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文檔簡介
1、物理復(fù)習(xí)一、 直線運(yùn)動(dòng)1. 參考系(a)在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí),選來作為標(biāo)準(zhǔn)的另外的物體2. 質(zhì)點(diǎn)(a)用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)(當(dāng)物體的大小、形狀對所研究的問題的影響可以忽略時(shí),物體可作為質(zhì)點(diǎn)。)3. 位移和路程(a) 表示質(zhì)點(diǎn)的位置的變動(dòng)的物理量叫做位移,位移是矢量。路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長度。路程是標(biāo)量4. 速度描述運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,是位移對時(shí)間的變化率。5. 平均速度(a),在直線運(yùn)動(dòng)中,不同時(shí)間(或不同位移)內(nèi)平均速度一般是不同的,因此,必須指明求出的平均速度是對哪段時(shí)間來說的。6. 瞬時(shí)速度(a)運(yùn)動(dòng)物體經(jīng)過某一時(shí)刻(或某一位置)的速度,叫做瞬時(shí)速度7. 速率(a)在直線運(yùn)動(dòng)中,瞬時(shí)
2、速度的方向與物體經(jīng)過某一位置時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向相同。它的大小叫做瞬時(shí)速率,有時(shí)簡稱速率。8. 變化率表示變化的快慢,不表示變化的大小。9. 加速度(b)加速度描述速度變化快慢的物理量,是速度對時(shí)間的變化率。 , , , , 10. 勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(b) 位移公式:;由于勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度是均勻改變的,他在時(shí)間t內(nèi)的平均速度 ,某段時(shí)間的中間時(shí)刻的即時(shí)速度等于該段時(shí)間內(nèi)的平均速度。 ,某段位移的中間位置的即時(shí)速度公式(不等于該段位移內(nèi)的平均速度)。 無論勻加速還是勻減速,都有 勻變速直線運(yùn)動(dòng)還具有以下特點(diǎn):(1)相鄰的相等時(shí)間間隔的位移差s=at2 (2)任意一段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的
3、即時(shí)速度vn=(3)對于初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),有前1秒、前2秒、前3秒內(nèi)的位移之比為149第1秒、第2秒、第3秒內(nèi)的位移之比為135前1米、前2米、前3米所用的時(shí)間之比為1第1米、第2米、第3米所用的時(shí)間之比為1()s vo t o t11. 勻速直線運(yùn)動(dòng)的s-t圖像和v-t圖像(a) s-t圖象。能讀出s、t、v 的信息(斜率表示速度)。 v-t圖象。能讀出s、t、v、a的信息(斜率表示加速度,曲線下的面積表示位移)??梢妚-t圖象提供的信息最多,應(yīng)用也最廣。12. 自由落體運(yùn)動(dòng)(a)物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng),叫做自由落體運(yùn)動(dòng)。 13. 重力加速度(b) 二、 力1. 重
4、力(a)由于地球的吸引而使物體受到的力叫做重力。大小: g=mg 方向: 豎直向下 重力由地球?qū)ξ矬w的萬有引力產(chǎn)生,由于地球自轉(zhuǎn)需要向心力的緣故。除南北兩極外重力大小不等于引力大小除南北兩極和赤道一周外,重力的方向也不指向地心。重力的大小等于物體被懸線吊著靜止時(shí)拉緊懸線的力,也等于物體靜止在水平支持面上對支持面的壓力。2. 形變和彈力(a) 形變:物體的伸長、縮短、彎曲等等,總之物體的形狀或體積的改變。彈力:發(fā)生形變的物體,由于要恢復(fù)原狀,對跟他接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用。條件:接觸 彈性形變 兩物體相接觸只是產(chǎn)生彈力的必要條件,但不是充分條件。 壓力的方向:垂直于支持面而指向被壓的物體,支持力
5、的方向垂直于支持面而指向被支持的物體。 繩的拉力是繩對所拉物體的彈力,方向總是沿著繩而指向繩收縮的方向。3. 滑動(dòng)摩擦力(a)f=fn 是比例常數(shù),叫動(dòng)摩擦因數(shù)。沒有單位滑動(dòng)摩擦力大小跟接觸面的材料,粗糙程度有關(guān)。滑動(dòng)摩擦力跟壓力(一個(gè)物體對另一個(gè)物體表面的垂直作用力)成正比。條件:接觸 接觸面粗糙 有正壓力 有相對運(yùn)動(dòng)滑動(dòng)摩擦力的方向,與接觸面相切,跟物體間相對運(yùn)動(dòng)方向相反。4. 靜摩擦力(a)fm=0n 大小,隨拉力的變化而變化。方向,總跟接觸面相切,并且跟物體相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反。條件:接觸 接觸面粗糙 有正壓力 相對靜止但有相對運(yùn)動(dòng)趨勢。靜摩擦力增大到某數(shù)值后不再增大,這時(shí)靜摩擦力達(dá)
6、到最大值叫最大靜摩擦力。表示為fm。正壓力越大最大靜摩擦力越大 接觸面越粗糙最大靜摩擦力越大 還跟兩物體的材料有關(guān)兩個(gè)相接觸的物體間的靜摩擦力大小,等于在0f m之間的某個(gè)值.注意:(1)摩擦力可以是阻力,也可以是動(dòng)力。(2)摩擦力公式 f=n中 三個(gè)量對應(yīng)于同一接觸面,n一般不等于g。(3)靜摩擦力不要用f=n計(jì)算,而要從物體受到的其它外力和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判斷。5. 受力分析:對物體進(jìn)行正確的受力分析是分析、求解力學(xué)問題的關(guān)鍵,受力分析就是要明確周圍物體對研究對象施加的性質(zhì)力的方向,并畫出力的示意圖。通常采用隔離法分析,其步驟為:1、明確研究對象,將它從周圍物體中隔離出來。2、分析周圍有哪
7、些物體對它施力,方向如何注意:(1)所有的力都是周圍物體給研究對象的,而不是研究對象給周圍物體的。(2)正確順序進(jìn)行受力分析,一般是“一重,二彈,三摩擦”的順序,防止“缺力”和“多力”7. 力的合成和分解(a)矢量的合成與分解都遵從平行四邊形定則(可簡化成三角形定則) 平行四邊形定則實(shí)質(zhì)上是一種等效替換的方法。一個(gè)矢量(合矢量)的作用效果和另外幾個(gè)矢量(分矢量)共同作用的效果相同,就可以用這一個(gè)矢量代替那幾個(gè)矢量,也可以用那幾個(gè)矢量代替這一個(gè)矢量,而不改變原來的作用效果。f1f2fof1f2fo 由三角形定則還可以得到一個(gè)有用的推論:如果n個(gè)力首尾相接組成一個(gè)封閉多邊形,則這n個(gè)力的合力為零。
