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高中物理是一门考验逻辑性的科目,那么在我们的学习过程中,都学习到了什么知识点?将这些知识点进行归纳总结之后,相信对于我们在高中物理的学习上也有很大帮助。
高考物理基础知识归纳
一、用动量定理解释生活中的现象
[例1]
竖立放置的粉笔压在纸条的一端。要想把纸条从粉笔下抽出,又要保证粉笔不倒,应该缓缓、小心地将纸条抽出,还是快速将纸条抽出?说明理由。
[解析]
纸条从粉笔下抽出,粉笔受到纸条对它的滑动摩擦力μmg作用,方向沿着纸条抽出的方向。
不论纸条是快速抽出,还是缓缓抽出,粉笔在水平方向受到的摩擦力的大小不变。在纸条抽出过程中,粉笔受到摩擦力的作用时间用t表示,粉笔受到摩擦力的冲量为μmgt,粉笔原来静止,初动量为零,粉笔的末动量用mv表示。根据动量定理有:μmgt=mv。
如果缓慢抽出纸条,纸条对粉笔的作用时间比较长,粉笔受到纸条对它摩擦力的冲量就比较大,粉笔动量的改变也比较大,粉笔的底端就获得了一定的速度。
由于惯性,粉笔上端还没有来得及运动,粉笔就倒了。
如果在极短的时间内把纸条抽出,纸条对粉笔的摩擦力冲量极小,粉笔的动量几乎不变。粉笔的动量改变得极小,粉笔几乎不动,粉笔也不会倒下。
二、用动量定理解曲线运动问题
[例2]
以速度v0水平抛出一个质量为1kg的物体,若在抛出后5s未落地且未与其它物体相碰,求它在5s内的动量的变化。(g=10 m/s2)。
[解析]
此题若求出末动量,再求它与初动量的矢量差,则极为繁琐。
由于平抛出去的物体只受重力且为恒力,故所求动量的变化等于重力的冲量。则Δp=Ft=mgt=1×10×5=50 kg·m / s。
[点评]
① 运用Δp=mv-mv0求Δp时,初、末速度必须在同一直线上,若不在同一直线,需考虑运用矢量法则或动量定理Δp=Ft求解Δp。
②用I=F·t求冲量,F必须是恒力,若F是变力,需用动量定理I=Δp求解I。
三、用动量定理解决打击、碰撞问题
打击、碰撞过程中的相互作用力,一般不是恒力,用动量定理可只讨论初、末状态的动量和作用力的冲量,不必讨论每一瞬时力的大小和加速度大小问题。
[例3]
蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。
一个质量为60kg的运动员,从离水平网面3.2m高处自由落下,触网后沿竖直方向蹦回到离水平网面1.8m高处。
已知运动员与网接触的时间为1.4s。试求网对运动员的平均冲击力。(取g=10 m/s2)
[解析]
将运动员看成质量为m的质点,从高h1处下落,刚接触网时速度方向向下,大小 。
弹跳后到达的高度为h2,刚离网时速度方向向上,接触过程中运动员受到向下的重力mg和网对其向上的弹力F。
选取竖直向上为正方向,代入数值得:F=1.2×103N
四、 用动量定理解决连续流体的作用问题
在日常生活和生产中,常涉及流体的连续相互作用问题,用常规的分析方法很难奏效。
若构建柱体微元模型应用动量定理分析求解,则曲径通幽,“柳暗花明又一村”。
[例4]
有一宇宙飞船以v=10km/s在太空中飞行,突然进入一密度为ρ=1×10-7 kg/m3的微陨石尘区,假设微陨石尘与飞船碰撞后即附着在飞船上。欲使飞船保持原速度不变,试求飞船的助推器的助推力应增大为多少?(已知飞船的正横截面积S=2m2)
[解析]
选在时间Δt内与飞船碰撞的微陨石尘为研究对象,其质量应等于底面积为S,高为vΔt的直柱体内微陨石尘的质量,即m=ρSvΔt,初动量为0,末动量为mv。设飞船对微陨石的作用力为F,根据牛顿第三定律可知,微陨石对飞船的撞击力大小也等于20N。
因此,飞船要保持原速度匀速飞行,助推器的推力应增大20N。
五、 动量定理的应用可扩展到全过程
物体在不同阶段受力情况不同,各力可以先后产生冲量,运用动量定理,就不用考虑运动的细节,可“一网打尽”,干净利索。
[例5]
质量为m的物体静止放在足够大的水平桌面上,物体与桌面的动摩擦因数为μ,有一水平恒力F作用在物体上,使之加速前进,经t1s撤去力F后,物体减速前进直至静止,问:物体运动的总时间有多长?
[解析]
本题若运用牛顿定律解决则过程较为繁琐,运用动量定理则可一气呵成,一目了然。由于全过程初、末状态动量为零,对全过程运用动量定理,本题同学们可以尝试运用牛顿定律来求解,以求掌握一题多解的方法,同时比较不同方法各自的特点,这对今后的学习会有较大的帮助。
六、 动量定理的应用可扩展到物体系
尽管系统内各物体的运动情况不同,但各物体所受冲量之和仍等于各物体总动量的变化量。
[例6]
质量为M的金属块和质量为m的木块通过细线连在一起,从静止开始以加速度a在水中下沉,经时间t1,细线断裂,金属块和木块分离,再经过时间t2木块停止下沉,此时金属块的速度多大?(已知此时金属块还没有碰到底面。)
[解析]
金属块和木块作为一个系统,整个过程系统受到重力和浮力的冲量作用,设金属块和木块的浮力分别为F浮M和F浮m,木块停止时金属块的速度为vM,取竖直向下的方向为正方向,对全过程运用动量定理。
综上,动量定量的应用非常广泛。仔细地理解动量定理的物理意义,潜心地探究它的典型应用,对于我们深入理解有关的知识、感悟方法,提高运用所学知识和方法分析解决实际问题的能力很有帮助。
高考物理基础知识归纳2
1.压强P:物体单位面积上受到的压力叫做压强。
压力F:垂直作用在物体表面上的力,单位:牛(N)。
压力产生的效果用压强大小表示,跟压力大小、受力面积大小有关。
压强单位:牛/米2;专门名称:帕斯卡(Pa)
公式:F=PS【S:受力面积,两物体接触的公共部分;单位:米2。】
改变压强大小方法:
①减小压力或增大受力面积,可以减小压强;
②增大压力或减小受力面积,可以增大压强。
2.液体内部压强:【测量液体内部压强:使用液体压强计(U型管压强计)。】
产生原因:由于液体有重力,对容器底产生压强;由于液体流动性,对器壁产生压强。
规律:
①同一深度处,各个方向上压强大小相等
②深度越大,压强也越大
③不同液体同一深度处,液体密度大的,压强也大。[深度h,液面到液体某点的竖直高度。]
公式:P=ρghh:单位:米;ρ:千克/米3;g=9.8牛/千克。
3.大气压强:大气受到重力作用产生压强,证明大气压存在且很大的是马德堡半球实验,测定大气压强数值的是托里拆利(意大利科学家)。
托里拆利管倾斜后,水银柱高度不变,长度变长。
1个标准大气压=76厘米水银柱高=1.01×105帕=10.336米水柱高
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