1、- 1 -A B物理重要知识点总结力学问题中的“过程”、“状态”的分析和建立及应用物理模型在物理学习中是至关重要的。说明：凡矢量式中用“+”号都为合成符号，把矢量运算转化为代数运算的前提是先规定正方向。答题技巧：“基础题，全做对；一般题，一分不浪费；尽力冲击较难题，即使做错不后悔”。“容易题不丢分，难题不得零分。“该得的分一分不丢，难得的分每分必争”，“会做 做对 不扣分”在学习物理概念和规律时不能只记结论，还须弄清其中的道理，知道物理概念和规律的由来。力的种类:（13 个性质力） 这些性质力是受力分析不可少的“是受力分析的基础”力的种类:（13 个性质力） 有 18 条定律、2 条定理1 重
2、力： G = mg (g 随高度、纬度、不同星球上不同 )2 弹力：F= Kx 3 滑动摩擦力：F 滑 = N 4 静摩擦力： O f 静 fm (由运动趋势和平衡方程去判断)5 浮力： F 浮 = gV 排 6 压力: F= PS = ghs 7 万有引力： F 引 =G 21r8 库仑力： F=K (真空中、点电荷)21q9 电场力： F 电 =q E =q du10 安培力：磁场对电流的作用力F= BIL (BI) 方向：左手定则11 洛仑兹力：磁场对运动电荷的作用力f=BqV (BV) 方向：左手定则 12 分子力：分子间的引力和斥力同时存在,都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,
3、但斥力变化得快。13 核力：只有相邻的核子之间才有核力，是一种短程强力。5 种基本运动模型1 静止或作匀速直线运动（平衡态问题）；2 匀变速直、曲线运动（以下均为非平衡态问题）；3 类平抛运动；4 匀速圆周运动；5 振动。1 万有引力定律 B2 胡克定律 B3 滑动摩擦定律 B4 牛顿第一定律 B5 牛顿第二定律 B 力学6 牛顿第三定律 B7 动量守恒定律 B8 机械能守恒定律 B9 能的转化守恒定律10 电荷守恒定律 11 真空中的库仑定律12 欧姆定律13 电阻定律 B 电学14 闭合电路的欧姆定律 B15 法拉第电磁感应定律16 楞次定律 B17 反射定律18 折射定律 B定理：动量定
4、理 B动能定理 B 做功跟动能改变的关系受力分析入手（即力的大小、方向、力的性质与特征，力的变化及做功情况等）。再分析运动过程（即运动状态及形式，动量变化及能量变化等）。- 2 -最后分析做功过程及能量的转化过程；然后选择适当的力学基本规律进行定性或定量的讨论。强调：用能量的观点、整体的方法(对象整体，过程整体)、等效的方法(如等效重力)等解决运动分类：（各种运动产生的力学和运动学条件及运动规律）是高中物理的重点、难点高考中常出现多种运动形式的组合 追及(直线和圆) 和碰撞、平抛、竖直上抛、匀速圆周运动等匀速直线运动 F 合 =0 a=0 V00 匀变速直线运动：初速为零或初速不为零，匀变速直
5、、曲线运动(决于 F 合 与 V0 的方向关系) 但 F 合 = 恒力 只受重力作用下的几种运动：自由落体，竖直下抛，竖直上抛，平抛，斜抛等圆周运动：竖直平面内的圆周运动(最低点和最高点) ；匀速圆周运动 (关键搞清楚是什么力提供作向心力)简谐运动；单摆运动； 波动及共振；分子热运动；(与宏观的机械运动区别 )类平抛运动；带电粒在电场力作用下的运动情况；带电粒子在 f 洛 作用下的匀速圆周运动。物理解题的依据：（1）力或定义的公式 （2） 各物理量的定义、公式（3）各种运动规律的公式 （4）物理中的定理、定律及数学函数关系或几何关系几类物理基础知识要点：凡是性质力要知：施力物体和受力物体；对于
6、位移、速度、加速度、动量、动能要知参照物；状态量要搞清那一个时刻（或那个位置）的物理量；过程量要搞清那段时间或那个位侈或那个过程发生的；（如冲量、功等）加速度 a 的正负含义： 不表示加减速； a 的正负只表示与人为规定正方向比较的结果。如何判断物体作直、曲线运动；如何判断加减速运动；如何判断超重、失重现象。如何判断分子力随分子距离的变化规律根据电荷的正负、电场线的顺逆(可判断电势的高低) 电荷的受力方向 ；再跟据移动方向 其做功情况 电势能的变化情况V。知识分类举要1力的合成与分解、物体的平衡 求 F 、F 2 两个共点力的合力的公式： 1 COSF2121合力的方向与 F1 成角： tg=
