斜面上的机车启动问题最大速度的公式?

高一物理必修一知识点集合15篇

  在日常过程学习中,大家都没少背知识点吧?知识点是知识中的最小单位,最具体的内容,有时候也叫“考点”。那么,都有哪些知识点呢?下面是小编为大家整理的高一物理必修一知识点,欢迎大家分享。

高一物理必修一知识点1

  匀速直线运动的速度与时间的关系

  1、定义:物体沿着直线运动,而且保持加速度不变,这种运动叫做匀变速直线运动。

  2、匀变速直线运动的分类:

  3、匀变速直线运动的v-t图象

  实验小车的v-t图象是一条倾斜直线。由此可知,无论Δt取何值,无论在什么时间阶段,Δt对应的速度变化Δv都相同,即Δv/Δt不变,则物体的 加速度不变。所以匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜直线。在数学函数图象中,Δv/Δt叫做图象的斜率,故v-t图象的斜率表示物体做匀变速直线运动 的加速度的大小。

高一物理必修一知识点2

  1、牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。

  (1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持;

  (2)它定性地揭示了运动与力的关系,即力是改变物体运动状态的原因,(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义:,有速度变化就一定有加速度,所以可以说:力是使物体产生加速度的原因。(不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”,也不能说“力是改变加速度的原因”。);

  (3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性――惯性;一切物体都有保持原有运动状态的性质,这就是惯性。惯性反映了物体运动状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易改变)。质量是物体惯性大小的量度。

  (4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的,所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F=0时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系。

  2、牛顿第二定律:物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比。

  (1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律研究其效果,分析出物体的运动规律;反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础;

  (2)牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果,即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤除加速度就为零,注意力的瞬时效果是加速度而不是速度;

  (3)牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位――牛顿(使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即1N=1kg.m/s2.

  (5)应用牛顿第二定律解题的步骤:

  ①明确研究对象。可以以某一个物体为对象,也可以以几个物体组成的质点组为对象。

  ②对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况(包括速度、加速度),并把速度、加速度的方向在受力图旁边画出来。

  ③若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动,一般用平行四边形定则(或三角形定则)解题;若研究对象在不共线的三个以上的力作用下做加速运动,一般用正交分解法解题(注意灵活选取坐标轴的方向,既可以分解力,也可以分解加速度)。

  ④当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时,那就必须分阶段进行受力分析,分阶段列方程求解。

  注:严格按照以上步骤解题,同时认真画出受力分析图,标出运动情况,那么问题都能迎刃而解。

  (6)运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型(两类动力学基本问题):

  (1)已知物体的受力情况,要求物体的运动情况.如物体运动的位移、速度及时间等.

  (2)已知物体的运动情况,要求物体的受力情况(求力的大小和方向).

  但不管哪种类型,一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度,然后再由此得出问题的答案.

  3、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。

  (1)作用力和反作用力相互依赖性,它们是相互依存,互以对方作为自已存在的前提;(2)作用力和反作用力的同时性,它们是同时产生、同时消失,同时变化,不是先有作用力后有反作用力;(3)作用力和反作用力是同一性质的力;(4)作用力和反作用力是不可叠加的,作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可求它们的合力,两个力的作用效果不能相互抵消,这应注意同二力平衡加以区别。(5)区分一对作用力反作用力和一对平衡力:一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有:作用力反作用力作用在两个不同物体上,而平衡力作用在同一个物体上;作用力反作用力一定是同种性质的力,而平衡力可能是不同性质的力;作用力反作用力一定是同时产生同时消失的,而平衡力中的一个消失后,另一个可能仍然存在。

高一物理必修一知识点3

  探究自由落体运动/自由落体运动规律

  记录自由落体运动轨迹

  1.物体仅在中立的作用下,从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动(理想化模型)。在空气中影响物体下落快慢的因素是下落过程中空气阻力的影响,与物体重量无关。

  2.伽利略的科学方法:观察→提出假设→运用逻辑得出结论→通过实验对推论进行检验→对假说进行修正和推广

  自由落体运动是一种初速度为0的匀变速直线运动,加速度为常量,称为重力加速度(g)。g=9.8m/s?

