高一物理必修1
A. 人教版高一物理必修一課本電子版
人教版高中物理 必修一 是高中一年級第一學期要學完的課程,第二學期學完必修二。
B. 高一物理知識點梳理(必修1)
第一章運動的描述
第一節認識運動
機械運動:物體在空間中所處位置發生變化,這樣的運動叫做機械運動。
運動的特性:普遍性,永恆性,多樣性
參考系
1.任何運動都是相對於某個參照物而言的,這個參照物稱為參考系。
2.參考系的選取是自由的。
1)比較兩個物體的運動必須選用同一參考系。
2)參照物不一定靜止,但被認為是靜止的。
質點
1.在研究物體運動的過程中,如果物體的大小和形狀在所研究問題中可以忽略是,把物體簡化為一個點,認為物體的質量都集中在這個點上,這個點稱為質點。
2.質點條件:
1)物體中各點的運動情況完全相同(物體做平動)
2)物體的大小(線度)<<它通過的距離
3.質點具有相對性,而不具有絕對性。
4.理想化模型:根據所研究問題的性質和需要,抓住問題中的主要因素,忽略其次要因素,建立一種理想化的模型,使復雜的問題得到簡化。(為便於研究而建立的一種高度抽象的理想客體)
第二節時間位移
時間與時刻
1.鍾表指示的一個讀數對應著某一個瞬間,就是時刻,時刻在時間軸上對應某一點。兩個時刻之間的間隔稱為時間,時間在時間軸上對應一段。
△t=t2 t1
2.時間和時刻的單位都是秒,符號為s,常見單位還有min,h。
3.通常以問題中的初始時刻為零點。
路程和位移
1.路程表示物體運動軌跡的長度,但不能完全確定物體位置的變化,是標量。
2.從物體運動的起點指向運動的重點的有向線段稱為位移,是矢量。
3.物理學中,只有大小的物理量稱為標量;既有大小又有方向的物理量稱為矢量。
4.只有在質點做單向直線運動是,位移的大小等於路程。兩者運演算法則不同。
第三節記錄物體的運動信息
打點記時器:通過在紙帶上打出一系列的點來記錄物體運動信息的儀器。(電火花打點記時器 火花打點,電磁打點記時器 電磁打點);一般打出兩個相鄰的點的時間間隔是0.02s。
第四節物體運動的速度
物體通過的路程與所用的時間之比叫做速度。
平均速度(與位移、時間間隔相對應)
物體運動的平均速度v是物體的位移s與發生這段位移所用時間t的比值。其方向與物體的位移方向相同。單位是m/s。
v=s/t
瞬時速度(與位置時刻相對應)
瞬時速度是物體在某時刻前後無窮短時間內的平均速度。其方向是物體在運動軌跡上過該點的切線方向。瞬時速率(簡稱速率)即瞬時速度的大小。
速率≥速度
第五節速度變化的快慢加速度
1.物體的加速度等於物體速度變化(vt v0)與完成這一變化所用時間的比值
a=(vt v0)/t
2.a不由△v、t決定,而是由F、m決定。
3.變化量=末態量值 初態量值……表示變化的大小或多少
4.變化率=變化量/時間……表示變化快慢
5.如果物體沿直線運動且其速度均勻變化,該物體的運動就是勻變速直線運動(加速度不隨時間改變)。
6.速度是狀態量,加速度是性質量,速度改變數(速度改變大小程度)是過程量。
第六節用圖象描述直線運動
勻變速直線運動的位移圖象
1.s-t圖象是描述做勻變速直線運動的物體的位移隨時間的變化關系的曲線。(不反映物體運動的軌跡)
2.物理中,斜率k≠tanα(2坐標軸單位、物理意義不同)
3.圖象中兩圖線的交點表示兩物體在這一時刻相遇。
勻變速直線運動的速度圖象
1.v-t圖象是描述勻變速直線運動的物體歲時間變化關系的圖線。(不反映物體運動軌跡)
2.圖象與時間軸的面積表示物體運動的位移,在t軸上方位移為正,下方為負,整個過程中位移為各段位移之和,即各面積的代數和。
第二章探究勻變速直線運動規律
第一、二節探究自由落體運動/自由落體運動規律
記錄自由落體運動軌跡
1.物體僅在中立的作用下,從靜止開始下落的運動,叫做自由落體運動(理想化模型)。在空氣中影響物體下落快慢的因素是下落過程中空氣阻力的影響,與物體重量無關。
2.伽利略的科學方法:觀察→提出假設→運用邏輯得出結論→通過實驗對推論進行檢驗→對假說進行修正和推廣
自由落體運動規律
自由落體運動是一種初速度為0的勻變速直線運動,加速度為常量,稱為重力加速度(g)。g=9.8m/s2
重力加速度g的方向總是豎直向下的。其大小隨著緯度的增加而增加,隨著高度的增加而減少。
vt2=2gs
豎直上拋運動
1.處理方法:分段法(上升過程a=-g,下降過程為自由落體),整體法(a=-g,注意矢量性)
1.速度公式:vt=v0 gt位移公式:h=v0t gt2/2
2.上升到最高點時間t=v0/g,上升到最高點所用時間與回落到拋出點所用時間相等
3.上升的最大高度:s=v02/2g
第三節勻變速直線運動
勻變速直線運動規律
1.基本公式:s=v0t+at2/2
2.平均速度:vt=v0+at
3.推論:1)v=vt/2
2)S2 S1=S3 S2=S4 S3=……=△S=aT2
3)初速度為0的n個連續相等的時間內S之比:
S1:S2:S3:……:Sn=1:3:5:……:(2n 1)
4)初速度為0的n個連續相等的位移內t之比:
t1:t2:t3:……:tn=1:(√2 1):(√3 √2):……:(√n √n 1)
5)a=(Sm Sn)/(m n)T2(利用上各段位移,減少誤差→逐差法)
6)vt2 v02=2as
第四節汽車行駛安全
1.停車距離=反應距離(車速 反應時間)+剎車距離(勻減速)
2.安全距離≥停車距離
3.剎車距離的大小取決於車的初速度和路面的粗糙程度
