2023力学复习6篇
力学复习第1篇一、问题背景:每一年高三第一轮力学复习中,学生在利用动能定理和能量守恒定律解题时经常出现很多问题,特别是利用它们解决“摩擦生热”问题时经常混淆。学生容易犯错的根本原因就是对动能定理和能量下面是小编为大家整理的力学复习6篇,供大家参考。
力学复习 第1篇
一、问题背景:每一年高三第一轮力学复习中,学生在利用动能定理和能量守恒定律解题时经常出现很多问题,特别是利用它们解决“摩擦生热”问题时经常混淆。学生容易犯错的根本原因就是对动能定理和能量守恒定律理解不到位而导致的。下面本人结合课堂教学针对此问题作为一个案例进行阐述。
先看例题:如图所示,质量 的小车静止在光滑的水平面上,现有质量 可视为质点的物块,以水平向右的速度 从左端滑上小车,最后刚好滑到小车的最右端与小车保持相对静止,以共同的"速度 一起向右匀速运动。物块与车面间的动摩擦因数m =0。4,取 ,求:
(1)小车的长度L是多少?
学生各样各式的解答如下:
1、对m:
—fL=1/2mv2—1/2mv02
2、对系统:fL=1/2mv2—1/2mv02
3、对系统:fL=1/2(m+M)v2—1/2mv02
4、对系统:—fL=1/2(m+M)v2—1/2mv02
5、对系统:fL—1/2mv02—1/2(m+M)v2
6、对m:—fs1=1/2mv2—1/2mv02
对M:fs=1/2Mv2
二、问题分析
(1)对于第一个学生的解法,很明显,这个学生是想对m列动能定理的,但这个学生存在的问题是,动能定理中外力做功W=FS公式中的S是对地位移,很显然,这个学生求出的L并不是m相对M运动的路程(即小车的长度)而是m的对地位移。
(2)第二个学生,从所列的方程可以看出,这个学生是想利用能量守恒定律解题,认为产生的热能等于减少的动能。很明显,此学生对能量守恒定律研究的对象没有弄清楚,从而导致错误。
(3)第三个学生,思路非常清晰,对系统列能量守恒定律求解,但存在的问题是:初末状态系统动能的大小比较没有弄清楚,又或者没有理解动能的减少量应为正值,又或者受动能定理内容的影响,把系统动能的减少量直接认为就是系统的动能变化量,从而导致方程错误。
(4)第四个学生的解法:对系统列动能定理,尽管结果是正确的,但高中阶段,对系统列动能定理还是较为少见的,而且对于物理基础一般的学生来说,建议不要采用此方法求解
。教师在教学过程也最好不要传授此方法。
此方程表面看起来不像动能定理方程(因为动能定理的研究对象是单物),另外一方面此方程也不像能量守恒方程。因此应引导学生不要对系统列动能定理方程,否则很容易犯错。
(5)第五、六个学生的解法是正确的,其中第五个学生是利用能量守恒定律求解,第六个学生是利用动能定理求解,很显然,第五个学生的解法更加简单。所以求某一物体的对地位移优先考虑动能定理,求相对路程则优先考虑能量守恒定律。
三、教学反思
针对以上学生出现的错误,我个人认为,在复习过程中,对于力学几大解题规律如:牛顿第二定律、动能定理,动量守恒定律,能量守恒定律,教师在复习的过程中应作为一个总结专题进行复习,让学生弄清楚每个规律研究对象是什么,是否有条件限制,数学表达形式是怎么样的,此外还要通过例题寻找学生容易犯错的地方,如:
①对于题目中涉及到两个或者两个以上的物体,列动能定理或者能量守恒定律时一定要明确研究对象,其中动能定理务必做到 对应同一个物体。能量守恒定律必须要考弄清楚整个系统各种能量的增加与减少。
②动能定理中的位移和速度必须是以地面为参考系的
③两个物体由于存在相对滑动,摩擦力做功产生的热能 ,故利用能量守恒求摩擦产生的热量必须要让学生理解公式中的 为相对路程,而且还要让学生懂得区分动能定理恒力做功 公式中 为对地位移。
