)題:①已知受力情況,求運(yùn)動(dòng)情況。②已知運(yùn)動(dòng)情況,求受力情況。核心:求a――力和運(yùn)動(dòng)聯(lián)系的橋梁3.(1)解題思路:【幾種不受其他外力(僅G、N、f)情況下的加速度】:(1)粗糙水平面(a=μg);(2)光滑斜面(a=gsinθ);(3)粗糙斜面(上滑:a=gsinθ+μgcosθ,減速;下滑a=gsinθ-μgcosθ,a大于0加速,反之減速)沿粗糙斜面上滑的過(guò)程和下滑的過(guò)程不是對(duì)稱的,上滑過(guò)程加速度更大,時(shí)間更短)牛頓第三定律1.內(nèi)容:兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反,作用在一條直線上。2.一對(duì)作用力和反作用力(等值、反向、共線、異體、性質(zhì)相同、同存)一對(duì)平衡力(等值、反向、共線、同體、性質(zhì)不同,沒有依賴性)3.實(shí)例:馬拉車時(shí),馬拉車的力等于車?yán)R的力,兩者是作用力與反作用力。在拔河比賽中,雙方受到的拉力大小相等(但摩擦力不等);甲對(duì)乙的拉力與乙對(duì)甲的拉力是相互作用力。但是,繩對(duì)甲的拉力與繩對(duì)乙的拉力,雖然大小相等方向相反作用在不同物體,但涉及到第三個(gè)物體(繩子),故不是相互作用力。★A對(duì)B施加的力,反作用力必然是B對(duì)A施加的力,不可能涉及到第三個(gè)物體。國(guó)際單位制中的力學(xué)單位1與力學(xué)有關(guān)的三個(gè)基本單位:時(shí)間(t)~s,長(zhǎng)度(l)~m,質(zhì)量(m)~kg2.牛頓(N)是國(guó)際單位,但它是導(dǎo)出單位,不是基本單位。兩種模型的瞬時(shí)加速度問(wèn)題(1)剛性繩(或接觸面):沒有特殊說(shuō)明時(shí),對(duì)細(xì)線、輕桿和硬接觸面,剪斷(或脫離)后,彈力立即改變或消失★沒有特殊說(shuō)明時(shí),能突變的物理量還有:摩擦力、加速度(2)彈簧(或橡皮繩):沒有特殊說(shuō)明時(shí),彈簧或橡皮筋的彈力不突變。★沒有特殊說(shuō)明時(shí),不能突變的物理量還有:速度傳送帶模型傳送帶模型涉及到的問(wèn)題較多,這里不贅述。對(duì)各種情況,注意看一看有沒有轉(zhuǎn)折點(diǎn)、突變點(diǎn),做好運(yùn)動(dòng)階段的劃分及相應(yīng)動(dòng)力學(xué)分析。★受力分析時(shí)需要注意:對(duì)水平傳送帶,物體在勻變速階段受滑動(dòng)摩擦力,是恒力;共速之后不受摩擦力。對(duì)傾斜傳送帶,有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)物體受滑動(dòng)摩擦力,共速時(shí)受靜摩擦力。若傳送帶足夠長(zhǎng),物體也不一定能與傳送帶達(dá)到共速,主要看mgsin與靜摩擦力哪個(gè)大。超重和失重1.實(shí)質(zhì):物體本身的重力(即實(shí)重)不變,只是拉力或壓力大小發(fā)生變化2.超重和失重僅取決于加速度的方向【與速度無(wú)關(guān)】存在豎直向上的加速度,即a↑時(shí),超重;存在豎直向下的加速度,即a↓時(shí),失重。完全失重(a豎直向下并等于g)此時(shí),一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失。3.(1)無(wú)論超重還是失重,物體的重力并沒有變化。(2)由物體超重或失重,只能判斷物體的加速度方向,不能確定其速度方向。(3)物體超重或失重的多少是由發(fā)生超、失重現(xiàn)象的物體的質(zhì)量和豎直方向的加速度共同決定的,其大小等于ma。(物體在靜止斜面上變速運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題)第四章曲線運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)與圓周運(yùn)動(dòng)一、曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)的速度特點(diǎn):某點(diǎn)即時(shí)速度的方向一定在這一點(diǎn)軌跡曲線的切線方向上,且不斷改變;任何一個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)都是變速運(yùn)動(dòng)。無(wú)論速度大小是否變化,質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)中都具有加速度,所受合外力不為0。物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件:質(zhì)點(diǎn)一定受到合外力的作用,且合外力(或加速度)的方向一定與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向不在一條直線上。abab曲線運(yùn)動(dòng)中F合與軌跡的關(guān)系軌跡在F合與v之間,曲線逐漸遠(yuǎn)離、彎向F合的方向。如圖,根據(jù)軌跡的彎曲方向可知,a為速度方向,b為F合方向。二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解 合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)與軌跡判斷合運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)還是變速運(yùn)動(dòng):看合外力是否為零。判斷合運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng)還是非勻變速運(yùn)動(dòng):看合外力是否恒定。判斷合運(yùn)動(dòng)是直線還是曲線:看合外力(或合加速度)與合速度的方向是否共線。判斷合運(yùn)動(dòng)是加速還是減速:當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí),物體的速率增大。夾角為鈍角時(shí),物體的速率減小。兩者方向垂直時(shí),物體的速率不變。兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合成:★先把兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度合成v合,再把兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的加速度合成a合,然后根據(jù)v合與a合的大小方向判斷合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。一般有以下規(guī)律:兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng):當(dāng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度方向共線時(shí)為勻變速直線運(yùn)動(dòng),不共線時(shí)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合成兩個(gè)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合成,一定是勻變速直線運(yùn)動(dòng)v合方向與a合方向在同一條直線上時(shí),物體做直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)v合方向與a合方向不在同一條直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)?!