4.追及/相遇問題:抓住兩物體速度相等時滿足的臨界條件,時間及位移關系,臨界狀態(勻減速至靜止)。可用圖象法解題。
第三章研究物體間的相互作用
第一節探究形變與彈力的關系
認識形變
1.物體形狀回體積發生變化簡稱形變。
2.分類:按形式分:壓縮形變、拉伸形變、彎曲形變、扭曲形變。
按效果分:彈性形變、塑性形變
3.彈力有無的判斷:1)定義法(產生條件)
2)搬移法:假設其中某一個彈力不存在,然後分析其狀態是否有變化。
3)假設法:假設其中某一個彈力存在,然後分析其狀態是否有變化。
彈性與彈性限度
1.物體具有恢復原狀的性質稱為彈性。
2.撤去外力後,物體能完全恢復原狀的形變,稱為彈性形變。
3.如果外力過大,撤去外力後,物體的形狀不能完全恢復,這種現象為超過了物體的彈性限度,發生了塑性形變。
探究彈力
1.產生形變的物體由於要恢復原狀,會對與它接觸的物體產生力的作用,這種力稱為彈力。
2.彈力方向垂直於兩物體的接觸面,與引起形變的外力方向相反,與恢復方向相同。
繩子彈力沿繩的收縮方向;鉸鏈彈力沿桿方向;硬桿彈力可不沿桿方向。
彈力的作用線總是通過兩物體的接觸點並沿其接觸點公共切面的垂直方向。
3.在彈性限度內,彈簧彈力F的大小與彈簧的伸長或縮短量x成正比,即胡克定律。
F=kx
4.上式的k稱為彈簧的勁度系數(倔強系數),反映了彈簧發生形變的難易程度。
5.彈簧的串、並聯:串聯:1/k=1/k1+1/k2並聯:k=k1+k2
第二節研究摩擦力
滑動摩擦力
1.兩個相互接觸的物體有相對滑動時,物體之間存在的摩擦叫做滑動摩擦。
2.在滑動摩擦中,物體間產生的阻礙物體相對滑動的作用力,叫做滑動摩擦力。
3.滑動摩擦力f的大小跟正壓力N(≠G)成正比。即:f=μN
4.μ稱為動摩擦因數,與相接觸的物體材料和接觸面的粗糙程度有關。0<μ<1。
5.滑動摩擦力的方向總是與物體相對滑動的方向相反,與其接觸面相切。
6.條件:直接接觸、相互擠壓(彈力),相對運動/趨勢。
7.摩擦力的大小與接觸面積無關,與相對運動速度無關。
8.摩擦力可以是阻力,也可以是動力。
9.計算:公式法/二力平衡法。
研究靜摩擦力
1.當物體具有相對滑動趨勢時,物體間產生的摩擦叫做靜摩擦,這時產生的摩擦力叫靜摩擦力。
2.物體所受到的靜摩擦力有一個最大限度,這個最大值叫最大靜摩擦力。
3.靜摩擦力的方向總與接觸面相切,與物體相對運動趨勢的方向相反。
4.靜摩擦力的大小由物體的運動狀態以及外部受力情況決定,與正壓力無關,平衡時總與切面外力平衡。0≤F=f0≤fm
5.最大靜摩擦力的大小與正壓力接觸面的粗糙程度有關。fm=μ0 N(μ≤μ0)
6.靜摩擦有無的判斷:概念法(相對運動趨勢);二力平衡法;牛頓運動定律法;假設法(假設沒有靜摩擦)。
第三節力的等效和替代
力的圖示
1.力的圖示是用一根帶箭頭的線段(定量)表示力的三要素的方法。
2.圖示畫法:選定標度(同一物體上標度應當統一),沿力的方向從力的作用點開始按比例畫一線段,在線段末端標上箭頭。
3.力的示意圖:突出方向,不定量。
力的等效/替代
1.如果一個力的作用效果與另外幾個力的共同效果作用相同,那麼這個力與另外幾個力可以相互替代,這個力稱為另外幾個力的合力,另外幾個力稱為這個力的分力。
2.根據具體情況進行力的替代,稱為力的合成與分解。求幾個力的合力叫力的合成,求一個力的分力叫力的分解。合力和分力具有等效替代的關系。
3.實驗:平行四邊形定則:P58
第四節力的合成與分解
力的平行四邊形定則
1.力的平行四邊形定則:如果用表示兩個共點力的線段為鄰邊作一個平行四邊形,則這兩個鄰邊的對角線表示合力的大小和方向。
2.一切矢量的運算都遵循平行四邊形定則。
合力的計算
1.方法:公式法,圖解法(平行四邊形/多邊形/△)
2.三角形定則:將兩個分力首尾相接連接始末端的有向線段即表示它們的合力。
3.設F為F1、F2的合力,θ為F1、F2的夾角,則:
F=√F12+F22+2F1F2cosθtanθ=F2sinθ/(F1+F2cosθ)
當兩分力垂直時,F=F12+F22,當兩分力大小相等時,F=2F1cos(θ/2)
4.1)|F1 F2|≤F≤|F1+F2|
2)隨F1、F2夾角的增大,合力F逐漸減小。
3)當兩個分力同向時θ=0,合力最大:F=F1+F2
4)當兩個分力反向時θ=180 ,合力最小:F=|F1 F2|
5)當兩個分力垂直時θ=90 ,F2=F12+F22
分力的計算
1.分解原則:力的實際效果/解題方便(正交分解)
2.受力分析順序:G→N→F→電磁力
第五節共點力的平衡條件
共點力
如果幾個力作用在物體的同一點,或者它們的作用線相交於同一點(該點不一定在物體上),這幾個力叫做共點力。
尋找共點力的平衡條件
1.物體保持靜止或者保持勻速直線運動的狀態叫平衡狀態。
2.物體如果受到共點力的作用且處於平衡狀態,就叫做共點力的平衡。
3.二力平衡是指物體在兩個共點力的作用下處於平衡狀態,其平衡條件是這兩個離的大小相等、方向相反。多力亦是如此。
4.正交分解法:把一個矢量分解在兩個相互垂直的坐標軸上,利於處理多個不在同一直線上的矢量(力)作用分解。
第六節作用力與反作用力
探究作用力與反作用力的關系
1.一個物體對另一個物體有作用力時,同時也受到另一物體對它的作用力,這種相互作用力稱為作用力和反作用力。
2.力的性質:物質性(必有施/手力物體),相互性(力的作用是相互的)
3.平衡力與相互作用力:
同:等大,反向,共線
異:相互作用力具有同時性(產生、變化、小時),異體性(作用效果不同,不可抵消),二力同性質。平衡力不具備同時性,可相互抵消,二力性質可不同。
