物理运动学超难题(建立高中物理之树)
上篇文章我们讲到高中物理最顶层的树干是能量,能量分为运动系统和非运动系统。
而超过70%的知识点都在运动系统中。
本文我们来分析运动系统。
运动系统用一句话说,就是物体在外界能量的驱动下运动,发生了运动状态的改变,在这个过程中某些能量转化成另一些能量的过程。衡量运动状态改变的物理量是加速度,因此运动系统可以分为三类:1.外界能量2.加速度3.能量转化
外界能量虽然不一定所有的系统都有外界能量,但是高中物理考查的系统都是有外界能量输入的,因为没有外界能量输入时,物体要么做匀速运动要么静止,怎么可能考你那么简单的东东?
这些外界能量由重力场、万有引力场、电场、磁场和其它场产生。比如高考必考的一类题:一个电荷现在电场里转一转,然后进入磁场,让你分析过程中的各种物理量 。这就可以看做是一个外界能量为电场和磁场的系统。而另一类必考题:物体在斜坡上做运动,就可以看出是外界能量是引力场的系统。
很多同学可能会问,这个其它场是个啥?在很多系统中,物体会被某个力拉动或推动,比如小车拉或者人推,这样的场我们把它看做是其它场。
加速度在运动系统中, 外界能量产生力,力改变加速度,加速度改变速度。
力分为外力和外力产生的反作用力。外力是指外界能量产生的力,有万有引力(包括重力)、电场力、磁场力,其它力(拉力、推力)。而反作用力是指因为外力而产生的力,包括摩擦力、支持力、弹力。
将力和加速度联系在一起的是F=ma。
将加速度和速度联系在一起的是v2=v1 at
能量的转化在运动过程中有能量的改变。能量分为机械能和内能。在摩擦力做功时,运动过程是机械能转化为内能的过程,而无摩擦力做功时机械能守恒。内能可以看做是能量耗散到了系统之外,这个过程不可逆,只要有摩擦力做功,系统中的能力就越来越低,除非外部能量继续输入。
要注意的是,在某些系统中物体有初速度,这个初速度意味着系统中有动能。这个初始的动能是很多同学分析能量转化时容易忽略掉的。
总结形象的看运动系统,可以把运动系统看成一个冰冷的盒子,盒子吸收了外部能量,然后盒子中的东西在盒子里动了起来,因为盒子里的东西在动,所以盒子发热,由于盒子会散热,因此一部分能量又离开了盒子。当外部没有能量时,盒子里的东西最终会停下来,同时盒子会变的冰冷。如下图:
经过本文的分析,你的物理之树应该是这样:
(注:动量不是能量,但是也有守恒的思路,因此我把动量也划到能量转化里。请不要钻牛角尖)
是不是觉得清晰了很多?而且文章开头,也就是上篇文章我们构建的树,我们已经打破了集合(教科书中每一章是一个集合,集合可以看做是教科书对知识点的分类方法),这是主动思考的结果,只有主动思考,才能突破瓶颈!
但是只有分类还不够,我们的最终目的还是做对题,考高分。因此,之后的文章我详细讲述如何利用物理之树分析题目。
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