物理教师招聘编制考试专业知识易考点概括

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临界与极值

一、临界与极值概念

所谓物理临界问题是指各种物理变化过程中，随着条件

的逐渐变化，数量积累达到一定程度就会引起某种物理现象

的发生，即从一种状态变化为另一种状态发生质的变化（如

全反射、光电效应、超导现象、线端小球在竖直面内的圆周

运动临界速度等），这种物理现象恰好发生（或恰好不发生）

的过度转折点即是物理中的临界状态。与之相关的临界状态

恰好发生（或恰好不发生）的条件即是临界条件，有关此类

条件与结果研究的问题称为临界问题。

从试题形式来看，有些直接在题干中常用“恰好”、“最大”、

“至少”、“不相撞”、“不脱离”……等词语对临界状态给出了明

确的暗示，审题时，要抓住这些特定的词语发掘其内含的物

理规律，找出相应的临界条件。也有一些临界问题中并不显

含上述常见的“临界术语”，具有一定的隐蔽性，解题灵活性

较大，审题时应力图还原习题的物理情景，周密讨论状态的

变化。可用极限法把物理问题或物理过程推向极端，从而将

临界状态及临界条件显性化;或用假设的方法，假设出现某种

临界状态，分析物体的受力情况及运动状态与题设是否相符,

最后再根据实际情况进行处理;也可用数学函数极值法找出

临界状态，然后抓住临界状态的特征，找到正确的解题方向。

根据以往试题的内容来看，对于物理临界问题的考查主

要集中在力和运动的关系部分，对于极值问题的考查则主要

集中在力学或电学等权重较大的部分。

二、常见临界状态及极值条件

解答临界与极值问题的关键是寻找相关条件，为了提高

解题速度，可以理解并记住一些常见的重要临界状态及极值

条件：

1.从长斜面上某点平抛出的物体距离斜面最远一一速度

与斜面平行时刻

2.物体以初速度沿固定斜面恰好能匀速下滑（物体冲上固

定斜面时恰好不再滑下）一U二tgB。

3.两个物体同向运动其间距离最大（最小）-两物体速

度相等。

4.加速运动的物体速度达到最大——加速度为零时的速

度。

5.两接触的物体刚好分离一一两物体接触但弹力恰好为

零。

6.物体所能到达的最远点一一直线运动的物体到达该点

时速度减小为零（曲线运动的物体轨迹恰与某边界线相切）

7.木板或传送带上物体恰不滑落一一物体到达末端时二

者等速。

8.线（杆）端物在竖直面内做圆周运动恰能到圆周最高点

—最高点绳拉力为零

9.渡河中时间最短——船速垂直于河岸，即船速与河岸垂

直（相当于静水中渡河）。

10.受迫振动振幅恰好达最大——驱动力的频率与振动系

统的固有频率相等。

11.粒子恰不飞出匀强磁场——圆形轨迹与磁场边界相切。

12.纯电阻负载时电源输出功率最大——内外电阻阻值相

等。

13.滑动变阻器对称式接法中阻值达最大——滑至中点。

14.光从介质射向空气时恰不射出——入射角等于临界角。

15.带电粒子恰好被速度选择器选中(霍尔效应、等离子

发电)一电场力与洛力平衡。

三、临界与极值问题一般解法

临界问题通常以定理、定律等物理规律为依据，分析所

研究问题的一般规律和一般解的形式及其变化情况，然后找

出临界状态，临界条件，从而通过临界条件求出临界值，再

根据变化情况，直接写出条件。求解极值问题的方法从大的

方面可分为物理方法和数学方法。物理方法即用临界条件求

极值。数学方法包括：

(1)利用矢量图求极值

(2)用正(余)弦函数求极值

(3)导数法求解

一般而言，用物理方法求极值简单、直观、形象，对构

建物理模型及动态分析等方面的能力要求较高，而用数学方

法求极值思路严谨，对数学建模能力要求较高，若能将二者

予以融合，则将相得亦彰，对增强解题能力大有裨益。

【例2】如图所示，物体A静止在光滑的水平面上，人的

左侧跟一个轻质弹簧拴接在一起。物体B以速度v向着A运

