高一物理下学期期末考试复习提纲.docx

一、曲线运动曲线运动的速度特点：质点沿曲线运动时，它在某点即时速度的方向一定在这一点轨迹曲线的切线方向上。因为曲线上各点的切线方向一般是不相同的，所以质点在沿曲线运动时速度的方向是在不断改变的；又因为速度方向不断改变，所以可说任何一个曲线运动都是变速运动。质点在运动中都具有加速度。物体做曲线运动的条件：因为质点沿曲线运动时一定具有加速度，根据牛顿第二定律可知，该质点所受的合外力一定不为零，即质点一定受到合外力的作用。这就是物体做曲线运动的条件。对这个做曲线运动的质点受到的合外力还应认识到这个力的方向一定与质点运动方向不在一条直线上，否则质点将沿直线运动。二、运动的合成与分解2、运动的合成分解：是在已学过的力的合成分解的基础上进一步研究的，由于位移、速度、加速度与力一样都是矢量。是分别描述物体运动的位置变化运动的快慢及物体运动速度变化的快慢的。由于一个运动可以看成是由分运动组成的，那么已知分运动的情况，就可知道合运动的情况。例如轮船渡河，如果知道船在静水中的速度的大小和方向，以及河水流动的速度的大小和方向，应用平行四边法则，就可求出轮船合运动的速度v（大小方向）。这种已知分运动求合运动叫做运动的合成。相反，已知合运动的情况，应用平行为四边法则，也可以求出分运动和情况。例如飞机以一定的速度在一定时间内斜向上飞行一段位移，方向与水平夹角为30，我们很容易求出飞机在水平方向和竖直方向的位移：这种已知合运动求分运动叫运动的分解。合运动分运动是等时的，独立的这一点必须牢记。以上两例说明研究比较复杂的运动时，常常把这个运动看作是两个或几个比较简单的运动组成的，这就使问题变得容易研究。在上例轮船在静水中是匀速行驶的，河水是匀速流动的，则轮船的两个分运动的速度矢量都是恒定的。轮船的合运动的速度矢量也是恒定的。所以合运动是匀速直线的。一般说来，两个直线运动的合成运动，并不一定都是直线的。在上述轮船渡河的例子中如果轮船在划行方向是加速的行驶，在河水流动方向是匀速行驶，那么轮船的合运动就不是直线运动而是曲线运动了。由此可知研究运动的合成和分解也是为了更好地研究曲线运动作准备。掌握运动的独立性原理，合运动与分运动等时性原理也是解决曲线运动的关键。运动合成、分解的法则：运动的合成和分解是指位移的合成与分解及速度、加速度的合成与分解。因为位移、速度和加速度都是矢量，所以运动的合成（矢量相加）和分解（矢量相减）都遵循平行四边形法则。关于这一点通过实验是完全可以验证的，通过对实际运动观察也能得到证实。如图所示，若OA矢量代表人在船上行走的位移（速度或加速度）OB矢量代表船在水中行进的位移（速度或加速度），则矢量OC的大小和方向就代表人对水（合运动）的位移（速度或加速度）。几点说明： 掌握运动的合成和分解的目的在于为我们提供了一个研究复杂运动的简单方法。 物体只有同时参加了几个分运动时，合成才有意义，如果不是同时发生的分运动，则合成也就失去了意义。 当把一个客观存在的运动进行分解时，其目的是在于研究这个运动在某个方向的表现。 处理合成、分解的方法主要有作图法和计算法。计算法中有余弦定理计算、正弦定理计算、勾股定理计算及运用三角函数等。三、平抛物体运动物体平抛的运动：大家知道，物体只在重力作用下自由下落的运动叫自由落体运动；物体只在重力作用下初速度向下的叫竖直下抛运动；物体只在重力作用下初速度竖直向上的运动叫竖直上抛运动。平抛运动与以上这些运动不同之处在于初速度的特点。 物体只在重力作用下，初速度沿水平方向的抛体运动叫平抛运动。做抛体运动的物体，都是只受重力作用，显然这里的“抛”不是指把物体抛出的过程，而是指抛出后物体的运动。 平抛运动可以看作是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动。关于这一点可以这样来考虑。在空间的竖直平面上建立一个直角坐标系（oxy），使x轴的正方向与抛出时的速度方向重合，使y轴竖直向下。那么，如果平抛出去的物体没有受到重力作用，则它将以平抛初速度做匀速直线运动。且满足：；若该物体没有初速度，则它在重力作用下一定做自由落体运动。且满足：。因为平抛出去的物体既受重力作用，又有水平方向的初速度，所以它是这两个分运动的合运动。平抛运动的规律：如图，以抛出点为原点建立一个水平、竖直的直角坐标系（oxy）。