8、 在分析同一個(gè)問題時(shí),合矢量和分矢量不能同時(shí)使用。也就是說,在分析問題時(shí),考慮了合矢量就不能再考慮分矢量;考慮了分矢量就不能再考慮合矢量。 矢量的合成分解,一定要認(rèn)真作圖。在用平行四邊形定則時(shí),分矢量和合矢量要畫成帶箭頭的實(shí)線,平行四邊形的另外兩個(gè)邊必須畫成虛線。 各個(gè)矢量的大小和方向一定要畫得合理。在應(yīng)用正交分解時(shí),兩個(gè)分矢量和合矢量的夾角一定要分清哪個(gè)是大銳角,哪個(gè)是小銳角,不可隨意畫成45。(當(dāng)題目規(guī)定為45時(shí)除外) (b)過河問題v2v1 如右圖所示,若用v1表示水速,v2表示船速,則:過河時(shí)間僅由v2的垂直于岸的分量v決定,即,與v1無關(guān),所以當(dāng)v2 岸時(shí),過河所用時(shí)間最短,最短時(shí)間
9、為也與v1無關(guān)。 v1v2v過河路程由實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的方向決定,當(dāng)v1v2時(shí),最短路程為d ;當(dāng)v1v2時(shí),最短路程程為(如右圖所示)。8. 共點(diǎn)力作用下物體的平衡(1)共點(diǎn)力:幾個(gè)力作用于物體的同一點(diǎn),或它們的作用線交于同一點(diǎn)(該點(diǎn)不一定在物體上),這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力。(2)共點(diǎn)力的平衡條件: 在共點(diǎn)力作用下物體的平衡條件是合力為零。(3)判定定理:物體在三個(gè)互不平行的力的作用下處于平衡,則這三個(gè)力必為共點(diǎn)力。(表示這三個(gè)力的矢量首尾相接,恰能組成一個(gè)封閉三角形)(4)解題途徑: 當(dāng)物體在兩個(gè)共點(diǎn)力作用下平衡時(shí),這兩個(gè)力一定等值反向;當(dāng)物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下平衡時(shí),往往采用平行四邊形定則或三角形
10、定則;當(dāng)物體在四個(gè)或四個(gè)以上共點(diǎn)力作用下平衡時(shí),往往采用正交分解法。abva三、 牛頓運(yùn)動(dòng)定律1. 牛頓第一定律(a)一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。(慣性定律)力不是維持物體速度的原因,而是改變物體速度的原因;力是使物體產(chǎn)生加速度的原因;質(zhì)量是物體慣性大小的量度。2. 牛頓第二定律(b)物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比。加速度的方向跟引起這個(gè)加速度的力的方向相同。 f合=ma。3. 牛頓第三定律(b)兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上。(1) 區(qū)分一對作用力反作用力和一對平衡力一對作用力反作用力和一
11、對平衡力的共同點(diǎn)有:大小相等、方向相反、作用在同一條直線上。不同點(diǎn)有:作用力反作用力作用在兩個(gè)不同物體上,而平衡力作用在同一個(gè)物體上;作用力反作用力一定是同種性質(zhì)的力,而平衡力可能是不同性質(zhì)的力;作用力反作用力一定是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失的,而平衡力中的一個(gè)消失后,另一個(gè)可能仍然存在。若f為物體受的合外力,那么a表示物體的實(shí)際加速度;若f為物體受的某一個(gè)方向上的所有力的合力,那么a表示物體在該方向上的分加速度;若f為物體受的若干力中的某一個(gè)力,那么a僅表示該力產(chǎn)生的加速度,不是物體的實(shí)際加速度。(c) 運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解題的思路是:(1) 明確研究對象-可以以某一個(gè)物體為對象,也可以以幾個(gè)物體組成的
12、質(zhì)點(diǎn)組為對象。(2) 對選取的研究對象進(jìn)行受力分析并正確畫出物體的受力示意圖(3) 用平行四邊形定則或正交分解法求出合力(4) 運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立方程(5) 解方程。vfaa b (d) 連接體(質(zhì)點(diǎn)組)-在應(yīng)用牛頓第二定律解題時(shí),有時(shí)為了方便,可以取一組物體(一組質(zhì)點(diǎn))為研究對象。這一組物體一般具有相同的速度和加速度,但也可以有不同的速度和加速度。以質(zhì)點(diǎn)組為研究對象的好處是可以不考慮組內(nèi)各物體間的相互作用,這往往給解題帶來很大方便。使解題過程簡單明了。4. 超重與失重:超重:f支g a= f支g / m 0 豎真向上 失重:f支g a= f支g / m 0 豎直向下 超重:v , a 向上
13、加速; v a 向下減速; 失重:v a 向上減速; v a 向下加速四、 曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力1. 曲線運(yùn)動(dòng)(a)曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的,質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度的方向是在曲線的這一點(diǎn)的切線方向。2. 曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向(a)與運(yùn)動(dòng)物體所受合力的方向不在同一直線上;加速度的方向跟他的速度方向也不在同一直線上。3. 運(yùn)動(dòng)的合成和分解(a)4. 平拋運(yùn)動(dòng)(b)平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。 平拋物體在t秒末時(shí)的水平分速度vx和豎直分速度vy分別為vx=v0,vy=gtv0vtvxvyhss/求出合速度的大小和方向 角 v= tan=位移公式:x
