5、两个靠在一起的物体A和B,质量为m1、m2,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。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。
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,
tanθ=μ时最省力,。
若平面换成倾角为α的斜面后,推力与斜面夹角满足关系tanθ=μ时,。
3、两劲度系数分别为K1、K2的轻弹簧A、B串联的等效系数K串与K1、K2满足,并联后的等效劲度系数K并=K1+K2。
1完全失重状态:物体对悬挂物体的拉力或对支持物的压力为零
2一个物体受到三个非平行力的作用而处于平衡态;三个力是共点力
3物体在任意方向做匀速直线运动:物体处于平衡状态,F合=0
4物体恰能沿斜面下滑;物体与斜面的动摩擦因数μ=tanθ
5机动车在水平里面上以额定功率行驶:P额=F牵引力V当F牵引力=f阻力,Vmax= P额/ f阻力
6平行板电容器接上电源,电压不变;电容器断开电源,电量不变
7从水平飞行的飞机中掉下来的物体;做平抛运动
8从竖直上升的气球中掉出来的物体;做竖直上抛运动
9带电粒子能沿直线穿过速度选择器:F洛仑兹力=F电场力,出来的各粒子速度相同
10导体接地;电势比为零(带电荷量不一定为零)
高中物理中的习题定理
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。
1自由落体运动:只受重力作用,V0=0,a=g
2竖直上抛运动:只受重力作用,a=g,初速度方向竖直向上
3平抛运动:只受重力作用,a=g,初速度方向水平
4碰撞,爆炸,动量守恒;弹性碰撞,动能,动量都守恒;完全非弹性碰撞;动量守恒,动能损失最大
5直线运动:物体受到的合外力为零,后者合外力的方向与速度在同一条直线上,即垂直于速度方向上的合力为零
6相对静止:两物体的运动状态相同,即具有相同的加速度和速度
7简谐运动:机械能守恒,回复力满足F= -kx
8用轻绳系小球绕固定点在竖直平面内恰好能做完整的圆周运动;小球在最高点时,做圆周运动的向心力只有重力提供,此时绳中张力为零,最高点速度为V=(R为半径)
9用皮带传动装置(皮带不打滑);皮带轮轮圆上各点线速度相等;绕同一固定转轴的各点角速度相等
10初速度为零的匀变速直线运动;①连续相等的时间内通过的位移之比:SⅠ:SⅡ:SⅢ:SⅣ…=1:3:5:7…
②通过连续相等位移所需时间之比:t1:t2:t3:…= 1:(√2-1):(√3-√2)…
1质点:物体只有质量,不考虑体积和形状。
2点电荷:物体只有质量、电荷量,不考虑体积和形状
3轻绳:不计质量,力只能沿绳子收缩的方向,绳子上各点的张力相等
4轻杆:不计质量的硬杆,可以提供各个方向的力(不一定沿杆的方向)
5轻弹簧:不计质量,各点弹力相等,可以提供压力和拉力,满足胡克定律
6光滑表面:动摩擦因数为零,没有摩擦力
7单摆:悬点固定,细线不会伸缩,质量不计,摆球大小忽略,秒摆;周期为2s的单摆
8通讯卫星或同步卫星:运行角速度与地球自转角速度相同,周期等与地球自转周期,即24h
9理性气体:不计分子力,分子势能为零;满足气体实验定律PV/T=C(C为恒量)
10绝热容器:与外界不发生热传递
11理想变压器:忽略本身能量损耗(功率P输入=P输出),磁感线被封闭在铁芯内(磁通量φ1=φ2)
12理想安培表:内阻为零
13理想电压表:内阻为无穷大
14理想电源:内阻为零,路端电压等于电源电动势
15理想导线:不计电阻,可以任意伸长或缩短
16静电平衡的导体:必是等势体,其内部场强处处为零,表面场强的方向和表面垂直
5.求功的方法:单位:J ev=1.9×10-19J 度=kwh=3.6×106J 1u=931.5Mev
⊙力学:① W=Fscosα ② W= P·t (p===Fv)
③动能定理 W合=W1+ W2+…+Wn=ΔEK=E末-E初 (W可以不同的性质力做功)
④功是能量转化的量度(易忽视)主要形式有: 惯穿整个高中物理的主线
重力的功------量度------重力势能的变化 电场力的功-----量度------电势能的变化
分子力的功-----量度------分子势能的变化 合外力的功------量度-------动能的变化
除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能; 摩擦力和空气阻力做功W=fd路程E内能(发热)
与势能相关的力做功特点:如重力,弹力,分子力,电场力它们做功与路径无关,只与始末位置有关.