平抛出去的质点沿x轴作匀速运动，沿y轴作自由落体运动（初速度为零的匀加速运动）。图中虚线表示质点所在的位置分别对应的在x、y轴上的坐标。图中红色的曲线是平抛运动的轨迹，兰色的有向线段表示到A位置时的位移。 平抛运动的轨迹：平抛运动的轨迹（抛物线）可以用xy的坐标方程表示：这是一个抛物线方程。 经时间物体的位移： 则由图不难看出位移方向与水平方向的夹角满足 时刻物体的速度：且速度方向与轴的夹角满足： 平抛物体的加速度：方向竖直向下。由此说明平抛运动是匀变速（加速度恒定）运动。四、匀速圆周运动。 它是圆周运动中最简单而又最常见的曲线运动，它是在任何相等的时间里通过的圆弧长度都相等的圆周运动。其特征是：线速度大小不变，角速度不变，周期恒定的圆周运动，它是变加速曲线运动。描述匀速圆周运动的物理量及其之间关系为：F向心力不是特殊的力是物体在做圆运动时受到诸力的合力。由动力学知识可知必须强调指出：使物体做匀速圆周运动的向心力，不是什么特殊的力，任何一种力或几种力的合力，只要它能使物体产生向心的加速度，它就是物体所受的向心力。万有引力定律万有引力定律是牛顿在前人大量观测和研究的基础上总结概括出来的最伟大的定律之一。万有引力定律被发现的意义在于把地面上所了解的现象与宇宙中天体变化的规律统一了起来，直接向有神论进行了冲击；另一方面万有引力定律的发现摧毁了人类过去对宇宙的错误认识，为人类确立全新的宇宙观打下了基础。这就是说万有引力定律的发现不仅具有学术上的意义，对人类物质观、宇宙观的发展和进步都起到了极其重要的作用。一、历史的回顾：古代从农牧业生产和航海的实际需要出发，很早就开始了对天体运动的研究。“天文学”可称作是发展最早的自然科学之一。在几千年的发展过程中“地心说”和“日心说”进行了长期的斗争。1、公元二世纪以希腊天文学家托勒玫为代表的地心说认为：地球是宇宙的中心，宇宙万物都是上帝创造。宇宙中的一切天体都围着地球旋转。这个学说在教会支持下，延续一千余年。现在看来这个学说是错误的，但地心说的出现仍旧促使了世界航海事业的发展，对提高发展生产力起到了积极作用。2、十六世纪波兰天文学家哥白尼，经过四十年的观测和研究，在古代日心说的启发下重新提出了新的日心说：太阳是宇宙的中心，地球和其它行星一样都绕太阳旋转。这个学说很容易解释许多天文现象。这种学说虽然受到教会的反对和迫害，但在伽利略、布鲁诺为代表的一些人支持下仍被人们逐渐接受。3、丹麦天文学家第谷经过二十余年长期对行星的观测和精确测量，又经他的助手开普勒用二十年时间的统计分析概括进一步完善了“日心说”。开普勒于十七世纪发表著名的开普勒三定律。开普勒第一定律：所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上。开普勒第二定律：对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的长半轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。即三大定律的发现，使人类的天文学知识提高了一大步。二、 牛顿对行星运动的解释： 牛顿从他本人发现的牛顿第二定律出发深入分析和研究了天体运行的规律，他对行星运动的规律的解释主要有以下几个层次：1、设行星都沿圆周运动，那么行星运动所需的向心力应满足：由开普勒第三定律则：式中为行星质量，R为行星运动的轨道半径。式中的常数K对太阳系来说保持不变。从牛顿第三定律出发，太阳吸引行星的力应与行星吸引太阳的力大小相等。既然与行星质量成正比，那么行星吸引太阳的力也应与太阳的质量M成正比，也就是说常数K是一个与太阳质量M成正比的数。再引进一个常数G，并令：则太阳吸引行星的力：常数G是与太阳质量无关的恒量。2、行星与卫星之间的作用力与太阳和行星之间的作用力同属一个性质的力。关于这一点牛顿是从月亮运行的周期T、轨道半径R等已知参数计算得出，月球和地球之间的作用力也是跟它们质量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比的。3、地球对地面物体的吸引力跟地球对月球的吸引力属同种性质的力。地面上的重力加速度为g，地球的半径为R，而月球到地心的距离恰为地球半径的60倍，而月球作匀速圆周运动的加速度恰为重力加速度的1/3600，这说明地球对物体的吸引力和地球对月球的吸引力也属同一性质的力。以上这些为牛顿提出万有引力定律打下坚实基础。