14、=v0t y=gt2求出合位移的大小和方向 角 s= tan=(c)平拋物體任意時(shí)刻瞬時(shí)時(shí)速度方向的反向延長線與初速度延長線的交點(diǎn)到拋出點(diǎn)的距離 都等于水平位移的一半。證明:設(shè)時(shí)間t內(nèi)物體的水平位移為s,豎直位移為h,則末速度的水平分量vx=v0=s/t,而豎直分量vy=2h/t, , 所以有5. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)(a)速度方向時(shí)刻改變,大小不變(1) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),而不是勻速運(yùn)動(dòng),是變加速運(yùn)動(dòng),而不是勻加速運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榫€速度方向時(shí)刻在變化,向心加速度方向時(shí)刻沿半徑指向圓心,時(shí)刻變化。(2) 速圓周運(yùn)動(dòng)中,角速度、周期t、轉(zhuǎn)速n、速率、動(dòng)能是不變的物理量。線速度v、加速度a、合外力f、動(dòng)量
15、p是不斷變化的物理量。凡是直接用皮帶傳動(dòng)(包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng))的兩個(gè)輪子,兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等;凡是同一個(gè)輪軸上(各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng))的各點(diǎn)角速度相等(軸上的點(diǎn)除外)。(b)豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)處的受力特點(diǎn)及分類 這類問題的特點(diǎn)是:由于機(jī)械能守恒,物體做圓周運(yùn)動(dòng)的速率時(shí)刻在改變,物體在最高點(diǎn)處的速率最小,在最低點(diǎn)處的速率最大。物體在最低點(diǎn)處向心力向上,而重力向下,所以彈力必然向上且大于重力;而在最高點(diǎn)處,向心力向下,重力也向下,所以彈力的方向就不能確定了,要分三種情況進(jìn)行討論。繩fggf彈力只可能向下,如繩拉球。這種情況下有 即,否則不能通過最高點(diǎn)。彈力只可能向上,如車
16、過橋。在這種情況下有:,否則車將離開橋面,做平拋運(yùn)動(dòng)。彈力既可能向上又可能向下,如管內(nèi)轉(zhuǎn)(或桿連球、環(huán)穿珠)。這種情況下,速度大小v可以取任意值。但可以進(jìn)一步討論:當(dāng)時(shí)物體受到的彈力必然是向下的;當(dāng)時(shí)物體受到的彈力必然是向上的;當(dāng)時(shí)物體受到的彈力恰好為零。當(dāng)彈力大小fmg時(shí),向心力只有一解:f +mg;當(dāng)彈力f=mg時(shí),向心力等于零。6. 線速度、角速度和周期(b)線速度:,方向在圓周該點(diǎn)的切線方向上。角速度:,rad/s周期:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間。關(guān)系: =2n v=2rn7. 向心加速度(a), a=2r=v方向總與運(yùn)動(dòng)方向垂直。8. 向心力(b), fn=ma=m2r=
17、m=m=mv 方向總與運(yùn)動(dòng)方向垂直。9. 萬有引力定律(a),適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)、一個(gè)質(zhì)點(diǎn)和一個(gè)均勻球、兩個(gè)均勻球。 g= ma=m2r=m=m = a=g v= = t=2 (b)(1)用萬有引力定律求中心星球的質(zhì)量和密度當(dāng)一個(gè)星球繞另一個(gè)星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),設(shè)中心星球質(zhì)量為m,半徑為r,環(huán)繞星球質(zhì)量為m,線速度為v,公轉(zhuǎn)周期為t,兩星球相距r,由萬有引力定律有:,可得出(c) 萬有引力和重力的關(guān)系: 一般的星球都在不停地自轉(zhuǎn),星球表面的物體隨星球自轉(zhuǎn)需要向心力,因此星球表面上的物體所受的萬有引力有兩個(gè)作用效果:一個(gè)是重力,一個(gè)是向心力。星球表面的物體所受的萬有引力的一個(gè)分力是重力,另一個(gè)分力
18、是使該物體隨星球自轉(zhuǎn)所需的向心力。即10. 人造衛(wèi)星(只討論繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星)和星球表面上的物體不同,人造衛(wèi)星所受的萬有引力只有一個(gè)作用效果,就是使它繞星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),因此萬有引力等于向心力。又由于我們定義重力是由于地球的吸引而使物體受到的力,因此可以認(rèn)為對衛(wèi)星而言,人造衛(wèi)星的線速度和周期。人造衛(wèi)星的向心力是由地球?qū)λ娜f有引力提供的,因此有:,由此可得到兩個(gè)重要的結(jié)論:和??梢钥闯?,人造衛(wèi)星的軌道半徑r、線速度大小v和周期t是一一對應(yīng)的,其中一個(gè)量確定后,另外兩個(gè)量也就唯一確定了。離地面越高的人造衛(wèi)星,線速度越小而周期越大。近地衛(wèi)星。近地衛(wèi)星的軌道半徑r可以近似地認(rèn)為等于地
19、球半徑r,又因?yàn)榈孛娓浇?,所以有。它們分別是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星的最大線速度和最小周期。同步衛(wèi)星?!巴健钡暮x就是和地球保持相對靜止(又叫靜止軌道衛(wèi)星),所以其周期等于地球自轉(zhuǎn)周期,既t=24h,根據(jù)可知其軌道半徑是唯一確定的,經(jīng)過計(jì)算可求得同步衛(wèi)星離地面的高度為h=3.6107m5.6r地(三萬六千千米),而且該軌道必須在地球赤道的正上方,衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)方向必須是由西向東。10. 宇宙速度(a)第一宇宙速度7.9km/s;第二宇宙速度11.2km/s;第三宇宙速度16.7km/s。五、 機(jī)械振動(dòng)1. 簡諧運(yùn)動(dòng)(a)物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比,并且總指向平衡位置的回復(fù)力的作用
