Posts Tagged 高二物理功與能

彰化高中一對二物理家教紀錄704G.4

承前次的一對二家教物理功與能之範例探討課程,我們繼續說明關於垂直彈簧運動、水平彈簧簡斜運動、橢圓星體運動等常見物理問題。
垂直彈簧的運動問題,基本上可以以簡斜運動、FD圖形,與能量守恆作為計算。如果以運動學物理觀念比較單純來看,我們可以簡單地用簡斜運動的方法解之。在這邊,如果僅受到彈簧彈力作功,我們把該點速度除最大速度、該點位置除最大位置之平方和為一,重新整理為,該點彈簧位能除最大彈簧位能、該點動能除最大動能之和為一的方式,對於許多這類型物理題目來說,判斷上相對會容易許多。
橢圓星體運動的問題,我們則由星體運動一章的克卜勒第二定律輔助,以定面積速率情況下,遠近點速率與距離成反比,以決定遠點動能與近點動能之比值。假定比值一定以後,使用重力位能作功的方式,即可求解該橢圓運動的整體力學能量。在這邊,我們可以把之前整理出來星體運動的能量比例關係,拿來作為比較。除了星體重力位能、動能會隨著橢圓位置不同而更易,但總能的部分,與圓周運動相比仍有其對應的關係。
這堂高中物理家教課程,探討了多數的物理功與能的觀念,包含彈簧位能、重力位能、動能之間的運用等。操作上,主要謹記四個功與能基礎觀念,即能夠順利解題。

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彰化高中一對二物理家教紀錄704G.3

這個節次的一對二高二物理家教課程,我們繼續前節次的作功動能位能之間轉換、斜面摩擦問題、雙質點彈簧能量分配等物理範例,繼續對質心移動下的水平彈簧運動、彈簧摩擦二問、垂直彈簧運動、水平彈簧簡斜運動、橢圓星體運動做說明。
質心移動情況下的水平彈簧運動,雖然還沒有對於碰撞一節預做說明,我們仍可以使用物理運動學一章所學的相對運動觀念,以相對於質心的運動來做計算。並輔以彈簧切割時等效彈力常數,作為其單邊簡斜運動的物理狀況加以分析。最後,我們再以雙質點系統,不受外力下的特性,以求解題目所詢問的問題。此題以這種方式作為計算,雖然仍然是線性思考過程,但事件切割的數量會比較多。我們在後續的碰撞一章,將對於此類物理問題做為說明,屆時僅需要簡單的使用動能區分的物理觀念判斷,即可總結這類型物理問題,全部事件的過程。
水平彈簧在粗糙表面上的運動,基本上一樣可以使用一力一作功的方式,輔以宇觀系統能量守恆的物理觀念來決定。操作順序,主要有兩種:一種為未知位移,以一元二次方公式解之;一種為未知速度(也可能未知動靜摩擦係數或未知虎克常數),則因沒有複數的不同未知數項次,求解上相對容易許多。
垂直彈簧運動、水平彈簧簡斜運動、橢圓星體運動的等物理範例,將紀錄在下一個區段的物理家教課程紀錄文章當中。

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