通过以上这个教学案例的分析,本人认为教师要上好一节高三的物理复习课真的不容易,上好一节课不在于教师一节课能讲多少知识点,不在于教师表演得有多精彩,而在于学生真正领会了多少,学生存在的关键问题,教师有没有引导学生解决了,这才是高三物理课堂教学需要做的事情。
力学复习 第2篇
1高中物理审题的技巧
高中物理审题是最基础的。
高中物理审题时注意画出能直观表达物理过程、显现物理情景的草图,并划分好阶段,选择好始、末状态;分阶段恰当选择好研究对象(包括物体或系统及其运动过程),并认真分析它们的受力情况和运动情况,画好受力示意图,选择好解题方法;恰当选择参考系、势能参考面(点)和矢量的参考方向(正方向),运用正交分解法解题时,注意合理选择分解方向建好直角坐标系,以便于描述和简化运算为原则。
2高中物理选择解题方法的技巧
选择解题策略的思维过程,它是解题成败的关键。选择解题方法,既要充分剖析题意,又要对所运用的理论有深刻的理解,尤其是要注意它们的适用条件和适用范围。
选择求解力学问题的方法时,应掌握以下技巧:
1
研究单个物体受力的瞬时作用与物体运动状态的关系时,一般用牛顿运动定律。
2
研究单个物体受到力的持续作用,特别是变力的持续作用而发生运动状态改变的过程时,应优先考虑运用动量定理和动能定理。涉及时间的问题优先考虑动量定理,涉及功和位移的问题则应优先考虑动能定理。对恒力作用或者可视为恒力作用的变力作用过程,也可用牛顿运动定律和运动学规律求解。
3
研究多个物体组成的系统的相互作用过程,一般应优先考虑能否用动量守恒定律和能量守恒定律求解,特别是作用性质和作用过程的细节十分复杂的问题。凡涉及能量转化的相互作用过程,应优先考虑用能量守恒定律建立系统状态的能量联系。
4
凡是可用力的观点解决的问题,尤其是变力作用的问题,都可以用动量观点或能量观点求解。解题时,重点应是运动状态变化的结果与引起变化的原因(即过程的始、末状态和力的效果的过程积累———冲量或功),至于作用过程的细节则无须过多地深入研究。
5
应用能量守恒定律解题时,需要弄清楚系统中哪些物体的能量发生了变化、哪些形式的能量发生了变化,这些变化是哪些力做功引起的,做了多少功,相应的能量变化了多少等问题。功能之间的关系要记忆熟练,搞清楚谁做功,谁的能量变化。
3高中物理计算题的技巧
高中物理计算题是高中生用规范的物理数学语言、必要的文字说明以及严密的逻辑推理,来论证自己的观点、表述思维过程的一种常用方式,是解题者的思维品质、思维能力、思维方法、思维习惯的一种客观反映。
通过书面表达,能客观评价高中生对所学知识的理解掌握程度和综合运用所学知识解决实际问题的能力。
而作答计算题时,最重要的是要先明确题目论述的场景是不是自己熟悉的,如果是熟悉的,则完全可以运用所学知识对此简单题进行解答,而解答的时候也要重点关注自己在此类题型下的易错点是什么,以避免二次出错。
而对于一些以新材料为背景的题目,要通过对材料的分析,挖掘,通过关键词和词语联系找到题目背后对应的知识点。
下面给大家附一张我自己总结的答题思维过程图。希望能给大家的学习有所帮助。
力学复习 第3篇
⒈力F:力是物体对物体的作用。物体间力的作用总是相互的。
力的单位:牛顿(N)。测量力的仪器:测力器;实验室使用弹簧秤。
力的作用效果:使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变。
物体运动状态改变是指物体的速度大小或运动方向改变。
⒉力的三要素:力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。
力的图示,要作标度;力的示意图,不作标度。
