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高中物理知识点总结易错点归纳


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高考物理知识点精要
一、力 物体的平衡
1.力是物体对物体的作用,是物体发生形变和改变物体的运动状态(即产生加速度)的原因. 力是矢量。 2.重力 (1)重力是由于地球对物体的吸引而产生的. [注意]重力是由于地球的吸引而产生,但不

能说重力就是地球的吸引力,重力是万有引力的一个分力. 但在地球表面附近,可以认为重力近似等于万有引力 (2)重力的大小:地球表面 G=mg,离地面高 h 处 G =mg ,其中 g/=[R/(R+h)] g (3)重力的方向:竖直向下(不一定指向地心) 。 (4)重心:物体的各部分所受重力合力的作用点,物体的重心不一定在物体上. 3.弹力 (1)产生原因:由于发生弹性形变的物体有恢复形变的趋势而产生的. (2)产生条件:①直接接触;②有弹性形变. (3) 弹力的方向:与物体形变的方向相反, 弹力的受力物体是引起形变的物体, 施力物体是发生形变的物体. 在点面接触的情况下,垂直于面; 在两个曲面接触(相当于点接触)的情况下,垂直于过接触点的公切面. ①绳的拉力方向总是沿着绳且指向绳收缩的方向,且一根轻绳上的张力大小处处相等. ②轻杆既可产生压力,又可产生拉力,且方向不一定沿杆. (4)弹力的大小:一般情况下应根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解.弹簧弹力可由胡克 定律来求解. ★胡克定律:在弹性限度内,弹簧弹力的大小和弹簧的形变量成正比,即 F=kx.k 为弹簧的劲度系数,它只与弹簧本 胡克定律 =kx 身因素有关,单位是 N/m. 4.摩擦力 (1)产生的条件:①相互接触的物体间存在压力;③接触面不光滑;③接触的物体之间有相对运动(滑动摩擦力)或 相对运动的趋势(静摩擦力) ,这三点缺一不可. (2)摩擦力的方向:沿接触面切线方向,与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反,与物体运动的方向可以相同 也可以相反. (3)判断静摩擦力方向的方法: ①假设法 假设法:首先假设两物体接触面光滑,这时若两物体不发生相对运动,则说明它们原来没有相对运动趋势,也没有 假设法 静摩擦力;若两物体发生相对运动,则说明它们原来有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑 时相对运动的方向相同.然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向. ②平衡法 平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向. 平衡法 (4)大小:先判明是何种摩擦力,然后再根据各自的规律去分析求解. ①滑动摩擦力大小:利用公式 f=μF N 进行计算,其中 FN 是物体的正压力,不一定等于物体的重力,甚至可 能和重力无关.或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解. ②静摩擦力大小:静摩擦力大小可在 0 与 f max 之间变化,一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定 律来求解.
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5.物体的受力分析 (1)确定所研究的物体,分析周围物体对它产生的作用,不要分析该物体施于其他物体上的力,也不要把作用在其 他物体上的力错误地认为通过“力的传递”作用在研究对象上. (2)按“性质力”的顺序分析.即按重力、弹力、摩擦力、其他力顺序分析,不要把“效果力”与“性质力”混淆重 复分析. (3)如果有一个力的方向难以确定,可用假设法分析.先假设此力不存在,想像所研究的物体会发生怎样的运动,然 后审查这个力应在什么方向,对象才能满足给定的运动状态. 6.力的合成与分解 (1)合力与分力:如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那几个 力的合力,而那几个力就叫做这个力的分力.(2)力合成与分解的根本方法:平行四边形定则. (3)力的合成:求几个已知力的合力,叫做力的合成. 共点的两个力(F 1 和 F 2 )合力大小 F 的取值范围为:|F 1 -F
2

|≤F≤F 1 +F

2

.

(4)力的分解:求一个已知力的分力,叫做力的分解(力的分解与力的合成互为逆运算). 在实际问题中,通常将已知力按力产生的实际作用效果分解;为方便某些问题的研究,在很多问题中都采用正交分 解法. 7.共点力的平衡 (1)共点力:作用在物体的同一点,或作用线相交于一点的几个力. (2)平衡状态:物体保持匀速直线运动或静止叫平衡状态,是加速度等于零的状态. (3)★共点力作用下的物体的平衡条件:物体所受的合外力为零,即∑F=0,若采用正交分解法求解平衡问题,则平 ★ 衡条件应为:∑Fx =0,∑Fy =0. (4)解决平衡问题的常用方法:隔离法、整体法、图解法、三角形相似法、正交分解法等等.

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二、直线运动
1.机械运动:一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动,简称运动,它包括平动,转动和振动等运动形 式.为了研究物体的运动需要选定参照物(即假定为不动的物体) ,对同一个物体的运动,所选择的参照物不同,对它 的运动的描述就会不同,通常以地球为参照物来研究物体的运动. 2.质点:用来代替物体的只有质量没有形状和大小的点, 它是一个理想化的物理模型.仅凭物体的大小不能做视为质点 的依据。 3.位移和路程:位移描述物体位置的变化,是从物体运动的初位置指向末位置的有向线段,是矢量.路程是物体运动轨 迹的长度,是标量. 路程和位移是完全不同的概念,仅就大小而言,一般情况下位移的大小小于路程,只有在单方向的直线运动中,位移 的大小才等于路程. 4.速度和速率 (1)速度:描述物体运动快慢的物理量.是矢量. ①平均速度:质点在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值叫做这段时间 (或位移) 的平均速度 v, v=s/t, 即 平均速度是对变速运动的粗略描述. ②瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,方向沿轨迹上质点所在点的切线方向指向前进的一侧.瞬时 速度是对变速运动的精确描述. (2)速率:①速率只有大小,没有方向,是标量. ②平均速率:质点在某段时间内通过的路程和所用时间的比值叫做这段时间内的平均速率.在一般变速运 动中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在单方向的直线运动,二者才相等. 5.加速度 (1)加速度是描述速度变化快慢的物理量,它是矢量.加速度又叫速度变化率. (2)定义:在匀变速直线运动中,速度的变化 Δv 跟发生这个变化所用时间 Δt 的比值,叫做匀变速直线运动的加速 度,用 a 表示. (3)方向:与速度变化 Δv 的方向一致.但不一定与 v 的方向一致. [注意]加速度与速度无关.只要速度在变化,无论速度大小,都有加速度;只要速度不变化(匀速) ,无论速度多大, 加速度总是零;只要速度变化快,无论速度是大、是小或是零,物体加速度就大. 6.匀速直线运动 (1)定义:在任意相等的时间内位移相等的直线运动叫做匀速直线运动. (2)特点:a=0,v=恒量. (3)位移公式:S=vt. 7.匀变速直线运动 (1)定义:在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动叫匀变速直线运动. (2)特点:a=恒量 (3)★公式: 速度公式:V=V0+at ★ 位移公式:s=v0t+

1 2 at 2

速度位移公式:vt -v0 =2as

2

2

平均速度 V=

v 0 + vt 2

以上各式均为矢量式 均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方 均为矢量式 向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值.
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8.重要结论 (1)匀变速直线运动的质点,在任意两个连续相等的时间 T 内的位移差值是恒量,即 ΔS=Sn+l –Sn=aT =恒量 (2)匀变速直线运动的质点,在某段时间内的中间时刻的瞬时速度,等于这段时间内的平均速度,即:
2

v =v
9.自由落体运动

t 2

=

v 0 + vt 2

(1)条件:初速度为零,只受重力作用. (2)性质:是一种初速为零的匀加速直线运动,a=g. (3)公式: 10.运动图像 (1)位移图像(s-t 图像):①图像上一点切线的斜率表示该时刻所对应速度; ②图像是直线表示物体做匀速直线运动,图像是曲线则表示物体做变速运动; ③图像与横轴交叉,表示物体从参考点的一边运动到另一边. (2)速度图像(v-t 图像):①在速度图像中,可以读出物体在任何时刻的速度; ②在速度图像中,物体在一段时间内的位移大小等于物体的速度图像与这段时间轴所围面积的值. ③在速度图像中,物体在任意时刻的加速度就是速度图像上所对应的点的切线的斜率. ④图线与横轴交叉,表示物体运动的速度反向. ⑤图线是直线表示物体做匀变速直线运动或匀速直线运动;图线是曲线表示物体做变加速运动.

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三、牛顿运动定律
★1.牛顿第一定律 .牛顿第一定律: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运动状态为止. (1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持. (2)定律说明了任何物体都有惯性. (3)不受力的物体是不存在的.牛顿第一定律不能用实验直接验证.但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维 的逻辑推理而发现的.它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从 大量现象中寻找事物的规律. (4)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定 性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系. 2.惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质. (1)惯性是物体的固有属性,即一切物体都有惯性,与物体的受力情况及运动状态无关.因此说,人们只能“利用” 惯性而不能“克服”惯性.(2)质量是物体惯性大小的量度. ★★★★3.牛顿第二定律 ★★★★ 牛顿第二定律:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力 牛顿第二定律 的方向相同,表达式 F


=ma

(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律,分析出物体的运动规律;反过来, 知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况,为设计运动,控制运动提供了理论基础. (2)对牛顿第二定律的数学表达式 F


=ma,F



是力,ma 是力的作用效果,特别要注意不能把 ma 看作是力.

(3)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果.即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系,力变加速度就变,力撤 除加速度就为零,注意力的瞬间效果是加速度而不是速度. (4)牛顿第二定律 F 合 =ma,F 合是矢量,ma 也是矢量,且 ma 与 F ma 也可以进行合成与分解. 4. ★牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上. 牛顿第三定律 (1)牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失. (2)作用力和反作用力总是同种性质的力. (3)作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可叠加. 5.牛顿运动定律的适用范围:宏观低速的物体和在惯性系中. 6.超重和失重 (1)超重:物体有向上的加速度称物体处于超重.处于超重的物体对支持面的压力 F N (或对悬挂物的拉力)大于物 体的重力 mg,即 F N =mg+ma.(2)失重:物体有向下的加速度称物体处于失重.处于失重的物体对支持面的压力 FN(或 对悬挂物的拉力)小于物体的重力 mg.即 FN=mg-ma.当 a=g 时 F N =0,物体处于完全失重.(3)对超重和失重的理解 应当注意的问题 ①不管物体处于失重状态还是超重状态,物体本身的重力并没有改变,只是物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉 力)不等于物体本身的重力.②超重或失重现象与物体的速度无关,只决定于加速度的方向.“加速上升”和“减速下
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的方向总是一致的.F



可以进行合成与分解,

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降”都是超重;“加速下降”和“减速上升”都是失重. ③在完全失重的状态下,平常一切由重力产生的物理现象都会完全消失,如单摆停摆、天平失效、浸在水中的物体 不再受浮力、液体柱不再产生压强等. 6、处理连接题问题----通常是用整体法求加速度,用隔离法求力。

四、曲线运动 万有引力 1.曲线运动 (1)物体作曲线运动的条件:运动质点所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直线 (2)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. (3)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 (1)合运动与分运动的关系:①等时性;②独立性; 性. 动的合成与分解的法则:平行四边形定则. 解原则:根据运动的实际效果分解,物体的实际运动 动. ★★平抛运动 ★★平抛运动 (1)特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度 g 的匀变速曲线运动. (2)运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动. ①建立直角坐标系(一般以抛出点为坐标原点 O,以初速度 vo 方向为 x 轴正方向,竖直向下为 y 轴正方向); ②由两个分运动规律来处理(如右图). ③等效 (2) 运 (3) 分 为合运 3. ★

4.圆周运动 (1)描述圆周运动的物理量 ①线速度:描述质点做圆周运动的快慢,大小 v=s/t(s 是 t 时间内通过弧长) ,方向为质点在圆弧某点的线速度方向 沿圆弧该点的切线方向 ②角速度:描述质点绕圆心转动的快慢,大小 ω=φ/t(单位 rad/s) ,φ 是连接质点和圆心的半径在 t 时间内转过的 角度.其方向在中学阶段不研究. 频率 f ---------做圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期. 做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数叫做频率. ③周期 T,

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⑥向心力:总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小.大小 [注意] 向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时, 千万不可在物体受力之外再添加一个向心力. (2)匀速圆周运动:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒 定不变的,是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动. (3)变速圆周运动:速度大小方向都发生变化,不仅存在着向心加速度(改变速度的方向) ,而且还存在着切向加速度 (方向沿着轨道的切线方向,用来改变速度的大小).一般而言,合加速度方向不指向圆心,合力不一定等于向心力. 合外力在指向圆心方向的分力充当向心力, 产生向心加速度;合外力在切线方向的分力产生切向加速度. ①如右上图情 景中,小球恰能过最高点的条件是 v≥v 临 条件是 v≥0。 5★.万有引力定律 ★ (1)万有引力定律:宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间的引力的大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟 它们的距离的平方成反比. 公式: (2)★★★ ★★★应用万有引力定律分析天体的运动 ★★★ ①基本方法:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即 F 引=F 向得: v 临由重力提供向心力得 v 临 gr ②如右下图情景中,小球恰能过最高点的

应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量 M、密度 ρ 的估算:

(3)三种宇宙速度 ①第一宇宙速度:v 1 =7.9km/s,它是卫星的最小发射速度,也是地球卫星的最大环绕速度. ②第二宇宙速度(脱离速度):v 2 =11.2km/s,使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度. ③第三宇宙速度(逃逸速度):v (4)地球同步卫星
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3

=16.7km/s,使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度.

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所谓地球同步卫星,是相对于地面静止的,这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上,且绕地球运动的周期等

于地球的自转周期,即 T=24h=86400s,离地面高度

同步卫星的轨道一定在赤道平面

内,并且只有一条.所有同步卫星都在这条轨道上,以大小相同的线速度,角速度和周期运行着. (5)卫星的超重和失重 “超重”是卫星进入轨道的加速上升过程和回收时的减速下降过程,此情景与“升降机”中物体超重相同.“失重” 是卫星进入轨道后正常运转时,卫星上的物体完全“失重”(因为重力提供向心力) ,此时,在卫星上的仪器,凡是 制造原理与重力有关的均不能正常使用.

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五、动量
1.动量和冲量 (1)动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即 p=mv.是矢量,方向与 v 的方向相同.两个动量相同必须是大小 相等,方向一致. (2)冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量,即 I=Ft.冲量也是矢量,它的方向由力的方向决定. 2. ★★动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.表达式:Ft=p′-p 或 Ft=mv′-mv ★★动量定理 动量定理 (1)上述公式是一矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向. (2)公式中的 F 是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力. (3)动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统.对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系 统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量. (4)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力.对于变力,动量定理中的力 F 应当理解为变力在作 用时间内的平均值. 3.动量守恒定律 动量守恒定律: ★★★ 3.动量守恒定律:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变. 表达式:m 1 v
1

+m

2

v

2

=m

1

v

1

′+m

2

v

2



(1)动量守恒定律成立的条件 ①系统不受外力或系统所受外力的合力为零. ②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力 比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计. ③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变. (2)动量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性. 4.爆炸与碰撞 (1)爆炸、碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统受的 外力,故可用动量守恒定律来处理. (2)在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能爆炸后会增加,在碰撞过程中,系统的总动能不可能 增加,一般有所减少而转化为内能. (3)由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一 个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动. 5.反冲现象:反冲现象是指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向 相反的方向发生动量变化的现象.喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例.显然,在反冲现象里,系统的动量是 守恒的.

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六、机械能
1.功 (1)功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积.是描述力对空间积累效应的物理量,是过程量. 定义式:W=F·s·cosθ,其中 F 是力,s 是力的作用点位移(对地) ,θ 是力与位移间的夹角. (2)功的大小的计算方法: ①恒力的功可根据 W=F·S·cosθ 进行计算,本公式只适用于恒力做功.②根据 W=P·t,计算一段时间内平均做功. ③利用动能定理计算力的功,特别是变力所做的功.④根据功是能量转化的量度反过来可求功. (3)摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘积. 发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功:W=fd(d 是两物体间的相对路程) ,且 W=Q(摩擦生热) 2.功率 (1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是标量.求功率时一定要分清是求哪个力的功率,还要分清是求 平均功率还是瞬时功率. (2)功率的计算 ①平均功率:P=W/t(定义式) 表示时间 t 内的平均功率,不管是恒力做功,还是变力做功,都适 用. ②瞬时功率:P=F·v·cosα P 和 v 分别表示 t 时刻的功率和速度,α 为两者间的夹角.

(3)额定功率与实际功率 : 额定功率:发动机正常工作时的最大功率. 实际功率:发动机实际输出的功率,它可以 小于额定功率,但不能长时间超过额定功率. (4)交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率. ①以恒定功率 P 启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动,后以最大速度 v m=P/f 作匀速直线运动, . ②以恒定牵引力 F 启动:机车先作匀加速运动,当功率增大到额定功率时速度为 v1=P/F,而后开始作加速度减小的 加速运动,最后以最大速度 vm=P/f 作匀速直线运动。 3.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能.表达式:Ek=mv /2 (1)动能是描述物体运动状态的物理量.(2)动能 和动量的区别和联系 ①动能是标量,动量是矢量,动量改变,动能不一定改变;动能改变,动量一定改变. ②两者的物理意义不同:动能和功相联系,动能的变化用功来量度;动量和冲量相联系,动量的变化用冲量来量度.③ 两者之间的大小关系为 EK=P /2m 4. ★★★★动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.表达式 ★★★★动能定理 动能定理 (1)动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的.但它也适用于变力及物体作曲线运动的 情况. (2)功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解,故动能定理无分量式. (3)应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡 涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律 和机械能守恒定律简捷. (4)当物体的运动是由几个物理过程所组成,又不需要研究过程的中间状态时,可以把这几个物理过程看作一个整 体进行研究,从而避开每个运动过程的具体细节,具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点.
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5.重力势能 (1)定义:地球上的物体具有跟它的高度有关的能量,叫做重力势能, E p = mgh .

①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.②重力势能的大小和零势能面的选取有关.③ 重力势能是标量,但有“+”、“-”之分. (2)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.WG =mgh. (3)做功跟重力势能改变的关系:重力做功等于重力势能增量的负值.即 WG = - EP . 6.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量. 7.机械能守恒定律 ★★★ 7.机械能守恒定律 (1)动能和势能(重力势能、弹性势能)统称为机械能,E=E
k

+E

p

.

(2)机械能守恒定律的内容:在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相 互转化,但机械能的总量保持不变. (3)机械能守恒定律的表达式 (4)系统机械能守恒的三种表示方式: ①系统初态的总机械能 E
1

等于末态的总机械能 E

2

,即 E1 =E2
K增

②系统减少的总重力势能 ΔE P 减 等于系统增加的总动能 ΔE

,即 ΔE P 减 =ΔE

K增

③若系统只有 A、B 两物体,则 A 物体减少的机械能等于 B 物体增加的机械能,即 ΔE

A减

=ΔE

B增

[注意]解题时究竟选取哪一种表达形式,应根据题意灵活选取;需注意的是:选用①式时,必须规定零势能参考面, 而选用②式和③式时,可以不规定零势能参考面,但必须分清能量的减少量和增加量. (5)判断机械能是否守恒的方法 ①用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力) ,明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或 弹簧弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒. ②用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械 能守恒. ③对一些绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等问题,除非题目特别说明,机械能必定不守恒,完全非弹性碰撞过程 机械能也不守恒. 8.功能关系 8.功能关系 (1)当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒. (2)重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E (3)合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W
合 p1

-E

p2

. (动能定理)
2

=E k2 -E

k1

(4)除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 9.能量和动量的综合运用

-E 1

动量与能量的综合问题,是高中力学最重要的综合问题,也是难度较大的问题.分析这类问题时,应首先建立清晰 的物理图景,抽象出物理模型,选择物理规律,建立方程进行求解.这一部分的主要模型是碰撞.而碰撞过程,一般都
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遵从动量守恒定律,但机械能不一定守恒,对弹性碰撞就守恒,非弹性碰撞就不守恒,总的能量是守恒的,对于碰撞 过程的能量要分析物体间的转移和转换.从而建立碰撞过程的能量关系方程.根据动量守恒定律和能量关系分别建立 方程,两者联立进行求解,是这一部分常用的解决物理问题的方法.

