高三物理上學(xué)期知識點總結(jié)
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高三物理上學(xué)期知識點總結(jié)
機械振動在介質(zhì)中的傳播稱為機械波(mechanical wave)。機械波與電磁波既有相似之處又有不同之處，機械波由機械振動產(chǎn)生，電磁波由電磁振蕩產(chǎn)生;機械波的傳播需要特定的介質(zhì)，在不同介質(zhì)中的傳播速度也不同，在真空中根本不能傳播，而電磁波(例如光波)可以在真空中傳播;機械波可以是橫波和縱波，但電磁波只能是橫波;機械波與電磁波的許多物理性質(zhì)，如：折射、反射等是一致的，描述它們的物理量也是相同的。常見的機械波有：水波、聲波、地震波。
機械振動產(chǎn)生機械波，機械波的傳遞一定要有介質(zhì),有機械振動但不一定有機械波產(chǎn)生。
形成條件
波源
波源也稱振源，指能夠維持振動的傳播，不間斷的輸入能量，并能發(fā)出波的物體或物體所在的初始位置。波源即是機械波形成的必要條件，也是電磁波形成的必要條件。
波源可以認為是第一個開始振動的質(zhì)點，波源開始振動后，介質(zhì)中的其他質(zhì)點就以波源的頻率做受迫振動，波源的頻率等于波的頻率。
介質(zhì)
廣義的介質(zhì)可以是包含一種物質(zhì)的另一種物質(zhì)。在機械波中，介質(zhì)特指機械波借以傳播的物質(zhì)。僅有波源而沒有介質(zhì)時，機械波不會產(chǎn)生，例如，真空中的鬧鐘無法發(fā)出聲音。機械波在介質(zhì)中的傳播速率是由介質(zhì)本身的固有性質(zhì)決定的。在不同介質(zhì)中，波速是不同的。
傳播方式與特點
機械波在傳播過程中，每一個質(zhì)點都只做上下(左右)的簡諧振動，即，質(zhì)點本身并不隨著機械波的傳播而前進，也就是說，機械波的一質(zhì)點運動是沿一水平直線進行的。例如：人的聲帶不會隨著聲波的傳播而離開口腔。簡諧振動做等幅震動,理想狀態(tài)下可看作做能量守恒的運動.阻尼振動為能量逐漸損失的運動.
為了說明機械波在傳播時質(zhì)點運動的特點，現(xiàn)已繩波(右下圖)為例進行介紹，其他形式的機械波同理[1]。
繩波是一種簡單的橫波，在日常生活中，我們拿起一根繩子的一端進行一次抖動，就可以看見一個波形在繩子上傳播，如果連續(xù)不斷地進行周期性上下抖動，就形成了繩波[1]。
把繩分成許多小部分，每一小部分都看成一個質(zhì)點，相鄰兩個質(zhì)點間，有彈力的相互作用。第一個質(zhì)點在外力作用下振動后，就會帶動第二個質(zhì)點振動，只是質(zhì)點二的振動比前者落后。這樣，前一個質(zhì)點的振動帶動后一個質(zhì)點的振動，依次帶動下去，振動也就發(fā)生區(qū)域向遠處的傳播，從而形成了繩波。如果在繩子上任取一點系上紅布條，我們還可以發(fā)現(xiàn)，紅布條只是在上下振動，并沒有隨波前進[1]。
由此，我們可以發(fā)現(xiàn)，介質(zhì)中的每個質(zhì)點，在波傳播時，都只做簡諧振動(可以是上下，也可以是左右)，機械波可以看成是一種運動形式的傳播，質(zhì)點本身不會沿著波的傳播方向移動。
對質(zhì)點運動方向的判定有很多方法，比如對比前一個質(zhì)點的運動;還可以用"上坡下，下坡上"進行判定，即沿著波的傳播方向，向上遠離平衡位置的質(zhì)點向下運動，向下遠離平衡位置的質(zhì)點向上運動。
機械波傳播的本質(zhì)
在機械波傳播的過程中，介質(zhì)里本來相對靜止的質(zhì)點，隨著機械波的傳播而發(fā)生振動，這表明這些質(zhì)點獲得了能量，這個能量是從波源通過前面的質(zhì)點依次傳來的。所以，機械波傳播的實質(zhì)是能量的傳播，這種能量可以很小，也可以很大，海洋的潮汐能甚至可以用來發(fā)電，這是維持機械波(水波)傳播的能量轉(zhuǎn)化成了電能。
機械波
