Рекомендации по решению задач.
Шпора для ЕГЭ по физике.
Здесь кратко изложено все, что нужно знать для сдачи ЕГЭ по физике. Подробно все это изложено в видеолекциях, которые вы можете найти и посмотреть совершенно бесплатно
Вконтакте: группа "Физика с Сергеем Рогиным" http://vk.com/physics_training
или на Ю-тубе (https://www.youtube.com/channel/UCPlDo3dV-NEYk-kNY8FRwPA).
Многие ребята по всей России готовились к ЕГЭ по физике, используя эти лекции, а многие из них готовились ТОЛЬКО по этим лекциям (у них не было физики в школе, или учитель был очень слабый). И хорошо сдавали!
Какая главная ошибка тех, кто хочет сдать ЕГЭ по физике? Они не знают определений! А что получается, если вы не знаете определений? Вы не знаете, с чем вы имеете дело. Представьте, что вы пришли работать, и вам говорят: возьми штангенциркуль и измерь эту деталь. Чтобы это сделать, вы должны знать, что такое штангенциркуль, и, главное, как он работает, как им можно измерять. А если вы не знаете определения штангенциркуля, то есть что это такое и как им работать, то вы ничего не сделаете. Так же и здесь: если вы не знаете определения напряженности электрического поля, которая дана вам в задаче, то, как ни вертите разными формулами, вы ничего не получите. Поэтому: обязательно и в первую очередь учим определения. Может показаться, что я навешиваю на вас дополнительную работу – запоминать определения, но это не так. Выучив определения, вы освободите свою голову от огромного количества формул, которые раньше вы просто запоминали, но которые на самом деле выводятся из определений. Ваша голова разгрузится, и в ней будет порядок. Сейчас ваша голова, скорее всего, напоминает склад, где в полном беспорядке в большую кучу навалено огромное количество формул, и про каждую вы помните, что вот в такой-то задаче она была нужна. Выучив определения и законы, вы бесформенную кучу разложите по полочкам, запоминать надо будет гораздо меньше, а находить все вы будете гораздо быстрее.
|
|
|
Что значит: выучить определение? Вы знаете определение, если вы можете что-то вычислить, зная эту величину. Например. Вспомните определение скорости. Что вы можете вычислить, зная скорость в данный момент? Скорее всего, ничего. Значит, ваше определение бесполезно. Скорее всего, вы вспомнили определение типа: скорость – это физическая величина, характеризующая движение или что-то вроде этого. Такие определения годны только для сдачи устного экзамена, и только потому, что их там требуют, а для решения задач они не нужны. А так как вы собираетесь сдавать ЕГЭ, то выбросьте из головы всю подобную шелуху. Любое определение должно давать вам возможность что-то вычислить. Дайте еще раз определение скорости. Сейчас, скорее всего вы скажете: скорость есть расстояние разделить на время. Вопрос: какое расстояние на какое время? Если вы скажете: все пройденное расстояние на все время, то вы определите среднюю скорость. Теперь главный вопрос: что вы можете вычислить, зная среднюю скорость? Например, она равна 10 метров в секунду. Что вы можете вычислить?
|
|
|
Ничего? Но вы должны уметь что-то вычислять, если вы знаете определение. Посмотрите на данное вами определение еще раз. Заметили, что там есть не только скорость, но и расстояние и время, и все эти три величины связаны. Так что вы можете вычислить? Даю ответ: зная среднюю скорость, вы можете вычислить расстояние, которое пройдено за любое конкретное время (например, за 1 секунду, за 5 секунд, за час и т.д.), или можете вычислить время, нужное, чтобы пройти любое определенное расстояние (1 метр, 100 метров и т.д.).
Вывод: если вы ничего не можете вычислить, зная определение, то вы его не знаете. Если вы знаете определение, то вы умеете что-то вычислять.