⒊重力G:由于地球吸引而使物体受到的力。方向:竖直向下。
重力和质量关系:G=mg m=G/g
牛/千克。读法:牛每千克,表示质量为1千克物体所受重力为牛。
重心:重力的作用点叫做物体的重心。规则物体的重心在物体的几何中心。
⒋二力平衡条件:作用在同一物体;两力大小相等,方向相反;作用在一直线上。
物体在二力平衡下,可以静止,也可以作匀速直线运动。
物体的平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态。处于平衡状态的物体所受外力的合力为零。
⒌同一直线二力合成:方向相同:合力F=F1+F2 ;合力方向与F1、F2方向相同;
方向相反:合力F=F1-F2,合力方向与大的力方向相同。
⒍相同条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多。
滑动摩擦力与正压力,接触面材料性质和粗糙程度有关。【滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦】
牛顿第一定律也称为惯性定律其内容是:一切物体在不受外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。
惯性:物体具有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性。
速度:v=s/t
密度:ρ=m/v
重力:G=mg
压强:p=F/s(液体压强公式不直接考)
浮力:F浮=G排=ρ液gV排
漂浮悬浮时:F浮=G物
杠杆平衡条件:F1×L1=F2×L2
功:W=FS
功率:P=W/t=Fv
机械效率:η=W有用/W总=Gh/Fs=G/Fn n为滑轮组的股数
力学复习 第4篇
高三复习时间看似很多,其实有效的复习时间并不是很多,因此要系统地安排复习时间。一般分为三个阶段,每一个阶段的复习都有其相应的特点和要求。
通常从当年9月到次年3月上旬为第一个阶段,习惯上称为第一轮复习。这个阶段的复习基本上是按照教材章节顺序进行复习。在第一轮的复习中知识点的复习非常细致、系统,但是与高一、高二新授课不同,这个阶段主要是帮助同学们回忆学习过的知识点,在回忆的基础上再进行巩固和提高。上课的时候一定要主动听课,不能被动听课。
从当年3月中旬到4月底,大约45天的时间,习惯上称为第二轮复习。在这段时间里通常是进行专题复习,将打破章节之间的限制,主要从学科知识、方法的角度设置专题进行复习。
从当4月底到5月底,我们通常称为第三轮复习,主要是以练习卷为主实战练习,进入六月份,就是考前的调整阶段。在这个阶段主要是看看教材和卷子上做错的题目。
高一、高二上课的时候,课堂上,你的大部分时间是在仔细听老师讲解,你的思路是跟随老师的思路进行深入的思考,课堂上边听课边记笔记然后在课下再消化、理解、巩固。在高三的课堂,这样做就是低效率了,当老师提出一个问题以后,你必须主动积极思考,如果不能立刻回忆出这个知识点,你再听老师的讲解,这样就能知道哪些知识点是自己不会的,哪些知识点是自己会的。课下把不会的知识点一定要弄懂弄通,不能留下知识点的死角。举个例子吧,例如当老师问“如果把力按照性质来分类有哪些力呢?”,这个时候你就应该回忆有哪些力,如果能回忆起来就说明你这个知识点没有遗忘。再比如老师问“这个力做功是正功还是负功呢?”,如果你回忆不起来怎样判断力做功正负的方法,这就说明这部分知识点有遗漏,这就是我说的主动听课。
