轻松学物理_王桂玲著.pdf

图书在版编目（C I P）数据轻松学物理/王桂玲著.-兰州:甘肃科学技术出版社,2018.12ISBN 978-7-5424-2411-2.轻.王.中学物理课高中教学参考资料.G634.73中国版本图书馆 CIP 数据核字（2018）第 259358 号图书若有破损、缺页可随时与本社联系：0931-8773237本书所有内容经作者同意授权，并许可使用未经同意，不得以任何形式复制转载出版甘肃科学技术出版社社址兰州市读者大道568号730030网址电话0931-8773274（编辑部）0931-8773237（发行部）京东官方旗舰店https:/ 978-7-5424-2411-2定价36.00元责任编辑贺彦龙封面设计葸晓明轻松学物理王桂玲著书书书前言在多年的物理教学中，经常听到学生说:物理难学，习题难解。笔者对此进行了全面的分析和研究，最终得出结论:在智力相同的情况下，教师的教法或学生的学法将直接影响学生的学习效果。本书是在新课标理念的指导下，依据学生的认知特点和心理需求，结合物理模型及模型教学法，精心策划编写，旨在让读者走出学物理的困境，相信一定会为广大读者提供帮助。本书注重实效性，突出教师的教和学生的学。书中问题的提出和例题选取凸显构建和运用物理模型，注重知识性、趣味性和生活性于一体。在解题思路上重在体现新课标，使学生加深理解物理概念和物理规律，启迪思维，提高分析问题和解决问题的能力，努力培养和提高学生的科学素养。本书既是同步辅导书，也是考试指导书，同时也是学生学好物理的好向导和年轻物理教师教学的好帮手。由于编写水平有限，加之时间仓促，疏忽和不足在所难免，敬请读者批评指正。作者2018 年 6 月目录第一章运动的描述匀变速直线运动1第一讲描述运动的基本概念1第二讲匀变速直线运动的规律6第三讲自由落体和竖直上抛运动10第四讲运动图像13第五讲追及和相遇问题16单元检测一18第二章相互作用共点力的平衡20第一讲力重力弹力20第二讲摩擦力23第三讲力的合成与分解26第四讲受力分析共点力的平衡30单元检测二35第三章牛顿运动定律37第一讲牛顿第一定律37第二讲牛顿第二、三定律39第三讲牛顿运动定律的应用43第四讲解读“挂码法”验证牛顿第二运动定律48单元检测三53第四章曲线运动万有引力与航天55第一讲曲线运动运动的合成与分解55第二讲抛体运动59第三讲圆周运动的规律和应用61第四讲万有引力定律与应用66单元检测四72第五章功和能机械能守恒定律74第一讲功与功率74第二讲动能定理781目录第三讲机械能及其守恒定律81第四讲功能关系能量守恒定律85单元检测五89第六章静电场91第一讲库仑定律及电场力的性质91第二讲电场能的性质96第三讲电容器带电粒子在电场中的运动100单元检测六104第七章恒定电流107第一讲电流电阻电功及电功率107第二讲电路的基本规律及应用111第三讲测电源的电动势和内电阻的方法117第四讲多用电表及其使用121单元检测七126第八章磁场128第一讲磁场及其对电流的作用128第二讲磁场对运动电荷的作用134第三讲带电粒子在复合场中的运动139单元检测八144第九章电磁感应146第一讲电磁感应现象楞次定律146第二讲法拉第电磁感应定律149第三讲自感互感及涡流154第四讲电磁感应的应用156单元检测九163第十章交变电流165第一讲交变电流的产生和描述165第二讲变压器电能的输送168单元检测十172第十一章热学175第一讲分子动理论内能175第二讲固体液体气体179第三讲热力学定律能量守恒186单元检测十一190第十二章机械振动和机械波1922轻松学物理第一讲机械振动192第二讲机械波198单元检测十二204第十三章光电磁波206第一讲光的折射全反射206第二讲光的干涉和衍射211第三讲光的偏振及电磁波216单元检测十三220第十四章动量守恒定律222第一讲动量及动量定理222第二讲动量守恒定律226第三讲动量守恒定律的综合运用231单元检测十四237第十五章量子论初步原子核核能239第一讲量子论初步239第二讲原子核核能247单元检测十五254参考答案2573目录第一章运动的描述匀变速直线运动第一讲描述运动的基本概念【考点导悟】一、机械运动一个物体相对于另一个物体位置的改变叫机械运动，简称运动。