化学选修一知识点
一、运动学的基本概念
1、参考系:描述一个物体的运动时,选来作为标准的的另外的物体。
运动是绝对的,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系在而言的。
参考系的选择是任意的,被选为参考系的物体,我们假设它是静止的。选择不同的物体作为参考系,可能得出不同的推论,但选择时要使运动的描述尽量的简单。
一般以地面为参考系。
2、质点:
①定义:拿来替代物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型,是科学的具象。
②物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽视。且物体能够看成质点,要具体问题具体剖析。
③物体可被看做质点的几种情况:
(1)平动的物体一般可视为质点.
(2)有转动但相对平动而言可以忽视时,也可以把物体视为质点.
(3)同一物体,有时可看成质点,有时不能.当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽视时,不能把物体看做质点,反之,则可以.
[关键一点]
(1)不能以物体的大小和形状为标准来判定物体是否可以看做质点,关键要看所研究问题的性质.当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽视不计时,物体可视为质点.
(2)质点并不是质量很小的点,要区别于几何学中的“点”.
3、时间和时刻:
时刻是指某刹那间,用时间轴上的一个点来表示,它与状态量相对应;时间是指起始时刻到中止时刻之间的间隔,用时间轴上的一段线段来表示,它与过程量相对应。
4、位移和路程:
位移拿来描述质点位置的变化,是质点的由初位置指向末位置的有向线段,是矢量;
路程是质点运动轨迹的宽度,是标量。
5、速度:
拿来描述质点运动快慢和方向的数学量,是矢量。
(1)平均速率:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其定义式为,方向与位移的方向相同。平均速率对变速运动只能作简略的描述。
(2)瞬时速率:是质点在某一时刻或通过某一位置的速率,瞬时速率简称速率,它可以精确变速运动。瞬时速率的大小简称速度,它是一个标量。
6、加速度:药量描述速率变化快慢的的化学量,其定义式为。。
3、混淆速率、速度的增量和加速度之间的关系。
二、匀变速直线运动的规律及其应用:
1、定义:在任意相等的时间内速率的变化都相等的直线运动
2、匀变速直线运动的基本规律,可由下边四个基本关系式表示:速率公式()位移公式
将匀变速直线运动的时间t分成时间间隔为Δt的n等份,当Δt足够小时,每一份Δt内的运动看成是匀速直线运动,n份匀速直线运动的总位移为:
由匀加速直线运动的速率公式得(1)式中的v1、v2、……v(n-1)为:
……
将v1、v2、……v(n-1)代入(1)式,整理得:
再将t=nΔt代入(2)式,得:
由于Δt无限小,所以可看成零。故有。结果与通过匀加速直线运动v–t图象面积求得的位移公式是一致的。
()速率与位移式()平均速率公式
T内的位移之差为恒量
△x=x2-x1=x3-x2=……=xn-xn-1=aT2
(2)某段时间内时间中点瞬时速率等于这段时间内的平均速率,。
(3)一段位移内位移中点的瞬时速率v中与这段位移初速率v0和末速率vt的关系为
4、初速率为零的匀加速直线运动的比列式(2)初速率为零的匀变速直线运动中的几个重要推论
①1T末,2T末,3T末……瞬时速率之比为:
v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n
②1T内,2T内,3T内……位移之比为:
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶……∶xN=1∶4∶9∶……∶n2
③第一个T内,第二个T内,第三个T内……第n个T内的位移之比为:
x1∶x2∶x3∶……∶xn=1∶3∶5∶……∶(2n-1)
④通过连续相等的位移所用时间之比为:
t1∶t2∶t3∶……∶tn=
易错现象:
1、在一系列的公式中,不注意的v、a正、负。
2、纸带的处理,是这部份的重点和难点,也是易错问题。
3、滥用初速率为零的匀加速直线运动的特殊公式。
三、自由落体运动,竖直上抛运动g的匀加速直线运动。
2、自由落体运动规律
①速度公式:
②位移公式:
③速度—位移公式:
④下落到地面所需时间:
3、竖直上抛运动可以看作是初速率为v0,加速度方向与v0,大小等于的g竖直上抛运动
②位移公式:
③速度—位移公式:
两个结论:
上升到最低点所用时间
上升的最大高度
(2)竖直上抛运动的对称性
如图1-2-2,物体以初速率v0竖直上抛,A、B为途中的任意两点,C为最低点,则:
(1)时间对称性
物体上升过程中从A→C所用时间tAC和增长过程中从C→A所用时间tCA相等,同理tAB=tBA.