20、下的振動(dòng)。(x位移)位移指的是由平衡位置指向定點(diǎn)的有向線段。由定義知:fx,方向相反。由牛頓第二定律知:fa,方向相同。由以上兩條可知:ax,方向相反。v和x、f、a之間的關(guān)系最復(fù)雜:當(dāng)v、a同向(即 v、 f同向,也就是v、x反向)時(shí)v一定增大;當(dāng)v、a反向(即 v、 f反向,也就是v、x同向)時(shí),v一定減小。2. 簡諧運(yùn)動(dòng)的振幅、周期和頻率(a)振幅:振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離;。3. 簡諧運(yùn)動(dòng)的振動(dòng)圖像(a)振動(dòng)圖象表示同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的位移; 振動(dòng)圖象的橫坐標(biāo)表示時(shí)間;從振動(dòng)圖象上可以讀出振幅和周期. 介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是簡諧運(yùn)動(dòng)(是一種變加速運(yùn)動(dòng))任何一個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)在一個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過的
21、路程都是4a,在半個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過的路程都是2a,但在四分之一個(gè)周期內(nèi)經(jīng)過的路程就不一定是a了4. 單擺(a);(與擺球質(zhì)量、振幅無關(guān))。5. 受迫振動(dòng)與共振(1)受迫振動(dòng):物體在驅(qū)動(dòng)力(既周期性外力)作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng)。a.物體做受迫振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,與物體的固有頻率無關(guān)。b.物體做受迫振動(dòng)的振幅由驅(qū)動(dòng)力頻率和物體的固有頻率共同決定:兩者越接近,受迫振動(dòng)的振幅越大,兩者相差越大受迫振動(dòng)的振幅越小。(2)共振:當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率跟物體的固有頻率相等時(shí),受迫振動(dòng)的振幅最大,這種現(xiàn)象叫共振。 要求會(huì)用共振解釋現(xiàn)象,知道什么情況下要利用共振,什么情況下要防止共振。利用共振的有:共振篩、轉(zhuǎn)速計(jì)、
22、微波爐、打夯機(jī)、跳板跳水、打秋千防止共振的有:機(jī)床底座、航海、軍隊(duì)過橋、高層建筑、火車車廂六、 機(jī)械能1. 功(b) ;力使物體所做的功,等于力的大小、位移的大小、離合位移的夾角的余弦這三者的乘積。當(dāng)時(shí)f做正功,當(dāng)時(shí)f不做功,當(dāng)時(shí)f做負(fù)功。2. 功率(a)(用來求平均功率); p=fvcos(v為平均速度,則p為平均功率;v為即時(shí)速度, 則p為即時(shí)功率)汽車的兩種加速問題。汽車從靜止開始沿水平面加速運(yùn)動(dòng)時(shí),有兩種不同的加速過程,但分析時(shí)采用的基本公式都是p=fv和f-f = ma恒定功率的加速。由公式p=fv和f-f=ma知,由于p恒定,隨著v的增大,f必將減小,a也必將減小,汽車做加速度不斷
23、減小的加速運(yùn)動(dòng),直到f=f,a=0,這時(shí)v達(dá)到最大值??梢姾愣üβ实募铀僖欢ú皇莿蚣铀佟_@種加速過程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用w=pt計(jì)算,不能用w=fs計(jì)算(因?yàn)閒為變力)。恒定牽引力的加速。由公式p=fv和f-f=ma知,由于f恒定,所以a恒定,汽車做勻加速運(yùn)動(dòng),而隨著v的增大,p也將不斷增大,直到p達(dá)到額定功率pm,功率不能再增大了。這時(shí)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束,其最大速度為,此后汽車要想繼續(xù)加速就只能做恒定功率的變加速運(yùn)動(dòng)了??梢姾愣恳Φ募铀贂r(shí)功率一定不恒定。這種加速過程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用w=fs計(jì)算,不能用w=pt計(jì)算(因?yàn)閜為變功率)。 要注意兩種加速運(yùn)動(dòng)過程的最大速度的區(qū)別。3. 動(dòng)能(a)4
24、. 動(dòng)能定理(b); 合外力對物體做的功等于物體動(dòng)能的增量,其方程為:w=ek=m-m動(dòng)能定理只管初態(tài)和末態(tài),不必詳細(xì)推究過程。尤其是在受變力或做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),應(yīng)用起來較牛頓定律方便。式中合外力對物體所做的功等于每一個(gè)外力對物體所做功的代數(shù)和。功和動(dòng)能都是標(biāo)量,動(dòng)能定理表達(dá)式是一個(gè)標(biāo)量式,不能在某一個(gè)方向上應(yīng)用動(dòng)能定理。(c) 應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟:確定研究對象和研究過程。和動(dòng)量定理不同,動(dòng)能定理的研究對象只能是單個(gè)物體,如果是系統(tǒng),那么系統(tǒng)內(nèi)的物體間不能有相對運(yùn)動(dòng)。(原因是:系統(tǒng)內(nèi)所有內(nèi)力的總沖量一定是零,而系統(tǒng)內(nèi)所有內(nèi)力做的總 功不一定是零)。對研究對象進(jìn)行受力分析。(研究對象以外的物體施
25、于研究對象的力都要分析,含重力)。寫出該過程中合外力做的功,或分別寫出各個(gè)力做的功(注意功的正負(fù))。如果研究過程中物體受力情況有變化,要分別寫出該力在各個(gè)階段做的功。寫出物體的初、末動(dòng)能。按照動(dòng)能定理列式求解。5. 重力勢能(b)6. 重力做功與重力勢能改變的關(guān)系(b)= mgh2-mgh17. 機(jī)械能守恒定律(b)(1)在只有重力和彈力做功的情況下,物體的動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化,而物體機(jī)械能的總量保持不變(2)如果沒有摩擦和介質(zhì)阻力,物體只發(fā)生動(dòng)能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化時(shí),機(jī)械能的總量保持不變。(c) 解題步驟:確定研究對象和研究過程。判斷機(jī)械能是否守恒。選定一種表達(dá)式,列式求解。8. 功能關(guān)系做
