参照物 参照物也叫参考物,在高中、大学物理课本中常称之为参照系或参考系,它是为了确定 物体的位置和描述物体的运动而选作标准的一个物体或一组相对位置不改变的物体。参照物是 可以任意选取的。从运动学的观点来看,所有的参照物都是等效的,无优劣可言。但是,一个 物体确定的运动,对不同的参照物可表现为不同的运动。例如,在匀速直线运动的火车中的自 由落体,相对于车厢做直线运动,相对于地面做抛体运动。所以,选择合适的参照物可以简化 对物体运动的描述,便于研究运动的规律。在研究地面上物体的运动时,人们通常都选地面或 相对于地面静止的物体作参照物。 在大学课本和物理专著中常看到“惯性参考系”和“非惯性参考系”的物理名词,惯性 定律成立的参考系叫惯性参考系。相对于惯性参考系做匀速直线运动的参考系都是惯性参考 系。地球可以试做一个不很精确的惯性参考系。相对于惯性参考系做变速运动的参考系叫非惯 性参考系,牛顿第一定律、第二定律在非惯性参考系中不成立。 为了定量地描述物体相对于参照物的运动,必须在参照物上建立坐标系,运动物体上的每 一个点相对于参照物的位置,都可以用该点的三个坐标单值地确定。在力学中常用的坐标系有 直角坐标系、柱坐标系和球坐标系
参照物 参照物也叫参考物,在高中、大学物理课本中常称之为参照系或参考系,它是为了确定 物体的位置和描述物体的运动而选作标准的一个物体或一组相对位置不改变的物体。参照物是 可以任意选取的。从运动学的观点来看,所有的参照物都是等效的,无优劣可言。但是,一个 物体确定的运动,对不同的参照物可表现为不同的运动。例如,在匀速直线运动的火车中的自 由落体,相对于车厢做直线运动,相对于地面做抛体运动。所以,选择合适的参照物可以简化 对物体运动的描述,便于研究运动的规律。在研究地面上物体的运动时,人们通常都选地面或 相对于地面静止的物体作参照物。 在大学课本和物理专著中常看到“惯性参考系”和“非惯性参考系”的物理名词,惯性 定律成立的参考系叫惯性参考系。相对于惯性参考系做匀速直线运动的参考系都是惯性参考 系。地球可以试做一个不很精确的惯性参考系。相对于惯性参考系做变速运动的参考系叫非惯 性参考系,牛顿第一定律、第二定律在非惯性参考系中不成立。 为了定量地描述物体相对于参照物的运动,必须在参照物上建立坐标系,运动物体上的每 一个点相对于参照物的位置,都可以用该点的三个坐标单值地确定。在力学中常用的坐标系有 直角坐标系、柱坐标系和球坐标系
地球同步卫星的发射 地球同步卫星的发射通常采用一个椭圆形中间转移轨道而最后进入同步轨道的方案。 转移轨道 初始轨道 同步轨道 首先依次启动运载火箭的第一级和第二级,使火箭加速飞行,至第二级火箭脱离后,按惯 性转弯进入一低高度的圆形轨道,称为初始轨道或停泊轨道。在此轨道上运行少许时间后火箭 再次点火,发动第三级,使装有远地点发动机的卫星进入一个大椭圆的转移轨道,此椭圆的远 地点和近地点都在赤道平面上,并且远地点与同步轨道相交,此轨道也称霍曼轨道。进入此轨 道后,卫星即与第三级火箭脱离以惯性飞行,并启动卫星两侧的切向喷嘴,使卫星开始自旋。 在绕行几圈的过程中,地面控制站对其姿态进行调整,当其到达远地点时,启动卫星上的远地 点的发动机,使它改变航向,进入地球赤道平面,同时加速卫星使之达到在同步轨道上运行所 需的速度后,还需对其姿态作进一步的调整,才能准确地把卫星送入赤道上空的同步轨道。 地球同步卫星的发射精度要求比一般卫星高得多。该卫星的轨道平面与地球赤道平面重 合,绕地球运行的周期T与地球自转周期Te严格相等:T=Te=23小时56分4秒。这样每隔24 小时,地球与卫星一起转过一圈加上在地球公转轨道上转过360。的1/365。所以从地面上 看,地球同步卫星好象是固定在赤道某点的正上方