动并与弹簧发生作用但不会粘在一起，A、B和弹簧作用过

程中始终沿同一直线运动。A、B和弹簧组成的系统势能最

大时，下列判断正确的是（）

A.A的速度最大B.B的速度最小

C.A和B的动能相等D.A和B的速度相等

【答案】D。解析：试题分析：B与A发生碰撞的过程,

B由于受到向左的弹力，并且随着弹簧的压缩程度变大大，

弹力越来越大，所以B做加速度增大的减速运动，A受到向

右的逐渐增大的弹力作用所以A做加速度增大的加速运动，

当二者共速时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，但是不知

道两者的质量关系，所以A和B的动能不一定相等，C错误

D正确;之后B由于还受到向左的弹力作用，所以仍要减速，

A受到向右的弹力作用，A仍要加速，所以弹性势能最大时，

A的速度不是最大，B的速度不是最小，AB错误;故选Do

曲线运动

1.曲线运动综述

物体运动轨迹是曲线的运动，称为“曲线运动”。当物体所

受的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲

线运动。

物体作曲线运动的条件：运动质点所受合外力（或加速度）

的方向跟它的速度方向不在同一直线上。

曲线运动的特点：质点在某一点的速度方向，就是通过

该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变，所以曲

线运动一定是变速运动。

曲线运动的轨迹：做曲线运动的物体，其轨迹向合外力

所指一方弯曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出物体所受

合外力的大致方向，如平抛运动的轨迹向下弯曲，圆周运动

的轨迹总向圆心弯曲等。

2.运动的合成与分解

当物体实际发生的运动较复杂时，我们可将其等效为同

时参与几个简单的运动，前者即实际发生的运动称作合运动,

后者则称作物体实际运动的分运动

已知分运动求合运动，叫做运动的合成；已知合运动求

分运动，叫做运动的分解。这种双向的等效操作过程，是研

究复杂运动的重要方法。

(1)进行运动的合成与分解，就是对描述运动的各物理量

如位移、速度、加速度等矢量用平行四边形定则求和或求差。

运动的合成与分解遵循如下原理：

独立性原理：构成一个合运动的几个分运动是彼此独立、

互不相干的，物体的任意一个分运动，都按其自身规律进行，

不会因有其他分运动的存在而发生改变；

等时性原理：合运动是同一物体在同一时间内同时完成

几个分运动的结果，对同一物体同时参与的几个运动进行合

成才有意义；

矢量性原理：描述运动状态的位移、速度、加速度等物

理量都是矢量，对运动进行合成与分解时应按矢量法则，即

平行四边形定则作上述物理量的运算。

(2)合运动的性质可由分运动的性质决定：两个匀速直线

运动的合成仍是匀速直线运动；匀速直线运动与匀变速直线

运动的合运动为匀变速运动；两个匀变速直线运动的合运动

是匀变速运动。

物理势能

物体由于具有做功的形势而具有的能叫势能。势能分为

重力势能、弹性势能、分子势能等。

1.重力势能

重力势能：物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，

物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有的重力

势能就越多，其表达式为Ep=mgho

重力势能是地球和物体组成的系统共有的，而不是物体

单独具有的，其大小和零势能面的选取有关。重力势能是标

量，但有之分。

重力做功的特点：重力做功只决定于初、末位置间的高

度差，与物体的运动路径无关，G=mgho

重力做功等于重力势能增量的负值.即G=-Ep

2.弹性势能

弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹

性势能。发生弹性形变的物体，弹性形变越大，则它具有的

弹性势能就越大。

弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势

能减少，弹力做负功，弹性势能增加。

物理光学知识点

一、光的折射定律

1.折射光线与入射光线和法线在同一平面内。

2.折射光线与入射光线分居法线两侧。

3.当光从空气斜射入其他介质中时，折射角小于入射角。

4.当光从其他介质中斜射入空气时，折射角大于入射角。

5.当入射角增大时，折射角也随着增大。

6.当光线垂直射向介质表面时，传播方向不改变。

二、绝对折射率

绝对折射率光从真空射入介质发生折射时，入射角i与折

射角r的正弦之比n叫做介质的“绝对折射率”，简称“折射率”。

它表示光在介质中传播时，介质对光的一种特征。公式n=sin

i/sinr=c/v

三、用双缝干涉测量光的波长实验原理

1.光通过双缝干涉仪上的单缝和双缝后彳导到振动情况完

全相同的光，它们在双缝后面的空间互相叠加会发生干涉现

象。如果用单色光照射，在屏上会得到明暗相间的条纹;如果

用白光射，可在屏上观察到彩色条纹。

2.本实验要测单色光的波长，单色光通过双缝干涉后产生

明暗相同的等间距直条纹，条纹的间距与相干光源的波长有

关。

设双缝宽d，双缝到屏的距离为L,相干光源的波长为人，

则产生干涉图样中相邻两条亮（或暗）条纹之间的距离。，由

此得;A=Ux/d,因此只要测得d.L.Ax即可测得波长。相干光

源的产生用“一分为二”的方法，用单缝取单色光，再通过双缝,

单色光由滤光片获得。的测量可用测量头完成，测量头由

目镜，划板，手轮等构成，通过测量头可清晰看到干涉条纹，

分划板上中间有刻线，以此为标准，并根据手轮的读数可求

得。，由于。较小，可测出几条亮（或暗）条纹的间距a,则

相邻两条闻之间的距离"二a/n。

四、光的衍射、偏振、光的衍射现象

光离开直线路径绕到障碍物阴影里去的现象叫光的衍射。

衍射时产生的明暗条纹或光环叫衍射图样。衍射条纹的形成

是来自单缝或圆孔上不同位置的光，在光屏处叠加后光波加

强或者削弱而形成。

单色光衍射时：中央为较宽的明条纹，两边为不同等间

距的明、暗相间的条纹；白光衍射时：中央为较宽的白色亮

纹，两边为彩色条纹。

光产生明显衍射的条件：障碍物或孔的尺寸比波长小，

或者跟波长差不多。

光的偏振(polarizationoflight)振动方向对于传播方向的

不对称性叫做偏振，它是横波区别于其他纵波的一个最明显

的标志。

气体

有关于高中物理《气体》的相关内容，一般在选修教材

里，例如在人教版就是在选修3-3中，所以就导致我们在上

高中的时候有的时候并不会进行学习，但是当我们想要成为

一名高中的物理教师，就代表着我们必须要掌握所有的知识。

因此，掌握高中关于《气体》的知识是必要的。

以下就是关于气体的所有知识的讲解。

一、气体状态参量：T、V、P

气体压强的微观意义：大量做无规则热运动的分子对器

壁频繁、持续的碰撞产生了气体的压强。

气体压强的两个相关因素：从微观来看，包括气体分子

的平均动能和气体分子的密集程度（单位时间内气体分子对

容器器壁单位面积上的碰撞次数）;从宏观上来看，取决于气

体的体积V与温度T（热力学温度）。

二、理想气体气体实验方程（一定质量的某种气体）：

1.理想气体：研究气体性质的一个物理模型。

从微观上看，理想气体的分子有质量，无体积，是质点；

每个分子在气体中的运动是独立的，与其他分子无相互作用，

碰到容器器壁之前作匀速直线运动;理想气体分子只与器壁

发生碰撞，碰撞过程中气体分子在单位时间里施加于器壁单

位面积冲量的统计平均值，宏观上表现为气体的压强。

从宏观上看，理想气体是一种无限稀薄的气体，它遵从