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七、机械振动和机械波
1.简谐运动 (1)定义:物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的回复力的作用下的振动,叫做简谐 运动. (2)简谐运动的特征:回复力 F=-kx,加速度 a=-kx/m,方向与位移方向相反,总指向平衡位置. 简谐运动是一种变加速运动,在平衡位置时,速度最大,加速度为零;在最大位移处,速度为零,加速度最大. 变加速 (3)描述简谐运动的物理量 ①位移 x:由平衡位置指向振动质点所在位置的有向线段,是矢量,其最大值等于振幅. ②振幅 A:振动物体离开平衡位置的最大距离,是标量,表示振动的强弱. ③周期 T 和频率 f:表示振动快慢的物理量,二者互为倒数关系,即 T=1/f. (4)简谐运动的图像 ①意义:表示振动物体位移随时间变化的规律,注意振动图像不是质点的运动轨迹. ②特点:简谐运动的图像是正弦(或余弦)曲线. ③应用:可直观地读取振幅 A、周期 T 以及各时刻的位移 x,判定回复力、加速度方向,判定某段时间内位移、回复 力、加速度、速度、动能、势能的变化情况. 2.弹簧振子:周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量,与其放置的环境和放置的方式无任何关系.如某一 周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量,与其放置的环境和放置的方式无任何关系 周期和频率只取决于弹簧的劲度系数和振子的质量 弹簧振子做简谐运动时的周期为 T,不管把它放在地球上、月球上还是卫星中;是水平放置、倾斜放置还是竖直放置; 振幅是大还是小,它的周期就都是 T. 3.单摆:摆线的质量不计且不可伸长,摆球的直径比摆线的长度小得多,摆球可视为质点.单摆是一种理想化模型. (1)单摆的振动可看作简谐运动的条件是:最大摆角 α<5°. (2)单摆的回复力是重力沿圆弧切线方向并且指向平衡位置的分力. (3)作简谐运动的单摆的周期公式为:T=2π π

L g
跟振幅无关.

①在振幅很小的条件下,单摆的振动周期

②单摆的振动周期跟摆球的质量无关,只与摆长 L 和当地的重力加速度 g 有关. ③摆长 L 是指悬点到摆球重心间的距离,在某些变形单摆中,摆长 L 应理解为等效摆长,重力加速 度应理解为等效重力加速度(一般情况下, 等效重力加速度 g'等于摆球静止在平衡位置时摆线的张力与摆球质量的比 值). 4.受迫振动 (1)受迫振动:振动系统在周期性驱动力作用下的振动叫受迫振动. (2)受迫振动的特点:受迫振动稳定时,系统振动的频率等于驱动力的频率,跟系统的固有频率无关. (3)共振:当驱动力的频率等于振动系统的固有频率时,振动物体的振幅最大,这种现象叫做共振. 共振的条件:驱动力的频率等于振动系统的固有频率. .5.机械波:机械振动在介质中的传播形成机械波. (1)机械波产生的条件:①波源;②介质
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(2)机械波的分类 ①横波:质点振动方向与波的传播方向垂直的波叫横波.横波有凸部(波峰)和凹部(波谷). ②纵波:质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波叫纵波.纵波有密部和疏部. [注意]气体、液体、固体都能传播纵波,但气体、液体不能传播横波. (3)机械波的特点 ①机械波传播的是振动形式和能量.质点只在各自的平衡位置附近振动,并不随波迁移. ②介质中各质点的振动周期和频率都与波源的振动周期和频率相同.③离波源近的质点带动离波源远的 质点依次振动. 6.波长、波速和频率及其关系 (1)波长:两个相邻 相邻的且在振动过程中对平衡位置的位移总是相等 总是相等的质点间的距离叫波长.振动在一个周期里在介 相邻 总是相等 质中传播的距离等于一个波长. (2)波速:波的传播速率.机械波的传播速率由介质决定,与波源无关. (3)频率:波的频率始终等于波源的振动频率,与介质无关. (4)三者关系:v=λf v=λf 7. ★波动图像:表示波的传播方向上,介质中的各个质点在同一时刻相对平衡位置的位移.当波源作简谐运动时, 它在介质中形成简谐波,其波动图像为正弦或余弦曲线. (1)由波的图像可获取的信息 ①从图像可以直接读出振幅(注意单位).②从图像可以直接读出波长(注意单位). ③可求任一点在该时刻相对平衡位置的位移(包括大小和方向) ④在波速方向已知(或已知波源方位)时可确定各质点在该时刻的振动方向.⑤可以确定各质点振动的加速度方向 (加速度总是指向平衡位置) (2)波动图像与振动图像的比较: 振动图象 研究对象 研究内容 图象 物理意义 图象变化 一个完整曲线占横坐标距离 8.波动问题多解性 波的传播过程中时间上的周期性、 空间上的周期性以及传播方向上的双向性是导致“波动问题多解性”的主要原因. 若题目假设一定的条件,可使无限系列解转化为有限或惟一解 9.波的衍射 波在传播过程中偏离直线传播,绕过障碍物的现象.衍射现象总是存在的,只有明显与不明显的差异.波发生明显衍 射现象的条件是:障碍物(或小孔)的尺寸比波的波长小或能够与波长差不多. 10.波的叠加
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波动图象 沿波传播方向所有的质点 某时刻所有质点的空间分布规律

一个振动质点 一个质点的位移随时间变化规律

表示一质点在各时刻的位移 随时间推移图象延续,但已有形状不变 表示一个周期

表示某时刻各质点的位移 随时间推移,图象沿传播方向平移 表示一个波长

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几列波相遇时,每列波能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰,只是在重叠的区域里,任一质点的总位移等于 各列波分别引起的位移的矢量和.两列波相遇前、相遇过程中、相遇后,各自的运动状态不发生任何变化,这是波的独 立性原理. 11.波的干涉: 频率相同的两列波叠加,某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的 现象,叫波的干涉.产生干涉现象的条件:两列波的频率相同,振动情况稳定. [注意]①干涉时,振动加强区域或振动减弱区域的空间位置是不变的,加强区域中心质点的振幅等于两列波的振 幅之和,减弱区域中心质点的振幅等于两列波的振幅之差. ②两列波在空间相遇发生干涉,两列波的波峰相遇点为加强点,波峰和波谷的相遇点是减弱的点,加强的点只是振 幅大了,并非任一时刻的位移都大;减弱的点只是振幅小了,也并非任一时刻的位移都最小. 如图若 S1、S2 为振动方 向同步的相干波源,当 PS1-PS2=nλ 时,振动加强;当 PS1-PS2=(2n+1)λ/2 时,振动减弱。

12.声波 (1)空气中的声波是纵波,传播速度为 340m/s. (2)能够引起人耳感觉的声波频率范围是:20~20000Hz. (3)超声波:频率高于 20000Hz 的声波. ①超声波的重要性质有:波长短,不容易发生衍射,基本上能直线传播,因 此可以使能量定向集中传播;穿透能力强. ②对超声波的利用:用声纳探测潜艇、鱼群,探察金属内部的缺陷;利用超声波碎石治疗胆结石、肾结石等;利用“B 超”探察人体内病变. 13.多普勒效应:由于波源和观察者之间有相对运动使观察者感到频率发生变化的现象.其特点是:当波源与观察者有 相对运动,两者相互接近时,观察者接收到的频率增大;两者相互远离时,观察者接收到的频率减小.

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八、分子动理论、热和功、气体 分子动理论、 热和功、
1.分子动理论 (1)物质是由大量分子组成的 分子直径的数量级一般是 10 (2)分子永不停息地做无规则热运动. ①扩散现象:不同的物质互相接触时,可以彼此进入对方中去.温度越高,扩散越快.②布朗运动:在显微镜下看到的 悬浮在液体(或气体)中微小颗粒的无规则运动,是液体分子对微小颗粒撞击作用的不平衡造成的,是液体分子永不 停息地无规则运动的宏观反映.颗粒越小,布朗运动越明显;温度越高,布朗运动越明显. (3)分子间存在着相互作用力 分子间同时存在着引力和斥力,引力和斥力都随分子间距离增大而减小,但斥力的变化比引力的变化快,实际表现 出来的是引力和斥力的合力. 2.物体的内能 (1)分子动能:做热运动的分子具有动能,在热现象的研究中,单个分子的动能是无研究意义的,重要的是分子热 运动的平均动能.温度是物体分子热运动的平均动能的标志. (2)分子势能:分子间具有由它们的相对位置决定的势能,叫做分子势能.分子势能随着物体的体积变化而变化.分 子间的作用表现为引力时,分子势能随着分子间的距离增大而增大.分子间的作用表现为斥力时,分子势能随着分子间 距离增大而减小.对实际气体来说,体积增大,分子势能增加;体积缩小,分子势能减小. (3)物体的内能:物体里所有的分子的动能和势能的总和叫做物体的内能.任何物体都有内能,物体的内能跟物体的 温度和体积有关. (4)物体的内能和机械能有着本质的区别.物体具有内能的同时可以具有机械能,也可以不具有机械能. 3.改变内能的两种方式 (1)做功:其本质是其他形式的能和内能之间的相互转化. (2)热传递:其本质是物体间内能的转移. (3)做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,但有本质的区别. 4. ★能量转化和守恒定律 . 5★.热力学第一定律 ★ 热力学第一定律 (1)内容:物体内能的增量(ΔU)等于外界对物体做的功(W)和物体吸收的热量(Q)的总和. (2)表达式:W+Q=ΔU (3)符号法则:外界对物体做功,W 取正值,物体对外界做功,W 取负值;物体吸收热量,Q 取正值,物体放出热量, Q 取负值;物体内能增加,ΔU 取正值,物体内能减少,ΔU 取负值. 6.热力学第二定律(1)热传导的方向性 热传递的过程是有方向性的,热量会自发地从高温物体传给低温物体,而不会自发地从低温物体传给高温物体.(2) 热力学第二定律的两种常见表述 ①不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化. ②不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化.(3)永动机不可能制成 ①第一类永动机不可能制成:不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功,这种机器被称为第一类永动机,这种永 动机是不可能制造成的,它违背了能量守恒定律.
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-10

m.

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②第二类永动机不可能制成:没有冷凝器,只有单一热源,并从这个单一热源吸收的热量,可以全部用来做功,而不 引起其他变化的热机叫做第二类永动机.第二类永动机不可能制成,它虽然不违背能量守恒定律,但违背了热力学第二 定律. 7.气体的状态参量 (1)温度:宏观上表示物体的冷热程度,微观上是分子平均动能的标志.两种温标的换算关系:T=(t+273)K. 绝对零度为-273.15℃,它是低温的极限,只能接近不能达到. (2)气体的体积:气体的体积不是气体分子自身体积的总和,而是指大量气体分子所能达到的整个空间的体积.封闭 在容器内的气体,其体积等于容器的容积. (3) 气体的压强:气体作用在器壁单位面积上的压力.数值上等于单位时间内器壁单位面积上受到气体分子的总冲量. ①产生原因:大量气体分子无规则运动碰撞器壁,形成对器壁各处均匀的持续的压力. ②决定因素:一定气体的压强大小,微观上决定于分子的运动速率和分子密度;宏观上决定于气体的温度和体积. (4)对于一定质量的理想气体,PV/T=恒量 8.气体分子运动的特点 (1)气体分子间有很大的空隙.气体分子之间的距离大约是分子直径的 10 倍.(2)气体分子之间的作用力十分微弱. 在处理某些问题时,可以把气体分子看作没有相互作用的质点.(3)气体分子运动的速率很大,常温下大多数气体分 子的速率都达到数百米每秒.离这个数值越远,分子数越少,表现出“中间多,两头少”的统计分布规律.

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九、电场
1.两种电荷 -----(1)自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷. (2)电荷守恒定律: 2. ★库仑定律 (1)内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们之间的距离的平方成反比,作用 力的方向在它们的连线上. (2)公式: (3)适用条件:真空中的点电荷. 点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多, 以致带电体的体积和形 状对相互作用力的影响可以忽略不计时,这种带电体就可以看成点电荷,但点电荷自身不一定很小,所带电荷量也不 一定很少. 3.电场强度、电场线 (1)电场:带电体周围存在的一种物质,是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的,电场 具有力的特性和能的特性. (2)电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值,叫做这一点的电场强度.定义式: E=F/q 方向:正电荷在该点受力方向.

(3)电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线,使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场 强方向一致,这些曲线叫做电场线.电场线的性质:①电场线是起始于正电荷(或无穷远处) ,终止于负电荷(或无穷远 处);②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹. (4)匀强电场:在电场中,如果各点的场强的大小和方向都相同,这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间 距相等且互相平行的直线. (5)电场强度的叠加:电场强度是矢量,当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候,空间某点的电场强度等于 每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和. 4.电势差 U:电荷在电场中由一点 A 移动到另一点 B 时,电场力所做的功 W 间的电势差.公式:U AB =W
AB /q AB

与电荷量 q 的比值 WAB/q 叫做 AB 两点

电势差有正负:U AB =-U

BA

,一般常取绝对值,写成 U.

5.电势 φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差. (1)电势是个相对的量,某点的电势与零电势点的选取有关(通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势).因 此电势有正、负,电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低. (2)沿着电场线的方向,电势越来越低. 6.电势能:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处(电势为零处)电场力所做的功 ε=qU 7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面. (1)等势面上各点电势相等,在等势面上移动电荷电场力不做功. (2)等势面一定跟电场线垂直,而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面. (3)画等势面(线)时,一般相邻两等势面(或线)间的电势差相等.这样,在等势面(线)密处场强大,等势面 (线)疏处场强小.
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8.电场中的功能关系 (1)电场力做功与路径无关,只与初、末位置有关. 计算方法有:由公式 W=qEcosθ 计算(此公式只适合于匀强电场中) ,或由动能定理计算. (2)只有电场力做功,电势能和电荷的动能之和保持不变. (3)只有电场力和重力做功,电势能、重力势能、动能三者之和保持不变. 9.静电屏蔽:处于电场中的空腔导体或金属网罩,其空腔部分的场强处处为零,即能把外电场遮住,使内部不受外电 场的影响,这就是静电屏蔽. 10. ★★★★ ★★★★带电粒子在电场中的运动 (1)带电粒子在电场中加速 带电粒子在电场中加速,若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.

(2)带电粒子在电场中的偏转 带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后,做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动:Vx =V0 , L=V0 t.平行于场强方向做初速为零的匀加速直线运动:

(3)是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来: ①基本粒子:如电子、质子、α 粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力(但不能忽略质量). ②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示以外,一般都不能忽略重力. (4)带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动 由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力,因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力” 法. 11.示波管的原理:示波管由电子枪,偏转电极和荧光屏组成,管内抽成真空.如果在偏转电极 XX′上加扫描电压,同 时加在偏转电极 YY′上所要研究的信号电压,其周期与扫描电压的周期相同 周期与扫描电压的周期相同,在荧光屏上就显示出信号电压随时间变 周期与扫描电压的周期相同 化的图线. 12.电容 -----(1)定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值 (2)定义式: [注意]电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量,由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定,与电容器是 否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。 (3)单位:法拉(F) ,1F=10 μF,1μF=10 (4)平行板电容器的电容: 合在一起加以考虑,其中 C=
6 6

pF. 结 ,表明了平行板电容

.在分析平行板电容器有关物理量变化情况时,往往需将 反映了电容器本身的属性,是定义式,适用于各种电容器;

器的电容决定于哪些因素,仅适用于平行板电容器;若电容器始终连接在电池上,两极板的电压不变.若电容器充电后,
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切断与电池的连接,电容器的带电荷量不变.

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十、稳恒电流
1.电流---(1)定义:电荷的定向移动形成电流. (2)电流的方向:规定正电荷定向移动的方向为电流的方向. 在外电路中电流由高电势点流向低电势点,在电源的内部电流由低电势点流向高电势点(由负极流向正极). 2.电流强度: ------(1)定义:通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值,I=q/t (2)在国际单位制中电流的单位是安.1mA=10 A,1μA=10 A (3)电流强度的定义式中,如果是正、负离子同时定向移动,q 应为正负离子的电荷量和. 2.电阻--(1)定义:导体两端的电压与通过导体中的电流的比值叫导体的电阻. (2)定义式:R=U/I,单位:Ω (3)电阻是导体本身的属性,跟导体两端的电压及通过电流无关. 3★★ 电阻定律 ★★.电阻定律 ★★ (1)内容:在温度不变时,导体的电阻 R 与它的长度 L 成正比,与它的横截面积 S 成反比. (2)公式:R=ρL/S. (3)适用条件:①粗细均匀的导线;②浓度均匀的电解液. 4.电阻率:反映了材料对电流的阻碍作用. (1)有些材料的电阻率随温度升高而增大(如金属);有些材料的电阻率随温度升高而减小(如半导体和绝缘体); 有些材料的电阻率几乎不受温度影响(如锰铜和康铜). (2)半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,而且电阻随温度的增加而减小,这种材料称为半导体,半导体有热 敏特性,光敏特性,掺入微量杂质特性. (3)超导现象:当温度降低到绝对零度附近时,某些材料的电阻率突然减小到零,这种现象叫超导现象,处于这种 状态的物体叫超导体. 5.电功和电热 (1)电功和电功率: 电流做功的实质是电场力对电荷做功.电场力对电荷做功,电荷的电势能减少,电势能转化为其他形式的能.因此电 功 W=qU=UIt,这是计算电功普遍适用的公式. 单位时间内电流做的功叫电功率,P=W/t=UI,这是计算电功率普遍适用的公式. (2)★焦耳定律:Q=I Rt,式中 Q 表示电流通过导体产生的热量,单位是 J.焦耳定律无论是对纯电阻电路还是对非 ★ 纯电阻电路都是适用的. (3)电功和电热的关系 ①纯电阻电路消耗的电能全部转化为热能,电功和电热是相等的.所以有 W=Q,UIt=I
2 2 -3 -6

Rt,U=IR(欧姆定律成立) ,

②非纯电阻电路消耗的电能一部分转化为热能,另一部分转化为其他形式的能.所以有 W>Q, UIt>I
2

Rt,U>IR(欧姆定律不成立).

★ 6.串并联电路 电路 电阻关系 电流关系 电压关系 功率分配 串联电路(P、U 与 R 成正比) R 串=R1+R2+R3+ I 总=I1=I2=I3 U 总=U1+U2+U3+ P 总=P1+P2+P3+ 并联电路(P、I 与 R 成反比) 1/R 并=1/R1+1/R2+1/R3+ I 并=I1+I2+I3+ U 总=U1=U2=U3= P 总=P1+P2+P3+

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7.电动势 -(1) 物理意义:反映电源把其他形式能转化为电能本领大小的物理量.例如一节干电池的电动势 E=15V, 物理意义是指:电路闭合后,电流通过电源,每通过 1C 的电荷,干电池就把 15J 的化学能转化为电能. (2)大小:等于电路中通过 1C 电荷量时电源所提供的电能的数值,等于电源没有接入电路时两极间的电压,在闭合 电路中等于内外电路上电势降落之和 E=U ★★ 8.闭合电路欧姆定律 (1)内容:闭合电路的电流强度跟电源的电动势成正比,跟闭合电路总电阻成反比. (2)表达式:I=E/(R+r) (3)总电流 I 和路端电压 U 随外电阻 R 的变化规律 当 R 增大时,I 变小,又据 U=E-Ir 知,U 变大.当 R 增大到∞时,I=0,U=E(断路). 当 R 减小时,I 变大,又据 U=E-Ir 知,U 变小.当 R 减小到零时,I=E r ,U=0(短路). 9.路端电压随电流变化关系图像 U 端 =E-Ir.上式的函数图像是一条向下倾斜的直线.纵坐标轴上的截距等于电动势的大小;横坐标轴上的截距等于短 路电流 I 短;图线的斜率值等于电源内阻的大小. 10.闭合电路中的三个功率 (1)电源的总功率:就是电源提供的总功率,即电源将其他形式的能转化为电能的功率,也叫电源消耗的功率
总 外

+U 内 .

