摩擦力
1、定义:当一个物体在另一个物体的表面上相对运动(或有相对运动的趋势)时,受到的阻碍相对运动(或阻碍相对运动趋势)的力,叫摩擦力,可分为静摩擦力和滑动摩擦力。
2、产生条件:①接触面粗糙;②相互接触的物体间有弹力;③接触面间有相对运动(或相对运动趋势)。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
3、摩擦力的方向:
①静摩擦力的方向总跟接触面相切,并与相对运动趋势方向相反。
②滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。
说明:
(1)“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
(2)滑动摩擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用。
4、摩擦力的大小:
(1)静摩擦力的大小:
①与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不能超过静摩擦力,即0≤f≤fm但跟接触面相互挤压力FN无直接关系。具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。
②静摩擦力略大于滑动摩擦力,在中学阶段讨论问题时,如无特殊说明,可认为它们数值相等。
③效果:阻碍物体的相对运动趋势,但不一定阻碍物体的运动,可以是动力,也可以是阻力。
(2)滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。
公式:F=μFN(F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
说明:
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定。
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位。
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
5、摩擦力的效果:总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
说明:滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关,只由动摩擦因数和正压力两个因素决定,而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关。
动量守恒
所谓“动量守恒”,意指“动量保持恒定”。考虑到“动量改变”的原因是“合外力的冲”所致,所以“动量守恒条件”的直接表述似乎应该是“合外力的冲量为O”。但在动量守恒定律的实际表述中,其“动量守恒条件”却是“合外力为。”。究其原因,实际上可以从如下两个方面予以解释。
(1)“条件表述”应该针对过程
考虑到“冲量”是“力”对“时间”的累积,而“合外力的冲量为O”的相应条件可以有三种不同的情况与之对应:第一,合外力为O而时间不为O;第二,合外力不为0而时间为。;第三,合外力与时间均为。显然,对应于后两种情况下的相应表述没有任何实际意义,因为在“时间为。”的相应条件下讨论动量守恒,实际上就相当于做出了一个毫无价值的无效判断―“此时的动量等于此时的动量”。这就是说:既然动量守恒定律针对的是系统经历某一过程而在特定条件下动量保持恒定,那么相应的条件就应该针对过程进行表述,就应该回避“合外力的冲量为O”的相应表述中所包含的那两种使“过程”退缩为“状态”的无价值状况。
(2)“条件表述”须精细到状态
考虑到“冲量”是“过程量”,而作为“过程量”的“合外力的冲量”即使为。,也不能保证系统的动量在某一过程中始终保持恒定。因为完全可能出现如下状况,即:在某一过程中的前一阶段,系统的动量发生了变化;而在该过程中的后一阶段,系统的动量又发生了相应于前一阶段变化的逆变化而恰好恢复到初状态下的动量。对应于这样的过程,系统在相应过程中“合外力的冲量”确实为O,但却不能保证系统动量在过程中保持恒定,充其量也只是保证了系统在过程的始末状态下的动量相同而已,这就是说:既然动量守恒定律针对的是系统经历某一过程而在特定条件下动量保持恒定,那么相应的条件就应该在针对过程进行表述的同时精细到过程的每一个状态,就应该回避“合外力的冲量为。”的相应表述只能够控制“过程”而无法约束“状态。
‘弹性正碰”的“定量研究”
“弹性正碰”的“碰撞结果”
质量为跳,和m:的小球分别以vl。和跳。的速度发生弹性正碰,设碰后两球的速度分别为二,和二2,则根据碰撞过程中动量守恒和弹性碰撞过程中系统始末动能相等的相应规律依次可得。
“碰撞结果”的“表述结构”
作为“碰撞结果”,碰后两个小球的速度表达式在结构上具备了如下特征,即:若把任意一个小球的碰后速度表达式中的下标作“1”与“2”之间的代换,则必将得到另一个小球的碰后速度表达式。“碰撞结构”在“表述结构”上所具备的上述特征,其缘由当追溯到“弹性正碰”所遵循的规律表达的结构特征:在碰撞过程动量守恒和碰撞始末动能相等的两个方程中,若针对下标作“1”与“2”之间的代换,则方程不变。
“动量”与“动能”的切入点
“动量”和“动能”都是从动力学角度描述机械运动状态的参量,若在其间作细致的比对和深人的剖析,则区别是显然的:动量决定着物体克服相同阻力还能够运动多久,动能决定着物体克服相同阻力还能够运动多远;动量是以机械运动量化机械运动,动能则是以机械运动与其他运动的关系量化机械运动。
光子说
⑴量子论:1900年德国物理学家普朗克提出:电磁波的发射和吸收是不连续的,而是一份一份的,每一份电磁波的能量。