三、万有引力定律：1、内容：任何两个物体都是互相吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。这就是万有引力定律。2、公式应注意：（1）公式中G称作万有引力恒量，经测定。（2）公式中的R为质点间的距离。对于质量分布均匀的球体，可把它看做是质量集中在球心的一个点上。（3）从可以看出，万有引力是非常小的，平时很难觉察，所以它的发现经历了对天体（质量特别大）运动的研究过程。四、万有引力恒量的测定：自牛顿发表万有引力定律以来，人们试图在实验中测出引力的大小，其目的在于给“万有引力定律”进行鉴别和检验。因为没有被实验验证的理论总是空洞的理论，更无实际意义。英国物理学家卡文迪许承担了这样一项科学难题，他发挥了精湛的实验才能，取得了极其精确的结果。实验装置是用的扭秤（如右图所示），秤杆长2.4，两端各置一个铅质球，再用另外两个球靠近，研究它们的引力规律。实验原理是用力矩平衡的道理。实验结果：首先验证了万有引力的正确性。另外测定了万有引力恒量为：目前万有引力恒量的公认值为：小结：1、万有引力定律的发现，绝不是牛顿一人的成果。它是人类长期研究奋斗的结果，甚至有人献出了宝贵的生命。2、万有引力定律的确立，并不是在1687年牛顿发表之时，而应是1798年卡文迪许完成实验之时。3、万有引力定律的公式： 只适用于质点间的相互作用。这里的“质点”要求是质量分布均匀的球体，或是物体间的距离r远远大于物体的大小，这两种情况。4、运用万有引力定律解决具体问题时，要特别注意指数运算。5、在计算过程中，如果要求精度不高，可取来运算，这样可使计算简化。机械能自然界存在着各种形式的能，各种形式的能之间又可以相互转化，而且在转化的过程中能的总量保持不变。这是自然科学中最重要的定律之一。各种形式的能在相互转化的过程中可以用功来度量。这一章研究的是能量中最简单的一种机械能，以及与它相伴的机械功，能的转化和守恒，是贯穿全部物理学的基本规律之一。解决力学问题，从能量的观点入手进行分析，往往是很方便的。因此，学习这一章要特别注意养成运用能量观点分析和研究问题的习惯。这一章研究的主要内容有：功和功率、动能和动能定理、势能及机械能守恒定律。一、什么是功和功率1、功（W）如图所示，物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了一段位移，我们说力对物体做了功。有力、有力的方向上的位移是功的两个不可缺少的因素。我们可以把力F沿位移S的方向和垂直于位移的方向分解为F、F。其中分力F做功，而分力F并未做功，而，所以力F对物体所做的功可表示为。同学们也可以试一下，把位移S分解为沿力F方向的分位移S和垂直于力F方向的分位移S。显然物体在力F的作用下，沿力的方向的位移为S，同样可得力F对物体做的功， 得出功的公式：该式既是功的量度式（也叫计算式），也是功的决定式。当时，为正，式中的，为正功（或说外力对物做了功）；当，式中的W为零（或说力不做功）；当，为负值，式中的，为负功（我们说力对物体做负功，或说物体克服外力做了功）。当，或中的W也为负功（我们仍说力对物体做负功。或说物体克服外力做了功）；当F是合力（）时，则W是合力功（）；如W是各力做功的代数和，我们说W的总功。几点说明：（1）力（F）能改变物体的运动状态，产生加速度，但只有使物体移动一段位移（Ds），力的效应才能体现出来，如引起速度的变化。可以说功是力在空间上的积累效应。（2）功是属于力的，说“功”必须说是哪个力的功。如：重力的功、拉力的功、阻力的功、弹力的功等。若是合力所做的功，就要说明是合力的功。（3） 公式中F、S都是矢量，而它们的积W是标量，它的正与负仅由力与位移的夹角决定；它的正与负仅表示是对力物体做功还是物体克服该力做功。 功的国际制单位是J（焦）。（4）功是能量变化的量度，是能量转化的过程量。做功一定伴随着一段运动的过程（没有即时意义），因此说功必须说明力在那个过程做的功。力对物体做了多少功就有多少其它形式的能转化成物体的机械能。做功是能量转化的一种方式。2、功率（P）某个力所做的功跟完成这个功所用时间的比值，叫该力做功的功率。即（1）因为 所以 （2）（1）、（2）两式反映的是一个力在一段时间（t）内做功的平均快慢程度，故称做“平均功率”。若（2）式中的平均速度用即时速度v取代。