26、功的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程,功是能的轉(zhuǎn)化的量度。物體動(dòng)能的增量由外力做的總功來量度:w外=ek,這就是動(dòng)能定理。物體重力勢能的增量由重力做的功來量度:wg= -ep,這就是勢能定理。物體機(jī)械能的增量由重力以外的其他力做的功來量度:w其=e機(jī),(w其表示除重力以外的其它力做的功),這就是機(jī)械能定理。當(dāng)w其=0時(shí),說明只有重力做功,所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。一對互為作用力反作用力的摩擦力做的總功,用來量度該過程系統(tǒng)由于摩擦而減小的機(jī)械能,也就是系統(tǒng)增加的內(nèi)能。f d=q(d為這兩個(gè)物體間相對移動(dòng)的路程)。七、 分子熱運(yùn)動(dòng) 能量守恒1. 阿伏伽德羅常數(shù)(a) 2. 分子質(zhì)量 分子體積 一摩爾物質(zhì)的體積 m
27、ol/一個(gè)分子占據(jù)的體積 m / 1m3體積所含分子數(shù) /3. 油膜法測分子直徑:,注意計(jì)算時(shí)單位要統(tǒng)一。分子直徑數(shù)量級(jí):1010米 4. 擴(kuò)散現(xiàn)象:相互接觸的物質(zhì)的分子互相進(jìn)入對方的現(xiàn)象。溫度越高,擴(kuò)散越快。5. 分子動(dòng)理論簡介(a)物體是由大量分子組成的,分子永不停息的作物規(guī)則運(yùn)動(dòng),分子之間存在著相互作用力。6. 分子間存在相互作用力:(1)分子間引力和斥力同時(shí)存在 (2)分子力是引力和斥力的合力 (3)f引、f斥隨r增大而減小, 但f斥減小更快 (4)當(dāng)rr0時(shí),f引f斥,分子力f分0 (5)rr0,f分顯示為引力;r10r0,分07. 布朗運(yùn)動(dòng)注意點(diǎn):液體分子永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生
28、布朗運(yùn)動(dòng)的原因;懸浮在液體中的顆粒越小,布朗運(yùn)動(dòng)越明顯。液體溫度越高,布朗運(yùn)動(dòng)越激烈8. 物體的內(nèi)能(a)物體中所有分子做熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和,叫做物體的熱力學(xué)能,也叫內(nèi)能。溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。9. 物體內(nèi)能(a)(1)分子動(dòng)能:分子因熱運(yùn)動(dòng)而具有的能量,同溫度下各分子的分子動(dòng)能k 不同,分子動(dòng)能的平均值僅和溫度有關(guān)。 (2)分子勢能:分子間因有相互作用力而具有的、由它們相對位置決定的能量,r0時(shí),rp。0時(shí),p最低,p隨物體的變化而變化。(3)物體內(nèi)能:物體內(nèi)所有分子的k 和p 總和,物體的內(nèi)能與溫度和體積 及摩爾數(shù)有關(guān)。(4)物體內(nèi)能的改變:做功:實(shí)質(zhì)上是其它形式
29、的能和內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化;熱傳遞:實(shí)質(zhì)上是各物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。10. 熱力學(xué)第一定律(a)外界對物體所做的功w, 加上物體從外界吸收的熱量q等于物體內(nèi)能的增加。凡是使物體得到能量(如外界對物體做功、吸熱),則取正號(hào);凡是使物體失去能量(如物體對外界做功、放熱),則取負(fù)號(hào)。11. 能量守恒定律(b)能量不會(huì)憑空產(chǎn)生,也不會(huì)憑空消失,它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其總量不變。“偉大的運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律”,19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一12. 熱力學(xué)第二定律(a)表述一:熱量能自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體,但不會(huì)自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體,即熱傳導(dǎo)具有方向性
30、。表述二:機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,而內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能且不引起其他變化,即機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化具有方向性。因此第二類永動(dòng)機(jī)不能實(shí)現(xiàn)。注意:第一類永動(dòng)機(jī)違背了能量守恒定律。第二類永動(dòng)機(jī)并未違背能量守恒定律。13. 永動(dòng)機(jī)不可能。 熱力學(xué)第三定律結(jié)論:絕對零度不可能達(dá)到。 熱力學(xué)溫度:八、 固體、液體和氣體1. 氣體的體積、壓強(qiáng)、溫度間的關(guān)系(a) (恒量) 2. 氣體分子運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):氣體分子之間有很大的空隙,可以自由地運(yùn)動(dòng)。氣體分子運(yùn)動(dòng)的速率很大。3. 氣體壓強(qiáng),指的就是氣體對于容器器壁的壓強(qiáng)。大量氣體分子不斷地撞擊容器壁,對容器壁產(chǎn)生一定的壓力。九、 電場1. 元電荷(a)電子和質(zhì)子帶有
31、等量的一種電荷,電荷量。所有帶電體的電荷量或者等于電荷量,或者是電荷量的整數(shù)倍。因此,電荷量稱為元電荷。2. 電荷守恒(a)電荷既不能創(chuàng)造,也不能消滅,只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在轉(zhuǎn)移的過程中,電荷的總量不變。這個(gè)結(jié)論叫做電荷守恒定律。3. 電荷間的相互作用力(a)靜電力,庫侖力 ()4. 電場(a)電場的基本形式是他對放入其中的電荷有力的作用,這種力叫做電場力。電場和磁場雖由分子、原子組成的物質(zhì)不同,但他們是客觀存在的一種特殊物質(zhì)形態(tài)。5. 電場強(qiáng)度(b)(單位:伏特每米,符號(hào)v/m;1n/c=1v/m)電場強(qiáng)度是矢量,電場中某點(diǎn)的場強(qiáng)的方向跟正電荷在
