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高三物理知识点梳理

时间:2022-03-14 15:00:52 物理 我要投稿

高三物理知识点梳理(12篇)

  在我们上学期间,大家对知识点应该都不陌生吧?知识点就是一些常考的内容,或者考试经常出题的地方。还在为没有系统的知识点而发愁吗?下面是小编为大家收集的高三物理知识点梳理,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

高三物理知识点梳理(12篇)

高三物理知识点梳理1

  一、声波的多普勒效应

  在日常生活中,我们都会有这种经验:

  当一列鸣着汽笛的火车经过某观察者时,他会发现火车汽笛的声调由高变低.为什么会发生这种现象呢?这是因为声调的高低是由声波振动频率的不同决定的,如果频率高,声调听起来就高;反之声调听起来就低.这种现象称为多普勒效应,它是用发现者克里斯蒂安多普勒(ChristianDoppler,1803-1853)的名字命名的,多普勒是奥地利物理学家和物理家.他于1842年首先发现了这种效应.为了理解这一现象,就需要考察火车以恒定速度驶近时,汽笛发出的声波在传播时的规律.其结果是声波的波长缩短,好象波被压缩了.因此,在一定时间间隔内传播的波数就增加了,这就是观察者为什么会感受到声调变高的原因;相反,当火车驶向远方时,声波的波长变大,好象波被拉伸了.因此,声音听起来就显得低沉.定量分析得到f1=(u+v0)/(u-vs)f,其中vs为波源相对于介质的速度,v0为观察者相对于介质的速度,f表示波源的固有频率,u表示波在静止介质中的传播速度.当观察者朝波源运动时,v0取正号;当观察者背离波源(即顺着波源)运动时,v0取负号.当波源朝观察者运动时vs前面取负号;前波源背离观察者运动时vs取正号.从上式易知,当观察者与声源相互靠近时,f1当观察者与声源相互远离时。

  二、光波的多普勒效应

  具有波动性的光也会出现这种效应,它又被称为多普勒-斐索效应.因为法国物理学家斐索(1819-1896)于1848年独立地对来自恒星的波长偏移做了解释,指出了利用这种效应测量恒星相对速度的办法.光波与声波的不同之处在于,光波频率的变化使人感觉到是颜色的变化.如果恒星远离我们而去,则光的谱线就向红光方向移动,称为红移;如果恒星朝向我们运动,光的谱线就向紫光方向移动,称为蓝移.

  三、光的多普勒效应的应用

  20世纪20年代,美国天文学家斯莱弗在研究远处的旋涡星云发出的光谱时,首先发现了光谱的红移,认识到了旋涡星云正快速远离地球而去.1929年哈勃根据光普红移总结出的哈勃定律:星系的远离速度v与距地球的距离r成正比,即v=Hr,H为哈勃常数.根据哈勃定律和后来更多天体红移的测定,人们相信宇宙在长时间内一直在膨胀,物质密度一直在变小.由此推知,宇宙结构在某一时刻前是不存在的,它只能是演化的产物.因而1948年伽莫夫(G.Gamow)和他的同事们提出大爆炸宇宙模型.20世纪60年代以来,大爆炸宇宙模型逐渐被广泛接受,以致被天文学家称为宇宙的标准模型.

  多普勒-斐索效应使人们对距地球任意远的天体的运动的研究成为可能,这只要分析一下接收到的光的频谱就行了.1868年,英国天文学家W.哈金斯用这种办法测量了天狼星的视向速度(即物体远离我们而去的速度),得出了46km/s的速度值。

高三物理知识点梳理2

  光子说

  ⑴量子论:1900年德国物理学家普朗克提出:电磁波的发射和吸收是不连续的,而是一份一份的,每一份电磁波的能量。

  ⑵光子论:1905年爱因斯坦提出:空间传播的光也是不连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成正比。

  光的波粒二象性

  光既表现出波动性,又表现出粒子性。大量光子表现出的波动性强,少量光子表现出的粒子性强;频率高的光子表现出的粒子性强,频率低的光子表现出的波动性强。

  实物粒子也具有波动性,这种波称为德布罗意波,也叫物质波。满足下列关系:

  从光子的概念上看,光波是一种概率波.