(2)速率对称性
物体上升过程经过A点的速率与增长过程经过A点的速率大小相等.
[关键一点]
在竖直上抛运动中,当物体经过抛出点上方某一位置时,可能处于上升阶段,也可能处于增长阶段高中物理必修一知识点总结,因而这类问题可能导致时间多解或则速率多解.
易错现象
1、忽略自由落体运动必须同时具备仅受重力和初速率为零
2、忽略竖直上抛运动中的多解
3、小球或杆过某一位置或圆筒的问题
四、运动的图像运动的相遇和追及问题
1、图象:
图象在小学数学中占有举足轻重的地位,其优点是可以形象直观地反映数学量间的函数关系。位移和速率都是时间的函数,在描述运动规律时,常用x—t图像和v—t图像.
(1)x—t图像
①物理意义:反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。②表示物体处于静止状态
②图线斜率的意义
①图线上某点切线的斜率的大小表示物体速率的大小.
②图线上某点切线的斜率的正负表示物体方向.
③两种特殊的x-t图像
(1)匀速直线运动的x-t图像是一条过原点的直线.
(2)若x-t图像是一条平行于时间轴的直线,则表示物体处
于静止状态
(2)v—t图像
①物理意义:反映了做直线运动的物体的速率随时间变化
的规律.
②图线斜率的意义
a图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小.
b图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向.
③图象与座标轴围成的“面积”的意义
a图像与座标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小。
b若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向.
③常见的两种图像方式
(1)匀速直线运动的v-t图像是与纵轴平行的直线.
(2)匀变速直线运动的v-t图像是一条倾斜的直线.
2、相遇和追及问题:
这类问题的关键是两物体在运动过程中,速率关系和位移关系,要注意找寻问题中蕴涵的临界条件,一般有两种情况:
(1)物体A追上物体B:开始时,两个物体相距x0,则A追上B时必有,且
(2)物体A追赶物体B:开始时,两个物体相距x0,要使A与B不翻车,则有
易错现象:
1、混淆x—t图像和v-t图像,不能分辨它们的化学意义
2、不能正确估算图线的斜率、面积
3、在处理车辆制动、飞机降落等实际问题时注意,车辆、飞机停止后不会退后
五、力重力弹力磨擦力
1、力:
力是物体之间的互相作用,有力必有施力物体和受力物体。力的大小、方向、作用点叫力的三要素。用一条有向线段把力的三要素表示下来的方式叫力的图示。
根据力命名的根据不同,可以把力分为
①按性质命名的力(比如:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。)
②按疗效命名的力(比如:拉力、压力、支持力、动力、阻力等)。
力的作用疗效:
①形变;②改变运动状态.
2、重力:
因为月球的吸引而使物体遭到的力。重力的大小G=mg,方向竖直向上。作用点叫物体的重心;重心的位置与物体的质量分布和形状有关。质量均匀分布,形状规则的物体的重心在其几何中心处。板材类物体的重心可用悬挂法确定,
注意:重力是万有引力的一个分力,另一个分力提供物体随月球自转所需的向心力,在两极处重力等于万有引力.因为重力远小于向心力,通常情况下近似觉得重力等于万有引力.
3、弹力:
(1)内容:发生形变的物体,因为要恢复原状,会对跟它接触的且使其发生形变的物体形成力的作用,这些力叫弹力。
(2)条件:①接触;②形变。但物体的形变不能超过弹性限度。
(3)弹力的方向和形成弹力的那种形变方向相反。(平面接触面间形成的弹力,其方向垂直于接触面;曲面接触面间形成的弹力,其方向垂直于过研究点的曲面的切面;点面接触处形成的弹力,其方向垂直于面、绳子形成的弹力的方向沿绳子所在的直线。)
(4)大小:
①弹簧的弹力大小由F=kx估算,
②一般情况弹力的大小与物体同时所受的其他力及物体的运动状态有关,应结合平衡条件或牛顿定理确定.
4、摩擦力:
(1)磨擦力形成的条件:接触面粗糙、有弹力作用、有相对运动(或相对运动趋势),二者缺一不可.