32、該點(diǎn)所受的電場力的方向相同。點(diǎn)電荷q形成的電場中。這是電場強(qiáng)度的定義式,適用于任何電場。其中的q為試探電荷(以前稱為檢驗(yàn)電荷),是電荷量很小的點(diǎn)電荷(可正可負(fù))。電場強(qiáng)度是矢量,規(guī)定其方向與正電荷在該點(diǎn)受的電場力方向相同。6. 電場線(a)電場線從正極出發(fā)到負(fù)極終止。 電場線越密的地方,場強(qiáng)越大;電場線越稀的地方,場強(qiáng)越小。7. 勻強(qiáng)電場(a)場強(qiáng)的大小和方向都相同。勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)公式是:,其中d是沿電場線方向上的距離。8. 電勢差(b)電荷在電場中移動(dòng)時(shí),電場力做功,同一電荷從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí),電場力做功越多,就說這兩點(diǎn)間的電勢差越大。,(單位:伏特,符號(hào)v,1v=1j/c) 正點(diǎn)電荷周圍
33、電勢大于零;負(fù)點(diǎn)電荷周圍電勢小于零。 9. 電勢(a)電場中某點(diǎn)的電勢,等于單位正電荷由該點(diǎn)移動(dòng)到參考點(diǎn)(零電勢點(diǎn))時(shí)電場力所做的功。沿電場線的方向,電勢越來越低。電勢只有大小沒有方向,是標(biāo)量。10. 等勢面:電場線跟等勢面垂直,并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面。11. 電勢能:電場力做正功,則電勢能減?。浑妶隽ψ鲐?fù)功,則電勢能增加。w電=uq。根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度,有e=-w電,即電勢能的增量等于電場力做功的負(fù)值。12. 電容器的電容(a)(單位:法拉f),平行板電容器(靜電力常量)是由電容器本身的性質(zhì)(導(dǎo)體大小、形狀、相對位置及電介質(zhì))決定的。13. 在電場中移動(dòng)電荷電場力做的功:
34、 在電場中移動(dòng)電荷電場力做的功w=qu,只與始末位置的電勢差有關(guān)。在只有電場力做功的情況下,電場力做功的過程是電勢能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化的過程。w= -e=ek。 無論對正電荷還是負(fù)電荷,只要電場力做功,電勢能就減小;克服電場力做功,電勢能就增大。 正電荷在電勢高處電勢能大;負(fù)電荷在電勢高處電勢能小。 利用公式w=qu進(jìn)行計(jì)算時(shí),各量都取絕對值,功的正負(fù)由電荷的正負(fù)和移動(dòng)的方向判定。 每道題都應(yīng)該畫出示意圖,抓住電場線這個(gè)關(guān)鍵。(電場線能表示電場強(qiáng)度的大小和方向,能表示電勢降低的方向。有了這個(gè)直觀的示意圖,可以很方便地判定點(diǎn)電荷在電場中受力、做功、電勢能變化等情況。)14. 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng):
35、 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加速一般情況下帶電粒子所受的電場力遠(yuǎn)大于重力,所以可以認(rèn)為只有電場力做功。由動(dòng)能定理w=qu=ek,此式與電場是否勻強(qiáng)無關(guān),與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、軌跡形狀也無關(guān)。15. 電勢與電勢差的區(qū)別與聯(lián)系區(qū)別:(1)電勢具有相對性,與零勢點(diǎn)的選取有關(guān),而電勢差與零勢點(diǎn)的選取無關(guān),具有實(shí)際意義;(2)電勢決定了電荷在電場中的電勢能,而電荷在電場中移動(dòng),電場力所做的功由電勢差具體確定:(即電勢能的改變量)。聯(lián)系:(1)電勢與電勢差都是反映電場本身的性質(zhì)(能的性質(zhì))的物理量,與檢驗(yàn)電荷無關(guān);(2)電勢與電勢差都是標(biāo)量;數(shù)值都有正負(fù);單位相同。(3),。16. 電場強(qiáng)度與電勢的關(guān)系與區(qū)別
36、 電場線與等勢面均是描述電場基本形態(tài)的人為工具,它們是互相垂直的。無論什么電場沿電場線方向電勢必是逐漸降低的,且是電勢降落最快的方向。沿等勢面移動(dòng)電荷,因?yàn)殡妶隽偸桥c電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直的,故電場力總不做功。電場強(qiáng)度與電勢是兩個(gè)不同的物理量,在同一電場中場強(qiáng)為零的點(diǎn),電勢不一定為零,而電勢為零的點(diǎn),場強(qiáng)也不一定為零。同一電場中,場強(qiáng)越大的地方電勢不一定越高,電勢越高的地方場強(qiáng)也不一定越大;電勢相等的點(diǎn),場強(qiáng)不一定相等,場強(qiáng)相等的點(diǎn),電勢也不一定相等。十、 恒定電流1. 歐姆定律(a)(電流單位:安培,符號(hào)a;電阻單位:歐姆,符號(hào))io u o iu1 2 1 2r1r2電流的定義式:,適用于任何
37、電荷的定向移動(dòng)形成的電流。(適用于金屬導(dǎo)體和電解液,不適用于氣體導(dǎo)電)。電阻的伏安特 性曲線:注意i-u曲線和u-i曲線的區(qū)別。還要注意:當(dāng)考慮到電阻率隨溫度的變化時(shí),電阻的伏安特性曲線不再是過原點(diǎn)的直線。計(jì)算電流,除了用外,還經(jīng)常用并聯(lián)電路總電流和分電流的關(guān)系:i=i1+i2計(jì)算電壓,除了用u=ir外,還經(jīng)常用串聯(lián)電路總電壓和分電壓的關(guān)系:u=u1+u2計(jì)算電功率,無論串聯(lián)、并聯(lián)還是混聯(lián),總功率都等于各電阻功率之和:p=p1+p2對純電阻,電功率的計(jì)算有多種方法:p=ui=i 2r=2. 電功就是電場力做的功:3. 電功率:4. 焦耳定律:5. 熱功率:6. 閉合電路的歐姆定律(b)研究閉合
38、電路,主要物理量有e、r、r、i、u,前兩個(gè)是常量,后三個(gè)是變量。(r外電阻,r內(nèi)電阻)u=e-ir(u、i間關(guān)系)從式看出:當(dāng)外電路斷開時(shí)(i = 0),路端電壓等于電動(dòng)勢。而這時(shí)用電壓表去測量時(shí),讀數(shù)卻應(yīng)該略小于電動(dòng)勢(有微弱電流)。當(dāng)外電路短路時(shí)(r = 0,因而u = 0)電流最大為im=e/r(一般不允許出現(xiàn)這種情況,會(huì)把電源燒壞)。7. 路端電壓與負(fù)載的關(guān)系(a)外電路的電勢降落,也就是外電路兩端的電壓,通常叫做路端電壓。r1r2r3r4e r閉合電路中只要有一只電阻的阻值發(fā)生變化,就會(huì)影響整個(gè)電路,使總電路和每一部分的電流、電壓都發(fā)生變化。討論依據(jù)是:閉合電路歐姆定律、部分電路歐