铩拘〗Y(jié)】:兩個(gè)互相角度的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)可以是直線運(yùn)動(dòng),也可以是曲線運(yùn)動(dòng)。關(guān)聯(lián)速度問(wèn)題應(yīng)將物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)(合運(yùn)動(dòng))進(jìn)行分解;合速度一般分解為沿繩子方向(使繩或桿伸縮)和垂直繩子方向(使繩或桿轉(zhuǎn)動(dòng))兩個(gè)分速度?!锢K子兩端連著的兩個(gè)物體沿繩或桿方向的分速度v大小相同。小船渡河問(wèn)題:船渡河時(shí),船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)可以分解成:隨水以v水漂流的運(yùn)動(dòng)+以v船相對(duì)于靜水的劃行運(yùn)動(dòng)。也可分解為垂直河岸方向的分運(yùn)動(dòng)+平行河岸方向的分運(yùn)動(dòng)。當(dāng)船頭朝向與河岸夾角為θ時(shí),船的過(guò)河時(shí)間為(適用所用情況),渡河時(shí)間取決于v船垂直于河岸方向的分速度,與河水的速度無(wú)關(guān)。渡河時(shí)間最短問(wèn)題θ=90°時(shí),即船頭垂直對(duì)岸行駛時(shí),渡河時(shí)間最短,且最短時(shí)間為:渡河位移最短問(wèn)題若v船>v水:當(dāng)v合垂直河岸,合位移最短等于河寬d當(dāng)v船<v水時(shí),當(dāng)v合⊥v船,合位移最短,且為:(不展開討論)三、豎直下拋運(yùn)動(dòng):①特點(diǎn):v0≠0且方向豎直向下;F合=G(a=g)。②性質(zhì):初速度豎直向下,加速度為g的勻加速度直線運(yùn)動(dòng).③公式:,,四、豎直上拋運(yùn)動(dòng):特點(diǎn):v0≠0且方向豎直向上;F合=-G(a=-g)取向上為正方向性質(zhì):初速度豎直向上,加速度為-g的勻變速度直線運(yùn)動(dòng).處理方法:⑴分步處理:①上升過(guò)程:勻減速直線運(yùn)動(dòng),取向上為正方向:公式:,,上升到最高點(diǎn)的時(shí)間:;上升最高高度:②下降過(guò)程是自由落體運(yùn)動(dòng)(向下為正):公式:,,。落回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)間:;落回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)間速度:⑵整體處理:從全過(guò)程看,豎直上拋運(yùn)動(dòng)是一種加速度恒為重力加速度g的勻變速直線運(yùn)動(dòng),取v0為正方向,a=-g.公式:,,【注意】:①S為正,表示質(zhì)點(diǎn)在拋出點(diǎn)的上方,s為負(fù)表示在拋出點(diǎn)的下方②v為正,表示質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng),v為負(fù)表示質(zhì)點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng).★不求時(shí)間時(shí),用動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒求解速度或高度更快捷。五、平拋物體運(yùn)動(dòng)1、定義:將物體用一定的初速度沿水平方向拋出,僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng)。2、性質(zhì):勻變速曲線運(yùn)動(dòng),a=g3、平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:(1)水平方向的分運(yùn)動(dòng):勻速直線運(yùn)動(dòng);分速度:分位移:(2)豎直方向的分運(yùn)動(dòng):自由落體運(yùn)動(dòng);分速度:分位移:(3)合速度大?。汉纤俣扰c水平方向夾角:合位移大小:合位移與水平方向夾角:★合速度的方向與合位移的方向不相同。六、斜拋運(yùn)動(dòng)水平方向分運(yùn)動(dòng):勻速直線運(yùn)動(dòng);分速度:分位移:豎直方向分運(yùn)動(dòng):豎直上拋運(yùn)動(dòng);分速度:分位移:射程:①射程隨初速度增大而增大;②射程與拋射角有關(guān),當(dāng)拋射角為450時(shí)射程最大;射高:。初速度越大射高就越大,當(dāng)拋射角為90°時(shí)射高最大七、勻速圓周運(yùn)動(dòng):物理學(xué)量及其單位:各物理量間關(guān)系:向心力:;方向與速度垂直,指向圓心。是變力。來(lái)源:重力、彈力、摩擦力或幾個(gè)力的合力,或某一個(gè)力的分力。注意:向心力不是一個(gè)獨(dú)立的力,受力分析時(shí)不能認(rèn)為物體除了重力等力以外,還“受到向心力”。向心加速度:;方向與速度垂直,指向圓心。物理意義:描述速度方向變化快慢的物理量?!铩铩飫蛩賵A周運(yùn)動(dòng)中(1)不變的物理量:合外力大小,質(zhì)點(diǎn)的線速度大小、向心加速度大小、角速度大小和方向、周期(2)變化的物理量:線速度方向、向心加速度方向,合外力的方向,(3)所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速曲線運(yùn)動(dòng)。(4)勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,物體所受合力完全等于向心力,合外力只改變速度的方向。(5)如果物體做變速圓周或一般曲線運(yùn)動(dòng),合外力的沿半徑的分力是此時(shí)的向心力,它改變速度的方向;合外力的切向分力則改變速度的大小。同軸轉(zhuǎn)動(dòng)問(wèn)題:做同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體相對(duì)位置保持不變,角速度和周期、轉(zhuǎn)速相等。皮帶、齒輪傳動(dòng)問(wèn)題:在皮帶傳動(dòng),鏈條傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)的過(guò)程中,皮帶上(鏈條)上各點(diǎn)以及兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等。用繩系著小球在豎直平面內(nèi)做變速圓周運(yùn)動(dòng)(1),過(guò)最高點(diǎn)的最小速度:,得,,繩子松弛,T=0,物體離開圓周做曲線運(yùn)動(dòng)。(2)關(guān)于輕桿作用下的圓周運(yùn)動(dòng):只研究最高點(diǎn)(1)物體不受到桿的作用力的條件是:,F(xiàn)=0,。(2)當(dāng)時(shí),桿對(duì)物體的作用力為拉力,方向向下。(3)當(dāng)時(shí),桿對(duì)物體的作用力F為支持力,方向向上,。(4)最高點(diǎn)速度的最小值為v=0,此時(shí)桿對(duì)物體的作用力F=mg。