P

=EI. (2)电源输出功率:整个外电路上消耗的电功率.对于纯电阻电路,电源的输出功率. P


=I

2

R=[E/(R+r)]

2

R ,当 R=r 时,电源输出功率最大,其最大输出功率为 Pmax=E / 4r


2

(3)电源内耗功率:内电路上消耗的电功率 P

=U



I=I

2

r


(4)电源的效率:指电源的输出功率与电源的功率之比,即 η=P 11.电阻的测量

/P 总 =IU /IE =U /E .

原理是欧姆定律.因此只要用电压表测出电阻两端的电压,用安培表测出通过电流,用 R=U/ I 即可得到阻值. ①内、外接的判断方法:若 R x 大大大于 R A ,采用内接法;R x 小小小于 R V ,采用外接法.②滑动变阻器的两种 接法:分压法的优势是电压变化范围大;限流接法的优势在于电路连接简便, 附加功率损耗小.当两种接法均能满足实验 要求时,一般选限流接法.当负载 R L 较小、变阻器总阻值较大时(RL 的几倍) ,一般用限流接法.但以下三种情况必须 采用分压式接法: a.要使某部分电路的电压或电流从零开始连接调节,只有分压电路才能满足.b.如果实验所提供的电压表、电流表量 程或电阻元件允许最大电流较小,采用限流接法时,无论怎样调节,电路中实际电流(压)都会超过电表量程或电阻 元件允许的最大电流(压) ,为了保护电表或电阻元件免受损坏,必须要采用分压接法电路. c.伏安法测电阻实验中,若所用的变阻器阻值远小于待测电阻阻值,采用限流接法时,即使变阻器触头从一端滑至 另一端,待测电阻上的电流(压)变化也很小,这不利于多次测量求平均值或用图像法处理数据.为了在变阻器阻值远 小于待测电阻阻值的情况下能大范围地调节待测电阻上的电流(压) ,应选择变阻器的分压接法.

十一、 十一、磁场
1.磁场 (1)磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也
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能产生磁场. (2)磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用. (3)磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷(或电流)之间通过磁场而发生的相互作用. (4)安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流即分子电流,分子电流使每个物 质微粒成为微小的磁体. (5)磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针 N 极受力的方向(或者小磁针静止时 N 极的指向)就是那一点的磁场 方向. 2.磁感线 (1)在磁场中人为地画出一系列曲线,曲线的切线方向表示该位置的磁场方向,曲线的疏密能定性地表示磁场的弱 强,这一系列曲线称为磁感线. (2)磁铁外部的磁感线,都从磁铁 N 极出来,进入 S 极,在内部,由 S 极到 N 极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相 交. (3)几种典型磁场的磁感线的分布: ①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱. ②通电螺线管的磁场:两端分别是 N 极和 S 极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场. ③环形电流的磁场:两侧是 N 极和 S 极,离圆环中心越远,磁场越弱. ④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线. 3.磁感应强度 (1)定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力 F 跟电流 I 和导线长度 L 的乘积 IL 的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,定义式 B=F/IL.单位 T,1T=1N/(A·m). (2)磁感应强度是矢量,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向. (3)磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度 I 的大小、导线的长短 L 的大小无 关,与电流受到的力也无关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说 B 与 F 成正比,或 B 与 IL 成反比. (4)磁感应强度 B 是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则,注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并 不是在该处的电流的受力方向. 4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似,其主要特点有三个: (1)地磁场的 N 极在地球南极附近,S 极在地球北极附近. (2)地磁场 B 的水平分量(Bx)总是从地球南极指向北极,而竖直分量(By)则南北相反,在南半球垂直地面向上, 在北半球垂直地面向下. (3)在赤道平面上,距离地球表面相等的各点,磁感强度相等,且方向水平向北. 5★.安培力 ★ (1)安培力大小 F=BIL.式中 F、B、I 要两两垂直,L 是有效长度.若载流导体是弯曲导线,且导线所在平面与磁感 强度方向垂直,则 L 指弯曲导线中始端指向末端的直线长度. (2)安培力的方向由左手定则判定. (3)安培力做功与路径有关,绕闭合回路一周,安培力做的功可以为正,可以为负,也可以为零,而不像重力和电
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场力那样做功总为零. 6. ★洛伦兹力 (1)洛伦兹力的大小 f=qvB,条件:v⊥B.当 v∥B 时,f=0. (2)洛伦兹力的特性:洛伦兹力始终垂直于 v 的方向,所以洛伦兹力一定不做功. (3)洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质,安培力是洛伦兹力的宏观表现.所以洛伦兹力的方向 与安培力的方向一样也由左手定则判定. (4)在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用. 7. ★★★ ★★★带电粒子在磁场中的运动规律 在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下(电子、质子、α 粒子等微观粒子的重力通常忽略不计) , (1)若带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相同或相反) ,带电粒子以入射速度 v 做匀速直线运动. (2)若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速率 v 做匀速圆周运动. ①轨道半径公式:r=mv/qB 8.带电粒子在复合场中运动 (1)带电粒子在复合场中做直线运动 ①带电粒子所受合外力为零时,做匀速直线运动,处理这类问题,应根据受力平衡列方程求解. ②带电粒子所受合外力恒定,且与初速度在一条直线上,粒子将作匀变速直线运动,处理这类问题,根据洛伦兹力 不做功的特点,选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等规律列方程求解. (2)带电粒子在复合场中做曲线运动 ①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时,洛伦兹力提供向心力时,带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速 圆周运动.处理这类问题,往往同时应用牛顿第二定律、动能定理列方程求解. ②当带电粒子所受的合外力是变力,与初速度方向不在同一直线上时,粒子做非匀变速曲线运动,这时粒子的运动 轨迹既不是圆弧,也不是抛物线,一般处理这类问题,选用动能定理或能量守恒列方程求解. ③由于带电粒子在复合场中受力情况复杂运动情况多变,往往出现临界问题,这时应以题目中“最大”、“最高” “至少”等词语为突破口,挖掘隐含条件,根据临界条件列出辅助方程,再与其他方程联立求解. ②周期公式: T=2πm/qB

十二、 十二、电磁感应
1. ★电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应,产生的电流叫做感应电流. 电磁感应现象 (1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化,即 ΔΦ≠0.(2)产生感应电动势的条件:无论回路是 否闭合,只要穿过线圈平面的磁通量发生变化,线路中就有感应电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.
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(2)电磁感应现象的实质是产生感应电动势,如果回路闭合,则有感应电流,回路不闭合,则只有感应电动势而无 感应电流. 2.磁通量(1)定义:磁感应强度 B 与垂直磁场方向的面积 S 的乘积叫做穿过这个面的磁通量,定义式:Φ=BS.如果面 积 S 与 B 不垂直,应以 B 乘以在垂直于磁场方向上的投影面积 S′,即 Φ=BS′,国际单位:Wb 求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数.任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时,穿 过该面的磁通量为正.反之,磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和. 3. ★楞次定律 (1)楞次定律:感应电流的磁场,总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.楞次定律适用于一般情况的感应电流方向 的判定,而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况,此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便. (2)对楞次定律的理解 ①谁阻碍谁———感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量. ②阻碍什么———阻碍的是穿过回路的磁通量的变化,而不是磁通量本身.③如何阻碍———原磁通量增加时,感应 电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时,感应电流的磁场方向与原磁场方向相同,即“增反减同”.④ 阻碍的结果———阻碍并不是阻止,结果是增加的还增加,减少的还减少. (3)楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因,表现形式有三种: ①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍原电流的变化(自感). 4.法拉第电磁感应定律 ★★★★ 4.法拉第电磁感应定律 电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.表达式 E=nΔΦ/Δt 当导体做切割磁感线运动时, 其感应电动势的计算公式为 E=BLvsinθ.当 B、 v 三者两两垂直时, L、 感应电动势 E=BLv. (1)两个公式的选用方法 E=nΔΦ/Δt 计算的是在 Δt 时间内的平均电动势,只有当磁通量的变化率是恒定不变时, 它算出的才是瞬时电动势.E=BLvsinθ 中的 v 若为瞬时速度,则算出的就是瞬时电动势:若 v 为平均速度,算出的就是 平均电动势.(2)公式的变形 ①当线圈垂直磁场方向放置,线圈的面积 S 保持不变,只是磁场的磁感强度均匀变化时,感应电动势:E=nSΔB/Δt . ②如果磁感强度不变,而线圈面积均匀变化时,感应电动势 E=Nbδs/Δt . 5.自感现象 (1)自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象.(2)自感电动势:在自感现象中产生的感应电 动势叫自感电动势.自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢, 自感电动势方向总是阻碍电流的变 化. 6.日光灯工作原理 (1)起动器的作用:利用动触片和静触片的接通与断开起一个自动开关的作用,起动的关键就在于断开的瞬间. (2)镇流器的作用:日光灯点燃时,利用自感现象产生瞬时高压;日光灯正常发光时,利用自感现象,对灯管起到降 压限流作用. 7.电磁感应中的电路问题 在电磁感应中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势,该导体或回路就相当于电源,将它 们接上电容器,便可使电容器充电;将它们接上电阻等用电器,便可对用电器供电,在回路中形成电流.因此,电磁感
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应问题往往与电路问题联系在一起.解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是: (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向. (2)画等效电路. (3)运用全电路欧姆定律,串并联电路性质,电功率等公式联立求解. 8.电磁感应现象中的力学问题 (1)通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用,电磁感应问题往往和力学问题联系在一起,基本方法是:① 用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.②求回路中电流强度. ③分析研究导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向).④列动力学方程或平衡方程求解. (2)电磁感应力学问题中,要抓好受力情况,运动情况的动态分析,导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通 电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环,循环结束时,加速度等于零,导体达稳定 运动状态,抓住 a=0 时,速度 v 达最大值的特点. 9.电磁感应中能量转化问题 导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化,在回路中产生感应电流,机械能或其他形式能量便转化为电能,具 有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热,又可使电能转化为机械能或电阻的内能,因此,电磁感应 过程总是伴随着能量转化,用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速转动) ,对应 的受力特点是合外力为零,能量转化过程常常是机械能转化为内能,解决这类问题的基本方法是: (1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向. (2)画出等效电路,求出回路中电阻消耗电功率表达式. (3)分析导体机械能的变化,用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程. 10.电磁感应中图像问题 电磁感应现象中图像问题的分析,要抓住磁通量的变化是否均匀,从而推知感应电动势(电流)大小是否恒定.用楞 次定律判断出感应电动势(或电流)的方向,从而确定其正负,以及在坐标中的范围. 另外,要正确解决图像问题,必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去,又能根据实际过程的 抽象规律对应到图像中去,最终根据实际过程的物理规律进行判断.

十三、 十三、交变电流
1.交变电流:大小和方向都随时间作周期性变化的电流,叫做交变电流.按正弦规律变化的电动势、电流称为正弦交 流电. 2.正弦交流电 ----(1)函数式:e=E m sinωt (其中★E m =NBSω) ★ (2)线圈平面与中性面重合时,磁通量最大,电动势为零,磁通量的变化率为零,线圈平面与中心面垂直时,磁通 量为零,电动势最大,磁通量的变化率最大. (3)若从线圈平面和磁场方向平行时开始计时,交变电流的变化规律为 i=I m cosωt.. (4)图像:正弦交流电的电动势 e、电流 i、和电压 u,其变化规律可用函数图像描述。
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3.表征交变电流的物理量 (1)瞬时值:交流电某一时刻的值,常用 e、u、i 表示. (2)最大值:E m =NBSω,最大值 E m (U m ,I m )与线圈的形状,以及转动轴处于线圈平面内哪个位置无关. 在考虑电容器的耐压值时,则应根据交流电的最大值. (3)有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的.即在同一时间内,跟某一交流电能使同一电阻产生相等 热量的直流电的数值,叫做该交流电的有效值. ①求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时,要用有效值计算,有效值与最大值之间的关系 E=Em/ 2 ,U=Um/ 2 ,I=Im/ 2 只适用于正弦交流电,其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算,切不 可乱套公式.②在正弦交流电中,各种交流电器设备上标示值及交流电表上的测量值都指有效值. (4)周期和频率 ----周期 T:交流电完成一次周期性变化所需的时间.在一个周期内,交流电的方向变化两次. 频率 f:交流电在 1s 内完成周期性变化的次数.角频率:ω=2π/T=2πf. 4.电感、电容对交变电流的影响 (1)电感:通直流、阻交流;通低频、阻高频.(2)电容:通交流、隔直流;通高频、阻低频. 5.变压器 -(1)理想变压器:工作时无功率损失(即无铜损、铁损) ,因此,理想变压器原副线圈电阻均不计. (2)★理想变压器的关系式: ★ ,即电压与匝数成正比. ①电压关系:U1/U2 =n1/n2 (变压比) ②功率关系:P


=P



,即 I1U1 =I2U2+I3U3 +…

③电流关系:I1/I2 =n2/n1 (变流比) ,即对只有一个副线圈的变压器电流跟匝数成反比. (3)变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小,可用较细的导线绕制,低压线圈匝数少而通过的电流大,应当用较 粗的导线绕制. 6.电能的输送 -----(1)关键:减少输电线上电能的损失:P


=I

2

R

线

(2)方法:①减小输电导线的电阻,如采用电阻率小的材料;加大导线的横截面积.②提高输电电压,减小输电电流. 前一方法的作用十分有限,代价较高,一般采用后一种方法. (3)远距离输电过程:输电导线损耗的电功率:P


=(P/U) R
2

2

线

,因此,当输送的电能一定时,输电电压增大到

原来的 n 倍,输电导线上损耗的功率就减少到原来的 1/n 。 (4)解有关远距离输电问题时,公式 P


=U 线 I

线

或 P



=U

2 线

R

线

不常用,其原因是在一般情况下,U 线 不

易求出,且易把 U 线 和 U 总 相混淆而造成错误.

十四、 十四、电磁场和电磁波
1.麦克斯韦的电磁场理论 (1)变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场. (2)随时间均匀变化的磁场产生稳定电场.随时间不均匀变化的磁场产生变化的电场.随时间均匀变化的电场产生稳 定磁场,随时间不均匀变化的电场产生变化的磁场. (3)变化的电场和变化的磁场总是相互关系着,形成一个不可分割的统一体,这就是电磁场. 2.电磁波 (1)周期性变化的电场和磁场总是互相转化,互相激励,交替产生,由发生区域向周围空间传播,形成电磁波. (2)
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电磁波是横波(3)电磁波可以在真空中传播,电磁波从一种介质进入另一介质,频率不变、波速和波长均发生变化, 电磁波传播速度 v 等于波长 λ 和频率 f 的乘积,即 v=λf,任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光 速 c=3.00×10
8

m/s.

十五、光的反射和折射 十五、光的反射和折射
1.光的直线传播 (1)光在同一种均匀介质中沿直线传播.小孔成像,影的形成,日食和月食都是光直线传播的例证.(2)影是光被 不透光的物体挡住所形成的暗区.影可分为本影和半影,在本影区域内完全看不到光源发出的光,在半影区域内只能看 到光源的某部分发出的光.点光源只形成本影,非点光源一般会形成本影和半影.本影区域的大小与光源的面积有关, 发光面越大,本影区越小.(3)日食和月食: 人位于月球的本影内能看到日全食,位于月球的半影内能看到日偏食,位于月球本影的延伸区域(即“伪本影”) 能看到日环食;当月球全部进入地球的本影区域时,人可看到月全食.月球部分进入地球的本影区域时,看到的是月偏 食. 2.光的反射现象---:光线入射到两种介质的界面上时,其中一部分光线在原介质中改变传播方向的现象. (1)光的反射定律: ①反射光线、入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居于法线两侧. ②反射角等于入射角. (2)反射定律表明,对于每一条入射光线,反射光线是唯一的,在反射现象中光路是可逆的. 3. ★平面镜成像 (1.)像的特点---------平面镜成的像是正立等大的虚像,像与物关于镜面为对称。 (2.)光路图作法-----------根据平面镜成像的特点,在作光路图时,可以先画像,后补光路图。 (3).充分利用光路可逆-------在平面镜的计算和作图中要充分利用光路可逆。 (眼睛在某点 A 通过平面镜所能看 到的范围和在 A 点放一个点光源,该电光源发出的光经平面镜反射后照亮的范围是完全相同的。 ) 4.光的折射 --光由一种介质射入另一种介质时,在两种介质的界面上将发生光的传播方向改变的现象叫光的折 射. (2)光的折射定律 ---①折射光线,入射光线和法线在同一平面内,折射光线和入射光线分居于法线两侧. ②入射角的正弦跟折射角的正弦成正比,即 sini/sinr=常数.(3)在折射现象中,光路是可逆的. ★ 5.折射率---光从真空射入某种介质时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫做这种介质的折射率,折射率 用 n 表示,即 n=sini/sinr. 某种介质的折射率,等于光在真空中的传播速度 c 跟光在这种介质中的传播速度 v 之比,即 n=c/v,因 c>v,所以 任何介质的折射率 n 都大于 1.两种介质相比较,n 较大的介质称为光密介质,n 较小的介质称为光疏介质. ★6.全反射和临界角 (1)全反射:光从光密介质射入光疏介质,或光从介质射入真空(或空气)时,当入射角增大到某一角度,使折 射角达到 90°时,折射光线完全消失,只剩下反射光线,这种现象叫做全反射.(2)全反射的条件 ①光从光密介质射入光疏介质,或光从介质射入真空(或空气).②入射角大于或等于临界角 (3)临界角:折射角等于 90°时的入射角叫临界角,用 C 表示 sinC=1/n 7.光的色散:白光通过三棱镜后,出射光束变为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光的光束,这种现象叫做光的
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色散. (1)同一种介质对红光折射率小,对紫光折射率大. (2)在同一种介质中,红光的速度最大,紫光的速度最小. (3)由同一种介质射向空气时,红光发生全反射的临界角大,紫光发生全反射的临界角小. 8.全反射棱镜-------横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点,可以使入射光线经过全 。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。 反射棱镜的作用在射出后偏转 90 (右图 1)或 180 (右图 2) .玻璃砖-----所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上表面入射, 射出时,其特点是:⑴射出光线和入射光线平行;⑵各种色光在第一次入射后就发生 出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关;⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折 从下表面 色散; ⑶射 射率。
o o

十六、光的波动性和微粒性 十六、
1.光本性学说的发展简史 (1)牛顿的微粒说:认为光是高速粒子流.它能解释光的直进现象,光的反射现象. (2)惠更斯的波动说:认为光是某种振动,以波的形式向周围传播.它能解释光的干涉和衍射现象. 2、光的干涉 光的干涉的条件是:有两个振动情况总是相同的波源,即相干波源。 (相干波源的频率必须相同) 。形成相干波源 的方法有两种:⑴利用激光(因为激光发出的是单色性极好的光) 。⑵设法将同一束光分为两束(这样两束光都来源于 同一个光源,因此频率必然相等) 。下面 4 个图分别是利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光 源的示意图。
S1 S S2
S

a c d b

S 2.干涉区域内产生的亮、暗纹

/

⑴亮纹:屏上某点到双缝的光程差等于波长的整数倍,即δ= nλ(n=0,1,2,……) ⑵暗纹:屏上某点到双缝的光程差等于半波长的奇数倍,即δ=

λ
2

(2n ? 1) (n=0,1,2,……)

相邻亮纹(暗纹)间的距离 ?x = l λ ∝ λ 。用此公式可以测定单色光的波长。用白光作双缝干涉实验时,由于白光内各
d

种色光的波长不同,干涉条纹间距不同,所以屏的中央是白色亮纹,两边出现彩色条纹。 3.衍射----光通过很小的孔、缝或障碍物时,会在屏上出现明暗相间的条纹,且中央条纹很亮,越向边缘越暗。 ⑴各种不同形状的障碍物都能使光发生衍射。 ⑵发生明显衍射的条件是:障碍物(或孔)的尺寸可以跟波长相比,甚至比波长还小。 (当障碍物或孔的尺寸小于 0.5mm 时,有明显衍射现象。 ) ⑶在发生明显衍射的条件下当窄缝变窄时亮斑的范围变大条纹间距离变大,而亮度变暗。 4、光的偏振现象:通过偏振片的光波,在垂直于传播方向的平面上,只沿着一个特定的方向振动,称为偏振光。 光的偏振说明光是横波。 5.光的电磁说
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⑴光是电磁波(麦克斯韦预言、赫兹用实验证明了正确性。 ) ⑵电磁波谱。波长从大到小排列顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ射线。各种电磁波中, 除可见光以外,相邻两个波段间都有重叠。 各种电磁波的产生机理分别是:无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的;红外线、可见光、紫外线 是原子的外层电子受到激发后产生的;伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的;γ射线是原子核受到激发后产 生的。 ⑶红外线、紫外线、X 射线的主要性质及其应用举例。 种 类 产 生 主要性质 热效应 化学效应 穿透能力强 应用举例 遥感、遥控、加热 荧光、杀菌、合成 VD2 人体透视、金属探伤