则（2）式变为 （3）这就是即时功率的公式。注意：（1）功率是表示做功快慢的物理量，所谓做功快慢的实质是物体（或系统）能量转化的快慢。平均功率描述的是做功的平均快慢程度，因此说平均功率必须说明是哪段时间（或哪段位移上）的平均功率。而即时功率描述的是做功瞬间的快慢程度，因此说即时功率必须说明是哪个时刻（或哪个位置）的即时功率。（2）功率和功一样，它也是属于力的。说到“功率”必须说是哪个力的功率。如：重力的功率、拉力的功率、阻力的功率、弹力的功率等。若是合力所做的功的功率，就要说明是合力的功率。（3）额定功率是机器设备安全有效工作时的最大功率值，当机器以额定功率工作时，作用力增大，必须减小速度，两者成反比。实际功率是机器工作时的功率，也可能超过额定的功率，这样对机器设备、是有损害的。正常工作时，机器的实际功率不应超过它的额定功率值。（4）计算功率的三个公式的适用条件是不一样的。（1）式除适用于力学范畴外，对其它领域也适用，如平均电功率，平均热功率等；（2）式只适用于力学范畴，且要求力F为恒定的力，式中的为恒力F跟平均速度的夹角；（3）式适用于力学范畴，力F可以是恒力，也可以是变力，式中是力F与即时速度v的夹角。（5）功率的正负（仅由角决定）表示是力对物体做功的功率还是物体克服外力做功的功率。在国际制单位中功率的单位是W（瓦）。二、几个应该弄清楚的问题（选学）1、的适用条件。在使用功公式时，若不注意它的适用条件，往往得出错误的结论。例如，马用水平力拉着碌子在场院上轧谷脱粒，若马的拉力为800牛顿，碌子在场院上转圈的半径是10米，求转一圈马对碌子做的功。碌子每转一圈都回到原来的出发点，它并没有发生位移，或称位移为零。有人套用上式，认为既然碌子的位移是零，则说明马没有对碌子做功，即使多转几圈也不会做功的，这样的结论是错误的。因为按这样的观点来看，马拉着碌子转半圈是有位移的，而且位移恰好等于圆轨迹的直径（20米）。前半圈马对碌子做了功。同样，后半圈马也做了功，但上面却得出马拉碌子转一圈（两个半圆）没有做功的结论，这显然是自相矛盾的。为什么会得到马没有做功的结论，其主要是没有注意公式的适用条件，乱套公式造成的。在机械运动中，物体的位移（S）仅由物体初、末两位置决定，在给定的时间内或确定的一段运动过程中，物体的位移（包括大小和方向）具有确定的值。但在这段运动过程中物体受的某个力（F）可能是恒定的，也可能是变化的。当作用力（F）恒定时，公式中力的大小、位移的大小、力与位移的夹角都有确定的值，这样可以得出力对物体做功的确定的值。但如果力（F）是变力（当然这种变化可以是力的大小发生变化，也可以是力的方向发生变化，也可能是二者都变化），公式中力的大小或力与位移的夹角就无法确定。在这样的情况下仍用公式来计算力对物体所做的功，肯定不会得出准确的结果。这就是说上述的功的公式只适用于恒力做功的情况，对变力做功的情况是不适用的，因而有的读物明确指出上述公式叫恒力功的公式。马拉碌子转圈，即使马的拉力保持在800牛顿，但由于这个力的方向总是沿着圆的切线方向，随着碌子的运动，这个力不断地改变方向，是个变力。因此不能用功的公式来计算功。2、 怎样计算变力的功？ 下面介绍两种求变力功的方法： 可以把物体运动的轨迹分割成足够多的小段。使物体在每个足够小的轨迹小段（DS）上所受的力可以看作是恒力时，就可以用功的公式计算出物体在每个小段上运动时作用力的功（DW）。然后把各小段作用力的功求和，便能得出变力对物体所做的功。这种方法可称作分割法。如马拉碌子转圈时，可以把圆轨迹均匀分割成n段（n足够大），对每一小段（足够小）来说，碌子的位移（DS）都和轨迹重合，在每一小段上都认为马的拉力的方向不变化，而且与位移（DS）方向一致。即力与位移的夹角为零，在每个小段上拉力F所做的功（DW）可以从功的公式得出马拉碌子转一圈拉力所做的功因为等于碌子做圆运动转一圈通过的路程（圆周长）。即所以马拉碌子转一圈的功为 以上分析说明，使用功的公式时，一定要注意它的适用条件。 如果力的方向不改变仅仅是力的大小发 生了改变，也可以用图象的方法求变力功。如图所示，物体m静置在光滑的水平面上与一个轻弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上。若弹簧的劲度系数为K，现用一个水平向右的力F拉物体，使物体移动一段位移S，第一次拉力是恒力；第二次缓慢地拉物体。