【文章內(nèi)容簡介】 一部分的主要模型是碰撞 .而碰撞過程，一般都遵從動量守恒定律，但機械能不一定守恒，對彈性碰撞就守恒，非彈性碰撞就不守恒，總的能量是守恒的，對于碰撞過程的能量要分析物體間的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換 .從而建立碰撞過程的能量關(guān)系方程 .根據(jù)動量守恒定律和能量關(guān)系分別建立方程，兩者聯(lián)立進行求解，是這一部分常用的解決物理問題的方法 . 七、機械振動和機械波 （ 1）定義 :物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比 ，并且總是指向平衡位置的回復力的作用下的振動，叫做簡諧運動 . （ 2）簡諧運動的特征 :回復力 F=kx，加速度 a=kx/m，方向與位移方向相反，總指向平衡位置 . 簡諧運動是一種變加速運動，在平衡位置時，速度最大，加速度為零 。在最大位移處，速度為零，加速度最大 . （ 3）描述簡諧運動的物理量 ① 位移 x:由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段，是矢量，其最大值等于振幅 . ② 振幅 A:振動物體離開平衡位置的最大距離，是標量，表示振動的強弱 . ③ 周期 T 和頻率 f:表示振動快慢的物理量 ，二者互為倒數(shù)關(guān)系，即 T=1/f. （ 4）簡諧運動的圖像 ① 意義 :表示振動物體位移隨時間變化的規(guī)律，注意振動圖像不是質(zhì)點的運動軌跡 . ② 特點 :簡諧運動的圖像是正弦（或余弦）曲線 . ③ 應用 :可直觀地讀取振幅 A、周期 T 以及各時刻的位移 x，判定回復力、加速度方向，判定某段時間內(nèi)位移、回復力、加速度、速度、動能、勢能的變化情況 . :周期和頻率只取決于彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量，與其放置的環(huán)境和放置的方式無任何關(guān)系 .如某一彈簧振子做簡諧運動時的周期為 T，不管把它放在地球上、月 球上還是衛(wèi)星中 。是水平放置、傾斜放置還是豎直放置 。振幅是大還是小，它的周期就都是 T. :擺線的質(zhì)量不計且不可伸長，擺球的直徑比擺線的長度小得多，擺球可視為質(zhì)點 .單擺是一種理想化模型 . （ 1）單擺的振動可看作簡諧運動的條件是 :最大擺角 α5176。. （ 2）單擺的回復力是重力沿圓弧切線方向并且指向平衡位置的分力 . （ 3）作簡諧運動的單擺的周期公式為 :T=2π gL ① 在振幅很小的條件下，單擺的振動周期 跟振幅無關(guān) . ② 單擺的振動周期跟擺球的質(zhì)量無關(guān)，只與擺長 L 和當?shù)氐闹亓铀俣?g 有關(guān) . ③ 擺長 L 是指懸點到擺球重心間的距離，在某些變形單擺中，擺長 L 應理解為等效擺長，重力加速度應理解為等效重力加速度（一般情況下，等效重力加速度 g39。等于擺球靜止在平衡位置時擺線的張力與擺球質(zhì)量的比值） . （ 1）受迫振動 :振動系統(tǒng)在周期性驅(qū)動力作用下的振動叫受迫振動 . （ 2）受迫振動的特點 :受迫振動穩(wěn)定時，系統(tǒng)振動的頻率等于驅(qū)動力的頻 率，跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān) . （ 3）共振 :當驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率時，振動物體的振幅最大，這種現(xiàn)象叫做共振 . 共振的條件 :驅(qū)動力的頻率等于振動系統(tǒng)的固有頻率 . . :機械振動在介質(zhì)中的傳播形成機械波 . （ 1）機械波產(chǎn)生的條件 :① 波源 。② 介質(zhì) （ 2）機械波的分類 ① 橫波 :質(zhì)點振動方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波 .橫波有凸部（波峰）和凹部（波谷） . ② 縱波 :質(zhì)點振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波 .縱波有密部和疏 部 . ［注意］氣體、液體、固體都能傳播縱波，但氣體、液體不能傳播橫波 . （ 3）機械波的特點 ① 機械波傳播的是振動形式和能量 .質(zhì)點只在各自的平衡位置附近振動，并不隨波遷移 . ② 介質(zhì)中各質(zhì)點的振動周期和頻率都與波源的振動周期和頻率相同 .③ 離波源近的質(zhì)點帶動離波源遠的 質(zhì)點依次振動 . 、波速和頻率及其關(guān)系 （ 1）波長 :兩個相鄰的且在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點間的距離叫波長 .