7、 21sinco注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。 (2) 两个力的合力范围： F1F 2 F F1 +F2 (3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。 共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合外力为零。F=0 或F x=0 Fy=0 F2 F F1 - 3 -推论：1非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。按比例可平移为一个封闭的矢量三角形2几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力(一个力)的合力一定等值反向三力平衡：F 3=F1 +F2摩擦力的公式：(1 ) 滑动摩擦力： f= N 说明 ：a、N 为
8、接触面间的弹力，可以大于 G；也可以等于 G;也可以小于 Gb、为滑动摩擦系数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力 N 无关.(2 ) 静摩擦力： 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关 .大小范围： O f 静 f m (fm 为最大静摩擦力与正压力有关)说明：a 、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，还可以与运动方向成一定夹角。b、摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体也可以受静摩擦力的作用。力的独立作用和运动
9、的独立性当物体受到几个力的作用时，每个力各自独立地使物体产生一个加速度，就象其它力不存在一样，这个性质叫做力的独立作用原理。一个物体同时参与两个或两个以上的运动时，其中任何一个运动不因其它运动的存在而受影响，这叫运动的独立性原理。物体所做的合运动等于这些相互独立的分运动的叠加。根据力的独立作用原理和运动的独立性原理，可以分解速度和加速度，在各个方向上建立牛顿第二定律的分量式，常常能解决一些较复杂的问题。VI.几种典型的运动模型：追及和碰撞、平抛、竖直上抛、匀速圆周运动等及类似的运动2匀变速直线运动：两个基本公式(规律)： Vt = V0 + a t S = vo t + a t2 及几个重要推
10、论： 1(1) 推论：V t2 V 02 = 2as （匀加速直线运动：a 为正值 匀减速直线运动： a 为正值）(2) A B 段中间时刻的即时速度: Vt/ 2 = = （若为匀变速运动）等于这段的平均速度t0s(3) AB 段位移中点的即时速度: V s/2 = vot2Vt/ 2 = = = = = VN Vs/2 = t0sTSN21vot2匀速：V t/2 =Vs/2 ; 匀加速或匀减速直线运动：V t/2 式，在其他物理量不变的情况下刹车距离就越长，汽车较难停下来。因此为了提醒司机朋友在公路上行车安全，在公路旁设置“严禁超载、超速及酒后驾车”以及“雨天路滑车辆减速行驶”的警示牌是
11、非常有必要的。思维方法篇1平均速度的求解及其方法应用 用定义式： 普遍适用于各种运动； = 只适用于加速度恒定的匀变速直线运动ts一vvVt022巧选参考系求解运动学问题3追及和相遇或避免碰撞的问题的求解方法：两个关系和一个条件：1 两个关系：时间关系和位移关系；2 一个条件：两者速度相等，往往是物体间能否追上，或两者距离最大、最小的临界条件，是分析判断的切入点。关键：在于掌握两个物体的位置坐标及相对速度的特殊关系。基本思路：分别对两个物体研究，画出运动过程示意图，列出方程，找出时间、速度、位移的关系。解出结果，必要时进行讨论。追及条件：追者和被追者 v 相等是能否追上、两者间的距离有极值、能
12、否避免碰撞的临界条件。讨论：1.匀减速运动物体追匀速直线运动物体。两者 v 相等时，S 追 V 被追 则还有一次被追上的机会，其间速度相等时，两者距离有一个极大值2.初速为零匀加速直线运动物体追同向匀速直线运动物体两者速度相等时有最大的间距 位移相等时即被追上3.匀速圆周运动物体：同向转动： AtA=BtB+n2；反向转动： AtA+BtB=24利用运动的对称性解题- 6 -5逆向思维法解题6应用运动学图象解题7用比例法解题8巧用匀变速直线运动的推论解题某段时间内的平均速度 = 这段时间中时刻的即时速度 连续相等时间间隔内的位移差为一个恒量位移=平均速度 时间解题常规方法：公式法(包括数学推导