理想气体状态方程和焦耳内能定律。

2.三大定律

高中物理笔试《气体》备考

三、理想气体状态方程：

理想气体状态方程，又称理想气体定律、普适气体定律，

是描述理想气体在处于平衡态时，压强、体积、物质的量、

温度间关系的状态方程。它建立在玻义耳-马略特定律、查理

定律、盖-吕萨克定律等经验定律上。

玻意耳定律查理定律盖吕萨克定律

在密闭容器中的定量气在密闭容器中的定量气在密闭容器中的定量气体，压

定义体，在恒温压强和体积成反体，当其体积一定时，它的强不变时，一定质量气体的体积跟

比关系。压强与热力学温度成正比。热力学温度成正比。

关系T一定时：P后恒量,或T一定时：PV=恒量，或

p一定时横啧即A恒量

~为=分外PiM=PM

TI>T2V1<V2

P\TiP'

,J修

图像0Fb一

卜-

这个方程有4个变量：是指理想气体的压强，V为理想

气体的体积，n表示气体物质的量，而T则表示理想气体的

热力学温度;还有一个常量：R为理想气体常数。

可以看出，此方程的变量很多。因此此方程以其变量多、

适用范围广而著称，对常温常压下的空气也近似地适用。

（注：复习的时候，书本知识巩固与习题练习相结合，效果

会更好！）

初中物理《力》教案

一、教学目标

1.知识与技能：初步理解力的概念;知道力所产生的

效果;能够说出力的三要素。

2.过程与方法：通过对力的分析，提高分析、处理

数据的能力。

3.情感态度与价值观：列举生活中常见的物理现象，

体会从生活走向物理，从物理走向社会的情感，激发学

习物理的兴趣。

二、教学重难点

【重点】力的概念，力的三要素

【难点】力的作用效果

三、教学过程

新课导入：

我们在这一章中要学习一个新的物理概念一力。

力是日常生活和工农业生产中常用的一个概念，也

是物理学中一个重要的概念。这一章我们就来学习有关

力的一些知识。

新课讲授：

1.力是物体对物体的作用。

教师：我们常常提至!]“力”这个字，但是在物理学中

所说的力的含义要比生活中所讲的力的含义狭窄、确切

得多。人推车需要力;人把水桶提起来需要力；马拉车需

要用力。这些有力出现的实例中都伴有肌肉紧张，所以

力的概念最初是由肌肉紧张而来的。但在大量情况下，

虽然没有出现肌肉紧张的情况，仍然有力存在，因为产

生了和肌肉紧张相同的效果。大家看，用吸铁石吸引这

些大头针，尽管没有肌肉紧张，不是也有力存在吗？

请大家举出有力存在的实例。

请大家考虑，当有力存在（或出现）时有几个物体？

教师：有力存在时，一定有两个物体发生了某种作

用。吸引、拉、举等等是对这些作用的具体描绘。

吸铁石吸引铁钉，吸引就是吸铁石对铁的吸引力;运

动员举杠铃，举就是运动员对杠铃的力；火车头拉车箱,

拉就是火车头对车箱的力……

上述的例子说明，有力存在时，总有一个物体对另

一个物体发生了作用。所以，力是物体对物体的作用。

一组物体是施力的，另一组物体是受力的。对一个力来

说，有施力物也有受力物。

教师：力是物体对物体的作用。对力的理解应注意

以下两点。这里所说的作用指的就是力。当有力出现时，

应分清施力物体和受力物体，尤其是注意认清哪个物体

是受力物体。

2.物体间力的作用是相互的。

(1)演示实验，吸铁石吸引大头针。(2)演示实

验：铁块吸引小磁针的一个极。

3.力的作用效果

(1)力可以改变物体的形状。

实验：用手将弹簧拉长。

教师：弹簧受到拉力时变长了。

实验：手用力使气球扁了。

教师：气球受到手的压力时变扁了，这说明力可以

改变物体的形状。

（2）力可以改变物体的运动状态。

教师：足球静止在地面上，脚踢它时给它一个力，

足球受到这个力由静止变为运动。汽车关闭了发动机后，

由于汽车受到阻力，速度逐渐变小，最终停下来。可见

力可以使物体运动的速度变大，也可以使运动物体的速

度变小。