物理知识点归纳高中
大学物理知识点总结
一、物体的内能
1.分子的动能
物体内所有分子的动能的平均值叫做分子 的平均动能.
温度升高,分子热运动的平均动能越大.
温度越低,分子热运动的平均动能越小.
温度是物体分子热运动的平均动能的标志.
2.分子势能
由分子间的相互作用和相对位置决定的能量叫分子势能.
分子力做正功,分子势能减少,
分子力做负功,分子势能增加。
在平衡位置时(r=r0),分子势能最小.
分子势能的大小跟物体的体积有关系.
3.物体的内能
(1)物体中所有分子做热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能.
(2)分子平均动能与温度的关系
由于分子热运动的无规则性,所以各个分子热运动动能不同,但所有分子热运动动能的平均值只与温度相关,温度是分子平均动能的标志,温度相同,则分子热运动的平均动能相同,对确定的物体来说,总的分子动能随温度单调增加。
(3)分子势能与体积的关系
分子势能与分子力相关:分子力做正功,分子势能减小;分子力做负功,分子势能增加。而分子力与分子间距有关,分子间距的变化则又影响着大量分子所组成的宏观物体的体积。这就在分子势能与物体体积间建立起某种联系。因此分子势能分子势能跟体积有关系,
由于分子热运动的平均动能跟温度有关系,分子势能跟体积有关系,所以物体的内能跟物的温度和体积都有关系:
温度升高时,分子的平均动能增加, 因而物体内能增加;
体积变化时,分子势能发生变化, 因而物体的内能发生变化.
此外, 物体的内能还跟物体的质量和物态有关。
二.改变物体内能的两种方式
1.做功可以改变物体的内能.
2.热传递也做功可以改变物体的内能.
能够改变物体内能的物理过程有两种:做功和热传递.
注意:做功和热传递对改变物体的内能是等效的但是在本质上有区别:
做功涉及到其它形式的能与内能相互转化的过程,
而热传递则只涉及到内能在不同物体间的转移。
[P7.]南京市金陵中学06-07学年度第一次模拟1.下列有关热现象的叙述中正确的是 (A)
A.布朗运动反映了液体分子的无规则运动
B.物体的内能增加,一定要吸收热量
C.凡是不违背能量守恒定律的实验构想,都是能够实现的
D.物体的温度为0℃时,物体分子的平均动能为零
[P8.] 07届1月武汉市调研考试2.恒温的水池中,有一气泡缓慢上升,在此过程中,气泡的体积会逐渐增大,不考虑气泡内气体分子势能的变化,则下列说法中正确的是( A D )
A.气泡内的气体对外界做功 B.气泡内的气体内能增加
C.气泡内的气体与外界没有热传递 D.气泡内气体分子的平均动能保持不变
[P9.] 2007年广东卷10、图7为焦耳实验装置图,用绝热性能良好的材料将容器包好,重物下落带动叶片搅拌容器里的水,引起水温升高。关于这个实验,下列说法正确的是 ( A C )
A.这个装置可测定热功当量
B.做功增加了水的热量
C.做功增加了水的内能
D.功和热量是完全等价的,无区别
[P10.] 06年广东东莞中学高考模拟试题4.固定的水平气缸内由活塞B封闭着一定量的气体,气体分子之间的相互作用力可以忽略。假设气缸壁的导热性能很好,环境的温度保持不变。若用外力F将活塞B缓慢地向右拉动,如图所示,则在拉动活塞的过程中,关于气缸内气体的下列结论,其中正确的是: ( B D )
A.气体对外做功,气体内能减小
B.气体对外做功,气体内能不变
C.外界对气体做功,气体内能不变
D.气体从外界吸收热量,气体内能不变
[P11.] 07年天津市五区县重点学校联考9.一物理实验爱好者利用如图所示的装置研究气体压强、体积、温度三量间的变化关系。导热良好的汽缸开口向下,内有理想气体,汽缸固定不动,缸内活塞可自由滑动且不漏气。一温度计通过缸底小孔插入缸内,插口处密封良好,活塞下挂一个沙桶,沙桶装满沙子时,活塞恰好静止。
现给沙桶底部钻一个小洞,细纱慢慢漏出,外部环境温度恒
定,则( B )
A.绳拉力对沙桶做正功,所以气体对外界做功
B.外界对气体做功,温度计示数不变
C.气体体积减小,同时从外界吸热
D.外界对气体做功,温度计示数增加
[P12.] 2007年四川理综卷14.如图所示,厚壁容器的一端通过胶塞插进一只灵敏温度计和一根气针,另一端有个用卡子卡住的可移动胶塞。用打气筒慢慢向筒内打气,使容器内的压强增加到一定程度,这时读出温度计示数。打开卡子,胶塞冲出容器后 ( C )
A.温度计示数变大,实验表明气体对外界做功,内能减少
B.温度计示数变大,实验表明外界对气体做功,内能增加
C.温度计示数变小,实验表明气体对外界做功,内能减少
D.温度计示数变小,实验表明外界对气体做功,内能增加
[13P.] 07年扬州市期末调研测试5.如图所示的A、B是两个管状容器,除了管较粗的部分高低不同之外,其他条件相同.将此两容器抽成真空,再同时分别插入两个完全相同的水银槽中,当水银柱停止运动时(设水银与外界没有热交换),比较两管中水银的温度,有 ( A )
A.A中水银温度高
B.B中水银温度高
C.两管中水银的温度一样高
D.无法判断
[P14.] 2007年高考天津理综卷20.A、B两装置,均由一支一端封闭、一端开口且带有玻璃泡的管状容器和水银槽组成,除玻璃泡在管上的位置不同外,其他条件都相同。将两管抽成真空后,开口向下竖直插入水银槽中(插入过程没有空气进入管内),水银柱上升至图示位置停止。假设这一过程水银与外界没有热交换,则下列说法正确的是 ( B )
A.A中水银的内能增量大于B中水银的内能增量
B.B中水银的内能增量大于A中水银的内能增量
C.A和B中水银体积保持不变,故内能增量相同
D.A和B中水银温度始终相同,故内能增量相同
高中物理学习心得体会
高中物理对于大多数人来说是很难学的,这是毋庸质疑的。整个高中物理是比较抽象的,而且都是定量的,计算要求比较高。所以要学好高中物理,正确的方法是必不可少的,甚至是致命的,对此一个高考物理满分者结合自身学习物理心得,奉上关于怎样学好高中物理的几点浅陋看法,希望对同学们的学习有所帮助。若有不当,恳请指正。
1、全面、深入、准确地理解物理概念、物理规律。
例如:对力的概念的理解包括对具体的力(重力、弹力、摩擦力、电场力、安培力、洛仑兹力等)的概念的理解,也包括对一般、抽象的力的概念的理解,还包括力作用于物体产生不同的效果的理解等。我们需要从不同的角度来理解力的概念,我们在繁杂的力学问题中,在带电粒子在电场和磁场运动问题中,遇到各种各样的力,通过这些问题不断加深对不同性质的力的理解,也不断加深对抽象的普遍的力的概念的理解。如:静摩擦力可以使物体加速,也可以使物体减速,可以做正功、做负功、不做功,但一对静摩擦力总不做功(做功代数和为零)。洛仑兹力的方向总跟速度垂直,总不做功,它只改变速度方向不改变速度大小,这是洛仑兹力的最大特点,其它的力都不具有这一特点。力产生加速度,反之如果发现物体有加速度就判定一定是力产生的等等
2、注意物理状态、物理过程的分析。
对一道物理题在弄清题意确定应用的物理规律和研究对象后,就要对对象进行物理状态、物理过程的分析,对问题形成鲜明的物理图像。这样才容易排除一些错误观念的干扰,找准解决问题的出发点。尤其是对一些较难的、灵活性较大、情景较新的问题,分析清楚物理过程才容易找到解题的关键条件或问题中的隐蔽条件。
3、正确对待解题。
高考是通过物理试题的求解成绩来区分考生能力的高低、优劣,理解和掌握物理理论当然应该表现为求解各种物理题方面,所以,解一定数量的较多类型的问题是必要的,这有利于加深对物理概念、规律的理解,提高解题的能力。但是,我们在解一道物理题时心里要清楚,解这道题不是目的而是一种手段,其目的是检查我们对概念、规律掌握的程度,培养和提高独立地、灵活地分析解决问题的能力。因为物理习题是不可穷尽的,现在流传的高中物理习题已经在万题以上,每年的高考试题又出现不少新题,对一个物理概念、物理规律的考查可以从许多角度、各种不同的方式进行,只有紧紧抓住解题的根本才能在高考中取得好成绩。
(1)精解少量典型题、浏览较多的习题。
对一些典型的有代表性的习题,要深入地重点求解,真正把问题弄懂。怎样选择有代表性的典型习题呢?首先要选择高考试题,高考试题概念性强,对概念、规律的考查深入、灵活,有的题立意新、情景新、设问角度新,有的题综合性强,有的题含义深刻,非常值得我们深入钻研。其次要选择应用概念、规律重要内容、要领性强、比较灵活的习题,也选择在解题方法、技巧上有一定代表性的习题。怎样才是真正弄懂这些精选的习题呢?这只有通过自己独立的反复思考才能达到,在解题过程中应该清楚地体会到应用了概念、规律的那些方面的内容来分析问题、建立关系,解这道题有几条思路,应该选择哪条思路解题,解题的关键在哪里,怎样求解解题方程,解得的结论有什么物理意义,解这道题对概念、规律有什么新的体会、认识,如果题目条件发生变化或已知和待求的倒过来问题是否能解等等。