九、離心現(xiàn)象:判斷物體是否做離心運(yùn)動(dòng)的步驟:對(duì)物體受力分析,求出能夠提供的合力F合;根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng),求出物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力F向=mω2r=mv2/r;比較F合與F向的大小,確定物體的運(yùn)動(dòng)情況,如下:①當(dāng)F合=F向時(shí)→勻速圓周運(yùn)動(dòng);②當(dāng)F合=0時(shí)→勻速直線運(yùn)動(dòng);③當(dāng)F合<F向時(shí)→逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng);④當(dāng)F合>F向時(shí)→逐漸靠近圓心的運(yùn)動(dòng)【注意】:離心現(xiàn)象的本質(zhì)是慣性;不存在離心力;要使原來(lái)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體做離心運(yùn)動(dòng)A、提高轉(zhuǎn)速,使所需的向心力大于能提供的向心力;B、減小或消失合外力如何防止離心現(xiàn)象發(fā)生A、減小物體運(yùn)動(dòng)的速度,使物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力減小B、增大合外力,使其達(dá)到物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力第五章萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用行星運(yùn)動(dòng)三大定律(開普勒)①軌道定律②面積定律③周期定律()?!飳?duì)橢圓軌跡運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星,研究其周期時(shí)常常需要周期定律。萬(wàn)有引力定律:(1)公式 (萬(wàn)有引力具有相互性)(2)適用條件:①兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間②兩個(gè)質(zhì)量分布均勻球體之間③質(zhì)點(diǎn)和均勻球體之間。公式中的R為質(zhì)點(diǎn)間的距離。對(duì)于質(zhì)量分布均勻的球體,可把它看做是質(zhì)量集中在球心的一個(gè)點(diǎn)上。三種物體受力情況分析:(一)對(duì)地面上的物體:受到F引及其它力,其中F引可分解成:F1=GF引,F(xiàn)2=F向?!镂矬w隨地球自轉(zhuǎn)所需的F向非常小,遠(yuǎn)小于萬(wàn)有引力和重力,而GF引?!飃=G/m,a向=F向/m,可見對(duì)地面上的物體a向遠(yuǎn)小于g★合力與分力不能同時(shí)存在,所以不能說(shuō)物體同時(shí)F引受到及兩個(gè)分力。公式:(可得到黃金代換式),≈9.8m/s2(二)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(穩(wěn)定運(yùn)行)的衛(wèi)星:僅受一個(gè)力即是萬(wàn)有引力F引。這時(shí)衛(wèi)星的重力和萬(wàn)有引力是同一個(gè)力,這個(gè)力提供衛(wèi)星運(yùn)行所需的向心力?!锊荒苷f(shuō)衛(wèi)星受到F引,重力G及向心力F向三個(gè)力。公式:因?yàn)槭莿蛩賵A周運(yùn)動(dòng),我們所學(xué)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)公式全部適用?!?、由左邊公式可得:r★1、由左邊公式可得:r越大:(1)v越小;(2)ω越??;(3)a向越??;(4)T越大;上述物理量與衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)。2、各衛(wèi)星m與F引不同,無(wú)法比較;3、結(jié)論僅適用于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星12內(nèi)切圓外切圓(三)對(duì)于軌跡為橢圓的衛(wèi)星,因?yàn)閷儆陔x心(近地點(diǎn))或向心運(yùn)動(dòng)(遠(yuǎn)地點(diǎn)),F(xiàn)引F向,不適于上面方框里的結(jié)論。一般來(lái)說(shuō),如圖,橢圓上近地點(diǎn)時(shí)的速度v1比內(nèi)切圓軌上的運(yùn)行速度v1’要大,橢圓上遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的速度v2比外切圓軌上的運(yùn)行速度v2’要小。由開普勒第三定律12內(nèi)切圓外切圓要估算天體的質(zhì)量M和密度,需要知道哪些物體量:只要知道天體表面的重力加速度g和天體半徑R即可利用求解M和。觀察某圓軌運(yùn)行的衛(wèi)星,只要知道T、r、v、ω、a向其中兩個(gè)即可求解M,若要求還需要R。觀察天體的近地衛(wèi)星,同時(shí)需要知道兩個(gè)物理量才可求解M,但是,由于R=r在求時(shí)可約去,只要能得到T即可求出。()地面上物體、圓軌道衛(wèi)星各物理量的比較衛(wèi)星之間:向心加速度、周期等物理量的大小關(guān)系由本頁(yè)上面方框里的結(jié)論來(lái)判斷。地面上的物體與衛(wèi)星:一般來(lái)說(shuō),不能直接比較兩者a向、T、v等物理量,不滿足方框里的結(jié)論。但地面上的物體與某些衛(wèi)星之間有特殊的關(guān)系:例如,地面上的物體與同步衛(wèi)星的ω、T相同,而同步衛(wèi)星的r大,可知同步衛(wèi)星的a向=ω2r更大。再比如,地面上物體與近地衛(wèi)星離地心的距離R相同,在m相同時(shí)F引也相同。這樣同步衛(wèi)星等可作為地面上物體與其它衛(wèi)星之間的橋梁。宇宙速度1.第一宇宙速度:近地衛(wèi)星(軌道半徑可視為地球半徑)的運(yùn)行速度和發(fā)射速度,所有繞地做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星運(yùn)行速度不可能大于第一宇宙速度,發(fā)射速度不可能小于第一宇宙速度。推算方法:或由==7.9km/s2.第二宇宙速度:11.2km/s,是使物體掙脫地球束縛,成為繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度,也稱為“脫離速度”。3.第三宇宙速度:16.7km/s,是使物體掙脫太陽(yáng)的引力束縛的最小發(fā)射速度,也稱為“逃逸速度”。衛(wèi)星發(fā)射及變軌1.前提:衛(wèi)星對(duì)于不同軌道上穩(wěn)定運(yùn)行的圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星,軌道半徑越大:(1)v越?。唬?)ω越??;(3)T越大;(4)a向越?。簧鲜鑫锢砹颗c衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)。2.同步衛(wèi)星(定點(diǎn)通訊衛(wèi)星),五項(xiàng)確定:①定軌道平面(軌道平面必與赤道平面重合)②定方向(自西向東運(yùn)行)③定周期(與地球自轉(zhuǎn)周期相同,T=24小時(shí))④定高度(h=3.6×104km)⑤定線速度(約為3.08km/s)★【注意】(1)同步衛(wèi)星不是近地衛(wèi)星;(2)同步衛(wèi)星的高度是一定的,所以不是所有軌道在赤道平面的衛(wèi)星都是同步衛(wèi)星。3.衛(wèi)星在發(fā)射時(shí)加速升高和返回減速的過(guò)程中,均發(fā)生超重現(xiàn)象,進(jìn)入圓周運(yùn)動(dòng)軌道后,發(fā)生完全失重現(xiàn)象,一切在地面依靠重力才能完成的實(shí)驗(yàn)都無(wú)法做?!