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高中物理必备的二级结论
2023-08-14 | 阅:  转:  |  分享 
  
高中物理必推二级结论

物理概念、规律和课本上的知识是“一级物理知识” ,此外,有一些在做题时常常用到的物理关系

或者做题的经验,叫做“二级结论” 。这是在一些常见的物理情景中,由基本规律和基本公式导出的推论,

或者解决某类习题的经验,这些知识在做题时出现率非常高,如果能记住这些二级结论,那么在做填空题

或者选择题时就可以直接使用。在做计算题时,虽然必须一步步列方程,不能直接引用二级结论,但是记

得二级结论能预知结果,可以简化计算和提高思维起点,因此也是有用的。

一般地讲,做的题多了,细心的同学自然会熟悉并记住某些二级结论。如果刻意加以整理、理解和记

忆, 那么二级结论就能发挥出更大的作用。 常说内行人 “心中有数” , 二级结论就是物理内行心中的 “数” 。

运用“二级结论”的风险是出现张冠李戴,提出两点建议:

1.每个“二级结论”都要熟悉它的推导过程,一则可以在做计算题时顺利列出有关方程,二则可以在

记不清楚时进行推导。

2.记忆“二级结论” ,要同时记清它的适用条件,避免错用。

一、静力学

1.几个力平衡,则一个力与其它力的合力等大、反向、共线。

几个力平衡,仅其中一个力消失,其它力保持不变,则剩余力的合力是消失力的相反力。

几个力平衡,将这些力的图示按顺序首尾相接,形成闭合多边形(三个力形成闭合三角形) 。

2.两个力的合力: F



?F



? F



? F



?F





三个大小相等的共点力平衡,力之间的夹角为 120°。

3.研究对象的选取

整体法——分析系统外力;典型模型——几物体相对静止

隔离法——分析系统内力必须用隔离法(外力也可用隔离法)

4.重力——考虑与否

①力学:打击、碰撞、爆炸类问题中,可不考虑,但缓冲模型及其他必须考虑;

②电磁学:基本粒子不考虑,但宏观带电体(液滴、小球、金属棒等)必须考虑重力。

5.轻绳、轻杆、轻弹簧弹力

( 1)轻绳:滑轮模型与结点模型

①滑轮模型——轻绳跨过光滑滑轮(或光滑挂钩)等,则滑轮两侧的绳子是同一段绳子,而同一段绳

中张力处处相等;②结点模型——几段绳子栓结于某一点,则这几段绳子中张力一般不相等。

( 2)轻杆:铰链模型与杠杆模型

①铰链模型——轻杆,而且只有两端受力,则杆中弹力只沿杆的方向;②杠杆模型——轻杆中间也受

力,或者重杆(重力作用于重心) ,则杆中弹力一般不沿杆的方向,杆中弹力方向必须用平衡条件或动力

学条件分析。 “杠杆模型”有两个变化,即插入墙中的杆或者被“焊接”在小车上的杆。

( 3)轻弹簧:①弹簧中弹力处处相等,②若两端均被约束,则弹力不能突变;一旦出现自由端,弹

力立即消失。

6.物体沿斜面匀速下滑,则 ? ? tan? 。

7.被动力分析

( 1)被动力:弹力、静摩擦力 (0 ? F

f

? F

f max

)

( 2)分析方法:①产生条件法——先主动力,后被动力;

②假设法——假设这个力存在,然后根据平衡或动力学条件计算:若算得为负,即这个力存在,且方

向与假设方向相反;若算得为零,则表示此力不存在。



二、运动学

1.在描述运动时,在纯运动学问题中,可以任意选取参考系;

在处理动力学问题(用运动定律求加速度、求功、算动量)时,只能以地面为参考系。

2.匀变速直线运动:用平均速度思考匀变速直线运动问题,总会带来方便:

x v ?v x ? x? v ? v

t

? 1 2 ? 1 2 t 2 2T

2

3.匀变速直线运动:五个参量,知三才能求二。

2v

1

2 ?v

2 位移中点的瞬时速度:v

x

?, v

x

? v

t 2

2 22

纸带法求速度、加速度: x

t

?

2

x

1

? x

2 x ? x,a ? 2

2

1 2T T

逐差法:①在纸带上标出x1、x2、x3…,注意计数周期T与打点周期T0的关系

②依据xm?n ? xm ? naT 2,若是连续6段位移,则有:

x

4

? x

1

?3aT2,x

5

? x

2

? 3aT 2,x

6

? x

3

? 3aT 2

三式联立,得: a ?