包括平动、转动和振动等运动形式。二、参考系俗称参照物，它是为了研究物体的运动而假定不动的那个物体。对同一个物体而言，选择的参考系不同，得到的运动情况可能不同，通常以地面为参考系来研究物体的运动。三、质点1.质点:是用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点，它是一个理想化的物理模型。2.把物体当成质点的条件:只考虑物体的平动或物体本身的大小和形状，对研究的问题没有影响或可以忽略不计，就可以把它看成质点。四、时刻和时间时刻指的是某一瞬时，在时间轴上对应的是一个点，是状态量。如 1 秒末、3 秒初，而 1 秒末与 2 秒初对应的是同一个时刻。而时间是两个时刻之间的间隔，在时间轴上对应的是一段线段，是过程量。如 2 秒内、第 4 秒内、3 分钟等。五、位移和路程位移是指质点位置的变化，是矢量，其方向由初始位置指向末位置。路程则是指质点运动轨迹的长度，只有大小，没有方向，是标量。走过相同的位移，路程总是大于等于位移大小。六、速度和速率速度是描述物体运动快慢的物理量，有下面几种情况:1.平均速度1第一章运动的描述匀变速直线运动表示物体平均快慢程度，数值上等于位移与完成这一位移所用时间的比值。公式 v=st，平均速度是矢量，在直线运动中，速度方向与位移方向相同。2.瞬时速度是指物体经过某一位置或某一时刻的速度。当 t0，v=xt，在 x-t 图像中等于该时刻对应图线的斜率。斜率的正、负表示瞬时速度的方向。3.瞬时速率瞬时速度的大小，是标量。4.平均速率是指物体运动的路程与所用时间的比值，即单位时间内完成的路程，是标量。注意:通常所说的速度既可能是平均速度，也可能是瞬时速度，要根据题目中上下文的意思进行判断。七、加速度加速度是表示物体速度改变快慢的物理量，数值上等于单位时间内的速度变化量，加速度大，表示速度改变快;加速度小，表示速度改变慢。特别强调三点:1.加速度意义不是反映运动快慢的，也不是反映速度变化大小的，而是反映速度变化的快慢，即单位时间内速度的改变量，也称速度的变化率。2.加速度的表达式定义式为 a=xt，其决定式是 a=Fm，说明加速度的大小由物体受到的合力和物体的质量共同决定，加速度的方向由合力的方向决定。3.矢量性加速度有大小，有方向，其方向与方向一致，是由合外力方向决定的，而跟速度方向没有必然联系。4.对加速度、速度符号关系的理解由于加速度、速度均为矢量，正、负代表两个相反的方向。因此，加速度与速度同号，代表同向，表示加速运动;加速度与速度异号，代表反向，表示减速运动。八、极限思维方法1.定义2轻松学物理如果把一个复杂连续的物理全过程分成若干个小过程，那么，选取每一个小过程的极限来进行分析，其结果必然代表了所要讨论的物理过程，从而能使求解过程简单、直观，这就是极限思维方法。应注意的是:极限思维法只能用于在选定区间内所研究的物理量连续、单调变化的情况。2.常见类型用极限思维法，可求瞬时速度和瞬时加速度。如:(1)公式 v=xt中，当 t0 时，v 是瞬时速度。(2)公式 v=vt中，当 t0 时，a 是瞬时加速度。3.解题思路(1)选取研究过程的一段极小的位移 x(或 v)。(2)本段位移(或速度变化量)对应的时间可视为极短时间 t。(3)用定义式 v=xt(或 a=vt)求解。【活题精析】【例 1】(多选题)甲、乙、丙三人各乘一个热气球，甲看到楼房匀速上升，乙看到甲匀速上升，甲看到丙匀速上升，丙看到乙匀速下降。那么，从地面上看，甲、乙、丙的运动情况可能是()。A.甲、乙匀速下降，v乙 v甲，丙停在空中B.甲、乙匀速下降，v乙 v甲，丙匀速上升C.甲、乙匀速下降，v乙 v甲，丙匀速下降，且 v丙 v甲D.以上说法均不对 分析与解同一物体的运动，选取不同的参考系，得出的运动性质不同，所以巧选参考系，可以使问题的解答大为简化。本题中，楼房和地面相当于同一参考系，所以，甲是匀速下降。