锿耆е刂皇且曋貫?,衛(wèi)星的實(shí)際重力不變,和萬(wàn)有引力是同一個(gè)力。4.衛(wèi)星軌道:(1)所有衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)軌道的圓心一定在地心;(2)一般衛(wèi)星的軌道平面可以跟赤道平面重合,也可以跟赤道平面垂直,甚至可以成任意角度。(3)但同步衛(wèi)星的軌道一定在赤道平面內(nèi)5.衛(wèi)星變軌:以發(fā)射同步衛(wèi)星為例先進(jìn)入一個(gè)近地的圓軌道(v1)然后在P點(diǎn)點(diǎn)火加速(速度為v2),進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道。到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)Q時(shí)(速度為v3)再次自動(dòng)點(diǎn)火加速,(加速后速度為v4),進(jìn)入同步軌道。如圖:v2>v1>v4>v3(P點(diǎn)在近地軌道上,也是橢圓軌道的近地點(diǎn);Q點(diǎn)在同步軌道上,也是橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)?!锿晃恢蒙先f(wàn)有引力相同,但速度可能不同)★★比較圖中幾個(gè)速度時(shí)謹(jǐn)記三點(diǎn):(1)不同圓軌之間滿足半徑越大速度越??;(2)橢圓的遠(yuǎn)地點(diǎn)速度比近地點(diǎn)速度小;(3)點(diǎn)火前速度比點(diǎn)火后的速度小。衛(wèi)星的離心和近心運(yùn)動(dòng)F引=F需:穩(wěn)定運(yùn)行;F引>F需:近心運(yùn)動(dòng)(如速度突然減少);F引<F需:離心運(yùn)動(dòng)(如速度突然增加)。雙星問(wèn)題一、

“雙星”問(wèn)題:

兩顆質(zhì)量可以相比的恒星相互繞著兩星連線中某個(gè)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,叫雙星。(一)利用好下面三個(gè)規(guī)律,解所有“雙星”問(wèn)題:周期、角速度相同:T1=T2

、ω1

=ω2

向心力相同轉(zhuǎn)動(dòng)半徑與距離的關(guān)系。(二)兩個(gè)重要結(jié)論:軌道半徑越大,質(zhì)量越?。海ㄓ上蛐牧ο嗤茖?dǎo))質(zhì)量越小,線速度越大:(得用角速度相同,由上面半徑之比推導(dǎo))經(jīng)典時(shí)空觀與相對(duì)論時(shí)空觀經(jīng)典力學(xué)的局限性:只適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體。是相對(duì)論的一種特殊情況,不能說(shuō)經(jīng)典力學(xué)是錯(cuò)誤的。狹義相對(duì)論的兩條假設(shè)(1)相對(duì)性原理:物理學(xué)定律在所有的慣性系中都是一樣的(2)光速不變?cè)恚涸谌我粦T性系中的觀察者所觀測(cè)到的真空中的光速都是相等的相對(duì)論重要結(jié)論有:運(yùn)動(dòng)的時(shí)鐘變慢;運(yùn)動(dòng)的尺子變短,運(yùn)動(dòng)的物體的質(zhì)量隨速度的增加而增大。第六章機(jī)械能動(dòng)量一功恒力功求法:。變力功求法1:(P一定時(shí));求法2:利用功能關(guān)系(動(dòng)能定理)。功是標(biāo)量。做功的兩個(gè)必要因素:①作用在物體上的力;②物體在力的方向上移動(dòng)的位移。正功、負(fù)功取決于公式中力與運(yùn)動(dòng)方向的夾角:當(dāng)時(shí),力對(duì)物體做正功,該力一定是動(dòng)力;當(dāng)時(shí),力對(duì)物體做負(fù)功,該力一定是阻力;當(dāng)時(shí),力對(duì)物體不做功,該力一定垂直物體運(yùn)動(dòng)方向。例:向心力不做功。二功率功率:(1)功率描述做功和快慢。定義式:。此式常用來(lái)計(jì)算平均功率。(2)功率是標(biāo)量,單位是瓦特,1W=1J/s(3)額定功率:是指機(jī)械正常工作時(shí),允許達(dá)到的最大功率,也就是機(jī)器銘牌上的標(biāo)稱值。(P實(shí)≤P額)(4)我們經(jīng)常說(shuō)某臺(tái)機(jī)器的功率,或某物體做功的功率,實(shí)際上是指某個(gè)力對(duì)物體做功的功率。如:汽車的功率就是汽車牽引力的功率;起重機(jī)吊起貨物的功率就是鋼繩拉力的功率。mgNfFmgNfF解決汽車的兩種啟動(dòng)問(wèn)題關(guān)鍵:(1)正確分析物理過(guò)程。(2)抓住兩個(gè)基本公式:①功率公式:(在此=1),其中P是汽車的功率,F(xiàn)是汽車的牽引力,v是汽車的速度。②牛頓第二定律:,如圖所示。(3)正確分析啟動(dòng)過(guò)程中P、F、f、v、a的變化抓住不變量、變化量及變化關(guān)系。(4)汽車兩種啟動(dòng)模式下的運(yùn)動(dòng)圖象(左:以恒定功率啟動(dòng);右:恒定加速度啟動(dòng))先變加速后勻速運(yùn)動(dòng)先勻加速,后變加速,先變加速后勻速運(yùn)動(dòng)先勻加速,后變加速,最后勻速運(yùn)動(dòng)(5)無(wú)論哪種啟動(dòng)方式,最后,恒定a啟動(dòng)時(shí),求勻加速過(guò)程的時(shí)間t1、末速度v1和最大速度vm(如上面右圖所示):①;②;③恒定P額啟動(dòng):動(dòng)能定理表達(dá)式三動(dòng)能和勢(shì)能動(dòng)能表達(dá)式:。動(dòng)能是標(biāo)量和狀態(tài)量,沒有負(fù)值,大小和參考系有關(guān)。重力勢(shì)能表達(dá)式:重力勢(shì)能是標(biāo)量,它的大小與參考平面選取有關(guān),,正負(fù)表示大小。重力勢(shì)能的變化量△EP是絕對(duì)的,與參考平面的選取無(wú)關(guān)重力做功的特點(diǎn):只與始末位置的高度差有關(guān),與路徑無(wú)關(guān)。重力做功與重力勢(shì)能變化量的關(guān)系:(功是能量轉(zhuǎn)化的量度)重力勢(shì)能的變化,只和重力做功有關(guān),和其它力做功無(wú)關(guān)。即:重力勢(shì)能的變化只能是重力做功引起的。重力勢(shì)能的系統(tǒng)性指一個(gè)物體的重力勢(shì)能是物體和地球所組成的系統(tǒng)所共有的。彈簧彈力做功與彈簧的彈性勢(shì)能關(guān)系:(功是能量轉(zhuǎn)化的量度)四動(dòng)能定理★★★動(dòng)能定理:所有力在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體所做的總功,等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化,即:,或(W阻為克服阻力所做的功)定理表明:外力對(duì)物體做了多少功就有多少其他形式的能量轉(zhuǎn)化為動(dòng)能應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí),只考慮外力做功的多少與動(dòng)能的變化量即可,不需要考慮其它能量是否產(chǎn)生或變化。做功表達(dá)式里的位移必須是物體的對(duì)地位移。五機(jī)械能守恒定律守恒條件:?jiǎn)蝹€(gè)物體——只有重力做功;含彈簧的系統(tǒng)——只有重力或彈簧彈力做功?!咀⒁?】應(yīng)用機(jī)械能守恒定律,只考慮能量的轉(zhuǎn)化,不要考慮物體所受外力做功的情況。【注意2】只有彈簧彈力做功時(shí),系統(tǒng)一定要包括彈簧在內(nèi),機(jī)械能才守恒。