牛頓第三定律
1.牛頓第三定律:兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等、方向相反。
2.牛頓第三定律適用於任何兩個相互作用的物體,與物體的質量、運動狀態無關。二力的產生和消失同時,無先後之分。二力分別作用在兩個物體上,各自分別產生作用效果。
第四章力與運動
第一節伽利略理想實驗與牛頓第一定律
伽利略的理想實驗(見P76、77,以及單擺實驗)
牛頓第一定律
1.牛頓第一定律(慣性定律):一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止。 物體的運動並不需要力來維持。
2.物體保持原來的勻速直線運動狀態或靜止狀態的性質叫慣性。
3.慣性是物體的固有屬性,與物體受力、運動狀態無關,質量是物體慣性大小的唯一量度。
4.物體不受力時,慣性表現為物體保持勻速直線運動或靜止狀態;受外力時,慣性表現為運動狀態改變的難易程度不同。
第二、三節影響加速度的因素/探究物體運動與受力的關系
加速度與物體所受合力、物體質量的關系(實驗設計見B書P93)
第四節牛頓第二定律
牛頓第二定律
1.牛頓第二定律:物體的加速度跟所受合外力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
2.a=k F/m(k=1)→F=ma
3.k的數值等於使單位質量的物體產生單位加速度時力的大小。國際單位制中k=1。
4.當物體從某種特徵到另一種特徵時,發生質的飛躍的轉折狀態叫做臨界狀態。
5.極限分析法(預測和處理臨界問題):通過恰當地選取某個變化的物理量將其推向極端,從而把臨界現象暴露出來。
6.牛頓第二定律特性:1)矢量性:加速度與合外力任意時刻方向相同
2)瞬時性:加速度與合外力同時產生/變化/消失,力是產生加速度的原因。
3)相對性:a是相對於慣性系的,牛頓第二定律只在慣性系中成立。
4)獨立性:力的獨立作用原理:不同方向的合力產生不同方向的加速度,彼此不受對方影響。
5)同體性:研究對象的統一性。
第五節牛頓第二定律的應用
解題思路:物體的受力情況?牛頓第二定律?a?運動學公式?物體的運動情況
第六節超重與失重
超重和失重
1.物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)大於物體所受重力的情況稱為超重現象(視重>物重),物體對支持物的壓力(或對懸掛物的拉力)小於物體所受重力的情況稱為失重現象(物重)。
C. 高中物理必修一所有公式
1、平均速度V平=S/t(定義式)
2、有用推論Vt^2–Vo^2=2as
3、中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2
4、末速度Vt=Vo+at
5、中間位置速度Vs/2=[(Vo^2+Vt^2)/2]1/2
6、位移S=V平t=Vot+at^2/2=Vt/2t
7、加速度a=(Vt-Vo)/t以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0
8、實驗用推論ΔS=aT^2ΔS為相鄰連續相等時間(T)內位移之差
9、主要物理量及單位:
初速(Vo):m/s
加速度(a):m/s^2末速度(Vt):m/s
時間(t):秒(s)位移(S):米(m)路程:米速度單位換算:1m/s=3.6Km/h
10、豎直上拋
位移S=Vot-gt^2/2
末速度Vt=Vo-gt(g=9.8≈10m/s2)
用推論Vt^2–Vo^2=-2gS
上升最大高度Hm=Vo^2/2g(拋出點算起)
往返時間t=2Vo/g(從拋出落回原位置的時間)
(3)高一物理必修1擴展閱讀
高中物理特點:
1.知識深度,理解加深
高中物理,要加深對重要物理知識的理解,有些將由定性討論進入定量計算,如力和運動的關系、動能概念、電磁感應、核能等。
2.知識廣度,范圍擴大
高中物理,要擴大物理知識的范圍,學習很多初中未學過的新內容,如力的合成與分解、牛頓萬有引力定律、動量定理、動量守恆定律、光的本性等。
3.知識應用,能力提高
高中不僅要學習物理知識,更重要的是提高學習物理知識和應用物理知識的能力,高中階段主要是自學能力和物理解題能力,並學會一些常用的物理研究的方法。
總之,高中物理與初中物理相比,是螺旋式上升的。
D. 高一物理必修一公式總結
高一物理公式總結
一、質點的運動
(1)直線運動
1)勻變速直線運動
1.平均速度V平=S/t (定義式)
2.有用推論Vt^2 –Vo^2=2as
3.中間時刻速度 Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2
4.末速度Vt=Vo+at
5.中間位置速度Vs/2=[(Vo^2 +Vt^2)/2]1/2
6.位移S= V平t=Vot + at^2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t 以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0
8.實驗用推論ΔS=aT^2 ΔS為相鄰連續相等時間(T)內位移之差
9.主要物理量及單位:
初速(Vo):m/s 加速度(a):m/s^2 末速度(Vt):m/s 時間(t):秒(s) 位移(S):米(m) 路程:米 速度單位換算:1m/s=3.6Km/h
註:(1)平均速度是矢量。