振動在一個周期里在介質(zhì)中 傳播的距離等于一個波長 . （ 2）波速 :波的傳播速率 .機械波的傳播速率由介質(zhì)決定，與波源無關(guān) . （ 3）頻率 :波的頻率始終等于波源的振動頻率，與介質(zhì)無關(guān) . （ 4）三者關(guān)系 :v=λf 7. ★ 波動圖像 :表示波的傳播方向上，介質(zhì)中的各個質(zhì)點在同一時刻相對平衡位置的位移 .當波源作簡諧運動時，它在介質(zhì)中形成簡諧波，其波動圖像為正弦或余弦曲線 . （ 1）由波的圖像可獲取的信息 ① 從圖像可以直接讀出振幅（注意單位） .② 從圖像可以直接讀出波長（注意單位） . ③ 可求任一點在該時刻相對平衡位置的位移（包括大 小和方向） ④ 在波速方向已知（或已知波源方位）時可確定各質(zhì)點在該時刻的振動方向 .⑤ 可以確定各質(zhì)點振動的加速度方向（加速度總是指向平衡位置） （ 2）波動圖像與振動圖像的比較 ： 振動圖象 波動圖象 研究對象 一個振動質(zhì)點 沿波傳播方向所有的質(zhì)點 研究內(nèi)容 一個質(zhì)點的位移隨時間變化規(guī)律 某時刻所有質(zhì)點的空間分布規(guī)律 圖象 物理意義 表示一質(zhì)點在各時刻的位移 表示某時刻各質(zhì)點的位移 圖象變化 隨時間推移圖象延續(xù)，但已有 形狀不變 隨時間推移，圖象沿傳播方向平移 一個完整曲線占橫坐標距離 表示一個周期 表示一個波長 波的傳播過程中時間上的周期性、空間上的周期性以及傳播方向上的雙向性是導致 ―波動問題多解性 ‖的主要原因 .若題目假設(shè)一定的條件，可使無限系列解轉(zhuǎn)化為有限或惟一解 波在傳播過程中偏離直線傳播，繞過障礙物的現(xiàn)象 .衍射現(xiàn)象總是存在的，只有明顯與不明顯的差異 .波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是 :障礙物（或小孔）的尺寸比波的波長小或能夠與波長差不多 . 幾列 波相遇時，每列波能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相干擾，只是在重疊的區(qū)域里，任一質(zhì)點的總位移等于各列波分別引起的位移的矢量和 .兩列波相遇前、相遇過程中、相遇后，各自的運動狀態(tài)不發(fā)生任何變化，這是波的獨立性原理 . : 頻率相同的兩列波疊加，某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象，叫波的干涉 .產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件 :兩列波的頻率相同，振動情況穩(wěn)定 . ［注意］ ① 干涉時，振動加強區(qū)域或振動減弱區(qū)域的空間位置是不變的，加強區(qū)域中心質(zhì)點的振幅等于兩 列波的振幅之和，減弱區(qū)域中心質(zhì)點的振幅等于兩列波的振幅之差 . ② 兩列波在空間相遇發(fā)生干涉，兩列波的波峰相遇點為加強點，波峰和波谷的相遇點是減弱的點，加強的點只是振幅大了，并非任一時刻的位移都大 。減弱的點只是振幅小了，也并非任一時刻的位移都最小 . 如圖若 S S2 為振動方向同步的相干波源，當 PS1PS2=nλ時，振動加強；當 PS1PS2=（ 2n+1） λ/2 時，振動減弱。 （ 1）空氣中的聲波是縱波，傳播速度為 340m/s. （ 2）能夠引起人耳感覺的聲波頻率范圍是 :20～ 20210Hz. （ 3）超聲波 :頻率高于 20210Hz 的聲波 . ① 超聲波的重要性質(zhì)有 :波長短，不容易發(fā)生衍射，基本上能直線傳播，因此可以使能量定向集中傳播 。穿透能力強 . ② 對超聲波的利用 :用聲納探測潛艇、魚群，探察金屬內(nèi)部的缺陷 。利用超聲波碎石治療膽結(jié)石、腎結(jié)石等 。利用 ―B超 ‖探察人體內(nèi)病變 . :由于波源和觀察者之間有相對運動使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象 .其特點是 :當波源與觀察者有相對運動，兩者相互接近時，觀察者接收到的頻率增大 。兩者相互遠離時，觀察者接收到的頻率減小 . 八、分子動理論、熱和功、氣體 （ 1）物質(zhì)是由大量分子組成的 分子直徑的數(shù)量級一般是 10 10 m. （ 2）分子永不停息地做無規(guī)則熱運動 . ① 擴散現(xiàn)象 :不同的物質(zhì)互相接觸時，可以彼此進入對方中去 .溫度越高，擴散越快 .② 布朗運動 :在顯微鏡下看到的懸浮在液體（或氣體）中微小顆粒的無規(guī)則運動，是液體分子對微小顆粒撞擊作用的不平衡造成的，是液體分子永不停息地無規(guī)則運動的宏觀反映 .