高三的学生最好不要做大量的习题,整天泡在题海中,但是不做题是不行的,必须经过实战演练才能知道哪些知识在理解上或者应用上还有不足。对于教辅资料我认为不要太多,有两本就够了。在自己选择教辅资料时,我建议应该选择难易适度的。标准是这样的,假设一章有10道试题,如果你发现几乎没有不会的,那么这本教辅资料对你来说就是过于简单了,如果有7到8道题经过长时间思考都没有解题思路,那就是过于难了。过于简单和过于难都会浪费你宝贵的复习时间,这样的教辅资料对一轮复习是不合适的。对于教辅资料的使用也要注意一下几点:
(1)哪些题是一看就会的,哪些题是经过深度思考才能做对的,哪些题是经过深度思考后一点思路都没有的,这些题必须做好不同的标识。
(2)对那些一点思路没有的习题,必须通过同学或老师的帮助使之变成有思路的习题,这些知识点就是你们备考路上的“拦路虎”,一定要把他们都“消灭”了。
(3)要定期回头复习那些经过深度思考才做出的习题,保证思路上的畅通。
(4)要把自己不会的习题、做错的习题进行归类,看看哪些题是方法上的错误,哪些题是计算上的失误,哪些题是概念理解不透造成的错误,设计一个表格记录下来。
掌握自己犯错的类型,就为防范错误做好了准备,整理一个错题本是复习的一个好办法,便于集中查阅自己犯过的错误。当看到曾经出现过的问题,应该随时翻看课本里面相应的内容,这样边记边看效果会更显著,不会的知识点就会越来越少了。
物理学科不做题是不行的,但是没有必要做大量的习题,在做题的过程中要抓住物理模型的本质、习题条件变换、多过程多对象的拆分。
(1)注意物理题的模型。我们所学到的规律都是经过简化以后物理模型所对应的规律。只有找到题目所述的是什么样的模型,才能用这个模型所对应的物理规律来解决问题。
(2)注意题目条件的变化。高中所学的模型不多,但是题目千变万化,原因是每一道题都有区别于其他题目的条件。审题的关键是将这种条件找出来,也就是我们平时所要找的初始条件、边界条件、临界条件等。
(3)能把多过程和多对象进行拆分。对于多过程、多对象的问题,审题清楚以后的第一个任务就是把整个过程分解为多个子过程,把多个研究对象分别隔离作为单个物体来研究,或者将几个对象作为整体来研究。
对于知识的学习分为不同的层次,通常分为知道、理解、应用、评价这四个层次。你说的“明白”那是停留在知道的层面,可能没有理解或者没有达到应用和评价的层次。而高考题对知识点的要求是达到理解和灵活应用的层次。例如仅记住力做功的公式是不行的,你还必须理解这个公式中的力必须是作用在物体上的恒力,当是变力的时候就不能应用这个公式求解变力做功了,对于公式中的位移应该是物体相对地面的位移,公式中的夹角应该是力的正方向和位移正方向间的夹角。你不会独立做题的原因也可能是没有掌握一些解决试题方面的程序性知识,或者对于处理这些问题所需要的知识不能以模块化的方式呈现出来。例如应用动能定理解题或者是应用楞次定律判断感应电流方向的步骤等。
《考试大纲》是高考命题的指挥棒,也是高三复习的纲领性文件,《考试大纲》中有明确的知识点的要求及要求掌握的程度,对本辑设计的力学内容,Ⅱ类要求的知识点主要有:速度和加速度;匀变速直线运动及其公式、图像;力的合成和分解;共点力的平衡;牛顿运动定律、牛顿定律的应用;运动的合成和分解;抛体运动;向心加速度。匀速圆周运动的向心力;万有引力定律及其应用等.Ⅱ类要求是指对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系,能够进行叙述和解释,并能在实际问题的分析、综合、推理和判断等过程中运用,与课程标准中"理解"和"应用"相当。除Ⅱ类要求的知识点之外都属于Ⅰ类要求的知识,Ⅰ类要求是指对所列知识要知道其内容及含义,并能在有关问题中识别和直接使用,与课程标准中的"了解"和"认识"相当。预计20XX年《考试大纲》对力学的要求变化不大,复习时可以以20XX年的《考试大纲》为指导。