(2)物體速度大,加速度不一定大。
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式。
(4)其它相關內容:質點/位移和路程/s--t圖/v--t圖/速度與速率/
2) 自由落體
1.初速度Vo=0
2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt^2/2(從Vo位置向下計算)
4.推論Vt^2=2gh
注:(1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,遵循勻變速度直線運動規律。
(2)a=g=9.8 m/s^2≈10m/s^2 重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下。
3) 豎直上拋
1.位移S=Vot- gt^2/2 2.末速度Vt= Vo- gt (g=9.8≈10m/s2 )
3.有用推論Vt^2 –Vo^2=-2gS
4.上升最大高度Hm=Vo^2/2g (拋出點算起)
5.往返時間t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時間)
注:(1)全過程處理:是勻減速直線運動,以向上為正方向,加速度取負值。
(2)分段處理:向上為勻減速運動,向下為自由落體運動,具有對稱性。
(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。
二、質點的運動
(2)曲線運動 萬有引力
1)平拋運動
1.水平方向速度Vx= Vo
2.豎直方向速度Vy=gt
3.水平方向位移Sx= Vot
4.豎直方向位移(Sy)=gt^2/2
5.運動時間t=(2Sy/g)1/2 (通常又表示為(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx^2+Vy^2)1/2=[Vo^2+(gt)^2]1/2 合速度方向與水平夾角β: tgβ=Vy/Vx=gt/Vo
7.合位移S=(Sx^2+ Sy^2)1/2 ,
位移方向與水平夾角α: tgα=Sy/Sx=gt/2Vo
註:
(1)平拋運動是勻變速曲線運動,加速度為g,通常可看作是水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合成。
(2)運動時間由下落高度h(Sy)決定與水平拋出速度無關。
(3)θ與β的關系為tgβ=2tgα 。
(4)在平拋運動中時間t是解題關鍵。
(5)曲線運動的物體必有加速度,當速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時物體做曲線運動。
2)勻速圓周運動
1.線速度V=s/t=2πR/T
2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V^2/R=ω^2R=(2π/T)^2R
4.向心力F心=Mv^2/R=mω^2*R=m(2π/T)^2*R
5.周期與頻率T=1/f
6.角速度與線速度的關系V=ωR
7.角速度與轉速的關系ω=2πn (此處頻率與轉速意義相同)
8.主要物理量及單位:
弧長(S):米(m) 角度(Φ):弧度(rad) 頻率(f):赫(Hz) 周期(T):秒(s) 轉速(n):r/s 半徑(R):米(m) 線速度(V):m/s 角速度(ω):rad/s 向心加速度:m/s2 註:(1)向心力可以由具體某個力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直。
(2)做勻速度圓周運動的物體,其向心力等於合力,並且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,但動量不斷改變。
3)萬有引力
1.開普勒第三定律T2/R3=K(=4π^2/GM) R:軌道半徑 T :周期 K:常量(與行星質量無關)
2.萬有引力定律F=Gm1m2/r^2 G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2方向在它們的連線上
3.天體上的重力和重力加速度GMm/R^2=mg g=GM/R^2 R:天體半徑(m)
4.衛星繞行速度、角速度、周期 V=(GM/R)1/2 ω=(GM/R^3)1/2 T=2π(R^3/GM)1/2
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=7.9Km/s V2=11.2Km/s V3=16.7Km/s 6.地球同步衛星GMm/(R+h)^2=m*4π^2(R+h)/T^2 h≈3.6 km h:距地球表面的高度
注:(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F心=F萬。
(2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等。
(3)地球同步衛星只能運行於赤道上空,運行周期和地球自轉周期相同。
(4)衛星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小。
(5)地球衛星的最大環繞速度和最小發射速度均為7.9Km/S。
機械能 1.功
(1)做功的兩個條件: 作用在物體上的力. 物體在里的方向上通過的距離.