  电子的发现和汤姆生的原子模型:

  ⑴电子的发现:

  1897年英国物理学家汤姆生,对阴极射线进行了一系列研究,从而发现了电子。

  电子的发现表明:原子存在精细结构,从而打破了原子不可再分的观念。

  ⑵汤姆生的原子模型:

  1903年汤姆生设想原子是一个带电小球,它的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。

  氢原子光谱

  氢原子是最简单的原子,其光谱也最简单。

  1885年,巴耳末对当时已知的,在可见光区的14条谱线作了分析,发现这些谱线的波长可以用一个公式表示:

  式中R叫做里德伯常量,这个公式成为巴尔末公式。

  除了巴耳末系,后来发现的氢光谱在红外和紫个光区的其它谱线也都满足与巴耳末公式类似的关系式。

  氢原子光谱是线状谱,具有分立特征,用经典的电磁理论无法解释。

高三物理知识点梳理3

  1.牛顿第一定律(惯性定律):一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种做状态为止。

  a.只有当物体所受合外力为零时,物体才能处于静止或匀速直线运动状态。

  b.力是该变物体速度的原因。

  c.力是改变物体运动状态的原因(物体的速度不变,其运动状态就不变)

  d力是产生加速度的原因。

  2.惯性:物体保持匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性。

  a.一切物体都有惯性。

  b.惯性的大小由物体的质量决定。

  c.惯性是描述物体运动状态改变难易的物理量。

  3.牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟物体所受合外力的方向相同。

  a.数学表达式:a=F合/m。

  b.加速度随力的产生而产生、变化而变化、消失而消失。

  c.当物体所受力的方向和运动方向一致时,物体加速。当物体所受力的方向和运动方向相反时,物体减速。

  d.力的单位牛顿的定义:使质量为1kg的物体产生1m/s2加速度的力,叫1N。

  4.牛顿第三定律:物体间的作用力和反作用总是等大、反向、作用在同一条直线上的。

  a.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失。

  b.作用力和反作用力与平衡力的根本区别是作用力和反作用力作用在两个相互作用的物体上,平衡力作用在同一物体上。

高三物理知识点梳理4

  1、受力分析,往往漏“力”百出

  对物体受力分析,是物理学中最重要、最基本的知识,分析方法有“整体法”与“隔离法”两种。

  对物体的受力分析可以说贯穿着整个高中物理始终,如力学中的重力、弹力(推、拉、提、压)与摩擦力(静摩擦力与滑动摩擦力),电场中的电场力(库仑力)、磁场中的洛伦兹力(安培力)等。

  在受力分析中,最难的是受力方向的判别,最容易错的是受力分析往往漏掉某一个力。在受力分析过程中,特别是在“力、电、磁”综合问题中,第一步就是受力分析,虽然解题思路正确,但考生往往就是因为分析漏掉一个力(甚至重力),就少了一个力做功,从而得出的答案与正确结果大相径庭,痛失整题分数。

  还要说明的是在分析某个力发生变化时,运用的方法是数学计算法、动态矢量三角形法(注意只有满足一个力大小方向都不变、第二个力的大小可变而方向不变、第三个力大小方向都改变的情形)和极限法(注意要满足力的单调变化情形)。

  2、对摩擦力认识模糊

  摩擦力包括静摩擦力,因为它具有“隐敝性”、“不定性”特点和“相对运动或相对趋势”知识的介入而成为所有力中最难认识、最难把握的一个力,任何一个题目一旦有了摩擦力,其难度与复杂程度将会随之加大。

  最典型的就是“传送带问题”,这问题可以将摩擦力各种可能情况全部包括进去,建议高三党们从下面四个方面好好认识摩擦力:

  (1)物体所受的滑动摩擦力永远与其相对运动方向相反。这里难就难在相对运动的认识;说明一下,滑动摩擦力的大小略小于静摩擦力,但往往在计算时又等于静摩擦力。还有,计算滑动摩擦力时,那个正压力不一定等于重力。