(2)磨擦力的方向:跟接触面相切,与相对运动或相对运动趋势方向相反.但注意磨擦力的方向和物体运动方向可能相同,也可能相反,还可能成任意角度.
(3)磨擦力的大小:
①滑动磨擦力:
说明:a、FN为接触面间的弹力,可以小于G;也可以等于G;也可以大于G
b、为滑动磨擦系数,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FN无关。
②静磨擦:由物体的平衡条件或牛顿第二定理求解,与正压力无关.
大小范围0
(fm为最大静磨擦力,与正压力有关)
静磨擦力的具体数值可用以下方式来估算:一是按照平衡条件,二是依据牛顿第二定理求出合力,之后通过受力剖析确定.
(4)注意事项:
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倾角。
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磨擦力的作用,运动的物体可以受静磨擦力的作用。
易错现象:
1.不会确定系统的重心位置
2.没有把握弹力、摩擦力有无的判断方式
3.静磨擦力方向的确定错误
六、力的合成和分解
1、标量和矢量:
(1)将数学量分辨为矢量和标量彰显了用分类方式研究化学问题.
(2)矢量和标量的根本区别在于它们遵照不同的运算法则:标量用代数法;矢量用平行四边形定则或三角形定则.
(3)同仍然线上矢量的合成可转为代数法,即规定某一方向为正方向,与正方向相同的化学量用正号代人,相反的用减号代人,之后求代数和,最后结果的正、负彰显了方向,但有些数学量虽也有正负之分,运算法则也一样,但不能觉得是矢量,最后结果的正负也不表示方向,如:功、重力势能、电势能、电势等.
2、力的合成与分解:
(1)合力与分力:假如一个力作用在物体上,它形成的疗效跟几个力共同作用在物体上形成的疗效相同,这个力就称作那几个力的合力,而那几个力称作这个力的分力。
(2)共点力的合成:
1、共点力
几个力假如都作用在物体的同一点上,或则它们的作用线相交于同一点,这几个力叫共点力。
2、力的合成方式
求几个已知力的合力称作力的合成。
①若和在同一条直线上
a.、同向:合力方向与、的方向一致
b.、反向:合力,方向与、这两个力中较大的那种力向。
②、互成θ角——用力的平行四边形定则
3、平行四边形定则:
两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的有向线段为邻边,作平行四边形,它的对角线就表示合力的大小及方向,这是矢量合成的普遍法则。
求F、(为F1、F2的倾角)
注意:(1)力的合成和分解都均遵照平行四边行法则。
(2)两个力的合力范围:F1-F2FF1+F2
(3)合力可以小于分力、也可以大于分力、也可以等于分力
(4)两个分力成直角时,用勾股定律或三角函数。
注意事项:
(1)力的合成与分解,彰显了用等效的方式研究化学问题.
(2)合成与分解是为了研究问题的便捷而引入的一种方式,用合力来取代几个力时必须把合力与各分力脱钩,即考虑合力则不能考虑分力,同理在力的分解时只考虑分力,而不能同时考虑合力.
(3)共点的两个力合力的大小范围是
|F1-F2|≤F合≤Fl+F2.
(4)共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零.
(5)力的分解时要认准力作用在物体上形成的实际疗效,按实际疗效来分解.
(6)力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个相互垂直的座标轴上,分解最终常常是为了求合力(某一方向的合力或总的合力).
易错现象:
1.对含静磨擦力的合成问题没有把握其可变特点
2.不能按力的作用疗效正确分解力
3.没有把握正交分解的基本技巧
七、受力剖析
1、受力剖析:
要按照力的概念,从物体所处的环境(与多少物体接触,处于哪些场中)和运动状态着手,其常规如下:
(1)确定研究对象,并隔离下来;
(2)先画重力,之后弹力、摩擦力,再画电、磁场力;
(3)检测受力图,找出所画力的施力物体,剖析结果能够使物体处于题设的运动状态(静止或加速)高中物理必修一知识点总结,否则必然是多力或漏力;
(4)合力或分力不能重复列为物体所受的力.
