高中物理二级结论集
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高中物理二级结论集物理概念、规律和课本上的知识是“一级物理知识”,此外,有一些在做题时常常用到的物理关系或者做题的经验,叫做“二级结论”。
这是在一些常见的物理情景中,由基本规律和基本公式导出的推论,或者解决某类习题的经验,这些知识在做题时出现率非常高,如果能记住这些二级结论,那么在做填空题或者选择题时就可以直接使用。
在做论述、计算题时,虽然必须一步步列方程,不能直接引用二级结论,但是记得二级结论能预知结果,可以简化计算和提高思维起点,也是有用的。
一般地讲,做的题多了,细心的学生自然会熟悉并记住某些二级结论。
如果刻意加以整理、理解和记忆,那么二级结论就能发挥出更大的作用。
常说内行人“心中有数”,二级结论就是物理内行心中的“数”。
运用“二级结论”的风险是出现张冠李戴,提出两点建议:1每个“二级结论”都要熟悉它的推导过程,一则可以在做论述、计算题时顺利列出有关方程,二则可以在记不清楚时进行推导。
2 •记忆“二级结论”,要同时记清它的使用条件,避免错用。
一、静力学1. 几个力平衡,则一个力是与其它力合力平衡的力。
几个力平衡,仅其中一个力消失,其它力保持不变,则剩余力的合力是消失力的相反力。
几个力平衡,将这些力的图示按顺序首尾相接,形成闭合多边形。
2 .两个力的合力:F大'F小亠F合亠F大- F小三个大小相等的共点力平衡,力之间的夹角为1200o3 .研究对象的选取「整体法——分析系统外力;典型模型:几物体相对静止1隔离法——分析系统内力必须用隔离法(外力也可用隔离法)4 .重力一一考虑与否①力学:打击、碰撞、爆炸类问题中,可不考虑,但缓冲模型及其他必须考虑;②电磁学:基本粒子不考虑,但宏观带电体(液滴、小球、金属棒等)必须考虑重力。
5 .轻绳、轻杆、轻弹簧弹力(1)轻绳:滑轮模型与结点模型①滑轮模型一一轻绳跨过光滑滑轮(或光滑挂钩)等,则滑轮两侧的绳子是同一段绳子,而同一段绳中张力处处相等;②结点模型一一几段绳子打结于某一点,则这几段绳子中张力一般不相等。
(2)轻杆:铰链模型与杠杆模型①铰链模型一一轻杆,而且只有两端受力,则杆中弹力只沿杆的方向;②杠杆模型一一轻杆中间也受力,或者重杆(重力作用于重心),则杆中弹力一般不沿杆的方向,杆中弹力方向必须用平衡条件或动力学条件分析。
“杠杆模型”有一个变化,即插入墙中的杆或者被“焊接”在小车上的杆。
(3)轻弹簧:①弹簧中弹力处处相等,②若两端均被约束,则弹力不能突变;一旦出现自由端,弹力立即消失。
6. 物体沿斜面匀速下滑,则J = tan>。
7. 被动力分析1)被动力:弹力、静摩擦力(0乞f乞f max)(2)分析方法:①产生条件法一一先主动力,后被动力②假设法一一假设这个力存在,然后根据平衡或动力学条件计算:若算得为负,即这个力存在, 且方向与假设方向相反;若算得为零,则表示此力不存在。
、运动学1. 在描述运动时,在纯运动学问题中,可以任意选取参照物;在处理动力学问题(用运动定律求加速度、求功、算动量)时,只能以地为参照物。
2. 匀变速直线运动:用平均速度思考匀变速直线运动问题,总会带来方便:J X=V=V t—V1+V2S1+St P3. 匀变速直线运动:五个参量,知三才能求二。