“功是能量转化的量度”这一基本概念理解。
⑴物体动能的增量由外力做的总功来量度:W外=ΔEk,这就是动能定理。
⑵物体重力势能的增量由重力做的功来量度:WG= -ΔEP,这就是势能定理。
⑶物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度:W其=ΔE机,(W其表示除重力以外的其它力做的功),这就是机械能定理。
⑷当W其=0时,说明只有重力做功,所以系统的机械能守恒。
⑸一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功,用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能,也就是系统增加的内能。f d=Q(d为这两个物体间相对移动的路程)。
⊙热学: ΔE=Q+W(热力学第一定律)
⊙电学: WAB=qUAB=F电dE=qEdE 动能(导致电势能改变)
W=QU=UIt=I2Rt=U2t/R Q=I2Rt
E=I(R+r)=u外+u内=u外+Ir P电源t =uIt+E其它 P电源=IE=I U +I2Rt
⊙磁学:安培力功W=F安d=BILd 内能(发热)
⊙光学:单个光子能量E=hγ 一束光能量E总=Nhγ(N为光子数目)
光电效应=hγ-W0 跃迁规律:hγ=E末-E初 辐射或吸收光子
⊙原子:质能方程:E=mc2 ΔE=Δmc2 注意单位的转换换算
汽车的启动问题: 具体变化过程可用如下示意图表示.关键是发动机的功率是否达到额定功率,
(1)若额定功率下起动,则一定是变加速运动,因为牵引力随速度的增大而减小.求解时不能用匀变速运动的规律来解.
(2)特别注意匀加速起动时,牵引力恒定.当功率随速度增至预定功率时的速度(匀加速结束时的速度),并不是车行的最大速度.此后,车仍要在额定功率下做加速度减小的加速运动(这阶段类同于额定功率起动)直至a=0时速度达到最大.
4.功能关系:功和能的关系
做功的过程是物体能量的转化过程,做了多少功,就有多少能量发生了变化,功是能量转化的量度. |
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(1)动能定理 |
合外力对物体做的总功等于物体动能的增量.即 |
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(2)与势能相关力做功导致与之相关的势能变化 |
重力 |
重力做正功,重力势能减少;重力做负功,重力势能增加.重力对物体所做的功等于物体重力势能增量的负值.即WG=EP1-EP2=
-ΔEP |
弹簧弹力 |
弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能增加. 弹力对物体所做的功等于物体弹性势能增量的负值.即W弹力=EP1-EP2= -ΔEP |
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分子力 |
分子力对分子所做的功=分子势能增量的负值 |
|
电场力 |
电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。注意:电荷的正负及移动方向 电场力对电荷所做的功=电荷电势能增量的负值 |
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(3)机械能变化原因 |
除重力(弹簧弹力)以外的的其它力对物体所做的功=物体机械能的增量即WF=E2-E1=ΔE 当除重力(或弹簧弹力)以外的力对物体所做的功为零时,即机械能守恒 |
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(4)机械能守恒定律 |
在只有重力和弹簧的弹力做功的物体系内,动能和势能可以互相转化,但机械能的总量保持不变.即
EK2+EP2 =
EK1+EP1, 或
ΔEK = -ΔEP |
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(5)静摩擦力做功的特点 |
(1)静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功; (2)在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的互相转移,而没有机械能与其他形式的能的转化,静摩擦力只起着传递机械能的作用; (3)相互摩擦的系统内,一对静摩擦力对系统所做功的和总是等于零. |
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(6)滑动摩擦力做功特点 “摩擦所产生的热” |
(1)滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功; =滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积,即一对滑动摩擦力所做的功 (2)相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力对系统所做功的和总表现为负功, 其大小为:W= -fS相对=Q 对系统做功的过程中,系统的机械能转化为其他形式的能, (S相对为相互摩擦的物体间的相对位移;若相对运动有往复性,则S相对为相对运动的路程) |