试求两次拉力所做的功。因为第一次拉力是恒力，且拉力方向与运动方向相同，可以直接用公式（W = FS）求得，也可以作出FS图象（如图）来求，显然FS图线下的面积就是力F所做的功；第二次缓慢地拉物体时，拉力F一定是变力，它的大小任何时刻都跟弹簧的弹力大小相等，力的方向与运动的方向相同，也可以作出FS图象（如下图）来求解。FS图线下的面积就是变力F所做的功。这是一个三角形的面积，面积等于底（S）乘高（KS）除以2，那么可得。这种求变力功的方法可称作图象法。三、小结：1、功是能量转换多少的量度，做功的过程就是能量转换的过程。做了多少功就有多少能量转化成另一种形式的能，或有多少能从一个物体转移到另一个物体上。2、要正确区分恒力功和变力功。公式只对恒力做功适用。不对具体问题作具体分析，而是靠套用公式解题是学习物理的最大障碍。3、关于功率，要正确区分“平均功率”和“即时功率”。对于匀速直线运动来说，因为平均功率与即时功率相等，故没有区分的必要。4、在保证功率相同的情况下，因为功率P = Fv，所以牵引力越大，则速度越小；反之牵引力越小，速度越大。这就是汽车满载时速度小，而空载时速度大的道理。功和能知识内容：1、动能2、动能定理3、熟练应用动能定理，解决涉及力的作用与物体运动状态变化之间关系的一系列力学问题。知识要点；1、动能：在机械能范筹内，我们给能量下了个通俗的定义，什么是能？能是物体具有做功的本领。据此可推出：物体能做功，我们就说物体具有能，运动着的物体就具有做功的本领，流动的河水推动船只顺流而下，对船做功，飞行的子弹打穿耙心，克服耙纸的阻力做功等等。因而运动的物体能做功，运动物体具有能。定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。大小（量度）：动能是标量，单位是焦耳。一个物体的动能是物体运动状态的函数。2、动能定理：内容：外力对物体做功的代数和等于物体动能的增量数学表达式：，物体受到的所有力做功的代数和。，末态的动能减去初态的动能，称为动能的增量。，动能增加 ，动能减少 ，动能不变（速率不变）3、应用动能定理处理力学问题的一般程序（思路）明确研究对象和初、末状态，明确初、末两状态的动能。对研究对象进行受力分析、明确各力对物体做功的情况。依据动能定理，列出所有力做功的代数和等于动能增量的方程。根据题目需要，解方程，统一单位，代入数值（题目提供的已知条件），求出答案。a动能定理由二定律和运动学公式推导得出。用二定律结合运动学公式解决的力学问题，一般用动能定理也能解，且解得简便。在应用动能定理解题时，只考虑起、止两状态的动能和过程中各力做功情况，而不涉及过程经历的时间和经历此时过程中的每个细节。b动能定理反应了做功是能量改变的途径，同时是能量变化的量度的物理本质。c现在，我们思考功的大小时就有了、和根据动能定理求功的思路（某些情况下，利用动能定理还可以求变力做动量知识要点：一、冲量1、冲量：作用在物体上的力和力的作用时间的乘积叫做冲量。表示为I=Ft。2、冲量是个矢量。它的方向与力的方向相同。3、冲量的单位：在国际单位制中，冲量的单位是牛顿秒（NS）。4、物体受到变力作用时，可引入平均作用力的冲量。 要点：1、冲量是力的时间积累量，是与物体运动过程相联系的量。冲量的作用效果是使物体动量发生改变，因此冲量的大小和方向只与动量的增量直接发生联系，而与物体动量没有什么直接必然联系。2、冲量是矢量，因而可用平行四边形法则进行合成和分解。合力的冲量总等于分力冲量的矢量和。二、动量1、动量：物体质量与它的速度的乘积叫做动量。表示为。2、动量是矢量，它的方向与物体的速度方向相同。3、动量的单位：在国际单位制中，动量的单位为千克米/秒（kgm/s）。 要点：1、动量与物体的速度有瞬时对应的关系。说物体的动量要指明是哪一时刻或哪一个位置时物体的动量。所以动量是描述物体瞬时运动状态的一个物理量。动量与物体运动速度有关，但它不能表示物体运动快慢，两个质量不同的物体具有相同的速度，但不具有相同的动量。2、当物体在一条直线上运动时，其动量的方向可用正负号表示。3、动能与动量都是描述物体运动状态的物理量，但意义不同。物体动能增量与力的空间积累量功相联系，而物体动量的增量则与力的时间积累量冲量相联系。三、动量定理1、物体受到冲量的作用，将引起它运动状态的变化，具体表现为动量的变化。2、动量定理：物体所受的合外力的冲量等于物体动量的增量。