高中物理疑難易錯知識點(2)
高中物理疑難易錯知識點
4. ★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，作用在同一直線上.
(1)牛頓第三運動定律指出了兩物體之間的作用是相互的，因而力總是成對出現(xiàn)的，它們總是同時產(chǎn)生，同時消失.(2)作用力和反作用力總是同種性質(zhì)的力.
(3)作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，不可疊加.
5.牛頓運動定律的適用范圍:宏觀低速的物體和在慣性系中.
6.超重和失重
(1)超重:物體有向上的加速度稱物體處于超重.處于超重的物體對支持面的壓力F N (或?qū)覓煳锏睦?大于物體的重力mg，即F N =mg+ma.(2)失重:物體有向下的加速度稱物體處于失重.處于失重的物體對支持面的壓力FN(或?qū)覓煳锏睦?小于物體的重力mg.即FN=mg-ma.當(dāng)a=g時F N =0，物體處于完全失重.(3)對超重和失重的理解應(yīng)當(dāng)注意的問題
①不管物體處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài)，物體本身的重力并沒有改變，只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦?不等于物體本身的重力.②超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān)，只決定于加速度的方向.“加速上升”和“減速下降”都是超重;“加速下降”和“減速上升”都是失重.
?、墼谕耆е氐臓顟B(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強等.
6、處理連接題問題----通常是用整體法求加速度，用隔離法求力。
四、曲線運動 萬有引力
1.曲線運動
(1)物體作曲線運動的條件:運動質(zhì)點所受的合外力(或加速度)的方向跟 它的速度方向不在同一直線
(2)曲線運動的特點:質(zhì)點在某一點的速度方向，就是通過該點的曲線的切線方向.質(zhì)點的速度方向時刻在改變，所以曲線運動一定是變速運動.
(3)曲線運動的軌跡:做曲線運動的物體，其軌跡向合外力所指一方彎曲，若已知物體的運動軌跡，可判斷出物體所受合外力的大致方向，如平拋運動的軌跡向下彎曲，圓周運動的軌跡總向圓心彎曲等.
2.運動的合成與分解
(1)合運動與分運動的關(guān)系:①等時性;②獨立性;③等效性.
(2)運動的合成與分解的法則:平行四邊形定則.
(3)分解原則:根據(jù)運動的實際效果分解，物體的實際運動為合運動.
3. ★★★平拋運動
(1)特點:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用，是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運動.
(2)運動規(guī)律:平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動.
?、俳⒅苯亲鴺?biāo)系(一般以拋出點為坐標(biāo)原點O，以初速度vo方向為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向);
?、谟蓛蓚€分運動規(guī)律來處理(如右圖).
4.圓周運動
(1)描述圓周運動的物理量
①線速度:描述質(zhì)點做圓周運動的快慢，大小v=s/t(s是t時間內(nèi)通過弧長)，方向為質(zhì)點在圓弧某點的線速度方向沿圓弧該點的切線方向
?、诮撬俣?描述質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢，大小ω=φ/t(單位rad/s)，φ是連接質(zhì)點和圓心的半徑在t時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度.其方向在中學(xué)階段不研究.
?、壑芷赥，頻率f ---------做圓周運動的物體運動一周所用的時間叫做周期.
做圓周運動的物體單位時間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫做頻率.
⑥向心力:總是指向圓心，產(chǎn)生向心加速度，向心力只改變線速度的方向，不改變速度的大小.大小[注意]向心力是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運動的質(zhì)點受力情況時，千萬不可在物體受力之外再添加一個向心力.
(2)勻速圓周運動:線速度的大小恒定，角速度、周期和頻率都是恒定不變的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不變的，是速度大小不變而速度方向時刻在變的變速曲線運動.
(3)變速圓周運動:速度大小方向都發(fā)生變化，不僅存在著向心加速度(改變速度的方向)，而且還存在著切向加速度(方向沿著軌道的切線方向，用來改變速度的大小).一般而言，合加速度方向不指向圓心，合力不一定等于向心力.合外力在指向圓心方向的分力充當(dāng)向心力，產(chǎn)生向心加速度;合外力在切線方向的分力產(chǎn)生切向加速度. ①如右上圖情景中，小球恰能過最高點的條件是v≥v臨 v臨由重力提供向心力得v臨②如右下圖情景中，小球恰能過最高點的條件是v≥0。
5★.萬有引力定律
(1)萬有引力定律：宇宙間的一切物體都是互相吸引的.兩個物體間的引力的大小，跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比.