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(7)一对作用力与反作用力做功的特点 |
(1)作用力做正功时,反作用力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功;作用力做负功、不做功时,反作用力亦同样如此. (2)一对作用力与反作用力对系统所做功的总和可以是正功,也可以是负功,还可以零. |
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(8)热学 外界对气体做功 |
外界对气体所做的功W与气体从外界所吸收的热量Q的和=气体内能的变化W+Q=△U (热力学第一定律,能的转化守恒定律) |
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(9)电场力做功 |
W=qu=qEd=F电SE (与路径无关) |
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(10)电流做功 |
(1)在纯电阻电路中(电流所做的功率=电阻发热功率) (2) 在电解槽电路中,电流所做的功率=电阻发热功率+转化为化学能的的功率 (3) 在电动机电路中,电流所做的功率=电阻发热功率与输出的机械功率之和 P电源t =uIt= +E其它;W=IUt > |
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(11)安培力做功 |
安培力所做的功对应着电能与其它形式的能的相互转化,即W安=△E电, 安培力做正功,对应着电能转化为其他形式的能(如电动机模型); 克服安培力做功,对应着其它形式的能转化为电能(如发电机模型); 且安培力作功的绝对值,等于电能转化的量值, W=F安d=BILd 内能(发热) |
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(12)洛仑兹力永不做功 |
洛仑兹力只改变速度的方向 |
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(13)光学 |
光子的能量: E光子=hγ;一束光能量E光=N×hγ(N指光子数目) 在光电效应中,光子的能量hγ=W+ |
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(14)原子物理 |
原子辐射光子的能量hγ=E初-E末,原子吸收光子的能量hγ= E末-E初 爱因斯坦质能方程:E=mc2 |
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(15)能量转化和守恒定律 |
对于所有参与相互作用的物体所组成的系统,其中每一个物体的能量的数值及形式都可能发生变化,但系统内所有物体的各种形式能量的总合保持不变 |
做功的过程就是能量转化的过程,做功的多少决定了能转化的数量,即:功是能量转化的量度
强调:功是一种过程量,它和一段位移(一段时间)相对应;而能是一种状态量,它与一个时刻相对应。两者的单位是相同的(都是J),但不能说功就是能,也不能说“功变成了能”。
3.功与能观点:
功W = Fs cosq (适用于恒力功的计算)①理解正功、零功、负功②功是能量转化的量度
W= P·t (p===Fv) 功率:P = (在t时间内力对物体做功的平均功率) P = Fv
(F为牵引力,不是合外力;V为即时速度时,P为即时功率;V为平均速度时,P为平均功率; P一定时,F与V成正比)
动能: EK= 重力势能Ep = mgh (凡是势能与零势能面的选择有关)
动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量)。
公式: W合= W合=W1+ W2+…+Wn= DEk = Ek2 一Ek1 =
机械能守恒定律:机械能=动能+重力势能+弹性势能(条件:系统只有内部的重力或弹力做功).
守恒条件:
(功角度)只有重力,弹力做功;
(能转化角度)只发生动能与势能之间的相互转化。
“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在该过程中,物体可以受其它力的作用,只要这些力不做功,或所做功的代数和为零,就可以认为是“只有重力做功”。
列式形式:E1=E2(先要确定零势面) P减(或增)=E增(或减) EA减(或增)=EB增(或减)
mgh1 + 或者 DEp减 = DEk增
除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能;滑动摩擦力和空气阻力做功W=fd路程E内能(发热)
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