2、整体法和隔离体法
(1)整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力剖析时,只剖析这一整体之外的物体对整体的斥力,不考虑整体内部之间的互相斥力。
(2)隔离法:就是把要剖析的物体从相关的物体系中假想地隔离下来,只剖析该物体以外的物体对该物体的斥力,不考虑物体对其它物体的斥力。
(3)方式选择
所涉及的数学问题是整体与外界作用时,应用整体剖析法,可使问题简单明了,而毋须考虑内力的作用;当涉及的数学问题是物体间的作用时,要应用隔离剖析法,这时原整体中互相作用的内力都会变为各个独立物体的外力。
3、注意事项:
正确剖析物体的受力情况,是解决热学问题的基础和关键,在具体操作时应注意:
(1)弹力和磨擦力都是形成于互相接触的两个物体之间,因而要从接触点处判定弹力和磨擦力是否存在,假如存在,则按照弹力和磨擦力的方向,画好这两个力.
(2)画受力图时要逐一检测各个力,找不到施力物体的力一定是无中生有的.同时应只画物体的受力,不能把对象对其它物体的施力也画进去.
易错现象:
1.不能正确判断弹力和磨擦力的有无;
2.不能灵活选定研究对象;
3.受力剖析时受力与施力分不清。
八、共点力作用下物体的平衡
1、物体的平衡:
物体的平衡有两种情况:一是质点静止或做匀速直线运动;二是物体不转动或匀速转动(此时的物体不能看作质点).
2、共点力作用下物体的平衡:
①平衡状态:静止或匀速直线运动状态,物体的加速度为零.
②平衡条件:合力为零,亦称F合=0或∑Fx=0,∑Fy=0
a、二力平衡:这两个共点力必然大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
b、三力平衡:这三个共点力必然在同一平面内,且其中任何两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,即任何两个力的合力必与第三个力平衡
c、若物体在三个以上的共点力作用下处于平衡状态,一般可采用正交分解,必有:
F合x=F1x+F2x+………+Fnx=0
F合y=F1y+F2y+………+Fny=0(按接触面分解或按运动方向分解)
③平衡条件的结论:
(ⅰ)当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与所受的其它力的合力等值反向.
(ⅱ)当三个共点力作用在物体(质点)上处于平衡时,三个力的矢量组成一封闭的三角形按同一环绕方向.
3、平衡物体的临界问题:
当某种化学现象(或化学状态)变为另一种化学现象(或另一数学状态)时的转折状态叫临界状态。可理解成“恰好出现”或“恰好不出现”。
临界问题的剖析方式:极限剖析法:通过恰当地选定某个数学量推向极端(“极大”、“极小”、“极左”、“极右”)因而把比较隐蔽的临界现象(“各种可能性”)曝露下来,以便解答。
易错现象:
(1)不能灵活应用整体法和隔离法;
(2)不注意动态平衡中边界条件的约束;
(3)不能正确制订临界条件。
九、牛顿运动三定理
1、牛顿第一定理:
(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直至有外力促使它改变这些状态为止.
()(形成加速度)的诱因,而不是维持运动的诱因。
③它是通过理想实验得出的,它不能由实际的实验来验证.
2、牛顿第二定理:
内容:物体的加速度a跟物体所受的合外力F成反比,跟物体的质量m成正比,加速度的方向跟合外力的方向相同.
公式:
理解:
①瞬时性:力和加速度同时形成、同时变化、同时消失.
②矢量性:加速度的方向与合外力的方向相同。
③同体性:合外力、质量和加速度是针对同一物体(同一研究对象)
④同一性:合外力、质量和加速度的单位统一用SI制主单位⑤相对性:加速度是相对于惯性参照系的。
3、牛顿第三定理:
(1)内容:两个物体之间的斥力和反斥力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上.
(2)理解:①作用力和反斥力的同时性.它们是同时形成,同时变化,同时消失,不是先有斥力后有反斥力.②作用力和反斥力的性质相同.即斥力和反斥力是属同种性质的力.
③作用力和反斥力的互相依赖性:它们是互相依存,互以对方作为自己存在的前提.
④作用力和反斥力的不可叠加性.斥力和反斥力分别作用在两个不同的物体上,各形成其疗效,不可求它们的合力,两力的作用疗效不能互相抵消.
4、牛顿运动定理的适用范围:
对于宏观物体低速的运动(运动速率远大于光速的运动),牛顿运动定理是创立的,但对于物体的高速运动(运动速率接近光速)和微观粒子的运动,牛顿运动定理就不适用了,要用相对论观点、量子热学理论处理.
