本文目录
- 你觉得斜率这个知识点在高中物理中的重要性怎么样
- 高中物理重点知识点总结有哪些
- 高中物理有关“功的公式”知识点都有哪些
- 求解答有关高中物理功率的知识点
你觉得斜率这个知识点在高中物理中的重要性怎么样
跟胖哥学物理 斜率在物理学中意义
首先,我们来看看物理学中对斜率认识。顾名思义,“斜率”就是“倾斜的程度”。斜坡上两点A,B间的垂直距离h(铅直高度)与水平距离l(水平宽度)的比叫做坡度(或叫做坡比),用字母i表示,即i=h/l ,通常坡度i用分子为1的分数来表示 i=1/m,其中m叫做边坡系数;如果把坡面与水平面的夹角α叫做坡角,那么;坡度越大《=》α角越大《=》坡面越陡,所以i=tanα可以反映坡面倾斜的程度。
如今我们学习的斜率k,等于所对应的直线(有无数条,它们彼此平行)的倾斜角(只有一个)α的正切,可以反映这样的直线对于x轴倾斜的程度。
首先,第一个关于坡度问题,理所当然就是斜面。在斜面里有两个与坡度有关问题。第一个就是斜面上声多大的力与什么因素的问题,初中我们已经学过两个因素,第一就是坡度,还有一个因素就是斜面的粗糙程度。如果同学们认真分析,如果忽略摩擦力因素,也就是如果表面绝对光滑,这里面存在两个相似的三角形,也就是力的三角形与这个斜面几个面数学三角形是相似三角形,即F/G=h/l ,而h/l=i,也就重力和拉力比值是一个定值,它们的比值刚好是斜率,也就是斜面坡度的正切,大家可以很容易理解了,当斜面粗糙程度相同时,斜面坡度越大,越费力,而坡度越小,越省力
同样,斜面的机械效率决定因素时,也是同样的两个因素。不过我们先从能量角度来分析,人拉着物体在斜面上运动,就是转化为把机械能转化为两部分能量:动能转化为物体的重力势能和内能。因此,拉力所做功W总=F*S被转化为重力势能,即有用功W=mgh和克服摩擦力做的额外功,即内能W=f*s所以机械效率n=mgh/Fs=mg/F*h/s,这儿的S/h也刚好是斜面的斜率,即坡度的正切。在接触面粗糙程度相同条件下,斜面的坡度越大,机械效率越大就越大。
斜面在物理中,应该还有着更为广泛的意义。因为物理学中很多物理量之间,是一种线性的函数,包括一次函数和反比函数。因为反比例函数可以转化成一次函数来处理。因此,直线的斜率,应该找到它的几何意义。
在数学中,斜率是表示一条直线(或曲线的切线)关于(横)坐标轴倾斜程度的量。它通常用直线(或曲线的切线)与(横)坐标轴夹角的正切,或两点的纵坐标之差与横坐标之差的比来表示。又称“角系数”,是一条直线对于横坐标轴正向夹角的正切,反映直线对水平面的倾斜度。.一条直线与某平面直角坐标系横坐标轴正半轴方向所成的角的正切值即该直线相对于该坐标系的斜率.如果直线与x轴互相垂直,直角的正切值无穷大,故此直线不存在斜率。当直线L的斜率存在时,对于一次函数y=kx+b,(斜截式)k即该函数图像的斜率。
斜率亦称“角系数”,表示平面直角坐标系中表示一条直线对横坐标轴的倾斜程度的量。直线对X 轴的倾斜角α的正切值tgα称为该直线的“斜率”,并记作k,k=tgα。规定平行于X轴的直线的斜率为零,平行于Y轴的直线的斜率不存在。对于过两个已知点(x1,y1) 和 (x2,y2)的直线,若x1≠x2,则该直线的斜率为k=(y1-y2)/(x1-x2)。
我们来看初中物理里面,有哪些线性的图像。首先大家接触到就是同一种物质,它的质量与体积关系,即m与v的关系,因为同一种物质,m与v成正比例,用这两个物理量作平面直角坐标系,他们是经过圆点一条直线。因此这条直线与横轴有一个夹角,这个夹角的正切,就是m与v的比例系数,它的物理意义就是这个物质的密度,因此,我们可以看出密度是物质一种特性,只取决于物质种类和它的状态。从图像我们可以看出,当这个夹角越大,表示这种物质的密度就越大。
第二个正比例函数,在探究电流与电压和电阻关系中,我们采用控制变量,研究两个关系:在电阻一定时,通过导体的电流I与电压的关系,虽然我们用来两个定值电阻做了实验,但是我们发现同一个电阻,它的电流与电压都是成正比的,如果做出I与U的图像,都是经过圆点一条斜线,又出现一个夹角,这个夹角正切又是I与U的比例系数,你会发现刚好等于电阻,说明同一个导体的电流与电压的斜率就是这个导体的电阻。借着我们也研究了当电压一定时,通过不同导体的电流与电阻成反比,当然通过不同导体的电流与他们的电导(电阻倒数)成正比,如果做出他们的图像,也是经过圆点一条斜线,又出现一个夹角,这个夹角的正切又是这条直线的斜率,不过这个斜率物理意义是他们控制电压。
因此,在物理学中,出现了很多线性关系,这些图像与横坐标都有一个夹角,这个夹角正切就是这条直线的斜率,不过斜率物理意义要结合具体问题来找到具体物理含义,这是我们物理研究根本。
其实,对于运动学中,斜率物理意义更具有非常重要的作用,往往成为我们解题一种方法。大家学过匀速直线运动,在这种运动中,S与t也是一种线性关系,在图像中,这种直线有很多具体含义,但是它们与横轴夹角的正切就是它们的斜率,而斜率此时物理意义就是速度。不过我们会发现这些直线中有三种情况,这个夹角为锐角,它的正切为正,表示一种正方向的速度,而这个交角如果为直角,它的正切刚好为零,表示物体处于静止状态;如果夹角为钝角,那么他们的正切就是负值,表示它的速度为负,说明这个物体正好朝坐标圆点方向运动。
匀速直线运动中,如果做出v与t的图像,这是一条与横轴平行直线,说明每时每刻速度不变。但是,也有一种经过圆点的斜线,这种刚好就是一种速度变化快慢不变的运动,在相同时间内它们的速度增加值是一样的,我们把这种运动叫做匀变速直线运动,在V与t的图像中也出现一个夹角,这个夹角的正切在物理学中叫做加速度。
加速度是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值Δv/Δt,是描述物体速度变化快慢的物理量,通常用a表示,单位是m/s2。加速度是矢量,它的方向是物体速度变化(量)的方向,与合外力的方向相同。在匀加速直线运动中我们发现只有一个夹角,所以它的加速度是不变的。其实,往往我们运动并不是匀加速度运动,所以在这些运动中V与t图像中是一些曲线,每一个点都有一个瞬时加速度。我们可以过这个点做这个曲线的切线,这个切线与横轴的夹角的正切就是该点瞬时加速度。