力学复习 第5篇
做题顺序
一般来说,初二物理题目的排列顺序都是先易后难,因为出题老师也希望通过这样一种循序渐进的方式使大家尽快进入到答题状态中。既然这样,那我们在做初二物理题的时候也就应该尽可能地依据题目安排的顺序一一解答。这样不仅符合心理习惯,而且能够做到心中有数。
优势优先
初二物理学科你不可能掌握的水平大致相当,一定有相对而言的优势学科,那在做题的时候就应该适当地调整好自己的时间:对于自己的优势学科,在保证正确率的情况下要尽快解答,这样将会节省出更多的时间留给稍微逊色的学科。这样将最大限度地保证了分数最大化。
力学复习 第6篇
功
功等于力和物体沿力的方向的位移的乘积;
计算公式:w=Fs;
推论:w=Fscosθ, θ为力和位移间的夹角;
功是标量,但有正、负之分,力和位移间的夹角为锐角时,力作正功,力与位移间的夹角是钝角时,力作负功;
功率
功率是表示物体做功快慢的物理量。
求平均功率:P=W/t;
求瞬时功率:p=Fv,当v是平均速度时,可求平均功率;
功、功率是标量;
功和能之间的关系
功是能的转换量度;做功的过程就是能量转换的过程,做了多少功,就有多少能发生了转化;
动能定理
合外力做的功等于物体动能的变化。
数学表达式:w合=mvt2/2-mv02/2
适用范围:既可求恒力的功亦可求变力的功;
应用动能定理解题的优点:只考虑物体的初、末态,不管其中间的运动过程;
应用动能定理解题的步骤:
(1)对物体进行正确的受力分析,求出合外力及其做的功;
(2)确定物体的初态和末态,表示出初、末态的动能;
(3)应用动能定理建立方程、求解
重力势能
物体的重力势能等于物体的重量和它的速度的乘积。
重力势能用EP来表示;
重力势能的数学表达式:
EP=mgh;
重力势能是标量,其国际单位是焦耳;
重力势能具有相对性:其大小和所选参考系有关;
重力做功与重力势能间的关系
(1)物体被举高,重力做负功,重力势能增加;
(2)物体下落,重力做正功,重力势能减小;
(3)重力做的功只与物体初、末为置的高度有关,与物体运动的路径无关
机械能守恒定律
在只有重力(或弹簧弹力做功)的情形下,物体的动能和势能(重力势能、弹簧的弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
机械能守恒定律的适用条件:只有重力或弹簧弹力做功。
机械能守恒定律的数学表达式:
在只有重力或弹簧弹力做功时,物体的机械能处处相等;
应用机械能守恒定律的解题思路
(1)确定研究对象,和研究过程;
(2)分析研究对象在研究过程中的受力,判断是否遵受机械能守恒定律;
(3)恰当选择参考平面,表示出初、末状态的机械能;
(4)应用机械能守恒定律,立方程、求解;
#p#副标题#e#物理力学复习中应注意的问题
一.力学的建立
力学的演变以追溯到久远的年代,而物理学的其它分支,直到近几个世纪才有了较大的发展,究其原因,是人们对客观事物的认识规律所决定的。在日常生活和生产劳动中,首先接触最多的是宏观物体的运动,其中最简单.最基本的运动是物体位置的变化,这种运动称之为机械运动。由此我们注意到,力学建立的原动力就是源于人们对机械运动的研究,亦即力学的研究对象就是机械运动的客观规律及其应用。了解了这些,可以对力学的主脉络有了一条清晰的线索,就是对于物体运动规律的研究。首先要涉及到物体在空间的位置变化和时间的关系,继而阐述张力之间的关系,然后从运动和力出发,推广并建成完整的力学理论。正是要达到上述目的,我们在研究过程中,就需要不断地引入新的物理概念和方法,此间,由“物”及“理”的思维过程和严密的逻辑揄体系,逐步得以完善和体现。明确了以上观点,可以使我们在学习及复习过程,不会生硬地接受.机械地照搬,而是自然流畅地水到渠成。
