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(yùn)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(yùn)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
?、俨还芪矬w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(qiáng)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(yùn)動 萬有引力
1.曲線運(yùn)動
(1)物體作曲線運(yùn)動的條件:運(yùn)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(yùn)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(yùn)動一定是變速運(yùn)動.
(3)曲線運(yùn)動的軌跡:做曲線運(yùn)動的物體，其軌跡向合外力所指一方彎曲，若已知物體的運(yùn)動軌跡，可判斷出物體所受合外力的大致方向，如平拋運(yùn)動的軌跡向下彎曲，圓周運(yùn)動的軌跡總向圓心彎曲等.
2.運(yùn)動的合成與分解
(1)合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系:①等時性;②獨立性;③等效性.
(2)運(yùn)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(yùn)動的實際效果分解，物體的實際運(yùn)動為合運(yùn)動.
3. ★★★平拋運(yùn)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(yùn)動.
(2)運(yùn)動規(guī)律:平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)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(yùn)動規(guī)律來處理(如右圖).
4.圓周運(yùn)動
(1)描述圓周運(yùn)動的物理量
?、倬€速度:描述質(zhì)點做圓周運(yùn)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(yùn)動的物體運(yùn)動一周所用的時間叫做周期.
做圓周運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)動.
(3)變速圓周運(yùn)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(yùn)動
?、倩痉椒?把天體的運(yùn)動看成是勻速圓周運(yùn)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(jìn)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(yùn)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(yùn)行著.
(5)衛(wèi)星的超重和失重
“超重”是衛(wèi)星進(jìn)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(jī)”中物體超重相同.“失重”是衛(wèi)星進(jìn)入軌道后正常運(yùn)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(jī)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:
①恒力的功可根據(jù)W=F·S·cosθ進(jìn)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(yùn)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(jī)正常工作時的最大功率. 實際功率:發(fā)動機(jī)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(jī)車的功率或發(fā)動機(jī)的功率實際是指其牽引力的功率.
?、僖院愣üβ蔖啟動:機(jī)車的運(yùn)動過程是先作加速度減小的加速運(yùn)動，后以最大速度v m=P/f 作勻速直線運(yùn)動， .
②以恒定牽引力F啟動:機(jī)車先作勻加速運(yùn)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(yùn)動，最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運(yùn)動。
3.動能:物體由于運(yùn)動而具有的能量叫做動能.表達(dá)式:Ek=mv2/2 (1)動能是描述物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量.(2)動能和動量的區(qū)別和聯(lián)系
①動能是標(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.
②兩者的物理意義不同: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(dá)式
(1)動能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲線運(yùn)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(yùn)動定律和機(jī)械能守恒定律簡捷.
(4)當(dāng)物體的運(yùn)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(jìn)行研究，從而避開每個運(yùn)動過程的具體細(xì)節(jié)，具有過程簡明、方法巧妙、運(yùn)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(yùn)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(fù)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(jī)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(jī)械能，E=E k +E p .
(2)機(jī)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(jī)械能的總量保持不變. (3)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式
(4)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的三種表示方式:
?、傧到y(tǒng)初態(tài)的總機(jī)械能E 1 等于末態(tài)的總機(jī)械能E 2 ，即E1 =E2
②系統(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
?、廴粝到y(tǒng)只有A、B兩物體，則A物體減少的機(jī)械能等于B物體增加的機(jī)械能，即ΔE A減 =ΔE B增
[注意]解題時究竟選取哪一種表達(dá)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(jī)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(jī)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(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機(jī)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(jī)械能必定不守恒，完全非彈性碰撞過程機(jī)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(jī)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(jī)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(fù)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(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(fù)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(qiáng)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(yuǎn)處)，終止于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn)處);②電場線的疏密反映電場的強(qiáng)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(yùn)動軌跡.
(4)勻強(qiáng)電場:在電場中，如果各點的場強(qiáng)的大小和方向都相同，這樣的電場叫勻強(qiáng)電場.勻強(qiáng)電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線.
(5)電場強(qiáng)度的疊加:電場強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(fù)極流向正極).
2.電流強(qiáng)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(qiáng)度的定義式中，如果是正、負(fù)離子同時定向移動，q應(yīng)為正負(fù)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(xì)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(qiáng)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(dá)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(fù)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(hù)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(yuǎn)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(yuǎn)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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