X2、X3…,注意计数周期T与打点周期T0的关系②依据x m∙n- X m = n aT2,若是连续6段位移,则有:X5 - X2= 3aT2, X6 - X3= 3aT2(X6 X5 X4)-(X3 X2 X1)a —4 .匀变速直线运动,V0 = 0时:时间等分点:各时刻速度比:各时刻总位移比:各段时间内位移比:到达各分点时间比25 .自由落体:g取10m∕sn秒末速度(m∕s):n 秒末下落高度(m): 5、20、45、80、125 第n秒内下落高度(m): 5、15、25、35、456 .上抛运动:对称性:t上=t下,V上=V下,h22T纸带法求速度、加速度:S1 S2 _2TS^-SlX1、逐差法:①在纸带上标出X^X I= 3aT2,三式联立,得:9T24:3:4: 516: 251: 3: 5: 7: 9位移等分点:各时刻速度比: 1 : 2 :、3 :通过各段时间比1 : 、2 -1 :( • 3—2 ):10, 20, 30, 40, 502vm _2g位移中点的瞬时速度:Vt"2V S V t"2 "27•“刹车陷阱”,应先求滑行至速度为零即停止的时间t o ,确定了滑行时间t大于t o时,用V:=2as1 2或S=V o t/2 ,求滑行距离;若t小于t o时S=V o t at28追赶、相遇问题匀减速追匀速:恰能追上或恰好追不上V匀=V匀减V o=O的匀加速追匀速:V匀=V匀加时,两物体的间距最大S maX同时同地出发两物体相遇:位移相等,时间相等。
A与B相距△ s,A追上B:S A=S B+ △ s,相向运动相遇时:S A=S B+ △ S O9 •物体刚好滑到小车(木板)一端的临界条件是:物体滑到小车(木板)一端时与小车速度相等。
10 •绳(杆)连接:沿绳方向分速度相等一一将两个物体的实际速度沿绳、垂直绳方向分解。
11 •小船过河:⑴ 当船速大于水速时①船头的方向垂直于水流的方向时,所用时间最短,t=d∕v船沿角平分线滑下最快小球下落时间相等4 • 一起加速运动的物体系,若力是作用于m1上,则⑵当船速小于水速时②合速度垂直于河岸时,航程S最短S= d d为河宽①船头的方向垂直于水流的方向时,所用时间最短,t = d /V船②合速度不可能垂直于河岸,最短航程s = d V水V船三、牛顿运动定律1 •系统的牛顿第二定律厂工F X= m∣1a1χ + m2a2χ + m3a3χ(整体法——求系统外力)ΞF^m1a1y m2a2y m3a3y2 •沿粗糙水平面滑行的物体:沿光滑斜面下滑的物体:沿粗糙斜面下滑的物体3 •沿如图光滑斜面下滑的物体:a= μa= gsinα小球下落时间相等m1和m2的相互作用力为N= m2F与有无摩擦无关,平面,斜面,竖直方向都一样aam2 m1相对静止6 •下面几种物理模型,在临界情况下,a=gtan光滑,相对静止m1m2HF弹力为零7 •如图示物理模型,离分析刚好脱离时。
弹力为零,此时速度相等,加速度相等,最高点分离F在力F作用下匀加速运动&下列各模型中,速度最大时合力为零,速度为零时,I F、、>、之刖整体分析,之后[隔F在力F29.超重:a 方向竖直向上;(匀加速上升,匀减速下降)恒星密度可用贴地卫星的周期求出9.由贴地飞行的行星能求出恒星的密度GT失重:a 方向竖直向下;(匀减速上升,匀加速下降)四、圆周运动万有引力21.向心力公式:F =m-Rm 2 R = m^^^ R =m4二 2 f 2R = m vT 22 .在非匀速圆周运动中使用向心力公式的办法:沿半径方向的合力是向心力。
3 .竖直平面内的圆运动“绳”类:最高点最小速度gR ,最低点最小速度 5gR ,10.卫星因受阻力损失机械能:高度下降、速度反而增加、周期减小。