公式:
(2)★★★應(yīng)用萬有引力定律分析天體的運動
?、倩痉椒?把天體的運動看成是勻速圓周運動，其所需向心力由萬有引力提供.即 F引=F向得：
應(yīng)用時可根據(jù)實際情況選用適當(dāng)?shù)墓竭M行分析或計算.②天體質(zhì)量M、密度ρ的估算:
(3)三種宇宙速度
?、俚谝挥钪嫠俣?v 1 =7.9km/s，它是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度.
?、诘诙钪嫠俣?脫離速度):v 2 =11.2km/s，使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度.
?、鄣谌钪嫠俣?逃逸速度):v 3 =16.7km/s，使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度.
(4)地球同步衛(wèi)星
所謂地球同步衛(wèi)星，是相對于地面靜止的，這種衛(wèi)星位于赤道上方某一高度的穩(wěn)定軌道上，且繞地球運動的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，即T=24h=86400s，離地面高度 同步衛(wèi)星的軌道一定在赤道平面內(nèi)，并且只有一條.所有同步衛(wèi)星都在這條軌道上，以大小相同的線速度，角速度和周期運行著.
(5)衛(wèi)星的超重和失重
“超重”是衛(wèi)星進入軌道的加速上升過程和回收時的減速下降過程，此情景與“升降機”中物體超重相同.“失重”是衛(wèi)星進入軌道后正常運轉(zhuǎn)時，衛(wèi)星上的物體完全“失重”(因為重力提供向心力)，此時，在衛(wèi)星上的儀器，凡是制造原理與重力有關(guān)的均不能正常使用.
五、機械能
1.功
(1)功的定義:力和作用在力的方向上通過的位移的乘積.是描述力對空間積累效應(yīng)的物理量，是過程量.
定義式:W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用點位移(對地)，θ是力與位移間的夾角.
(2)功的大小的計算方法:
?、俸懔Φ墓筛鶕?jù)W=F·S·cosθ進行計算，本公式只適用于恒力做功.②根據(jù)W=P·t，計算一段時間內(nèi)平均做功. ③利用動能定理計算力的功，特別是變力所做的功.④根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度反過來可求功.
(3)摩擦力、空氣阻力做功的計算:功的大小等于力和路程的乘積.
發(fā)生相對運動的兩物體的這一對相互摩擦力做的總功:W=fd(d是兩物體間的相對路程)，且W=Q(摩擦生熱)
2.功率
(1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量，是標(biāo)量.求功率時一定要分清是求哪個力的功率，還要分清是求平均功率還是瞬時功率.
(2)功率的計算 ①平均功率:P=W/t(定義式) 表示時間t內(nèi)的平均功率，不管是恒力做功，還是變力做功，都適用. ②瞬時功率:P=F·v·cosα P和v分別表示t時刻的功率和速度，α為兩者間的夾角.
(3)額定功率與實際功率 ： 額定功率:發(fā)動機正常工作時的最大功率. 實際功率:發(fā)動機實際輸出的功率，它可以小于額定功率，但不能長時間超過額定功率.
(4)交通工具的啟動問題通常說的機車的功率或發(fā)動機的功率實際是指其牽引力的功率.
①以恒定功率P啟動:機車的運動過程是先作加速度減小的加速運動，后以最大速度v m=P/f 作勻速直線運動， .
?、谝院愣恳啟動:機車先作勻加速運動，當(dāng)功率增大到額定功率時速度為v1=P/F，而后開始作加速度減小的加速運動，最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運動。
3.動能:物體由于運動而具有的能量叫做動能.表達式:Ek=mv2/2 (1)動能是描述物體運動狀態(tài)的物理量.(2)動能和動量的區(qū)別和聯(lián)系
?、賱幽苁菢?biāo)量，動量是矢量，動量改變，動能不一定改變;動能改變，動量一定改變.
?、趦烧叩奈锢硪饬x不同:動能和功相聯(lián)系，動能的變化用功來量度;動量和沖量相聯(lián)系，動量的變化用沖量來量度.③兩者之間的大小關(guān)系為EK=P2/2m
4. ★★★★動能定理:外力對物體所做的總功等于物體動能的變化.表達式
(1)動能定理的表達式是在物體受恒力作用且做直線運動的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲線運動的情況. (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動定律和機械能守恒定律簡捷.
(4)當(dāng)物體的運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行研究，從而避開每個運動過程的具體細節(jié)，具有過程簡明、方法巧妙、運算量小等優(yōu)點.
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:重力做功只決定于初、末位置間的高度差，與物體的運動路徑無關(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值.即WG =- .
6.彈性勢能:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量.
★★★ 7.機械能守恒定律
(1)動能和勢能(重力勢能、彈性勢能)統(tǒng)稱為機械能，E=E k +E p .