乙看到甲匀速上升，说明乙匀速下降，且 v乙 v甲。甲看到丙匀速上升，丙有三种可能:丙静止;丙匀速上升;丙匀速下降，且v丙 v甲。丙看到乙匀速下降，丙也有三种可能:丙静止;丙匀速上升;丙匀速下降，且v丙 v乙。经上述分析，A、B 选项均有可能。答案:A、B【例 2】如图 1-1 所示，物体沿两个半径为 R 的圆弧由 A 到 C，则它的位移和路程分别为()。3第一章运动的描述匀变速直线运动A.52R，由 A 指向 C;10R图 1-1B.52R，由 A 指向 C;52RC.10R，由 A 指向 C;52RD.10R，由 C 指向 A;52R 分析与解位移不同于路程，位移是由始末位置决定的，因此，物体由 A 到 C 的位移是A 到 C 的有向线段，故其方向是由 A 指向 C，位移大小为:(3R)2+(R)2=10R，又物体运动的路程等于 R+342R=5R2，故只有选项 C 正确。答案:C【例 3】一个做变速直线运动的物体，加速度逐渐减小到零，那么该物体的运动情况不可能是()。A.速度不断增大，到加速度为零时，速度达到最大，而后做匀速直线运动B.速度不断减小，到加速度为零时，物体运动停止C.速度不断减小到零，然后向相反方向做匀加速运动，而后物体做匀速直线运动D.速度不断减小，到加速度为零时，速度减小到最小，而后物体做匀速直线运动 分析与解加速度与速度没有直接关系，因此分析时不要认为加速度随速度的变化而变化。做变速直线运动的物体可以是加速，也可以是减速，加速度不断减小到零，表明物体速度变化的越来越慢至速度不变，故选项 A、B、D 均有可能，C 选项不可能。答案:C【例 4】气垫导轨上滑块经过光电门时，其上的遮光条将光遮住，电子计时器可自动记录遮光时间 t。测得遮光条的宽度为 x，用xt近似代表滑块通过光电门时的瞬时速度。为使xt更接近瞬时速度，下面措施正确的是()。A.换用宽度更窄的遮光条B.提高测量遮光条宽度的精确度C.使滑块的释放点更靠近光电门D.增大气垫导轨与水平面的夹角4轻松学物理 分析与解根据 v=xt，当 t0 时，xt可看成物体的瞬时速度，x 越小，t 也就越小，xt越接近瞬时速度，故选项 A 正确。答案:A点拨:提高测量遮光条宽度的精确度，只能提高测量平均速度的准确度。而使滑块的释放点更靠近光电门或增大气垫导轨与水平面间的夹角，都不能保证从根本上使平均速度更接近瞬时速度。图 1-2【例 5】如图 1-2 所示，图 A 是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号。根据发出和接收的信号间的时间差，测出被测物体的速度。图 B 中 P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是 P1、P2由汽车反射回来的信号，设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔t=1.0s，超声波在空气中传播速度是 v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图 B 可知，汽车在接收到 P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是多少米?汽车的速度是多少 m/s?分析与解先做出示意图 1-3:图 1-3通过信号的发射与车接收信号的情况，容易求出车两次接收信号的时刻，进而求出车在这两个时刻之间运动的距离和运动的时间，再根据速度公式求车运动的速度。由图 B 可求发出信号 P1到车接收 P1时间间隔 t1=0.4s，发出信号 P2到5第一章运动的描述匀变速直线运动车接收 P2时间间隔 t2=0.3s。以第一次发射超声波信号为计时起点，则车第一次接收到信号的时刻是 t1=t12，第二次接收到信号的时刻是 t2=t+t22，于是车在两次接收信号之间向前运动的时间为 t=t2-t1=0.95s，在这段时间内车向前运动的路程是:s=t12v-t22v=0.4-0.32340=17m。因此，汽车匀速运动的速度是:v=st=170.95=1