让我们走入力学的大门看一看,它的殿堂是怎样的金碧辉煌。静力学研究了物体最简单的状态:简单的状态:静止或匀速直线运动。并且阐述了解决力学问题最基本的方法,如受力情况的分析以及处理方式;力的合成.力的分解和正交分解法。应当认识到,这些方法是贯穿于整个力学的,是我们研究机械运动规律的不可缺少的手段。运动学的主要任务是研究物体的运动,但并不涉及其运动的原因。牛顿运动定律的建立为研究力与运动的关系奠定了雄厚的基础,即动力学。至此,从理论上讲各种运动都可以解决。然而,物体的运动毕竟有复杂的问题出现,诸如碰撞.打击以及变力作用等等,这类问题根本无法求解。力学大厦的建设者们,从新的角度对物体的运动规律做了全面的.深入的讨论,揭示了力与运动之间新的关系。如力对空间的积累-功,力对时间的积累-冲量,进而获得了解决力学问题的另外两个途径-功能关系和动量关系,它们与牛顿运动定律一起,在力学中形成三足鼎立之势。
二.力学概念的引入
前面曾经提到过,力学的研究对象是机械运动的客观规律及其应用。为达此目的,我们需要不断地引入许多概念。以运动学部分为例,体会一下力学概念引入的动机及方法,这对力学的复习无疑是大有裨益的。
让我们研究一下行驶在平直公路上的汽车。首先一个问题就是,怎样确定汽车在不同时刻的位置。为了能精确地确定汽车的位置,我们可将汽车看作一个点,这样,质点的概念随之引入。同时,参照物的引入则是水到渠成的,即在参照物上建立一个直线坐标,用一个带有正负号的数值,即可能精确描述汽车的位置。而后由于汽车位置要不断地发生变化,位置的改变-位移亦被引入,至于速度的引入在此就不再赘述。在学习物理的过程中,这类问题可以说比比皆是。因此,只有搞清引入某一概念的真正意图,才能对要研究的问题有深入的了解,才能说真正地掌握了一个物理概念。而在物理中,引入概念的方法,充分体现了物理学的研究手段,例如:用比值定义物理量。该方法在整个物理学中具有很典型的意义。
把握一个概念的来龙去脉和准确定义显然是非常重要的,可以避免一些相似概念的混淆。如功与冲量.动能与动量.加速度与速度等等。所谓学习物理要“概念清楚”,就是这个含意。
三.力学规律的运用
物理概念的有机组合,构成了美妙的物理定律。因此,清晰的概念是掌握一个定律的重要前提。如牛顿第二定律就是由力.质量及加速度三个量构成的。在力学中重要的定律定理有:牛顿一.二.三定律;机械能守恒定律;动量守恒定律;万有引力定律;动量定理和动能定理。掌握定律并非以记忆为标准,重要的是会在实际问题中加以运用。如牛顿第二定律,从形式上看来并不复杂,然而很多同学在解决连结体问题时,却总是把握不好这三个量对研究对象之间的“对应关系”。在此可举一例。水平光滑轨道上有一小车,受一恒定水平拉力作用,若在小车上固定一个物体时,小车的加速度要减小是何原因?常见的答案显然是:合外力不变,质量变大。然而,若回答合外力变小,是不是正确的呢?这里显然是由于研究对象的选择不同而造成的不同结果。在此,研究对象的确定和公式各量的对应性问题,起着关键的作用,这也恰恰是牛顿第二定律应用时的重要环节。
运动学规律及动力学关系在解决问题时,也有许多应当注意和思考的地方。如在匀速圆周运动中,我们似乎并未明确指出哪些公式属于运动学关系,哪些属于动力学关系,但在实际问题中却可使人困惑。例如:在一光滑水平面上用绳拴一小球做匀速圆周运动,由公式v=2nr/T可以知道,若增大速率V可以减小周期T。然而卫星绕地球做匀速圆周运动时,我们却不能用增大V的方式来改变周期T,若仅在V=2nr/Th大做文章定会百思不得其解。究其原因,还是由于忽略了动力学原因,即前者与后者的最大区别是向心力来源不同。