⑵光子论:1905年爱因斯坦提出:空间传播的光也是不连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成正比。
光的波粒二象性
光既表现出波动性,又表现出粒子性。大量光子表现出的波动性强,少量光子表现出的粒子性强;频率高的光子表现出的粒子性强,频率低的光子表现出的波动性强。
实物粒子也具有波动性,这种波称为德布罗意波,也叫物质波。满足下列关系:
从光子的概念上看,光波是一种概率波。
电子的发现和汤姆生的原子模型:
⑴电子的发现:
17年英国物理学家汤姆生,对阴极射线进行了一系列研究,从而发现了电子。
电子的发现表明:原子存在精细结构,从而打破了原子不可再分的观念。
⑵汤姆生的原子模型:
1903年汤姆生设想原子是一个带电小球,它的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。
氢原子光谱
氢原子是最简单的原子,其光谱也最简单。
1885年,巴耳末对当时已知的,在可见光区的14条谱线作了分析,发现这些谱线的波长可以用一个公式表示:
式中R叫做里德伯常量,这个公式成为巴尔末公式。
除了巴耳末系,后来发现的氢光谱在红外和紫个光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。
氢原子光谱是线状谱,具有分立特征,用经典的电磁理论无法解释。
第一、二节探究自由落体运动/自由落体运动规律
记录自由落体运动轨迹
1.物体仅在中立的作用下,从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动(理想化模型)。在空气中影响物体下落快慢的因素是下落过程中空气阻力的影响,与物体重量无关。
2.伽利略的科学方法:观察→提出假设→运用逻辑得出结论→通过实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广
自由落体运动规律
1.自由落体运动是一种初速度为0的匀变速直线运动,加速度为常量,称为重力加速度(g)。g=9.8m/s?
2.重力加速度g的方向总是竖直向下的。其大小随着纬度的增加而增加,随着高度的增加而减少。
3.vt?=2gs
竖直上抛运动
处理方法:分段法(上升过程a=-g,下降过程为自由落体),整体法(a=-g,注意矢量性)
1.速度公式:vt=v0—gt
位移公式:h=v0t—gt?/2
2.上升到点时间t=v0/g,上升到点所用时间与回落到抛出点所用时间相等
3.上升的高度:s=v0?/2g
第三节匀变速直线运动
匀变速直线运动规律
1.基本公式:s=v0t+at?/2
2.平均速度:vt=v0+at
3.推论:
(1)v=vt/2
(2)S2—S1=S3—S2=S4—S3=……=△S=aT?
(3)初速度为0的n个连续相等的时间内S之比:
S1:S2:S3:……:Sn=1:3:5:……:(2n—1)
(4)初速度为0的n个连续相等的位移内t之比:
t1:t2:t3:……:tn=1:(√2—1):(√3—√2):……:(√n—√n—1)
(5)a=(Sm—Sn)/(m—n)T?(利用上各段位移,减少误差→逐差法)
(6)vt?—v0?=2as
第四节汽车行驶安全
1.停车距离=反应距离(车速×反应时间)+刹车距离(匀减速)
2.安全距离≥停车距离
3.刹车距离的大小取决于车的初速度和路面的粗糙程度
4.追及/相遇问题:抓住两物体速度相等时满足的临界条件,时间及位移关系,临界状态(匀减速至静止)。可用图象法解题。
1.超重现象
定义:物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况叫超重现象。
产生原因:物体具有竖直向上的加速度。
2.失重现象
定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫失重现象。
产生原因:物体具有竖直向下的加速度。
3.完全失重现象
定义:物体对支持物的压力等于零的情况即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用。
产生原因:物体竖直向下的加速度就是重力加速度,即只受重力作用,不会再与支持物或悬挂物发生作用。是否发生完全失重现象与运动方向无关,只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。
【超重和失重就是物体的重量增加和减小吗?】
答:不是。
只有在平衡状态下,才能用弹簧秤测出物体的重力,因为此时弹簧秤对物体的支持力(或拉力)的大小恰等于它的重力。假若系统在竖直方向有加速度,那么弹簧秤的示数就不等于物体的重力了,大于mg时叫“超重”小于mg叫“失重”(等于零时叫“完全失重”)。
注意:物体处于“超重”或“失重”状态,地球作用于物体的重力始终存在,大小也无变化。发生“超重”或“失重”现象与物体的速度V方向无关,只取决于物体加速度的方向。在“完全失重”(a=g)的状态,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,比如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。
另外,“超重”或“失重”状态还可以从牛顿第二定律的性(是指作用于物体上的每一个力各自产生对应的加速度)上来解释。上述状态中物体的重力始终存在,大小也无变化,自然其产生的加速度(通常称为重力加速度g)是不发生变化的,自然重力不变。
前半期工作已经过去了,反思前半期的物理教学工作,值得总结的地方很多,下面就以下三方面谈一谈体会。