  (2)物体所受的静摩擦力永远与物体的相对运动趋势相反。显然,最难认识的就是“相对运动趋势方”的判断。可以利用假设法判断,即:假如没有摩擦,那么物体将向哪运动,这个假设下的运动方向就是相对运动趋势方向;还得说明一下,静摩擦力大小是可变的,可以通过物体平衡条件来求解。

  (3)摩擦力总是成对出现的。但它们做功却不一定成对出现。其中一个的误区是,摩擦力就是阻力,摩擦力做功总是负的。无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,都可能是动力。

  (4)关于一对同时出现的摩擦力在做功问题上要特别注意以下情况:

  可能两个都不做功。(静摩擦力情形)

  可能两个都做负功。(如子弹打击迎面过来的木块)

  可能一个做正功一个做负功但其做功的数值不一定相等,两功之和可能等于零(静摩擦可不做功)、

  可能小于零(滑动摩擦)

  也可能大于零(静摩擦成为动力)。

  可能一个做负功一个不做功。(如,子弹打固定的木块)

  可能一个做正功一个不做功。(如传送带带动物体情形)

  (建议结合讨论“一对相互作用力的做功”情形)

  3、对弹簧中的弹力要有一个清醒的认识

  弹簧或弹性绳,由于会发生形变,就会出现其弹力随之发生有规律的变化,但要注意的是,这种形变不能发生突变(细绳或支持面的作用力可以突变),所以在利用牛顿定律求解物体瞬间加速度时要特别注意。

  还有,在弹性势能与其他机械能转化时严格遵守能量守恒定律以及物体落到竖直的弹簧上时,其动态过程的分析,即有速度的情形。

高三物理知识点梳理5

  1.水的密度:ρ水=1.0×103kg/m3=1g/cm3

  2.1m3水的质量是1t,1cm3水的质量是1g。

  3.利用天平测量质量时应"左物右码"。

  4.同种物质的密度还和状态有关(水和冰同种物质,状态不同,密度不同)。

  5.增大压强的方法:

  ①增大压力

  ②减小受力面积

  6.液体的密度越大,深度越深液体内部压强越大。

  7.连通器两侧液面相平的条件:

  ①同一液体

  ②液体静止

  8.利用连通器原理:(船闸、茶壶、回水管、水位计、自动饮水器、过水涵洞等)。

  9.大气压现象:(用吸管吸汽水、覆杯试验、钢笔吸水、抽水机等)。

  10.马德保半球试验证明了大气压强的存在,托里拆利试验证明了大气压强的值。

  11.浮力产生的原因:液体对物体向上和向下压力的合力。

  12.物体在液体中的三种状态:漂浮、悬浮、沉底。

  13.物体在漂浮和悬浮状态下:浮力=重力

  14.物体在悬浮和沉底状态下:V排=V物

  15.阿基米德原理F浮=G排也适用于气体(浮力的计算公式:F浮=ρ气gV排也适用于气体)

高三物理知识点梳理6

  一、功的定义

  是力沿力的方向上的位移。功是与每一个力相对应的,每一个施加于物体上的力都有对物体做功的可能,功代表一种力的作用效果,最终物体所承受的功应是各力做功的和。由于功等于力和位移两个矢量相乘,根据向量四则运算规则,功是标量,各力所做的功实际上都排在与位移的平行线上,有正有负,按数轴叠加得出总功,即合外力对物体所做的功。

  二、功的单向性

  不同于力的成对出现,功是不对称的。

  三、力与位移的夹角

  物体实际受力方向经常与位移方向构成一个夹角θ,无论是力线向位移线转还是位移线向力线转都是旋转θ角,之间的关系都是cosθ,当θ=0,cosθ=+1,力对物体做正功。当θ=π,cosθ=-1,力对物体做负功。当θ=π/2时,cosθ=0,力对物体不做功。但合外力必然与位移方向相同。