表達(dá)式:(),或△E增=△E減【注意】(1)研究對(duì)象是系統(tǒng);(2)分清初、末狀態(tài)。功和能的關(guān)系重力的功量度重力勢(shì)能的變化(),彈力的功量度彈性勢(shì)能的變化()合外力的功量度動(dòng)能的變化()(注意:合外力包括重力和彈力)除重力(和彈簧彈力)之外的外力的功量度機(jī)械能的變化()第七章電場(chǎng)一、電場(chǎng)基本規(guī)律1、元電荷:最小的帶電單元(不能認(rèn)為是某個(gè)具體電荷),自然界任何物體的帶電荷量都是元電荷(e=1.6×10-19C)的整數(shù)倍(Q=ne),電子、質(zhì)子的電荷量都等于元電荷,但電性不同,前者為負(fù),后者為正。2、庫(kù)倫定律:(1)表達(dá)式:k=9.0×109N·m2/C2——靜電力常量(2)適用條件:真空中靜止的點(diǎn)電荷。(3)滿足牛頓第二定律。 3、三個(gè)自由電荷組成的系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)結(jié)論:三點(diǎn)共線、近小遠(yuǎn)大、兩同夾異、兩大夾小例:A、B小球電量已知,若想三個(gè)小球均保持平衡狀態(tài),求C球的電性、電量、位置(1)先根據(jù)上述四點(diǎn)結(jié)論大概確定C的位置;(2)對(duì)C進(jìn)行受力分析,列平衡方程,求出C距A或B的距離;(3)對(duì)A或B列受力平衡方程,求C的電量二、電場(chǎng)力的性質(zhì):1、電場(chǎng)強(qiáng)度E:(1)①定義式:,適用于各種電場(chǎng)。②——決定式,適用點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng),Q場(chǎng)源電荷,與試探電荷無(wú)關(guān)③——適用于勻強(qiáng)電場(chǎng),d沿電場(chǎng)方向距離(2)單位:N/C,V/m1N/C=1V/m(3)E是電場(chǎng)本身性質(zhì),E由F、q決定×;F由E、q決定√(4)電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量:規(guī)定與正電荷受力方向相同,負(fù)電荷受力與E的方向相反。(判斷電場(chǎng)強(qiáng)度是否相同時(shí)一定看方向是否相同)(5)場(chǎng)強(qiáng)的疊加:如果空間存在多個(gè)電場(chǎng),則某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)由所有電場(chǎng)疊加,且遵循平行四邊形法則.2、電場(chǎng)線:(1)方向?yàn)閺恼姾桑ɑ驘o(wú)窮遠(yuǎn))出發(fā),終止于負(fù)電荷(或無(wú)窮遠(yuǎn))。各點(diǎn)的切線方向反映場(chǎng)強(qiáng)的方向,疏密程度反映場(chǎng)強(qiáng)的大小。(2)電場(chǎng)方向是電勢(shì)降低的方向。但電勢(shì)降低的方向不一定是電場(chǎng)的方向,降低最快的方向才是電場(chǎng)的方向。(3)一條電場(chǎng)線無(wú)法判斷場(chǎng)強(qiáng)大小,可以判斷電勢(shì)高低。(4)電場(chǎng)線垂直于等勢(shì)面,靜電平衡的導(dǎo)體,電場(chǎng)線垂直于導(dǎo)體表面3、電勢(shì):(1)——單位:伏(V)——帶正負(fù)號(hào)計(jì)算(2)某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)到零勢(shì)面的電勢(shì)差。(3)特點(diǎn):①電勢(shì)的大小由電場(chǎng)本身和零勢(shì)面位置決定,與Ep和q無(wú)關(guān)。但電勢(shì)之差與零勢(shì)面參考點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。②電勢(shì)是一個(gè)標(biāo)量,但是它有正負(fù),正負(fù)只表示該點(diǎn)電勢(shì)比參考點(diǎn)電勢(shì)高,還是低。③電勢(shì)在數(shù)值上等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)點(diǎn)時(shí)電場(chǎng)力所做的功()。(4)電勢(shì)高低的判斷方法①根據(jù)電場(chǎng)線判斷:沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低。ABAB②根據(jù)電勢(shì)能判斷:(計(jì)算時(shí)要帶正、負(fù)號(hào))正電荷:電勢(shì)能大,電勢(shì)高;電勢(shì)能小,電勢(shì)低。負(fù)電荷:電勢(shì)能大,電勢(shì)低;電勢(shì)能小,電勢(shì)高。結(jié)論:只在電場(chǎng)力作用下,靜止的電荷從電勢(shì)能高的地方向電勢(shì)能低的地方運(yùn)動(dòng)。(依據(jù):電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少)4、等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布(要掌握兩電荷連線及中垂線上的場(chǎng)強(qiáng)E及電勢(shì)的變化及規(guī)律)等量同種點(diǎn)電荷等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷等量異種點(diǎn)電荷圖1①中點(diǎn)O處E為零;②沿點(diǎn)電荷的連線:場(chǎng)強(qiáng)先減小到零再增大。③中垂線上:E方向與中垂線平行;從中點(diǎn)到無(wú)限遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)先變大后變小,無(wú)限遠(yuǎn)處E為零。關(guān)于電勢(shì)(下面是以兩個(gè)正電荷電場(chǎng)為例,負(fù)電荷的結(jié)論剛好相反):①若兩個(gè)都為正電荷,在連線上越靠近中點(diǎn),電勢(shì)越低;越靠近正電荷,電勢(shì)越高②中垂線上,兩正電荷中心處電勢(shì)高于無(wú)限遠(yuǎn)處。(根據(jù)沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低判斷。)5、等量異種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布關(guān)于E:①沿點(diǎn)電荷的連線:E方向從+Q指向-Q,場(chǎng)強(qiáng)大小先變小后變大,中心。②中垂線上:E方向與中垂線垂直。場(chǎng)強(qiáng)大小從中心O向無(wú)限遠(yuǎn)逐漸變小關(guān)于電勢(shì)①連線上:沿E方向電勢(shì)減少,越近正電荷,電勢(shì)越高,靠近負(fù)電荷,電勢(shì)越低。②中垂線上為等勢(shì)面,電勢(shì)等于無(wú)窮遠(yuǎn)電勢(shì),因?yàn)榘央姾蓮闹写咕€上移到無(wú)限遠(yuǎn)處電場(chǎng)力不做功。三、電場(chǎng)能的性質(zhì)1、電勢(shì)能Ep:(1)(或,O點(diǎn)為零勢(shì)面)——帶正負(fù)號(hào)計(jì)算電勢(shì)能的減少量等于電場(chǎng)力所做的功4、電勢(shì)差UAB(1),普適。單位:伏(V),標(biāo)量。(2),適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)——電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度之間的關(guān)系。