(x

6

? x

5

? x

4

)?(x

3

? x

2

? x

1

)

9T

2

4.匀变速直线运动,v0 = 0时:

时间等分点:各时刻速度比:1:2:3:4:5

各时刻总位移比:1:4:9:16:25

各段时间内位移比:1:3:5:7:9

位移等分点:各点速度比:1∶2∶3∶……





到达各分点时间比:1∶2∶3∶……

通过各段时间比:1∶? 2 ?1∶(3 ? 2)∶…… ?

5.自由落体: g取10m/s2

n秒末速度(m/s): 10,20,30,40,50

n秒末下落高度(m):5、20、45、80、125

第n秒内下落高度(m):5、15、25、35、45

2v

0 6.上抛运动:对称性:t



=t

下,

v



? v

下,

h

m

? 2g

7.“刹车陷阱”,应先求滑行至速度为零即停止的时间t0,确定了滑行时间t大于t0时,用v

t

2 ? 2as或

s=v0t0/2,求滑行距离;若t小于t0时x ? v0t ? 1 2at 2

8.追及、相遇问题

匀减速追匀速:恰能追上或恰好追不上 v匀=v匀减

v0=0的匀加速追匀速:v匀=v匀加 时,两物体的间距最大dmax

同时同地出发两物体相遇:位移相等,时间相等。

A与B相距 d,A追上B:xA=xB+d,相向运动相遇时:sA+sB=d。

9.物体刚好滑到小车(木板)一端的临界条件是:物体滑到小车(木板)一端时与小车速度相等。

10.绳(杆)连接:沿绳方向分速度相等——将两个物体的实际速度沿绳、垂直绳方向分解。

11.小船过河:

⑴ 当船速大于水速时 ①船头的方向垂直于水流的方向时,所用时间最短, t ? d /v





②合速度垂直于河岸时,航程 s 最短 s=d d 为河宽

⑵当船速小于水速时 ①船头的方向垂直于水流的方向时,所用时间最短, t ? d /v





②合速度不可能垂直于河岸,最短航程 s ? d ?









v

水v





v 船 v



v 水

d

12.平抛物体的运动:

( 1)平抛运动是匀变速曲线运动,其加速度恒定为 g,将不同时刻的瞬时速度起点移至同一点,则速

度矢量的末端在同一竖直线上。

( 2)平抛运动的速度偏转角 θ 与位移偏转角 α 满足: tanθ=2tanα.该结论有两个推论:

①末速度反向延长线过该过程水平位移的中点;

②位移延长线过末速度竖直分量的中点。

( 3)平抛运动时间决定因素:

①竖直下落高度确定,则由竖直高度确定: t ?

②水平位移确定,则由水平初速度确定: t ?

2h

g

x

v

13.斜抛运动:

( 1)上升至最高点时,竖直分速度减为 0,水平分速度等于初速度水平分量;

( 2)上升与下降过程对称,到最高点前运动可视为反向平抛运动,过最高点后运动可视为平抛运动;

( 3)抛射角为 45°时,水平射程最大。

三、牛顿运动定律

1.系统的牛顿第二定律: ?Fx ? m1a1x ? m2a2x ? m3a3x , ?Fy ? m1a1y ? m2a2 y ? m3a3 y

(整体法——求系统外力)

2.沿粗糙水平面滑行的物体: a= μg

沿光滑斜面下滑的物体: a= gsinα

沿粗糙斜面下滑的物体 a= g( sinα-μcosα)

3.沿如图光滑斜面下滑的物体:



垂直于斜面



竖直





小球下落时间相等 当 α=45°时所用时间最短

沿角平分线滑下最快 小球下落时间相等

4. 一起加速运动的物体系,若力是作用于 m1上,则 m1和 m2 的相互作用力为 FN ? m2 ?F m

1

?m

2

有无摩擦都一样,平面,斜面,竖直方向都一样

F α

m

2 α m

1αα m1 FF

m2 m1 Fm

1

m 2 m

2



6.下面几种物理模型,在临界情况下, a=gtanα

a aa

α α α

a



a



光滑,相对静止 弹力为零 相对静止 光滑,弹力为零



7.如图示物理模型, 刚好 脱离时。弹力为零,此时速度相等,加速度相等,之前 整体 分析,之后 隔离 分

析 F





a

g a



F



最高点分离 在力 F 作用下匀加速运动 在力 F 作用下匀加速运动





8.下列各模型中,速度最大时合力为零,速度为零时,加速度最大

B F



F



B







9.超重: ay向上; (匀加速上升,匀减速下降、竖直平面圆周运动最低点)