一个是绳子弹力,它可以以r不变时,任意提供了不同大小的拉力;而另一个是万有引力,当r一定时,其大小也就一定了。在这类问题上,最容易犯的就是片面性的错误。再比如机械能守恒和动量守恒这两条重要的力学定律,我们是否了解了守恒的条件,就可以做到灵活地运用呢?我们知道,机械能守恒的条件是“只有重力做功”,有些人看到某个问题中,重力没有做功,就立刻得出机械能不守恒的结论,如光滑水平面上的匀速直线运动。造成这类错误的原因是,只注意到了物理定律的文字表述,孰不知深刻理解其才是最重要的。如动量守恒定律的,是在满足了守恒条件的情况下,即系统不受外力或外力合力为零,动量只是在系统内部传递,而总动量不变。
最后谈谈动能定理和动量定理。观察其形式可以发现,每个定理都涉及两个状态量和一个过程量,注意到这一点应是定理正确应用的关键。我们不妨将状态看作一个点,过程看作一条线,在应用时必然是“两点夹一线”,即状态量及过程量,一定要对应,这也是两个定理的相似之处,至于它们的区别,在此就不多讲了。
由以上的讨论可以看出,对物理定律的应用,绝不能只满足于会用,而应当多方面地体会其深层的含意和适用条件中所包含的物理意义。只有这样,才能达到灵活运用物理规律解题的目的,做到居高临下,以不变应万变。
四.逻辑推理在物理中的运用
逻辑推理在力学中可以说俯拾皆是。严密的逻辑推理,是正确运用物理规律解决问题的必由之路。试举一例:做曲线运动的物体一定受合外力,其逻辑推理过程如下:曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向,而曲线切线方向每点是不同的,因此曲线运动的速度方向一定是不断变化的。由于的矢量,所以曲线运动必为变速运动,必然有加速度,由牛顿第二定律可知其必受合外力。当然,实际问题中似乎并非如此繁琐,然而细细地想来又的如此,只是思维过程较为迅速罢了。再举一例:合外力对物体做功不为零,则物体的动量一定发生变化,而物体的动量变化,合外力对物体不一定做功。此命题依然可用逻辑推理说明其正确性。根据动能定理,当合外力做功时,则物体的动能必然发生变化,因此速率发生变化,则动量必然变化。反之支量发生变化,动能不一定变(动量是矢量,动能是标量),则合外力不一定做功。不难看出,清晰地认识概念,牢固地掌握规律,者严密正确的逻辑推理得以完成的重要前提和充足的条件补充。同学们若多留意.多用心,定会受益非浅。
解决力学问题,无非是解决物体的运动问题。既然如此,描述运动状态和改变运动状态之间就是力学手段应用的切入点。如描述运动状态的量有速度.动量和动能,而改变状态的原因又分别是力.冲量和功,构成以上关系的则分别是牛顿第二定律.动量定理和动能定理,而这些恰恰是质点动力学的主干。如此说来,我们的复习过程绝不是做题可以全部代替的,必须深入力学的各个领域,切实体会各部分的个性和共性,把握各量之.各规律间的内在联系,才能对整个“力学体系”有宏观地了解,更好.更有效.更迅速地解决各种力学问题。
比起轰轰烈烈的力学问题来,热学体系要显得平静和细腻。在此着重谈谈气体定律的应用问题。
众所周知,对一种事物,若要研究之,必先描述之,这在学习物理过程中,大家已深有体会。气体问题当然也不例外,状态参量的确定,便成了首当其冲的问题,温度.体积和压强诸参量中压强的确定显得尤为重要,这并非是压强有超乎一般参量的地位,而是由于压强计算的复杂性和它的变化多端,在复习中应引起足够的重视。
解决气体问题除了要熟练应用气体定律之外,方法的掌握也是至关重要的。常用的方法有极限法及假设法,下面简单谈谈这两种方法的运用。
例把装有气体的上端封闭玻璃管竖直插入水银槽内,管内水银面与槽内水银面的高度差为h。当玻璃管缓慢竖直向下插入一些,问h怎样变化?
