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电场力做正功,电势能减小,电场力做负功,电势能增大,正电荷在电场中受力方向与场强方向一致,所以正电荷沿场强方向,电势能减小,负电荷在电场中受力方向与场强相反,所以负电荷沿场强方向,电势能增大,但电势都是沿场强方向减小。
1、原因
电势能,电场力,功的关系与重力势能,重力,功的关系很相似。
E=mgh,重力做正功,重力势能减小。
电势能的原因就是电场力有做功的能力,凡是势能规律几乎都是如此,电场力正做功,电势能减小,电场力负做功,电势能增大,在做正功的过程中,电势能通过做功的形式把能量转化为其他形式的能,因而电势能减小。
静电力做的正功功=电势能的减小量,静电力做的负功=电势能的增加量
2、判断电场力做功的方法
(1)看电场力与带电粒子的位移方向夹角,小于90度为正功,大于90度为负功;
(2)看电场力与带电粒子的速度方向夹角,小于90度为正功,大于90度为负功;
(3)看电势能的变化,电势能增加,电场力做负功,电势能减小,电场力做正功。
牛顿运动定律的应用
1、运用牛顿第二定律解题的基本思路
(1)通过认真审题,确定研究对象。
(2)采用隔离体法,正确受力分析。
(3)建立坐标系,正交分解力。
(4)根据牛顿第二定律列出方程。
(5)统一单位,求出答案。
2、解决连接体问题的基本方法是:
(1)选取的研究对象。选取研究对象时可采取“先整体,后隔离”或“分别隔离”等方法。一般当各部分加速度大小、方向相同时,可当作整体研究,当各部分的加速度大小、方向不相同时,要分别隔离研究。
(2)对选取的研究对象进行受力分析,依据牛顿第二定律列出方程式,求出答案。
3、解决临界问题的基本方法是:
(1)要详细分析物理过程,根据条件变化或随着过程进行引起的受力情况和运动状态变化,找到临界状态和临界条件。
(2)在某些物理过程比较复杂的情况下,用极限分析的方法可以尽快找到临界状态和临界条件。
1、多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动,使观察者感到频率变化的现象叫做多普勒效应。是奥地利物理学家多普勒在1842年发现的。
2、多普勒效应的成因:声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。
3、多普勒效应是波动过程共有的特征,不仅机械波,电磁波和光波也会发生多普勒效应。
4、多普勒效应的应用:
①现代医学上使用的胎心检测器、血流测定仪等有许多都是根据这种原理制成。
②根据汽笛声判断火车的运动方向和快慢,以炮弹飞行的尖叫声判断炮弹的飞行方向等。
③红移现象:在20世纪初,科学家们发现许多星系的谱线有“红移现象”,所谓“红移现象”,就是整个光谱结构向光谱红色的一端偏移,这种现象可以用多普勒效应加以解释:
由于星系远离我们运动,接收到的星光的频率变小,谱线就向频率变小(即波长变大)的红端移动。科学家从红移的大小还可以算出这种远离运动的速度。这种现象,是证明宇宙在膨胀的一个有力证据。
一、力是物体间的相互作用
1、力的国际单位是牛顿,用N表示;
2、力的图示:用一条带箭头的有向线段表示力的大小、方向、作用点;
3、力的示意图:用一个带箭头的线段表示力的方向;
4、力按照性质可分为:重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力等等;
二、重力:由于地球对物体的吸引而使物体受到的力;
a、重力不是万有引力而是万有引力的一个分力;
b、重力的方向总是竖直向下的(垂直于水平面向下)
c、测量重力的仪器是弹簧秤;
d、重心是物体各部分受到重力的等效作用点,只有具有规则几何外形、质量分布均匀的物体其重心才是其几何中心;
三、弹力:发生形变的物体为了恢复形变而对跟它接触的物体产生的作用力;
a、产生弹力的条件:二物体接触、且有形变;施力物体发生形变产生弹力;
b、弹力包括:支持力、压力、推力、拉力等等;
c、支持力(压力)的方向总是垂直于接触面并指向被支持或被压的物体;拉力的方向总是沿着绳子的收缩方向;
d、在弹性限度内弹力跟形变量成正比;F=Kx
四、摩擦力:两个相互接触的物体发生相对运动或相对运动趋势时,受到阻碍物体相对运动的力,叫摩擦力;
a、产生磨擦力的条件:物体接触、表面粗糙、有挤压、有相对运动或相对运动趋势;有弹力不一定有摩擦力,但有摩擦力二物间就一定有弹力;
b、摩擦力的方向和物体相对运动(或相对运动趋势)方向相反;
c、滑动摩擦力的大小F滑=μFN压力的大小不一定等于物体的重力;
d、静摩擦力的大小等于使物体发生相对运动趋势的外力;
五、合力、分力:如果物体受到几个力的作用效果和一个力的作用效果相同,则这个力叫那几个力的合力,那几个力叫这个力的分力;
a、合力与分力的作用效果相同;
b、合力与分力之间遵守平行四边形定则:用两条表示力的线段为临边作平行四边形,则这两边所夹的对角线就表示二力的合力;
c、合力大于或等于二分力之差,小于或等于二分力之和;
d、分解力时,通常把力按其作用效果进行分解;或把力沿物体运动(或运动趋势)方向、及其垂直方向进行分解;(力的正交分解法);
六、矢量
矢量:既有大小又有方向的物理量(如:力、位移、速度、加速度、动量、冲量)
标量:只有大小没有方向的物力量(如:时间、速率、功、功率、路程、电流、磁通量、能量)
物态变化中的能量交换
①熔化热
1、熔化:物质从固态变成液态的过程叫熔化(而从液态变成固态的过程叫凝固)。
注意:晶体在熔化和凝固的过程中温度不变,同一种晶体的熔点和凝固点相同;而非晶体在熔化过程中温度不断升高,凝固的过程中温度不断降低。
2、熔化热:某种晶体熔化过程中所需的能量(Q)与其质量(m)之比叫做这种晶体的熔化热。
I、用λ表示晶体的熔化热,则λ=Q/m,在国际单位中熔化热的单位是焦尔/千克(J/Kg)。
II、晶体在熔化过程中吸收热量增大分子势能,破坏晶体结构,变为液态。所以熔化热与晶体的质量无关,只取决于晶体的种类。
III、一定质量的晶体,熔化时吸收的热量与凝固时放出的热量相等。
注意:非晶体在熔化的过程中温度会不断变化,而不同温度下非晶体由固态变为液态时吸收的热量是不同的,所以非晶体没有确定的熔化热。
②汽化热
1、汽化:物质从液态变成气态的过程叫汽化(而从气态变成液态的过程叫液化)。
2、汽化热:某种液体汽化成同温度的气体时所需要的能量(Q)与其质量(m)之比叫这种物质在这一温度下的汽化热。用L表示汽化热,则L=Q/m,在国际单位制中汽化热的单位是焦尔/千克(J/Kg)。
I、液体汽化时,液体分子离开液体表面成为气体分子,要克服其它分子的吸引而做功,因此要吸收能量。
II、一定质量的物质,在一定的温度和压强下,汽化时吸收的热量与液化时放出的热量相等。
III、液体的汽化热与液体的物质种类、液体的温度、外界压强均有关。