高三物理原理知识点总结
在日常生活中物理原理处处可见。物理原理不单可以用来解释日常生活的现象,还能够被用来发展新科技,给人们的生活带来便捷。以下是学习啦小编为大家精心准备的:高三物理原理知识点总结,欢迎参考阅读!
高三物理原理知识点:动量守恒定律
全面理解动量守恒定律
定义:如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律。动量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一,它既适用于宏观物体,也适用于微观粒子;既适用于低速运动物体,也适用于高速运动物体。
动量守恒定律的适用条件:
(1)系统不受外力或系统所受的外力的合力为零。
(2)系统所受外力的合力虽不为零,但比系统内力小得多。
(3)系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分力为零,则在该方向上系统的总动量保持不变——分动量守恒。
注意:
(1)区分内力和外力。
碰撞时两个物体之间一定有相互作用力,由于这两个物体是属于同一个系统的,它们之间的力叫做内力;系统以外的物体施加的,叫做外力。
(2)在总动量一定的情况下,每个物体的动量可以发生很大变化。
例如:静止的两辆小车用细线相连,中间有一个压缩的弹簧。烧断细线后,由于弹力的作用,两辆小车分别向左右运动,它们都获得了动量,但动量的矢量和为零。
动量守恒的数学表述形式:
(1)p=p′
即系统相互作用开始时的总动量等于相互作用结束时(或某一中间状态时)的总动量。
(2)Δp=0
即系统的总动量的变化为零.若所研究的系统由两个物体组成,则可表述为:
m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′ (等式两边均为矢量和)
(3)Δp1=-Δp2
即若系统由两个物体组成,则两个物体的动量变化大小相等,方向相反,此处要注意动量变化的矢量性。在两物体相互作用的过程中,也可能两物体的动量都增大,也可能都减小,但其矢量和不变。
动量定理与动能定理的区别:
动量定理Ft=mv2-mv1反映了力对时间的累积效应,是力在时间上的积累。为矢量,既有大小又有方向。 动能定理Fs=1/2mv2-1/2mv02反映了力对空间的累积效应,是力在空间上的积累。为标量,只有大小没有方向。
系统内力只改变系统内各物体的运动状态,不能改变整个系统的运动状态,只有外力才能改变整个系统的运动状态,所以,系统不受或所受外力为0时,系统总动量保持不变.
爆炸与碰撞的比较:
(1)爆炸,碰撞类问题的共同特点是物体的相互作用突然发生,相互作用的力为变力,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统所受的外力,故可用动量守恒定律处理。
(2)在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能在爆炸后可能增加;在碰撞过程中,系统总动能不可能增加,一般有所减少转化为内能。
(3)由于爆炸,碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理,即作用后还从作用前的瞬间的位置以新的动量开始运动。
高三物理原理知识点:液体表面张力
生活中的液体表面张力应用实例
定义:凡作用于液体表面,使液体表面积缩小的力,称为液体表面张力。
产生原因:液体跟气体接触的表面存在一个薄层,叫做表面层,表面层里的分子比液体内部稀疏,分子间的距离比液体内部大一些,分子间的相互作用表现为引力。就像你要把弹簧拉开些,弹簧反而表现具有收缩的趋势。正是因为这种张力的存在,有些小昆虫才能无拘无束地在水面上行走自如。
一、怎样吹出超级肥皂泡
我们用普通方法配制的肥皂液,很难吹出大肥皂泡。
这里教你一招:用小刀把香皂切成小薄片,放入杯子里,加热水搅拌溶化,再加入少许砂糖并放入一包茶,盖上盖子放一夜。明天,你就可以用这种皂液吹出超级肥皂泡了,还能把这些泡泡捧在手上玩呢!