失重: ay向下; (匀减速上升,匀加速下降、竖直平面圆周运动最高点)

四、圆周运动万有引力

mv2 4π2

21.向心力公式: F

n

? ? m? R ? m

2

R ? m4π2 f 2R ? m?v R T

mv22.变速圆周运动动力学:沿半径方向外力 F

n

? 改变速度方向,沿切线方向外力改变速度大小。 R

3.竖直平面内的圆运动

( 1) “绳”类:最高点最小速度 gR ,最低点最小速度 5gR ,

要通过顶点,最小下滑高度 2.5R.

最高点与最低点的拉力差 6mg.

( 2)绳端系小球,从水平位置无初速下摆到最低点:弹力 3mg,向心加速度 2g

( 3) “杆” :最高点最小速度 0,最低点最小速度 4gR .

对最高点 (v 临 = gR )

v > v 临 ,杆对小球为拉力

v = v 临 ,杆对小球的作用力为零

v < v 临 ,杆对小球为支持力

GM R2GM ? ?g

4.海平面重力加速度 g ? 2 , g 与海拔高度的关系: g ? 2 2R ?R?h? ?R?h?

5.解决万有引力问题的基本模式: “引力=向心力” ,只选向心力公式。

6.人造卫星:

GM GM r3GM加速度 a ?

2 ,线速度 v ? ,角速度

? ? ,周期 T ? 2?

3r r GMr

高度大则加速度小、线速度小、角速度小、周期大。同一轨道上各卫星加速度、线速度、角速度、

周期均相同。

对于相同质量的卫星,高度越大动能越小、重力势能越大、机械能越大。 v

3 由卫星的运动学参量求不出卫星的质量和所受的引力。

v1 同步卫星轨道在赤道上空, h ? 5.6R, v ? 3.1km/s。

7.卫星变轨: v2 ? v1 ? v4 ? v3 v4

v24?

2r3

8.天体质量可用绕它做圆运动的行星或者卫星求出: M ?

2GT

9.天体密度可用近地卫星的周期求出 ? ? 3? 2GT

10.卫星因受阻力损失机械能:高度下降、速度反而增加、周期减小。

2 11. “黄金代换” :地面物体所受的重力等于引力, GM ? gR

12.在卫星里与重力有关的实验不能做(完全失重) 。

13.双星:引力是双方的向心力,两星角速度相同,星与旋转中心的距离、星的线速度都跟星的质量成

反比。

14.第一宇宙速度(近地飞行的速度,卫星的最小发射速度) :

v1? Rg ? GM ? 7.9km/s , R

第二宇宙速度(脱离地球所需之起飞速度) : v2 ?11.2km/s 。

第三宇宙速度(飞离太阳系所需之起飞速度) : v3 ?16.7km/s



15.开普勒三定律

( 1)行星绕恒星沿椭圆轨道运动,恒星位于椭圆的一个焦点上。

( 2)连接行星与恒星的矢径在相同时间内扫过相同的面积。

所以,近地点速度大而远地点速度小。两处的速度与到地心的距离成反比: v1r1 v2r2 。

a3 GM( 3)行星轨道的半长轴的三次方与运动周期的二次方成正比:

2

k 。

2T 4π

16.卫星引力势能: EP GMm GMm GMm,卫星动能 Ek ,卫星机械能 E r 2r 2r

同一卫星在半长轴为 a=R 的椭圆轨道上运动的机械能,等于半径为 R 圆周轨道上的机械能。

五、功和能

1.判断某力是否作功,做正功还是负功:

① F与 l的夹角(恒力) ;

② F与 v的夹角(曲线运动的情况) ;

③ 能量变化(两个相联系的物体作曲线运动的情况)

2.求功的六种方法

① W =Flcosα (恒力) 定义式

② W =P t (变力,恒力)

③ W =△ Ek (变力,恒力)

④ W 外 =△ E (除重力外其他力做功的变力,恒力)

⑤ 图象法 (变力,恒力)