红外线 紫外线 X 射线

一切物体都能发出 一切高温物体能发出 阴极射线射到固体表面

★★6、光电效应 ★★ ⑴在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应。 (右图装置中,用弧光 版,有电子从锌版表面飞出,使原来不带电的验电器带正电。 ) ⑵光电效应的规律。①各种金属都存在极限频率ν0,只有ν≥ν0 才能发 应;②瞬时性(光电子的产生不超过 10 s) 。 ⑶爱因斯坦的光子说。光是不连续的,是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量 E 跟光的频率ν成正比:
-9

灯照射锌

生光电效

E=h ν
⑷爱因斯坦光电效应方程:Ek= h - (Ek 是光电子的最大初动能;W 是逸出功,即从金属表面直接飞出的光电子克 ν-W 服正电荷引力所做的功。 ) 7、光的波粒二象性 (1.)光的波粒二象性:干涉、衍射和偏振表明光是一种波;光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是 一种粒子;因此现代物理学认为:光具有波粒二象性。 (2.)正确理解波粒二象性-----波粒二象性中所说的波是一种概率波,对大量光子才有意义。波粒二象性中所说 的粒子,是指其不连续性,是一份能量。 ⑴个别光子的作用效果往往表现为粒子性;大量光子的作用效果往往表现为波动性。 ⑵ν高的光子容易表现出粒子性;ν低的光子容易表现出波动性。 ⑶光在传播过程中往往表现出波动性;在与物质发生作用时往往表现为粒子性。 ⑷由光子的能量 E=hν,光子的动量 p = h 表示式也可以看出,光的波动性和粒子性并不矛盾:表示粒子性的粒子能 λ 量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。 由以上两式和波速公式 c=λ还可以得出:E = p c。 ν

十七 原子物理
1.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型) α粒子散射实验:是用α粒子轰击金箔,结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有
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少数α粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。 卢瑟福由α粒子散射实验提出:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都 集中在原子核里,带负电的电子在核外空间运动。
-15 由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是 10 m。 ∞

n

2.玻尔模型(引入量子理论,量子化就是不连续性,整数 n 叫量子数。 ) ⑴玻尔的三条假设(量子化) ①轨道量子化 r n = n r 1 ②能量量子化: En = E1 2
n
2

4 3

E /e V 0 -0.85

E2
2 -3.4

r1=0.53×10-10m E1=-13.6eV

E1
1

E3
-13.6

氢原子的能级图

★③原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量 hν=Em-En ⑵从高能级向低能级跃迁时放出光子;从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子,也可能是由于碰撞(用加热的 方法, 使分子热运动加剧, 分子间的相互碰撞可以传递能量) 原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子; 。 而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。 (如在基态,可以吸收 E ≥13.6eV 的任何 光子,所吸收的能量除用于电离外,都转化为电离出去的电子的动能) 。 2、天然放射现象 ⑴.天然放射现象----天然放射现象的发现,使人们认识到原子核也有复杂结构。 ⑵.各种放射线的性质比较 种 α
→ 4 He 2

类 射 线

本 氦核



质量(u) 4

电荷(e) +2

速度(c) 0.1

电离性 最强

贯穿性 最弱,纸能挡住

β
0 ?1



线

电子

1/1840

-1

0.99

较强

较强, 穿几 mm 铝板

e
光子 0 0 1 最弱 最强, 穿几 cm 铅版

γ射线 3、核反应 ①核反应类型 ⑴衰变:

α衰变: β衰变:

238 92 234 90

1 U → 234 Th + 4 H e (核内 21 H + 2 0 n → 4 He ) 90 2 1 2 1 Th → 234 Pa + ?0 e (核内 0 n →1 H + ?0 e ) 91 1 1 1

γ衰变:原子核处于较高能级,辐射光子后跃迁到低能级。 ⑵人工转变: 7 N + 2 He→ 8 O + 1 H (发现质子的核反应)
14 4 17 1 9 4 1 Be+ 4 He→12 C+ 0 n (发现中子的核反应) 2 6 235 92 1 1 U + 0 n →141 Ba + 92 Kr +3 0 n 56 36

⑶重核的裂变:

在一定条件下(超过临界体积) ,裂变反应会连续不断地进行

下去,这就是链式反应。 ⑷轻核的聚变: 1 H + 1 H → 2 He + 0 n (需要几百万度高温,所以又叫热核反应)
2 3 4 1

所有核反应的反应前后都遵守:质量数守恒、电荷数守恒。 (注意:质量并不守恒。 )
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②.半衰期
t T 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。 (对大量原子核的统计规律) 计算式为:N t = N 0 ? 1 ? N ? ? ? 2?
t t

T T 表示核的个数 ,此式也可以演变成 mt = m0 ? 1 ? 或 nt = n0 ? 1 ? ,式中 m 表示放射性物质的质量,n 表示单位时间内放 ? ? ? ? ?2? ?2?

出的射线粒子数。以上各式左边的量都表示时间 t 后的剩余量。 半衰期由核内部本身的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关。 ③.放射性同位素的应用 ⑴利用其射线:α射线电离性强,用于使空气电离,将静电泄出,从而消除有害静电。γ射线贯穿性强,可用于 金属探伤,也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使 DNA 发生突变,可用于生物工程,基因工程。 ⑵作为示踪原子。用于研究农作物化肥需求情况,诊断甲状腺疾病的类型,研究生物大分子结构及其功能。 ⑶进行考古研究。利用放射性同位素碳 14,判定出土木质文物的产生年代。 一般都使用人工制造的放射性同位素(种类齐全,各种元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短,废料容易处 理。可制成各种形状,强度容易控制) 。 4、核能 (1).核能------核反应中放出的能叫核能。 (2).质量亏损---核子结合生成原子核,所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些,这种现象叫做 质量亏损。 ★(3).质能方程-----爱因斯坦的相对论指出:物体的能量和质量之间存在着密切的联系,它们的关系是:

E = mc2,这就是爱因斯坦的质能方程。
质能方程的另一个表达形式是:ΔE=Δmc 。以上两式中的各个物理量都必须采用国际单位。在非国际单位里, 可以用 1u=931.5MeV。它表示 1 原子质量单位的质量跟 931.5MeV 的能量相对应。 在有关核能的计算中,一定要根据已知和题解的要求明确所使用的单位制。 (4).释放核能的途径 凡是释放核能的核反应都有质量亏损。核子组成不同的原子核时,平均每个核子的质量亏损是不同的,所以各种 原子核中核子的平均质量不同。核子平均质量小的,每个核子平均放的能多。铁原子核中核子的平均质量最小,所以 铁原子核最稳定。凡是由平均质量大的核,生成平均质量小的核的核反应都是释放核能的。
2

常见非常有用的经验结论: 常见非常有用的经验结论
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1、 物体沿倾角为α的斜面匀速 匀速下滑------?=tanα ; 匀速 物体沿光滑斜面滑下 a=gsinα 物体沿粗糙斜面滑下 a=gsinα-gcosα ; 2、 两物体沿同一直线运动,在速度相等时,距离 有最大或最小 3、 物体沿直线运动,速度最大的条件是: a=0 或合力为零 。 4、 两个共同运动 共同运动的物体刚好脱离 刚好脱离时,两物体间的弹力为 F=0 ,加速度 相等 。 共同运动 刚好脱离 5、 两个物体相对静止,它们具有相同的 速度 ; 6、 水平传送带以恒定速度运行,小物体无初速度放上,达到共同速度过程中,摩擦生热等于小物体动能。 7、 一定质量的理想气体,内能大小看 温度 ,做功情况看体积 ,吸热、放热综合以上两项用能量守恒定律分析。 8、 电容器接在电源上, 电压 不变;断开电源时,电容器上电量不变;改变两板距离 E 不变。 2 2 11、直导体杆垂直切割磁感线,所受安培力 F= B L V/R 。 12、电磁感应中感生电流通过线圈导线横截面积的电量:Q= N△Ф/R 。 13、解题的优选原则:满足守恒则选用守恒定律;与加速度有关 与加速度有关的则选用牛顿第二定律 F=ma;与时间直接相关 与时间直接相关则用动 与加速度有关 与时间直接相关 量定理;与对地位移相关 与对地位移相关则用动能定理;与相对位移相关 与相对位移相关(如摩擦生热)则用能量守恒。 与对地位移相关 与相对位移相关 测电阻的其它方法 1. 等效法测 Rx: 2、 等效法测 Rv: 半偏法测 Rv: 伏安法测 Rv:

3、等效法测 Rx

4、已知内阻的电流表电流表可当作电压表用:

已知内阻的电压表电流表可当作电流表用:

测电源电动势、 测电源电动势、内阻 器材 电压表电流表、滑动变 阻器 电路 电流表、电阻箱 电压表、电阻箱

原理

E=U1+I1r E=U2+I2r

E=I1(R1+r) E=I2(R2+r)

E=U1+U1r/R1 E=U2+U2r/R2

数据 处理

(1)多次测量求平均值

(2)图象法

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高考物理知识归纳( 高考物理知识归纳(一) ------------------基本的力和运动 力的种类:( Ⅰ。力的种类 (13 个性质力) 这些性质力是受力分析不可少的“受力分析的基础”
重力:

G = mg Kx

(g 随高度、纬度、不同星球上不同)

弹簧的弹力:F=

滑动摩擦力:F 滑= 静摩擦力:

?N

A B

O≤ f 静≤ fm
F 引=G
m1m 2 r2

万有引力:

电场力:

F 电=q E =q
q1 q 2 r2

u d

库仑力:

F=K

(真空中、点电荷) 真空中、点电荷 真空中

磁场力: 磁场力:(1)、安培力:磁场对电流的作用力。 公式:

F= BIL

(B⊥I) 方向:左手定则
方向:左手定则

(2)、洛仑兹力:磁场对运动电荷的作用力。公式:

f=BqV (B⊥V)

分子力: 分子力:分子间的引力和斥力同时存在,都随距离的增大而减小,随距离的减小而增大,但斥力变化得快。 快 . 核力: 核力:只有相邻的核子之间才有核力,是一种短程强力。 运动分类: 各种运动产生的力学和运动学条件及运动规律 是高中物理的重点、 (各种运动产生的 ............. Ⅱ。运动分类: 各种运动产生的力学和运动学条件及运动规律)是高中物理的重点、难点 (
①匀速直线运动 F 合=0 V0≠0 ②匀变速直线运动:初速为零,初速不为零, ③匀变速直、曲线运动(决于 F 合与 V0 的方向关系) 但 F 合= 恒力 ④只受重力作用下的几种运动:自由落体,竖直下抛,竖直上抛,平抛,斜抛等 ⑤圆周运动:竖直平面内的圆周运动(最低点和最高点);匀速圆周运动 关键搞清楚是向心力的来源 匀速圆周运动(关键搞清楚是向心力的来源) 匀速圆周运动 关键搞清楚是向心力的来源 ⑥简谐运动:单摆运动,弹簧振子; ⑦波动及共振;分子热运动; ⑧类平抛运动; ⑨带电粒在电场力作用下的运动情况;带电粒子在 f 洛作用下的匀速圆周运动

Ⅲ。物理解题的依据: 物理解题的依据 (1)力的公式 (2) 各物理量的定义 (3)各种运动规律的公式 (4)物理中的定理、定律及数学几何关系 Ⅳ几类物理基础知识要点:
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凡是性质力要知:施力物体和受力物体; 对于位移、速度、加速度、动量、动能要知参照物; 状态量要搞清那一个时刻(或那个位置)的物理量; 过程量要搞清那段时间或那个位侈或那个过程发生的; (如冲量、功等) 如何判断物体作直、曲线运动;如何判断加减速运动;如何判断超重、失重现象。 Ⅴ。知识分类举要 1.力的合成与分解:求 F 1 、F2 两个共点力的合力的公式: F= F1 + F2 + 2 F1 F2 COSθ
2 2

F2 α

F θ F1

合力的方向与 F1 成α角:

tanα=

F2 sin θ F1 + F2 cosθ
? F1-F2 ? ≤ F≤ F1 +F2

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) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。

2.共点力作用下物体的平衡条件:静止或匀速直线运动的物体,所受合外力为零。 ∑F=0 或∑Fx=0 ∑Fy=0
推论:[1]非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。按比例可平移为一个封闭的矢量三角形 [2]几个共点力作用于物体而平衡,其中任意几个力的合力与剩余几个力(一个力)的合力一定等值反向 三力平衡:F3=F1 +F2 摩擦力的公式:

(1 ) 滑动摩擦力:

f= ?N

说明 :a、N 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 N 无关.

(2 ) 静摩擦力: 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: O≤ f 静≤ fm (fm 为最大静摩擦力,与正压力有关)
说明: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。

3.力的独立作用和运动的独立性 当物体受到几个力的作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就象其它力不存在一样,这个性质叫做 力的独立作用原理。 一个物体同时参与两个或两个以上的运动时,其中任何一个运动不因其它运动的存在而受影响,物体所做的合运 动等于这些相互独立的分运动的叠加。 根据力的独立作用原理和运动的独立性原理,可以分解加速度,建立牛顿第二定律的分量式,常常能解决一些较 复杂的问题。 VI.几种典型的运动模型 几种典型的运动模型: 几种典型的运动模型 1.匀变速直线运动:
两个基本公式(规律): (1) 推论:Vt -V0 = 2as (2)
2 2

Vt = V0 + a t

S = vo t +

1 2 at 2

及几个重要推论:

(匀加速直线运动:a 为正值

匀减速直线运动:a 为正值)

A B 段中间时刻的即时速度: Vt/ 2 =

V0 + Vt s = 2 t

(若为匀变速运动)等于这段的平均速度

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(3)

AB 段位移中点的即时速度: Vs/2 =

vo + vt 2
2

2

Vt/ 2 = V =

V0 + Vt s S N +1 + S N = = = VN 2 t 2T



Vs/2 =

vo + vt 2
2

2

匀速:Vt/2 =Vs/2

; 匀加速或匀减速直线运动:Vt/2 <Vs/2

(4) S 第 t 秒 = St-S t-1= (vo t +

1 2 1 1 a t ) -[vo( t-1) + a (t-1)2]= V0 + a (t- ) 2 2 2

(5) 初速为零的匀加速直线运动规律 ①在 1s 末 、2s 末、3s 末……ns 末的速度比为 1:2:3……n; ②在 1s 、2s、3s……ns 内的位移之比为 1 :2 :3 ……n2; ③在第 1s 内、第 2s 内、第 3s 内……第 ns 内的位移之比为 1:3:5……(2n-1); ④从静止开始通过连续相等位移所用时间之比为 1: ( ⑤通过连续相等位移末速度比为 1:
2 2 2

2 ? 1) : 3 ? 2 ) ……( n ? n ? 1)

2 : 3 …… n

(6) 匀减速直线运动至停可等效认为反方向初速为零的匀加速直线运动.(先考虑减速至停的时间).

实验规律: 实验规律:
(7) 通过打点计时器在纸带上打点(或照像法记录在底片上)来研究物体的运动规律:此方法称留迹法。 初速无论是否为零,只要是匀变速直线运动的质点,就具有下面两个很重要的特点:

在连续相邻相等时间间隔内的位移之差为一常数; 。 在连续相邻相等时间间隔内的位移之差为一常数;?s = aT2(判断物体是否作匀变速运动的依据) 中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度 (运用 V 可快速求位移) 间时刻的瞬时速度等于这段时间的 时速度等于这段时间
注意:⑴是判断物体是否作匀变速直线运动的方法。?s = aT ⑵求的方法 VN= V =
2

s S N +1 + S N = t 2T
2

v t/2 = v 平 =
2

v 0 + v t s s n +1 + s n = = 2 t 2T
Sm 一 Sn=( m-n) aT2

⑶求 a 方法:

① ?s = aT

② S N + 3 一 S N =3 aT



④画出图线根据各计数点的速度,图线的斜率等于 a;

识图方法:一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、 识图方法 一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点 一轴
探究匀变速直线运动实验:
右图为打点计时器打下的纸带。选点迹清楚的一条,舍掉开始比较密集的点迹,从便于测量的地方取一个开始点 O, 然后每 5 个点取一个计数点 A、B、C、D …。 (或相邻两计数点间 有四个点未画出)测出相邻计数点间的距离 s1、s2、s3 … ( v/(ms-1)

s1 A B

s2 C

s3 D
0 T 2T 3T 4T 5T 6T t/s

利用打下的纸带可以:

s +s ⑴求任一计数点对应的即时速度 v: vc = 2 3 (其中记数周 如 2T

期:T=5×0.02s=0.1s)

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⑵利用上图中任意相邻的两段位移求 a:如 a = s3 ? s 2
T2

⑶利用“逐差法”求 a: a = (s 4 + s5 + s6 ) ? (s1 + s 2 + s3 ) 9T 2
⑷利用 v-t 图象求 a:求出 A、B、C、D、E、F 各点的即时速度,画出如图的 v-t 图线,图线的斜率就是加速度 a。 注意: 点 a. 打点计时器打的点还是人为选取的计数点 纸带上选定的各点分别对应的米尺上的刻度值, 周期 c. 时间间隔与选计数点的方式有关 (50Hz,打点周期 0.02s,常以打点的 5 个间隔作为一个记时单位)即区分打点周期和记数周期。 d. 注意单位。一般为 cm 距离 b. 纸带的记录方式,相邻记数间的距离还是各点距第一个记数点的距离。

例:试通过计算出的刹车距离 s 的表达式说明公路旁书写“严禁超载、超速及酒后驾车”以及“雨天路滑车辆减速行驶” 的原理。 解: 、设在反应时间内,汽车匀速行驶的位移大小为 s1 ;刹车后汽车做匀减速直线运动的位移大小为 s 2 , (1) 加速度大小为 a 。由牛顿第二定律及运动学公式有:
? s 1 = v 0 t 0 .......... ........ ? ? a = F + ? mg .......... ? m ? ? v 2 = 2 as .......... ..... 2 ? 0 ? s = s 1 + s 2 .......... ..... ? <1> ? ? < 2 >? ? ? < 3 >? ? < 4 >? ?
2 v0

由以上四式可得出: s = v t + 0 0
2(
①超载 超载(即 m 增大) ,车的惯性大,由 < 超载 停车,危险性就会增加;

F + ?g ) m

.......... < 5 >

5 > 式,在其他物理量不变的情况下刹车距离就会增长,遇紧急情况不能及时刹车、

②同理超速( v 0 增大)、酒后驾车( t 0 变长)也会使刹车距离就越长,容易发生事故;

③雨天道路较滑,动摩擦因数 ? 将减小,由<五>式,在其他物理量不变的情况下刹车距离就越长,汽车较难停下来。

因此为了提醒司机朋友在公路上行车安全,在公路旁设置“严禁超载、超速及酒后驾车”以及“雨天路滑车辆 减速行驶”的警示牌是非常有必要的。

思维方法篇
1.平均速度的求解及其方法应用


① 用定义式: v

=

?s ?t

普遍适用于各种运动;②

v=

V0 + Vt 2

只适用于加速度恒定的匀变速直线运动

2.巧选参考系求解运动学问题 3.追及和相遇或避免碰撞的问题的求解方法:
关键:在于掌握两个物体的位置坐标及相对速度的特殊关系。 基本思路:分别对两个物体研究,画出运动过程示意图,列出方程,找出时间、速度、位移的关系。解出结果,必要时进行讨论。