13、)、图象法、比例法、极值法、逆向转变法3竖直上抛运动：(速度和时间的对称 ) 分过程：上升过程匀减速直线运动,下落过程初速为 0 的匀加速直线运动.全过程：是初速度为 V0 加速度为g 的匀减速直线运动。(1)上升最大高度:H = (2)上升的时间:t= (3)从抛出到落回原位置的时间:t =2o2Vgo gVo(4)上升、下落经过同一位置时的加速度相同，而速度等值反向 (5)上升、下落经过同一段位移的时间相等。(6)匀变速运动适用全过程 S = Vo t g t2 ; Vt = Vog t ; V t2V o2 = 2gS (S、V t 的正、负号的理解)14.匀速圆周运动线速度: V= =
14、 =R=2 f R 角速度：= ts2TfTt2向心加速度： a = 2 f2 R= vT224v向心力： F= ma = m 2 R= m m4 n2 R R22追及(相遇) 相距最近的问题：同向转动： AtA=BtB+n2；反向转动： AtA+BtB=2注意：(1)匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力，总是指向圆心.(2)卫星绕地球、行星绕太阳作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。 (3)氢原子核外电子绕原子核作匀速圆周运动的向心力由原子核对核外电子的库仑力提供。5.平抛运动：匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动的合运动（1）运动特点：a、只受重力；b、初速度与重力垂直尽管其
15、速度大小和方向时刻在改变，但其运动的加速度却恒为重力加速度 g，因而平抛运动是一个匀变速曲线运动。在任意相等时间内速度变化相等。（2）平抛运动的处理方法：平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。水平方向和竖直方向的两个分运动既具有独立性又具有等时性（3）平抛运动的规律：- 7 -证明：做平抛运动的物体，任意时刻速度的反向延长线一定经过此时沿抛出方向水平总位移的中点。证：平抛运动示意如图设初速度为 V0，某时刻运动到 A 点，位置坐标为(x,y ),所用时间为 t.此时速度与水平方向的夹角为 ,速度的反向延长线与水平轴的交点为 ,x位移与水平方向夹角为 .以物体的出发点为
16、原点，沿水平和竖直方向建立坐标。依平抛规律有: 速度： V x= V0 Vy=gt 2yxv0xyvgttanxy位移: S x= Vot 2yg1s2yx002gt1ttan1vxy由得： 即 t1tan)(2xy所以: x2式说明：做平抛运动的物体，任意时刻速度的反向延长线一定经过此时沿抛出方向水总位移的中点。“在竖直平面内的圆周，物体从顶点开始无初速地沿不同弦滑到圆周上所用时间都相等。”一质点自倾角为 的斜面上方定点 O 沿光滑斜槽 OP 从静止开始下滑，如图所示。为了使质点在最短时间内从 O 点到达斜面，则斜槽与竖直方面的夹角 等于多少？7.牛顿第二定律：F 合 = ma （是矢量式）
17、 或者 Fx = m ax Fy = m ay理解：(1)矢量性 (2)瞬时性 (3)独立性 (4)同体性 (5)同系性 (6)同单位制力和运动的关系物体受合外力为零时，物体处于静止或匀速直线运动状态；物体所受合外力不为零时，产生加速度，物体做变速运动若合外力恒定，则加速度大小、方向都保持不变，物体做匀变速运动，匀变速运动的轨迹可以是直线，也可以是曲线- 8 -32)(3RhGT远近 物体所受恒力与速度方向处于同一直线时，物体做匀变速直线运动根据力与速度同向或反向，可以进一步判定物体是做匀加速直线运动或匀减速直线运动；若物体所受恒力与速度方向成角度，物体做匀变速曲线运动物体受到一个大小不变，方
18、向始终与速度方向垂直的外力作用时，物体做匀速圆周运动此时，外力仅改变速度的方向，不改变速度的大小物体受到一个与位移方向相反的周期性外力作用时，物体做机械振动表 1 给出了几种典型的运动形式的力学和运动学特征综上所述：判断一个物体做什么运动，一看受什么样的力，二看初速度与合外力方向的关系力与运动的关系是基础，在此基础上，还要从功和能、冲量和动量的角度，进一步讨论运动规律8.万有引力及应用：与牛二及运动学公式1 思路和方法:卫星或天体的运动看成匀速圆周运动, F 心 =F 万 (类似原子模型)2 公式：G =man，又 an= ， 则 v= ， ，T= 2rMmr)T2(rv2rGM3rGMr23