  四、两种机械能,动能和势能,它们的概念

  五、能量研究的体系的概念

  能量是在体系内进行研究的,只有在一个特定完整的体系中才能应用机械能守恒定理,既然是体系,可以是两个以上的物体。

  六、能量研究的适用范围

  优势是可以解决一些变力情况,缺点是不能解决有关加速度的研究。

  七、搞清功和能的关系。确定什么时候用机械能守恒,什么时候用动能定理。

  1功和能的关系

  能量的转换通过做功来实现,换句话说,做功产生能量(做正功),或做功损失能量(做负功),功有三种含义:一是等于物体单一能量的改变,如动能增加或减少。二是可以看作不同能量转换的传递中介物,如增加或减少的动能通过做功可以转化为势能,从而实现机械能守恒。三是可以表示出机械能以外的能量,从而可以传递给电能、热能、光能等。

  2动能定理

  应该这样描述:合外力对物体所做的功等于该物体动能的变化。这里有以下两个关键问题:

  A必须是合外力做功,即所有力对物体做功的总和,也只有用合外力,动能定理才能成立。单个力可以对物体做功,但无法计算其贡献的动能。由于合外力与位移方向永远相同,所以没有cosθ。

  B因为功是以研究对象为范围,与前面相同,即只针对一个物体,当两个质量分别为m1、m2的物体叠加时,需要像前面一样根据需要进行整体和隔离,必须分开讨论。

  3机械能守恒定律

  机械能守恒应该这样描述,体系内各物体运动前总机械能等于运动后总机械能。机械能等于动能加势能。这里同样有两个关键问题,

  A能量的研究范围是体系,既然称为体系,应包括所有参与的物体(包括地球),以及整个的变化过程。既然所有物体都参与研究,因为能量是标量,多个物体的能量就可以进行累加,形成系统内总动能和总势能,进而形成总机械能。

  B这里不采用动能和势能转化的公式描述是因为它只适用于一个物体,没有充分发挥体系的优势,由于动能定理解决多个物体问题比较复杂,因此这个问题显得比较重要。

高三物理知识点梳理7

  [感应电动势的大小计算公式]

  1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}

  2)E=BLV垂(切割磁感线运动){L:有效长度(m)}

  3)Em=nBSω(交流发电机的感应电动势){Em:感应电动势峰值}

  4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}

  2.磁通量Φ=BS{Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}

  3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}

  4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),

  ΔI:变化电流,t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}

  注:

  1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点〔见第二册P173〕

  2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:1H=103mH=106μH。

  4)其它相关内容:自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。

高三物理知识点梳理8

  一、分子动理论

  1.物体是由大量分子组成的

  (1)分子模型:主要有两种模型,固体与液体分子通常用球体模型,气体分子通常用立方体模型.

  (2)分子的大小

  ①分子直径:数量级是10-10m;

  ②分子质量:数量级是10-26kg;

  ③测量方法:油膜法.

  (3)阿伏加德罗常数

  1.mol任何物质所含有的粒子数,NA=6.02×1023mol-1

  2.分子热运动

  分子永不停息的无规则运动.

  (1)扩散现象

  相互接触的不同物质彼此进入对方的现象.温度越高,扩散越快,可在固体、液体、气体中进行.

  (2)布朗运动

  悬浮在液体(或气体)中的微粒的无规则运动,微粒越小,温度越高,布朗运动越显著.

  3.分子力

  分子间同时存在引力和斥力,且都随分子间距离的增大而减小,随分子间距离的减小而增大,但总是斥力变化得较快.

  二、内能

  1.分子平均动能

  (1)所有分子动能的平均值.

  (2)温度是分子平均动能的标志.

  2.分子势能

  由分子间相对位置决定的能,在宏观上分子势能与物体体积有关,在微观上与分子间的距离有关.

  3.物体的内能

  (1)内能:物体中所有分子的热运动动能与分子势能的总和.

  (2)决定因素:温度、体积和物质的量.

  三、温度

  1.意义:宏观上表示物体的冷热程度(微观上标志物体中分子平均动能的大小).

  2.两种温标

  (1)摄氏温标t:单位℃,在1个标准大气压下,水的冰点作为0℃,沸点作为100℃,在0℃~100℃之间等分100份,每一份表示1℃.

  (2)热力学温标T:单位K,把-273.15℃作为0K.