追及条件:追者和被追者 v 相等是能否追上、两者间的距离有极值、能否避免碰撞的临界条件。 讨论: 1.匀减速运动物体追匀速直线运动物体。
①两者 v 相等时,S 追<S 被追 永远追不上,但此时两者的距离有最小值 ②若 S 追<S 被追、V 追=V 被追 恰好追上,也是恰好避免碰撞的临界条件。追 被追 ③若位移相等时,V 追>V 被追则还有一次被追上的机会,其间速度相等时,两者距离有一个极大值

2.初速为零匀加速直线运动物体追同向匀速直线运动物体
①两者速度相等时有最大的间距 ②位移相等时即被追上

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4.利用运动的对称性解题 5.逆向思维法解题 6.应用运动学图象解题 7.用比例法解题 8.巧用匀变速直线运动的推论解题
①某段时间内的平均速度 = 这段时间中时刻的即时速度 ②连续相等时间间隔内的位移差为一个恒量 ③位移=平均速度 × 时间

解题常规方法: 解题常规方法:公式法(包括数学推导)、图象法、比例法、极值法、逆向转变法
2.竖直上抛运动:(速度和时间的对称) 竖直上抛运动
分过程:上升过程匀减速直线运动,下落过程初速为 0 的匀加速直线运动. 全过程:是初速度为 V0 加速度为?g 的匀减速直线运动。 (1)上升最大高度:H =

Vo 2 2g

(2)上升的时间:t=

Vo g

(3)上升、下落经过同一位置时的加速度相同,而速度等值反向 (4)上升、下落经过同一段位移的时间相等。 (5)从抛出到落回原位置的时间:t =2

Vo g
Vt2-Vo2 = -2gS
(S、Vt 的正、负号的理解)

(6)适用全过程 S = Vo t -

1 2 g t ; Vt = Vo-g t ; 2

3.匀速圆周运动 匀速圆周运动
线速度: V=

s 2πR = =ωR=2 π f R T t
a=

角速度:ω=

φ
t

=

2π = 2πf T

追及问题:ωAtA=ωBtB+n2π

向心加速度:

v2 4π 2 = ω 2 R = 2 R = 4π 2 f2 R R T v2 4π 2 = mω 2 R= m 2 R = m4 π 2 n2 R R T

向心力:

F= ma = m

注意:(1)匀速圆周运动的物体的向心力就是物体所受的合外力,总是指向圆心. (2)卫星绕地球、行星绕太阳作匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。 (3)氢原子核外电子绕原子核作匀速圆周运动的向心力由原子核对核外电子的库仑力提供。

4.平抛运动 平抛运动:匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动的合运动 平抛运动 (1)运动特点:a、只受重力;b、初速度与重力垂直.尽管其速度大小和方向时刻在改变,但其运动的加速度却恒为重力加速度 g,
因而平抛运动是一个匀变速曲线运动。在任意相等时间内速度变化相等。

(2)平抛运动的处理方法:平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。 水平方向和竖直方向的两个分运动既具有独立性,又具有等时性. (3)平抛运动的规律:以物体的出发点为原点,沿水平和竖直方向建成立坐标。
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水平方向

ax=0……① vx=v0 ……② x=v0t……③

ay=0……④ 竖直方向 vy=gt……⑤ y=?gt2……⑥ Vy = Votgθ Vo =Vyctgβ

tanβ =
V=

vy vx
2

=

gt v0

Vo + V y2

Vo = Vcosθ

Vy = Vsinβ

在 Vo、Vy、V、X、y、t、θ七个物理量中,如果 已知其中任意两个,可根据以上公式求出其它五个物理量。

证明:做平抛运动的物体,任意时刻速度的反向延长线一定经过此时沿抛出方向水平总位移的中点。 证:平抛运动示意如图 设初速度为 V0,某时刻运动到 A 点,位置坐标为(x,y ),所用时间为 t. 此时速度与水平方向的夹角为 β ,速度的反向延长线与水平轴的交点为 x ' , 位移与水平方向夹角为 α .依平抛规律有: 速度: Vx= V0 Vy=gt
2 2 v = vx + vy

tanβ =

vy vx

=

gt y = v0 x ? x'

① 位移: S x= V ot
s= s +s
2 x 2 y

sy =

1 2 gt 2

y 12 gt 2 1 gt tanα = = = x v0 t 2 v0



由①②得: tan α = 所以:

1 tan β 2



y 1 y = ③ x 2 (x ? x' )

1 x ④ 2 ④式说明:做平抛运动的物体,任意时刻速度的反向延长线一定经过此时沿抛出方向水总位移的中点。
x' =
5.竖直平面内的圆周运动 竖直平面内的圆周运动
竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动研究物体通过最高点和最低点的情况,并且经常出现临界状态。(圆周运动实例) ①火车转弯 ②汽车过拱桥、凹桥 3 ③飞机做俯冲运动时,飞行员对座位的压力。 ④物体在水平面内的圆周运动(汽车在水平公路转弯,水平转盘上的物体,绳拴着的物体在光滑水平面上绕绳的一端旋转)和物体在竖直 平面内的圆周运动(翻滚过山车、水流星、杂技节目中的飞车走壁等) 。 ⑤万有引力——卫星的运动、库仑力——电子绕核旋转、洛仑兹力——带电粒子在匀强磁场中的偏转、重力与弹力的合力——锥摆、(关

健要搞清楚向心力怎样提供的) 健要搞清楚向心力怎样提供的) 提供的
(1)火车转弯 火车转弯:设火车弯道处内外轨高度差为h,内外轨间距L,转弯半径R。由于外轨略高于内轨,使得火车所受重力和支 火车转弯 持力的合力F合提供向心力。

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由 F 合 = mg tan θ ≈ mg sin θ = mg 得 v0 = Rgh L v h =m 0 L R
2

v0 = gtan ×R θ

(是内外轨对火车都无摩擦力的临界条件)

(v 0 为转弯时规定速度)

①当火车行驶速率V等于V0时,F合=F向,内外轨道对轮缘都没有侧压力

②当火车行驶V大于V0时,F合<F向,外轨道对轮缘有侧压力,F合+N= m

v2 R

③当火车行驶速率V小于V0时,F合>F向,内轨道对轮缘有侧压力,F合

v2 -N'= m R

即当火车转弯时行驶速率不等于V0时,其向心力的变化可由内外轨道对轮缘侧压力自行调节,但调节程度不宜过大,以免损坏轨道。 (2)无支承 无支承的小球,在竖直平面内作圆周运动过最高点情况: 无支承 ①临界条件:由mg+T=mv /L知,小球速度越小,绳拉力或环压力T越小,但T的最小值只能为零,此时小球以重力提供作向心力,恰能通过
2 v临
2

最高点。即mg= m

R
的速度),只有重力提供作向

结论:绳子和轨道对小球没有力的作用(可理解为恰好通过或恰好通不过 心力,临界速度V临=

gR

②能过最高点条件:V≥V临(当V≥V临时,绳、轨道对球分别产生拉力、压力) ③不能过最高点条件:V<V临(实际上球还未到最高点就脱离了轨道)
2 v高

最高点状态: mg+T1= m

L

(临界条件T1=0, 临界速度V临=
v2 低 L

gR , V≥V临才能通过)

最低点状态: T2- mg = 高到低过程机械能守恒:

m
1 2

2 2 mv低 = 1 mv高 + mg2L 2

T2- T1=6mg(g可看为等效加速度)
半圆:mgR=
1 2

mv 2

T-mg= m

v2 R

? T=3mg
U2 知) 当V=0时,N=mg(可理解为小球恰好转过或恰好转不过最高点) R

(3)有支承 有支承的小球,在竖直平面作圆周运动过最高点情况: 有支承 ①临界条件:杆和环对小球有支持力的作用 (由 mg ? N = m

② 当 0 < v < gR 时,支持力N向上且随 v 增大而减小,且 mg > N > 0 ③ 当 v = gR 时,N = 0 ④ 当 v > gR 时,N 向下(即拉力)随 v 增大而增大,方向指向圆心。
当小球运动到最高点时,速度 v < gR 时,受到杆的作用力 N (支持) 但 N < mg , (力的大小用有向线段长短表示) 当小球运动到最高点时,速度 v = gR 时,杆对小球无作用力 N = 0 当小球运动到最高点时,速度 v> gR 时,小球受到杆的拉力N作用 恰好过最高点时,此时从高到低过程 mg2R=
1 2

mv 2

低点:T-mg=mv /R ? T=5mg
2

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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 注意物理圆与几何圆的最高点、最低点的区别 (以上规律适用于物理圆,不过最高点,最低点, g都应看成等效的)

2.解决匀速圆周运动问题的一般方法 (1)明确研究对象,必要时将它从转动系统中隔离出来。 (2)找出物体圆周运动的轨道平面,从中找出圆心和半径。 (3)分析物体受力情况,千万别臆想出一个向心力来。 (4)建立直角坐标系(以指向圆心方向为x轴正方向)将力正交分解。

? v2 2π 2 2 ?∑ Fx = m = mω R = m( )R (5) 建立方程组? R T ?∑ Fy = 0 ?
3.离心运动
在向心力公式Fn=mv /R中,Fn是物体所受合外力所能提供的向心力,mv /R是物体作圆周运动所需要的向心力。当提供的向心力等于 所需要的向心力时,物体将作圆周运动;若提供的向心力消失或小于所需要的向心力时,物体将做逐渐远离圆心的运动,即离心运动。其 中提供的向心力消失时,物体将沿切线飞去,离圆心越来越远;提供的向心力小于所需要的向心力时,物体不会沿切线飞去,但沿切线和 圆周之间的某条曲线运动,逐渐远离圆心。
2 2

牛顿第二定律: 牛顿第二定律:F 合 = ma (是矢量式) ●力和运动的关系

或者 ∑Fx = m ax

∑Fy = m ay

理解:(1)矢量性 (2)瞬时性 (3)独立性 (4)同体性 (5)同系性 (6)同单位制 ①物体受合外力为零时,物体处于静止或匀速直线运动状态; ②物体所受合外力不为零时,产生加速度,物体做变速运动. ③若合外力恒定,则加速度大小、方向都保持不变,物体做匀变速运动,匀变速运动的轨迹可以是直线,也可以是曲线. ④物体所受恒力与速度方向处于同一直线时,物体做匀变速直线运动. ⑤根据力与速度同向或反向,可以进一步判定物体是做匀加速直线运动或匀减速直线运动; ⑥若物体所受恒力与速度方向成角度,物体做匀变速曲线运动. ⑦物体受到一个大小不变,方向始终与速度方向垂直的外力作用时,物体做匀速圆周运动.此时,外力仅改变速度的方向,不改变速度 的大小. ⑧物体受到一个与位移方向相反的周期性外力作用时,物体做机械振动.

表 1 给出了几种典型的运动形式的力学和运动学特征.

综上所述:判断一个物体做什么运动,一看受什么样的力,二看初速度与合外力方向的关系.
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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 力与运动的关系是基础,在此基础上,还要从功和能、冲量和动量的角度,进一步讨论运动规律.

6.万有引力及应用:与牛二及运动学公式 万有引力及应用
1 思路和方法:①卫星或天体的运动看成匀速圆周运动, ② F 心=F 万 (类似原子模型)

2 公式:G

v2 2π Mm GM = ω 2 r = ( ) 2 r ,则 v= =man,又 an= ,ω= 2 r T r r

GM r3 ,T= 2π GM r3

3 求中心天体的质量 M 和密度ρ 由G ρ=
Mm 2π =m ( ) 2 r 2 T r

可得 M=

4π 2 r 3 , GT 2 3π GT 2

M 4 πR 3 3

=

3πr 3 GR 3 T 2

当 r=R,即近地卫星绕中心天体运行时,ρ= =

轨道上正常转:

F 引=G

4π 2 Mm v2 = mω 2 R= m 2 R = m4 π 2 n2 R = F 心= ma 心= m R T r2
=7.9km/s

地面附近: G

Mm v2 = mg ? GM=gR2 (黄金代换式) mg = m ? v = gR =v R R2

第一宇宙

题目中常隐含:(地球表面重力加速度为 g);这时可能要用到上式与其它方程联立来求解。 轨道上正常转:

G

GM Mm v2 =m ? v= 2 R r r

【讨论】(v 或 EK)与 r 关系,r 最小时为地球半径时,v 第一宇宙=7.9km/s (最大的运行速度、最小的发射速度); T 最小=84.8min=1.4h

Mm 4π 2 2 G =m ω r = m r ? r2 T2
(M= ρ V 球= ρ

4π 2 r 3 M= GT 2

r3 ( = 恒量 ) ? T2

4π 2 r 3 3π T= ? ρ= 2 gR GT 2
2
球冠

4 π r3) s 球面=4 π r2 s= π r2 (光的垂直有效面接收,球体推进辐射) s 3
万有引力≈重力=向心力、 r 最小时为地球半径、
第一宇宙

=2 π Rh

3 理解近地卫星:来历、意义 最大的运行速度=v 轨道为赤道平面

=7.9km/s (最小的发射速度);T 最小=84.8min=1.4h 离地高 h=3.56x104km(为地球半径的 5.6 倍)

4 同步卫星几个一定:三颗可实现全球通讯(南北极仍有盲区) T=24h=86400s

V 同步=3.08km/s﹤V 第一宇宙=7.9km/s 5 运行速度与发射速度的区别

ω=15o/h(地理上时区)

a=0.23m/s2

6 卫星的能量:r 增 ? v 减小(EK 减小<Ep 增加),所以 E 总增加;需克服引力做功越多,地面上需要的发射速度越大

应该熟记常识: 地球公转周期 1 年, 自转周期 1 天=24 小时=86400s, 地球表面半径 6.4x103km 表面重力加速度 g=9.8 m/s2 月球公转 应该熟记常识:
周期 30 天

力学助计图 有a 结果 原因 原因 受力 v 会变化

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高中物理知识归纳( 高中物理知识归纳(二) ----------------------------力学模型及方法 连接体模型是指运动中几个物体叠放在一起、或并排在一起、或用细绳、细杆联系在一起的物体组。解决这类问题 1.连接体模型 的基本方法是整体法 隔离法。 整体法和隔离法 整体法 隔离法。 整体法是指连接体内的物体间无相对运动时,可以把物体组作为整体,对整体用牛二定律列方程 整体法 隔离法是指在需要求连接体内各部分间的相互作用(如求相互间的压力或相互间的摩擦力等)时,把某物体从连接体中隔离 隔离法 出来进行分析的方法。 F m1 m2 F1 A B F2 B A F

2 斜面模型

(搞清物体对斜面压力为零的临界条件)

斜面固定:物体在斜面上情况由倾角和摩擦因素决定

? =tg θ 物体沿斜面匀速下滑或静止 ? > tg θ 物体静止于斜面 ? < tg θ 物体沿斜面加速下滑 a=g(sin θ 一 ? cos θ )
3.轻绳、杆模型 轻绳、
绳只能受拉力,杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。 杆对球的作用力由运动情况决定 只有 θ =arctg(
a g

╰ α

)时才沿杆方向

最高点时杆对球的作用力;最低点时的速度?,杆的拉力? 若小球带电呢?

m L · E
假设单 B 下摆,最低点的速度 VB=

1 2 2gR ? mgR= mv B 2 R 1 1 '2 '2 整体下摆 2mgR=mg + mv A + mv B 2 2 2
' ' VB = 2VA ? ' VA =

3 gR 5

' ' ; VB = 2VA =

6 2gR > VB= 2 gR 5

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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 所以 AB 杆对 B 做正功,AB 杆对 A 做负功 若 V 0<

gR

,运动情况为先平抛,绳拉直沿绳方向的速度消失

即是有能量损失,绳拉紧后沿圆周下落机械能守恒。而不能够整个过程用机械能守恒。 求水平初速及最低点时绳的拉力? 换为绳时:先自由落体,在绳瞬间拉紧(沿绳方向的速度消失)有能量损失(即 v1 突然消失),再 v2 下摆机械能守恒

例:摆球的质量为 m,从偏离水平方向 30°的位置由静释放,设绳子为理想轻绳,求:小球运动到最低点 A 时绳 子受到的拉力是多少?

4.超重失重模型 系统的重心在竖直方向上有向上或向下的加速度(或此方向的分量 ay) 向上超重(加速向上或减速向下)F=m(g+a);向下失重(加速向下或减速上升)F=m(g-a)
难点:一个物体的运动导致系统重心的运动 1 到 2 到 3 过程中 (1、3 除外)超重状态 绳剪断后台称示数 系统重心向下加速

F
斜面对地面的压力? 地面对斜面摩擦力? 导致系统重心如何运动? 铁木球的运动 用同体积的水去补充

a

θ
图9

m

5.碰撞模型:特点,①动量守恒;②碰后的动能不可能比碰前大; 碰撞模型 ③对追及碰撞,碰后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度。
' ◆弹性碰撞:m1v1+m2v2= m1 v1 + m 2 v '2 (1)

1 1 1 1 2 ' mv1 + mv 2 = mv12 + mv '2 (2 ) 2 2 2 2 2 2

◆一动一静且二球质量相等的弹性正碰:速度交换 速度交换 大碰小一起向前;质量相等,速度交换;小碰大,向后返。 ◆一动一静的完全非弹性碰撞(子弹打击木块模型 子弹打击木块模型) 子弹打击木块模型 mv0+0=(m+M) v
'

1 1 2 mv 0 = (m + M)v '2 +E 损 2 2

2 mMv0 1 1 M 1 M 2 '2 2 E 损= mv 0 一 (m + M)v = = mv0 = Ek0 2 2 2(m + M) (M + m) 2 M+m

E 损 可用于克服相对运动时的摩擦力做功转化为内能 E 损=fd 相= ? mg·d 相=

1 1 2 mv 0 一 (m + M)v '2 2 2

v A M v0

L

s

1 v A B v0 A

v0

2

B

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“碰撞过程”中四个有用推论 碰撞过程”
弹性碰撞除了遵从动量守恒定律外,还具备:碰前、碰后系统的总动能相等的特征, 设两物体质量分别为 m1、m2,碰撞前速度分别为υ1、υ2,碰撞后速度分别为 u1、u2,即有 :

m1υ1+m2υ2=m1u1+m1u2

1 1 1 1 m1υ12+ m2υ22= m1u12+ m1u22 2 2 2 2
碰后的速度 u1 和 u2 表示为: u1=

m1 ? m2 2m2 υ 1+ υ2 m1 + m2 m1 + m2 2m1 m ? m1 υ 1+ 2 υ2 m1 + m2 m1 + m2

u 2=

推论一 推论一:如对弹性碰撞的速度表达式进行分析,还会发现:弹性碰撞前、后,碰撞双方的相对速度大小相等,即}: u2-u1=υ1-υ2 推论二 推论二:如对弹性碰撞的速度表达式进一步探讨,当 m1=m2 时,代入上式得: u1 = v 2 , u 2 = v1 。即当质量相等的 两物体发生弹性正碰时,速度互换。 推论三 推论三:完全非弹性碰撞碰撞双方碰后的速度相等的特征,即: u1=u2 由此即可把完全非弹性碰撞后的速度 u1 和 u2 表为: 例 3:证明:完全非弹性碰撞过程中机械能损失最大。 证明:碰撞过程中机械能损失表为: △E= u1=u2=

m1υ1 + m2υ 2 m1 + m2

1 1 1 1 m1υ12+ m2υ22― m1u12― m2u22 2 2 2 2

由动量守恒的表达式中得:

u 2=

1 (m1υ1+m2υ2-m1u1) m2

代入上式可将机械能的损失△E 表为 u1 的函数为: △E=-

m1 (m1 + m2 ) 2 m1 (m1υ1 + m2υ 2 ) 1 1 1 u1 - u1+[( m1υ12+ m2υ22)- 2m 2 m2 2 2 2m 2
u1=u2=

( m1υ1+m2υ2)2]