19、3 求中心天体的质量 M 和密度 由 G =m r =m M= ( )2r2r)(223Gr4恒 量= (当 r=R 即近地卫星绕中心天体运行时) =2334TR 2GT3（M= V 球 = r3） s 球面 =4 r2 s= r2 (光的垂直有效面接收，球体推进辐射) s 球冠 =2 Rh轨道上正常转： F 引 =G = F 心 = ma 心 = m 2 R= m m4 n2 R 2rMRv42T- 9 -地面附近： G = mg GM=gR2 (黄金代换式) mg = m =v 第一宇宙 =7.9km/s 2RMmRv2g题目中常隐含：(地球表面重力加速度为 g)；这时可能要用到上式与其它
20、方程联立来求解 。轨道上正常转： G = m 2rv2rGM【讨论】(v 或 EK)与 r 关系，r 最小 时为地球半径时，v 第一宇宙 =7.9km/s (最大的运行速度、最小的发射速度)；T 最小 =84.8min=1.4h沿圆轨道运动的卫星的几个结论: v= ， ，T=rG3rGMr23理解近地卫星：来历、意义 万有引力重力=向心力、 r 最小 时为地球半径、最大的运行速度= v 第一宇宙 =7.9km/s (最小的发射速度) ；T 最小 =84.8min=1.4h同步卫星几个一定：三颗可实现全球通讯(南北极仍有盲区)轨道为赤道平面 T=24h=86400s 离地高 h=3.5610 4
21、km(为地球半径的 5.6 倍) V 同步 =3.08km/s V 第一宇宙 =7.9km/s =15o/h(地理上时区) a=0.23m/s2运行速度与发射速度、变轨速度的区别卫星的能量: r 增 v 减小(E K 减小F2 m1m2 N1F向 ，内轨道对轮缘有侧压力，F 合 -N=R2mv即当火车转弯时行驶速率不等于V 0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（2）无支承的小球，在竖直平面内作圆周运动过最高点情况：受力：由mg+T=mv 2/L知,小球速度越小,绳拉力或环压力T越小,但T的最小值只能为零,此时
22、小球以重力提供作向心力. 结论：通过最高点时绳子(或轨道)对小球没有力的作用(可理解为恰好通过或恰好通不过的条件)，此时只有重力提供作向心力. 注意讨论：绳系小球从最高点抛出做圆周还是平抛运动。- 11 -能过最高点条件：VV 临 （当VV 临 时，绳、轨道对球分别产生拉力、压力）不能过最高点条件：V tg 物体静止于斜面VB=ABV2g53AVgR256所以 AB 杆对 B 做正功， AB 杆对 A 做负功 通过轻绳连接的物体在沿绳连接方向(可直可曲)，具有共同的 v 和 a。特别注意：两物体不在沿绳连接方向运动时，先应把两物体的 v 和 a 在沿绳方向分解，求出两物体的 v 和 a 的关系
23、式，被拉直瞬间，沿绳方向的速度突然消失，此瞬间过程存在能量的损失。讨论：若作圆周运动最高点速度 V0m2 时， v10，v 20 v1与 v1 方向一致；当 m1m2 时，v 1v 1，v 22v 1 (高射炮打蚊子)当 m1=m2 时，v 1=0，v 2=v1 即 m1 与 m2 交换速度当 m10 v2与 v1 同向；当 m1m2 时， v22v 1B初动量 p1 一定，由 p2=m2v2= ，可见，当 m1m2 时，p 22m 1v1=2p1211mvC初动能 EK1一定，当 m1=m2 时， EK2=EK1完全非弹性碰撞应满足：vv)(21 v122121)(m损一动一静的完全非弹性碰
24、撞（子弹打击木块模型）是高中物理的重点。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 .（主动球速度上限，被碰球速度下限）vmv)(0211 21损E2 121212212121 E)()()(E kmvmvv 损讨论：E 损 可用于克服相对运动时的摩擦力做功转化为内能E 损 =fd 相 = mgd 相 = 一 = d 相 = = 20mv12M)v()(20M)f(v20)g(v20也可转化为弹性势能；- 18 -转化为电势能、电能发热等等；（通过电场力或安培力做功）由上可讨论主动球、被碰球的速度取值范围21021mv)-(主 21210mv被“碰撞过程”中四