一、教学方面
高三教学过程是师生互动的过程,我们紧扣高考特点、学生特点,把握全局,认真筹划每一章节,精心设计每一节课的每个环节,推动教学层层深入。
1、认真分析和研究近两年的考试说明,研究近三年的高考试题。这样做的目的是使我们能够更好地把握高考的特点,使复习能把握大局,突出重点,在主干知识点花更多时间,下更大功夫,避免平均使用力量。
高中物理的核心是“力学与电学”,也是历年来高考的核心内容,其它内容需要考查的如热学、波动(包括振动)、光学、原子物理往往都是一道选择题,这些选择题只要扣住这几部分内容的要点,往往就能得分,所以在教学中对复习内容大胆的简化,突出针对性。
2、特别注意学生能力的培养
(1)、对物理概念规律的教学重在理解能力的培养。教学中通过各种形式的辨析使学生理解概念、规律的确切含义,适用条件,清楚认识其表达形式。
(2)、分析综合能力的培养。
①、提高学生受力分析能力。受力分析,尤其是较复杂过程的受力分析,是大多数学生的薄弱点,而正确的受力分析,准确画出受力分析图是正确解答物理问题的基础,所以每一道题的受力分析都很重视,让学生自动动手,认真画出受力分析图。
②、提高学生分析物理过程的能力。让学生清楚整个过程是由哪几个运动模型组成的`,各个运动模型之间是通过什么手段进行转换的,弄清楚其中起重要作
用的因素及有关条件,清楚每一个过程满足什么规律,能量是否发生转换,机械能是否守恒,动量是否守恒等,弄清楚物体各个位置或重要瞬时的物理状态。
③、加强隐含条件和临界态分析能力的训练。复杂的物理问题,一般有四方面的难点,一是运动过程复杂,二是部分已知条件是以隐含形式给出,三是临界态对应的物理实质是什么,四是物理背景或不熟悉的科学名词产生的干扰。这其中隐含条件的挖掘,临界态的物理实质,学生尤其感到困难,所以平时多加强训练。
(3)、推理能力的培养。学生用概念或规律进行推理能力有待提高。推理不仅在计算题中有,选择题中绝大多数是考查学生对概念规律的理解及用概念和规律进行适当的推理的能力,所以平时注意用概念和规律进行推理能力的训练。
(4)、应用数学处理物理能力的训练,加强获取信息,处理信息能力的培养等。
3、注意物理学特殊方法的训练,如:对称法、可逆思想,整体与隔离,矢量三角形法,图像法,等效法等训练。强调一题多解,一法多用,从中体会不同方法,处理不同问题的优劣。
4、适当重视对理论联系实际题目的分析和训练。
5、一些值得注意的细节。如:
①注意解题格式的训练。很多学生格式混乱,方程不规范,满篇数学符号等,这些问题都要及时纠正,否则造成会做而丢分的现象。
②在备课时精心设计问题,提出的问题要有深度,一环套一环,逐渐深入,使学生的思维即有深度又有广度,充分利用学生对因果关系感兴趣的心理特点,使学生积极思考,提高课堂效率。
③不完全放弃教材,注意回归教材,特别是热、光、原子三部分要强调学生看书。 ④进入第二轮复习,不完全以做各地区模拟题代替复习,适当进行了一些专题复习,注意知识、规律、方法总结,加强横向比较。
⑤重视实验复习。在第二轮复习则进行重点强化训练,强化仪表读数,测量工具的使用,数据处理等,电学的实验注意设计能力的培养,让记住几个典型例子,如半偏法。
⑥舍得花时间让学生在课堂上思考,不满堂灌。
⑧批改卷子方面:注意统计各个题的错误率,有针对性的立即解决。
二、学法方面
对于如何使学生更好、效率更高的学习,在学法上给学生进行了一定的指1、指导学生养成科学的做题习惯。如认真审题,正确画出受力分析图,运动过程图,找出隐含条件,分析临界条件,良好解题格式,一气呵成的做题习惯等。
2、指导学生及时总结,形成知识结构,归纳出概念规律之间的区别和联系。
3、指导学生不仅记住定理、定律的内容和公式,还要让学生记住典型的解题方法,似是而非、似非而是的例子,特别有用的二次结论,甚至三次结论,这样可以提高选择题的解题速度,甚至大题的解题速度。
4、要指导学生跳出题海,更有效地复习。跳出题海最有效的办法之一就是做完一道题后,进行讨论,不断变化物理模型,物理情景,把运动模型重新组合,求解不同角度设置的问题。
5、在班里物色几位物理成绩较好的同学,起到“小老师”作用,从而形成良好的学习氛围。
三、情感教育方面
1、用自己的知识,独特的方法,及个人魅力感染学生,让学生佩服你,甚至使学生倾倒,这样才能做到亲其师信其道,让学生特别爱学。
2、通过情感交流营造一个民主和谐的课堂气氛,充分调动学生的积极性。另外学生很辛苦,有时很疲劳,对学生在课堂上打嗑睡给与理解,不随便批评,采用各种办法调节课堂气氛,缓解学生的疲劳,尽可能让学生感觉轻松愉快。
3、正确对待学生犯的错误,尤其是学生回答问题时,学生说错是正常现象,是宝贵信息,只有知道学生怎样错的,我们才能正确下药方,同时也能为学生树立信心。所以课堂上鼓励学生大胆回答问题,提出问题,和同学及教师辩论问题。总之,高三物理复习工作是一个系统工程,更好地提高高三物理的复习效率还有许多值得研究的地方。
1、功:W=Fscosα(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:Wab=mghab{m:物体的质量,g=9、8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)}
3、电场力做功:Wab=qUab{q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb}
4、电功:W=UIt(普适式){U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}
5、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)}