用公式表示为： 要点：1、在中学阶段，动量定理的研究对象是一个物体。不加声明，应用动量定理时，总是以地面为参照系，即P1，P2，都是相对地面而言的。2、动量定理是矢量式，它说明合外力的冲量与物体动量变化，不仅大小相等，而且方向相同。在应用动量定理解题时，要特别注意各矢量的方向，若各矢量方向在一条直线上，可选定一个正方向，用正负号表示各矢量的方向，就把矢量运算简化为代数运算。3、动量定理和牛顿第二定律为研究同一力学过程提供了不同角度的研究方法。应用牛顿第二定律时，要涉及物体运动过程中的加速度，而用动量定理只涉及始末状态的动量，因而在过程量未给出的情况下，用动量定理解题较为方便，尤其对于物体在变力作用下做非匀变速直线运动或曲线运动的情况，就更为简便。四、动量守恒定律1、动量守恒定律内容：系统不受外力或所受外力的合力为零，这个系统的总动量就保持不变。用公式表示为： 或 2、动量守恒定律的适用范围：动量守恒定律适用于惯性参考系。无论是宏观物体构成的宏观系统，还是由原子及基本粒子构成的微观系统，只要系统所受合外力等于零，动量守恒定律都适用。3、动量守恒定律的研究对象是物体系。物体之间的相互作用称为物体系的内力，系统之外的物体的作用于该系统内任一物体上的力称为外力。内力只能改变系统中个别物体的动量，但不能改变系统的总动量。只有系统外力才能改变系统的总动量。 要点：1、在中学阶段常用动量守恒公式解决同一直线上运动的两个物体相互作用的问题，在这种情况下应规定好正方向，方向由正、负号表示。2、两个物体构成的系统如果在某个方向所受合外力为零，则系统在这个方向上动量守恒。3、碰撞、爆炸等过程是在很短时间内完成的，物体间的相互作用力（内力）很大，远大于外力，外力可忽略。碰撞、爆炸等作用时间很短的过程可以认为动量守恒。五、碰撞1、碰撞：碰撞现象是指物体间的一种相互作用现象。这种相互作用时间很短，并且在作用期间，外力的作用远小于物体间相互作用，外力的作用可忽略，所以任何碰撞现象发生前后的系统总动量保持不变。2、正碰：两球碰撞时，如果它们相互作用力的方向沿着两球心的连线方向，这样的碰撞叫正碰。3、弹性正碰、非弹性正碰、完全非弹性正碰：如果两球在正碰过程中，系统的机械能无损失，这种正碰为弹性正碰。如果两球在正碰过程中，系统的机械能有损失，这样的正碰称为非弹性正碰。如果两球正碰后粘合在一起以共同速度运动，这种正碰叫完全非弹性正碰。4、弹性正确分析：过程分析：弹性正碰过程可分为两个过程，即压缩过程和恢复过程。见下图。规律分析：弹性正碰过程中系统动量守恒，机械能守恒（机械能表现为动能）。则有下式：解得讨论：当时，即交换速度。当时，若，则碰后，两球同向运动。若，则，即碰后1球反向运动，2球沿1球原方向运动。当时，即不动，m1被反弹回来。六、反冲运动1、反冲运动：静止或运动的物体通过分离出一部分物体，使另一部分向反方向运动的现象叫反冲运动。2、反冲运动是由于物体系统内部的相互作用而造成的，是符合动量守恒定律的。分子运动论 热和功知识要点：一、分子动理论的基本内容：分子理论是认识微观世界的基本理论，主要内容有三点。1、物质是由大量分子组成的。我们说物质是由大量分子组成的，原因是分子太小了。一般把分子看成球形，分子直径的数量级是米。1摩尔的任何物质含有的微粒数都是6.021023个，这个常数叫做阿伏加德罗常数。记作：阿伏加德罗常数是连接宏观世界和微观世界的桥梁。已知宏观的摩尔质量M和摩尔体积V，通过常数N可以算出每个分子的质量和体积。每个分子的质量每个分子的体积根据上述内容我们不难理解一般物体中的分子数目都是大得惊人的，由此可知物质是由大量分子组成的。2、分子永不停息地做无规则运动。布朗运动间接地说明了分子永不停息地做无规则运动。布朗运动的产生原因：被液体分子或气体分子包围着的悬浮微粒（直径约为mm，称为“布朗微粒”），任何时刻受到来自各个方向的液体或气体分子的撞击作用不平衡，颗粒朝向撞击作用较强的方向运动，使微粒发生了无规则运动。应注意布朗运动并不是分子的运动，而是分子运动的一种表现。影响布朗运动明显程度的因素：固体颗粒越小，撞击它的液体分子数越少，这种不平衡越明显；固体颗粒越小，质量也小，运动状态易于改变，因此固体颗粒越小，布朗运动越显著。液体温度越高，布朗运动越激烈。热运动：分子的无规则运动与温度有关，因此分子的无规则运动又叫做热运动。