⑥ 气体做功: W = P△ V ( P—— 气体的压强; △ V—— 气体的体积变化)

3.动摩擦因数处处相同,克服摩擦力做功 W = mgs

4.功能关系





各力做功 功的正负与能量增减的对应关系

W



E

k

W

G





E

p

W







E



W







E

p

功能关系表达式

合外力做功

重力做功

保守力

做功 弹簧弹力做功

电场力做功

一对滑动摩擦力做功之和

除重力以外的其他外力做



安培力做功

W



E

k2

E

k1

W

G

E

p1

E

p2

W



E

弹 1

E

弹 2

W

AB

E

PA

E

PB

Q W

f

f S



W

f

Q

W

其它 -

+ E



W

其它

E

2

E

1

W



E

电能

W

安 -

+ E

电能











































归纳为五大功能关系:

(1)合外力做功与动能变化的关系——动能定理

(2)重力、弹簧弹力、电场力(保守力)做功与相关势能变化的关系——势能定理

(3)除重力以外的其他外力做功与机械能变化的关系——功能原理(机械能定理)

(4)一对滑动摩擦力做功之和与生热的关系—— Q ? f ?S相=-Wf总

(5)安培力做功与电能变化的关系。

6.电场力做功的计算方法:

(1)由公式W=Flcosθ计算,此公式只适用于匀强电场.可变形为W=qEd(其中d=lcosθ),式中d为

电荷初、末位置在电场方向上的位移.

(2)由电场力做功与电势能改变的关系计算:W=-ΔEp=qU.计算时有两种方法:

①三个量都取绝对值,先计算出功的数值.然后再根据电场力的方向与电荷移动位移方向间的夹角确

定是电场力做正功,还是电场力做负功.

②代入符号,将公式写成WAB=qUAB,特别是在比较A、B两点电势高低时更为方便:先计算UAB=

WAB/q,若UAB>0,即φA-φB>0,则φA>φB;若UAB<0,即φA-φB<0,则φA<φB.

7.电功与电热

(1)纯电阻电路:如果电流通过某个电路时、它所消耗的电能全部转化为内能,如电炉、电烙铁、

白炽灯,这种电路叫做纯电阻电路.在纯电阻电路中:电能全部转化为内能,电功和电热相等,电功率和

热功率相等.

U 2U 2

2 W ?Q ? Pt ?UIt ? I Rt ? t P ? P



?UI ? I R ? RR

(2)非纯电阻电路:如果电流通过某个电路时,是以转化为内能以外的其他形式的能为目的,发热

不是目的,而是难以避免内能损失.如电动机、电解槽、给蓄电池充电等,这种电路叫做非纯电阻电路.在

非纯电阻电路中,电路消耗的电能W=UIt分为两部分,一大部分转化为其他形式的能;另一部分转化为

内能Q=I2Rt.此时有W=UIt=E其它+Q,故UIt> I2Rt.此时电功只能用W=UIt计算,电热只能用Q=I2Rt

计算.

注:W=UIt算电功,Q=I2Rt算电热,适合任何电路,但W=Q只适合于纯电阻电路。

2

8.安培力做功与能量转化

(1)电磁感应现象的实质是不同形式能量转化的过程,产生和维持感应电流存在的过程就是其它形

式的能量转化为感应电流电能的过程.

(2)电动机模型:安培力做正功的过程是电能转化为其它形式能

量(动能、焦耳热等)的过程,安培力做多少正功,就有多少电能转R

Er化为其它形式能量。

(3)发电机模型:因为多数情况下,安培力在电磁感应现象中是

以阻力的形式出现的。所以,感应电流所受到的安培力在电磁感应现

象中做负功。安培力做负功的过程是其它形式能量转化为电能的过程,

克服安培力做多少功,就有多少其它形式能量转化为电能.如图所示,

导体棒在恒力F作用由静止开始运动。

①导体在达到稳定状态之前,外力移动导体所做的功,一部分用

于克服安培力做功,转化为产生感应电流的电能或最后转化为焦耳热;另一部分用于增加导体的动能.

②导体在达到稳定状态之后,外力移动导体所做的功,全部用于克服安培力做功,转化为产生感应电

流的电能并最后转化为焦耳热.



