高一必修二典型物理模型与知识点归纳.doc
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1、.螄高中典型物理模型与重点知识归纳肁一.运动葿1.红蜡块与玻璃管模型莇 特征:水平方向的匀加速运动和竖直方向的匀速直线运动蒆 例题 如图所示,光滑水平桌面上,一小球以速度v向右匀速运动,当它经过靠近桌边的竖直木板ad边前方时,木板开始做自由落体运动。若木板开始运动时,cd边与桌面相齐,则小球在木板上的投影轨迹是( C) 肄蕿相当于向上的自由落体运动,小球在竖直方向的速度越来越大。螈此类轨迹问题应注意水平和竖直方向速度的变化,用轨迹分解速度比较好。羃2. 人通过滑轮拉物体的模型(速度关联问题)袃(1) 绳子牵引物体的运动中,物体实际在水平面上运动,这个运动就是合运动,所以物体在水平面上运动的速度
2、v物是合速度,将v物按如图所示进行分解虿其中:v=v物cos,使绳子收缩腿v=v物sin,使绳子绕定滑轮上的A点转动蚅所以v物=薁(2)求:当跨过B的两段绳子夹角为时A的运动速度v虿解法一:应用微元法莅设经过时间t,物体前进的位移s1=BB,如图所示。肃过B点作BEBD。莀当t0时,BDB极小,在EDB中,可以认为DE=BD。蝿在t时间内,人拉绳子的长度为s2=BB+BE,由图可知:BE= 螆由速度的定义:物体移动的速度为v物=螅人拉绳子的速度v0= 莃由解之:v物=衿解法二:应用合运动与分运动的关系膇物体动水平的绳也动,在滑轮下侧的水平绳缩短速度和物体速度相同,设为v物。芃根据合运动的概念,
3、绳子牵引物体的运动中,物体实际在水平面上运动,这个运动就是合运动。膂也就是与物体连接的BD绳上的速度只是一个分速度,所以上侧绳缩短的速度是 vcosa因此绳子上总的速度为v物+v物cos?=v0,得到v物=羈例题(3):如图所示,A、B两车通过细绳跨接在定滑轮两侧,并分别置于光滑水平面上,若A车以速度v0向右匀速运动,当绳与水平面的夹角分别为和时,B车的速度是多少?薈解:右边的绳子的速度等于A车沿着绳子方向的分速度,设绳子速度为v羅将A车的速度分解为沿着绳子的方向和垂直于绳子的方向,则v=vAcos?羁同理,将B车的速度分解为沿着绳子方向和垂直于绳子的方向,则v=vBcos?肈由于定滑轮上绳子
4、的速度都是相同的,得到罿3.过河问题蒃(1)渡河时间最少:羄在河宽、船速一定时,在一般情况下,渡河时间,显然,当时,即船头的指向与河岸垂直,渡河时间最小为,合运动沿v的方向进行。膈(2)位移最小 肆若膅螃v水膈v船蒇袆v蒂船头偏向上游,使得合速度垂直于河岸,位移为河宽,偏离上游的角度为芈若,则不论船的航向如何,总是被水冲向下游袈如图所示 莄v水芀莈v芈肆A芃B蒈E莅v船蒄以v水的矢尖为圆心,v船为半径画圆,当v与圆相切时,角最大,根据船头与河岸的夹角应为肂,船沿河漂下的最短距离为:薇4平抛运动螆在倾角为的斜面上以速度v0平抛一小球(如图93所示):(1)落到斜面上的时间t;膆(2)落到斜面上时
5、,速度的方向与水平方向的夹角恒定,且tan 2tan ,与初速度无关;袁(3)经过tc 小球距斜面最远,最大距离d袁竖直方向的重要推论:连续相等时间t内竖直位移之差为y=gt2(解决图像问题求初速度的法宝)膇5圆周运动(研究物体通过最高点和最低点的情况,并且经常出现临界状态。)(详见归纳本与书)蚄火车转弯 汽车过拱桥、凹桥 飞机做俯冲运动时,飞行员对座位的压力。 万有引力卫星的运 圆锥摆袄火车转弯:设火车弯道处内外轨高度差为h,内外轨间距L,转弯半径R。由于外轨略高于内轨,使得火车所受重力和支持力的合力F合提供向心力。羁(是内外轨对火车都无摩擦力的临界条件)薈当火车行驶速率V等于V0时,F合=
6、F向,内外轨道对轮缘都没有侧压力莆当火车行驶V大于V0时,F合F向,内轨道对轮缘有侧压力, 肁即当火车转弯时行驶速率不等于V0时,其向心力的变化可由内外轨道对轮缘侧压力自行调节,但调节程度不宜过大,以免损坏轨道。(火车提速靠增大轨道半径或倾角来实现)罿二、功与能袄模型蒂1利用滑轮做功的问题。(恒力 变力 定滑轮 动滑轮)膁例(1)(定滑轮 恒力)膆如图,利用一根跨过定滑轮的细绳,用恒力F将地面上的物体从A位置拉动到B位置,求拉力F对物体所做的功。薅分析:绳子拉物体的力虽然是一个大小不变,但方向时刻在发生变化的力,在高中物体中还不能直接对这种力做的功直接求解。膁但在绳子另一端,作用在绳子上的力却
7、是一个恒力,该恒力对绳子所做的功是可以直接求解的,根据绳子的特点,绳子也必对另一端的物体做等量的功。芁所以薆例(2)(定滑轮 变力)羃如图,汽车以恒定的速度v牵引着细绳在水平面内向右运动,当细绳和水平方向的夹角由?变为?时,求汽车的牵引力做的功是多少?芃分析:物体向上运动的速度分别为:和,可见物体向上做的是变加速直线运动,利用动能定理求解:莁所以,细绳对物体做的功为:羇例(3)(动滑轮 恒力)螅一根细绳一端固定在竖直墙壁上,另一端绕过物体上的动滑轮后施加一恒定的拉力F,已知拉力始终与水平方向成?,求物体向右移动s远的过程中,拉力对物体所做的功羂我们可以利用力F、力的作用点绳头的位移s1以及两者