39、姆定律、串聯(lián)電路的電壓關(guān)系、并聯(lián)電路的電流關(guān)系。以右圖電路為例:設(shè)r1增大,總電阻一定增大;由,i一定減??;由u=e-ir,u一定增大;因此u4、i4一定增大;由i3= i-i4,i3、u3一定減?。挥蓇2=u-u3,u2、i2一定增大;由i1=i3 -i2,i1一定減小??偨Y(jié)規(guī)律如下:uo ieu0 m(i0,u0)b ani0 im總電路上r增大時(shí)總電流i減小,路端電壓u增大;變化電阻本身和總電路變化規(guī)律相同;和變化電阻有串聯(lián)關(guān)系(通過變化電阻的電流也通過該電阻)的看電流(即總電流減小時(shí),該電阻的電流、電壓都減小);和變化電阻有并聯(lián)關(guān)系的(通過變化電阻的電流不通過該電阻)看電壓(即路端電壓
40、增大時(shí),該電阻的電流、電壓都增大)。8. 閉合電路的u-i圖象。右圖中a為電源的u-i圖象;b為外電阻的u-i圖象;兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入電路時(shí)電路的總電流和路端電壓;該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示輸出功率;a的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大?。?b的斜率的絕對值表示外電阻的大??;當(dāng)兩個(gè)斜率相等時(shí)(即內(nèi)、外電阻相等時(shí)圖中矩形面積最大,即輸出功率最大(可以看出當(dāng)時(shí)路端電壓是電動(dòng)勢的一半,電流是最大電流的一半)。a bpa1 a a2e r9. 滑動(dòng)變阻器的兩種特殊接法。 右圖電路中,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭p從a端滑向b端的過程中,到達(dá)中點(diǎn)位置時(shí)外電阻最大,總電流最小。所以電流表a的示數(shù)先減小后增大
41、;可以證明:a1的示數(shù)一直減小,而a2的示數(shù)一直增大。rxa bupiixi /r 右圖電路中,設(shè)路端電壓u不變。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭p從a端滑向b端的過程中,總電阻逐漸減??;總電流i逐漸增大;rx兩端的電壓逐漸增大,電流ix也逐漸增大(這是實(shí)驗(yàn)中常用的分壓電路的原理);滑動(dòng)變阻器r左半部的電流i / 先減小后增大。10. 半導(dǎo)體及其應(yīng)用(a)半導(dǎo)體的電阻隨溫度的降低而增大。11. 超導(dǎo)及其應(yīng)用(a)有些物質(zhì)當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時(shí),它們的電阻率會(huì)突然減小到零,這種現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象。十一、 磁場 磁極周圍有磁場。變化的電場在周圍空間產(chǎn)生磁場(麥克斯韋)。1. 電流的磁場(a)電流周圍有磁場
42、(奧斯特)。(不等于說所有磁場都是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的。)2. 磁感應(yīng)強(qiáng)度(a)在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線,所受的安培力f跟電流i和導(dǎo)線長度l的乘積il的比值叫做磁感應(yīng)強(qiáng)度。(單位:特斯拉,符號(hào)t)1t=1n/(am)=1kg/(as2) 磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量。3. 磁感線(a)外部磁感線從北極出發(fā),進(jìn)入南極(北出南入)。內(nèi)部磁感線從南極出發(fā),進(jìn)入北極。4. 地磁場的分布大致上就像一個(gè)條形磁鐵外面的磁場。它的磁感應(yīng)強(qiáng)度約為510-5t。5. 安培定則(a)右手螺旋定則:對直導(dǎo)線,四指指磁感線方向;對環(huán)行電流,大拇指指中心軸線上的磁感線方向;對長直螺線管大拇指指螺線管內(nèi)部的磁感線方向。6. 磁性材
43、料(a)分類:順磁性物質(zhì)、抗磁性物質(zhì)、鐵磁性物質(zhì)(根據(jù)物質(zhì)在外磁場中表現(xiàn)出的特性)金屬磁性材料、鐵氧體(按化學(xué)成分)7. 分子電流假說(a)在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流分子電流,分子電流是每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體,它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。(磁鐵的磁場和電流的磁場一樣,都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。)(不等于說所有磁場都是由運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生的。)8. 安培力的大?。╝)(當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向垂直時(shí),電流所受的安培力最大;當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場方向一致時(shí),電流所受的安培力為零。)(用于勻強(qiáng)磁場或短通電導(dǎo)線)9. 安培力方向的判定: (1)左手定則(b)伸開左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并
44、且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向電源方向,那么,大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。(2) 用“同性相斥,異性相吸”(只適用于磁鐵之間或磁體位于螺線管外部時(shí))。用“同向電流相吸,反向電流相斥”(反映了磁現(xiàn)象的電本質(zhì))??梢园褩l形磁鐵等效為長直螺線管(不要把長直螺線管等效為條形磁鐵)。只要兩導(dǎo)線不是互相垂直的,都可以用“同向電流相吸,反向電流相斥”判定相互作用的磁場力的方向;當(dāng)兩導(dǎo)線互相垂直時(shí),用左手定則判定。10. 洛倫茲力(a)運(yùn)動(dòng)電荷受到磁場的作用力。判斷洛倫茲力的方向用左手定則:伸開左手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,且處于