11. “黄金代换”:地面物体所受的重力等于引力, GM = gR 212. 在卫星里与重力有关的实验不能做。
13. 双星:弓I 力是双方的向心力,两星角速度相同,星与旋转中心的距离、星的线速度都跟星的质 量成反比。
14.第一宇宙速度(贴地飞行的速度,恒星的最小发射速度)要通过顶点,最小下滑高度 最高点与最低点的拉力差 绳端系小球,从水平位置无初速下摆到最低点:2.5R. 6mg.弹力3mg ,向心加速度2g"杆”:最高点最小速度O ,最低点最小速度4gR.=7.9km∕s,第二宇宙速度(脱离地球所需之起飞速度):v 2=11∙2km∕s 。
第三宇宙速度(飞离太阳系所需之起飞速度):v 3=16.7km∕s(V临='.gR )杆对小球为拉力 V > V临,V = V临, 杆对小球的作用力为零 V V V临,杆对小球为支持力15.开普勒三定律(1) 行星绕恒星沿椭圆轨道运动,恒星位于椭圆的一个焦点上。
(2)连接行星与恒星的矢径在相同时间内扫过相同的面积。
所以,近地点速度大而远地点速度小。
两处的速度与到地心的距离成反比。
(3)行星轨道的半长轴的三次方与运动周期的二次方成正比。
4 .地面重力加速g =GMr, g 与高度的关系:RGM 2(R + h )R 22g(R + h)5.解决万有引力问题的基本模式: 6 .人造卫星:"引力=向心力”,只选向心力公式。
ZGMm ,GMm ZGMm 16.弓I 力势能:E P,卫星动能 E k,卫星机械能E =-r2r2r同一卫星在半长轴为 a=R 的椭圆轨道上运动的机械能,等于半径为R 圆周轨道上的机械能。
五、功和能 速度V =J GM,周期T =2二「3,加速度a = GMGM r1.判断某力是否作功,做正功还是负功① F 与I 的夹角(恒力)② F 与V 的夹角(曲线运动的情况)③ 能量变化(两个相联系的物体作曲线运动的情况)高度大则速度小、周期大、加速度小。
同一轨道上各卫星速度、周期、 对于相同质量的卫星,高度越大动能越小、重力势能越大、机械能越大。
速率与半径的平方根成反比,周期与半径的平方根的三次方成正比。
由卫星的运动学参量永远求不出恒星的质量和所受的引力。
同步卫星轨道在赤道上空,h =5.6R , v=3.1km∕s 。
加速度相同。
7 .卫星变轨:V 2 V 1 V 4 V 3&恒星质量可用绕它做圆运动的行星或者卫星求出: MGT 2V 22 .求功的六种方法① W = F lcos α (恒力) 定义式② W = P t (变力,恒力) ③ W= △ EK (变力,恒力)④ W = △ E (除重力做功的变力,恒力)⑤图象法(变力,恒力) ⑥气体做功:W = P △ V ( P3 .动摩擦因数处处相同,克服摩擦力做功 4.功能关系功能原理气体的压强;W= μmgs(1) 合外力做功与动能变化的关系一一动能定理(2) 重力、弹簧弹力、电场力(保守力)做功与相关势能变化的关系一一势能定理(3) 除重力以外的其他外力做功与机械能变化的关系一一功能原理(4) 一对滑动摩擦力做功之和与生热的关系—— Q = f S相(5) 安培力做功与电能变化的关系。
电路•在非纯电阻电路中,电路消耗的电能W= UIt分为两部分,一大部分转化为其他形式的能;另一部分转化为内能Q= I2Rt.此时有W= UIt = E其它+Q,故Ult> I2Rt.此时电功只能用W= UIt计算,电热只能用Q= I2Rt计算.注:W= UIt算电功,Q = I2Rt算电热,适合任何电路,但W= Q只适合于纯电阻电路。