含有糖和茶液的肥皂膜,表面物质的连接力大大增强了,所以不易破裂。
二、为什么牙膏能清洁口腔
液体与气体接触的表面层,由于表面张力会出现表面收缩的趋势;液体与固体接触的附着层会出现浸润与不浸润现象;由于表面层和附着层的影响,在毛细管内又会出现毛细观象。这些现象在日常生活中普遍存在。
大家都知道牙膏对清洁口腔,保护牙齿有良效,为什么牙膏有这样的效果?除药物功效外,请你从实践比较中寻找答案。
先用清水刷牙洗漱,再用牙膏刷一次牙,比较两次刷牙的感受。
用牙膏刷牙时,要多吐出一些牙膏白沫,请注意观看,牙膏白沫一旦落在水面上,便会立即向四周散开,可见水的表面张力比牙膏液的表面张力大。人们就是利用这个道理来帮助清洁口腔的。刷牙前,先用清水漱漱口,再用牙膏刷牙,这时牙膏液便能在水的表面张力作用下充斥整个口腔,去除口臭和污物就比较彻底了。同样,肥皂、洗衣粉及洗涤剂等,它们的水溶液的表面张力比清水小得多,洗衣时先把衣物用水浸湿,再把衣物放入肥皂液等溶液中,溶液就充斥到衣服的各个空隙中去,除污去垢洁净衣物。
三、为什么水银落地会形成圆球
水银常温下呈液态,其近似球形的小滴是具有很强的表面张力和与普通表面的弱润湿作用引起的。表面张力是因液体表层分子间相互作用不同于液体内部,从而使表面具有一种特殊性质的结果。水银滴内部分子受到各个方向上分子的作用,因此作用于分子上的力的合力为零。但液体表面的分子受到的合力不为零,表现为一种收缩拉紧的趋势。润湿现象也是分子受力的表现。当液体与固体接触时,形成一个液体薄层叫附着层。其中的分子一方面受液体内部分子的作用,另一方面受固体分子的作用,根据二者的性质表现为润湿或不润湿。如水银对许多固体都是不润湿的,既表现为没有“亲和力”,又对金属锌表面是润湿的。因此水银小滴对一般表面不润湿,加之较强的表面张力,使得水银表面不可能扩展开来而是形成近似球形的状态,以保持能量最低状态。
高三物理原理知识点:牛顿第二定律
牛顿第二定律的定义
物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
牛顿第二定律的公式
∑F=ma,∑F表示物体受到的合外力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。根据牛顿第二定律,规定国际单位制中力的单位“牛顿”(简称“牛”,符号是N)为:使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力为1N,即1N=1kg·m/s2。
牛顿第二定律的六个性质
(1)因果性:力是产生加速度的原因。若不存在力,则没有加速度。
(2)矢量性:力和加速度都是矢量,物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。牛顿第二定律数学表达式∑F=ma中,等号不仅表示左右两边数值相等,也表示方向一致,即物体加速度方向与所受合外力方向相同。根据他的矢量性可以用正交分解法讲力合成或分解。
(3)瞬时性:当物体(质量一定)所受外力发生突然变化时,作为由力决定的加速度的大小或方向也要同时发生突变;当合外力为零时,加速度同时为零,加速度与合外力保持一一对应关系。牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律,表明了力的瞬间效应。
(4)相对性:自然界中存在着一种坐标系,在这种坐标系中,当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态,这样的坐标系叫惯性参照系。地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系,牛顿定律只在惯性参照系中才成立。
(5)独立性:物体所受各力产生的加速度,互不干扰,而物体的实际加速度则是每一个力产生加速度的矢量和,分力和分加速度在各个方向上的分量关系,也遵循牛顿第二定律。
(6)同一性:a与F与同一物体某一状态相对应。
与牛顿第一定律的区别和联系
由牛顿第二定律可以得出,当物体不受外力或所受合力为0时,物体将保持匀速直线运动状态或静止状态,但是不能说牛顿第一定律是牛顿第二定律的特殊情况。牛顿第一定律有其自身的物理意义和独立地位,如给出了力的定性概念,给出了惯性概念,是整个动力学的出发点等,定性的揭示力与运动的关系。牛顿第二定律则进一步定量地揭示了加速度与力以及质量间的关系。
常见错误
(1)速度越大,加速度越大。
(2)速度与加速度方向相同。
(3)合力减小,速度也会减小。
经典习题
【例1】在光滑的水平面上做匀加速直线运动的物体,当它所受的合力逐渐减小而方向不变时,物体的( )
A. 加速度越来越大,速度越来越大
B. 加速度越来越小,速度越来越小
C. 加速度越来越大,速度越来越小
D. 加速度越来越小,速度越来越大
解析及答案
对于某个物体,合力的大小决定加速度的大小,合力的方向决定三定是增加还是减小。开始时物体做匀加速直线运动,说明合力方向与速度方向相同。当合力逐渐减小时,根据牛顿第二定律可知,物体的加速度在逐渐减小。但合力的方向始终与物体运动的方向相同,物体仍做加速运动,速度仍在增加,只是单位时间内速度的增加量在减小,即速度增加得慢了。正确选项为D。
点评:有同学可能会错误地认为:合力减小了,速度也随之减小,产生这种错误的原因是没有弄清合力对速度的影响。合力的大小会影响到加速度的大小,影响到速度变化的快慢;速度是增加还是减小要看合力方向与速度方向的关系。要注意正确理解力、加速度和速度之间的关系。加速度与合力有直接的关系,加速度的大小与合力的大小成正比,方向总与合力的方向相同;一般情况下,速度的大小与合力的大小无直接联系。
【例2】匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧,弹簧下端挂有一小球。若升降机突然停止运动,在地面上的观察者看来,小球在继续上升的过程中
A.速度逐渐减小
B.速度先增大后减小
C.加速度逐渐增大
D.加速度逐渐减小
解析及答案
本题研究的是牛顿第二定律的瞬时性与物体在变力作用下的运动问题。物体原来匀速上升,这时弹簧弹力与物体的重力平衡,当升降机突然停止运动后,由于惯性小球继续向上运动,使弹簧缩短,弹力减小,合力方向向下且逐渐增大,所以加速度变大,速度减小;当弹簧的长度减小到自然长时,弹力为零,小球的加速度等于重力加速度g,随着小球继续上升弹簧开始被压缩,弹力向下且逐渐增大,小球的加速度大于重力加速度并继续增大,速度继续减小直到减小为零。在答题中有相当一部分考生,没有注意到物体开始做匀速运动时弹簧弹力等于小球重力这一条件,而认为开始弹力大于重力,从而得出速度先增大后减小的结论(误选B)。解答物体在变力作用下的运动,关键是分析力及其变化规律,然后由运动公式和牛顿第二定律瞬时性来确定物体的运动情况。正确解答:AC
【例3】超重和失重就是物体的重量增加和减小吗?