这是一个二次项系数小于零的二次三项式,显然:当 即当碰撞是完全非弹性碰撞时,系统机械能的损失达到最大值

m1υ1 + m2υ 2 时, m1 + m2

(m1υ1 + m2υ 2 ) 2 1 2 1 2 △Em= m1υ1 + m2υ2 - 2 2 2(m1 + m2 )
推论四 推论四:碰撞过程中除受到动量守恒以及能量不会增加等因素的制约外,还受到运动的合理性要求的制约,比 如,某物体向右运动,被后面物体追及而发生碰撞,被碰物体运动速度只会增大而不应该减小并且肯定大于或者等于 (不小于)碰撞物体的碰后速度。 人船模型:一个原来处于静止状态的系统,在系统内发生相对运动的过程中, 6.人船模型 在此方向遵从动量守恒:mv=MV ms=MS s+S=d

? s=

M d m+M

M/m=Lm/LM

载人气球原静止于高 h 的高空,气球质量为 M,人的质量为 m.若人沿绳梯滑至地面,则绳梯至少为多长?
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m
S S 20m

O R

M

7.弹簧振子模型:F=-Kx (X、F、a、v、A、T、f、EK、EP 等量的变化规律)水平型 弹簧振子模型 8.单摆模型:T=2 π 单摆模型

竖直型

L g

(类单摆)

利用单摆测重力加速度

9.波动模型:特点 .波动模型:特点:传播的是振动形式和能量,介质中各质点只在平衡位置附近振动并不随波迁移。
①各质点都作受迫振动, ②起振方向与振源的起振方向相同, ③离源近的点先振动, ④没波传播方向上两点的起振时间差=波在这段距离内传播的时间⑤波源振几个周期波就向外传几个波长。波从一种介质传播到另一种介 质,频率不改变, 波速 v=s/t= λ /T= λ f

波速与振动速度的区别 波动与振动的区别:波的传播方向 ? 质点的振动方向(同侧法 同侧法) 同侧法 知波速和波形画经过Δt 后的波形(特殊点画法和去整留零法 特殊点画法和去整留零法) 特殊点画法和去整留零法 物理解题方法: 物理解题方法:如整体法、假设法、极限法、逆向思维法、物理模型法、等效法、物理图像法等. 模型法常常有下面三种情况 (1)物理对象模型:用来代替由具体物质组成的、代表研究对象的实体系统,称为对象模型(也可称为概念模型), 即把研究的对象的本身理想化.常见的如“力学”中有质点、刚体、杠杆、轻质弹簧、单摆、弹簧振子、弹性体、绝 热物质等; (2)条件模型:把研究对象所处的外部条件理想化,排除外部条件中干扰研究对象运动变化的次要因素,突出外部条 件的本质特征或最主要的方面,从而建立的物理模型称为条件模型. (3)过程模型:把具体过理过程纯粹化、理想化后抽象出来的一种物理过程,称过程模型
其它的碰撞模型:

A

B

C

1 A

2

v0 C A B

高考物理知识归纳(三) 高考物理知识归纳 ---------------动量和能量
1.力的三种效应: 力的三种效应: 力的瞬时性(产生 a)F=ma、 ? 运动状态发生变化 ? 牛顿第二定律 时间积累效应(冲量)I=Ft、 ? 动量发生变化 ? 动量定理 空间积累效应(做功)w=Fs ? 动能发生变化 ? 动能定理 2.动量观点:动量:p=mv= 动量观点

2mE K

冲量:I = F t

动量定理:内容:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。 ’ 公式: F t = mv 一 mv (解题时受力分析和正方向的规定是关键)


I=F 合 t=F1t1+F2t2+---= ? p=P 末-P 初=mv 末-mv 初

动量守恒定律:内容、守恒条件、不同的表达式及含义: p = p ' ; ?p = 0 ; ?p1 = -?p 2
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P=P′ (系统相互作用前的总动量 P 等于相互作用后的总动量 P′) ΔP=0 (系统总动量变化为 0) 如果相互作用的系统由两个物体构成,动量守恒的具体表达式为 P1+P2=P1′+P2′ (系统相互作用前的总动量等于相互作用后的总动量) m1V1+m2V2=m1V1′+m2V2′ ΔP=-ΔP' (两物体动量变化大小相等、方向相反) 实际中应用有:m1v1+m2v2= m1 v1 + m 2 v 2 ; 0=m1v1+m2v2
' '

m1v1+m2v2=(m1+m2)v 共

原来以动量(P)运动的物体,若其获得大小相等、方向相反的动量(-P),是导致物体静止或反向运动的临界条件。即: P+(-P)=0 注意理解四性:系统性、矢量性、同时性、相对性 矢量性: 矢量性 对一维情况,先选定某一方向为正方向,速度方向与正方向相同的速度取正,反之取负,把矢量运算简化为代数运算。 相对性: 相对性 所有速度必须是相对同一惯性参照系。 同时性: 同时性 表达式中 v1 和 v2 必须是相互作用前同一时刻的瞬时速度,v1’和 v2’必须是相互作用后同一时刻的瞬时速度。 解题步骤:选对象,划过程;受力分析。所选对象和过程符合什么规律?用何种形式列方程; (先要规定正方向)求解 并讨论结果。 功与能观点: 3.功与能观点: 功 W = Fs cosθ (适用于恒力功的计算)①理解正功、零功、负功②功是能量转化的量度
W= P·t ( ? p=

W w FS = =Fv) 功率:P = t t t

(在 t 时间内力对物体做功的平均功率) P = Fv

(F 为牵引力,不是合外力;V 为即时速度时,P 为即时功率;V 为平均速度时,P 为平均功率; P 一定时,F 与 V 成正比)

动能: 动能: EK=

1 p2 mv 2 = 2 2m

重力势能 Ep = mgh (凡是势能与零势能面的选择有关)

动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量) 。
公式:

W 合= W



=W1+ W2+…+Wn= ?Ek = Ek2 一 Ek1 = 1 mV2 2 ? 1 mV1 2 2 2

机械能守恒定律:机械能=动能+重力势能+弹性势能(条件:系统只有内部的重力或弹力做功). 守恒条件:(功角度)只有重力,弹力做功;(能转化角度)只发生动能与势能之间的相互转化。 “只有重力做功”不等于“只受重力作用” 。在该过程中,物体可以受其它力的作用,只要这些力不做功,或所做功的 代数和为零,就可以认为是“只有重力做功” 。 列式形式:E1=E2(先要确定零势面)

P 减(或增)=E 增(或减)
或者

EA 减(或增)=EB 增(或减)

1 1 2 2 mgh1 + mV1 = mgh2 + mV2 2 2

?Ep 减 = ?Ek 增

除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能;滑动摩擦力和空气阻力做功 W=fd 路程 ? E 内能(发热)

4.功能关系:功和能的关系:功是能量转化的量度。有两层含义: .功能关系:
(1)做功的过程就是能量转化的过程,(2)做功的多少决定了能转化的数量,即:功是能量转化的量度 强调:功是一种过程量,它和一段位移(一段时间)相对应;而能是一种状态量,它与一个时刻相对应。两者的单位是相同的(都是 J), 但不能说功就是能,也不能说“功变成了能” 。 做功的过程是物体能量的转化过程,做了多少功,就有多少能量发生了变化,功是能量转化的量度. (1)动能定理 (2) 与 势 能 相 关 力 做 功
弹簧弹力
2 2 合外力对物体做的总功等于物体动能的增量.即 W 合 = 1 mv 2 ? 1 mv 1 = E k 2 ? E k 1 = ?E k

2

2

重力

重力做正功,重力势能减少;重力做负功,重力势能增加.重力对物体所做的功等 于物体重力势能增量的负值.即 WG=EP1—EP2= —ΔEP 弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能增加. 弹力对物体所做的功等于物体弹性势能增量的负值.即 W 弹力=EP1—EP2= —ΔEP 选校网 www.xuanxiao.com 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库

? 导致

选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 与 之 相 关 的 势 能变化 (3)机械能变化原因 分子力 电场力 分子力对分子所做的功=分子势能增量的负值
电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。注意:电荷的正负及移动方向

电场力对电荷所做的功=电荷电势能增量的负值
除重力(弹簧弹力)以外的的其它力对物体所做的功=物体机械能的增量即 WF=E2—E1=ΔE

当除重力(或弹簧弹力)以外的力对物体所做的功为零时,即机械能守恒 (4)机械能守恒定律
在只有重力和弹簧的弹力做功的物体系内,动能和势能可以互相转化,但机械能的总量保持 不变.即
2 2 EK2+EP2 = EK1+EP1, 1 mv1 + mgh1 = 1 mv 2 + mgh2 或

2

2

ΔEK = —ΔEP

(5)静摩擦力做功的 特点

(1)静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功; (2)在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的互相转移,而没有机械能与其他形式 的能的转化,静摩擦力只起着传递机械能的作用; (3)相互摩擦的系统内,一对静摩擦力对系统所做功的和总是等于零.

(6)滑动摩擦力做功 特点 “摩擦所产生的热”

(1)滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功; =滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积,即一对滑动摩擦力所做的功 (2)相互摩擦的系统内,一对滑动摩擦力对系统所做功的和总表现为负功, 其大小为:W= —fS 相对=Q 对系统做功的过程中,系统的机械能转化为其他形式的能, (S 相对为相互摩擦的物体间的相对位移;若相对运动有往复性,则 S 相对为相对运动的路程)

(7)一对作用力与反 作用力做功的特点

(1)作用力做正功时,反作用力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功;作用 力做负功、不做功时,反作用力亦同样如此. (2)一对作用力与反作用力对系统所做功的总和可以是正功,也可以是负功,还可以零.

(8)热学 外界对气体做功 (9)电场力做功 (10)电流做功

外界对气体所做的功 W 与气体从外界所吸收的热量 Q 的和=气体内能的变化 W+Q=△U (热力学第一定律,能的转化守恒定律)

W=qu=qEd=F 电 SE (与路径无关)
(1)在纯电阻电路中 w

= uIt = I 2 Rt =

u2 t R

(电流所做的功率=电阻发热功率)

(2) 在电解槽电路中,电流所做的功率=电阻发热功率+转化为化学能的的功率 (3) 在电动机电路中,电流所做的功率=电阻发热功率与输出的机械功率之和 P 电源 t =uIt= +E 其它;W=IUt > I 2 Rt (11)安培力做功 安培力所做的功对应着电能与其它形式的能的相互转化,即 W 安=△E 电, 安培力做正功,对应着电能转化为其他形式的能(如电动机模型) ; 克服安培力做功,对应着其它形式的能转化为电能(如发电机模型) ; 且安培力作功的绝对值, 等于电能转化的量值, W=F 安 d=BILd (12)洛仑兹力永不做功 (13)光学 洛仑兹力只改变速度的方向 光子的能量: E 光子=hγ;一束光能量 E 光=N×hγ(N 指光子数目) 在光电效应中,光子的能量 hγ=W+ (14)原子物理
1 2

? 内能(发热)

mv 2

原子辐射光子的能量 hγ=E 初—E 末,原子吸收光子的能量 hγ= E 末—E 初 爱因斯坦质能方程:E=mc
2

(15)能量转化和守恒 定律

对于所有参与相互作用的物体所组成的系统, 其中每一个物体的能量的数值及形式 都可能发生变化,但系统内所有物体的各种形式能量的总合保持不变

功和能的关系贯穿整个物理学。现归类整理如下:常见力做功与对应能的关系 常见的几种力做功 力的种类 ①重力 mg 做功的正负 + – 能量关系 对应的能量 重力势能 EP 变化情况 减小 增加 数量关系式 mgh=–ΔEP

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②弹簧的弹力 kx ③分子力 F 分子 ④电场力 Eq ⑤滑动摩擦力 f
⑥感应电流的安培力 F 安培

+ – + – + – – – + – + –

弹性势能 E 弹性 分子势能 E 分子 电势能 E 电势 内能 Q 电能 E 电 动能 Ek 机械能 E 机械

减小 增加 减小 增加 减小 增加 增加 增加 增加 减小 增加 减小
6

W 弹=–ΔE 弹性 W 分子力=–ΔE 分子 qU =–ΔE 电势 fs 相对= Q W 安培力=ΔE 电 W 合=ΔEk WF=ΔE 机械

⑦合力 F 合 ⑧重力以外的力 F

5.求功的方法:单位:J .求功的方法:
⊙力学:① W=Fscosα 力学

ev=1.9×10-19J
② W= P·t

度=kwh=3.6×10 J

1u=931.5Mev

( ? p=

w FS = =Fv) t t
惯穿整个高中物理的主线

③动能定理 W 合=W1+ W2+…+Wn=ΔEK=E 末-E 初 (W 可以不同的性质力做功) ④功是能量转化的量度(易忽视)主要形式有:
重力的功------量度------重力势能的变化 分子力的功-----量度------分子势能的变化

电场力的功-----量度------电势能的变化 合外力的功------量度-------动能的变化 摩擦力和空气阻力做功 W=fd 路程 ? E 内能(发热)

除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能;

与势能相关的力做功特点:如重力,弹力,分子力,电场力它们做功与路径无关,只与始末位置有关.

“功是能量转化的量度”这一基本概念理解。
⑴物体动能的增量由外力做的总功来量度:W 外=ΔEk,这就是动能定理。 ⑵物体重力势能的增量由重力做的功来量度:WG= -ΔEP,这就是势能定理。 ⑶物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度:W 其=ΔE 机,(W 其表示除重力以外的其它力做的功),这就是机械能定理。 ⑷当 W 其=0 时,说明只有重力做功,所以系统的机械能守恒。

⑸一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功,用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能,也就是系统增加的内能。f d=Q(d 为这
两个物体间相对移动的路程) 。

⊙热学: ΔE=Q+W(热力学第一定律) 热学: 热学 ⊙电学: WAB=qUAB=F 电 dE=qEdE 电学: W=QU=UIt=I Rt=U t/R
2 2

? 动能(导致电势能改变)
Q=I2Rt

E=I(R+r)=u 外+u 内=u 外+Ir P 电源 t =uIt+E 其它 P 电源=IE=I U +I2Rt
⊙磁学:安培力功 W=F 安 d=BILd 磁学 ⊙光学:单个光子能量 E=hγ 光学: 光电效应 E km
2 2 ? 内能(发热) = B BLV Ld = B L V d

R

R

一束光能量 E 总=Nhγ(N 为光子数目) 跃迁规律:hγ=E 末-E 初 注意单位的转换换算 辐射或吸收光子

=

1 2 mvm =hγ-W0 2
ΔE=Δmc2

⊙原子:质能方程:E=mc2 原子: 原子

汽车的启动问题: 汽车的启动问题: 具体变化过程可用如下示意图表示.关键是发动机的功率是否达到额定功率,
恒定功 率启动 速度 V↑F=

P定 v↑

a=

F ↓?f ↓ m

当 a=0 即 F=f 时, v 达到最大 vm

保持 vm 匀速

∣→→→变加速直线运动→→→→→→→∣→→→→匀速直线运动→→……

恒定加 速度启 动

a



=

F ? f定 m

选校网 www.xuanxiao.com P=P 额时 P↑=F 定 v↑ 当 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 当 a=0 时, P额 即P随v的 增大而增大

a 定= F



?f

F= a=

≠0,

v↑



v 达到最 大 vm,此 后匀速

即 F 一定

m

v 还要增大

F ↑?f ↓ m

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(1)若额定功率下起动,则一定是变加速运动,因为牵引力随速度的增大而减小.求解时不能用匀变速运动的规律来解. (2)特别注意匀加速起动时,牵引力恒定.当功率随速度增至预定功率时的速度(匀加速结束时的速度),并不是车行的最大速度.此后,车仍要在额定功率 下做加速度减小的加速运动(这阶段类同于额定功率起动)直至 a=0 时速度达到最大.

动量守恒: 动量守恒
内容:相互作用的物体系统,如果不受外力,或它们所受的外力之和为零,它们的总动量保持不变。 (研究对象:相互作用的两个物体或多个物体所组成的系统) 守恒条件:①系统不受外力作用。 (理想化条件) ②系统受外力作用,但合外力为零。 ③系统受外力作用,合外力也不为零,但合外力远小于物体间的相互作用力。 ④系统在某一个方向的合外力为零,在这个方向的动量守恒。 ⑤全过程的某一阶段系统受合外力为零,该阶段系统动量守恒, 即:原来连在一起的系统匀速或静止(受合外力为零),分开后整体在某阶段受合外力仍为零,可用动量守恒。

= p ' ; ?p = 0 ; ?p1 = -?p 2 (各种表达式的中文含义) ' ' 实际中有应用:m1v1+m2v2= m 1 v1 + m 2 v 2 ; 0=m1v1+m2v2 m1v1+m2v2=(m1+m2)v 共
不同的表达式及含义: p

注意理解四性:系统性、矢量性、同时性、 注意理解四性:系统性、矢量性、同时性、相对性 系统性: 系统性:研究对象是某个系统、研究的是某个过程 矢量性:不在同一直线上时进行矢量运算;在同一直线上时,取正方向,引入正负号转化为代数运算。 同时性:v1、v2 是相互作用前同一时刻的速度,v1'、v2'是相互作用后同一时刻的速度。 同系性:各速度必须相对同一参照系
解 题 步 骤: 选 对象 , 划过 程 ;受 力 分 析. 所 选对 象 和过 程 符合 什 么 规律 ? 用何 种 形 式列方 程 ( 先要 规 定正 方 向 )求解 并 讨 论结 果。 历年高考中涉及动量守量模型题: 一质量为 M 的长木板静止在光 滑水平桌面上.一质量为 m 的小 滑块以水平速度 v0 从长木板的 一端开始在木板上滑动,直到离 开木板.滑块刚离开木板时速度 为 V0/3,若把此木板固定在水平 面上,其它条件相同,求滑块离 开木板时速度?

A m O x0 3x

1996 年全国广东(24 题)

1995 年全国广东(30 题压轴题) 1997 年全国广东(25 题轴题 12 分)

1998 年全国广东(25 题轴题 12 分)

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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 试在下述简化情况下由牛顿定 律导出动量守恒定律的表达 式:系统是两个质点,相互作 用力是恒力,不受其他力,沿 直线运动要求说明推导过程中 每步的根据,以及式中各符号 和最后结果中各项的意义。
质量为 M 的小船以速度 V0 行驶,船上有 两个质量皆为 m 的小孩 a 和 b, 分别静止 站在船头和船尾. 现小孩 a 沿水平方向以 速率 v(相对于静止水面)向前跃入水中, 然后小孩 b 沿水平方向以同一速率 v(相对 于静止水面)向后跃入水中. 求小孩 b 跃 出后小船的速度.