因此,斜面在物理中不同研究问题,两个物理量线性关系和非线性关系里点的切线都存在着与横轴夹角,这个夹角的正切叫做斜率。我们一定结合具体物理问题,弄清它的物理涵义,对我们物理学习有着事半功倍效果。数学对物理指导意义,应该有着举足轻重意义!
2018年10月30日于宜昌市夷陵区吾同斋
高中物理重点知识点总结有哪些
高中物理知识点和公式较多,教大家一个小妙招,每学完一章就自己整理一个框架图,这样有利于记忆。忘记了可以拿出框架图看看,随时唤醒自己的记忆点。
高中物理有关“功的公式”知识点都有哪些
1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角}
2.重力做功:Wab=mghab{m:物体的质量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)}
3.电场力做功:Wab=qUab{q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb}
4.电功:W=UIt(普适式){U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}
5.功率:P=W/t(定义式){P:功率,W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}
6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平{P:瞬时功率,P平:平均功率}
7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f)
8.电功率:P=UI(普适式){U:电路电压(V),I:电路电流(A)}
9.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)}
10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11.动能:Ek=mv2/2{Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}
12.重力势能:EP=mgh{EP:重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}
13.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)}
14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):
W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK
{W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
15.机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh3
16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP
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求解答有关高中物理功率的知识点
功率的概念
功率是描述做功快慢的物理量。功率指的是单位时间内力做的功。
功率的单位是瓦特(w),日常生活生产中也常用千瓦(kw)来作功率单位。注意功率的单位与功的单位的区别,功率的单位是瓦或千瓦,而能量的单位是焦耳,也用千瓦?时来表述,我们日常生活中的一度电就是一千瓦?时的意思。
功率的公式
功率是描述做功快慢的物理量,功率的定义式:P=W/t,当t不是无穷小量时,公式所求出的功率是时间t内的平均功率。当△t是一个非常小的数值,P=△W/△t就可以代表这个时刻的瞬时速度。
力学研究的功率与电学研究的功率有很大的不同之处,我们在这里分类做个讨论,如下:
(1)力学中功率的公式
功率的另一个计算式:P=Fvcosθ,其中θ是力与速度间的夹角。该公式有两种用法:
①求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小,v取瞬时值,对应的P为F在该时刻的瞬时功率;
②当v为某段位移(时间)内的平均速度时,则要求这段位移(时间)内F必须为恒力,对应的P为F在该段时间内的平均功率。
重力的功率可表示为P=mgvcosθ,即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。
我们如上讨论的是力学中的功率,下面分析电学中的功率。
(2)电学中功率的公式
电功率的计算公式,用电压乘以电流,这个公式是电功率的定义式,永远正确,适用于任何情况。
电学功率的基本公式:P=U*I;我们下面在基本公式基础上做推导。
推导1:纯电阻电路中电功率的表达式
当电路为纯电阻电路,即电路中只有电阻,只是把电能转化为热能时,还可以用欧姆定律做转化。
P=U^2/R=I^2*R;
推导2:电动机电功率的计算
非纯电阻电路中的功率计算,以电动机功率作介绍。电动机的总功率转化为两部分,一部分是自己内部消耗掉的热功率,一部分是向外界传输的机械功率,可以表达为这个公式:
P总=I^2*r+P机;
注意,焦耳热功率只有这一个表达式,因为是非纯电阻电路,因此不能用欧姆定律进行代换。
推导3:功率在动能定理上的应用
动能定理的内容:合外力的功等于动能的该变量。
动能定理的公式为:
W合=△Ek;
对功率恒定的做功过程,我们还可以表述为:
Pt=△Ek;
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