機械振動在介質(zhì)中的傳播稱為機械波。機械波與電磁波既有相似之處又有不同之處，機械波由機械振動產(chǎn)生，電磁波由電磁振蕩產(chǎn)生;機械波的傳播需要特定的介質(zhì)，在不同介質(zhì)中的傳播速度也不同，在真空中根本不能傳播，而電磁波，例如光波，可以在真空中傳播;機械波可以是橫波和縱波，但電磁波只能是橫波;機械波與電磁波的許多物理性質(zhì)，如：折射、反射等是一致的，描述它們的物理量也是相同的。常見的機械波有：水波、聲波、地震波。
高三物理上學(xué)期知識點
一、功的定義
是力沿力的方向上的位移。功是與每一個力相對應(yīng)的，每一個施加于物體上的力都有對物體做功的可能，功代表一種力的作用效果，最終物體所承受的功應(yīng)是各力做功的和。由于功等于力和位移兩個矢量相乘，根據(jù)向量四則運算規(guī)則，功是標量，各力所做的功實際上都排在與位移的平行線上，有正有負，按數(shù)軸疊加得出總功，即合外力對物體所做的功。
二、功的單向性。
不同于力的成對出現(xiàn)，功是不對稱的。
三、力與位移的夾角
物體實際受力方向經(jīng)常與位移方向構(gòu)成一個夾角θ，無論是力線向位移線轉(zhuǎn)還是位移線向力線轉(zhuǎn)都是旋轉(zhuǎn)θ角，之間的關(guān)系都是cosθ，當θ=0，cosθ=+1，力對物體做正功。當θ=π，cosθ=-1，力對物體做負功。當θ=π/2時，cosθ=0，力對物體不做功。但合外力必然與位移方向相同。
四、兩種機械能，動能和勢能，它們的概念
五、能量研究的體系的概念。
能量是在體系內(nèi)進行研究的，只有在一個特定完整的體系中才能應(yīng)用機械能守恒定理，既然是體系，可以是兩個以上的物體。
六、能量研究的適用范圍
優(yōu)勢是可以解決一些變力情況，缺點是不能解決有關(guān)加速度的研究。
七、搞清功和能的關(guān)系。確定什么時候用機械能守恒，什么時候用動能定理。
1功和能的關(guān)系
能量的轉(zhuǎn)換通過做功來實現(xiàn)，換句話說，做功產(chǎn)生能量(做正功)，或做功損失能量(做負功)，功有三種含義：一是等于物體單一能量的改變，如動能增加或減少。二是可以看作不同能量轉(zhuǎn)換的傳遞中介物，如增加或減少的動能通過做功可以轉(zhuǎn)化為勢能，從而實現(xiàn)機械能守恒。三是可以表示出機械能以外的能量，從而可以傳遞給電能、熱能、光能等。
2動能定理
應(yīng)該這樣描述：合外力對物體所做的功等于該物體動能的變化。這里有以下兩個關(guān)鍵問題：
A必須是合外力做功，即所有力對物體做功的總和，也只有用合外力，動能定理才能成立。單個力可以對物體做功，但無法計算其貢獻的動能。由于合外力與位移方向永遠相同，所以沒有cosθ。
B因為功是以研究對象為范圍，與前面相同，即只針對一個物體，當兩個質(zhì)量分別為m1、m2的物體疊加時，需要像前面一樣根據(jù)需要進行整體和隔離，必須分開討論。
3機械能守恒定律
機械能守恒應(yīng)該這樣描述，體系內(nèi)各物體運動前總機械能等于運動后總機械能。機械能等于動能加勢能。這里同樣有兩個關(guān)鍵問題，
A能量的研究范圍是體系，既然稱為體系，應(yīng)包括所有參與的物體(包括地球)，以及整個的變化過程。既然所有物體都參與研究，因為能量是標量，多個物體的能量就可以進行累加，形成系統(tǒng)內(nèi)總動能和總勢能，進而形成總機械能。
B這里不采用動能和勢能轉(zhuǎn)化的公式描述是因為它只適用于一個物體，沒有充分發(fā)揮體系的優(yōu)勢，由于動能定理解決多個物體問題比較復(fù)雜，因此這個問題顯得比較重要。
第八部分功率
這部分詳見另一篇專題《功率小品》。
第九部分物理的七竅，即能、力、數(shù)、率、度、量、衡
深刻理解這七竅，能夠把物理知識貫通。
高三物理上學(xué)期知識點梳理
1、受力分析，往往漏“力”百出
對物體受力分析，是物理學(xué)中最重要、最基本的知識，分析方法有“整體法”與“隔離法”兩種。
對物體的受力分析可以說貫穿著整個高中物理始終，如力學(xué)中的重力、彈力(推、拉、提、壓)與摩擦力(靜摩擦力與滑動摩擦力)，電場中的電場力(庫侖力)、磁場中的洛倫茲力(安培力)等。