(3)U是電場(chǎng)本身性質(zhì)。U由W、q決定×;W由U、q決定√5、電場(chǎng)力做功WAB:(1)電場(chǎng)力做功的特點(diǎn):電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān),只與初末位置有關(guān),即與初末位置的電勢(shì)差有關(guān)。(2)表達(dá)式:,帶正負(fù)號(hào)計(jì)算(適用于任何電場(chǎng),知道始末位置的U,可求電場(chǎng)力做功)dLqLBLALdLqLBLALEL圖2(3)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系無(wú)條件結(jié)論,正、負(fù)電荷都適用結(jié)論:電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少無(wú)條件結(jié)論,正、負(fù)電荷都適用電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加6、等勢(shì)面:(1)定義:電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面。(2)特點(diǎn):①等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等,在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷,電場(chǎng)力不做功。②等勢(shì)面與電場(chǎng)線垂直F1FF1F2+qba×√E④等勢(shì)面的密集程度表示場(chǎng)強(qiáng)的大小:疏弱密強(qiáng)。圖3b圖3a(3)判斷非勻強(qiáng)電場(chǎng)線上兩點(diǎn)間的電勢(shì)差的大?。嚎拷鼒?chǎng)源(場(chǎng)強(qiáng)大)的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差大于遠(yuǎn)離場(chǎng)源(場(chǎng)強(qiáng)?。┫嗟染嚯x兩點(diǎn)間的電勢(shì)差。圖3b圖3aAABC若AB=BC,則UAB>UBC7、根據(jù)軌跡得到相關(guān)信息★★先找電場(chǎng)線與軌跡的交點(diǎn)(1)電場(chǎng)力的方向需滿足:①沿E切線方向或垂直等勢(shì)面;②在軌跡凹面內(nèi)(2)根據(jù)力的方向和粒子電性,判斷E方向(3)根據(jù)E的方向,判斷電勢(shì)的變化(4)根據(jù)電勢(shì)的變化和粒子電性,判斷電勢(shì)能四、電容器及其應(yīng)用:1、電容器充放電過(guò)程(圖3):(電源給電容器充電)SASABLC放電過(guò)程S-B:電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(如圖為內(nèi)能、光能)2、電容:(1)定義式:——是定義式。圖4——是電容的決定式(適用于平行板電容器)圖4(4)單位:法拉F,微法μF,皮法pF1pF=10-6μF=10-12F(5)特點(diǎn):①不能說(shuō)C由Q或U決定,但可說(shuō)Q由C和U共同決定。②電容器的帶電量Q是指一個(gè)極板帶電量的絕對(duì)值。③電容器始終與電源相連,則電容器的電壓U不變。電容器充電完畢,再與電源斷開,則電容器的帶電量Q不變。④在有關(guān)電容器動(dòng)態(tài)問(wèn)題的討論中,技巧:區(qū)分接通電源和斷開電源兩種情況,應(yīng)用以下三個(gè)公式:Eqmgv0+—Eqmgv0+—圖5平衡問(wèn)題五、應(yīng)用——帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(平衡問(wèn)題,加速問(wèn)題,偏轉(zhuǎn)問(wèn)題)1、基本粒子不計(jì)重力,但不是不計(jì)質(zhì)量,如質(zhì)子(),電子,α粒子(),氘(),氚(),各種離子。微粒、油滴、小球、塵埃一般情況下都要計(jì)算重力。2、平衡問(wèn)題:電場(chǎng)力與重力的平衡問(wèn)題。mg=Eq。判斷粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否變化,要看E是否發(fā)生變化。3、加速問(wèn)題:初速度,運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)線平行。(1)動(dòng)力學(xué)角度:只受電場(chǎng)力Eq(不計(jì)重力),粒子的加速度為圖6加速問(wèn)題v0v,,則圖6加速問(wèn)題v0v(2)由動(dòng)能定理,,(注意:如果,則)★此方法不需知道d,十分簡(jiǎn)便。解題時(shí)優(yōu)先選擇動(dòng)能定理★若兩極板間是非勻強(qiáng)電場(chǎng),仍然適用。4、偏轉(zhuǎn)問(wèn)題——類平拋運(yùn)動(dòng)解決兩類問(wèn)題:①怎樣出去:求v的大小和方向;②從哪里出去:求偏移量y。思路:先把運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解,求出分速度vy和分位移y,再進(jìn)行合成求v。下面以由兩極板間中點(diǎn)射入為例,假設(shè)粒子能飛出電場(chǎng):(1)在垂直電場(chǎng)線的方向:vx=v0————①,L=v0t————②(2)在平行電場(chǎng)線的方向:————③————④輔助方程,————⑤粒子出電場(chǎng)的速度偏角:————⑥5、加速與偏轉(zhuǎn)問(wèn)題結(jié)合(1)在U1作用下作勻加速直線運(yùn)動(dòng)(2)在U2作用下作類平拋運(yùn)動(dòng)(3)離開U2后作勻速直線運(yùn)動(dòng)不同粒子,經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后,軌跡相同。,。如果在上述例子中粒子的重力不能忽略時(shí),只要將加速度a重新求出即可,具體計(jì)算過(guò)程相同。第八章恒定電流電阻定律:均勻?qū)w的電阻R跟它的長(zhǎng)度l成正比,跟它的橫截面積S成反比。電阻率反映材料導(dǎo)電性能的物理量,與導(dǎo)體材料、溫度等有關(guān)。電阻才是描述導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用。金屬的電阻隨溫度的升高而增大。半導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而減少。鉑的電阻率隨溫度變化明顯,適合做熱電偶(溫度計(jì)),而錳銅合金和鎳銅合金的電阻率幾乎不隨溫度變化,適合做標(biāo)準(zhǔn)電阻。伏安法測(cè)電阻的兩種典型實(shí)驗(yàn)電路1、安培表的外接法(下面左圖):適合測(cè)小電阻,測(cè)量結(jié)果偏小。2、安培表的內(nèi)接法(下面右圖):適合測(cè)大電阻,測(cè)量結(jié)果偏大。外接法內(nèi)接法記憶口訣:“小外大內(nèi)”(小外國(guó)佬,大內(nèi)高手);小外偏小,大內(nèi)偏大。超導(dǎo)現(xiàn)象:某些物質(zhì)當(dāng)溫度降低到某一極低溫度附近時(shí),它們的電阻率會(huì)忽然減小到無(wú)法測(cè)量的程度,可認(rèn)為它們的電阻率突然變?yōu)榱?。能夠發(fā)生超導(dǎo)現(xiàn)象的物質(zhì)不限于金屬,可以是合金、化合物,也可以是半導(dǎo)體。