高考物理必考點(diǎn)
高考物理必考點(diǎn)
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高考物理必考點(diǎn):動量
1.動量和沖量
(1)動量:運(yùn)動物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動量,即p=mv。是矢量,方向與v的方向相同。兩個動量相同必須是大小相等,方向一致。
(2)沖量:力和力的作用時間的乘積叫做該力的沖量,即I=Ft。沖量也是矢量,它的方向由力的方向決定。
2.動量定理:物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化。表達(dá)式:Ft=p′-p或Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式,運(yùn)用它分析問題時要特別注意沖量、動量及動量變化量的方向。
(2)公式中的F是研究對象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力。
(3)動量定理的研究對象可以是單個物體,也可以是物體系統(tǒng)。對物體系統(tǒng),只需分析系統(tǒng)受的外力,不必考慮系統(tǒng)內(nèi)力。系統(tǒng)內(nèi)力的作用不改變整個系統(tǒng)的總動量。
(4)動量定理不僅適用于恒定的力,也適用于隨時間變化的力。對于變力,動量定理中的力F應(yīng)當(dāng)理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值。
3.動量守恒定律:一個系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個系統(tǒng)的總動量保持不變。
表達(dá)式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
(1)動量守恒定律成立的條件
?、傧到y(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零。
?、谙到y(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多,如碰撞問題中的摩擦力,爆炸過程中的重力等外力比起相互作用的內(nèi)力來小得多,可以忽略不計(jì)。
③系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動量的分量保持不變。
(2)動量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬時性;③相對性;④普適性。
4.動能定理:外力對物體所做的總功等于物體動能的變化。
表達(dá)式:
(1)動能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動的情況下得出的。但它也適用于變力及物體作曲線運(yùn)動的情況。(2)功和動能都是標(biāo)量,不能利用矢量法則分解,故動能定理無分量式。
(3)應(yīng)用動能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響。所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時間的動力學(xué)問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動定律和機(jī)械能守恒定律簡捷。
(4)當(dāng)物體的運(yùn)動是由幾個物理過程所組成,又不需要研究過程的中間狀態(tài)時,可以把這幾個物理過程看作一個整體進(jìn)行研究,從而避開每個運(yùn)動過程的具體細(xì)節(jié),具有過程簡明、方法巧妙、運(yùn)算量小等優(yōu)點(diǎn)。
5.重力勢能
(1)定義:地球上的物體具有跟它的高度有關(guān)的能量,叫做重力勢能,。
?、僦亓菽苁堑厍蚝臀矬w組成的系統(tǒng)共有的,而不是物體單獨(dú)具有的。②重力勢能的大小和零勢能面的選取有關(guān)。③重力勢能是標(biāo)量,但有”+”、”-”之分。
(2)重力做功的特點(diǎn):重力做功只決定于初、末位置間的高度差,與物體的運(yùn)動路徑無關(guān)。WG=mgh。
(3)做功跟重力勢能改變的關(guān)系:重力做功等于重力勢能增量的負(fù)值。即。
6.彈性勢能:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量。
7.機(jī)械能守恒定律
(1)動能和勢能(重力勢能、彈性勢能)統(tǒng)稱為機(jī)械能,E=Ek+Ep。
(2)機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容:在只有重力(和彈簧彈力)做功的情形下,物體動能和重力勢能(及彈性勢能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變。
(3)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式
(4)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的三種表示方式:
?、傧到y(tǒng)初態(tài)的總機(jī)械能E1等于末態(tài)的總機(jī)械能E2,即E1=E2
?、谙到y(tǒng)減少的總重力勢能ΔEP減等于系統(tǒng)增加的總動能ΔEK增,即ΔEP減=ΔEK增
?、廴粝到y(tǒng)只有A、B兩物體,則A物體減少的機(jī)械能等于B物體增加的機(jī)械能,即ΔEA減=ΔEB增
[注意]解題時究竟選取哪一種表達(dá)形式,應(yīng)根據(jù)題意靈活選取;需注意的是:選用①式時,必須規(guī)定零勢能參考面,而選用②式和③式時,可以不規(guī)定零勢能參考面,但必須分清能量的減少量和增加量。
(5)判斷機(jī)械能是否守恒的方法
?、儆米龉砼袛啵悍治鑫矬w或物體受力情況(包括內(nèi)力和外力),明確各力做功的情況,若對物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功,沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零,則機(jī)械能守恒。