在受力分析中，最難的是受力方向的判別，最容易錯的是受力分析往往漏掉某一個力。在受力分析過程中，特別是在“力、電、磁”綜合問題中，第一步就是受力分析，雖然解題思路正確，但考生往往就是因為分析漏掉一個力(甚至重力)，就少了一個力做功，從而得出的答案與正確結(jié)果大相徑庭，痛失整題分數(shù)。
還要說明的是在分析某個力發(fā)生變化時，運用的方法是數(shù)學(xué)計算法、動態(tài)矢量三角形法(注意只有滿足一個力大小方向都不變、第二個力的大小可變而方向不變、第三個力大小方向都改變的情形)和極限法(注意要滿足力的單調(diào)變化情形)。
2、對摩擦力認識模糊
摩擦力包括靜摩擦力，因為它具有“隱敝性”、“不定性”特點和“相對運動或相對趨勢”知識的介入而成為所有力中最難認識、最難把握的一個力，任何一個題目一旦有了摩擦力，其難度與復(fù)雜程度將會隨之加大。
最典型的就是“傳送帶問題”，這問題可以將摩擦力各種可能情況全部包括進去，建議高三黨們從下面四個方面好好認識摩擦力：
(1)物體所受的滑動摩擦力永遠與其相對運動方向相反。這里難就難在相對運動的認識;說明一下，滑動摩擦力的大小略小于靜摩擦力，但往往在計算時又等于靜摩擦力。還有，計算滑動摩擦力時，那個正壓力不一定等于重力。
(2)物體所受的靜摩擦力永遠與物體的相對運動趨勢相反。顯然，最難認識的就是“相對運動趨勢方”的判斷?？梢岳眉僭O(shè)法判斷，即：假如沒有摩擦，那么物體將向哪運動，這個假設(shè)下的運動方向就是相對運動趨勢方向;還得說明一下，靜摩擦力大小是可變的，可以通過物體平衡條件來求解。
(3)摩擦力總是成對出現(xiàn)的。但它們做功卻不一定成對出現(xiàn)。其中一個的誤區(qū)是，摩擦力就是阻力，摩擦力做功總是負的。無論是靜摩擦力還是滑動摩擦力，都可能是動力。
(4)關(guān)于一對同時出現(xiàn)的摩擦力在做功問題上要特別注意以下情況：
可能兩個都不做功。(靜摩擦力情形)
可能兩個都做負功。(如子彈打擊迎面過來的木塊)
可能一個做正功一個做負功但其做功的數(shù)值不一定相等，兩功之和可能等于零(靜摩擦可不做功)、
可能小于零(滑動摩擦)
也可能大于零(靜摩擦成為動力)。
可能一個做負功一個不做功。(如，子彈打固定的木塊)
可能一個做正功一個不做功。(如傳送帶帶動物體情形)
(建議結(jié)合討論“一對相互作用力的做功”情形)
3、對彈簧中的彈力要有一個清醒的認識
彈簧或彈性繩，由于會發(fā)生形變，就會出現(xiàn)其彈力隨之發(fā)生有規(guī)律的變化，但要注意的是，這種形變不能發(fā)生突變(細繩或支持面的作用力可以突變)，所以在利用牛頓定律求解物體瞬間加速度時要特別注意。
還有，在彈性勢能與其他機械能轉(zhuǎn)化時嚴格遵守能量守恒定律以及物體落到豎直的彈簧上時，其動態(tài)過程的分析，即有速度的情形。
4、對“細繩、輕桿”要有一個清醒的認識
在受力分析時，細繩與輕桿是兩個重要物理模型，要注意的是，細繩受力永遠是沿著繩子指向它的收縮方向，而輕桿出現(xiàn)的情況很復(fù)雜，可以沿桿方向“拉”、“支”也可不沿桿方向，要根據(jù)具體情況具體分析。
5、關(guān)于小球“系”在細繩、輕桿上做圓周運動與在圓環(huán)內(nèi)、圓管內(nèi)做圓周運動的情形比較
這類問題往往是討論小球在點情形。其實，用繩子系著的小球與在光滑圓環(huán)內(nèi)運動情形相似，剛剛通過點就意味著繩子的拉力為零，圓環(huán)內(nèi)壁對小球的壓力為零，只有重力作為向心力;而用桿子“系”著的小球則與在圓管中的運動情形相似，剛剛通過點就意味著速度為零。因為桿子與管內(nèi)外壁對小球的作用力可以向上、可能向下、也可能為零。還可以結(jié)合汽車駛過“凸”型橋與“凹”型橋情形進行討論。
6、對物理圖像要有一個清醒的認識
物理圖像可以說是物理考試必考的內(nèi)容?？赡軓膱D像中讀取相關(guān)信息，可以用圖像來快捷解題。隨著試題進一步創(chuàng)新，現(xiàn)在除常規(guī)的速度(或速率)-時間、位移(或路程)-時間等圖像外，又出現(xiàn)了各種物理量之間圖像，認識圖像的方法就是兩步：一是一定要認清坐標軸的意義;二是一定要將圖像所描述的情形與實際情況結(jié)合起來。(關(guān)于圖像各種情況我們已經(jīng)做了專項訓(xùn)練。)