顆粒越小，布朗運動越明顯 。溫度越高 ，布朗運動越明顯 . （ 3）分子間存在著相互作用力 分子間同時存在著引力和斥力，引力和斥力都隨分子間距離增大而減小，但斥力的變化比引力的變化快，實際表現(xiàn)出來的是引力和斥力的合力 . （ 1）分子動能 :做熱運動的分子具有動能，在熱現(xiàn)象的研究中，單個分子的動能是無研究意義的，重要的是分子熱運動的平均動能 .溫度是物體分子熱運動的平均動能的標志 . （ 2）分子勢能 :分子間具有由它們的相對位置決定的勢能，叫做分子勢能 .分子勢能隨著物體的體積變化而變化 .分子間的作用表現(xiàn)為引力時，分 子勢能隨著分子間的距離增大而增大 .分子間的作用表現(xiàn)為斥力時，分子勢能隨著分子間距離增大而減小 .對實際氣體來說，體積增大，分子勢能增加 。體積縮小，分子勢能減小 . （ 3）物體的內(nèi)能 :物體里所有的分子的動能和勢能的總和叫做物體的內(nèi)能 .任何物體都有內(nèi)能，物體的內(nèi)能跟物體的溫度和體積有關(guān) . （ 4）物體的內(nèi)能和機械能有著本質(zhì)的區(qū)別 .物體具有內(nèi)能的同時可以具有機械能，也可以不具有機械能 . （ 1）做功 :其本質(zhì)是其他形式的能和內(nèi)能之間的相互轉(zhuǎn)化 . （ 2）熱傳遞 :其本質(zhì)是物體間內(nèi) 能的轉(zhuǎn)移 . （ 3）做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的，但有本質(zhì)的區(qū)別 . 4. ★ 能量轉(zhuǎn)化和守恒定律 5★ .熱力學第一定律 （ 1）內(nèi)容 :物體內(nèi)能的增量（ ΔU）等于外界對物體做的功（ W）和物體吸收的熱量（ Q）的總和 . （ 2）表達式 :W+Q=ΔU （ 3）符號法則 :外界對物體做功， W 取正值，物體對外界做功， W 取負值 。物體吸收熱量， Q 取正值，物體放出熱量， Q 取負值 。物體內(nèi)能增加， ΔU取正值，物體內(nèi)能減少， ΔU取負值 . （ 1）熱傳導的方向性 熱傳遞的 過程是有方向性的，熱量會自發(fā)地從高溫物體傳給低溫物體，而不會自發(fā)地從低溫物體傳給高溫物體 .（ 2）熱力學第二定律的兩種常見表述 ① 不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化 . ② 不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化 .（ 3）永動機不可能制成 ① 第一類永動機不可能制成 :不消耗任何能量，卻可以源源不斷地對外做功，這種機器被稱為第一類永動機，這種永動機是不可能制造成的，它違背了能量守恒定律 . ② 第二類永動機不可能制成 :沒有冷凝器，只有單一熱源，并從這個單一熱 源吸收的熱量，可以全部用來做功，而不引起其他變化的熱機叫做第二類永動機 .第二類永動機不可能制成，它雖然不違背能量守恒定律，但違背了熱力學第二定律 . （ 1）溫度 :宏觀上表示物體的冷熱程度，微觀上是分子平均動能的標志 .兩種溫標的換算關(guān)系 :T=（ t+273） K. 絕對零度為 ℃ ，它是低溫的極限，只能接近不能達到 . （ 2）氣體的體積 :氣體的體積不是氣體分子自身體積的總和，而是指大量氣體分子所能達到的整個空間的體積 .封閉在容器內(nèi)的氣體，其體積等于容器的容積 . （ 3）氣體的壓強 :氣體作用在器壁單位面積上的壓力 .數(shù)值上等于單位時間內(nèi)器壁單位面積上受到氣體分子的總沖量 . ① 產(chǎn)生原因 :大量氣體分子無規(guī)則運動碰撞器壁，形成對器壁各處均勻的持續(xù)的壓力 . ② 決定因素 :一定氣體的壓強大小，微觀上決定于分子的運動速率和分子密度 。宏觀上決定于氣體的溫度和體積 . （ 4）對于一定質(zhì)量的理想氣體， PV/T=恒量 （ 1）氣體分子間有很大的空隙 .氣體分子之間的距離大約是分子直徑的 10 倍 .（ 2）氣體分子之間的作用力十分微弱 .在處理某些問題時， 可以把氣體分子看作沒有相互作用的質(zhì)點 .（ 3）氣體分子運動的速率很大，常溫下大多數(shù)氣體分子的速率都達到數(shù)百米每秒 .離這個數(shù)值越遠，分子數(shù)越少，表現(xiàn)出 ―中間多，兩頭少 ‖的統(tǒng)計分布規(guī)律 . 九、電場 （ 1）自然界中存在兩種電荷 :正電荷與負電荷 . （ 2）電荷守恒定律 : 2. ★ 庫侖定律 （ 1）內(nèi)容 :在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平方成反比，作用力的方 向在它們的連線上 . （ 2）公式 : （ 3）適用條件 :真空中的點電荷 .