(2)功的大小: W=Fscosa 功是標量 功的單位:焦耳(J) 1J=1N*m
當 0<= a <派/2 w>0 F做正功 F是動力
當 a=派/2 w=0 (cos派/2=0) F不作功
當 派/2<= a <派 W<0 F做負功 F是阻力
(3)總功的求法: W總=W1+W2+W3„„Wn W總=F合Scosa
2.功率 (1) 定義:功跟完成這些功所用時間的比值. P=W/t 功率是標量 功率單位:瓦特(w) 此公式求的是平均功率 1w=1J/s 1000w=1kw
(2) 功率的另一個表達式: P=Fvcosa 當F與v方向相同時, P=Fv. (此時cos0度=1) 此公式即可求平均功率,也可求瞬時功率
1)平均功率: 當v為平均速度時
2)瞬時功率: 當v為t時刻的瞬時速度
(3) 額定功率: 指機器正常工作時最大輸出功率 實際功率: 指機器在實際工作中的輸出功率 正常工作時: 實際功率≤額定功率
(4) 機車運動問題(前提:阻力f恆定) P=Fv F=ma+f (由牛頓第二定律得) 汽車啟動有兩種模式 1) 汽車以恆定功率啟動 (a在減小,一直到0) P恆定 v在增加 F在減小 尤F=ma+f 當F減小=f時 v此時有最大值
2) 汽車以恆定加速度前進(a開始恆定,在逐漸減小到0) a恆定 F不變(F=ma+f) V在增加 P實逐漸增加最大 此時的P為額定功率 即P一定 P恆定 v在增加 F在減小 尤F=ma+f 當F減小=f時 v此時有最大值
3.功和能
(1) 功和能的關系: 做功的過程就是能量轉化的過程 功是能量轉化的量度
(2) 功和能的區別: 能是物體運動狀態決定的物理量,即過程量 功是物體狀態變化過程有關的物理量,即狀態量 這是功和能的根本區別.
4.動能.動能定理
(1) 動能定義:物體由於運動而具有的能量. 用Ek表示 表達式 Ek=1/2mv^2 能是標量 也是過程量 單位:焦耳(J) 1kg*m^2/s^2 = 1J
(2) 動能定理內容:合外力做的功等於物體動能的變化 表達式 W合=ΔEk=1/2mv^2-1/2mv0^2 適用范圍:恆力做功,變力做功,分段做功,全程做功
5.重力勢能
(1) 定義:物體由於被舉高而具有的能量. 用Ep表示 表達式 Ep=mgh 是標量 單位:焦耳(J)
(2) 重力做功和重力勢能的關系 W重=-ΔEp 重力勢能的變化由重力做功來量度
(3) 重力做功的特點:只和初末位置有關,跟物體運動路徑無關 重力勢能是相對性的,和參考平面有關,一般以地面為參考平面 重力勢能的變化是絕對的,和參考平面無關
(4) 彈性勢能:物體由於形變而具有的能量 彈性勢能存在於發生彈性形變的物體中,跟形變的大小有關 彈性勢能的變化由彈力做功來量度
6.機械能守恆定律
(1) 機械能:動能,重力勢能,彈性勢能的總稱 總機械能:E=Ek+Ep 是標量 也具有相對性 機械能的變化,等於非重力做功 (比如阻力做的功) ΔE=W非重 機械能之間可以相互轉化
(2) 機械能守恆定律: 只有重力做功的情況下,物體的動能和重力勢能 發生相互轉化,但機械能保持不變 表達式: Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 成立條件:只有重力做功
1.平均速度V平=s/t(定義式)
2.有用推論Vt2-Vo2=2as
3.中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2
4.末速度Vt=Vo+at
5.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2
6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0}
8.實驗用推論Δs=aT2 {Δs為連續相鄰相等時間(T)內位移之差}
9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。
註: (1)平均速度是矢量;
(2)物體速度大,加速度不一定大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式; (4)其它相關內容:質點、位移和路程、參考系、時間與時刻〔見第一冊P19〕/s--t圖、v--t圖/速度與速率、瞬時速度〔見第一冊P24〕。
E. 高一物理必修1公式
一、質點的運動(1)------直線運動
1)勻變速直線運動
1.平均速度V平=/t(定義式) 2.有用推論Vt2-Vo2=2as
3.中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at
5.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0}
8.實驗用推論Δs=aT2 {Δs為連續相鄰相等時間(T)內位移之差}
9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。
註:(1)平均速度是矢量; (2)物體速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式;
(4)其它相關內容:質點.位移和路程.參考系.時間與時刻(見第一冊P19)/s--t圖.v--t圖/速度與速率.瞬時速度〔見第一冊P24〕。
2)自由落體運動
1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計算) 4.推論Vt2=2gh
注:(1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,遵循勻變速直線運動規律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
(3)豎直上拋運動
1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點算起)
5.往返時間t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時間)
注:(1)全過程處理:是勻減速直線運動,以向上為正方向,加速度取負值;
(2)分段處理:向上為勻減速直線運動,向下為自由落體運動,具有對稱性;
(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。
二、質點的運動(2)----曲線運動、萬有引力
1)平拋運動
1.水平方向速度:Vx=Vo 2.豎直方向速度:Vy=gt
3.水平方向位移:x=Vot 4.豎直方向位移:y=gt2/2
5.運動時間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7.合位移:s=(x2+y2)1/2,
位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8.水平方向加速度:ax=0;豎直方向加速度:ay=g
註:(1)平拋運動是勻變速曲線運動,加速度為g,通常可看作是水平方向的勻速直線運與豎直方向的自由落體運動的合成;
(2)運動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關;
(3)θ與β的關系為tgβ=2tgα;
(4)在平拋運動中時間t是解題關鍵;(5)做曲線運動的物體必有加速度,當速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。
2)勻速圓周運動
1.線速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期與頻率:T=1/f 6.角速度與線速度的關系:V=ωr
7.角速度與轉速的關系ω=2πn(此處頻率與轉速意義相同)
8.主要物理量及單位:弧長(s):(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f);赫(Hz);周期(T):秒(s);轉速(n);r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
註:(1)向心力可以由某個具體力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直,指向圓心;
(2)做勻速圓周運動的物體,其向心力等於合力,並且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,向心力不做功,但動量不斷改變.