对其他的一些问题也要经过一定的选择,对这些题如果想一下就很清楚怎样求解,就不一定花太多时间去做。有的题想一下不知道怎样做就要认真对待,解出后要回头想想当初卡在什么地方解不出来,怎样突破的。利用这种方法能在较短的时间内接触较多的习题。
只要我们抓住解题的根本。我们会发现真正具有代表性的典型题并不很多,许多题都是大同小异的。盲目地追求解题的数量没有多大效果,流传的有的题概念上模糊或错误,这种题解了后会起不良作用,要注意避免。
(2)以物理概念、规律、方法为核心不断总结经验教训,提高解题能力。
物理习题数量多、灵活性大,物理概念、规律、方法是解题的依据、出发点、灵魂,只有抓住这个根本,不断归纳总结才能提高解题能力。
对习题的分类应从基本概念、规律上看。如从牛顿定律看把动力学问题分为:已知力求运动和已知运动求力两种基本类型是很有用的,还可细分为:在恒力作用下的运动,在万有引力作用下的天体运动,在弹性恢复力作用下的简谐运动等。但从形式上把问题分为:斜面问题、竖直问题、水平问题等没有什么用处。在解题过程中出现错误是常有的事,当代著名的哲学家波普尔认为:"我们能够从我们的错误中学习。""我们的一切知识都只能通过纠正我们的错误而增长。"所以,我们应该抓住错误不放。发现错误是我们进步、提高的起点,许多错误是由于我们没有真正理解概念、规律造成的,找到错误的根源就使我们对概念、规律的理解提高一步,这是根本上的提高,极为有用。常常有这种情况:一个概念性错误会在多道题目中一犯再犯,这说明这个概念较难、又很重要,我们还没有找到错误的根源。应该引起我们的特别重视,可与同学讨论或问老师受到启发,但一定要通过自己独立的反复思考才能真正解决问题。有的较难的题我们一时解不出来,后来解出来了,但过了一段时间再看这道题又不会解了,这说明这道题没有真正搞懂。我们经过反复思考找出症结所在,对提高解题能力很有好处。
通过一定量习题的求解,我们会发现在理解概念、规律方面的许多问题,也会发现解题方法、技巧方面的许多问题,还会积累不少的解题技巧、经验,这些都要求我们及时地归纳总结。
总而言之,学习物理主要是要理解,不要认为听老师讲解就会懂得物理,物理是想懂的,只有反复思考、探索问题的实质,不断地独立思考才能真正懂得,才会求解各种各样的物理习题。
物理会考基本知识点
第一章力学
一、力:力士物体间的相互作用;
1、力的国际单位是牛顿,用N表示;
2、力的图示:用一条带箭头的有向线段表示力的大小、方向、作用点;
3、力的示意图:用一个带箭头的线段表示力的方向;
4、力按照性质可分为:重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力、核力等等;
(1)重力:由于地球对物体的吸引而使物体受到的力;
(A)重力不是万有引力而是万有引力的一个分力;
(B)重力的方向总是竖直向下的(垂直于水平面向下)
(C)测量重力的仪器是弹簧秤;
(D)重心是物体各部分受到重力的等效作用点,只有具有规则几何外形、质量分布均匀的物体其重心才是其几何中心;
(2)弹力:发生形变的物体为了恢复形变而对跟它接触的物体产生的作用力;
(A)产生弹力的条件:二物体接触、且有形变;施力物体发生形变产生弹力;
(B)弹力包括:支持力、压力、推力、拉力等等;
(C)支持力(压力)的方向总是垂直于接触面并指向被支持或被压的物体;拉力的方向总是沿着绳子的收缩方向;
(D)在弹性限度内弹力跟形变量成正比;F=Kx
(3)摩擦力:两个相互接触的物体发生相对运动或相对运动趋势时,受到阻碍物体相对运动的力,叫摩擦力;
(A)产生磨擦力的条件:物体接触、表面粗糙、有挤压、有相对运动或相对运动趋势;有弹力不一定有摩擦力,但有摩擦力二物间就一定有弹力;
(B)摩擦力的方向和物体相对运动(或相对运动趋势)方向相反;
(C)滑动摩擦力的大小F滑=μFN压力的大小不一定等于物体的重力;
(D)静摩擦力的大小等于使物体发生相对运动趋势的外力;
(4)合力、分力:如果物体受到几个力的作用效果和一个力的作用效果相同,则这个力叫那几个力的合力,那几个力叫这个力的分力;
(A)合力与分力的作用效果相同;
(B)合力与分力之间遵守平行四边形定则:用两条表示力的线段为临边作平行四边形,则
这两边所夹的对角线就表示二力的合力;
(C)合力大于或等于二分力之差,小于或等于二分力之和;
(D)分解力时,通常把力按其作用效果进行分解;或把力沿物体运动(或运动趋势)方向、及其垂直方向进行分解;(力的正交分解法);
二、、既有大小又有方向的物理量叫矢量,(如:力、位移、速度、加速度、动量、冲量)标量:只有大小没有方向的物力量(如:时间、速率、功、功率、路程、电流、磁通量、能量)
三、物体处于平衡状态(静止、匀速直线运动状态)的条件:物体所受合外力等于零;
(1)在三个共点力作用下的物体处于平衡状态者任意两个力的合力与第三个力等大反向;
(2)在N个共点力作用下物体处于平衡状态,则任意第N个力与(N-1)个力的合力等大反向;
(3)处于平衡状态的物体在任意两个相互垂直方向的合力为零;
第二章直线运动
一、机械运动:一物体相对其它物体的位置变化,叫机械运动;
1、参考系:为研究物体运动假定不动的物体;又名参照物(参照物不一定静止);
2、质点:只考虑物体的质量、不考虑其大小、形状的物体;
(1)质点是一理想化模型;
(2)把物体视为质点的条件:物体的形状、大小相对所研究对象小的可忽略不计时;
如:研究地球绕太阳运动,火车从北京到上海;
3、时刻、时间间隔:在表示时间的数轴上,时刻是一点、时间间隔是一线段;
例:5点正、9点、7点30是时刻,45分钟、3小时是时间间隔;
4、位移:从起点到终点的有相线段,位移是矢量,用有相线段表示;路程:描述质点运动轨迹的曲线;
(1)位移为零、路程不一定为零;路程为零,位移一定为零;
(2)只有当质点作单向直线运动时,质点的位移才等于路程;
(3)位移的国际单位是米,用示
5、位移时间图象:建立一直角坐标系,横轴表示时间,纵轴表示位移;
(1)匀速直线运动的位移图像是一条与横轴平行的直线;
(2)匀变速直线运动的位移图像是一条倾斜直线;
(3)位移图像与横轴夹角的正切值表示速度;夹角越大,速度越大;
6、速度是表示质点运动快慢的物理量;
(1)物体在某一瞬间的速度较瞬时速度;物体在某一段时间的速度叫平均速度;
(2)速率只表示速度的大小,是标量;
7、加速度:是描述物体速度变化快慢的物理量;
(1)加速度的定义式:a=vt-v0/t
(2)加速度的大小与物体速度大小无关;
(3)速度大加速度不一定大;速度为零加速度不一定为零;加速度为零速度不一定为零;
(4)速度改变等于末速减初速。加速度等于速度改变与所用时间的比值(速度的变化率)加速度大小与速度改变量的大小无关;
(5)加速度是矢量,加速度的方向和速度变化方向相同;
(6)加速度的国际单位是
二、匀变速直线运动的规律:
1、速度:匀变速直线运动中速度和时间的关系:vt=v0+at
注:一般我们以初速度的方向为正方向,则物体作加速运动时,a取正值,物体作减速运动时,a取负值;
(1)作匀变速直线运动的物体中间时刻的瞬时速度等于初速度和末速度的平均;
(2)作匀变速运动的物体中间时刻的瞬时速度等于平均速度,等于初速度和末速度的平均;
2、位移:匀变速直线运动位移和时间的关系:s=v0t+1/2at2
注意:当物体作加速运动时a取正值,当物体作减速运动时a取负值;
3、推论:2as=vt2-v02
4、作匀变速直线运动的物体在两个连续相等时间间隔内位移之差等于定植;s2-s1=aT2
5、初速度为零的匀加速直线运动:前1秒,前2秒,……位移和时间的关系是:位移之比等于时间的平方比;第1秒、第2秒……的位移与时间的关系是:位移之比等于奇数比;
三、自由落体运动:只在重力作用下从高处静止下落的物体所作的运动;
1、位移公式:h=1/2gt2
2、速度公式:vt=gt
3、推论:2gh=vt2
第三章牛顿定律
一、牛顿第一定律(惯性定律):一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种做状态为止。
1、只有当物体所受合外力为零时,物体才能处于静止或匀速直线运动状态;
2、力是该变物体速度的原因;
3、力是改变物体运动状态的原因(物体的速度不变,其运动状态就不变)
4、力是产生加速度的原因;
二、惯性:物体保持匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性。