  重力加速度g的方向总是竖直向下的。其大小随着纬度的增加而增加,随着高度的增加而减少。

  1.处理方法:分段法(上升过程a=-g,下降过程为自由落体),整体法(a=-g,注意矢量性)

  2.上升到最高点时间t=v0/g,上升到最高点所用时间与回落到抛出点所用时间相等

高一物理必修一知识点4

  1、万有引力定律:引力常量G=6.67×N?m2/kg2

  2、适用条件:可作质点的两个物体间的相互作用;若是两个均匀的球体,r应是两球心间距。(物体的尺寸比两物体的距离r小得多时,可以看成质点)

  3、万有引力定律的应用:(中心天体质量M,天体半径R,天体表面重力加速度g)

  (1)万有引力=向心力(一个天体绕另一个天体作圆周运动时)

  (2)重力=万有引力

  高空物体的重力加速度:mg=Gg=G

  4、第一宇宙速度――――在地球表面附近(轨道半径可视为地球半径)绕地球作圆周运动的卫星的线速度,在所有圆周运动的卫星中线速度是的。

  5、开普勒三大定律

  6、利用万有引力定律计算天体质量

  7、通过万有引力定律和向心力公式计算环绕速度

  8、大于环绕速度的两个特殊发射速度:第二宇宙速度、第三宇宙速度(含义)

高一物理必修一知识点5

  考点1:共点力的平衡条件

  如果一个物体在力的作用下保持静止或者匀速直线运动的状态,我们就说这个物体处于平衡状态。

  在共点力作用下,物体的平衡条件是合力为零。

  考点2:超重和失重

  超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物体所受重力的现象。

  失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重力的现象。

  考点3:从动力学看自由落体运动

  物体做自由落体运动的条件是:

  1,物体是从静止开始下落的,即运动的初速度为零。

  2,运动过程中它只受到重力的作用。

高一物理必修一知识点6

  浮力F浮(N)F浮=G物-G视;G视:物体在液体的视重(测量值)

  浮力F浮(N)F浮=G物;此公式只适用物体漂浮或悬浮

  浮力F浮(N)F浮=G排=m排g=ρ液gV排;G排:排开液体的重力,m排:排开液体的质量,ρ液:液体的密度,V排:排开液体的体积(即浸入液体中的体积)

  杠杆的平衡条件F1L1=F2L2;F1:动力,L1:动力臂,F2:阻力,L2:阻力臂

  定滑轮F=G物,S=h,F:绳子自由端受到的拉力,G物:物体的重力,S:绳子自由端移动的距离,h:物体升高的距离

  动滑轮F=(G物+G轮)/2,S=2h,G物:物体的重力,G轮:动滑轮的重力

  滑轮组F=(G物+G轮)/n,S=nh,n:承担物重的段数

  机械功W(J)W=FsF:力S:在力的方向上移动的距离

  有用功:W有,总功:W总,W有=G物h,W总=Fs,适用滑轮组竖直放置时机械效率η=W有/W总×100%

  有用功W有用=Gh=W总

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山大王雾里巡山记——机车启动

常见教学中存在问题有:一是将机车启动等同为汽车起动,导致有些学生在处理相关问题时不容易认识机车启动模型;二是过于强调机车启动的恒定加速度和恒定功率模型,忽视了相关动力学分析,导致学生侧重于记忆少于理解物理过程。针对上述两种情况,以下教学设计可供参考。

机车启动是一种具有特殊性的动力学模型,特殊在于让机车启动的“动力”很难找到施力物体,而且这个“动力”的大小与机车的输出功率以及机车的瞬时速度有关。凡是满足“动力(又叫牵引力)”与机械输出功率和瞬时速度有关的动力学问题都属于我们这里的“机车启动”模型。

首先对机车受力分析(以水平面上机车启动为例),沿着运动方向可以得到动力学方程:。在这个方程中有三个变量,分别是:机车的输出功率P、机车的瞬时速度V、机车的瞬时加速度a。考虑到用控制变量法分析此类问题较为合适:

1、当机车以恒定加速度运动时:必须保证P/V是恒量,但是机车的速度又在变大,故机车的输出功率必须变大。当机车的输出功率增大到机车的额定功率后就不能增大了,由于此时机车的加速度还不为零,速度还在增大。故而机车只能做加速度减小的加速运动了。

2、当机车以恒大输出功率运动时:由于机车启动后速度再变大,故而牵引力就不得不变小,也就是机车的加速度要变小,所以机车只能做加速度减小的加速运动(也就是机车恒定加速度启动的第二阶段)。

3、当机车匀速直线运动时:由于机车加速度为零,故而。也就是。故机车匀速运动时速度(也就是机车的最大速度)是P/f。

4、如果机车在斜面上运动或者在竖直方向上运动,我们只需要将动力学关系中的“阻力”f换成实际模型中的阻力就可以了。

在完成上述分析后,再让学生解读下面两个图像的物理含义和物理过程:

例一:(多选)如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s2,不计额外功。则( AC )