伏安特性曲線:導(dǎo)體的I—U圖線線性元件:導(dǎo)體的伏安特性曲線是過(guò)原點(diǎn)的直線非線性元件:伏安特性曲線不是直線(如二極管)。二極管:二極管具有單向?qū)щ娦阅?。符?hào):。電動(dòng)勢(shì)E電動(dòng)勢(shì)E表示電源把非靜電力做功轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)。電源的電動(dòng)勢(shì)數(shù)值上等于不接用電器時(shí)電源兩極間的電壓。閉合電路歐姆定律:E=U外+U內(nèi)(適用于任何形式的閉合電路),(純電阻電路)或E=IR+Ir,都稱為閉合電路歐姆定律。討論路端電壓,電路總電流隨外電路電阻變化而變化的規(guī)律以右圖為例,假設(shè)R2阻值增大,以R外表示整個(gè)電路的外電阻之和。I2和I3分別表示R2和R3的電流,U并表示R2和R3的電壓。根據(jù):E=U外+U內(nèi)、U內(nèi)=Ir、,E、r不變R2↑→R外↑,I↓,U內(nèi)↓=Ir,U1↓=IR1,→U外↑,U并↑=E-(U內(nèi)+U1),I3↑=U并/R3,I2↓=I-I3【口決】串反并同。R2阻值增大,R3與R2并聯(lián),則R3電壓、電流都增大,U并↑I3↑;r、R1在干路上,當(dāng)作串聯(lián),則r和R1的電壓、電流都減少,I↓U內(nèi)↓U1↓。【注意】任何一個(gè)電阻增大,無(wú)論它在干路上還是并聯(lián)的支路上,總電阻增大,反之亦然。如果某一并聯(lián)的支路斷開,當(dāng)作電阻增加至無(wú)窮大處理,所以總電阻增加;如果并聯(lián)的某個(gè)支路的開關(guān)由斷開變閉合,當(dāng)作電阻減少處理,電路總電阻減少。電表改裝:丙丙甲表是電流表,R增大時(shí)量程減小。通過(guò)測(cè)量端的最大電流(即總電流)指的是量程I,通過(guò)G表的最大電流是滿偏電流Ig(支路電流)。當(dāng)總電流為量程I時(shí),通過(guò)G表的電流恰好為Ig,通過(guò)R的電流為I-Ig。乙表是電壓表,R增大時(shí)量程增大。最大的總電壓指的是量程U。當(dāng)總電壓為U時(shí),G表上加載的電壓恰好為IgRg,此時(shí)通過(guò)G表和R的電流都恰好是滿偏電流Ig。丙表是歐姆表,內(nèi)置電源,R為調(diào)零電阻?!咀⒁狻慷嘤秒姳韮?nèi)部含有等效于上面三個(gè)圖的三種電路,當(dāng)選不同檔時(shí),對(duì)應(yīng)不同的電路。如果選的是電流檔和電壓檔,紅筆和黑筆分別相當(dāng)于普通電流表和電壓表的正、負(fù)接線柱。用多用電表測(cè)量電阻步驟:(1)機(jī)械調(diào)零:使用前若表針沒有停在左端電流的零刻度,要用螺絲刀轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)零定位螺絲,使指針指零。(2)選擋:最好使指針位于中央附近,即待測(cè)電阻最好接近中值電阻;(3)歐姆調(diào)零:將紅、黑表筆短接,調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指在表盤右端“0Ω”刻度處。(4)測(cè)量讀數(shù):將兩表筆分別與待測(cè)電阻的兩端接觸,表針示數(shù)乘以量程倍率即為待測(cè)電阻阻值。(5)測(cè)另一電阻時(shí)重復(fù)(2)(3)(4)。(6)實(shí)驗(yàn)完畢,應(yīng)將選擇開關(guān)置于“OFF”擋或交流電壓最高擋。【注意】如果題目說(shuō)測(cè)量時(shí)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)小,指的是指針偏向表盤左邊,讀數(shù)過(guò)大。此時(shí)應(yīng)換個(gè)高檔。二極管極性的的判斷:選歐姆檔測(cè)二極管極性時(shí),紅筆與內(nèi)部電源的負(fù)極連接。電流由電表內(nèi)部電流提供,由黑筆流出電表進(jìn)入二極管,再?gòu)募t筆流進(jìn)電表,簡(jiǎn)單記憶為“紅進(jìn)(電表)黑出(電表)”。方法:先判斷電流方向(根據(jù)紅黑筆),再由二極管電阻的大小判斷其是正向接法還是反向接法,從而確定極性?;蛳雀鶕?jù)紅黑筆判斷電流方向,再由二極管正向接法或反向接法判斷電阻的大小。電功和電功率1、電功和電功率:W=UIt,P=W/t=UI(對(duì)任何電路都適用)2、焦耳熱和熱功率:Q=I2Rt,P熱=I2R(對(duì)任何電路都適用)3、電功和電熱的關(guān)系:(1)純電阻電路:電功等于電熱:W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R;電功率等于熱功率:P=P熱=UI=I2R=U2/R(2)非純電阻電路:電功大于電熱:W>Q,即UIt>I2Rt;電功率大于熱功率:P>P熱,即UI>I2R注意:在非純電阻電路不滿足歐姆定律,即U>IR。所以不能說(shuō)電功率P=I2R=U2/R電源的輸出功率與負(fù)載的關(guān)系(如圖所示)P出=IU外(適合任何電路);P出=I2R(適合純電阻電路)【注意】當(dāng)R=r時(shí),電源的輸出功率最大(1)由P=I2R可知:定值電阻上消耗功率最大時(shí),通過(guò)它的電流一定最大。(2)求可變電阻上消耗的最大功率時(shí),可將定值電阻看成電源內(nèi)阻的一部分,僅將可變電阻看成外電阻。電源效率定義:η=P出/P總。即η=IU/IE=U/E。(1)R變大時(shí),電源效率變大。(2)當(dāng)電源輸出功率最大時(shí),效率不是最大。此時(shí)R=r時(shí)η=0.5螺旋測(cè)微器螺旋測(cè)微器又叫千分尺。如圖,旋鈕D每旋轉(zhuǎn)一周,螺桿F便沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向前進(jìn)或后退0.5mm,而可動(dòng)刻度盤E有50個(gè)等分刻度,因此,可動(dòng)刻度盤E每旋轉(zhuǎn)一小格表示螺桿F前進(jìn)或后退0.01mm,所以螺旋測(cè)微器的精確度(最小分度)為0.01mm。讀數(shù):測(cè)量值=固定刻度B上的整毫米數(shù)+0.5mm(判斷半刻度是否露出,未露出時(shí)為0)+0.01mm×可動(dòng)刻度上對(duì)齊的格數(shù)(估讀1位)。實(shí)驗(yàn)儀器示數(shù)估讀方法:適用于:刻度尺、螺旋測(cè)微器、天平、彈簧秤、溫度表、電流表、電壓表、多用電表。(1)若最小分度為0.01、0.1、1等以1結(jié)尾的,都要估讀到“1”所在位數(shù)的下一位;(2)若最小分度為0.5、0.05、5等以5結(jié)尾的,都要求估讀到“5”所在的這一位;(3)若最小分度值為0.02、0.2、2,都要求估讀到最小分度值所在的這一位,且不滿半格舍去,多半格不滿一格算半格。滑動(dòng)變阻器的兩種接法限流法(接線時(shí)接一上一下兩個(gè)接線柱)分壓法(接線時(shí)接一上兩下兩個(gè)接線柱)分壓法特點(diǎn):待測(cè)電阻上的電壓、電流的調(diào)節(jié)范圍大,可以從零開始。如果電路中的滑動(dòng)變阻器阻值過(guò)小,不能起到限流的作用,得考慮用分壓法。實(shí)驗(yàn)一:伏安法測(cè)導(dǎo)線電阻率實(shí)驗(yàn)步驟:(1)用螺旋測(cè)微器在被測(cè)金屬導(dǎo)線上的三個(gè)不同位置各測(cè)一次直徑,求出其平均值d,計(jì)算出導(dǎo)線的橫截面積S.(2)選擇合適的實(shí)驗(yàn)電路圖,如右圖所示(注意安培表用外接法,滑動(dòng)變阻器用限流法即可)。