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是一种变加速运动。
3. 描述振动的物理量
① 周期T(s)和频率f(Hz):表示振动快慢的物理量, T=1/f。
② 振幅A(m):振动物体离开平衡位置的最大距离,标量,表示振动的强弱。
③ 全振动:振动的质点从某位置出发再次回到该位置,并保持与出发时相同的运动方向的过程。
振动物体在一次全振动中经过的路程为4倍振幅。
4. 简谐运动:物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的力作用下的振动。受力特征:F=-
kx。
5. 简谐运动的图像
①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律,注意振动图像不是质点的运动轨迹. ②特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线.
③应用:可直观地读取振幅A、周期T以及各时刻的位移x,判定回复力、加速度方向,判定某段时间内位移、回复力、加速度、速度、动能、势能的变化情况.
机械波 1. 机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波. (1)机械波产生的条件:①波源 ②介质 (2)机械波的分类
①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷). ②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部. (3)机械波的特点
①机械波传播的是振动形式和能量.质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移. ②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同.
③离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动. 2. 波长、波速和频率及其关系
(1)波长:两个相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长.振动在一个周期里在介质中传播的距离等于一个波长. (2)波速:波速由介质决定,与波源无关.
(3)频率:波的频率由波源决定,与介质无关. (4)三者关系:v=s/t=λf
3. 波动图像:表示在波的传播方向上,介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移。当波源
作简谐运动时,它在介质中形成简谐波,其波动图像为正弦或余弦曲线. (1) 由波的图像可获取的信息
①从图像可以直接读出振幅(注意单位). ②从图像可以直接读出波长(注意单位).
③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向) ④可以确定各质点振动的加速度方向(加速度总是指向平衡位置)
⑤在波速方向已知(或已知波源方位)时可确定各质点在该时刻的振动方向.(判断方法:前带后,后跟前,口诀:沿波的传播方向,上坡的质点振动向下,下坡的质点振动朝上。) 4. 波动图像与振动图像的比较:
振动图象 波动图象
研究对象 一个振动质点 沿波传播方向所有的质点 研究内容 一个质点的位移随时间变化规律 某时刻所有质点的空间分布规律 图象
物理意义
图象变化
表示一质点在各时刻的位移 表示某时刻各质点的位移
随时间推移图象延续,但已有形状不随时间推移,图象沿传播方向平移 变
一个完整曲线占横坐标距离 表示一个周期 表示一个波长 5. 画波形图的两种方法:特殊质点振动法(学习评价P35/17),波形平移法(P36/20)。 6. 波动问题多解性
波的传播过程中时间上的周期性、空间上的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因。若题目假设一定的条件,可使无限系列解转化为有限或惟一解
第六章 机械能
1.功
(1)功的定义:力和作用在力的方向上通过位移的乘积,是描述力对空间积累效应的物理量,过程量。
定义式:W=F·s·cosθ,其中F是力,s是力的作用点位移(对地),θ是力与位移间的夹角. 本公式只适用于恒力做功.
(2)变力做功的计算方法:
①利用动能定理。
②如果P一定,可以根据W=P·t,计算一段时间内平均做功. ③根据功是能量转化的量度反过来可求功. ④用功的图示(F-s图像)求。
(3)摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘积. 滑动摩擦力做功:W=fd(d是两物体间的相对位移),且W=Q(摩擦生热) 2.功率
(1)功率的概念:表示力做功快慢的物理量,标量。求功率时一定要分清是求哪个力的功率,还要分清是求平均功率还是瞬时功率。 (2)功率的计算
①平均功率:P=W/t(定义式) 表示时间t内的平均功率,不管是恒力做功,还是变力做功,都适用。 ②瞬时功率:P=F·v·cosα,α为两者间的夹角。v若为平均速度,则求的是平均功率;v若为瞬时速度,则求的是瞬时功率。
(3)额定功率与实际功率 :
额定功率:发动机正常工作时的最大功率。实际功率:发动机实际输出的功率,它可以小于额定功率,但不能长时间超过额定功率。
(4)交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率.
①以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动,后以最大速度vm=P/f 作匀速直线运动。v-t图像。
②以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动,当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F,而后开始作加速度减小的加速运动,最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。 v-t图像。 3.动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化,表达式W总??Ek
(1)动能定理普遍适用,即不仅适用于恒力、直线运动,也适用于变力及物体作曲线运动的情况. (2)功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解,故动能定理无分量式.
(3)应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响。所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.
(4)当物体的运动是由几个物理过程所组成,又不需要研究过程的中间状态时,可以把这几个物理过程看作一个整体进行研究,从而避开每个运动过程的具体细节,具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点. 4.重力势能
(1)定义:地球上的物体具有跟它的高度有关的能量,叫做重力势能,EP=mgh. ①重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有的. ②重力势能的大小和零势能面的选取有关. ③重力势能是标量,但有“+”、“-”之分.
(2)重力做功的特点:重力做功只决定于初、末位置间的高度差,与物体的运动路径无关。WG =mgh. (3)重力做功跟重力势能改变的关系:重力做功等于重力势能增量的负值.即WG =-ΔEP 5.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量. 6.机械能守恒定律
(1)动能和势能(重力势能、弹性势能)统称为机械能,E=Ek +E p
(2)机械能守恒定律的内容:在只有重力(或弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变.