?、谟媚芰哭D(zhuǎn)化來判定:若物體系中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化,則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒。
?、蹖σ恍├K子突然繃緊,物體間非彈性碰撞等問題,除非題目特別說明,機(jī)械能必定不守恒,完全非彈性碰撞過程機(jī)械能也不守恒。
8.功能關(guān)系
(1)當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時,物體的機(jī)械能守恒。
(2)重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:WG=Ep1-Ep2。
(3)合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W合=Ek2-Ek1(動能定理)
(4)除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:WF=E2-E1
高考物理必考點(diǎn):機(jī)械振動和機(jī)械波
1.簡諧運(yùn)動
(1)定義:物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比,并且總是指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動,叫做簡諧運(yùn)動。
(2)簡諧運(yùn)動的特征:回復(fù)力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向與位移方向相反,總指向平衡位置。
簡諧運(yùn)動是一種變加速運(yùn)動,在平衡位置時,速度最大,加速度為零;在最大位移處,速度為零,加速度最大。
(3)描述簡諧運(yùn)動的物理量
①位移x:由平衡位置指向振動質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段,是矢量,其最大值等于振幅。
?、谡穹鵄:振動物體離開平衡位置的最大距離,是標(biāo)量,表示振動的強(qiáng)弱。
?、壑芷赥和頻率f:表示振動快慢的物理量,二者互為倒數(shù)關(guān)系,即T=1/f。
(4)簡諧運(yùn)動的圖像
?、僖饬x:表示振動物體位移隨時間變化的規(guī)律,注意振動圖像不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動軌跡。
?、谔攸c(diǎn):簡諧運(yùn)動的圖像是正弦(或余弦)曲線。
?、蹜?yīng)用:可直觀地讀取振幅A、周期T以及各時刻的位移x,判定回復(fù)力、加速度方向,判定某段時間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況。
2.彈簧振子:周期和頻率只取決于彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量,與其放置的環(huán)境和放置的方式無任何關(guān)系。如某一彈簧振子做簡諧運(yùn)動時的周期為T,不管把它放在地球上、月球上還是衛(wèi)星中;是水平放置、傾斜放置還是豎直放置;振幅是大還是小,它的周期就都是T。
3.單擺:擺線的質(zhì)量不計(jì)且不可伸長,擺球的直徑比擺線的長度小得多,擺球可視為質(zhì)點(diǎn)。單擺是一種理想化模型。
(1)單擺的振動可看作簡諧運(yùn)動的條件是:最大擺角α<5°。
(2)單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向并且指向平衡位置的分力。
①在振幅很小的條件下,單擺的振動周期跟振幅無關(guān)。
?、趩螖[的振動周期跟擺球的質(zhì)量無關(guān),只與擺長L和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭有關(guān)。
?、蹟[長L是指懸點(diǎn)到擺球重心間的距離,在某些變形單擺中,擺長L應(yīng)理解為等效擺長,重力加速度應(yīng)理解為等效重力加速度(一般情況下,等效重力加速度g‘等于擺球靜止在平衡位置時擺線的張力與擺球質(zhì)量的比值)。
4.受迫振動
(1)受迫振動:振動系統(tǒng)在周期性驅(qū)動力作用下的振動叫受迫振動。
(2)受迫振動的特點(diǎn):受迫振動穩(wěn)定時,系統(tǒng)振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率,跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān)。
(3)共振:當(dāng)驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率時,振動物體的振幅最大,這種現(xiàn)象叫做共振。
共振的條件:驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率。
5.機(jī)械波:機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波。
(1)機(jī)械波產(chǎn)生的條件:①波源;②介質(zhì)
(2)機(jī)械波的分類
?、贆M波:質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波。橫波有凸部(波峰)和凹部(波谷)。
?、诳v波:質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波??v波有密部和疏部。
[注意]氣體、液體、固體都能傳播縱波,但氣體、液體不能傳播橫波。
(3)機(jī)械波的特點(diǎn)
①機(jī)械波傳播的是振動形式和能量。質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動,并不隨波遷移。
②介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同。③離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依次振動。