(3)用毫米刻度尺測(cè)量接入電路中的被測(cè)金屬導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度L,反復(fù)測(cè)3次,求出其平均值l.(有效長(zhǎng)度,不是總長(zhǎng)。必須先接入電路再測(cè)量L)(4)把滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到使接入電路中的有效電阻最大,閉合開關(guān)S,改變滑動(dòng)變阻器滑片的位置,讀出幾組相應(yīng)的I、U值,填入記錄表格內(nèi).(5)求出電阻Rx的平均值,拆去實(shí)驗(yàn)電路,整理好實(shí)驗(yàn)器材.(6)計(jì)算金屬絲的電阻率:../../../../0選修3-1/1參考課件教案/3-1(鐘樹洪)/第二章ppt/2.1/01.電阻器及其電阻定律.exe,。由得出實(shí)驗(yàn)二:描繪小燈泡的伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)原理:用電流表和電壓表測(cè)出燈泡在不同電壓下的電流,建立I-U坐標(biāo)系,描點(diǎn)連成直線或平滑曲線即得到小燈泡的伏安特性曲線.為了盡可能多取些數(shù)據(jù)點(diǎn)并減小實(shí)驗(yàn)誤差,就選用電流表外接法、滑動(dòng)變阻器分壓接法電路.實(shí)驗(yàn)步驟:(1)連接電路:測(cè)出小燈泡在不同電壓下的電流①閉合開關(guān)前,滑動(dòng)變阻器的滑片應(yīng)移到使其接入電路中的有效阻值最大的位置(圖中最左邊).②移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片,測(cè)出多組不同的電壓值U和電流值I(2)畫出小燈泡的伏安特性曲線(3)拆除電路,整理儀器實(shí)驗(yàn)三:測(cè)量電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻(歷年高考的重點(diǎn))原理:由E=U+Ir知,只要測(cè)出U、I的兩組數(shù)據(jù),就可以列出兩個(gè)關(guān)于正、r的方程,從而解出E、r,電路圖如圖所示.(注意電流表不能與電源內(nèi)接,變阻器用限流法)(1)為了使電池的路端電壓變化明顯,電池的內(nèi)阻宜大些,宜選用舊電池和內(nèi)阻較大的電壓表。(2)當(dāng)干電池的路端電壓變化不很明顯時(shí),作圖像時(shí),縱軸單位可取得小一些,且縱軸起點(diǎn)可不從零開始。(3)注意事項(xiàng):①為了使電池的路端電壓變化明顯,電池宜選內(nèi)阻大些的.②因該實(shí)驗(yàn)中電壓U的變化較小,為此可使縱坐標(biāo)不從零開始,把坐標(biāo)的比例放大,可減小實(shí)驗(yàn)誤差.此時(shí)圖象與橫軸交點(diǎn)不表示短路電流,計(jì)算內(nèi)阻時(shí),要在直線上任取兩個(gè)相距較大的點(diǎn),用r=△U/△I計(jì)算出電池的內(nèi)阻r.(4)誤差分析:采用上圖電路時(shí),可得:?!緮U(kuò)展】根據(jù)閉合電路歐姆定律的不同表達(dá)形式,還可以采用下面幾種不同的方法測(cè)E和r(1)如圖甲,由E=IR+Ir知,測(cè)出I、R的兩組數(shù)據(jù),列出方程解出E、r,電路圖如圖所示.圖甲圖乙(2)如圖乙,由E=U+Ur/R,,測(cè)出U、R兩組數(shù)據(jù),列出關(guān)于E、r的兩個(gè)方程,電路圖如圖所示.圖甲圖乙第九章磁場(chǎng)本章共有四個(gè)概念、兩個(gè)公式、兩個(gè)定則。四個(gè)概念:磁場(chǎng)、磁感線、磁感強(qiáng)度、勻強(qiáng)磁場(chǎng)兩個(gè)公式:(1)安培力F=BIl(Il⊥B)(2)洛倫茲力f=qvB(v⊥B)兩個(gè)定則:安培定則(右手螺旋定則)——判斷電流本身產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向(電生磁)左手定則——判斷電流受到的安培力的方向,或判斷洛倫茲力的方向。補(bǔ)充:右手定則——判斷導(dǎo)體切割磁感線時(shí)產(chǎn)生的電流方向(磁生電)磁場(chǎng)(1)磁場(chǎng)是客現(xiàn)存在的特殊物質(zhì)。(2)磁感線不是真實(shí)存在的,是假想出來(lái)的。(3)磁體間、電流間、磁體與電流間的相互作用是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的。(4)磁極周圍有磁場(chǎng),電流周圍有磁場(chǎng)(奧斯特),變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。下面五個(gè)方向是相同的:(1)磁感線的切線方向;(2)磁場(chǎng)的方向;(3)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向;(4)小磁針靜止時(shí)N極的指向;(5)小磁針的N極受力方向。注意:不能說(shuō)磁場(chǎng)的方向和小磁針的受力方向相同,必須指明是N極受力方向才對(duì)。奧斯特實(shí)驗(yàn):發(fā)現(xiàn)電流的周圍存在磁場(chǎng),即電流的磁效應(yīng)。奧斯特首先發(fā)現(xiàn)電流能產(chǎn)生磁場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)時(shí),通電直導(dǎo)線南北方向水平放置,磁針與導(dǎo)線平行地放在導(dǎo)線的正下方或正上方,通電時(shí)磁針發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)。地磁場(chǎng):地球的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。①地理南極正上方磁場(chǎng)方向豎直向上,地理北極正上方磁場(chǎng)方向豎直向下。②在赤道正上方,地磁場(chǎng)方向水平向北。③在南半球,地磁場(chǎng)方向指向北上方;在北半球,地磁場(chǎng)方向指向北下方。安培:首先發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)能對(duì)電流產(chǎn)生力的作用。即通電導(dǎo)線能受到其它物體產(chǎn)生的磁場(chǎng)的力的作用。提出了安培分子電流假說(shuō)。安培分子電流假說(shuō):物質(zhì)微粒內(nèi)部存在著環(huán)形分子電流。①可以解釋的現(xiàn)象:金屬的磁化和退磁現(xiàn)象。適用于磁鐵的磁場(chǎng),不適用于電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)。②磁現(xiàn)象的電本質(zhì):磁鐵和電流的磁場(chǎng)本質(zhì)上都是運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。ū碚鞔艌?chǎng)強(qiáng)弱的物理量)(1)定義:在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線,所受的力(安培力)F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值叫磁感應(yīng)強(qiáng)度。符號(hào):B(2)定義式:。單位:在國(guó)際單位制中是特斯特,簡(jiǎn)稱特,符號(hào)T.1T=N/A·m說(shuō)明:①F是指通電導(dǎo)線電流方向跟

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