(2)機械能守恒定律的內(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，但機械能的總量保持不變. (3)機械能守恒定律的表達式
(4)系統(tǒng)機械能守恒的三種表示方式:
①系統(tǒng)初態(tài)的總機械能E 1 等于末態(tài)的總機械能E 2 ，即E1 =E2
?、谙到y(tǒng)減少的總重力勢能ΔE P減 等于系統(tǒng)增加的總動能ΔE K增 ，即ΔE P減 =ΔE K增
③若系統(tǒng)只有A、B兩物體，則A物體減少的機械能等于B物體增加的機械能，即ΔE A減 =ΔE B增
[注意]解題時究竟選取哪一種表達形式，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)判斷機械能是否守恒的方法
?、儆米龉砼袛?分析物體或物體受力情況(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)化而無機械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機械能守恒.
?、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，機械能必定不守恒，完全非彈性碰撞過程機械能也不守恒.
8.功能關(guān)系
(1)當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時，物體的機械能守恒.
(2)重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2 .
(3)合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (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械能的變化:W F =E 2 -E 1
六、電場
1.兩種電荷 -----(1)自然界中存在兩種電荷:正電荷與負電荷. (2)電荷守恒定律:
2. ★庫侖定律
(1)內(nèi)容:在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上.
(2)公式:
(3)適用條件:真空中的點電荷.
點電荷是一種理想化的模型.如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得多，以致帶電體的體積和形狀對相互作用力的影響可以忽略不計時，這種帶電體就可以看成點電荷，但點電荷自身不一定很小，所帶電荷量也不一定很少.
3.電場強度、電場線
(1)電場:帶電體周圍存在的一種物質(zhì)，是電荷間相互作用的媒體.電場是客觀存在的，電場具有力的特性和能的特性.
(2)電場強度:放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值，叫做這一點的電場強度.定義式:
E=F/q 方向:正電荷在該點受力方向.
(3)電場線:在電場中畫出一系列的從正電荷出發(fā)到負電荷終止的曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一致，這些曲線叫做電場線.電場線的性質(zhì):①電場線是起始于正電荷(或無窮遠處)，終止于負電荷(或無窮遠處);②電場線的疏密反映電場的強弱;③電場線不相交;④電場線不是真實存在的;⑤電場線不一定是電荷運動軌跡.
(4)勻強電場:在電場中，如果各點的場強的大小和方向都相同，這樣的電場叫勻強電場.勻強電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線.
(5)電場強度的疊加:電場強度是矢量，當(dāng)空間的電場是由幾個點電荷共同激發(fā)的時候，空間某點的電場強度等于每個點電荷單獨存在時所激發(fā)的電場在該點的場強的矢量和.
十、穩(wěn)恒電流
1.電流---(1)定義:電荷的定向移動形成電流. (2)電流的方向:規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向.
在外電路中電流由高電勢點流向低電勢點，在電源的內(nèi)部電流由低電勢點流向高電勢點(由負極流向正極).
2.電流強度: ------(1)定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時間的比值，I=q/t
(2)在國際單位制中電流的單位是安.1mA=10-3A，1μA=10-6A
(3)電流強度的定義式中，如果是正、負離子同時定向移動，q應(yīng)為正負離子的電荷量和.
2.電阻--(1)定義:導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體中的電流的比值叫導(dǎo)體的電阻. (2)定義式:R=U/I，單位:Ω
(3)電阻是導(dǎo)體本身的屬性，跟導(dǎo)體兩端的電壓及通過電流無關(guān).
3★★.電阻定律
(1)內(nèi)容:在溫度不變時，導(dǎo)體的電阻R與它的長度L成正比，與它的橫截面積S成反比.
(2)公式:R=ρL/S. (3)適用條件:①粗細均勻的導(dǎo)線;②濃度均勻的電解液.
4.電阻率:反映了材料對電流的阻礙作用.
(1)有些材料的電阻率隨溫度升高而增大(如金屬);有些材料的電阻率隨溫度升高而減小(如半導(dǎo)體和絕緣體);有些材料的電阻率幾乎不受溫度影響(如錳銅和康銅).
(2)半導(dǎo)體:導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，而且電阻隨溫度的增加而減小，這種材料稱為半導(dǎo)體，半導(dǎo)體有熱敏特性，光敏特性，摻入微量雜質(zhì)特性.
(3)超導(dǎo)現(xiàn)象:當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時，某些材料的電阻率突然減小到零，這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象，處于這種狀態(tài)的物體叫超導(dǎo)體.
5.電功和電熱
(1)電功和電功率:
電流做功的實質(zhì)是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功，電荷的電勢能減少，電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt，這是計算電功普遍適用的公式.