六、静电场

1.电势能的变化与电场力的功对应,电场力的功等于电势能增量的负值:W



? ??E

p。

2.金属导体中的载流子是电子(负电荷) ,不是正电荷。

3.讨论电荷在电场里移动过程中电场力的功、电势能变化相关问题的基本方法:

定性用电场线(把电荷放在起点处,分析功的正负,标出位移方向和电场力的方向,判断电场方向、

电势高低等) ;

定量计算用公式。

4.只有电场力对质点做功时,其动能与电势能之和不变。

只有重力和电场力对质点做功时,其机械能与电势能之和不变。

5.电容器接在电源上,电压不变;

断开电源时,电容器电量不变;改变两板距离, E ? 4?kQ ,故场强不变。 ?S

6.电容器充电电流,流入正极、流出负极;

电容器放电电流,流出正极,流入负极。

七、磁场

1.安培力方向一定垂直通电导线与磁场方向决定的平面,即同时有 FA⊥ l, FA⊥ B。

2.带电粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动: R ? mv 2π m, T ? (周期与速度无关) 。 qB qB

3.在有界磁场中,粒子通过一段圆弧,则圆心一定在这段弧两端点连线的中垂线上。

4.半径垂直速度方向,即可找到圆心,半径大小由几何关系来求。

5.带电粒子在圆形磁场中做圆周运动,沿着半径进入的一定沿着半径方向离开;直线边界入射角度和出

射角度相等。

6.粒子沿直线通过正交电、磁场(离子速度选择器) qvB ? qE , v ?

多少无关,与进入的方向有关。

E 。与粒子的带电性质和带电量

B



八、恒定电流

1.串连电路:总电阻大于任一分电阻;

U ? R, U

1

? R1 R1U ; P ? R, P ? P

1R

1

? R

2

R

1

? R

2

2.并联电路:总电阻小于任一分电阻;

I ?1/R; I

1

? R2 R2I ; P ?1/R; P ? P

1R

1

? R

2

R

1

? R

2

3.和为定值的两个电阻,阻值相等时并联值最大

4.右图中,两侧电阻相等时总电阻最大

5. 路端电压:纯电阻时 U ? E?Ir ?



ER ,随外电阻的增大而增大。

R?r

6. 并联电路中的一个电阻发生变化,电流有“此消彼长”关系:一个电阻增大,它本身的电流变小,与

它并联的电阻上电流变大:一个电阻减小,它本身的电流变大,与它并联的电阻上电流变小。

7. 外电路任一处的一个电阻增大,总电阻增大,总电流减小,路端电压增大。 外电路任一处的一个电阻

减小,总电阻减小,总电流增大,路端电压减小。

8.R1 ? R2 ,分别接同一电源:当 R1R2 ? r 时,输出功率 P1 ? P2 。

串联或并联接同一电源: P = P







2

9.含电容电路中,电容器是断路,电容不是电路的组成部分,仅借用与之并联部分的电压。

稳定时,与它串联的电阻是虚设,如导线。在电路变化时电容器有充、放电电流。



九、电磁感应

1.楞次定律: “阻碍”的方式是“增反、减同”

楞次定律的本质是能量守恒,发电必须付出代价,

楞次定律表现为“阻碍原因” 。

2.运用楞次定律的若干经验:

( 1)内外环电路或者同轴线圈中的电流方向: “增反减同”

( 2)导线或者线圈旁的线框在电流变化时:电流增加则相斥、远离,电流减小时相吸、靠近。

( 3) “×增加”与“·减少” ,感应电流方向一样,反之亦然。

( 4) 单向磁场 磁通量增大时,回路面积有收缩趋势,磁通量减小时,回路面积有膨胀趋势。 通电螺线

管外的线环则相反。

3.直线电流 i 旁导体框: i最大时( ?i ?i? 0, I框 = 0)或 i为零时( 最大 , i框 最大 )框均不受力。 ?t ?t

n?? ?Φ =

R



R

单匝

4.楞次定律的逆命题:双解,加速向左=减速向右

5.两次感应问题:先因后果,或先果后因,结合安培定则和楞次定律依次判定。

6.感应电流通过导线横截面的电量: Q?