  (3)就每一度表示的冷热差别来说,两种温度是相同的,即ΔT=Δt.只是零值的起点不同,所以二者关系式为T=t+273.15.

  (4)绝对零度(0K),是低温极限,只能接近不能达到,所以热力学温度无负值.

高三物理知识点梳理9

  1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1>F2)

  2.互成角度力的合成:

  F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2

  3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|

  4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)

  注:

  (1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;

  (2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;

  (3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;

  (4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;

  (5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。

高三物理知识点梳理10

  1、热现象:与温度有关的现象叫做热现象。

  2、温度:物体的冷热程度。

  3、温度计:要准确地判断或测量温度就要使用的专用测量工具。

  4、温标:要测量物体的温度,首先需要确立一个标准,这个标准叫做温标。

  (1)摄氏温标:单位:摄氏度,符号℃,摄氏温标规定,在标准大气压下,冰水混合物的温度为0℃;沸水的温度为100℃。中间100等分,每一等分表示1℃。

  (a)如摄氏温度用t表示:t=25℃

  (b)摄氏度的符号为℃,如34℃

  (c)读法:37℃,读作37摄氏度;–4.7℃读作:负4.7摄氏度或零下4.7摄氏度。

  (2)热力学温标:在国际单位之中,采用热力学温标(又称开氏温标)。单位:开尔文,符号:K。在标准大气压下,冰水混合物的温度为273K。

  热力学温度T与摄氏温度t的换算关系:T=(t+273)K。0K是自然界的低温极限,只能无限接近永远达不到。

  (3)华氏温标:在标准大气压下,冰的熔点为32℉,水的沸点为212℉,中间180等分,每一等分表示1℉。华氏温度F与摄氏温度t的换算关系:F=5t+32

  5、温度计

  (1)常用温度计:构造:温度计由内径细而均匀的玻璃外壳、玻璃泡、液面、刻度等几部分组成。原理:液体温度计是根据液体热胀冷缩的性质制成的。常用温度计内的液体有水银、酒精、煤油等。

  6、正确使用温度计

  (1)先观察它的测量范围、最小刻度、零刻度的位置。实验温度计的范围为-20℃-110℃,最小刻度为1℃。体温温度计的范围为35℃-42℃,最小刻度为0.1℃。

  (2)估计待测物的温度,选用合适的温度计。

  (3)温度及的玻璃泡要与待测物充分接触(但不能接触容器底与容器侧面)。

  (4)待液面稳定后,才能读数。(读数时温度及不能离开待测物)。

高三物理知识点梳理11

  电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移到参考点(零势点)时电场力作的功;

  1、电势具有相对性,和零势面的选择有关;2、电势是标量,单位是伏特V;

  3、电势差和电势间的关系:UAB=φA-φB;4、电势沿电场线的方向降低;

  时,电场力要作功,则两点电势差不为零,就不是等势面;

  4、相同电荷在同一等势面的任意位置,电势能相同;

  原因:电荷从一电移到另一点时,电场力不作功,所以电势能不变;

  5、电场线总是由电势高的地方指向电势低的地方;

  6、等势面的画法:相另等势面间的距离相等;

  电场强度和电势差间的关系:在匀强电场中,沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的.距离的乘积。

  1、数学表达式:U=Ed;

  2、该公式的使适用条件是,仅仅适用于匀强电场;

  3、d是两等势面间的垂直距离;

  电容器:储存电荷(电场能)的装置。

  1、结构:由两个彼此绝缘的金属导体组成;

  2、最常见的电容器:平行板电容器;

  电容:电容器所带电荷量Q与两电容器量极板间电势差U的比值;用“C”来表示。

  1、定义式:C=Q/U;

  2、电容是表示电容器储存电荷本领强弱的物理量;

  3、国际单位:法拉简称:法,用F表示

  4、电容器的电容是电容器的属性,与Q、U无关;

高三物理知识点梳理12

  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=10m/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=50kg·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=10m/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,由动量定理得:

  由以上三式解得:

  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=1×10-7kg/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,由动量定理得,

  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。

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