地球同步卫星的发射 地球同步卫星的发射通常采用一个椭圆形中间转移轨道而最后进入同步轨道的方案。 首先依次启动运载火箭的第一级和第二级,使火箭加速飞行,至第二级火箭脱离后,按惯 性转弯进入一低高度的圆形轨道,称为初始轨道或停泊轨道。在此轨道上运行少许时间后火箭 再次点火,发动第三级,使装有远地点发动机的卫星进入一个大椭圆的转移轨道,此椭圆的远 地点和近地点都在赤道平面上,并且远地点与同步轨道相交,此轨道也称霍曼轨道。进入此轨 道后,卫星即与第三级火箭脱离以惯性飞行,并启动卫星两侧的切向喷嘴,使卫星开始自旋。 在绕行几圈的过程中,地面控制站对其姿态进行调整,当其到达远地点时,启动卫星上的远地 点的发动机,使它改变航向,进入地球赤道平面,同时加速卫星使之达到在同步轨道上运行所 需的速度后,还需对其姿态作进一步的调整,才能准确地把卫星送入赤道上空的同步轨道。 地球同步卫星的发射精度要求比一般卫星高得多。该卫星的轨道平面与地球赤道平面重 合,绕地球运行的周期 T 与地球自转周期 Te 严格相等;T=Te=23 小时 56 分 4 秒。这样每隔 24 小时,地球与卫星一起转过一圈加上在地球公转轨道上转过 360 °的 1/365。所以从地面上 看,地球同步卫星好象是固定在赤道某点的正上方
飞机的空中加油 飞机的空中加油技术起源于20世纪。1923年4月,美国陆军曾用两架小型飞机做试验, 在飞行中靠人工用手抓住导管进行世界上第一次空中对接加油。现代的飞机空中加油常常是借 助于空中加油机在8000m以上的高空,即同温层(或叫平流层)进行的。在这个空域中大气温 度基本上不随高度的变化而变化,气流很平稳,现代大型飞机和先进的加油机最佳飞行高度在 一万米上下。 实施空中加油通常分为四个阶段:首先是会合,必须保证受油飞机和加油机不发生相撞, 受油机从加油机下方进入,先在加油机锥管5m以外3m以下作加油前编队飞行:然后,再以比 加油机快0.6m/s~2.5m/s的速度慢慢地将受油管插入锥管中:第三是加油,最重要的是保持 两机的高度、速度、航向、倾角等相对位置的协调一致,双方都小心翼翼地操纵着各自的飞 机:加油完毕,受油机缓缓减速,退出加油插头,双机脱离
飞机的空中加油 飞机的空中加油技术起源于 20 世纪。1923 年 4 月,美国陆军曾用两架小型飞机做试验, 在飞行中靠人工用手抓住导管进行世界上第一次空中对接加油。现代的飞机空中加油常常是借 助于空中加油机在 8000m 以上的高空,即同温层(或叫平流层)进行的。在这个空域中大气温 度基本上不随高度的变化而变化,气流很平稳,现代大型飞机和先进的加油机最佳飞行高度在 一万米上下。 实施空中加油通常分为四个阶段:首先是会合,必须保证受油飞机和加油机不发生相撞, 受油机从加油机下方进入,先在加油机锥管 5m 以外 3m 以下作加油前编队飞行;然后,再以比 加油机快 0.6m/s~2.5m/s 的速度慢慢地将受油管插入锥管中;第三是加油,最重要的是保持 两机的高度、速度、航向、倾角等相对位置的协调一致,双方都小心翼翼地操纵着各自的飞 机;加油完毕,受油机缓缓减速,退出加油插头,双机脱离
汽车上的物理知识 ※汽车上的喇叭发声是电能转化为机械能※ 一、声学方面 1.汽车喇叭发声要响,发动机的声音要尽量消除(发动机上装配消音器)一一这是在声 源处减弱噪声。 2.为减轻车辆行驶时的噪声对道旁居民的影响,在道旁设置屏障或植树一一可以在传播 过程中减弱噪声。 3.喇叭发声:电能一一机械能。 二、光学方面 1.汽车旁的观后镜,交叉路口的观察镜用的都是凸面镜,可以开阔视野。 2.汽车在夜间行驶时,车内一般不开灯,这样可防止车内乘客在司机前的挡风玻璃上成 像,干扰司机正确判断。 3.汽车前的挡风玻璃通常都不直立(底盘高大的车除外),这是因为挡风玻璃相当于平 面镜,车内物体易通过它成像于司机面前,影响司机的判断。 4.汽车尾灯灯罩:角反射器可将射来的光线返回,保证后面车辆安全。 5.汽车头灯:凹面镜反射原理,近距光灯丝在焦点附近,远距光灯丝在焦点上。 三、力学方面 1.汽车的底盘质量都较大,这样可以降低汽车的重心,增加汽车行驶时的稳度。 2.汽车的车身设计成流线型,是为了减小汽车行驶时受到的阻力。 3.汽车前进的动力一一地面对主动轮的摩擦力(主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向 相反)。 4.汽车在平直路面匀速前进时一一牵引力与阻力互相平衡,汽车所受重力与地面的支持 力平衡