易错现象:
(1)错误地觉得惯性与物体的速率有关,速率越大惯性越大,速率越小惯性越小;另外一种错误是觉得惯性和力是同一个概念。
(2)不能正确地运用力和运动的关系剖析物体的运动过程中速率和加速度等热阻的变化。
(3)不能把物体运动的加速度与其遭到的合外力的瞬时对应关系正确运用到轻绳、轻弹簧和轻杆等理想化模型上
十、牛顿运动定理的应用(一)
1、运用牛顿第二定理解题的基本思路
(1)通过认真审题,确定研究对象.(2)采用隔离体法,正确受力剖析.(3)构建座标系,正交分解力.(4)依据牛顿第二定理列举多项式.(5)统一单位,求出答案.
2、解决联接体问题的基本技巧是:
(1)选定最佳的研究对象.选定研究对象时可采取“先整体,后隔离”或“分别隔离”等方式.通常当各部份加速度大小、方向相同时,可当做整体研究,当各部份的加速度大小、方向不相同时,要分别隔离研究.(2)对选定的研究对象进行受力剖析,根据牛顿第二定理列举方程式,求出答案.
3、解决临界问题的基本技巧是:
(1)要详尽剖析化学过程,按照条件变化或随着过程进行造成的受力情况和运动状态变化,找到临界状态和临界条件.
(2)在个别化学过程比较复杂的情况下,用极限剖析的方式可以早日找到临界状态和临界条件.
易错现象:
(1)加速系统中,有些朋友错误地觉得用拉力F直接拉物体与用一重力为F的物体拉该物体所形成的加速度是一样的。(2)在加速系统中,有些朋友错误地觉得两物体组成的系统在竖直方向上有加速度时支持力等于重力。(3)在加速系统中,有些朋友错误地觉得两物体要形成相对滑动拉力必须克服它们之间的最大静磨擦力。
十一、牛顿运动定理的应用(二)
1、动力学的两类基本问题:
(1)已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.基本解题思路是:
①根据受力情况,借助牛顿第二定理求出物体的加速度.
②根据题意,选择恰当的运动学公式求解相关的速率、位移等.
(2)已知物体的运动情况,推测或求出物体所受的未知力.基本解题思路是:①根据运动情况,借助运动学公式求出物体的加速度.
②根据牛顿第二定理确定物体所受的合外力,因而求出未知力.
(3)注意点:
①运用牛顿定理解决这类问题的关键是对物体进行受力情况剖析和运动情况剖析,要擅于画出物体受力图和运动草图.不论是哪类问题,都应捉住力与运动的关系是通过加速度这座桥梁联系上去的这一关键.
②对物体在运动过程中受力情况发生变化,要分段进行剖析,每一段按照其初速率和合外力来确定其运动情况;某一个力变化后,有时会影响其他力,如弹力变化后,滑动磨擦力也急剧变化.
2、关于超重和失重:
在平衡状态时,物体对水平支持物的压力大小等于物体的重力.当物体在竖直方向上有加速度时,物体对支持物的压力就不等于物体的重力.当物体的加速度方向向下时,物体对支持物的压力小于物体的重力,这些现象叫超再现象.当物体的加速度方向向上时,物体对支持物的压力大于物体的重力,这些现象叫失重现象.对其理解应注意以下三点:
(1)当物体处于超重和失重状态时,物体的重力并没有变化.
(2)物体是否处于超重状态或失重状态,不在于物体向下运动还是向上运动,即不取决于速率方向,而是取决于加速度方向.
(3)当物体处于完全失重状态(a=g)时,平时一切由重力形成的化学现象就会完全消失,如单摆停摆、天平失效、浸在水底的物体不再受压强、液体柱不再形成向上的浮力等.
易错现象:
(1)当外力发生变化时,若造成两物体间的弹力变化,则两物体间的滑动磨擦力一定发生变化,常常有些朋友解题时仍误觉得滑动磨擦力不变。
(2)些朋友在解比较复杂的问题时不认真审清题意,不注意题目条件的变化,不能正确剖析化学过程,致使解题错误。
(3)些朋友对超重、失重的概念理解不清,误觉得超重就是物体的重力降低啦,失重就是物体的重力减低啦。
F1
F2
图1-5-1