45、同一平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,并使伸開的四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向,那么,大拇指所指的方向就是正電荷所受的洛倫茲力的方向。十二、 電磁感應(yīng)1. 磁通量(a)(單位:韋伯,符號(hào)wb)是標(biāo)量,但是有方向(進(jìn)該面或出該面)。1wb=1tm2=1vs=1kgm2/(as2) . 當(dāng)b與s的夾角為時(shí),有=bssin。2. 電磁感應(yīng):不論用什么辦法,只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,閉合電路就有電流產(chǎn)生。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。3. 法拉第電磁感應(yīng)定律(a)電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小,就跟穿過這一電路的磁通量的變化快慢有關(guān)。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律:
46、n:線圈匝數(shù)4. 導(dǎo)體切割磁感線時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(a)5. 右手定則(b)伸開右手,使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線垂直從手心進(jìn)入,大拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,其余四指指的就是感應(yīng)電流的方向。6. 感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流都是平均值。十三、 機(jī)械波1. 機(jī)械波(a)機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播,形成機(jī)械波。(1)分類:機(jī)械波可分為橫波和縱波兩種。a.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向垂直的叫橫波,(波谷、波峰)如:繩上波、水面波等。b.質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向和波的傳播方向平行的叫縱波,(密部、疏部)如:彈簧上的疏密波、聲波等。(2)機(jī)械波的傳播a.在同一種均勻介質(zhì)中機(jī)械波的傳播是勻速的。波速、波長
47、和頻率之間滿足公式:v=f。b.介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是在各自的平衡位置附近的簡諧運(yùn)動(dòng),是變加速運(yùn)動(dòng),介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移。c.機(jī)械波轉(zhuǎn)播的是振動(dòng)形式、能量和信息。d.機(jī)械波的頻率由波源決定,而傳播速度由介質(zhì)決定。(3)機(jī)械波的反射、折射、干涉、衍射一切波都能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射。特別是干涉、衍射,是波特有的性質(zhì)。a. 干涉。產(chǎn)生干涉的必要條件是:兩列波源的頻率必須相同。 需要說明的是:以上是發(fā)生干涉的必要條件,而不是充分條件。要發(fā)生干涉還要求兩列波的振動(dòng)方向相同(要上下振動(dòng)就都是上下振動(dòng),要左右振動(dòng)就都是左右振動(dòng)),還要求相差恒定。我們經(jīng)常列舉的干涉都是相差為零的,也就是同向的。如果兩個(gè)波源是
48、振動(dòng)是反向的,那么在干涉區(qū)域內(nèi)振動(dòng)加強(qiáng)和減弱的位置就正好顛倒過來了。 干涉區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)是振動(dòng)最強(qiáng)點(diǎn)還是振動(dòng)最弱點(diǎn)的充要條件: 最強(qiáng):該點(diǎn)到兩個(gè)波源的路程之差是波長的整數(shù)倍,即=n 最弱:該點(diǎn)到兩個(gè)波源的路程之差是半波長的奇數(shù)倍,即 根據(jù)以上分析,在穩(wěn)定的干涉區(qū)域內(nèi),振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)始終加強(qiáng);振動(dòng)減弱點(diǎn)始終減弱。 至于“波峰和波峰疊加得到振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)”,“波谷和波谷疊加也得到振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)”,“波峰和波谷疊加得到振動(dòng)減弱點(diǎn)”這些都只是充分條件,不是必要條件。b.衍射。發(fā)生明顯衍射的條件是:障礙物或孔的尺寸和波長可以相比或比波長小。c.波的獨(dú)立傳播原理和疊加原理。 獨(dú)立傳播原理:幾列波相遇時(shí),能夠保持各自的運(yùn)動(dòng)
49、狀態(tài)繼續(xù)傳播,不互相影響。 疊加原理:介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度都等于幾列波單獨(dú)轉(zhuǎn)播時(shí)引起的位移、速度、加速度的矢量和。波的獨(dú)立傳播原理和疊加原理并不矛盾。前者是描述波的性質(zhì):同時(shí)在同一介質(zhì)中傳播的幾列波都是獨(dú)立的。比如一個(gè)樂隊(duì)中各種樂器發(fā)出的聲波可以在空氣中同時(shí)向外傳播,我們?nèi)匀荒芊智迤渲懈鞣N樂器發(fā)出的不同聲波。后者是描述介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況:每個(gè)介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是各列波在該點(diǎn)引起的運(yùn)動(dòng)的矢量和。2. 波的圖象: 表示介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的位移; 波的圖象的橫坐標(biāo)表示距離;從波的圖象上可以讀出振幅和波長.波的圖象中,波的圖形、波的傳播方向、某一介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向,這三者中已知任意兩者,可以判定另一個(gè)。(口訣為“上坡下,下坡上” )波的傳播是勻速的, 在一個(gè)周期內(nèi),波形勻速向前推進(jìn)一個(gè)波長。n個(gè)周期波形
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