3)萬有引力
1.開普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質量無關,取決於中心天體的質量)}
2.萬有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上)
3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m),M:天體質量(kg)}
4.衛星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質量}
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
6.地球同步衛星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑}
注:(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;
(2)應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等;
(3)地球同步衛星只能運行於赤道上空,運行周期和地球自轉周期相同;
(4)衛星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三反);
(5)地球衛星的最大環繞速度和最小發射速度均為7.9km/s。
三、力(常見的力、力的合成與分解)
(1)常見的力
1.重力G=mg (方向豎直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用點在重心,適用於地球表面附近)
2.胡克定律F=kx {方向沿恢復形變方向,k:勁度系數(N/m),x:形變數(m)}
3.滑動摩擦力F=μFN {與物體相對運動方向相反,μ:摩擦因數,FN:正壓力(N)}
4.靜摩擦力0≤f靜≤fm (與物體相對運動趨勢方向相反,fm為最大靜摩擦力)
5.萬有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上)
6.靜電力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N?m2/C2,方向在它們的連線上)
7.電場力F=Eq (E:場強N/C,q:電量C,正電荷受的電場力與場強方向相同)
8.安培力F=BILsinθ (θ為B與L的夾角,當L⊥B時:F=BIL,B//L時:F=0)
9.洛侖茲力f=qVBsinθ (θ為B與V的夾角,當V⊥B時:f=qVB,V//B時:f=0)
注:(1)勁度系數k由彈簧自身決定;
(2)摩擦因數μ與壓力大小及接觸面積大小無關,由接觸面材料特性與表面狀況等決定;
(3)fm略大於μFN,一般視為fm≈μFN;
(4)其它相關內容:靜摩擦力(大小、方向)〔見第一冊P8〕;
(5)物理量符號及單位B:磁感強度(T),L:有效長度(m),I:電流強度(A),V:帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C);
(6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。
2)力的合成與分解
1.同一直線上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(餘弦定理) F1⊥F2時:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)
註:(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊味ㄔ?
(2)合力與分力的關系是等效替代關系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作圖法求解,此時要選擇標度,嚴格作圖;
(4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直線上力的合成,可沿直線取正方向,用正負號表示力的方向,化簡為代數運算。
四、動力學(運動和力)
1.牛頓第一運動定律(慣性定律):物體具有慣性,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止
2.牛頓第二運動定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}
3.牛頓第三運動定律:F=-F′{負號表示方向相反,F、F′各自作用在對方,平衡力與作用力反作用力區別,實際應用:反沖運動}
4.共點力的平衡F合=0,推廣 {正交分解法、三力匯交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN<G {加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}
6.牛頓運動定律的適用條件:適用於解決低速運動問題,適用於宏觀物體,不適用於處理高速問題,不適用於微觀粒子〔見第一冊P67〕
注:平衡狀態是指物體處於靜止或勻速直線狀態,或者是勻速轉動。
五、振動和波(機械振動與機械振動的傳播)
1.簡諧振動F=-kx {F:回復力,k:比例系數,x:位移,負號表示F的方向與x始終反向}
2.單擺周期T=2π(l/g)1/2 {l:擺長(m),g:當地重力加速度值,成立條件:擺角θ<100;l>>r}
3.受迫振動頻率特點:f=f驅動力
4.發生共振條件:f驅動力=f固,A=max,共振的防止和應用〔見第一冊P175〕
5.機械波、橫波、縱波〔見第二冊P2〕
注:(1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小,布朗運動越明顯,溫度越高越劇烈;
(2)溫度是分子平均動能的標志;
3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子勢能減小,在r0處F引=F斥且分子勢能最小;
(5)氣體膨脹,外界對氣體做負功W<0;溫度升高,內能增大ΔU>0;吸收熱量,Q>0
(6)物體的內能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和,對於理想氣體分子間作用力為零,分子勢能為零;
(7)r0為分子處於平衡狀態時,分子間的距離;
(8)其它相關內容:能的轉化和定恆定律(見第二冊P41)/能源的開發與利用.環保(見第二冊P47)/物體的內能.分子的動能.分子勢能(見第二冊P47)。
九、氣體的性質
1.氣體的狀態參量:
溫度:宏觀上,物體的冷熱程度;微觀上,物體內部分子無規則運動的劇烈程度的標志,
熱力學溫度與攝氏溫度關系:T=t+273 {T:熱力學溫度(K),t:攝氏溫度(℃)}
體積V:氣體分子所能占據的空間,單位換算:1m3=103L=106mL
壓強p:單位面積上,大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產生持續、均勻的壓力,
標准大氣壓:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
2.氣體分子運動的特點:分子間空隙大;除了碰撞的瞬間外,相互作用力微弱;分子運動速率很大
3.理想氣體的狀態方程:p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恆量,T為熱力學溫度(K)}
注:(1)理想氣體的內能與理想氣體的體積無關,與溫度和物質的量有關;
(2)公式3成立條件均為一定質量的理想氣體,使用公式時要注意溫度的單位,t為攝氏溫度(℃),而T為熱力學溫度(K)。
十、電場
1.兩種電荷、電荷守恆定律、元電荷:(e=1.60×10-19C);帶電體電荷量等於元電荷的整數倍
2.庫侖定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:點電荷間的作用力(N),k:靜電力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:兩點電荷的電量(C),