7、對牛頓第二定律F=ma要有一個清醒的認識
第一、這是一個矢量式，也就意味著a的方向永遠與產(chǎn)生它的那個力的方向一致。(F可以是合力也可以是某一個分力)
第二、F與a是關(guān)于“m”一一對應(yīng)的，千萬不能張冠李戴，這在解題中經(jīng)常出錯。主要表現(xiàn)在求解連接體加速度情形。
第三、將“F=ma”變形成F=mv/t，其中，a=v/t得出v=at這在“力、電、磁”綜合題的“微元法”有著廣泛的應(yīng)用(近幾年連續(xù)考到)。
第四、驗證牛頓第二定律實驗，是必須掌握的重點實驗，特別要注意：
(1)注意實驗方法用的是控制變量法;
(2)注意實驗裝置和改進后的裝置(光電門)，平衡摩擦力，沙桶或小盤與小車質(zhì)量的關(guān)系等;
(4)注意數(shù)據(jù)處理時，對紙帶勻加速運動的判斷，利用“逐差法”求加速度。(用“平均速度法”求速度)
(5)會從“a-F”“a-1/m”圖像中出現(xiàn)的誤差進行正確的誤差原因分析。
8、對“機車啟動的兩種情形”要有一個清醒的認識
機車以恒定功率啟動與恒定牽引力啟動，是動力學(xué)中的一個典型問題。
這里要注意兩點：
(1)以恒定功率啟動，機車總是做的變加速運動(加速度越來越小，速度越來越大);以恒定牽引力啟動，機車先做的勻加速運動，當達到額定功率時，再做變加速運動。最終速度即“收尾速度”就是vm=P額/f。
(2)要認清這兩種情況下的速度-時間圖像。曲線的“漸近線”對應(yīng)的速度。
還要說明的，當物體變力作用下做變加運動時，有一個重要情形就是：當物體所受的合外力平衡時，速度有一個最值。即有一個“收尾速度”，這在電學(xué)中經(jīng)常出現(xiàn)，如：“串”在絕緣桿子上的帶電小球在電場和磁場的共同作用下作變加速運動，就會出現(xiàn)這一情形，在電磁感應(yīng)中，這一現(xiàn)象就更為典型了，即導(dǎo)體棒在重力與隨速度變化的安培力的作用下，會有一個平衡時刻，這一時刻就是加速度為零速度達到極值的時刻。凡有“力、電、磁”綜合題目都會有這樣的情形。
9、對物理的“變化量”、“增量”、“改變量”和“減少量”、“損失量”等要有一個清醒的認識
研究物理問題時，經(jīng)常遇到一個物理量隨時間的變化，最典型的是動能定理的表達(所有外力做的功總等于物體動能的增量)。這時就會出現(xiàn)兩個物理量前后時刻相減問題，小伙伴們往往會隨意性地將數(shù)值大的減去數(shù)值小的，而出現(xiàn)嚴重錯誤。
其實物理學(xué)規(guī)定，任何一個物理量(無論是標量還是矢量)的變化量、增量還是改變量都是將后來的減去前面的。(矢量滿足矢量三角形法則，標量可以直接用數(shù)值相減)結(jié)果正的就是正的，負的就是負的。而不是錯誤地將“增量”理解增加的量。顯然，減少量與損失量(如能量)就是后來的減去前面的值。
10、兩物體運動過程中的“追遇”問題
兩物體運動過程中出現(xiàn)的追擊類問題，在高考中很常見，但考生在這類問題則經(jīng)常失分。常見的“追遇類”無非分為這樣的九種組合：一個做勻速、勻加速或勻減速運動的物體去追擊另一個可能也做勻速、勻加速或勻減速運動的物體。顯然，兩個變速運動特別是其中一個做減速運動的情形比較復(fù)雜。
雖然，“追遇”存在臨界條件即距離等值的或速度等值關(guān)系，但一定要考慮到做減速運動的物體在“追遇”前停止的情形。另外解決這類問題的方法除利用數(shù)學(xué)方法外，往往通過相對運動(即以一個物體作參照物)和作“V-t”圖能就得到快捷、明了地解決，從而既贏得考試時間也拓展了思維。
值得說明的是，最難的傳送帶問題也可列為“追遇類”。還有在處理物體在做圓周運動追擊問題時，用相對運動方法。如，兩處于不同軌道上的人造衛(wèi)星，某一時刻相距最近，當問到何時它們第一次相距最遠時，的方法就將一個高軌道的衛(wèi)星認為靜止，則低軌道衛(wèi)星就以它們兩角速度之差的那個角速度運動。第一次相距最遠時間就等于低軌道衛(wèi)星以兩角速度之差的那個角速度做半個周運動的時間。