6、汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平{P:瞬时功率,P平:平均功率}
7、汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车行驶速度(vmax=P额/f)
8、电功率:P=UI(普适式){U:电路电压(V),I:电路电流(A)}
9、焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)}
10、纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11、动能:Ek=mv2/2{Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}
12、重力势能:EP=mgh{EP:重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}
13、电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)}
14、动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):
W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK
{W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
15、机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16、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)WG=-ΔEP
1621年,荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律——折射定律。
1801年,英国物理学家托马斯·杨成功地观察到了光的干涉现象。
1818年,法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射—泊松亮斑。
18年,英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在,指出光是一种电磁波;1887年,赫兹证实了电磁波的存在,光是一种电磁波
1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。
爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式。
公元前468-前376,我国的墨翟及其弟子在《墨经》中记载了光的直线传播、影的形成、光的反射、平面镜和球面镜成像等现象,为世界上最早的光学著作。
1849年法国物理学家斐索首先在地面上测出了光速,以后又有许多科学家采用了更精密的方法测定光速,如美国物理学家迈克尔逊的旋转棱镜法。(注意其测量方法)
关于光的本质:17世纪明确地形成了两种学说:一种是牛顿主张的微粒说,认为光是光源发出的一种物质微粒;另一种是荷兰物理学家惠更斯提出的波动说,认为光是在空间传播的某种波。这两种学说都不能解释当时观察到的全部光现象。
物理学晴朗天空上的两朵乌云:①迈克逊-莫雷实验——相对论(高速运动世界),②热辐射实验——量子论(微观世界);
19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现:X射线的发现,电子的发现,放射性的发现。
1905年,爱因斯坦提出了狭义相对论,有两条基本原理:①相对性原理——不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的;②光速不变原理——不同的惯性参考系中,光在真空中的速度一定是c不变。
1900年,德国物理学家普朗克解释物体热辐射规律提出能量子假说:物质发射或吸收能量时,能量不是连续的,而是一份一份的,每一份就是一个最小的能量单位,即能量子;
激光——被誉为20世纪的“世纪之光”;
1900年,德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出:电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的,把物理学带进了量子世界;受其启发1905年爱因斯坦提出光子说,成功地解释了光电效应规律,因此获得诺贝尔物理奖。
1922年,美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时——康普顿效应,证实了光的粒子性。(说明动量守恒定律和能量守恒定律同时适用于微观粒子)
1913年,丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说,成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱,为量子力学的发展奠定了基础。
1924年,法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性;
1927年美、英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。电子显微镜与光学显微镜相比,衍射现象影响小很多,大大地提高分辨能力,质子显微镜的分辨本能更高。
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