1、一切物体都有惯性;
2、惯性的大小由物体的质量唯一决定;
3、惯性是描述物体运动状态改变难易的物理量;
三、牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟物体所受合外力的方向相同。
1、数学表达式:a=F合/
2、加速度随力的产生而产生、变化而变化、消失而消失;
3、当物体所受力的方向和运动方向一致时,物体加速;当物体所受力的方向和运动方向相反时,物体减速。
4、力的单位牛顿的定义:使质量为1kg的物体产生1加速度的力,叫1N;
四、牛顿第三定律:物体间的作用力和反作用总是等大、反向、作用在同一条直线上的;
1、作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失;
2、作用力和反作用力与平衡力的根本区别是作用力和反作用力作用在两个相互作用的物体上,平衡力作用在同一物体上;
第四章曲线运动万有引力定律
一、曲线运动:质点的运动轨迹是曲线的运动;
1、曲线运动中速度的方向在时刻改变,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是曲线在这一点的切线方向
2、质点作曲线运动的条件:质点所受合外力的方向与其运动方向不在同一条直线上;且轨迹向其受力方向偏折;
3、曲线运动的特点:
4、曲线运动一定是变速运动;
5、曲线运动的加速度(合外力)与其速度方向不在同一条直线上;
6、力的作用:
(1)力的方向与运动方向一致时,力改变速度的大小;
(2)、力的方向与运动方向垂直时,力改变速度的方向;
(3)、力的方向与速度方向既不垂直,又不平行时,力既搞变速度大小又改变速度的方向;
二、运动的合成和分解:
1、判断和运动的方法:物体实际所作的运动是合运动
2、合运动与分运动的等时性:合运动与各分运动所用时间始终相等;
3、合位移和分位移,合速度和分速度,和加速度与分加速度均遵守平行四边形定则;
三、平抛运动:被水平抛出的物体在在重力作用下所作的运动叫平抛运动;
1、平抛运动的实质:物体在水平方向上作匀速直线运动,在竖直方向上作自由落体运动的合运动;
2、水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动具有等时性;
3、求解方法:分别研究水平方向和竖直方向上的二分运动,在用平行四边形定则求和运动;
三、匀速圆周运动:质点沿圆周运动,如果在任何相等的时间里通过的圆弧相等,这种运动就叫做匀速圆周运动;
1、线速度的大小等于弧长除以时间:v=s/t,线速度方向就是该点的切线方向;
2、角速度的大小等于质点转过的角度除以所用时间:ω=Φ/t
3、角速度、线速度、周期、频率间的关系:
(1)v=2πr/T;(2)ω=2π/T;(3)V=ωr;(4)、f=1/T;
4、向心力:
⑴定义:做匀速圆周运动的物体受到的沿半径指向圆心的力,这个力叫向心力。
(2)方向:总是指向圆心,与速度方向垂直。
⑶特点:①只改变速度方向,不改变速度大小
②是根据作用效果命名的。
(4)计算公式:F向=ω2r
5、向心加速度:a向=v2/r=ω2r
四、开普勒的三大定律:
1、开普勒第一定律:所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上;
说明:在中学间段,若无特殊说明,一般都把行星的运动轨迹认为是圆;
2、开普勒第三定律:所有行星与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等;
3、开普勒第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等;
公式:R3/T2=K;
说明:(1)、R表示轨道的半长轴,T表示公转周期,K是常数,其大小之与太阳有关;
(2)、当把行星的轨迹视为圆时,R表示愿的半径;
(3)、该公式亦适用与其它天体,如绕地球运动的卫星;
四、万有引力定律:自然界中任何两个物体都是互相吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量成正比,跟它们的距离的二次方成反比.
1、计算公式:
2、解决天体运动问题的思路:
(1)、应用万有引力等于向心力;应用匀速圆周运动的线速度、周期公式;
(2)、应用在地球表面的物体万有引力等于重力;
(3)、如果要求密度,则用:ρV,V=4πR3/3
第五章机械能
一、功:功等于力和物体沿力的方向的位移的乘积;
1、计算公式:;
2、推论:θ,θ为力和位移间的夹角;
3、功是标量,但有正、负之分,力和位移间的夹角为锐角时,力作正功,力与位移间的夹角是钝角时,力作负功;
二、功率:是表示物体做功快慢的物理量;
1、求平均功率:P=W/t;
2、求瞬时功率:p=Fv,当v是平均速度时,可求平均功率;
3、功、功率是标量;
三、功和能间的关系:功是能的转换量度;做功的过程就是能量转换的过程,做了多少功,就有多少能发生了转化;
四、动能定理:合外力做的功等于物体动能的变化。
1、数学表达式:-
2、适用范围:既可求恒力的功亦可求变力的功;
3、应用动能定理解题的优点:只考虑物体的初、末态,不管其中间的运动过程;
4、应用动能定理解题的步骤:
(1)、对物体进行正确的受力分析,求出合外力及其做的功;
(2)、确定物体的初态和末态,表示出初、末态的动能;
(3)、应用动能定理建立方程、求解
五、重力势能:物体的重力势能等于物体的重量和它的速度的乘积。
1、重力势能用EP来表示;
2、重力势能的数学表达式:EP=;
3、重力势能是标量,其国际单位是焦耳;
4、重力势能具有相对性:其大小和所选参考系有关;
5、重力做功与重力势能间的关系
(1)、物体被举高,重力做负功,重力势能增加;
(2)、物体下落,重力做正功,重力势能减小;
(3)、重力做的功只与物体初、末为置的高度有关,与物体运动的路径无关
五、机械能守恒定律:在只有重力(或弹簧弹力做功)的情形下,物体的动能和势能(重力势能、弹簧的弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
1、机械能守恒定律的适用条件:只有重力或弹簧弹力做功;例:
2、机械能守恒定律的数学表达式:
3、在只有重力或弹簧弹力做功时,物体的机械能处处相等;例:
4、应用机械能守恒定律的解题思路
(1)、确定研究对象,和研究过程;
(2)、分析研究对象在研究过程中的受力,判断是否遵受机械能守恒定律;
(3)、恰当选择参考平面,表示出初、末状态的机械能;
(4)、应用机械能守恒定律,立方程、求解;
第八章电场
一、三种产生电荷的方式:
1、摩擦起电:
(1)正点荷:用绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷;
(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷;
(3)实质:电子从一物体转移到另一物体;
2、接触起电:
(1)实质:电荷从一物体移到另一物体;
(2)两个完全相同的物体相互接触后电荷平分;
(3)、电荷的中和:等量的异种电荷相互接触,电荷相合抵消而对外不显电性,这种现象叫电荷的中和;
3、感应起电:把电荷移近不带电的导体,可以使导体带电;
(1)电荷的基本性质:同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引;
(2)实质:使导体的电荷从一部分移到另一部分;
(3)感应起电时,导体离电荷近的一端带异种电荷,远端带同种电荷;
4、电荷的基本性质:能吸引轻小物体;
二、电荷守恒定律:电荷既不能被创生,亦不能被消失,它只能从一个物体转移到另一物体,或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中,电荷的总量不变。
三、元电荷:一个电子所带的电荷叫元电荷,用e表示。
1、e=1.6×10-19c;
2、一个质子所带电荷亦等于元电荷;
3、任何带电物体所带电荷都是元电荷的整数倍;
四、库仑定律:真空中两个静止点电荷间的相互作用力,跟它们所带电荷量的乘积成正比,跟它们之间距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。电荷间的这种力叫库仑力,
1、计算公式:F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109N.)