例在一根一端封闭的均匀直玻璃管中,有一段5厘米长的水银柱,把质量为m的空气封闭在玻璃管中。当玻璃管水平放置时,管内空气柱的长度为14厘米,现缓慢地摇动玻璃管,让一定量的空气进入封闭在管内的空气柱中,最后,当玻璃管处在竖直位置且开中向下时,空气柱的长度为16厘米。设在整个过程中温度保持不变,大气压强为75厘米汞柱,求后来进入空气柱的空气质量。
分析:此类问题若采用玻-马定律且涉及质量问题,一定会有质量与体积的关系。而质量比等于体积比,则应在“同种.同质.同温”的三同条件下才是成立的。此时,可应用“假设法”,使一部分气体发生实际上并未发生的状态变化,从而找出上述关系,这就是在此题中应用假设法的初衷。哪下述过程:假设管中未进入气体且玻璃管开口向下,由玻-马定律知,气柱高度应为:P0l=Pl,l=75×14/70=15(cm),再假设此时气体进入玻璃管,则将占有1厘米,则有m‘/m=l’/l=1/15,所以有m‘=1/15m。此题亦可做其它假设,大家不妨一试。
假设法作为解决问题的方法,在解决气体问题时的确是行之有效的,应用的关键是要有丰富的想象力,且能紧紧把握住“状态”.“过程”及“研究对象”,我们知道气体三定律及一定质量理想气体状态方程是针对“一定质量”气体而言,若解决变质量问题时,研究对象的确定亦是不能忽视的。
最后再谈“力热综合”问题。此类问题的主干仍然应以力学规律为主,其间可以有气体压力出现,从方法上看,也依然是以力学方法作为主要方法,如隔离法.整体法等等。此间最感困惑之处应是气体压力是否进入力学方程,这完全由研究对象的选择而定。以88年的高考热学题为例:一加油圆筒形气缸静置于地面上气缸筒的质量为M,活塞连同手柄的质量为m,气缸内部的横截面积为S,大气压强为P,平衡时气缸的窖为V,现用手握着活塞手柄缓慢地向上提,设气缸足够长,在整个上提过程中气体温度保持不变,并不计气缸内气体的重力及活塞与气缸壁的摩擦,求将气缸刚提离地面时活塞上升的距离(图略)
分析:此题涉及三部分对象,气缸.活塞及气体,若以气体为研究对象,其应用规律显然是玻-马定律,两态一过程可以建立一个方程暂且不论,对活塞及气缸来说,两次平衡状态从整体到局部共可以建立六个平衡方程。这六个方程怎样建立及哪几个方程是有效方程,是解此题的关键点。第一平衡态:对气缸N+P0S=Mg①。对活塞P0S+mg=P1S②,对整体
N=(M+m)g③可见①③两式联立消去N后可得2式,因此,只建立第2式即可。第二平衡态:对气缸P0S=P2S+Mg④,对活塞P2S+F=mg+P0S,⑤对整体F=(M+m)g⑥,这三式中任取二式与第②式及玻-马定律P1V=P2(V+xS),组成4个方程组。即可解得
x=(mg+mg)V/(P0S—Mg)S。
由以上讨论可见,力热综合问题与力学问题的最大区别,就在于受力分析中可以出现气体压力,而联系力热规律必须依靠公式F=PS,这是力热综合的衔接点。
总之,力热综合问题并不神秘,也并非凌驾于力学和热学上,而是与一般综合问题一样,是二者有机地.巧妙地组合,但并不影响力学热学规律的使用,问题的关键仍然是基本概念.基本规律和基本方法的掌握。
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