25、个有用推论推论一：弹性碰撞前、后，双方的相对速度大小相等，即： u2u 1= 1 2推论二：当质量相等的两物体发生弹性正碰时，速度互换。推论三：完全非弹性碰撞碰后的速度相等推论四：碰撞过程受(动量守恒)(能量不会增加) 和(运动的合理性)三个条件的制约。碰撞模型其它的碰撞模型：证明：完全非弹性碰撞过程中机械能损失最大。证明：碰撞过程中机械能损失表为：E= m1 12+ m2 22 m1u12 m2u22由动量守恒的表达式中得： u2= (m1 1+m2 2m 1u1)代入上式可将机械能的损失E 表为 u1 的函数为：E= u12 u1+( m1 12+ m2 22) ( m1 1+m2 2)2
26、1)(m21)(这是一个二次项系数小于零的二次三项式，显然：当 u1=u2= 时，1即当碰撞是完全非弹性碰撞时，系统机械能的损失达到最大值 Em= m1 12+ m2 22 2121)(历年高考中涉及动量守量模型的计算题都有：(对照图表)v0AB A Bv0vsMv0L 1Av0- 19 -3x0x0AOmAHO/OBLP C2M 2 1 N0vP QB 2l1一质量为 M 的长木板静止在光滑水平桌面上.一质量为 m 的小滑块以水平速度 v0 从长木板的一端开始在木板上滑动,直到离开木板.滑块刚离开木板时速度为 V0/3,若把此木板固定在水平面上,其它条件相同,求滑块离开木板时速度?1996
27、年全国广东(24 题) 1995 年全国广东(30 题压轴题)1997 年全国广东(25 题轴题 12 分 )1998 年全国广东(25 题轴题 12 分 )试在下述简化情况下由牛顿定律导出动量守恒定律的表达式：系统是两个质点，相互作用力是恒力，不受其他力，沿直线运动要求说明推导过程中每步的根据，以及式中各符号和最后结果中各项的意义。质量为 M 的小船以速度 V0 行驶，船上有两个质量皆为 m 的小孩 a 和 b，分别静止站在船头和船尾. 现小孩 a 沿水平方向以速率 v(相对于静止水面 )向前跃入水中， 1999 年全国广东(20 题 12 分) 2000 年全国广东(22 压轴题) 200
28、1 年广东河南(17 题 12 分)2002 年广东(19 题) 2003 年广东(19、20 题) 2004 年广东(15、17 题)2005 年广东(18 题) 2006 年广东(16、18 题) 2007 年广东(17 题)2008 年广东( 19 题、第 20 题 )AN B CR RDP1P2LL0EA O BP1P2v0（a）T 2T3T4T5T6TEtE00（b）- 20 -子弹打木块模型：物理学中最为典型的碰撞模型 (一定要掌握)子弹击穿木块时,两者速度不相等；子弹未击穿木块时,两者速度相等.这两种情况的临界情况是：当子弹从木块一端到达另一端，相对木块运动的位移等于木块长度时，
29、两者速度相等侧例题：设质量为 m 的子弹以初速度 v0 射向静止在光滑水平面上的质量为 M 的木块，并留在木块中不再射出，子弹钻入木块深度为 d。求木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。解析：子弹和木块最后共同运动，相当于完全非弹性碰撞。从动量的角度看，子弹射入木块过程中系统动量守恒：vmMv0从能量的角度看，该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大小为f，设子弹、木块的位移大小分别为 s1、s 2，如图所示，显然有 s1-s2=d对子弹用动能定理： 0vf对木块用动能定理： 22s、相减得： 2001vmMvmvdf 式意义：fd 恰好等于系统动能的损失；根据能量
30、守恒定律，系统动能的损失应该等于系统内能的增加；可见 ，即两物体由于相对运动而摩擦产生的热(机械能转化为内能), 等于摩擦力大小与两Qf物体相对滑动的路程的乘积(由于摩擦力是耗散力，摩擦生热跟路径有关，所以这里应该用路程，而不是用位移)。 由上式不难求得平均阻力的大小： dmMvf20至于木块前进的距离 s2，可以由以上、相比得 出：从牛顿运动定律和运动学公式出发，也可以得出同样的结论。试试推理。由于子弹和木块都在恒力作用下做匀变速运动，位移与平均速度成正比： dmMsvsdvvsd 202002 ,2/一般情况下 ，所以 s2d。这说明在子弹射入木块过程中木块的位移很小，可以忽略不计。mM这