汽车上的物理知识 ※汽车上的喇叭发声是电能转化为机械能※ 一、声学方面 1.汽车喇叭发声要响,发动机的声音要尽量消除(发动机上装配消音器)——这是在声 源处减弱噪声。 2.为减轻车辆行驶时的噪声对道旁居民的影响,在道旁设置屏障或植树——可以在传播 过程中减弱噪声。 3.喇叭发声:电能——机械能。 二、光学方面 1.汽车旁的观后镜,交叉路口的观察镜用的都是凸面镜,可以开阔视野。 2.汽车在夜间行驶时,车内一般不开灯,这样可防止车内乘客在司机前的挡风玻璃上成 像,干扰司机正确判断。 3.汽车前的挡风玻璃通常都不直立(底盘高大的车除外),这是因为挡风玻璃相当于平 面镜,车内物体易通过它成像于司机面前,影响司机的判断。 4.汽车尾灯灯罩:角反射器可将射来的光线返回,保证后面车辆安全。 5.汽车头灯:凹面镜反射原理,近距光灯丝在焦点附近,远距光灯丝在焦点上。 三、力学方面 1.汽车的底盘质量都较大,这样可以降低汽车的重心,增加汽车行驶时的稳度。 2.汽车的车身设计成流线型,是为了减小汽车行驶时受到的阻力。 3.汽车前进的动力——地面对主动轮的摩擦力(主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向 相反)。 4.汽车在平直路面匀速前进时——牵引力与阻力互相平衡,汽车所受重力与地面的支持 力平衡
5.汽车拐弯时:①司机要打方向盘一一力是改变物体运动状态的原因:②乘客会向拐弯 的反方向倾倒一一由于乘客具有惯性。 6.汽车急刹车(减速)时,①司机踩刹车一一力是改变物体运动状态的原因:②乘客会 向车行方向倾倒一一惯性:③司机用较小的力就能刹住车一一杠杆原理:④用力踩刹车一一增 大压力来增大摩擦:⑤急刹车时,车轮与地面的摩擦由滚动摩擦变成滑动摩擦。 7.不同用途的汽车的车轮还存在大小和个数的差异一一这与汽车对路面的压强大小相 关。 8.汽车的坐椅都设计得既宽且大,这样就减小了对坐车人的压强,使人乘坐舒服。 9.汽车快速行驶时,车的尾部会形成一个低气压区,这是我们常常能在运动的汽车尾部 看到卷扬的尘土形成原因。 10.交通管理部门要求:①小汽车的司机和前排乘客必须系好安全带一一这样可以防止惯 性的危害:②严禁车辆超载一一不仅仅减小车辆对路面的破坏,还有减小摩擦、惯性等:③严 禁车辆超速一一防止急刹车时,因反应距离和制动距离过长而造成车祸 11.简单机械的应用:①方向盘、车轮、开窗摇柄等都是轮:②调速杆,自动开关门装置 是杠杆。 12.汽车爬坡时要调为低速:由P=V,功率一定时,降低速度,可增大牵引力。 13.关于速度路程,时间的计算问题:参照物与运动状态的描述问题。 14.认识限速,里程,禁鸣等标志牌,了解其含义。 四、热学方面 1.汽车发动机常用柴油机或汽油机一一它们是内燃机一一利用内能来做功。 2.发动机外装有水套,用循环流动的水帮助发动机散热一一水的比热容大。 3.冬天,为防冻坏水箱,入夜时要排尽水箱中的水一一防止热胀冷缩的危害。 4.小汽车的后窗玻璃板中嵌有一道道的电热丝一一它可以防止车内形成的雾气附着于玻 璃上并凝结。 5.刚坐进汽车或有汽车从你身旁驶过时,会闻到浓浓的汽油味一一扩散现象。 6.空调车车窗玻璃设计成双层的一一防止传热。 7.环保汽车使用气体燃料,可减小对大气的污染。 五、电学方面 1.汽车的发动机常用低压电动机启动:电动机是根据磁场对电流的作用的道理制成的, 工作时把电能转化为机械能。 2.汽车电动机(汽车电机)常用车载电瓶(蓄电池)供电,汽车运行过程中可以利用车 轮带动车载发电机发电,给蓄电池充电。给蓄电池充电时,电能转化为化学能储存起来,此时 蓄电池是用电器:用蓄电池给电动机供电时,化学能转化为电能,此时蓄电池才是电源