B.起重机允许输出的最大功率为5×104 W

D.重物做匀加速运动所经历的时间为5.1 s

例二某中学生对刚买来的一辆小型遥控车的性能进行研究。他让这辆小车在水平的地面上由静止开始沿直线轨道运动,并将小车运动的全过程通过传感器记录下来,通过数据处理得到如图所示的v-t图象。已知小车在0~2内做匀加速直线运动,2~11 s内小车牵引力的功率保持不变,9~11 s内小车做匀速直线运动,在11 s末开始小车失去动力而自由滑行。已知小车质量m=1 kg,整个过程中小车受到的阻力大小不变,试求:

(1)在2~11 s内小车牵引力的功率P是多大?

(2)小车在2末的速度vx为多大?

(3)小车在2~9 s内通过的距离x是多少?

s末撤去牵引力后,小车只在阻力Ff作用下做匀减速直线运动,设其加速度大小为a,根据图象可知a==-2

根据牛顿第二定律有Ff=ma,

(2)0~2 s的匀加速运动过程中,小车的加速度为ax=,

设小车的牵引力为Fx,根据牛顿第二定律有Fx-Ff=max,

解得小车通过的距离是x=44 m。

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1.什么是机车牵引力?

机车牵引力是由动力传动装置产生的、与列车运行方向相同、驱动列车运行并可由司机根据需要调节的外力。它是由机车动力装置发出的内力(不同类型机车的原动力装置不一样),经传动装置传递,通过轮轨间的黏着而产生的由钢轨反作用于机车动轮周上的切线力。

以电力机车为例,其牵引力的产生过程为:接触网的高压交流电由机车受电弓引入主变压器的原边绕组,再经动轮、钢轨,回到牵引变电所构成回路;机车上的主变压器将高压交流电变为低压交流电,由次(副)边绕组经整流器整流后变为直流电供给牵引电动机(交—直传动电力机车),牵引电动机转轴输出转矩Md,并通过传动装置传递给动轮,再通过轮轨间的相互作用,引起钢轨对动轮的切向反作用力,即机车牵引力。所以,它的实质是电能变为机械能、内力引起外力的过程。

机车牵引力的形成示意图

机车通过轮对将质量P压在钢轨上,在轮轨接触点C,有一个钢轨对车轮的法向反作用力N。当牵引电动机输出转矩Md时,通过大小齿轮啮合,传递给动轮一个转矩M。当M驱动动轮以圆心O旋转时,受到轮轨接触面间摩擦的阻碍。这时车轮与钢轨间产生作用力与反作用力,M转化为F′和F″力偶,由F′作用于钢轨,得到钢轨的反作用力F,这是一个由钢轨作用于轮对的外力。F阻碍了动轮与轨面间的滑动,由内力F″推动动轮以C为瞬时转动中心滚动,并将外力传给轴箱,通过转向架及车体传至车钩牵引列车前进。根据物理学知识可知,只有外力才能使物体重心发生位移,又因F是作用在轮周的轮轨接触点的切线上,因此,这个切线外力F也称作轮周力,就是通常所说的机车牵引力。

任何机车都是把某种能量转化成牵引力所作外机械功的一种工具。这种能量转换要经过若干互相制约的环节。机车一般都有几个能量转换阶段,并相应地有几个变能部分。

电力机车的电能是由牵引变电所供给,可以认为它的容量是足够大的,电力机车牵引力的发挥不会受牵引变电所电能供给的限制,进入机车的单相交流电经过降压整流(或逆变为三相交流)后输入牵引电动机,将电能转变为带动轮对转动的机械能,然后借助于轮轨间的黏着转变为动轮轮周上的牵引力所做的机械功,因而电力机车牵引力将要受到牵引电动机和轮轨间黏着这两个变能部分工作能力的限制;而内燃机车牵引力则受到柴油机、传动装置和轮轨间黏着的限制。对应这些限制,机车的牵引力可分为:

①牵引电机牵引力:受牵引电机功率限制的轮周牵引力。

②黏着牵引力:受轮轨间黏着能力限制的轮周牵引力。

①柴油机牵引力:受柴油机功率限制的轮周牵引力。

②传动装置牵引力:受传动装置能力限制的轮周牵引力。

③黏着牵引力:受轮轨间黏着能力限制的轮周牵引力。

实际条件下,能够实现的机车牵引力是上述这些牵引力中的最小者。

轮周上的切线力大于轮轨间的黏着力时动轮就要发生空转。在不发生空转的前提条件下所能实现的最大轮周牵引力称为黏着牵引力

来源:《列车牵引计算》

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