(3)机械能守恒定律的表达式mgh1?1122mv1?mgh2?mv2 22(4)系统机械能守恒的三种表示方式:
①系统初态的总机械能E1 等于末态的总机械能E2 ,即E1 =E2
②系统减少的总重力势能ΔE P减 等于系统增加的总动能ΔEK增 ,即ΔE P减 =ΔEK增 ③若系统只有A、B两物体,则A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能,即 ΔE A减 =ΔE B增
[注意]解题时究竟选取哪一种表达形式,应根据题意灵活选取。
需注意的是:选用①式时,必须规定零势能参考面,而选用②式和③式时,可以不规定零势能参考面,但必须分清能量的减少量和增加量。 (5)判断机械能是否守恒的方法
①用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或弹簧弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒。
②用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒。 7.功能关系
(1)当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒.
(2)重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:?Ep??WG (势能定理) (3)合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:?Ek?W总(动能定理) (4)除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:
W除G??E (功能原理-机械能定理)
第七章 内能 气体的性质
一、分子动理论的三个基本内容 a.物质是由大量分子组成的。
? 油膜法测定分子直径:先测出纯油酸体积V,再测出它在水面散开面积S,则单分子油膜的厚度
即为分子直径:d=V/S
? 分子直径大小的计算题:会利用公式计算一个分子的质量,体积。
NA?NA=MmolM(普遍适用) , N=n*NA?*N(普遍适用) AmMmolVmolMmolV(此公式只适用于气体),N?*N(此公式只适用于气体) ,V? AmolvVmol?(Mmol为摩尔质量,Vmol为气体摩尔体积,m为分子质量,v为分子体积,M表示总质量,V表示总体积,?表示密度,N表示总分子数,n表示摩尔数)b.分子永不停息的作无规则运动,且跟温度有关,所以把分子的运动叫热运动。
? 扩散现象说明:墨水的扩散实际上是墨水微粒在水中被水分子撞击而运动的结果,反映了液体分
子在作永不停息的无规则运动。温度越高,分子运动越激烈,被撞击的墨水微粒扩散越快。 ? 布朗运动说明:(布朗运动中的花粉微粒不是分子)布朗运动是液体分子对小颗粒碰撞时冲力不平
衡引起的,间接反映了液体内部分子运动的无规则性。颗粒越小,不平衡性表现越明显。温度越高,布朗运动越激烈,反映了液体分子热运动随温度升高而加剧。
c.分子间存在相互作用力。引力和斥力总是同时存在,且都随分子间距的增大而减小。掌握分子力F和分子间距r的图象含义。理解分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增加。
? 玻璃板实验和铅块实验:说明分子间存在引力。 ? 固体和液体难压缩:说明分子间有斥力。
? 水和酒精混合,总体积小于两者原来体积之和:说明分子间有间隙。 2.分子直径数量级10-10m,分子质量的数量级10-26kg(要会计算,不要背答案)。
阿伏伽德罗常数是连接宏观与微观的一个重要桥梁。 3.物体的内能
(1)分子动能:做热运动的分子具有动能,在热现象的研究中,单个分子的动能是无研究意义的,重要的是分子热运动的平均动能。温度是物体分子热运动的平均动能的标志。
(2)分子势能:分子间具有由它们的相对位置决定的势能,叫做分子势能。分子势能随着物体的体积变化而变化。分子间的作用表现为引力时,分子势能随着分子间的距离增大而增大;分子间的作用表现为斥力时,分子势能随着分子间距离增大而减小。(类比:弹簧模型。)
(3)物体的内能:物体里所有的分子的动能和势能的总和叫做物体的内能。任何物体都有内能,物体的内能跟物体的温度和体积有关。
公式:物体的内能=(分子平均动能+分子势能)*分子总数 4.改变内能的两种方式
(1)做功:本质是其他形式的能和内能之间的相互转化. (2)热传递:本质是物体间内能的转移。
(3)做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,但有本质的区别。
5. 能量转化和守恒定律:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或从一物体转移到别的物体上。 6.能源的分类:
常规能源:石油,煤,天然气。
新能源:太阳能,核能,地热能,风能,水能,潮汐能等。 7.如何合理利用能源: 1)节能 2)开发新能源 二、气体的性质:
1. 气体的3个状态参量:体积、温度、压强。三个量中有两个发生了改变,或者三个都发生改变,我们
就说气体的状态发生了改变。只有一个状态参量发生变化而其他两个状态参量都不变是不可能的。 2. 气体的体积:是指充满的容器的容积。
? 气体压强产生原因:大量气体分子频繁碰撞器壁产生的。气体作用在单位面积上的压力就是压强。 ? 气体的温度是气体分子平均动能的量度。热力学温度T和摄氏温度t的关系:T=t+273;?T=?t;
温度的国际单位是开尔文(K)。
3. 气体压强的计算:重点是直玻璃管,U形管,气缸活塞类三种模型。很重要。 等温变化规律-玻意耳定律(英国):一定质量的气体在温度不变时,压强与体积成反比。
pV?恒量p1V1?p2V2图像:如图。
o ? DIS实验:推拉活塞是应注意缓慢。各组同学实验
的pv乘积不完全相同原因有:注射器中封闭的气体的质量不同。
? 分子动理论解释:玻意耳定律。 4. 等容变化规律-查理定律(法国): 一定质量的气
体在体积不变时,压强与热力学温度成正比。 另一种表述(压强p与摄氏温度t的关系):一定质量的气体,在体积不变的情况下,温度每变化1℃,变化的o 压强等于0℃压强的1/273。 PPt1?2 pt?p0(1?)T1T2 273图像:如图。
? 对于p-t图像,知道图线反向延长与温度轴相交的含义:绝对零度,感悟外推方法的意义。 ? 会用分子动理论解释查理定律。 ? 为什么绝对零度不能达到?
? 在温度接近绝对零度时,物质会出现许多奇异的特性,超导体就是在这个条件下发现的。
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