31、就为分阶段处理问题提供了依据。象这种运动物体与静止物体相互作用,动量守恒,最后共同运动的类型，全过程动能的损失量可用公式： 20vmMEk当子弹速度很大时，可能射穿木块，这时末状态子弹和木块的速度大小不再相等，但穿透过程中系统动量仍然守恒，系统动能损失仍然是 EK= f d（这里的 d 为木块的厚度），但由于末状态子弹和木块速度不相等，所以不能再用式计算 EK 的大小。ds2- 21 -做这类题目时一定要画好示意图，把各种数量关系和速度符号标在图上，以免列方程时带错数据。以上所列举的人、船模型的前提是系统初动量为零。如果发生相互作用前系统就具有一定的动量，那就不能再用 m1v1=m2v2 这种
32、形式列方程，而要利用 (m1+m2)v0= m1v1+ m2v2 列式。特别要注意各种能量间的相互转化3功与能观点： 求功方法 单位：J ev=1.910-19J 度=kwh=3.610 6J 1u=931.5Mev力学： W = Fs cos (适用于恒力功的计算 )理解正功、零功、负功功是能量转化的量度W= Pt ( p= = =Fv) 功率:P = (在 t 时间内力对物体做功的平均功率) P = Fv twFSW(F 为牵引力,不是合外力；V 为即时速度时,P 为即时功率.V 为平均速度时,P 为平均功率.P 一定时,F 与 V 成正比）动能： EK= 重力势能 Ep = mgh (凡
33、是势能与零势能面的选择有关)m2pv1动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量) 公式： W 合 = W 合 W 1+ W2+Wn= Ek = Ek2 一 Ek1 = 1212mVW 合 为外力所做功的代数和(W 可以不同的性质力做功)外力既可以有几个外力同时作用，也可以是各外力先后作用或在不同过程中作用：既为物体所受合外力的功。功是能量转化的量度(最易忽视)主要形式有： 惯穿整个高中物理的主线 “功是能量转化的量度”这一基本概念含义理解。重力的功- 量度 -重力势能的变化物体重力势能的增量由重力做的功来量度：W G= -E P，这就是势能定理。与势能相关的力做功特点:如重力,
34、弹力,分子力,电场力它们做功与路径无关, 只与始末位置有关.除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能； 这就是机械能定理。只有重力做功时系统的机械能守恒。电场力的功-量度-电势能的变化分子力的功-量度-分子势能的变化 合外力的功-量度-动能的变化；这就是动能定理。摩擦力和空气阻力做功 W=fd 路程 E 内能 (发热)一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功，用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能，也就是系统增加的内能。f d=Q （d 为这两个物体间相对移动的路程）。热学： E=Q+W （热力学第一定律）电学： WABqU ABF 电 dE=qEdE 动能(导致电势能改变 )WQUUIt
35、 I 2RtU 2t/R QI 2RtE=I(R+r)=u 外 +u 内 =u 外 +Ir P 电源 t =uIt+E 其它 P 电源 =IE=I U +I2Rt磁学：安培力功 WF 安 d BILd 内能(发热) dRVLB2光学：单个光子能量 Eh 一束光能量 E 总 Nh(N 为光子数目) 光电效应 hW 0 跃迁规律：h =E 末 -E 初 辐射或吸收光子21mkv- 22 -原子：质能方程：Emc 2 Emc 2 注意单位的转换换算机械能守恒定律：机械能= 动能 +重力势能+弹性势能( 条件:系统只有内部的重力或弹力做功). 守恒条件：(功角度)只有重力和弹簧的弹力做功；(能转化角度
36、) 只发生动能与势能之间的相互转化。“只有重力做功” “只受重力作用”。在某过程中物体可以受其它力的作用，只要这些力不做功，或所做功的代数和为零，就可以认为是“只有重力做功”。列式形式： E1=E2(先要确定零势面) P 减 (或增)=E 增 (或减) EA 减 (或增) =EB 增 (或减)mgh1 + 或者 Ep 减 = Ek 增1212mVghV除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能；滑动摩擦力和空气阻力做功 W=fd 路程 E 内能 (发热) 4功能关系：功是能量转化的量度。有两层含义：(1)做功的过程就是能量转化的过程, (2)做功的多少决定了能转化的数量 ,即:功是能量转化的