r:兩點電荷間的距離(m),方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引}
3.電場強度:E=F/q(定義式、計算式){E:電場強度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗電荷的電量(C)}
4.真空點(源)電荷形成的電場E=kQ/r2 {r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量}
5.勻強電場的場強E=UAB/d {UAB:AB兩點間的電壓(V),d:AB兩點在場強方向的距離(m)}
6.電場力:F=qE {F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量(C),E:電場強度(N/C)}
7.電勢與電勢差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.電場力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),
UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)}
9.電勢能:EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)}
10.電勢能的變化ΔEAB=EB-EA {帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值}
11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB (電勢能的增量等於電場力做功的負值)
12.電容C=Q/U(定義式,計算式) {C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)}
13.平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ω:介電常數)
常見電容器〔見第二冊P111〕
14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用的情況下)
類平 垂直電場方向:勻速直線運動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中:E=U/d)
拋運動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d=at2/2,a=F/m=qE/m
注:
(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規律:原帶異種電荷的先中和後平分,原帶同種電荷的總量平分;
(2)電場線從正電荷出發終止於負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;
3)常見電場的電場線分布要求熟記〔見圖[第二冊P98];
(4)電場強度(矢量)與電勢(標量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關;
(5)處於靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直於導體表面,導體內部合場強為零,
導體內部沒有凈電荷,凈電荷只分布於導體外表面;
(6)電容單位換算:1F=106μF=1012PF;
(7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其它相關內容:靜電屏蔽〔見第二冊P101〕/示波管、示波器及其應用〔見第二冊P114〕等勢面〔見第二冊P105〕。
十一、恆定電流
1.電流強度:I=q/t{I:電流強度(A),q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C),t:時間(s)}
2.歐姆定律:I=U/R {I:導體電流強度(A),U:導體兩端電壓(V),R:導體阻值(Ω)}
3.電阻、電阻定律:R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω?m),L:導體的長度(m),S:導體橫截面積(m2)}
4.閉合電路歐姆定律:I紼/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內+U外
{I:電路中的總電流(A),E:電源電動勢(V),R:外電路電阻(Ω),r:電源內阻(Ω)}
5.電功與電功率:W=UIt,P=UI{W:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時間(s),P:電功率(W)}
6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:通過導體的電流(A),R:導體的電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
7.純電阻電路中:由於I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率:P總=IE,P出=IU,η=P出/P總
{I:電路總電流(A),E:電源電動勢(V),U:路端電壓(V),η:電源效率}
9.電路的串/並聯 串聯電路(P、U與R成正比) 並聯電路(P、I與R成反比)
電阻關系(串同並反) R串=R1+R2+R3+ 1/R並=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關系 I總=I1=I2=I3 I並=I1+I2+I3+
電壓關系 U總=U1+U2+U3+ U總=U1=U2=U3
功率分配 P總=P1+P2+P3+ P總=P1+P2+P3+
10.歐姆表測電阻
(1)電路組成 (2)測量原理
兩表筆短接後,調節Ro使電表指針滿偏,得
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測電阻Rx後通過電表的電流為
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由於Ix與Rx對應,因此可指示被測電阻大小
(3)使用方法:機械調零、選擇量程、歐姆調零、測量讀數{注意擋位(倍率)}、撥off擋。
(4)注意:測量電阻時,要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調零。
11.伏安法測電阻
電流表內接法: 電流表外接法:
電壓表示數:U=UR+UA 電流表示數:I=IR+IV
Rx的測量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真 Rx的測量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)<R真
選用電路條件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2] 選用電路條件Rx<<RV [或Rx<(RARV)1/2]
12.滑動變阻器在電路中的限流接法與分壓接法
限流接法
電壓調節范圍小,電路簡單,功耗小 電壓調節范圍大,電路復雜,功耗較大
便於調節電壓的選擇條件Rp>Rx 便於調節電壓的選擇條件Rp<Rx
注1)單位換算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;
(3)串聯總電阻大於任何一個分電阻,並聯總電阻小於任何一個分電阻;
(4)當電源有內阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大;
(5)當外電路電阻等於電源電阻時,電源輸出功率最大,此時的輸出功率為E2/(2r);
(6)其它相關內容:電阻率與溫度的關系半導體及其應用超導及其應用〔見第二冊P127〕。
