学习,犹如一场壮丽的征程,在这片充满挑战的战场上,你或许会感到孤独与迷茫,但请坚信,你并非孤军奋战。无数志同道合的伙伴正与你并肩前行。高三这一年,正是你无坚不摧的时刻,勇敢地直面挑战吧!以下是精心整理的高三物理补习知识点精华,愿为你照亮前行的道路,助你一臂之力!
物体做匀速圆周运动的条件是合外力大小恒定且方向始终指向圆心,或与速度方向始终垂直。当做匀速圆周运动的物体所受合外力突然消失时,它将沿圆周的切线方向飞出,做匀速直线运动;若提供的向心力大于所需向心力,物体将做向心运动;反之,若提供的向心力小于所需向心力,物体将做离心运动。
开普勒第一定律揭示了所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆轨道的一个焦点上。开普勒第三定律则指出,所有行星的半长轴的三次方与公转周期的平方的比值都相等,即R³/T²=k。
地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G,地球表面的重力加速度为g,这些参数之间存在一个常用的关系式,适用于其他星球的研究。这一关系式为理解天体运动提供了重要的理论基础。
第一宇宙速度,即近地卫星的环绕速度,其表达式为v₁=(GM/R)^(1/2)=(gR)^(1/2),数值约为7.9m/s。这是发射卫星所需的最小速度,也是地球卫星维持环绕运动的速度。随着卫星高度h的增加,其速度v、角速度ω和向心加速度a都会减小,而公转周期T则会增加。
物体做匀减速直线运动时,若末速度为零,可以等效为初速度为零的反向匀加速直线运动。这种等效方法简化了问题的处理过程。
对于加速度恒定的匀减速直线运动,其正向过程和反向过程的时间相等,对应的速度大小也相等,例如竖直上抛运动就是典型的例子。
质量是衡量惯性大小的物理量。惯性的大小与物体是否运动、如何运动无关,也与物体是否受力、如何受力无关。惯性表现为改变物体运动状态的难易程度。
做平抛或类平抛运动的物体,在任意相等的时间内速度的变化都相等,方向与加速度方向一致,即Δv=at。这一规律为分析平抛运动提供了重要的理论依据。
做平抛或类平抛运动的物体,其末速度的反向延长线会经过水平位移的中点。这一结论在解决平抛运动问题时具有重要的应用价值。
机械运动是指一个物体相对于另一个物体的位置改变,简称运动,包括平动、转动和振动等运动形式。研究物体的运动需要选定参照物,即假定为不动的物体。对同一物体的运动,选择的参照物不同,其运动描述也会有所不同,通常以地球为参照物来研究物体的运动。
质点是用来代替物体的理想化物理模型,它只有质量没有形状和大小。判断一个物体是否可以视为质点,关键在于其大小和形状对研究问题的影响是否可以忽略,而非单纯依据物体的大小。
位移和路程是描述物体位置变化的两个重要物理量。位移是有向线段,描述物体从初位置到末位置的变化,是矢量;路程是物体运动轨迹的长度,是标量。一般情况下,位移的大小小于路程,只有在单方向的直线运动中,二者才相等。
速度和速率是描述物体运动快慢的两个物理量。速度是矢量,描述物体在某一时刻或某一位置的运动方向和快慢;速率是标量,只有大小没有方向。平均速度是质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值,是对变速运动的粗略描述;瞬时速度是质点在某一时刻或某一位置的速度,是对变速运动的精确描述。平均速率是质点在某段时间内通过的路程与所用时间的比值,在一般变速运动中,平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在单方向的直线运动中,二者才相等。
运动图像是描述物体运动规律的重要工具。位移图像(s-t图像)上一点切线的斜率表示该时刻的速度;图像是直线表示物体做匀速直线运动,图像是曲线则表示物体做变速运动;图像与横轴交叉表示物体从参考点的一边运动到另一边。速度图像(v-t图像)可以读出物体在任何时刻的速度;图像与横轴所围面积表示物体在一段时间内的位移大小;图像上一点的切线斜率表示物体在该时刻的加速度;图线与横轴交叉表示物体运动的速度反向;图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动,图线是曲线则表示物体做变加速运动。
动量是运动物体的质量和速度的乘积,即p=mv,是矢量,方向与速度方向相同。冲量是力和力的作用时间的乘积,即I=Ft,也是矢量,方向由力的方向决定。
动量定理指出,物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化,表达式为Ft=p′-p或Ft=mv′-mv。这一公式是矢量式,运用时需注意冲量、动量及动量变化量的方向。公式中的F是研究对象所受的所有外力的合力,包括重力。动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统。对于物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力,因为系统内力的作用不改变整个系统的总动量。动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力,对于变力,动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值。
动量守恒定律指出,一个系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,表达式为m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁′+m₂v₂′。动量守恒定律成立的条件包括:系统不受外力或系统所受外力的合力为零;系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。动量守恒的速度具有矢量性、瞬时性、相对性和普适性。
爆炸与碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统受的外力,因此可用动量守恒定律来处理。在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能会增加;在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,一般有所减少而转化为内能。由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理,即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动。
反冲现象是指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象。喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例。显然,在反冲现象里,系统的动量是守恒的。
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