7.法拉第电磁感应定律求出的是平均电动势,在产生正弦交流电情况下只能用来求感生电量,不能用来

算功和能量。

8.一个含有自感线圈的电路与电源接通或断开时,由于自感线圈的“电惯性” ,电流只能渐变而不能突变

(前提是有闭合回路) ; 当电流达到稳定值时,没有感应电动势产生,此时自感线圈就是普通导线。利用

这一特点可以快速解答相关问题。



十、交变电流

1.交流电四种值的运用

峰值的运用:计算电容器的击穿电压。

瞬时值的运用:计算安培力的瞬时值、氖泡发光、电功率瞬时值、通断电时间。

平均值的运用:计算通过导体横截面的电量。

有效值的运用:计算与电流热效应有关的量(如电功、电功率等)、保险丝的熔断电流、电机的铭牌

上所标的值、交流电表的示数。

2.正弦交流电的产生:

中性面垂直磁场方向,线圈平面平行于磁场方向时电动势最大。

最大电动势: Em ? NBS?? NΦm?

Φ 与 e 此消彼长,一个最大时,另一个为零。

3.以中性面为计时起点,瞬时值表达式为 e? Em sin?t ;

以平行面为计时起点,瞬时值表达式为 e ? Em cos?t

4.非正弦交流电的有效值的求法: I2RT=一个周期内产生的总焦耳热。

?Φ5.理想变压器原副线之间相同的量: P, U , T , f,

?tn

6.远距离输电计算的思维模式:

P



?U



I



,U

线损

? I



R

线

,P

线损

? I



R

线

?(

U



?U



?U

线损

,P



? P



? P

线损

2

P

输U



2)R

线







十一、选修 3-5

(一)碰撞与动量守恒

1、动量守恒是矢量守恒

(1)总动量的方向保持不变。

(2)矢量方程:注意规定好正方向,各动量代入正负号计算。

2、人船模型

解决这种问题的前提条件是要两物体的初动量为零(或某方向上初动量为零),画出两物体的运动示

意图有利于发现各物理量之间的关系,特别提醒要注意各物体的位移是相对于地面的位移(或该方向上相

对于地面的位移)。

3、碰撞模型

(1)弹性碰撞要熟悉解方程的方法:移项,变形,将二次方程组化为一次方程组:

? ?m

2

v

2

? m

1

v

1

?m

2

v

2

? m

1

v

1

? ? v

2

? ?v

2

v

1

?v

1

?、v

2

?的值:则此时只需将①②两式联立,即可解得v

1



……………………①

……………………②

2m2v2+(m1-m2)v1

m1+m2

2m1v1+(m2-m1)v2v

2′=m1+m2

物体A以速度v1碰撞静止的物体B,则有3类典型情况:

①若mA=mB,则碰撞后两个物体互换速度:v1′=0,v2′=v1;

②若mA>>mB,则碰撞后A速度不变,B速度为A速度的两倍:v1′=v1,v2′=2v1,比如汽车运动中撞

上乒乓球;

③若mA<
撞地反弹。

另外两种一般情况介于上述情况之间,即:mA>mB,碰撞后A速度方向不变;mA
方向反向。所以,在做“验证碰撞中动量守恒定律”实验时,要求入射小球质量大于被碰小球mA>mB。

v1′=

? ? v

2

?)归类,特别提醒要注意完全非弹性(2)完全非弹性碰撞,从运动学特点(二者结为一体,v

1

碰撞过程存在机械能损失,在处理包含完全非弹性碰撞的问题时,不能全程使用机械能守恒。

(3)对于一般碰撞,若判断其可能性,则要按顺序从三个方面入手检验:

①动量守恒;

②现实可能性——碰前追得上,碰后不对穿;