1999 年全国广东(20 题 12 分)

2000 年全国广东(22 压轴题)

2001 年广东河南(17 题 12 分)

M 1 N

2

B
2002 年广东(19 题) 2003 年广东(19、20 题) 2004 年广东(15、17 题)

O L B O H A
2005 年广东(18 题) 2006 年广东(16、18 题) 2007 年广东(17 题)

P
L 2

C

碰撞模型:特点和注意点: 碰撞模型:特点和注意点:
①动量守恒;②碰后的动能不可能碰前大; ③对追及碰撞,碰后后面物体的速度不可能大于前面物体的速度。
' m1v1+m2v2= m1 v1 + m 2 v '2

(1)

2m 1E k1 + 2m 2 E K 2 = 2m 1E 'K1 + 2m 2 E 'K 2
2 p1 p2 p '2 p '2 + 2 = 1 + 2 2m1 2m 2 2m 1 2m 2
' v2 =

1 1 1 1 2 ' mv1 + mv 2 = mv12 + mv '2 (2 ) 2 2 2 2 2 2

v1' =

2m 2 v 2 + (m1 - m 2 )v 1 m1 + m 2

2m1v1 + (m2 - m1 )v 2 m1 + m 2

记住这个结论给解综合题带来简便。通过讨论两质量便可。 “一动一静”弹性碰撞规律:即 m2v2=0 ;

1 m 2 v 2 =0 代入(1)(2)式 、 2 2
1 1 1 1 m1v12+ m2v22= m1v1' 2+ m2v2' 2 2 2 2 2

动量守恒:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2' 动能守恒: 联立可解:v1'= 讨论(1) :
当 m1>m2 时,v1'>0,v2'>0 v1′与 v1 方向一致;

m1 ? m 2 v 1 (主动球速度下限) m1 + m 2

v2'=

2m 1 v 1 (被碰球速度上限) m1 + m 2

当 m1>>m2 时,v1'≈v1,v2'≈2v1 (高射炮打蚊子)

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当 m1=m2 时,v1'=0,v2'=v1

即 m1 与 m2 交换速度
v2′与 v1 同向;当 m1<<m2 时,v1'≈-v1,v2'≈0 (乒乓球撞铅球)

当 m1<m2 时,v1'<0(反弹) 2'>0 ,v

讨论(2) 被碰球 2 获最大速度、最大动量、最大动能的条件为 : A.初速度 v1 一定,当 m1>>m2 时,v2'≈2v1 B.初动量 p1 一定,由 p2'=m2v2'=

2m1 m2 v1 2m1v1 = m1 ,可见,当 m1<<m2 时,p2'≈2m1v1=2p1 m1 + m2 m2 + 1

C.初动能 EK1 一定,当 m1=m2 时,EK2'=EK1 一动一静的完全非弹性碰撞。 (子弹打击木块模型)是高中物理的重点。 一动一静的完全非弹性碰撞。 特点:碰后有共同速度,或两者的距离最大(最小 或系统的势能最大等等多种说法. 特点:碰后有共同速度,或两者的距离最大 最小)或系统的势能最大等等多种说法 最小 或系统的势能最大等等多种说 mv0+0=(m+M) v
'

v' =

mv 0 (主动球速度上限,被碰球速度下限) m+M
2 mMv 0 1 1 2 mv 0 一 (m + M)v '2 = 2 2 2(m + M)

1 1 2 mv 0 = (m + M)v '2 +E 损 2 2

E 损=

由上可讨论主动球、被碰球的速度取值范围

(m1 - m 2 )v1 mv 0 <v 主< m1 + m 2 m+M

mv 0 2m1 v1 <v 被< m+M m1 + m 2

讨论:①E 损 可用于克服相对运动时的摩擦力做功转化为内能
E 损=fd 相= ? mg·d 相=
2 mMv 0 1 1 2 mv 0 一 (m + M)v '2 = ? 2 2 2(m + M)

d 相=

2 mMv 0 2(m + M)f

=

2 mMv 0 2 ?g(m + M)

②也可转化为弹性势能;③转化为电势能、电能发热等等; (通过电场力或安培力做功) 子弹打木块模型:物理学中最为典型的碰撞模型 (一定要掌握) 子弹击穿木块时,两者速度不相等; 子弹未击穿木块时,两者速度相等.这两种情况的临界情况是: 当子弹从木块一端到达 另一端,相对木块运动的位移等于木块长度时,两者速度相等.? 例题:设质量为 m 的子弹以初速度 v0 射向静止在光滑水平面上的质量为 M 的木块,并留在木块中不再射出,子弹钻入木块深度为 d。求
木块对子弹的平均阻力的大小和该过程中木块前进的距离。

解析:子弹和木块最后共同运动,相当于完全非弹性碰撞。 从动量的角度看,子弹射入木块过程中系统动量守恒:

mv0 = (M + m )v
从能量的角度看,该过程系统损失的动能全部转化为系统的内能。设平均阻力大小为 f,设子弹、木块的位移大小 分别为 s1、s2,如图所示,显然有 s1-s2=d
2 对子弹用动能定理: f ? s1 = 1 mv 0 ? 1 mv 2 …………………………………① 2 2

对木块用动能定理: f ? s 2 = ①、②相减得: f ? d =

1 Mv 2 …………………………………………② 2

1 2 1 Mm 2 mv 0 ? (M + m )v 2 = v 0 ………………③ 2 2 2(M + m )

③式意义:f d 恰好等于系统动能的损失;根据能量守恒定律,系统动能的损失应该等于系统内能的增加;可见 f ? d = Q ,即两物体
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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 由于相对运动而摩擦产生的热(机械能转化为内能),等于摩擦力大小与两物体相对滑动的路程的乘积(由于摩擦力是耗散力, 摩擦生热跟路径 有关,所以这里应该用路程,而不是用位移)。

由上式不难求得平均阻力的大小: f =

2 Mmv 0 2 (M + m )d

至于木块前进的距离 s2, 可以由以上②、 ③相比得出:

s2 =

m d M +m

从牛顿运动定律和运动学公式出发,也可以得出同样的结论。试试推理。 由于子弹和木块都在恒力作用下做匀变速运动,位移与平均速度成正比:

(v + v ) / 2 v 0 + v d v 0 M + m s2 + d m = 0 = ,∴ = = , s2 = d s2 v/2 v s2 v m M +m
一般情况下 M

>> m ,所以 s2<<d。这说明在子弹射入木块过程中木块的位移很小,可以忽略不计。这就为分阶段处理问题提供了
Mm 2 v 0 ………………………………④ 2 (M + m )

依据。象这种运动物体与静止物体相互作用,动量守恒,最后共同运动的类型,

全过程动能的损失量可用公式: ? E k =

当子弹速度很大时,可能射穿木块,这时末状态子弹和木块的速度大小不再相等,但穿透过程中系统动量仍然守 恒,系统动能损失仍然是ΔEK= f d(这里的 d 为木块的厚度) ,但由于末状态子弹和木块速度不相等,所以不能再用④ 式计算ΔEK 的大小。
做这类题目时一定要画好示意图,把各种数量关系和速度符号标在图上,以免列方程时带错数据。

以上所列举的人、船模型的前提是系统初动量为零。如果发生相互作用前系统就具有一定的动量,那就不能再用 m1v1=m2v2 这种形式列方程,而要利用(m1+m2)v0= m1v1+ m2v2 列式。
特别要注意各种能量间的相互转化

高考物理力学常见几类计算题的分析 高考物理力学常见几类计算题的分析 力学
高考题物 理计算的 常见几种 类型 牛顿运动 定律的应 用与运动 学公式的 应用 题型常见特点 ( 1 )一般研究单个 物体的阶段性运动。 (2)力大小可确定, 一般仅涉及力、速 度、加速度、位移、 时间计算,通常不涉 及功、能量、动量计 算问题。 考查的主要内容
(1) 运动过程的阶段性分析与受力分 析 (2)运用牛顿第二定律求 a (3)选择最合适的运动学公式求位移、 速度和时间。 (4) 特殊的阶段性运动或二物体运动 时间长短的比较常引入速度图象帮 助解答。

解题时应注意的问题

力学二大 定理与二 大定律的 应用

(1)学会画运动情境草,并对物 体进行受力分析,以确定合外力 的方向。 (2)加速度 a 计算后,应根据物 体加减速运动确定运动学公式如 何表示(即正负号如何添加) (3)不同阶段的物理量要加角标 予以区分。 (1)功、冲量的正负判定及其表达式写法。 (1)未特别说明时,动能中速度 二大定理应用: 1) (2)动能定理、动量定理表达式的建立。 ( 均是相对地而言的,动能不能用 一 般 研 究 单 个 物 体 (3)牛顿第二定律表达式、运动学 分量表示。 运动:若出现二个物 速度公式与单一动量定理表达是完 (2)功中的位移应是对地位移; 体时隔离受力分析, 全等价的;牛顿第二定律表达式、运 功的正负要依据力与位移方向间 动学位移公式与单一动能定理表达 夹角判定,重力和电场力做功正 分别列式判定。 (2)题目出现“功”、 是完全等价的;二个物体动能表达式 负有时也可根据特征直接判定。 “ 动能 ” 、 “ 动能增加 与系统能量守恒式往往也是等价的。 (3)选用牛顿运动定律及运动学 (减少) ” 等字眼, 应用时要避免重复列式。 公式解答往往比较繁琐。 常涉及到功、力、初 (4) 曲线运动一般考虑到动能定理应 (4)运用动量定理时要注意选取 末速度、时间和长度 用,圆周运动一般还要引入向心力公 正方向,并依据规定的正方向来 式应用;匀变速直线运动往往考查到 确定某力冲量,物体初末动量的 量计算。 二个定理的应用。 正负。 二大定律应用: 1) (1)系统某一方向动量守恒时运用 (1)运用动量守恒定律时要注意 ( 一 般 涉 及 二 个 物 体 动量守恒定律。 选择某一运动方向为正方向。 运动 (2)涉及长度量、能量、相对距离 (2)系统合外力为零时,能量守 (2)题目常出现“光 计算时常运用能量守恒定律(含机械 恒式要力争抓住原来总能量与后 滑水平面”(或含“二 能守恒定律)解题。 来总能量相等的特点列式;当合 物 体 间 相 互 作 用 力 (3)等质量二物体的弹性碰撞,二 外力不为零时,常根据做多少功 选校网 www.xuanxiao.com 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库

选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 转化多少能特征列式计算。 等大反向”提示) 、 物体会交换速度。 “碰撞”、 “动量”、 “动 (4)最值问题中常涉及二物体的共 (3)多次作用问题逐次分析、列 式找规律的意识。 量变化量”、“速度” 同速度问。 等字眼,给定二物体 质量,并涉及共同速 度、最大伸长(压缩 量) 、最大高度、临 界量、相对移动距 离、作用次数等问 题。 (1)注意万有引力定律表达式中 (1)物体行星表面处所受万有引力 的两天体间距离 r 距与向心力公式 (1)涉及天体运动 近似等于物体重力,地面处重力往往 中物体环绕半径 r 的区别与联系。 问 题 , 题 目 常 出 现 远大于向心力 (2)双子星之间距离与转动半径 “卫星”、 “行星”、 “地 (2)空中环绕时万有引力提供向心力。 往往不等,列式计算时要特别小 球”、“表面”等字眼。 (3)物体所受的重力与纬度和高度 万有引力 心。 (2)涉及卫星的环 有关,涉及火箭竖直上升(下降)时 定律的应 (3)向心力公式中的物体环绕半 绕速度、周期、加速 要注意在范围运动对重力及加速度 用(一般出 径 r 是所在处的轨迹曲率半径, 当 度、质量、离地高度 的影响,而小范围的竖直上抛运动则 在选择题中) 轨迹为椭圆时,曲率半径不一定 等计算 不用考虑这种影响。 等于长半轴或短半轴。 (3)星体表面环绕 (4)当涉及转动圈数、二颗卫星最 (4)地面处重力或万有引力远大 速 度 也 称 第 一 宇 宙 近(最远距离) 、覆盖面大小问题时, 于向心力,而空中绕地球匀速圆 速度。 要注意几何上角度联系、卫星到行星 周运动时重力或万有引力等于向 中心距离与行星半径的关系。 心力。

高考物理知识归纳( 高考物理知识归纳(四) ---------------电学部分

静电场: 一、静电场 静电场:概念、规律特别多,注意理解及各规律的适用条件;电荷守恒定律,库仑定律 静电场 1.电荷守恒定律:元电荷 e = 1.6 × 10 2.库仑定律: F = K
?19

C
9 2 2

Qq r2

条件:真空中、点电荷;静电力常量 k=9×10 Nm /C

三个自由点电荷的平衡问题:“三点共线,两同夹异,两大夹小”
中间电荷量较小且靠近两边中电量较小的; q 1q 2 +

q 2 q 3 = q 1q 3

常见电场的电场线分布熟记,特别是孤立正、负电荷,等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强分布,电场线的特点及作 用.

3.力的特性(E):只要有电荷存在周围就存在电场 ,电场中某位置场强:
E=
KQ U F 定义式) 真空点电荷) (定义式) E = 2 (真空点电荷) E = q r d
共线) (匀强电场 E、d 共线

4.两点间的电势差:U、UAB:(有无下标的区别) 静电力做功 U 是(电能 ? 其它形式的能) 电动势 E 是(其它形式的能 ? 电能)

U AB =

WA →B = ? A - ? B = Ed =-UBA=-(UB-UA)与零势点选取无关) q

电场力功 W=qu=qEd=F 电 SE (与路径无关) 5.某点电势 ? 描述电场能的特性: ? =

WA→0 q

(相对零势点而言)

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理解电场线概念、特点;常见电场的电场线分布要求熟记, 特别是等量同种、异种电荷连线上及中垂线上的场强特点和规律
6.等势面(线)的特点,处于静电平衡导体是个等势体,其表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面(距导体远
近不同的等势面的特点?),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;表面曲率大的地方等势 面越密,E 越大,称为尖端放电。应用:静电感应,静电屏蔽

7.电场概念题思路:电场力的方向 ? 电场力做功 ? 电势能的变化(这些问题是电学基础 这些问题是电学基础) 这些问题是电学基础 8.电容器的两种情况分析 始终与电源相连 U 不变;当 d 增 ? C 减 ? Q=CU 减 ? E=U/d 减

仅变 s 时,E 不变。

q/c 4πkq 充电后断电源 q 不变:当 d 增 ? c 减 ? u=q/c 增 ? E=u/d= = 不变,仅变 d 时,E 不变; d εs
9 带电粒子在电场中的运动 qU=
qU' L2 qU' L 1 mv2;侧移 y= ,偏角 tgф= 2 2 2mdv 0 mdv 2 0

① 加速

W = qu 加 = qEd =

1 mv 2 2

v=

2qu 加 m

②偏转(类平抛)平行 E 方向:L=vot
2 qU 偏 L2 1 2 1 qE 2 1 qU 偏 2 U 偏 L t = t = = 竖直: y = at = 2 2 2 m 2 md 4dU 加 2mv 0

tg θ =

U L V⊥ at = = 偏 V0 V0 2dU 加
Vy =at

(θ为速度方向与水平方向夹角)

速度:Vx=V0

tgβ =

vy vo

=
1 2

gt vo

( β 为速度与水平方向夹角)

位移:Sx= V0 t ③圆周运动

Sy =

1 2

at 2

tgα =

gt 2

vo t

=

gt 2v o

( α 为位移与水平方向的夹角)

④在周期性变化电场作用下的运动

结论: 结论:
①不论带电粒子的 m、q 如何,在同一电场中由静止加速后,再进入同一偏转电场,它们飞出时的侧移和偏转角是相同的(即它们的运动轨 迹相同) ②出场速度的反向延长线跟入射速度相交于 O 点,粒子好象从中心点射出一样 (即 b

=

y L = ) tanα 2

证: tgβ

=

vy vo

=

gt vo

tgα =

1 2

gt 2 gt = vo t 2v o

tgβ = 2tgα ( αβ 的含义?)

二、恒定电流: 恒定电流: I=

q (定义) t

I=nesv(微观)

I=

u u L R= (定义) 电阻定律:R= ρ (决定) R I S
U I
闭合电路欧姆定律:I =

部分电路欧姆定律: I

=

U R

? U=IR ? R =

ε R+r

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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 路端电压:

U = ε -I r= IR Pr = I 2 r
2 2

输出功率:

P出 = Iε-I 2 r = I 2 R

电源热功率:

电源效率:

η=

P出 P总

=

R U =R+r ε
2 2 2

电功: W=QU=UIt=I Rt=U t/R

电功率 P==W/t =UI=U /R=I R 电热:Q=I Rt

对于纯电阻电路:

U2 U2 W=IUt= I Rt = t P=IU = I 2 R = R R
2

对于非纯电阻电路:

W=IUt > I 2 Rt

P=IU> I 2 r

E=I(R+r)=u 外+u 内=u 外+Ir P 电源=uIt= +E 其它 P 电源=IE=I U +I2Rt -19 6 单位:J ev=1.9×10 J 度=kwh=3.6×10 J 1u=931.5Mev 电路中串并联的特点和规律应相当熟悉
1、联电路和并联电路的特点(见下表) : 串联电路 两个基 本特点 三个重 要性质 电压 电流 电阻 U=U1+U2+U3+…… I=I1=I2=I3=…… R=R1+R2+R3+…… 并联电路 U=U1=U2=U3=…… I=I1+I2+I3+…… 1/R=1/R1+1/R2+1/R3+……

1 1 1 = + R R1 R2
电压 功率 U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3=……=I P/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3=……=I
2

R=

R1 R2 R1 + R2
2

IR=I1R1=I2R2=I3R3=……=U PR=P1R1=P2R2=P3R3=……=U

2、记住结论:①并联电路的总电阻小于任何一条支路的电阻;②当电路中的任何一个电阻的阻值增大时,电路的总电 阻增大,反之则减小。 3、电路简化原则和方法 ①原则:a、无电流的支路除去;b、电势相等的各点合并;c、理想导线可任意长短;d、理想电流表电阻为零, 理想电压表电阻为无穷大;e、电压稳定时电容器可认为断路 ②方法:a、电流分支法 电流分支法:先将各节点用字母标上,判定各支路元件的电流方向(若无电流可假设在总电路两端加 电流分支法 上电压后判定) ,按电流流向,自左向右将各元件,结点,分支逐一画出,加工整理即可;b、等势点排列法 等势点排列法:标出节 等势点排列法 点字母,判断出各结点电势的高低(电路无电压时可先假设在总电路两端加上电压) ,将各节点按电势高低自左向右排 列,再将各节点间的支路画出,然后加工整理即可。注意以上两种方法应结合使用。 4、滑动变阻器的几种连接方式 a、 限流连接: 如图, 变阻器与负载元件串联, 电路中总电压为 U, 此时负载 Rx 的电压调节范围红为

UR x ~U , Rx + R p

其中 Rp 起分压作用,一般称为限流电阻,滑线变阻器的连接称为限流连接。 b 、分压连接:如图,变阻器一部分与负载并联,当滑片滑动时,两部分电阻丝的长度发生变化,对应电阻也发 生变化, 根据串联电阻的分压原理, 其中 UAP=

R AP 当滑片 P 自 A 端向 B 端滑动时, 负载上的电压范围为 0~U, U , R AP + RPB

显然比限流时调节范围大,R 起分压作用,滑动变阻器称为分压器,此连接方式为分压连接。 一般说来,当滑动变阻器的阻值范围比用电器的电阻小得多时,做分压器使用好;反之做限流器使用好。
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5、含电容器的电路:分析此问题的关键是找出稳定后,电容器两端的电压。 6、电路故障分析:电路不能正常工作,就是发生了故障,要求掌握断路、短路造成的故障分析。 路端电压随电流的变化图线中注意坐标原点是否都从零开始

电路动态变化分析(高考的热点)各灯、表的变化情况 1 程序法:局部变化 ? R ? I ? 先讨论电路中不变部分(如:r) ? 最后讨论变化部分
总 总

局部变化 R i 2 直观法:

↑? R 总 ↑? I 总 ↓? U内 ↓? U 露 ↑ ? 再讨论其它

①任一个 R 增必引起通过该电阻的电流减小,其两端电压 UR 增加.(本身电流、电压) ②任一个 R 增必引起与之并联支路电流 I 并增加; 与之串联支路电压 U 串减小(称串反并同法)

?I ↑ ?I ↓ 局部 R i ↑? ? i ? 与之串 、 并联的电阻 ? 并 ?u i ↑ ?U 串 ↓
当 R=r 时,电源输出功率最大为 Pmax=E2/4r 而效率只有 50%,

路端电压跟负载的关系 (1)路端电压:外电路的电势降落,也就是外电路两端的电压,通常叫做路端电压。 (2)路端电压跟负载的关系
当外电阻增大时,电流减小,路端电压增大;当外电阻减小时,电流增大,路端电压减小。

定性分析:R↑→I(= R↓→I(=

E )↓→Ir↓→U(=E-Ir)↑ R+r E )↑→Ir↑→U(=E-Ir)↓ R+r E

U U

r=0
U 内=I1r U=I1R

特例: ∞ 外电路断路:R↑→I↓→Ir↓→U=E。 E 外电路短路:R↓→I(= )↑→Ir(=E)↑→U=0。 r 0
0 0

O

I

图象描述:路端电压 U 与电流 I 的关系图象是一条向下倾斜的直线。U—I 图象如图所示。
直线与纵轴的交点表示电源的电动势 E,直线的斜率的绝对值表示电源的内阻。

闭合电路中的功率 (1)闭合电路中的能量转化 qE=qU 外+qU 内 在某段时间内,电能提供的电能等于内、外电路消耗的电能的总和。 电源的电动势又可理解为在电源内部移送 1C 电量时,电源提供的电能。 (2)闭合电路中的功率:EI=U 外 I+U 内 I ? EI=I2R+I2r
说明电源提供的电能只有一部分消耗在外电路上,转化为其他形式的能,另一部分消耗在内阻上,转化为内能。