單位時間內(nèi)電流做的功叫電功率，P=W/t=UI，這是計算電功率普遍適用的公式.
(2)★焦耳定律:Q=I 2 Rt，式中Q表示電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，單位是J.焦耳定律無論是對純電阻電路還是對非純電阻電路都是適用的.
(3)電功和電熱的關(guān)系
?、偌冸娮桦娐废牡碾娔苋哭D(zhuǎn)化為熱能，電功和電熱是相等的.所以有W=Q，UIt=I 2 Rt，U=IR(歐姆定律成立)，②非純電阻電路消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為熱能，另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能.所以有W>Q，UIt>I 2 Rt，U>IR(歐姆定律不成立).
★ 6.串并聯(lián)電路
電路 串聯(lián)電路(P、U與R成正比) 并聯(lián)電路(P、I與R成反比)
電阻關(guān)系 R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關(guān)系 I總=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+
電壓關(guān)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+
7.電動勢 --(1)物理意義:反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量.例如一節(jié)干電池的電動勢E=15V，物理意義是指:電路閉合后，電流通過電源，每通過1C的電荷，干電池就把15J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.
(2)大小:等于電路中通過1C電荷量時電源所提供的電能的數(shù)值，等于電源沒有接入電路時兩極間的電壓，在閉合電路中等于內(nèi)外電路上電勢降落之和E=U 外 +U 內(nèi) .
★★ 8.閉合電路歐姆定律
(1)內(nèi)容:閉合電路的電流強度跟電源的電動勢成正比，跟閉合電路總電阻成反比.
(2)表達式:I=E/(R+r)
(3)總電流I和路端電壓U隨外電阻R的變化規(guī)律
當(dāng)R增大時，I變小，又據(jù)U=E-Ir知，U變大.當(dāng)R增大到∞時，I=0，U=E(斷路).
當(dāng)R減小時，I變大，又據(jù)U=E-Ir知，U變小.當(dāng)R減小到零時，I=E r ，U=0(短路).
9.路端電壓隨電流變化關(guān)系圖像
U 端 =E-Ir.上式的函數(shù)圖像是一條向下傾斜的直線.縱坐標(biāo)軸上的截距等于電動勢的大小;橫坐標(biāo)軸上的截距等于短路電流I短;圖線的斜率值等于電源內(nèi)阻的大小.
10.閉合電路中的三個功率
(1)電源的總功率:就是電源提供的總功率，即電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率，也叫電源消耗的功率 P總 =EI.
(2)電源輸出功率:整個外電路上消耗的電功率.對于純電阻電路，電源的輸出功率.
P 出 =I 2 R=[E/(R+r)] 2 R ，當(dāng)R=r時，電源輸出功率最大，其最大輸出功率為Pmax=E 2/ 4r
(3)電源內(nèi)耗功率:內(nèi)電路上消耗的電功率 P 內(nèi) =U 內(nèi) I=I 2 r
(4)電源的效率:指電源的輸出功率與電源的功率之比，即 η=P 出 /P總 =IU /IE =U /E .
11.電阻的測量
原理是歐姆定律.因此只要用電壓表測出電阻兩端的電壓，用安培表測出通過電流，用R=U/ I 即可得到阻值.
①內(nèi)、外接的判斷方法:若R x 大大大于R A ，采用內(nèi)接法;R x 小小小于R V ，采用外接法.②滑動變阻器的兩種接法:分壓法的優(yōu)勢是電壓變化范圍大;限流接法的優(yōu)勢在于電路連接簡便，附加功率損耗小.當(dāng)兩種接法均能滿足實驗要求時，一般選限流接法.當(dāng)負載R L 較小、變阻器總阻值較大時(RL的幾倍)，一般用限流接法.但以下三種情況必須采用分壓式接法:
a.要使某部分電路的電壓或電流從零開始連接調(diào)節(jié)，只有分壓電路才能滿足.b.如果實驗所提供的電壓表、電流表量程或電阻元件允許最大電流較小，采用限流接法時，無論怎樣調(diào)節(jié)，電路中實際電流(壓)都會超過電表量程或電阻元件允許的最大電流(壓)，為了保護電表或電阻元件免受損壞，必須要采用分壓接法電路.
c.伏安法測電阻實驗中，若所用的變阻器阻值遠小于待測電阻阻值，采用限流接法時，即使變阻器觸頭從一端滑至另一端，待測電阻上的電流(壓)變化也很小，這不利于多次測量求平均值或用圖像法處理數(shù)據(jù).為了在變阻器阻值遠小于待測電阻阻值的情況下能大范圍地調(diào)節(jié)待測電阻上的電流(壓)，應(yīng)選擇變阻器的分壓接法.
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