答:不是。
只有在平衡状态下,才能用弹簧秤测出物体的重力,因为此时弹簧秤对物体的支持力(或拉力)的大小恰等于它的重力。假若系统在竖直方向有加速度,那么弹簧秤的示数就不等于物体的重力了,大于mg 时叫“超重”小于mg叫“失重”(等于零时叫“完全失重”)。
注意:物体处于“超重”或“失重”状态,地球作用于物体的重力始终存在,大小也无变化。发生“超重”或“失重”现象与物体的速度V方向无关,只取决于物体加速度的方向。在“完全失重”(a=g)的状态,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,比如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。
另外,“超重”或“失重”状态还可以从牛顿第二定律的独立性(是指作用于物体上的每一个力各自产生对应的加速度)上来解释。上述状态中物体的重力始终存在,大小也无变化,自然其产生的加速度(通常称为重力加速度g)是不发生变化的,自然重力不变。
原创习题
1.关于动车D301次列车启动和行驶时的说法正确的是
A. 动车启动瞬间速度和加速度都为零
B. 动车在行驶过程中速度与加速度方向始终相同
C. 动车的牵引力与重力的合力提供动车的加速度
D. 以上说法均错误
解析与答案
动车启动瞬间受到巨大的牵引力,速度为零,而加速度不为零;动车加速行驶时速度与加速度方向相同,减速是速度与加速度方向相反;动车的牵引力与向后摩擦力的合力提供加速度。答案:D
2.当动车以10m/s的初速度,8m/s2的加速度向前行驶时,一位受到600N重力的乘客端坐在座位上,此时这位乘客所受到向前的力约为
A. 75N B. 600N C. 480N D. 60N
解析与答案
根据F合=ma,a=8m/s2,m=G/g=60kg,故F合=ma=480N,初速度是干扰条件。
3.在动车D3115次列车在启动的过程中牵引力逐渐由大减小到某一数值(大于摩擦力),这一过程动车的运动状态是 [ ]
A.匀加速运动
B.匀减速运动
C.速度逐渐减小的变加速运动
D.速度逐渐增大的变加速运动
解析与答案
牵引力逐渐减小,故加速度逐渐减小,但速度在不停地增大。答案:D。
高三物理原理知识点:超重和失重现象
1.超重现象
定义:物体对支持物的压力大于物体所受重力的情况叫超重现象。
产生原因:物体具有竖直向上的加速度。
2.失重现象
定义:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的情况叫失重现象。
产生原因:物体具有竖直向下的加速度。
3.完全失重现象
定义:物体对支持物的压力等于零的情况即与支持物或悬挂物虽然接触但无相互作用。
产生原因:物体竖直向下的加速度就是重力加速度,即只受重力作用,不会再与支持物或悬挂物发生作用。是否发生完全失重现象与运动方向无关,只要物体竖直向下的加速度等于重力加速度即可。
【超重和失重就是物体的重量增加和减小吗?】
答:不是。
只有在平衡状态下,才能用弹簧秤测出物体的重力,因为此时弹簧秤对物体的支持力(或拉力)的大小恰等于它的重力。假若系统在竖直方向有加速度,那么弹簧秤的示数就不等于物体的重力了,大于mg 时叫“超重”小于mg叫“失重”(等于零时叫“完全失重”)。
注意:物体处于“超重”或“失重”状态,地球作用于物体的重力始终存在,大小也无变化。发生“超重”或“失重”现象与物体的速度V方向无关,只取决于物体加速度的方向。在“完全失重”(a=g)的状态,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,比如单摆停摆、浸在水中的物体不受浮力等。
另外,“超重”或“失重”状态还可以从牛顿第二定律的独立性(是指作用于物体上的每一个力各自产生对应的加速度)上来解释。上述状态中物体的重力始终存在,大小也无变化,自然其产生的加速度(通常称为重力加速度g)是不发生变化的,自然重力不变。