3、分子间存在着相互作用的引力和斥力。分子间同时存在着引力和斥力，实际表现出来的分子力是分子引力和斥力的合力。分子间相互作用的引力和斥力的大小都跟分子间的距离有关。当分子间的距离m时，分子间的引力和斥力相等，分子间不显示作用力；当分子间距离从增大时，分子间的引力和斥力都减小，但斥力小得快，分子间作用力表现为引力；当分子间距离从减小时，斥力、引力都增在大，但斥力增大得快，分子间作用力表现为斥力。分子力相互作用的距离很短，一般说来，当分子间距离超过它们直径10倍以上，即m时，分子力已非常微弱，通常认为这时分子间已无相互作用。二、内能：1、 分子的动能：由于组成任何物体的分子都是在不停地做无规则运动，因此，构成物体的每一个分子在任何时刻都具有动能。由于分子热运动的无规则性及分子间的频繁碰撞，任何一个分子的动能都是不断变化的。即使一个物体在稳定的状态下，构成物体的每个分子动能的大小也是不相等的。组成物体所有分子动能的平均值，叫做分子热运动的平均动能。平均动能的大小决定了物体所处的状态，分子平均动能大小的宏观标志是物体的温度。物体的温度越高，分子平均动能越大；反之，物体的温度越低，分子平均动能越小。 分子无规则热运动的动能叫做分子的动能。一切分子都具有动能。温度是物体分子平均动能的标志。做无规则运动的每个分子都具有动能。但由于分子运动的无规则性，每个分子的动能都不相同，讨论每个分子的动能是无意义的。在研究热运动中，有意义的是讨论所有分子动能的平均值，即分子的平均动能。理论和实践均已证明，温度和分子的平均动能有确定的函数关系，因此温度是物体分子平均动能的标志。2、 分子的势能：由于分子间存在着相互作用力，且分子间又有间隙，分子间的距离可变，这跟物体与地球间的关系相当。物体与地球间存在着相互作用力重力，物体与地球间有间隙高度，且距离可变。地球上的重物有势能由相互作用的物体间相对位置决定的能，那么，分子间也存在着分子势能由分子间相对位置决定的势能叫分子势能。因为分子间的相互作用力比较复杂既存在相互作用的引力又有相互作用的斥力，所以分子势能的规律也是复杂的。当分子间的距离为r0（=10-10m）时，分子处于平衡态势能最低。因为分子间的距离r大于r0时分子间的合作用表现为引力，分子间的距离r小于r0时分子间的合作用表现为斥力，所以，当分子间距离r大于r0时，分子间距离越大分子势能越大，当分子间距离r小于r0时，分子间距离越小分子势能越大。综上所述，分子势能的大小与分子间的距离是密切相关的。宏观上看物体分子势能的变化可由物体的体积及物体所处的态（固态、液态、气态）决定。分子间存在着由相对位置决定的势能叫分子势能。分子间势能与分子间的距离的关系可用右图来表示。当分子间的距离大到10时，分子间的作用力可认为零，定义比位置势能为零。分子间距离从10逐渐小，引力做正功，分子势能减小，到时，分子间势能减小到最小。当分子间距离从继续减小时，斥力做负功，即要克服斥力做功，分子间势能增加。分子势能与体积有关。3、 物体的内能：定义：构成物体所有分子动能与势能的总和，叫物体的内能。显然，物体内能的多少与各分子动能的大小有关，与分子的势能大小有关，与分子的总量有关。宏观上看，物体内能的多少由物体的温度、物体的体积（及所处的态）和物体所包含的分子数决定，即由三个参量决定。比较两个物体所含内能多少时，目前我们只能讨论相同物质构成的物体。在比较相同物质构成的物体内能时，一定要抓住两者三个参量中的相同因素。如：1kg的15的水与1kg的25的水相比，因为分子数相同，分子势能相同，前者分子平均动能小，所以后者的内能多。1kg的15的水与2kg的15的水相比，因为分子势能相同， 分子的平均动相同，而后者所含分子数多，所以后者的内能多。1kg的0的冰与1kg的0的水相比，因为分子数相同，分子的平均动相同，前者分子势能比后者小，所以后者的内能多。以上比较中它们只有一个参量不同，若有两个或两个以上参量不同时，问题就要复杂的多了。如：1kg的15的水与2kg的25的水相比，因为，两者分子势能相同，而分子的平均动能和分子数后者都大于前者，后者所含的内能多是可以确定的。1kg的0的冰与2kg的0的水相比，因为，两者分子动能相同，而分子的势能和分子数后者都大于前者，后者所含的内能多也是可以确定的。1kg的0的冰与1kg的25的水相比，因为，两者分子数相同，而分子的平均动能和分子势能后者都大于前者，所以，后者所含的内能多也是位移确定的。