2、库仑定律只适用于点电荷(电荷的体积可以忽略不计)
3、库仑力不是万有引力;
五、电场:电场是使点电荷之间产生静电力的一种物质。
1、只要有电荷存在,在电荷周围就一定存在电场;
2、电场的基本性质:电场对放入其中的电荷(静止、运动)有力的作用;这种力叫电场力;
3、电场、磁场、重力场都是一种物质
六、电场强度:放入电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量Q的比值叫该点的电场强度;
1、定义式:E=F/q;E是电场强度;F是电场力;q是试探电荷;
2、电场强度是矢量,电场中某一点的场强方向就是放在该点的正电荷所受电场力的方向(与负电荷所受电场力的方向相反)
3、该公式适用于一切电场;4、点电荷的电场强度公式:E=kQ/r2
七、电场的叠加:在空间若有几个点电荷同时存在,则空间某点的电场强度,为这几个点电荷在该点的电场强度的矢量和;解题方法:分别作出表示这几个点电荷在该点场强的有向线段,用平行四边形定则求出合场强;
八、电场线:电场线是人们为了形象的描述电场特性而人为假设的线。
1、电场线不是客观存在的线;
2、电场线的形状:电场线起于正电荷终于负电荷;G:用锯木屑观测电场线.DAT
(1)只有一个正电荷:电场线起于正电荷终于无穷远;
(2)只有一个负电荷:起于无穷远,终于负电荷;
(3)既有正电荷又有负电荷:起于正电荷终于负电荷;
3、电场线的作用:
1、表示电场的强弱:电场线密则电场强(电场强度大);电场线疏则电场弱电场强度小);
2、表示电场强度的方向:电场线上某点的切线方向就是该点的场强方向;
4、电场线的特点:
1、电场线不是封闭曲线;2、同一电场中的电场线不向交;
九、匀强电场:电场强度的大小、方向处处相同的电场;匀强电场的电场线平行、且分布均匀;
1、匀强电场的电场线是一簇等间距的平行线;2、平行板电容器间的电是匀强电场;场
十、电势差:电荷在电场中由一点移到另一点时,电场力所作的功WAB与电荷量q的比值叫电势差,又名电压。
1、定义式:UAB=WAB/q;2、电场力作的功与路径无关;
3、电势差又命电压,国际单位是伏特;
十一、电场中某点的电势,等于单位正电荷由该点移到参考点(零势点)时电场力作的功;
1、电势具有相对性,和零势面的选择有关;2、电势是标量,单位是伏特V;
3、电势差和电势间的关系:UAB=φA-φB;4、电势沿电场线的方向降低;
时,电场力要作功,则两点电势差不为零,就不是等势面;
4、相同电荷在同一等势面的任意位置,电势能相同;
原因:电荷从一电移到另一点时,电场力不作功,所以电势能不变;
5、电场线总是由电势高的地方指向电势低的地方;
6、等势面的画法:相另等势面间的距离相等;
十二、电场强度和电势差间的关系:在匀强电场中,沿场强方向的两点间的电势差等于场强与这两点的距离的乘积。
1、数学表达式:U=Ed;
2、该公式的使适用条件是,仅仅适用于匀强电场;
3、d是两等势面间的垂直距离;
十三、电容器:储存电荷(电场能)的装置。
1、结构:由两个彼此绝缘的金属导体组成;
2、最常见的电容器:平行板电容器;
十四、电容:电容器所带电荷量Q与两电容器量极板间电势差U的比值;用“C”来表示。
1、定义式:C=Q/U;
2、电容是表示电容器储存电荷本领强弱的物理量;
3、国际单位:法拉简称:法,用F表示
4、电容器的电容是电容器的属性,与Q、U无关;
十五、平行板电容器的决定式:C=εs/4πkd;(其中d为两极板间的垂直距离,又称板间距;k是静电力常数,k=9.0×109N.;ε是电介质的介电常数,空气的介电常数最小;s表示两极板间的正对面积;)
1、电容器的两极板与电源相连时,两板间的电势差不变,等于电源的电压;
2、当电容器未与电路相连通时电容器两板所带电荷量不变;
十六、带电粒子的加速:
1、条件:带电粒子运动方向和场强方向垂直,忽略重力;
2、原理:动能定理:电场力做的功等于动能的变化:W=Uq=1/2-1/2;
3、推论:当初速度为零时,Uq=1/2;
4、使带电粒子速度变大的电场又名加速电场;
第九章恒定电流
一、电流:电荷的定向移动行成电流。
1、产生电流的条件:
(1)自由电荷;(2)电场;
2、电流是标量,但有方向:我们规定:正电荷定向移动的方向是电流的方向;
注:在电源外部,电流从电源的正极流向负极;在电源的内部,电流从负极流向正极;
3、电流的大小:通过导体横截面的电荷量Q跟通过这些电量所用时间t的比值叫电流I表示;
(1)数学表达式:I=Q/t;(2)电流的国际单位:安培A
(3)常用单位:毫安、微安uA;(4)1A=103
二、欧姆定律:导体中的电流跟导体两端的电压U成正比,跟导体的电阻R成反比;
1、定义式:I=U/R;2、推论:R=U/I;3、电阻的国际单位时欧姆,用Ω表示;
1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω;4、伏安特性曲线:
三、闭合电路:由电源、导线、用电器、电键组成;
1、电动势:电源的电动势等于电源没接入电路时两极间的电压;用E表示;
2、外电路:电源外部的电路叫外电路;外电路的电阻叫外电阻;用R表示;其两端电压叫外电压;
3、内电路:电源内部的电路叫内电阻,内点路的电阻叫内电阻;用r表示;其两端电压叫内电压;如:发电机的线圈、干电池内的溶液是内电路,其电阻是内电阻;
4、电源的电动势等于内、外电压之和;
E=U内+U外;U外=RI;E=(R+r)I
四、闭合电路的欧姆定律:闭合电路里的电流跟电源的电动势成正比,跟内、外电路的电阻之和成反比;
1、数学表达式:I=E/(R+r)
2、当外电路断开时,外电阻无穷大,电源电动势等于路端电压;就是电源电动势的定义;
3、当外电阻为零(短路)时,因内阻很小,电流很大,会烧坏电路;
五、半导体:导电能力在导体和绝缘体之间;半导体的电阻随温升越高而减小;
六:导体的电阻随温度的升高而升高,当温度降低到某一值时电阻消失,成为超导;
生活中的一些物理知识语文
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早晚的天空为什么是红色的
早晨和傍晚,在日出和日落前后的天边,时常会出现五彩缤纷的彩霞。朝霞和晚霞的形成都是由于空气对光线的散射作用。当太阳光射入大气层后,遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒,就会发生散射。这些大气分子和微粒本身是不会发光的,但由于它们散射了太阳光,使每一个大气分子都形成了一个散射光源。根据瑞利散射定律,太阳光谱中的波长较短的紫、蓝、青等颜色的光最容易散射出来,而波长较长的红、橙、黄等颜色的光透射能力很强。因此,我们看到睛朗的天空总是呈蔚蓝色,而地平线上空的光线只剩波长较长的黄、橙、红光了。这些光线经空气分子和水汽等杂质的散射后,那里的天空就带上了绚丽的色彩。
俗话说"早霞不出门,晚霞行千里",这就是说,早晨出现鲜红的朝霞,说明大气中水滴已经很多,预示天气将要转雨。如果出火红色或金黄色的晚霞,表明西方已经没有云层,阳光才能透射过来形成晚霞,因此预示天气将要转晴。
人靠什么走路
在平坦的马路上,谁都可以迈开大步向前走。一个健康的人,走路并不是什么难事,因而也没有想过人是靠什么走路的。听了这个问题,有的人会觉得好笑。人只要有气力,抬腿,迈步,不就可以往前走了吗?而事实上,问题并不那么简单。请你试一个动作:挺直身体,背贴着墙站在地上。把一只脚抬起来,向前迈步,只要身体不离开墙壁,这只脚是跨不出去的。如果抬起来的脚向前迈出去一步,那末,回头一望,身体已经离开墙壁。这说明,身体向前移动了。人身体向前移动的时候,一定依靠了一种外力。或者说,是这种力推着人前进的。如果这种外力比较小,走路就会遇到困难,比如,在光滑的冰面上,人们就不敢迈大步,而只能小心翼翼地挪动双脚。现在,请你回答,后脚蹬了一下地。从物理的角度来分析,那是人体给了地面一个向后的力,与此同时,地面也给了人体一个向前的力。正是这个力把人体向前推了一下。脚蹬地面,这是作用力;地面给人体一个向前的力,这是反作用力。这个反作用力表现为摩擦力。在一般情况下,作用力和反作用力正好相等,因此,我们走路并不觉得困难。可是,人在冰面上走,冰面过于光滑,给人的摩擦力要小得多。这样,如果你仍然像在地面上走路那样使劲,向后蹬的力与摩擦力不平衡,后脚要向后滑,人就会跌跤。
挑重担的人走路为什么像小跑步
人在步行的时候,是左右脚交替着向前的,如果说得正确些,人的步行可以认为是一个接替一个跌倒动作。人在站立不动的时候,从人体重心引下的垂直线,总是在两脚形成的面积里,这叫做处于站立时的平衡状态。人在起步向前的时候,总是身体先向前倾,使从人体重心引下的垂直线越出底面,形成向前倾跌的趋势,接着立刻把后脚跨向前来维持新的平衡。所以我们说,一步一步地向前走,就是作一次一次的向前倾跌。这种倾跌趋势,跟人体的重量和跨出步子的大小是有关的。向前倾跌的趋势越厉害,迈出的那只脚,在着地时与地面冲击得越重,这样不但人要感到吃力,步子也不容易跨稳。挑着重担走路,等于人体的重量突然增加了许多,向前移步时的倾跌趋势就很厉害。缩小跨出的步子,可以适当减小这种倾倒趋势;迅速迈出后脚,可以防止真的跌倒。因此挑重担的人,走路的步子总是又小又急,这就成了小跑步了。还有,挑重担时步子短促,可以使速度均匀,这样担子也可以匀速地跟着人向前移动。如果步子又大又慢,担子就产生摆而不好挑了。
为什么灌满水的瓶子不易破
有两个相同的玻璃瓶,一个空着,一个灌满了水,同时从相同的高度落到地面上,哪个瓶子容易破?一般说重的瓶子容易破。可是,当瓶子灌满水后,瓶子里的水还有另外一个作用,能减少瓶子的形变,反而使瓶子不容易破了。玻璃瓶破裂,大多是由于形变引起的。空瓶子落地,地对瓶子产生一个压力,瓶子从外向里形变,终于破裂。瓶子装满水,由于水是不可压缩的,从而减少了形变,使得瓶子不易破裂。瓶子里装满水,再拧紧瓶盖,就更不容易摔破了。
我们吸汽水是"吸"上来的吗
我们用吸管吸汽水,总以为是嘴把汽水吸上来的。其实不是,用嘴吸,只吸走了吸管中的空气,至于汽水嘛,那是大气把它压到嘴里去的。原来,吸管中的空气被吸走后,管里面的汽水受到空气的压强变小,而瓶子里(吸管外)的汽水受到的压强是大气压强,这两个压强是不相等的,大气压强较大,就会把汽水压到嘴里去了。如果汽水瓶口盖一个塞紧了的软木塞,木塞中插着一根玻璃管,那末,你从玻璃管里吸汽水,至多能吸上一两口,就再也吸不到瓶里的汽水了。这个道理也简单,因为瓶外的大气无法进入汽水瓶,大气也就无法把汽水压到嘴里去了。不拔掉瓶塞,还能喝到汽水吗?虽然吸不上来,但能不能吹上来?对着玻璃管向瓶子里吹气是个办法。吹气,增加瓶内的气体,增加了瓶内气体的压强。瓶内的气体压强变大以后,就会把汽水从玻璃管里压出来,这时,只要嘴不离开玻璃管,就能喝到汽水。往瓶里吹气越多,压强增加得越多,就可以顺利地喝到汽水。喝掉一些汽水以后,瓶内的气体体积变大、压强降低,就喝不到汽水了。再吹气,又能继续喝到汽水。
车中的光学知识
1、汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜利用凸镜对光线的发散作用和成正立、缩小、虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全。
2、汽车头灯里的反射镜是一个凹镜它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的。
3、汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩汽车头灯由灯泡、反射镜和灯前玻璃罩组成。根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体。在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人、路标、岔路口等。透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全。
4、轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔
茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱。要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面。由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔。
5、除大型客车外,绝大多数汽车的前窗都是倾斜的当汽车的前窗玻璃倾斜时,车内乘客经玻璃反射成的像在路的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉。大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,即使前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度,所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆
过山车中的物理知识
第一节
【知识与技能】
1,与圆周运动结合分析过山车最高点和最低点的受力;
2,用能量的观点分析过山车模型。
【过程与方法】
通过学生谈体会,观看视频,做物理模型等方法了解过山车中的物理知识。
【情感态度与价值观】
体验物理在身边,物理与生活的紧密联系,激发学习兴趣。
【教学重点】
1、过山车的设计原理
2、过山车运动中涉及到的物理知识
【教学难点】
能量对过山车轨道设计的影响
课时安排:2课时
课程资料:
过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。如果你对物理学感兴趣,那幺在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感,还有助于理解力学定律。实际上,过山车的运动包含了许多物理学原理,人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果,那感觉真是妙不可言。这次同物理学打交道不用动脑子,只要收紧你的腹肌,保护好肠胃就行了,当然,如果你的身体条件和心理承受能力的限制,无法亲身体验过山车带来的种种感受,你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应。
在开始旅行时,过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上,从这时起,带动它沿着轨道行驶的惟一的"发动机"将是引力势能,即由引力势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。第一种能,即引力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量,是由于它的高度和由引力产生的加速度而来的。对过山车来说,它的势能在处于最高点时达到了最大值,也就是当它爬升到"山丘"的顶峰时最大。当过山车开始下降时,它的势能就不断地减少(因为高度下降了),但它不会消失,而是转化成了动能,也就是运动能。不过,在能量的转化过程中,由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量,从而损耗了少量的机械能(动能和势能)。这就是为什幺要设计成随后的小山丘比开始时的小山丘要低的原因:过山车已经没有上升到像前一个小山丘那样的高度所需要的机械能了。过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。事实上,下降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要快,这是由于引力作用于过山车中部的质量中心的缘故。这样,乘坐在最后一节车厢的人就能快速地达到和跨越最高点,从而产生一种要被抛离的感觉,因为质量中心正在加速向下。尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的,否则在到达顶峰附近时,小车厢就可能脱轨甩出去。车头部的车厢情况就不同了,它的质量中心在“身后”,在短时间内,它虽然处在下降的状态,但是它要"等待"质量中心越过高点被引力推动。
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物理电学知识点
知识要点:
1、基础知识
对于电学综合问题,状态分析往往是解题的第一步,如对带电粒子在电场、磁场中的运动和导线切割磁感线运动,应分析其受力状态和运动状态;对于直流电路的计算,应首先分析其电路的连接状态;对于电磁振荡,通常需要分析振荡过程中的一些典型状态。
2、电场知识点:
电荷在其周围空间激发电场,静止电荷激发的电场是静电场。电场对处在场中的其它电荷有力的作用;电荷在电场中移动时,一般说来电场力对电荷要做功,在静电场中,电场力对电荷所做的功与路径无关,所以在静电场中电荷具有电势能。在静电场中引入场强和电势这两个物理量,来分别描写静电场有关力的性质和能的性质。只有深入地理解场强和电势的概念,才能加深对电场这一概念的理解。
静电场是不随时间变化的场,在空间各点描写电场的物理量场强和电势,均不随时间变化。但是,在场中的不同点,场强和电势的数值一般来说是不同的,它是随着空间点的位置的变化而变化的。关于这一点在中学物理中要特别注意,因为我们经常研究匀强电场,在这一特殊的匀强电场中,各点的场强的大小和方向是相同的,而一般的电场却不是这样,必须考虑场强和电势在场中不同点的分布情况。
电力线和等势面是分别用来形象地描写场强和电势在空间中的分布的工具。对于它们的性质及描写电场的方法的理解和掌握,不仅对于深入理解电场的概念、形象的建立电场的模型和图象非常重要,而且对于解决很多电学中的问题也是非常有用的。
值得注意的是,对于电场中一些概念的学习,如:电场力对电荷的功、电势能,应对照力学中的重力对物体做的功,重力势能来学习和理解。带电粒子在电场中的平衡和运动的问题,实际上,就是力学问题。所以静电场的学习是对力学问题的一次很好的复习和提高的机会。
3、稳恒电流知识点:
这部分知识内容要注意以下几点:
(1)树立等效思想,学会画等效电路图
课本中,在讲串、并联电路的特点时,所说的串联电路的总电阻、并联电路的总电阻都是指等效电阻。在讲电池组时,所说的电池组的电动势
电池组的内阻也是分别指与所说的电池组等效的电源的电动势和内阻。所谓甲与乙等效,是指在所研究的问题上,甲与乙的效果相同。在电路计算中,经常把一个电路,用另一个与之等效的电路来代替,这就是画等效电路的问题。一个电路用一个什么样的等效电路来代替,要根据讨论的问题的性质来决定。
(2)对理想化问题的处理:
对问题进行理想化处理,采用理想化模型是物理学的重要研究方法。很多情况下可忽略电表对电路的影响,即降电流表和电压表均看成是理想电表;有时忽略电源的内阻;很多情况下,不考虑温度对电阻的影响。但在有些情况下,却不能做这样的理想化处理。在题目中如果没有明显的告诉我们是否可以对某一问题进行理想化处理时,一点要仔细分析题意,来判断是否可以做理想化处理。
(3)从能量转化和守恒的观点来分析问题
能量转化和守恒定律是自然界普遍适用的基本规律。从能量转化的观点来分析物理问题往往可以不考虑过程的细节,使问题得到简化,有关反电动势的问题比较复杂,是物理中不做要求的内容。直流电路中有关反电动势的问题,一般可避开反电动势的概念,从能量转化的观点比较容易解决。养成用能量的观点分析物理问题的习惯,掌握用能量的观点分析物理问题的方法,对物理学习是非常重要的。
(4)从函数关系的角度来讨论各物理量之间的关系:
任何一个物理公式,都是表示该公式中的各物理量之间的关系,哪些量是不变的,哪些量是变化的,哪些变量之间存在这因果关系以及在我们所研究的问题中,将哪个量当做自变量,哪个量看作是它的函数,它们之间是什么样的函数关系等等。这样研究问题,可以加深对物理规律的理解,更有效地利用物理工具来解决物理问题,防治简单的乱套公式。这样的分析方法,对解决电路计算的问题同样是非常重要的。
4、磁场知识点:
磁场中各物理量的方向之间的关系比电场中要复杂,要很好地掌握判定电流(直线电流、环形电流、螺线管)产生的磁场的方向的右手螺旋法则和磁场对电流和运动电荷的作用力的方向的左手定则,必须很好地树立空间立体观念,并能根据需要将立体图形改画成适当的剖面图,实现立体图形平面化,以利于对问题的分析和解决。
要很好地掌握洛仑兹力的特点(总与磁场方向垂直,与速度方向垂直,因而对运动电荷不做功)并能结合力学的基本规律解决带电粒子在磁场中的运动问题。掌握安培力的特点,并能结合力学的规律解决通电导线在磁场中的运动和通电线圈在磁场中的转动的问题。
在学习中要与电场对比,了解研究场的方法的共同点,但更要注意磁场与电场的不同点。
5、电磁感应知识点:
法拉第电磁感应定律是用来确定感应电动势普遍适用的规律,必须深刻的理解它的意义,熟练的掌握它的应用。对于法拉第电磁感应定律我们应注意:A、明确磁通量f、磁通量的变化量Df=f2-f1、磁通量的变化率Df/Dt,它们各自的意义,尤其是要注意它们的区别。B、它的研究对象是一闭合回路,即用它求得的是整个闭合回路的总的电动势,用它来确定某一段电路的感应电动势,一般说来是很不方便的。C、由于在中学阶段我们只会计算在一段时间内磁通量的平均变化率,因而用法拉第电磁感应定律的公式e=nDf/Dt求得的是在该段时间内的平均感应电动势。应当指出,后两条并不是法拉第电磁感应定律本身的局限性,前面已经说过,它是用来解决感应电动势的大小时普遍适用的规律。这种局限性只是由于中学阶段我们掌握的物理知识和物理知识不足造成的。
(2)对于导体在磁场中做切割磁力线时,可用公式:e=Blvsinq来计算导体上产生的感应电动势(动生电动势)。对于该公式应注意:A、公式中的B,一般说来是匀强磁场的磁感应强度,如不是匀强磁场,需要求导线所在处的各点B的大小相等;导线与磁场B的方向、与导线运动方向都垂直,如不垂直时,需将导线在磁场B的垂直方向,速度v的垂直方向投影,式中l可理解为这个投影的长度;一般说来,要求整个导线平动,即各点的速度相同,如导线在磁场中转动,导线上各点速度不相同时,应先将导线(或导线在与磁场垂直、与速度垂直方向的投影)分成很多小段,认为每一小段上各点速度相同,再求各小段速度(在空间上)的平均值,式中的v既是上述的平均值;式中的q是v与B之间的夹角。B、该公式求得的是一段导线上的感应电动势。C、公式中的v是某一时刻的即时速度,e为该时刻的即时感应电动势,若v是某段时间内的平均速度,则e为该段时间内的平均感应电动势。在中学阶段,求某段导线的感应电动势,求即时感应电动势,我们必须用公式e=Blvsinq。
(4)能量转化和守恒定律是物理学中最重要的基本定律之一。用能量及其转化的观点来分析问题的方法是物理学中最重要的方法之一。在电磁感应现象的问题中,要特别注意用能量及其转化的观点和方法来分析和处理问题。A、从能量转化和守恒的观点加深对楞次定律的理解。楞次定律是符合能量转化和守恒定律的。或者说,它是能量转化和守恒定律的必然结果。可以将楞次定律理解为:感应电流总是反抗产生它的原因。如反抗原磁通的变化、反抗导体与磁场之间的相对运动、反抗原来电流的变化(自感),其实质都是要求产生感应电流的外界因素做功,从而将其它形式的能量转化为(感应电流的)电能。B、在解决有关电磁感应现象的问题中,注意从能量转化的观点来分析问题,即可使问题得到较简化的解决,又可加深对物理问题的理解。
6、交流电知识点:
关于交流电的初步知识,主要有交流电的产生、变化规律和表征交流电的物理量,变压器的原理及电能的输送。交流电的问题实质是电磁感应和电路知识的实际应用。因此,分析交流电问题,应运用电磁感应的规律和电路分析知识。
物理的知识点总结
一、静力学:
1、几个力平衡,则一个力是与其它力合力平衡的力。
2、两个力的合力:F—F≤F合≤F+F。 三个大小相等的共面共点力平衡,力之间的夹角为120°。
3、力的合成和分解是一种等效代换,分力与合力都不是真实的力,求合力和分力是处理力学问题时的一种方法、
手段。
4、三力共点且平衡,则:F1/sinα1=F2/sinα2=F3/sinα3(拉密定理,对比一下正弦定理)
文字表述:三个力作用于物体上达到平衡时,则三个力应在同一平面内,其作用线必交于一点,且每一个力必和其它两力间夹角之正弦成正比 5、物体沿斜面匀速下滑,则u=tanα6、两个一起运动的物体“刚好脱离”时: 貌合神离,弹力为零。此时速度、加速度相等,此后不等。
7、轻绳不可伸长,其两端拉力大小相等,线上各点张力大小相等。因其形变被忽略,其拉力可以发生突变,“没有记忆力”。
8、轻弹簧两端弹力大小相等,弹簧的弹力不能发生突变。
9、轻杆能承受纵向拉力、压力,还能承受横向力。力可以发生突变,“没有记忆力”。
10、轻杆一端连绞链,另一端受合力方向:沿杆方向。
11、“二力杆”(轻质硬杆)平衡时二力必沿杆方向。
12、绳上的张力一定沿着绳子指向绳子收缩的方向。13、支持力(压力)一定垂直支持面指向被支持(被压)的物体,压力N不一定等于重力G。
14、两个分力F1和F2的合力为F,若已知合力(或一个分力)的大小和方向,又知另一个分力(或合力)的方向,则第三个力与已知方向不知大小的那个力垂直时有最小值。
15、已知合力不变,其中一分力F1大小不变,分析其大小,以及另一分力F2。
用“三角形”或“平行四边形”法则
二、运动学
1、在描述运动时,在纯运动学问题中,可以任意选取参照物;
在处理动力学问题时,只能以地为参照物。
2、初速度为零的匀加速直线运动(或末速度为零的匀减速直线运动) 时间等分:
① 1T内、2T内、3T内、位移比:S1:S2:S3、、、、:Sn=1:4:9:、、、、n^2
② 1T末、2T末、3T末、、、、、、速度比:V1:V2:V3=1:2:3
③ 第一个T内、第二个T内、第三个T内···的位移之比:
SⅠ:SⅡ:SⅢ:、、、、:SN=1:3:5: 、、:(2n—1)
④ΔS=aT2Sn—S[n—k]= k aT2 a=ΔS/T2 a =( Sn—S[n—k])/k T^2
位移等分:
①1S0处、2S0处、3 S0处速度比:V1:V2:V3:、、、Vn=1:√2:√3:、、、:√n ② 经过1S0时、2S0时、3S0时、、、时间比:t1:t2:t3:、、、tn=1:√2:√3:、、、:√n ③ 经过第一个1S0、第二个2 S0、第三个3 S0···时间比
t1:t2:t3:、、、tn=1:√2—1:√3—√2:、、、:√n—√(n—1)
3、匀变速直线运动中的平均速度
v(t/2)=(v1+v2)/2=(S1+S2)/2T
4、匀变速直线运动中的
中间时刻的速度v(t/2)=(v1+v2)/2
中间位置的速度
5变速直线运动中的平均速度
前一半时间v1,后一半时间v2。则全程的平均速度:v=(v1+v2)/2 [算术平均数]
前一半路程v1,后一半路程v2。则全程的平均速度: v=(2v1v2)/(v1+v2) [调和平均数]
6、自由落体
n秒末速度:10,20,30,40,50
n秒末下落高度(:5、20、45、80、125
第n秒内下落高度(:5、15、25、35、45
7、竖直上抛运动
同一位置(根据对称性) v上=v下
H=[(V0)^2]/2g
8、相对运动
①、 S甲乙= S甲地+ S地乙 = S甲地— S乙地
②共同的分运动不产生相对位移。
8、绳端物体速度分解
对地速度是合速度,分解为沿绳的分速度和垂直绳的分速度。
10、匀加速直线运动位移公式:S = At+ Bt^2
式中加速度 a=2B(^2) 初速度 V0=A
即S=v0t+at^2/2 则S'=v0+at
很明显 S'(t)=v(t) 说明位移关于时间的一阶导数是速度