十二、磁場
1.磁感應強度是用來表示磁場的強弱和方向的物理量,是矢量,單位T),1T=1N/A?m
2.安培力F=BIL;(註:L⊥B) {B:磁感應強度(T),F:安培力(F),I:電流強度(A),L:導線長度(m)}
3.洛侖茲力f=qVB(注V⊥B);質譜儀〔見第二冊P155〕{f:洛侖茲力(N),q:帶電粒子電量(C),V:帶電粒子速度(m/s)}
4.在重力忽略不計(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進入磁場的運動情況(掌握兩種):
(1)帶電粒子沿平行磁場方向進入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運動V=V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進入磁場:做勻速圓周運動,規律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB
;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)運動周期與圓周運動的半徑和線速度無關,洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下);
F. 高一物理必修1的所有公式啊!急
物理定理、定律、公式表
一、質點的運動(1)------直線運動
1)勻變速直線運動
1.平均速度V平=s/t(定義式) 2.有用推論Vt2-Vo2=2as
3.中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at
5.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0}
8.實驗用推論Δs=aT2 {Δs為連續相鄰相等時間(T)內位移之差}
9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。
註:
(1)平均速度是矢量;
(2)物體速度大,加速度不一定大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式;
(4)其它相關內容:質點、位移和路程、參考系、時間與時刻〔見第一冊P19〕/s--t圖、v--t圖/速度與速率、瞬時速度〔見第一冊P24〕。
2)自由落體運動
1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計算) 4.推論Vt2=2gh
注:
(1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,遵循勻變速直線運動規律;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
(3)豎直上拋運動
1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點算起)
5.往返時間t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時間)
注:
(1)全過程處理:是勻減速直線運動,以向上為正方向,加速度取負值;
(2)分段處理:向上為勻減速直線運動,向下為自由落體運動,具有對稱性;
(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。
G. 人教版高一物理書必修1答案
1 問題與練習
1.解答子彈長約幾厘米,槍口到靶心的距離大於幾十米,兩者相差千倍以上。研究子彈從槍口擊中靶心的時間一般都可忽略子彈的長度,把子彈看做質點,這樣帶來的時間誤差不到10-4 s。
子彈穿過一張薄紙的時間是從子彈頭與紙接觸算起到子彈尾離開紙的一段時間。若把子彈看做質點,則子彈穿過一張薄紙就不需要時間,所以,研究子彈穿過一張薄紙的時間,不能把子彈看做質點。
說明 能否把物體看做質點是由問題的性質決定的,而不是由物體的大小決定。選用本題是為了說明一顆小子彈,在前一種情況可看成質點,而在後一種情況就不能看成質點。
2.解答「一江春水向東流」是水相對地面(岸)的運動,「地球的公轉」是說地球相對太陽的運動,「鍾表時、分、秒針都在運動」是說時、分、秒針相對鍾表表面的運動,「太陽東升西落」是太陽相對地面的運動。
說明 要求學生聯系一些常見的運動指認參考系,可加深學生對參考系的理解。這類問題有時也需要仔細、深入地思考才能得出正確的答案。如我們說通信衛星是靜止衛星、說靜止衛星相對地球靜止是模糊的。說靜止衛星相對地面(某點)靜止是正確的,靜止衛星相對地球中心是運動的。
3.解答詩中描寫船的運動,前兩句詩寫景,詩人在船上,卧看雲動是以船為參考系。雲與我俱東是說以兩岸為參考系,雲與船均向東運動,可認為雲相對船不動。
說明 古詩文和現代文學中,我們會發現一些內容與自然科學有關,表明人文科學與自然科學是相關的。教材選用本詩是為了凸現教材的人文因素。
4.解答xA=-0.44 m,xB=0.36 m
2 問題與練習
1.解答A.8點42分指時刻,8分鍾指一段時間。
B.「早」指時刻,「等了很久」指一段時間。
C.「前3秒鍾」、「最後3秒鍾」、「第3秒鍾」指一段時間,「3秒末」指時刻。
2.解答公里指的是路程,汽車的行駛路線一般不是直線。
3.解答(1)路程是100 m,位移大小是100 m。
(2)路程是800 m,對起跑點和終點相同的運動員,位移大小為0;其他運動員起跑點各不相同而終點相同,他們的位移大小、方向也不同。
4.解答
3 m
8 m
0
5 m
-8 m
-3 m
0
5 m
-3 m
5 m
-8 m
-3 m
3 問題與練習
1.解答(1)1光年=365×24×3600×3.0×108 m=9.5×1015 m。
(2)需要時間為 =4.2年
2.解答
(1)前1 s平均速度v1=9 m/s
前2 s平均速度v2=8 m/s
前3 s平均速度v3=7 m/s
前4 s平均速度v4=6 m/s
全程的平均速度 v5=5 m/s
v1最接近汽車關閉油門時的瞬時速度, v1小於關閉油門時的瞬時速度。
(2)1 m/s,0
說明 本題要求學生理解平均速度與所選取的一段時間有關,還要求學生聯系實際區別平均速度和(瞬時)速度。
3.解答
(1)24.9 m/s,(2)36.6 m/s,(3)0
說明 本題說的是平均速度是路程與時間的比,這不是教材說的平均速度,實際是平均速率。應該讓學生明確教材說的平均速度是矢量,是位移與時間的比,平均速率是標量,日常用語中把平均速率說成平均速度。
4 問題與練習
1.解答電磁打點記時器引起的誤差較大。因為電磁打點記時器打點瞬時要阻礙紙帶的運動。
2.解答(1)紙帶左端與重物相連。(2)A點和右方鄰近一點的距離Δx=7.0×10-3 m,時間Δt=0.02 s,Δt很小,可以認為A點速度v==0.35 m/s
3.解答
(1)甲物體有一定的初速度,乙物體初速度為0。
(2)甲物體速度大小不變,乙物體先勻加速、勻速、最後勻減速運動。
(3)甲、乙物體運動方向都不改變。
4.解答 紙帶速度越大,相鄰兩點的距離也越大。紙帶速度與相鄰兩點時間無關。
5.解答 由題意知音叉振動周期為1300s,測量紙上相鄰兩波峰的距離(或一個完整波形沿紙運動方向的距離)Δx,紙帶運動這段距離的時間Δt=1300s,可以認為該處紙與音叉沿紙帶方向的相對速度 。
5 問題與練習
1.解答100 km/h=27.8 m/s
2.解答
A.汽車做勻速直線運動時。
B.列車啟動慢慢到達最大速度50 m/s,速度變化量較大,但加速時間較長,如經過2 min,則加速度為0.42 m/s2,比汽車啟動時的加速度小。
C、汽車向西行駛,汽車減速時加速度方向向東。
D.汽車啟動加速到達最大速度的過程中,後一階段加速度比前一階段小,但速度卻比前一階段大。
3.解答A的斜率最大,加速度最大。
aA=0.63 m/s2,aB=0.083 m/s2,aC=-0.25 m/s2
aA、aB與速度方向相同,aC與速度方向相反。
4.解答滑塊通過第一個光電門的速度
滑塊通過第二個光電門的速度
滑塊加速度