当然，若1kg的0的冰与2kg的25的水相比，因为，物体所含的分子数、分子的平均动能和分子势能后者都大于前者，也是好比较的。但是，在三个参量中有两个相对的不同，在我们不具有定量计算公式的情况下，则不好比较。如：2kg的0的冰与1kg的15的水相比，因为，前者分子势能和分子的平均动能都小于后者，而分子数后者却大于前者，具体两者的内能哪个偏大则无法确定。几个需要说明的问题：分子势能的大小跟其它势能一样也是相对的。若选分子间的距离无限大时分子势能为零，那么，分子间的距离为r0时，分子势能不但最小且是负的最大值。物体分子动能、分子势能的大小与物体运动的动能和物体重力势能的大小无关。这两者一个是微观的能量一个是宏观的能量，自身并没有必然的联系。你把一块冰举得再高，且让它具有较大的速度，它的机械能可能很大，但它的内能并没有变。物体的内能发生变化时，可能仅是物体分子动能发生变化，也可能仅是物体分子势能发生变化，当然可能是分子的动能和势能都发生了变化。三、热和功：通过做功可以改变物体的内能。大家知道摩擦生热的道理，我们把两块冰放在一起互相摩擦对冰做功，过一会冰可以变成水，使原来两块冰的内能（分子势能）增加；给自行车的车胎充气时，人通过气筒压缩气体对气体做功，我们会发现气体的温度升高（使气筒变热），使原来的空气内能（主要是分子的动能）增加。我们也可以举出一些例子说明通过做功不但使物体分子的动能增加还会使物体分子势能增加。总之，外界对物体做功可以使物体的内能增加。四冲程内燃机工作时，“做功冲程”是高温、高压气体膨胀推动活塞运动对外做功，其特点是气体温度降低（气体分子平均动能减少），气体内能减少。你知道电冰箱能够制冷的基本原理是什么吗？先通过压缩机把致冷剂压缩，在让被压缩的致冷剂在冰箱内的蒸发器中迅速蒸发膨胀对外做功，对外做功的同时致冷剂温度迅速下降。这两个例子说明，物体对外做功（或称外界对物体做负功）时，物体的内能会减少。综上所述，通过做功的方式可以改变物体的内能。要能理解好这个结论，同学们还要多思考，多注意周围所见的能证明这个结论的实例。热传递可以改变物体的内能。用烧热了的电烙铁与焊锡接触，过一段时间焊锡就会熔化。像这样把存在温差的两个物体放在一起，温度较高的物体过一段时间温度会下降，而温度较低的物体过一段时间温度会升高。说明在这个过程中温度较高的物体把一部分内能传递给温度较低的物体（有时把这个过程叙述为温度较高的物体把一部分热量传递给温度较低的物体），结果使两个物体的温差逐渐减小。这个吸热和放热的过程叫做热传递，能发生热传递的条件是两个物体必须存在温差。一个物体吸热内能增加；放热内能减小。关于物体内能的变化。应该指出的是，做功和热传递的本质是完全不同的。大家知道“功是能量转换多少的量度。”那么，通过做功改变物体内能时，一定存在着内能与其它形式能之间的转化；热传递是内能在物体间转移，能量的形式并没有发生改变。由上述分析可知：改变物体内能有两种方式，即做功和热传递。做功和热传递在改变物体内能的问题上是完全等效的，并不能由物体内能变化的情况来判定是做功的结果还是热传递的表现。物体内能发生变化也可能是既有做功又有热传递，从能的转化和守恒定律来分析自然可以得到这样的结论：外界对物体所做的功（W）与物体从外界吸收的热量（Q）之和等于物体内能的增量（E）这就是热力学第一定律。热力学第一定律的表达式为：E=W+Q1、改变内能的两种方式：做功和热传递都可以改变物体的内能。2、做功和热传递的本质区别：做功和热传递在改变物体内能上是等效的。但二者本质上有差别。做功是把其他形式的能转化为内能。而热传递是把内能从一个物体转移到另一个物体上。3、功、热量、内能改变量的关系热力学第一定律。内容：在系统状态变化过程中，它的内能的改变量等于这个过程中所做功和所传递热量的总和。实质：是能量转化和守恒定律在热学中的体现。表达式：为了区别不同情况，对、W、Q做如下符号规定： 0表示内能增加 0表示系统吸热Q 0表示外界对系统做功W T1。温度越高，等温线离原点越远。如果采用P-坐标轴，不同温度下的等温线是过原点的斜率不同的直线。（如图2）等温变化过程是吸放热过程 气体分子间距离约为10-9m，分子间相互作用力极小，分子间势能趋于零，可以为分子的内能仅由分子的动能确定。温度不变，气体的内能不变，即E=0。气体对外做功时，据热力学第一定律可知，E=0，W0，气体