5.汽车拐弯时:①司机要打方向盘——力是改变物体运动状态的原因;②乘客会向拐弯 的反方向倾倒——由于乘客具有惯性。 6.汽车急刹车(减速)时,①司机踩刹车——力是改变物体运动状态的原因;②乘客会 向车行方向倾倒——惯性;③司机用较小的力就能刹住车——杠杆原理;④用力踩刹车——增 大压力来增大摩擦;⑤急刹车时,车轮与地面的摩擦由滚动摩擦变成滑动摩擦。 7.不同用途的汽车的车轮还存在大小和个数的差异——这与汽车对路面的压强大小相 关。 8.汽车的坐椅都设计得既宽且大,这样就减小了对坐车人的压强,使人乘坐舒服。 9.汽车快速行驶时,车的尾部会形成一个低气压区,这是我们常常能在运动的汽车尾部 看到卷扬的尘土形成原因。 10.交通管理部门要求:①小汽车的司机和前排乘客必须系好安全带——这样可以防止惯 性的危害;②严禁车辆超载——不仅仅减小车辆对路面的破坏,还有减小摩擦、惯性等;③严 禁车辆超速——防止急刹车时,因反应距离和制动距离过长而造成车祸 11.简单机械的应用:①方向盘、车轮、开窗摇柄等都是轮;②调速杆,自动开关门装置 是杠杆。 12.汽车爬坡时要调为低速:由 P=FV,功率一定时,降低速度,可增大牵引力。 13.关于速度路程,时间的计算问题;参照物与运动状态的描述问题。 14.认识限速,里程,禁鸣等标志牌,了解其含义。 四、热学方面 1.汽车发动机常用柴油机或汽油机——它们是内燃机——利用内能来做功。 2.发动机外装有水套,用循环流动的水帮助发动机散热——水的比热容大。 3.冬天,为防冻坏水箱,入夜时要排尽水箱中的水——防止热胀冷缩的危害。 4.小汽车的后窗玻璃板中嵌有一道道的电热丝——它可以防止车内形成的雾气附着于玻 璃上并凝结。 5.刚坐进汽车或有汽车从你身旁驶过时,会闻到浓浓的汽油味——扩散现象。 6.空调车车窗玻璃设计成双层的——防止传热。 7.环保汽车使用气体燃料,可减小对大气的污染。 五、电学方面 1.汽车的发动机常用低压电动机启动:电动机是根据磁场对电流的作用的道理制成的, 工作时把电能转化为机械能。 2.汽车电动机(汽车电机)常用车载电瓶(蓄电池)供电,汽车运行过程中可以利用车 轮带动车载发电机发电,给蓄电池充电。给蓄电池充电时,电能转化为化学能储存起来,此时 蓄电池是用电器;用蓄电池给电动机供电时,化学能转化为电能,此时蓄电池才是电源
3.车载蓄电池还被用来为汽车上配装的空调、电扇、收录机、CD机及各种用途的电灯供 电,方便地将电能转化为机械能、声能、光能等等。 4.油罐车的尾部通常要挂一条铁链直达路面,这样做有利于使运输过程中因颠簸而产生 的电荷迅速传到大地上,避免因静电放电而带来灾难。 5.车灯发光:电能一一光能
3.车载蓄电池还被用来为汽车上配装的空调、电扇、收录机、CD 机及各种用途的电灯供 电,方便地将电能转化为机械能、声能、光能等等。 4.油罐车的尾部通常要挂一条铁链直达路面,这样做有利于使运输过程中因颠簸而产生 的电荷迅速传到大地上,避免因静电放电而带来灾难。 5.车灯发光:电能——光能