11、小船过河:
⑴ 当船速大于水速时①船头的方向垂直于水流的方向时,所用时间最短,t=d/v(船)
②合速度垂直于河岸时,航程s最短 s=d d为河宽
⑵当船速小于水速时 ①船头的方向垂直于水流的方向时,所用时间最短,t=d/v(船)
②合速度不可能垂直于河岸,最短航程s=dv(水)/v(船)
12、两个物体刚好不相撞的临界条件是:接触时速度相等或者匀速运动的速度相等。
13、物体滑到小车(木板)一端的临界条件是:物体滑到小车(木板)一端时与小车速度相等
14、在同一直线上运动的两个物体距离最大(小)的临界条件是:速度相等。
三、运动和力
1、沿粗糙水平面滑行的物体: a=μg
2、沿光滑斜面下滑的物体: a=gsinα
3、沿粗糙斜面下滑的物体 a=g(sinα—μcosα)
4、 系统法:动力-阻力=m总a
5、 第一个是等时圆
高中物理摩擦力知识点总结
1)滑动摩擦力:一个物体在另一个物体表面上相当于另一个物体滑动的时候,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
说明:①摩擦力的产生是由于物体表面不光滑造成的。
②摩擦力具有相互性。
ⅰ滑动摩擦力的产生条件:A.两个物体相互接触;B.两物体发生形变;C.两物体发生了相对滑动;D.接触面不光滑。
ⅱ滑动摩擦力的方向:总跟接触面相切,并跟物体的相对运动方向相反。
说明:①"与相对运动方向相反"不能等同于"与运动方向相反"
②滑动摩擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用。
ⅲ滑动摩擦力的大小:F=μFN
说明:①FN两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力。应具体分析。
②μ与接触面的材料、接触面的粗糙程度有关,无单位。
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
ⅳ效果:总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动。
ⅴ滚动摩擦:一个物体在另一个物体上滚动时产生的摩擦,滚动摩擦比滑动摩擦要小得多。
(2)静摩擦力:两相对静止的相接触的物体间,由于存在相对运动的趋势而产生的摩擦力。
说明:静摩擦力的作用具有相互性。
ⅰ静摩擦力的产生条件:A.两物体相接触;B.相接触面不光滑;C.两物体有形变;D.两物体有相对运动趋势。
ⅱ静摩擦力的方向:总跟接触面相切,并总跟物体的相对运动趋势相反。
说明:①运动的物体可以受到静摩擦力的作用。
②静摩擦力的方向可以与运动方向相同,可以相反,还可以成任一夹角θ。
③静摩擦力可以是阻力也可以是动力。
ⅲ静摩擦力的大小:两物体间的静摩擦力的取值范围0
说明:①静摩擦力是被动力,其作用是与使物体产生运动趋势的力相平衡,在取值范围内是根据物体的"需要"取值,所以与正压力无关。
②最大静摩擦力大小决定于正压力与最大静摩擦因数(选学)FμsFN。
ⅳ效果:总是阻碍物体间的相对运动的趋势。
对物体进行受力分析是解决力学问题的基础,是研究力学的重要方法,受力分析的程序是:
1.根据题意选取适当的研究对象,选取研究对象的原则是要使对物体的研究处理尽量简便,研究对象可以是单个物体,也可以是几个物体组成的系统。
2.把研究对象从周围的环境中隔离出来,按照先场力,再接触力的顺序对物体进行受力分析,并画出物体的受力示意图,这种方法常称为隔离法。
3.对物体受力分析时,应注意一下几点:
(1)不要把研究对象所受的力与它对其它物体的作用力相混淆。
(2)对于作用在物体上的每一个力都必须明确它的来源,不能无中生有。
(3)分析的是物体受哪些"性质力",不要把"效果力"与"性质力"重复分析。
力分解问题的关键是根据力的作用效果画出力的平行四边形,接着就转化为一个根据已知边角关系求解的几何问题
高中物理必修一知识点总结归纳
一、运动学的基本概念
1、参考系: 运动是绝对的,静止是相对的。一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系在而言的。通常以地面为参考系。
2、质点:
(1)定义:用来代替物体的有质量的点。质点是一种理想化的模型,是科学的抽象。
(2)物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。且物体能否看成质点,要具体问题具体分析。
(3)物体可被看做质点的几种情况:
①平动的物体通常可视为质点。
②有转动但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点。
③同一物体,有时可看成质点,有时不能.当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时,不能把物体看做质点,反之,则可以。
【注】质点并不是质量很小的点,要区别于几何学中的“点”。
3、时间和时刻:
时刻是指某一瞬间,用时间轴上的一个点来表示,它与状态量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔,用时间轴上的一段线段来表示,它与过程量相对应。
4、位移和路程:
位移用来描述质点位置的变化,是质点的由初位置指向末位置的有向线段,是矢量;
路程是质点运动轨迹的长度,是标量。
5、速度:
用来描述质点运动快慢和方向的物理量,是矢量。
(1)平均速度:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其定义式为,方向与位移的方向相同。平均速度对变速运动只能作粗略的描述。
(2)瞬时速度:是质点在某一时刻或通过某一位置的速度,瞬时速度简称速度,它可以精确变速运动。瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。
6、加速度:用量描述速度变化快慢的的物理量,其定义式为。
加速度是矢量,其方向与速度的变化量方向相同(注意与速度的方向没有关系),大小由两个因素决定。
补充:速度与加速度的关系
1、速度与加速度没有必然的关系,即:
(1)速度大,加速度不一定也大;
(2)加速度大,速度不一定也大;
(3)速度为零,加速度不一定也为零;
(4)加速度为零,速度不一定也为零。
2、当加速度a与速度V方向的关系确定时,则有:
(1)若a 与V方向相同时,不管a如何变化,V都增大。
(2)若a 与V方向相反时,不管a如何变化,V都减小。
二、匀变速直线运动的规律及其应用:
1、定义:在任意相等的时间内速度的变化都相等的直线运动。
2、匀变速直线运动的基本规律,可由下面四个基本关系式表示:
(1)速度公式
(2)位移公式
(3)速度与位移式
(4)平均速度公式
3、几个常用的推论:
(1)任意两个连续相等的时间T内的位移之差为恒量
△x=x2-x1=x3-x2=……=xn-xn-1=aT2
(2)某段时间内时间中点瞬时速度等于这段时间内的平均速度。
(3)一段位移内位移中点的瞬时速度v中与这段位移初速度v0和末速度vt的关系为。
4、初速度为零的匀加速直线运动的比例式(2)初速度为零的匀变速直线运动中的几个重要结论:
①1T末,2T末,3T末……瞬时速度之比为:
v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n
②第一个T内,第二个T内,第三个T内……第n个T内的位移之比为:
x1∶x2∶x3∶……∶xn=1∶3∶5∶……∶(2n-1)
③1T内,2T内,3T内……位移之比为:
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶……∶xN=1∶4∶9∶……∶n2
④通过连续相等的位移所用时间之比为:
t1∶t2∶t3∶……∶tn=
三、自由落体运动,竖直上抛运动
1、自由落体运动:只在重力作用下由静止开始的下落运动,因为忽略了空气的阻力,所以是一种理想的运动,是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动。
2、自由落体运动规律:
①速度公式:
②位移公式:
③速度—位移公式:
④下落到地面所需时间:
3、竖直上抛运动:
可以看作是初速度为v0,加速度方向与v0方向相反,大小等于的g的匀减速直线运动,可以把它分为向上和向下两个过程来处理。
(1)竖直上抛运动规律
①速度公式:
②位移公式:
③速度—位移公式:
两个推论:
上升到最高点所用时间:
上升的最大高度:
(2)竖直上抛运动的对称性
如下图,物体以初速度v0竖直上抛, A、B为途中的任意两点,C为最高点,则:
(1)时间对称性
物体上升过程中从A→C所用时间tAC和下降过程中从C→A所用时间tCA相等,同理tAB=tBA。
(2)速度对称性
物体上升过程经过A点的速度与下降过程经过A点的速度大小相等。
【注】在竖直上抛运动中,当物体经过抛出点上方某一位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,因此这类问题可能造成时间多解或者速度多解。
四、运动的图象,运动的相遇和追及问题
1、图象:
(1)x—t图象
①物理意义:反映了做直线运动的物体的位移随时间变化的规律。
②表示物体处于静止状态
③图线斜率的意义:
图线上某点切线的斜率的大小表示物体速度的大小;
图线上某点切线的斜率的正负表示物体方向。
④两种特殊的x-t图象
匀速直线运动的x-t图象是一条过原点的直线;
若x-t图象是一条平行于时间轴的直线,则表示物体处于静止状态。
(2)v—t图象
①物理意义:反映了做直线运动的物体的速度随时间变化的规律。
②图线斜率的意义:
a. 图线上某点切线的斜率的大小表示物体运动的加速度的大小
b. 图线上某点切线的斜率的正负表示加速度的方向
③图象与坐标轴围成的“面积”的意义:
a. 图象与坐标轴围成的面积的数值表示相应时间内的位移的大小。
b. 若此面积在时间轴的上方,表示这段时间内的位移方向为正方向;若此面积在时间轴的下方,表示这段时间内的位移方向为负方向。
③常见的两种图象形式:
a. 匀速直线运动的v-t图象是与横轴平行的直线
b. 匀变速直线运动的v-t图象是一条倾斜的直线
2、相遇和追及问题:
这类问题的关键是两物体在运动过程中,速度关系和位移关系,要注意寻找问题中隐含的临界条件,通常有两种情况:
(1)物体A追上物体B:开始时,两个物体相距x0,则A追上B时必有,且。
(2)物体A追赶物体B:开始时,两个物体相距x0,要使A与B不相撞,则有
易错现象:
1、混淆x—t图象和v-t图象,不能区分它们的物理意义
2、不能正确计算图线的斜率、面积
3、在处理汽车刹车、飞机降落等实际问题时注意,汽车、飞机停止后不会后退
五、力 重力 弹力 摩擦力
1、力:
力是物体之间的相互作用,有力必有施力物体和受力物体。力的大小、方向、作用点叫力的三要素。用一条有向线段把力的三要素表示出来的方法叫力的图示。
按照力命名的依据不同,可以把力分为:
①按性质命名的力(例如:重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力等。)
②按效果命名的力(例如:拉力、压力、支持力、动力、阻力等)。
力的作用效果:
①形变;
②改变运动状态.
2、重力:
由于地球的吸引而使物体受到的力。重力的大小G=,方向竖直向下。作用点叫物体的重心;重心的位置与物体的质量分布和形状有关。质量均匀分布,形状规则的物体的重心在其几何中心处。薄板类物体的重心可用悬挂法确定。
注意:重力是万有引力的一个分力,另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力,在两极处重力等于万有引力。由于重力远大于向心力,一般情况下近似认为重力等于万有引力。
3、弹力:
(1)内容:发生形变的物体,由于要恢复原状,会对跟它接触的且使其发生形变的物体产生力的作用,这种力叫弹力。
(2)条件:①接触;②形变。但物体的形变不能超过弹性限度。
(3)弹力的方向和产生弹力的那个形变方向相反。(平面接触面间产生的弹力,其方向垂直于接触面;曲面接触面间产生的弹力,其方向垂直于过研究点的曲面的切面;点面接触处产生的弹力,其方向垂直于面、绳子产生的弹力的方向沿绳子所在的直线。)
(4)大小:
①弹簧的弹力大小由F=kx计算
②一般情况弹力的大小与物体同时所受的其他力及物体的运动状态有关,应结合平衡条件或牛顿定律确定
4、摩擦力:
(1)摩擦力产生的条件:接触面粗糙、有弹力作用、有相对运动(或相对运动趋势),三者缺一不可
(2)摩擦力的方向:跟接触面相切,与相对运动或相对运动趋势方向相反,但注意摩擦力的方向和物体运动方向可能相同,也可能相反,还可能成任意角度。
(3)摩擦力的大小:
① 滑动摩擦力:
说明:
a. FN为接触面间的弹力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G
b. 为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力FN无关。
② 静摩擦:由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关。
大小范围0
静摩擦力的具体数值可用以下方法来计算:一是根据平衡条件,二是根据牛顿第二定律求出合力,然后通过受力分析确定。
(4)注意事项:
a. 摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运动方向成一定夹角。
b. 摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
c. 摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
