内容正文:
押补充题
受力分析、单位制、物理学史
除了常规必考模块,辽宁卷可能会出现物理学史、单位制相关选择题。受力分析只在2022年高考真题中出现,因其是解决力与运动关系的基础,通常不作为主要考点单独出题。
1. (2023·辽宁卷)安培通过实验研究,发现了电流之间相互作用力的规律。若两段长度分别为和、电流大小分别为I1和I₂的平行直导线间距为r时,相互作用力的大小可以表示为。比例系数k的单位是( )
A. kg·m/(s²·A) B. kg·m/(s²·A²) C. kg·m²/(s³·A) D. kg·m²/(s³·A³)
2.(2022·辽宁卷)如图所示,蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上,并处于静止状态。蛛丝与竖直方向夹角分别为。用分别表示的拉力,则( )
A.的竖直分力大于的竖直分力 B.的竖直分力等于的竖直分力
C.的水平分力大于的水平分力 D.的水平分力等于的水平分力
3.(2021·辽宁卷)赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现,接收电路的电极如果受到光照,就更容易产生电火花。此后许多物理学家相继证实了这一现象,即照射到金属表面的光,能使金属中的电子从表面逸出。最初用量子观点对该现象给予合理解释的科学家是( )
A.玻尔 B.康普顿
C.爱因斯坦 D.德布罗意
1.基本单位
(1)基本量
被选定的能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位的一些物理量,力学中有长度、质量、时间.
(2)基本单位:所选定的基本量的单位.
在力学中,选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位
长度的单位有厘米(cm)、米(m)、千米(km)等
质量的单位有克(g)、千克(kg)等
时间的单位有秒(s)、分钟(min)、小时(h)等
(3)导出单位
由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位,例如速度的单位“米每秒”(m/s)、加速度的单位“米每二次方秒”(m/s2)、力的单位“牛顿”(kg·m/s2)
(4)单位制:基本单位和导出单位一起就组成了一个单位制
2.物体受力分析的一般思路
(1)明确研究对象:将它从周围的环境中隔离出来,以避免混淆。由于解题的需要,研究的对象可以是质点、结点、单个物体或物体系统。
(2)系统内有多个物体时,从受力最少、受力情况最简单的物体开始进行受力分析。
(3)一般按照重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序。接触力要逐个接触面排查,按顺序分析不容易漏掉某个力。
(4)先已知的力、确定的力,而后再结合运动状态推断未知的力、不确定的力.
(5)方向必须画准确:每个力的大小不要求严格按比例画出,但方向要准确。一般要采用隔离法分别画出每一个研究对象的受力示意图,以避免发生混乱。
(6)检查:防止错画力、多画力和漏画力。
3.力的正交分解法
定义:把力沿着两个选定的相互垂直的方向分解的方法。
适用环境:比较适用于计算物体受三个或三个以上共点力的合力情况
优点:(1)可借助数学中的直角坐标系对力进行描述
(2)分解时只需熟知三角函数关系、几何关系,简单且容易求解
(3)分解多力时,可将矢量运算化为代数运算
一般步骤:
(1)建直角坐标系
坐标轴的选取是任意的,为使问题简化,建立坐标系时坐标轴的选取一般有以下两个原则:
使尽量多的力处在坐标轴上
尽量使某一轴上各分力的合力为零
(2)正交分解各力:将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,并求出各分力的大小,如图所示
(3)分别求出x轴和y轴方向上所受的合力,合力等于在该方向上所有力的代数和。(沿坐标轴正方向的力取为正,反之取为负)即:Fx=F1x+F2x+…;Fy=F1y+F2y+…
(4)求共点力的合力:合力大小,设合力的方向与x轴的夹角为φ,则
4.整体--隔离法解决共点力的静态平衡
当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;
通过整体法分析,可以弄清系统整体的受力情况和全过程的受力情况,从整体上揭示事物的本质和变化规律,从而避免了中间环节的繁琐推算,能够灵活的解决问题。
在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法;
隔离法容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运行情形,问题处理起来比较方便、简单
整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法。
5.平衡三角形法解决共点力的动态平衡
适用条件:求解三力平衡问题,其中一个力是恒力,一个力方向不变的情况。
(1)一个力恒定,另一个力始终与恒定的力垂直,三力可构成直角三角形,可作不同状态下的直角三角形,比较力的大小变化,利用三角函数关系确定三力的定量关系。基本矢量图,如图所示
(2)一力恒定(如重力),另一力与恒定的力不垂直但方向不变,作出不同状态下的矢量三角形,确定力大小的变化,恒力之外的两力垂直时,有极值