Кроме этого желательно понимать, почему вообще это определение ввели. Ни одно определение не вводилось, чтобы нагрузить вас. Наоборот, все определения вводились только потому, что они удобны, что с ними легче. Например, если вы постоянно нагреваете разные предметы, то вы придете к тому, что вам удобно ввести понятие теплоемкости и удельной теплоемкости, тогда вы быстрее и проще сможете вычислять, сколько тепла надо для нагрева для разных тел (подробнее об этом в лекции Термодинамика). Любое определение вводилось для удобства, и когда вы по-настоящему понимаете определение, то вы понимаете и это удобство.
|
|
|
Итак, перед началом изучения любой темы учим определения к этой теме.
Если вы знаете определение, то вы можете ответить на три вопроса 1). Как мы вычисляем данную величину? 2). Что мы можем вычислить, зная эту величину 3). В чем удобство данного определения.
Какая вторая ошибка почти всех, кто изучает физику? Школьники воспринимают физику как набор формул, которые надо вспомнить и применить. Ничего подобного! На самом деле физика – это очень небольшое количество законов плюс определения, сделанные для удобства. Все остальное – выводится, и запоминать это не надо. Вы увидите это при изучении всех тем. Забудьте фразу: "Эта задача решается по формуле", задачи решаются не по формулам, задачи решаются по законам при знании определений.
|
|
|
Итак, начинаем. Первая тема – кинематика.
Кинематика.
Лекции по этой теме:" Кинематика". "Движение по кругу".
Первая тема – кинематика. Это еще не совсем физика, так как здесь нет сил, но это очень важная тема, так как почти все задачи по физике сводятся к кинематике. Здесь мы не знаем, почему тела двигаются, мы просто вычисляем, где они будут в какой-то момент времени, какая у них будет скорость и т.д.
Определения:
∆ -изменение, то есть ∆А – это А конечное минус А начальное
средняя скорость = весь путь/все время=∆S/t
мгновенная скорость (или просто скорость)= расстояние, пройденное за очень маленькое время/это время (или производная от перемещения по времени)
ускорение= изменение скорости/время=(V-Vo)/t
Движение с постоянным ускорением по одной оси.
В этой теме нет никаких законов, все выводится из определений. Если а=(V-Vo)/t, то отсюда получаем V = Vo + at. Это не новая формула, это то же самое определение ускорения, только записанное по-другому. Так же из определения средней скорости Vср.=∆S/t получаем S= Sо + Vср.×t. Имеем систему из двух уравнений:
x= xо + Vср.×t
V = Vo + at
Принимая, что при постоянном ускорении Vср.=(Vo+V)/2 и V = Vo + at , первую формулу можно записать по-другому. Получаем формулы движения с постоянным ускорением. Очень советую всегда писать их вместе как систему. Можно заметить, что в первом столбике вторая формула получается из первой, если взять производную по времени. Так и должно быть, ведь скорость есть производная от перемещения по времени.
S = Sо + Vo×t + 
или S= Sо + Vср.×t
V = Vo + at V = Vo + at
Рекомендации по решению задач.
So не является неизвестной, вы ее выбираете сами тем, куда помещаете начало координат или начало отсчета. Обычно начало отсчета помещают в точку, где начинается движение, тогда So=0.
Неизвестных в этих двух формулах пять: S, V, Vo, a,t. Чтобы система из двух уравнений решалась, должно быть две неизвестные, поэтому должны быть известны 3 величины. Если вы видите, что любые три величины вам известны, то вы уже как физик задачу решили, остается только решить систему из двух уравнений для двух неизвестных, а это скорее математика.
Почти все задачи на кинематику решаются в уме, если вы используете среднюю скорость.
На графике x-t (по одной оси – время, по другой – перемещение тела) движение с постоянной скоростью выглядит как прямая. Если график – кривая, то скорость есть производная, то есть тангенс угла наклона касательной (вспоминайте тему "производная" по математике). Если надо узнать, как меняется скорость, то смотрите на наклон кривой: если наклон уменьшается – скорость уменьшается, и наоборот.