37、量度强调：功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一种状态量，它与一个时刻相对应。两者的单位是相同的(都是 J)，但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”。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(1)动能定理 合外力对物体做的总功=物体动能的增量即 kkEmvW1212合重力 重力对物体所做的功= 物体重力势能增量的负值即 WG=EP1EP2= E P重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加弹簧弹力 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= E P弹力做正功,弹性势能减少；弹力做负功，弹性
38、势能增加分子力 分子力对分子所做的功= 分子势能增量的负值(2)与势能相关力做功导致与之相关的势能变化电场力 电场力对电荷所做的功= 电荷电势能增量的负值电场力做正功,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(3)机械能变化原因 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当除重力(或弹簧弹力)以外的力对物体所做的功为零时，即机械能守恒(4)机械能守恒定律 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 E K = E P212mghvghmv
39、(5)静摩擦力做功的特点(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；(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；(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(6)滑动摩擦力做功特点“摩擦所产生的热”(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；=滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积，即一对滑动摩擦力所做的功(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 ，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，(S 相对 为相互摩擦的物体
40、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)(7)一对作用力与反作用力做功的特点(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；作用力做负功、不做功时，反作用力亦同样如此(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(8)热学 外界对气体所做的功 W 与气体从外界所吸收的热量 Q 的和=气体内能的变化- 23 -恒定功率启动速度VF= Pv定a= Ffm当 a=0 即 F=f 时，v 达到最大 vm保持 vm 匀速变加速直线运动匀速直线运动外界对气体做功 W+Q=U (热力学第一定律 ,能的转化守恒定律)(9)电场力做
41、功 W=qu=qEd=F 电 SE (与路径无关 )(10)电流做功 (1)在纯电阻电路中 (电流所做的功率=电阻发热功率）tRu22Itw(2) 在电解槽电路中,电流所做的功率=电阻发热功率+ 转化为化学能的的功率 (3) 在电动机电路中,电流所做的功率=电阻发热功率与输出的机械功率之和 P 电源 t =uIt= +E 其它 ；W=IUt It2(11)安培力做功 安培力所做的功对应着电能与其它形式的能的相互转化，即 W 安 =E 电 ，安培力做正功，对应着电能转化为其他形式的能（如电动机模型）；克服安培力做功，对应着其它形式的能转化为电能（如发电机模型）；且安培力作功的绝对值，等于电能转化