生活中的物理 1.摩托车做飞跃障碍物的表演时为了减少向前翻车的危险,应该后轮先着地,请分析其 中的道理。 分析:若前轮先着地,摩托车由于惯性继续向前运动,就会产生以前轮为转动点使摩托车 顺时针转动的效果,造成翻车事故:若后轮先着地,就会产生以后轮为转动点使摩托车顺时针 转动的效果,这样前轮也很快着地,从而避免了翻车事故的发生。 2.如何运用简易的物理方法区分生、熟鸡蛋,请具体说说看。 如何区分生鸡蛋和熟鸡蛋呢? 分析:把两个鸡蛋放在相对平滑的桌面上后,用大致相同的力同时转动鸡蛋,先停下的是 生蛋、后者是熟蛋。生熟鸡蛋的区别在于蛋的内容物分别是液态物和固态物。当用力转动蛋壳 时,蛋壳受力开始转动而液态的内容物由于惯性仍保持静止状态,二者间存在一定的摩擦阻 力,同时蛋壳与桌面间也存在摩擦阻力,所以很快停止转动。熟蛋内容物成固态物与蛋壳自成 一体,当用力转动蛋壳时,蛋壳与内容物一并转动,二者间不发生相对运动,只需克服较小的 桌面摩擦力,所以能长时间转动。 3.扬场机能把谷粒、谷糠和小石块分开。请分析其中的道理。 分析:道理一:同样大小的谷粒和小石块,虽然飞出时的速度相同,但是由于质量不同, 所以惯性的大小不同,小石块的质量较大,惯性也比较大,所以能够克服空气的阻力飞到更远 的地方。 道理二:同样大小的谷粒和小石块,虽然飞出时的速度相同,但是由于质量不同,所以动 能不同,小石块的质量较大,动能也比较大,所以能够克服空气的阻力飞到更远的地方。 4.厨房水池的下水管被堵塞了,人们常用如图所示的工具(俗称“吸子”)来处理。这个 工具由木柄和半球形橡皮碗构成。将橡皮碗盖在下水管口上,向下压木柄,使皮碗变扁,打开 水笼头使池中放满水,迅速向上拔皮碗,堵塞物就会松动随流水流走,试说明道理
生活中的物理 1.摩托车做飞跃障碍物的表演时为了减少向前翻车的危险,应该后轮先着地,请分析其 中的道理。 分析:若前轮先着地,摩托车由于惯性继续向前运动,就会产生以前轮为转动点使摩托车 顺时针转动的效果,造成翻车事故;若后轮先着地,就会产生以后轮为转动点使摩托车顺时针 转动的效果,这样前轮也很快着地,从而避免了翻车事故的发生。 2.如何运用简易的物理方法区分生、熟鸡蛋,请具体说说看。 如何区分生鸡蛋和熟鸡蛋呢? 分析:把两个鸡蛋放在相对平滑的桌面上后,用大致相同的力同时转动鸡蛋,先停下的是 生蛋、后者是熟蛋。生熟鸡蛋的区别在于蛋的内容物分别是液态物和固态物。当用力转动蛋壳 时,蛋壳受力开始转动而液态的内容物由于惯性仍保持静止状态,二者间存在一定的摩擦阻 力,同时蛋壳与桌面间也存在摩擦阻力,所以很快停止转动。熟蛋内容物成固态物与蛋壳自成 一体,当用力转动蛋壳时,蛋壳与内容物一并转动,二者间不发生相对运动,只需克服较小的 桌面摩擦力,所以能长时间转动。 3.扬场机能把谷粒、谷糠和小石块分开。请分析其中的道理。 分析:道理一:同样大小的谷粒和小石块,虽然飞出时的速度相同,但是由于质量不同, 所以惯性的大小不同,小石块的质量较大,惯性也比较大,所以能够克服空气的阻力飞到更远 的地方。 道理二:同样大小的谷粒和小石块,虽然飞出时的速度相同,但是由于质量不同,所以动 能不同,小石块的质量较大,动能也比较大,所以能够克服空气的阻力飞到更远的地方。 4.厨房水池的下水管被堵塞了,人们常用如图所示的工具(俗称“吸子”)来处理。这个 工具由木柄和半球形橡皮碗构成。将橡皮碗盖在下水管口上,向下压木柄,使皮碗变扁,打开 水笼头使池中放满水,迅速向上拔皮碗,堵塞物就会松动随流水流走,试说明道理
吸子 分析:向下压木柄使皮碗变扁时,可以挤出皮碗内的一部分空气,同时也使堵塞物与皮碗 之间的空间相对较小。水池中放满水后,当迅速向上拔皮腕时,堵塞物与皮碗之间的空间突然 变大,使这之间的气体压强变小,小于堵塞物下方所受的大气压强,大气压力向上推堵塞物, 使之松动,而此时正好有大量的水往下冲,把堵塞物冲走,从而使管道疏通
吸子 分析:向下压木柄使皮碗变扁时,可以挤出皮碗内的一部分空气,同时也使堵塞物与皮碗 之间的空间相对较小。水池中放满水后,当迅速向上拔皮碗时,堵塞物与皮碗之间的空间突然 变大,使这之间的气体压强变小,小于堵塞物下方所受的大气压强,大气压力向上推堵塞物, 使之松动,而此时正好有大量的水往下冲,把堵塞物冲走,从而使管道疏通