d. 静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
易错现象:
1. 不会确定系统的重心位置
2. 没有掌握弹力、摩擦力有无的判定方法
3. 静摩擦力方向的确定错误
六、力的合成和分解
1、标量和矢量:
(1)将物理量区分为矢量和标量体现了用分类方法研究物理问题。
(2)矢量和标量的根本区别在于它们遵从不同的运算法则:标量用代数法;矢量用平行四边形定则或三角形定则。
(3)同一直线上矢量的合成可转为代数法,即规定某一方向为正方向,与正方向相同的物理量用正号代人,相反的用负号代人,然后求代数和,最后结果的正、负体现了方向,但有些物理量虽也有正负之分,运算法则也一样,但不能认为是矢量,最后结果的正负也不表示方向,如:功、重力势能、电势能、电势等。
2、力的合成与分解:
(1)合力与分力
(2)共点力的合成:
1、共点力
几个力如果都作用在物体的同一点上,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫共点力。
2、力的合成方法
求几个已知力的合力叫做力的合成。
3、平行四边形定则:
两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的有向线段为邻边,作平行四边形,它的对角线就表示合力的大小及方向,这是矢量合成的普遍法则。
求、的合力公式:
注意:
(1)力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。
(2)两个力的合力范围:
(3)合力可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力
(4)两个分力成直角时,用勾股定理或三角函数。
注意事项:
(1)力的合成与分解,体现了用等效的方法研究物理问题
(2)合成与分解是为了研究问题的方便而引入的一种方法,用合力来代替几个力时必须把合力与各分力脱钩,即考虑合力则不能考虑分力,同理在力的分解时只考虑分力,而不能同时考虑合力
(3)共点的两个力合力的大小范围是:-F2合≤Fl+F2
(4)共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零
(5)力的分解时要认准力作用在物体上产生的实际效果,按实际效果来分解
(6)力的正交分解法是把作用在物体上的所有力分解到两个互相垂直的坐标轴上,分解最终往往是为了求合力(某一方向的合力或总的合力)
易错现象:
1. 对含静摩擦力的合成问题没有掌握其可变特性
2. 不能按力的作用效果正确分解力
3. 没有掌握正交分解的基本方法
七、受力分析
1、受力分析:
要根据力的概念,从物体所处的环境(与多少物体接触,处于什么场中)和运动状态着手,其常规如下:
(1)确定研究对象,并隔离出来;
(2)先画重力,然后弹力、摩擦力,再画电、磁场力;
(3)检查受力图,找出所画力的施力物体,分析结果能否使物体处于题设的运动状态(静止或加速),否则必然是多力或漏力;
(4)合力或分力不能重复列为物体所受的力
2、整体法和隔离体法
(1)整体法:就是把几个物体视为一个整体,受力分析时,只分析这一整体之外的物体对整体的作用力,不考虑整体内部之间的相互作用力。
(2)隔离法:就是把要分析的物体从相关的物体系中假想地隔离出来,只分析该物体以外的物体对该物体的作用力,不考虑物体对其它物体的作用力。
(3)方法选择
所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,可使问题简单明了,而不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
3、注意事项:
正确分析物体的受力情况,是解决力学问题的基础和关键,在具体操作时应注意:
(1)弹力和摩擦力都是产生于相互接触的两个物体之间,因此要从接触点处判断弹力和摩擦力是否存在,如果存在,则根据弹力和摩擦力的方向,画好这两个力
(2)画受力图时要逐一检查各个力,找不到施力物体的力一定是无中生有的同时应只画物体的受力,不能把对象对其它物体的施力也画进去
易错现象:
1. 不能正确判定弹力和摩擦力的有无;
2. 不能灵活选取研究对象;
3. 受力分析时受力与施力分不清。
八、共点力作用下物体的平衡
1、物体的平衡:
物体的平衡有两种情况:一是质点静止或做匀速直线运动;二是物体不转动或匀速转动(此时的物体不能看作质点)
2、共点力作用下物体的平衡:
①平衡状态:静止或匀速直线运动状态,物体的加速度为零
②平衡条件:合力为零,亦即F合=0或∑Fx=0,∑Fy=0
a、二力平衡:这两个共点力必然大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
b、三力平衡:这三个共点力必然在同一平面内,且其中任何两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,即任何两个力的合力必与第三个力平衡
c、若物体在三个以上的共点力作用下处于平衡状态,通常可采用正交分解,必有:
F合x= F1x+ F2x + ………+ Fnx =0
F合y= F1y+ F2y + ………+ Fny =0 (按接触面分解或按运动方向分解)
③平衡条件的推论:
当物体处于平衡状态时,它所受的某一个力与所受的其它力的合力等值反向;
当三个共点力作用在物体(质点)上处于平衡时,三个力的矢量组成一封闭的三角形按同一环绕方向。
高三物理知识点总结归纳
1)直线运动
1)匀变速直线运动
1、速度Vt=Vo+at 2.位移s=Vot+at/2=V平t= Vt/2t
3.有用推论Vt-Vo=2as
4.平均速度V平=s/t(定义式)
5.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2
6.中间位置速度Vs/2=√[(Vo+Vt)/2]
7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0}
8.实验用推论Δs=aT{Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}
9.主要物理量及单位:初速度(Vo):;加速度(a):;末速度(Vt):;时间(t)秒(s);位移(s):米(;路程:米;速度单位换算:1。
注:(1)平均速度是矢量; (2)物体速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式;
(4)其它相关内容:质点.位移和路程.参考系.时间与时刻;速度与速率.瞬时速度。
2)自由落体运动
初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算) 4.推论Vt2=2gh
注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;
(2)a=g=9.8≈10(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下)。
3)竖直上抛运动
1.位移s=Vot-gt2/2
2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8≈10)
3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度H(抛出点算起)
5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)
注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;
(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;
(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
1)常见的力
1.重力G= (方向竖直向下,g=9.8≈10,作用点在重心,适用于地球表面附近)
2.胡克定律F=kx {方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/,x:形变量(}
3.滑动摩擦力F=μFN {与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)}
4.静摩擦力0≤f静≤f(与物体相对运动趋势方向相反,f最大静摩擦力)
5.万有引力F=G (G=6.67×10-11N?,方向在它们的连线上)
6.静电力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N?,方向在它们的连线上)
7.电场力F=Eq (E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同)
8.安培力F=BILsinθ (θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L时:F=0)
9.洛仑兹力f=qVBsinθ (θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0)
注:(1)劲度系数k由弹簧自身决定;
(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定;
(3)f大于μFN,一般视为fμFN;
(4)其它相关内容:静摩擦力(大小、方向);
(5)物理量符号及单位B:磁感强度(T),L:有效长度(,I:电流强度(A),V:带电粒子速度,q:带电粒子(带电体)电量(C);
(6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。
2)力的合成与分解
1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2)
2.互成角度力的合成:F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范围:-F2≤+F24.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)
注:(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;
(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;
(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。
3)动力学(运动和力)
1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止
2.牛顿第二运动定律:F合=或a=F合/{由合外力决定,与合外力方向一致}
3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}
4.共点力的平衡F合=0,推广 {正交分解法、三力汇交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN 6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子 注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。 1)平抛运动 1.水平方向速度:Vx=Vo 2.竖直方向速度:Vy=gt 3.水平方向位移:x=Vot 4.竖直方向位移:y=gt2/2 5.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0 7.合位移:s=(x2+y2)1/2,位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo 8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g 注:(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成; (2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关; (3)θ与β的关系为tgβ=2tgα; (4)在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。 2)匀速圆周运动 1.线速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf 3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心===(2π/T)2=合 5.周期与频率:T=1/f 6.角速度与线速度的关系:V=ωr 7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同) 8.主要物理量及单位:弧长(s):(;角度(Φ):弧度(rad);频率(f);赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n);r/s;半径(r):米(;线速度(V):;角速度(ω):rad/s;向心加速度:。 注:(1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心; (2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变. 3)万有引力 1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)} 2.