42、的量值， WF 安 dBILd 内能(发热)(12)洛仑兹力永不做功 洛仑兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。(13)光学 光子的能量: E 光子 =h；一束光能量 E 光 =Nh( N 指光子数目)在光电效应中，光子的能量 h=W+ 21mv(14)原子物理 原子辐射光子的能量 h=E 初 E 末 ，原子吸收光子的能量 h= E 末 E 初爱因斯坦质能方程：Emc 2(15)能量转化和守恒定律对于所有参与相互作用的物体所组成的系统，其中每一个物体的能量数值及形式都可能发生变化，但系统内所有物体的各种形式能量的总合保持不变功和能的关系贯穿整个物理学。现归类整理如下：常见力做功与对应能的关系
43、常见的几种力做功 能量关系力的种类 做功的正负 对应的能量 变化情况 数量关系式+ 减小重力 mg重力势能 EP 增加 mgh=E P+ 减小弹簧的弹力 kx弹性势能 E 弹性 增加 W 弹 =E 弹性+ 减小分子力 F分子 分子势能 E 分子 增加 W 分子力 =E 分子+ 减小电场力 Eq电势能 E 电势 增加 qU =E 电势滑动摩擦力 f 内能 Q 增加 fs 相对 = Q 感应电流的安培力 F 安培 电能 E 电 增加 W 安培力 =E 电+ 增加合力 F合 动能 Ek 减小 W 合 =E k+ 增加重力以外的力 F机械能 E 机械 减小 WF=E 机械汽车的启动问题: 具体变化过程
44、可用如下示意图表示关键是发动机的功率是否达到额定功率，- 24 -恒定加速度启动a 定 =即 Ffm定一定P=F 定 v即 P 随 v 的增大而增大当 a=0 时，v 达到最大 vm，此后匀速当 P=P 额 时a 定 = 0，Ffm定v 还要增大F= Pv额a= Ff匀加速直线运动变加速（a）运动匀速运动(1)若额定功率下起动,则一定是变加速运动,因为牵引力随速度的增大而减小求解时不能用匀变速运动的规律来解.(2)特别注意匀加速起动时,牵引力恒定当功率随速度增至预定功率时的速度(匀加速结束时的速度)，并不是车行的最大速度此后，车仍要在额定功率下做加速度减小的加速运动(这阶段类同于额定功率起动)
45、直至 a=0 时速度达到最大高考物理力学常见几类计算题的分析高考题物理计算的常见几种类型题型常见特点 考查的主要内容 解题时应注意的问题牛顿运动定律的应用与运动学公式的应用（1）一般研究单个物体的阶段性运动。（2）力大小可确定，一般仅涉及力、速度、加速度、位移、时间计算，通常不涉及功、能量、动量计算问题。(1)运动过程的阶段性分析与受力分析(2)运用牛顿第二定律求 a(3)选择最合适的运动学公式求位移、速度和时间。(4)特殊的阶段性运动或二物体运动时间长短的比较常引入速度图象帮助解答。（1）学会画运动情境草，并对物体进行受力分析，以确定合外力的方向。（2）加速度 a 计算后，应根据物体加减速运
46、动确定运动学公式如何表示（即正负号如何添加）（3）不同阶段的物理量要加角标予以区分。二大定理应用：（1）一般研究单个物体运动：若出现二个物体时隔离受力分析，分别列式判定。（2）题目出现“功”、“动能”、“动能增加（减少）”等字眼，常涉及到功、力、初末速度、时间和长度量计算。(1)功、冲量的正负判定及其表达式写法。(2)动能定理、动量定理表达式的建立。(3)牛顿第二定律表达式、运动学速度公式与单一动量定理表达是完全等价的；牛顿第二定律表达式、运动学位移公式与单一动能定理表达是完全等价的；二个物体动能表达式与系统能量守恒式往往也是等价的。应用时要避免重复列式。(4)曲线运动一般考虑到动能定理应用，
47、圆周运动一般还要引入向心力公式应用；匀变速直线运动往往考查到二个定理的应用。（1）未特别说明时，动能中速度均是相对地而言的，动能不能用分量表示。（2）功中的位移应是对地位移；功的正负要依据力与位移方向间夹角判定，重力和电场力做功正负有时也可根据特征直接判定。（3）选用牛顿运动定律及运动学公式解答往往比较繁琐。（4）运用动量定理时要注意选取正方向，并依据规定的正方向来确定某力冲量，物体初末动量的正负。力学二大定理与二大定律的应用二大定律应用：(1)一般涉及二个物体运动(2)题目常出现“光滑水平面”（或含“二物体间相互作用力等大反向”提示）、“碰撞”、“动量”、“动量变化量”、“速度”等字眼,给定二物体质量,并涉