8、之间夹角的余弦三者的乘积来求力F对绳所做的功蒁也可以理解为是两根绳分别对物体做功的代数和,即:袆例4蚁如图,保持绳头一端的细绳竖直,用恒力F将物体沿斜面向上拉动s远,已知斜面的倾角为?,求拉力对物体所做的功。艿分析:如果按照拉力对物体所做的功等于两根绳的拉力对物体做功的代数和,则:聿(这样的题用两条绳分别做的功相加比较简单)肃2.汽车启动问题(书73-74) 3.建模问题(书74)蒃重要知识点肈做功的过程是物体能量的转化过程,做了多少功,就有多少能量发生了变化,功是能量转化的量度腿(1)动能定理蒄合外力对物体做的总功=物体动能的增量即袁(2)与势能相关力做功导致与之相关的势能变化肁重力膈重力对
9、物体所做的功=物体重力势能增量的负值即WG=EP1EP2=-EP袅重力做正功,重力势能减少;重力做负功,重力势能增加薃弹簧弹力袀弹力对物体所做的功=物体弹性势能增量的负值即W弹力=EP1EP2= -EP芈弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能增加芆分子力肁分子力对分子所做的功=分子势能增量的负值虿电场力莈电场力对电荷所做的功=电荷电势能增量的负值蚇电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。注意:电荷的正负及移动方向螃(3)机械能变化原因蚂除重力(弹簧弹力)以外的的其它力对物体所做的功=物体机械能的增量即WF=E2E1= -E蒈当除重力(或弹簧弹力)以外的力对物体所做的功为零时
10、,即机械能守恒螄(4)机械能守恒定律蒄在只有重力和弹簧的弹力做功的物体系内,动能和势能可以互相转化,但机械能的总量保持不变即 EK2+EP2 = EK1+EP1, 或 EK = EP蒁(5)静摩擦力做功的特点薈(1)静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功;膄(2)在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的互相转移,而没有机械能与其他形式的能的转化,静摩擦力只起着传递机械能的作用;羂(3)相互摩擦的系统内,一对静摩擦力对系统所做功的和总是等于零腿(6)滑动摩擦力做功特点“摩擦所产生的热”蚈(1)滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功;薅=滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积,即一对滑动摩
11、擦力所做的功蚄(2)相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力对系统所做功的和总表现为负功,羈其大小为:W= fS相对=Q 对系统做功的过程中,系统的机械能转化为其他形式的能,螈(S相对为相互摩擦的物体间的相对位移;若相对运动有往复性,则S相对为相对运动的路程)羆(7)一对作用力与反作用力做功的特点肂(1)作用力做正功时,反作用力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功;肁作用力做负功、不做功时,反作用力亦同样如此螈(2)一对作用力与反作用力对系统所做功的总和可以是正功,也可以是负功,还可以零肃三动量袄1.碰撞模型螀(1)碰撞特点 袇动量守恒 碰后的动能不可能比碰前大 对追及碰撞,碰后后面物体的速度不可能
12、大于前面物体的速度。蒄弹性碰撞: 弹性碰撞应同时满足:节(1)(2)得出蕿(这个结论最好背下来,以后经常要用到。)羇讨论:一动一静且二球质量相等时的弹性正碰:速度交换袅大碰小一起向前;质量相等,速度交换;小碰大,向后返。羄原来以动量(P)运动的物体,若其获得等大反向的动量时,是导致物体静止或反向运动的临界条件。薂“一动一静”弹性碰撞规律:即m2v2=0 ;=0 代入(1)、(2)式 肇 解得:v1=(主动球速度下限) v2=(被碰球速度上限)芆讨论(1):蒂 当m1m2时,v10,v20 v1与v1方向一致;当m1m2时,v1v1,v22v1 (高射炮打蚊子)莁 当m1=m2时,v1=0,v2
13、=v1 即m1与m2交换速度膇 当m1m2时,v10 v2与v1同向;当m1m2时,v22v1膀 B初动量p1一定,由p2=m2v2=,可见,当m1m2时,p22m1v1=2p1芇C初动能EK1一定,当m1=m2时,EK2=EK1袃完全非弹性碰撞应满足:蚁一动一静的完全非弹性碰撞(子弹打击木块模型)是高中物理的重点。袈特点:碰后有共同速度,或两者的距离最大(最小)或系统的势能最大等等多种说法.莇 (主动球速度上限,被碰球速度下限)芄讨论:莃E损 可用于克服相对运动时的摩擦力做功转化为内能羁E损=fd相=mgd相=一= d相= 莇也可转化为弹性势能;蚅转化为电势能、电能发热等等;(通过电场力或安
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