Движение в поле тяжести на поверхности Земли.
Все тела падают с одним ускорением, которое равно –g (g=10 м/ 
или 10 м/сек за сек). Минус появляется от того, что ось Y направлена вверх, а ускорение – вниз. Ускорение есть только по оси Y, по оси X ускорения нет. Тело двигается по оси Y с ускорением, направленным вниз, а по оси X – без ускорения. То есть за каждую секунду скорость по оси Y уменьшается (если тело поднимается) или увеличивается (если падает) на 10 метров в секунду, скорость по оси X остается постоянной.
Главная идея здесь состоит в том, что мы разбиваем движение по двум осям, и движение по каждой оси считаем отдельно. Для этого необходимо начальную скорость разбить по осям, то есть найти проекции начальной скорости по оси X и оси Y. Зная Vox и Voy , мы пишем уравнения кинематики для каждой оси отдельно, и все считаем для каждой оси отдельно. Связывает движения по разным осям только время, то есть если мы вычислили высоту (то есть координату Y) в какой-то момент и длину ( то есть координатуX) в тот же момент, то мы можем сказать, где находится тело в этот момент.
Итак, находим проекции скорости по двум осям и пишем уравнения кинематики для каждой оси отдельно. Дальше все так же, как описано выше: в каждой системе должно быть три известных величины, и две неизвестных. Ускорения по обеим осям уже известны (по оси X ускорение равно нулю, по оси Y равно минус g), остальные величины даются в задаче.
y = yо + 
×t - 
x = xо + 
×t
= - gt 
=
Движение по кругу.
Ускорение при движении по кругу направлено к центру круга и равно по величине
а = 
Поэтому если тело двигается по кругу, то оно имеет ускорение, равное , следовательно (по второму закону Ньютона) к этому телу приложена сила, равная F = m× .
Рекомендации по решению задач.
Все задачи отличаются только тем, какая это сила, то есть какая сила заворачивает тело по кругу: сила трения, сила магнитного поля. Сила веревки, сила гравитации. Во всех случаях главное, что надо сделать – это приравнять силу, заворачивающую тело по кругу, к m× .
Спутник или планета вращается вокруг Земли или Солнца Fгравитации = m×
Частица влетела в магнитное поле Fлоренца = m×
Машина заворачивает по кругу Fтрения = m×
Тело вращается на нити Fнатяжения нити = m×
Машина едет по мосту, мотоцикл едет внутри круглого барабана и т.п. Здесь на тело действуют две силы (cила тяжести и сила реакции опоры) и их сумма должна быть равна = m× . Очень важно учесть направление этих сил, если они направлены к центру вращения, берем с плюсом, если от центра вращения – с минусом. ±mg ± N= m×
Можно использовать понятие центробежной силы, но понимать, что эта сила – мнимая. Тогда рассуждаем так: если тело стоит на вращающемся круге, то возникает центробежная сила F = m× , направленная от центра, а сумма всех сил (включая центробежную) равна нулю.
Механика.
.
Лекции по этой теме: "Второй закон Ньютона.Теория", "Второй закон Ньютона.Задачи", "Закон сохранения импульса", "Закон сохранения энергии", "Момент силы, плечо силы".
Определения:
импульс = m(масса) ·V(скорость)
А(работа)=F∆Scosα (сила на перемещение и на косинус угла между ними)
кинетическая энергия =mV2/2
потенциальная энергия –это работа (или энергия) по перемещению тела в потенциальном поле (то есть когда эта работа одинакова при любом пути). Потенциальная энергия определяется между двумя точками.
мощность =Е(энергия)/t(время), или энергия за единицу времени
плечо силы d относительно точки – это длина перпендикуляра из точки до прямой, на которой лежит сила
момент силы М = F(сила) d(плечо).
Очень важно знать определение работы и понимать, что работа имеет размерность энергии.