万有引力定律:F=G (G=6.67×10-11N?,方向在它们的连线上) 3.天体上的重力和重力加速度:GM=;g=GM/R2 {R:天体半径(,M:天体质量(kg)} 4.卫星绕行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天体质量} 5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9k;V2=11.2k;V3=16.7k 6.地球同步卫星GM(r地+h)2=π2(r地+h)/T2{h≈36000k距地球表面的高度,r地:地球的半径} 注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万; (2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等; (3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同; (4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反); (5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9k。 1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(,α:F、s间的夹角} 2.重力做功:Wab= {物体的质量,g=9.8≈10,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[瓦(W)],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(v=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= {Ek:动能(J),物体质量(kg),v:物体瞬时速度} 12.重力势能:EP= {EP :重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度((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=-或W合=ΔEK {W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(-)} 15.机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是+=+ 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 注: (1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少; (2)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功); (3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少 (4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式); (5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化; (6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J; (7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍 2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N?,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(,方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引} 3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)} 4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(,Q:源电荷的电量} 5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(} 6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)} 7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q 8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(} 9.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)} 10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值} 11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值) 12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)} 13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数) 常见电容器 14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=,Vt=(2qU/ 15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下) 类平 垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d) 抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/ 注: (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分; (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直; 3)常见电场的电场线分布要求熟记; (4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关; (5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面; (6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF; (7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J; (8)其它相关内容:静电屏蔽/示波管、示波器及其应用等势面。 1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)} 2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)} 3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?,L:导体的长度(,S:导体横截面积} 4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外 {I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)} 5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)} 6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)} 7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R 8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总 {I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率} 9.电路的串/并联 串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R成反比) 电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+ 电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+ 电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3 功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+ 10.欧姆表测电阻 (1)电路组成 (2)测量原理 两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻Rx后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx) 由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小 (3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。 (4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。 11.伏安法测电阻 电流表内接法: 电流表外接法: 电压表示数:U=UR+UA 电流表示数:I=IR+IV Rx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真 Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R) 选用电路条件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2] 选用电路条件Rx< 12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法 限流接法 电压调节范围小,电路简单,功耗小 电压调节范围大,电路复杂,功耗较大 便于调节电压的选择条件Rp>Rx 便于调节电压的选择条件Rp 注1)单位换算:1A=103=106μA;1kV=103V=106;1MΩ=103kΩ=106Ω (2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大; (3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻; (4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大; (5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r); (6)其它相关内容:电阻率与温度的关系半导体及其应用超导及其应用〔见第二册P127〕。 七、磁场 1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T),1T=1N/A?2.安培力F=BIL;(注:L⊥B) {B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(} 3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度} 4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种): (1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0 (2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛===(2π/T)2=qVB;r=;T=2π;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下); 解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。 注:(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负; (2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握; (3)其它相关内容:地磁场/磁电式电表原理/回旋加速器/磁性材料 1.[感应电动势的大小计算公式] 1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率} 2)E=BLV垂(切割磁感线运动) {L:有效长度(} 3)Eω(交流发电机最大的感应电动势) {E感应电动势峰值} 4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割) {ω:角速度(rad/s),V:速度} 注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点; (2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:1H=103=106μH。 (4)其它相关内容:自感/日光灯。