③能量:1 1 1 12 ?2 ? m2v2?2。m1v12 ? m2v2 ? m1v12 2 2 2

由“现实可能性”的判据可知,碰撞过程各物体动量变化最小的情况应是二者具有共同速度(即完全

非弹性碰撞);而由“能量守恒”判据

1 1 1 1

2 ?2 ? m

2

v

2

?2 m

1

v

1

2 ? m

2

v

2

? m

1

v

12 2 2 2

可知,碰撞过程各物体动量变化最大的情况应是弹性碰撞。也就是说,碰撞实际上只可能发生在完全

非弹性碰撞和弹性碰撞之间的情况。

4、弹簧模型

当弹簧连接的两个物体速度相等时,弹簧压缩最短或拉升最长,此时弹性势能达到最大。

5、子弹打木块模型

存在两种情况,其一是子弹未穿过木块,二者最终具有共同速度,其二是子弹穿出了木块(相对位移等于

木块厚度x相对? d),子弹速度大于木块速度。一般来说,子弹打木块模型都涉及相对位移的计

“滑块模型”与“子弹打木块模型”可归为一个模型,滑块没有滑离小车,相当于子弹留在木块中,

而滑块从小车上滑下,相当于子弹击穿了木块,其处理方法完全相同。

下图中所列的这些模型,均可归为碰撞模型,不过是我们通常所说的碰撞是剧烈的相互作用,而下列

模型则是较为柔和的“碰撞”。



m m v

0 M



图1 图2 图3



完全非弹性碰撞:图1中m最终停在M上时,图2中弹簧压缩最短时,图3中小球上升至最高点时,

两个物体均达到共同速度,系统动能损失最大,分别转化为内能、弹性势能和重力势能。

弹性碰撞:图2中当弹簧恢复原长时,图3中小球从小车上滑下时,势能又转化为系统的动能,最初

状态和此时,系统总动能相等,相当于弹性碰撞。

(二)近代物理初步

1、光电效应

(1)基本概念和规律的理解

①光电效应方程:Ekm ? hν ?W0理解:能量守恒——hν ?W0 ? Ekm

②截止频率:ν0 ? W0理解:hν ?W0,入射光子能量大于逸出功才可能打出电子h

③遏止电压:?eU0 ? 0? Ekm理解:使最有可能到达阳极的光电子刚好不能到达阳极的反向电



(2)光电效应实验的图象

①饱和光电流——将所有光电子收集起来形成的电流;

②横截距——遏止电压:光电流消失时的反向电压。

2、玻尔理论

其一,要准确理解频率条件:只有能量等于两个能级之差的光子才能被吸收!稍大也不行,除非能把

原子电离,电离后电子能级是连续的。

其二,要会画能级跃迁图。

大量处于量子数为n的能级的氢原子向低能级跃迁时,其可能辐射出的光子有Cn种,因为大量处于

量子数为n的能级的氢原子向低能级跃迁时,会产生量子数低于n各种氢原子,而每两个能级之间都可能

发生跃迁。

3、衰变

(1)衰变的实质:

①?衰变:原子核不稳定,核内两个质子、两个中子结为一体(2He)抛射出来,形成?射线,故4

2

发生一次?衰变,电荷数减少2,质量数减少4:ZX? Z-2Y?2He

②β衰变:原子核不稳定,核内中子转化为质子,同时释放出一个电子,即β射线。故发生一次β衰

变,原子核电荷数要增加1,而质量数不变。

1 0本质:

0

n?1p?

1 ?1

e

A A-4 4

规律:ZX?Z?1Y??1eA A 0

(2)计算衰变次数的技巧——先由质量数变化计算?衰变次数,再由电荷数变化、?衰变次数列方

程计算β衰变次数。

4、核能的计算?E ? ?mc

(1)质量亏损是指反应前后体系静止质量的差值;

(2)记住一个结论:1u=931.5MeV。

5、物理学常识

①光电效应、阴极射线、天然放射现象的发现者、解释者及其意义

②α粒子散射实验的操作者及其意义

③原子光谱的谱线分离特点及其解释者

④三种天然放射线的本质、产生机制和特性



产生

实质

电荷

速度

电离作用

贯穿能力

α射线

α衰变:20n +21p→42He

高速42He粒子流









1

2

β射线

β衰变: .



负电



较强



γ射线







光速





1

⑤两种衰变的本质及其规律

⑥四种核反应类型及其遵循的三大规律(质量数守恒、电荷数守恒、能量守恒)

类型





α衰变

β衰变

可控性

自发

自发

14

7

4

92

核反应方程典例

238U→

90

234Th+

2

4He

234 234Pa+-

1

0e

90 Th→ 91

N+24He→ 817O+11H(卢瑟福发现质子)

人工转变人工控制

37

13

2 He+4

9Be→

6

12

C+0

1n(查德威克发现中子)

Al+24He→ 1530P+01n (约里奥·居里夫妇发现放射性

30同位素,同时发现正电子)P→ 30Si+0e

15 14 1

235

92重核裂变

轻核聚变





比较容易进

行人工控制

除氢弹外无

法控制

U+01n→ 56144Ba+3689Kr+301n

235U+

0

1n→

54

136Xe+

38

90Sr+10

0

1n

92

2 3 4 1

1 H+1 H→ 2 He+0 n

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(本文系考试资料文...原创)