В этой теме мы встречаемся с законами. Вся физика состоит из определений (введенных для удобства), законов и тех формул, которые выводятся из определений и законов. Зная определения и законы, все остальное вы выводите. Не запоминаете, а выводите.
Определения мы вводим сами, а законы мы открываем.
Законы
Главный закон физики – это второй закон Ньютона.
или 
Под силой здесь имеется в виду векторная сумма всех сил, называемая равнодействующей. Она одна заменяет все силы, действующие на тело.
Благодаря этому закону мы можем вычислять все: если мы знаем, где находится тело, его скорость в начальный момент и силы, действующие на него, то мы вычисляем ускорение тела и далее переходим к кинематике.
Ньютон также открыл и закон гравитации:
G 
То, что сила обратно пропорциональна квадрату расстояния, доказывает, что наше пространство трехмерное. Основная ошибка здесь – забывают, что расстояние возводится в квадрат.
Открыли также, что сила трения зависит только от силы, с которой тело прижимается к поверхности(а она равна силе реакции опоры N) и того, какие поверхности соприкасаются (это характеризует коэффициент трения между двумя поверхностями m), и не зависит, например, от площади касания, от его температуры и т.д.
= m×N где N – сила реакции опоры, μ –коэффициент трения
можно считать это законом (правда, не фундаментальным), а можно считать определением коэффициента трения. И то, и то верно.
Выводится:
Из второго закона Ньютона выводится закон сохранения импульса. Лекция: закон сохранения импульса. Чаще всего он используется при столкновениях, и тогда суммарный импульс всех тел до столкновения равен суммарному импульсу после столкновения.
Из второго закона Ньютона выводится также закон сохранения механической энергии Лекция: закон сохр.энергии.
Важно понимать, что любая потенциальная энергия ( а мы их будем знать три: потенциальная энергия в поле тяжести mgh, потенциальная энергия электрического поля qU и потенциальная энергия пружины – kx2/2) - это работа, но не любую работу можно назвать потенциальной энергией. Когда мы называем работу какой-то силы потенциальной энергией, то мы как бы приписываем энергию двум точкам, а это можно сделать только тогда, когда эта энергия не зависит от пути, каким мы перемещали тело из одной точки в другую. Гравитационная сила, электрическая и сила пружины имеют это свойство. Сила трения – нет, так как чем длиннее путь из одной точки в другую, тем больше сила трения совершает отрицательной работы ( то есть забирает энергию у тела, останавливает его). Поэтому нет смысла вводить потенциальную энергию силы трения, ее и не вводят. Вообще вводить потенциальную энергию удобно, тогда не надо считать энергию при перемещении каждый раз по данному пути, можно просто взять энергию между точками. Но не для всех сил это можно сделать.
Примечание: Если вы понимаете, что потенциальная энергия – это работа , то закон сохранения энергии проще писать так: 
или 
где под F понимается сумма всех действующих сил.
Позже открыли, что тепло – это тоже энергия, поэтому когда часть энергии уходит в тепло, механическая энергия не сохраняется. Например, при абсолютно неупругом ударе, когда тела слипаются, закон сохранения механической энергии не верен, хотя закон сохранения энергии верен всегда. При абсолютно упругом ударе закон сохранения механической энергии верен. Закон сохранения импульса верен при обоих типах столкновений.
На тело, погруженное в воду, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной воды. Для Архимеда это был новый открытый им закон, вы же можете вывести его из того, что на все тела действует сила тяжести. Аналогично, на шар в воздухе действует выталкивающая сила, равная весу вытесненного воздуха, то есть весу воздуха в объеме шара.
Вращение.
При вращении главным становится не то, какая сила действует, а то, какой момент она создает. В ЕГЭ задачи обычно на равновесие при вращении, тогда считаем так: если тело не вращается относительно точки, то сумма моментов сил равна нулю, или сумма моментов в одну сторону равна сумме моментов в другую
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 205; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!