(3)电源提供的电功率:又称之为电源的总功率。P=EI= R↑→P↓,R→∞时,P=0。

E2 R+r

E2 R↓→P↑,R→0 时,Pm= 。 r RE R+r

(4)外电路消耗的电功率:又称之为电源的输出功率。P=U 外 I E 定性分析:I= R+r U 外=E-Ir=

从这两个式子可知,R 很大或 R 很小时,电源的输出功率均不是最大。 定量分析:P 外=U 外 I= RE2 E2 E2 = (当 R=r 时,电源的输出功率为最大,P 外 max= ) 4r (R+r)2 (R-r)2 +4r R U P R=r 选校网 www.xuanxiao.com 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 E E2
4r

E/2 O R rR R O I E/2r E/r

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图象表述:

从 P-R 图象中可知,当电源的输出功率小于最大输出功率时,对应有两个外电阻 R1、R2 时电源的输出功率相等。 可以证明,R1、R2 和 r 必须满足:r= R1R2。 (5)内电路消耗的电功率:是指电源内电阻发热的功率。 P 内=U 内 I= rE2 (R+r)2 R↑→P 内↓,R↓→P 内↑。

P外 R (6)电源的效率:电源的输出功率与总功率的比值。η= = P R+r 当外电阻 R 越大时,电源的效率越高。当电源的输出功率最大时,η=50%。 高考物理知识归纳( 高考物理知识归纳(五) ------------------------电学实验专题
测电动势和内阻 测电动势和内阻

(1)直接法:外电路断开时,用电压表测得的电压 U 为电动势 E ;U=E (2)通用方法:AV 法测要考虑表本身的电阻,有内外接法;
①单一组数据计算,误差较大 ②应该测出多组(u,I)值,最后算出平均值 ③作图法处理数据,(u,I)值列表,在 u--I 图中描点,最后由 u--I 图线求出较精确的 E 和 r。 (一)即计算法:画出各种电路图

(3)特殊方法

E = I1 (R 1 + r) E = I 2 (R 2 + r)

E=

I1I2 (R1 - R 2 ) I 2 - I1

r=

I 1 R 1 - I 2 R 2 (一个电流表和两个定值电阻) I 2 - I1

E = u 1 + I1r E = u 2 + I2r
u1 r R1 u E = u2 + 2 r R2 E = u1 +

E=

I1u 2 - I2 u1 I1 - I 2

r=

u 2 - u1 I1 - I 2
r=

(一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器)

E=

u 1u 2 (R 1 - R 2 ) u 2 R 1 - u1R 2

(u 1 - u 2 )R 1R 2 (一个电压表 u 2 R 1 - u1R 2

和两个定值电阻)

(二)测电源电动势ε和内阻 r 有甲、乙两种接法,如图 甲法中所测得ε和 r 都比真实值小,ε/r 测=ε测/r 真; 乙法中,ε测=ε真,且 r 测= r+rA。 (三)电源电动势ε也可用两阻值不同的电压表 A、B 测定,单独使用 A 表时,读数是 UA,单独使用 B 表时,读数是 UB,用 A、B 两 表测量时,读数是 U,则ε=UAUB/(UA-U) 。

电阻的测量
AV 法测:要考虑表本身的电阻,有内外接法;多组(u,I)值,列表由 u--I 图线求。怎样用作图法处理数据 欧姆表测:测量原理 两表笔短接后,调节 Ro 使电表指针满偏,得 电流为 被测电阻大小 使用方法:机械调零、选择量程(大到小)、欧姆调零、测量读数时注意挡位(即倍率)、 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。 拨 off 挡。 Ig=E/(r+Rg+Ro) 接入被测电阻 Rx 后通过电表的 由于 Ix 与 Rx 对应,因此可指示 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R 中+Rx)

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选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 电桥法测:

R R R R1 = 3 ?R= 2 3 R2 R X R1

半偏法测表电阻: 断 s2,调 R1 使表满偏; 闭 s2,调 R2 使表半偏.则 R 表=R2; V G R2 R1 R2 S 2 R1 S1 S

一、测量电路( 内、外接法 ) 记忆决调 “内”字里面有一个“大”字 测量电路(
计算比较法 类型 电路图 R 测与 R 真比较 条件 己知 Rv、RA 及 Rx 大致值时

V A


R
V

R 测=

R x ≈ R v ?R A UR + UA =RX+RA > RX I 适于测大电阻

Rx > R A R v

A


R 测=

R

R xR v U R ≈ R A ?R v = <Rx x Iv + IR R x + R v
适于测小电阻

RX < R A R v

当 Rv、RA 及 Rx 末知时,采用实验判断法: 动端与 a 接时(I1;u1) ,I 有较大变化(即 u1 - u 2 < I1 - I 2 )说明 v 有较大电流通过,采用内接法 u1 I1 动端与 c 接时(I2;u2) ,u 有较大变化(即 u1 - u 2 > I1 - I 2 )说明 A 有较强的分压作用,采用内接法 u1 I1

测量电路( 内、外接法 )选择方法有(三) ①Rx 与 Rv、RA 粗略比较 ② 计算比较法 Rx 与 R A R v 比较

③当 Rv、RA 及 Rx 末知时,采用实验判断法: 供电电路( 限流式、 二、供电电路 限流式、调压式 )
电路图 电压变化范围 电流变化范围 优势 选择方法

限流

R E E E ~E ~ Rx + R滑 Rx + R滑 Rx
E 0~ Rx

Rx 比较小、R 滑 比较大, 电路简单 附加功耗小 电压变化范围大 要求电压 从 0 开始变化 R 滑全>n 倍的 Rx 通电前调到最大 Rx 比较大、R 滑 比较小 R 滑全>Rx/2 通电前调到最小

调压

0~E

: 以“供电电路”来控制“测量电路” 采用以小控大的原则 供电电路”来控制“测量电路”
电路由测量电路和供电电路两部分组成,其组合以减小误差,调整处理数据两方便 R 滑唯一:比较 R 滑与 Rx Rx<R 滑<10 Rx
RX ? 10
确定 ?

控制电路

R 滑不唯一:实难要求 ? 确定控制电路 ? R 滑 实难要求:①负载两端电压变化范围大。 ②负载两端电压要求从 0 开始变化。 ③电表量程较小而电源电动势较大。 有以上 3 种要求都采用调压供电。 无特殊要求都采用限流供电

? 限流方式

R 滑 ? R x ? 分压接法

R 滑≈Rx 两种均可,从节能角度选限流

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仪表)和电路 三、选实验试材(仪表 和电路 选实验试材 仪表 和电路,
按题设实验要求组装电路,画出电路图,能把实物接成实验电路,精心按排操作步骤,过程中需要测?物理量,结果表达式中各符号的含义.

(1)选量程的原则:测 u I,指针超过 1/2,

测电阻刻度应在中心附近.

(2)方法:

先画电路图,各元件的连接方式(先串再并的连线顺序)

明确表的量程,画线连接各元件,铅笔先画,查实无误后,用钢笔填, 先画主电路,正极开始按顺序以单线连接方式将主电路元件依次串联,后把并联无件并上.

(3)注意事项:表的量程选对,正负极不能接错;导线应接在接线柱上,且不能分叉;不能用铅笔画 用伏安法测小电珠的伏安特性曲线:测量电路用外接法,供电电路用调压供电。 (4)实物图连线技术 无论是分压接法还是限流接法都应该先把伏安法部分接好;即:先接好主电路(供电电路). 对限流电路,只需用笔画线当作导线,从电源正极开始,把电源、电键、滑动变阻器、伏安法四部分依次串联起来即 可(注意电表的正负接线柱和量程,滑动变阻器应调到阻值最大处)。 对分压电路,应该先把电源、电键和滑动变阻器的全部电阻丝三部分用导线连接起来,然后在滑动变阻器电阻丝两端 之中任选一个接头,比较该接头和滑动触头两点的电势高低,根据伏安法部分电表正负接线柱的情况,将伏安法部分 接入该两点间。

分压(滑动变阻器的下两个接线柱一定连在电源和电键的两端) 实物连线的总思路 画出电路图→连滑动变阻器→ 限流(一般连上一接线柱和下一接线柱) (两种情况合上电键前都要注意滑片的正确位 电表的正负接线柱 →连接总回路: 总开关一定接在干路中 导线不能交叉 微安表改装成各种表: 微安表改装成各种表:关健在于原理 首先要知:微安表的内阻、满偏电流、满偏电压。 采用半偏法先测出表的内阻;最后要对改装表进行较对。 (1)改为 V 表:串联电阻分压原理
ug Rg = u - ug R ?R=( u - ug ug ) R = (n - 1)R g

(n 为量程的扩大倍数)

(2)改为 A 表:串联电阻分流原理

Ig R g = (I - Ig )R ? R =
(3)改为欧姆表的原理

Ig I - Ig

Rg =

1 Rg n -1

(n 为量程的扩大倍数)

两表笔短接后,调节 Ro 使电表指针满偏,得 接入被测电阻 Rx 后通过电表的电流为

Ig=E/(r+Rg+Ro)

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

高考物理知识归纳( 高考物理知识归纳(六) ----------------------磁场、电磁感应和交流电 磁场、
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磁场 基本特性,来源,
方向(小磁针静止时极的指向,磁感线的切线方向,外部(N → S)内部(S → N) 要熟悉五种典型磁场的磁感线空间分布(正确分析解答问题的关健) 脑中要有各种磁源产生的磁感线的立体空间分布观念;会从不同的角度看、 能够将磁感线分布的立体、空间图转化成不同方向的平面图(正视、符视、 安培右手定则:电产生磁 安培分子电流假说,磁产生的实质(磁现象电本质) 安培左手定则(与力有关) 磁通量概念一定要指明“是哪一个面积 画、识 各种磁感线分布图 侧视、剖视图) 奥斯特和罗兰实验 的、方向如何”且是双向标量 组成闭合曲线

F 安=B I L

推导 ?

f 洛=q B v

建立电流的微观图景(物理模型)

从安培力 F=ILBsinθ和 I=neSv 推出 f=qvBsinθ。 典型的比值定义
(E=

F q
F IL

E=k

Q r2

) (B=

F IL

B=k

I r2

) (u=

w a→ b W ? A = A →0 q q
E Lv
;

) ( R=

u I

R= ρ

L S

) (C=

Q u

C=

εs ) 4π k d

磁感强度 B:由这些公式写出 B 单位,单位 ? 公式 单位, :
B= ; B=

φ

S

;

E=BLv

?

B=

; B=k

I r2

(直导体) ;B= ? NI(螺线管)
u

v2 qBv = m ? R

mv R= ? qB


mv B= qR u d

E u qBv = qE ? B = = d = v v dv

电学中的三个力:F

=q E =q

F 安=B I L

f 洛= q B v

注意:①、B⊥L 时,f 洛最大,f 洛= q B v (f 、B 、v 三者方向两两垂直且力 f 方向时刻与速度 v 垂直) ? 导致粒子做匀速圆周运动。 ②、B || v 时,f 洛=0

? 做匀速直线运动。

③、B 与 v 成夹角时, (带电粒子沿一般方向射入磁场) , 可把 v 分解为(垂直 B 分量 v⊥,此方向匀速圆周运动;平行 B 分量 v|| ,此方向匀速直线运动。 )

? 合运动为等距螺旋线运动。
2

带电粒子在磁场中圆周运动(关健是画出运动轨迹图 画图应规范 。 画图应规范) 带电粒子在磁场中圆周运动(关健是画出运动轨迹图,画图应规范)

规律: qBv = m v ? R = mv
R qB

(不能直接用)

T=

2πR 2πm = v qB

1、找圆心:①(圆心的确定)因 f 洛一定指向圆心,f 洛⊥v 任意两个 f 洛方向的指向交点为圆心;
②任意一弦的中垂线一定过圆心; ③两速度方向夹角的角平分线一定过圆心。
2

2、求半径(两个方面 :①物理规律 qBv = m v ? R = mv 两个方面)
R qB
②由轨迹图得出几何关系方程 (

解题时应突出这两条方程 )

几何关系:速度的偏向角 ? =偏转圆弧所对应的圆心角(回旋角) α =2 倍的弦切角 θ 相对的弦切角相等,相邻弦切角互补 由轨迹画及几何关系式列出:关于半径的几何关系式去求。

3、求粒子的运动时间:偏向角(圆心角、回旋角) α =2 倍的弦切角 θ ,即 α =2 θ

t=

圆心角(回旋角) 2π (或 360 )
0

×T

4、 圆周运动有关的对称规律: 特别注意在文字中隐含着的临界条件
a、从同一边界射入的粒子,又从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等。 选校网 www.xuanxiao.com 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库

选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 b、在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,一定沿径向射出。 注意:均匀辐射状的匀强磁场,圆形磁场,及周期性变化的磁场。

电磁感应:. 电磁感应:
1.法拉第电磁感应定律:电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比,这就是法拉第电磁感应定律。 法拉第电磁感应定律: 法拉第电磁感应定律

内容:电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
2.[感应电动势的大小计算公式 感应电动势的大小计算公式] 感应电动势的大小计算公式
1) E=BLV 2) (垂直平动切割)

E=n

?φ ?B × s B × ?s ?φ =n =n = …=?(普适公式) ε∝ (法拉第电磁感应定律) ?t ?t ?t ?t
(线圈转动切割) 4)E = BL2 ω /2 5)*自感 E 自=n?Φ/?t==L

3) E= nBSωsin(ωt+Φ) m=nBSω ;E (直导体绕一端转动切割) ( 自感 )

?I ?t

3.楞次定律 感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化,这就是楞次定律。 楞次定律: 楞次定律 内容:感应电流具有这样的方向,就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 B 感和 I 感的方向判定:楞次定律(右手) 深刻理解“阻碍”两字的含义(I 感的 B 是阻碍产生 I 感的原因) 的方向判定 B 原方向?;B 原?变化(原方向是增还是减);I 感方向?才能阻碍变化;再由 I 感方向确定 B 感方向。 楞次定律的多种表述 ①从磁通量变化的角度:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 ②从导体和磁场的相对运动:导体和磁体发生相对运动时,感应电流的磁场总是阻碍相对运动。 ③从感应电流的磁场和原磁场:感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。(增反、减同) ④楞次定律的特例──右手定则 在应用中常见两种情况:一是磁场不变,导体回路相对磁场运动;二是导体回路不动,磁场发生变化。 磁通量的变化与相对运动具有等效性:磁通量增加相当于导体回路与磁场接近,磁通量减少相当于导体回路与磁 场远离。因此, 从导体回路和磁场相对运动的角度来看,感应电流的磁场总要阻碍相对运动; 从穿过导体回路的磁通量变化的角度来看,感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化。 能量守恒表述:I 感效果总要反抗产生感应电流的原因 电磁感应现象中的动态分析,就是分析导体的受力和运动情况之间的动态关系。 一般可归纳为: 导体组成的闭合电路中磁通量发生变化 ? 导体中产生感应电流 ? 导体受安培力作用 ? 导体所受合力随之变化 ? 导体的加速度变化 ? 其速度随之变化 ? 感应电流也随之变化 周而复始地循环,最后加速度小致零(速度将达到最大)导体将以此最大速度做匀速直线运动 “阻碍”和“变化”的含义 感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化,而不是阻碍引起感应电流的磁场。因此,不能认为感 应电流的磁场的方向和引起感应电流的磁场方向相反。 磁通量变化 感应电流 产生 阻碍 产生 感应电流的磁场
发生电磁感应现象的这部分电路就相当于电源,在电源的内部,电流的方向是从低电势流向高电势。

4.电磁感应与力学综合 电磁感应与力学综合
方法:从运动和力的关系着手,运用牛顿第二定律 选校网 www.xuanxiao.com 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库

选校网 www.xuanxiao.com 高考频道 专业大全 历年分数线 上万张大学图片 大学视频 院校库 (1)基本思路:受力分析→运动分析→变化趋向→确定运动过程和最终的稳定状态→由牛顿第二列方程求解. 电磁感应 (2)注意安培力的特点: 导体运动 v 感应电动势 E 欧 闭 姆 合 阻 定 电 碍 律 路 磁场对电流的作用

安培力 F

感应电流 I

(3)纯力学问题中只有重力、弹力、摩擦力,电磁感应中多一个安培力,安培力随速度变化,部分弹力及相应的摩擦力也随之而变,导致物 体的运动状态发生变化,在分析问题时要注意上述联系.

5.电磁感应与动量、能量的综合 电磁感应与动量、 电磁感应与动量
方法:(1)从动量角度着手,运用动量定理或动量守恒定律 ①应用动量定理可以由动量变化来求解变力的冲量,如在导体棒做非匀变速运动的问题中,应用动量定理可以解决牛顿运动定律不易 解答的问题. ②在相互平行的水平轨道间的双棒做切割磁感线运动时,由于这两根导体棒所受的安培力等大反向,合外力为零,若不受其他外力, 两导体棒的总动量守恒.解决此类问题往往要应用动量守恒定律. (2)从能量转化和守恒着手,运用动能定律或能量守恒定律 ①基本思路:受力分析→弄清哪些力做功,正功还是负功→明确有哪些形式的能量参与转化,哪增哪减→由动能定理或能量守恒定律列方 程求解.

→ → ②能量转化特点:其它能(如:机械能) ?????? 电能 ????? 内能(焦耳热)

安培力做负功

电流做功

6.电磁感应与电路综合 电磁感应与电路综合
方法:在电磁感应现象中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路相当于电源.解决电磁感应与电路综合问题的基本思路是: (1)明确哪部分相当于电源,由法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向. (2)画出等效电路图. (3)运用闭合电路欧姆定律.串并联电路的性质求解未知物理量.

功能关系:电磁感应现象的实质是不同形式能量的转化过程。因此从功和能的观点入手, 分析清楚电磁感应过程中能量转化关系,往往是解决电磁感应问题的关健,也是处理此类题目的捷径之一。

交变电流

电磁场
?Φ =0; ?t

交变电流(1)中性面线圈平面与磁感线垂直的位置,或瞬时感应电动势为零的位置。 中性面的特点:a.线圈处于中性面位置时,穿过线圈的磁通量Φ最大,但
产生:矩形线圈在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。

变化规律 e=NBSωsinωt=Emsinωt;i=Imsinωt;(中性面位置开始计时),最大值 Em=NBSω ... 四值:①瞬时值②最大值③有效值电流的热效应规定的;对于正弦式交流 U=
2 I1 + I 2 2 2

Um 2

=0.707Um ④平均值

不对称方波: I =

不对称的正弦波 I =

I2 + I2 m1 m2 2

求某段时间内通过导线横截面的电荷量 Q=IΔt=εΔt/R=ΔΦ/R 我国用的交变电流,周期是 0.02s,频率是 50Hz,电流方向每秒改变 100 次。 表达式:e=e=220 2 sin100πt=311sin100πt=311sin314t 线圈作用是“通直流,阻交流;通低频,阻高频” . 电容的作用是“通交流、隔直流;通高频、阻低频” .
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变压器两个基本公式:① U 1 = n1 U 2 n2

②P 入=P 出,输入功率由输出功率决定, ...........

远距离输电:一定要画出远距离输电的示意图来, 包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个 变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n1、n1/ n2、n2/,相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。

功率之间的关系是:P1=P1/,P2=P2/,P1/=Pr=P2。 电压之间的关系是:

U 1 n1 U 2 n2 ′ = , = ,U 1 = U r + U 2 。 ′ ′ ′ U 1 n1 U 2 n′ 2

电流之间的关系是:

′ ′ I 1 n1 I 2 n2 = , = , I 1′ = I r = I 2 .求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。 ′ ′ I 1 n1 I 2 n2
′ U1 2 。 r

输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。 分析和计算时都必须用 Pr = I r2 r , U r = I r r ,而不能用 Pr =
2

特别重要的是要会分析输电线上的功率损失 Pr = ? P1 ? ? ρ L ∝ 1 , ? ? ?U ′ ? S U 1′ 2 S ? 1? 解决变压器问题的常用方法(解题思路)
①电压思路.变压器原、副线圈的电压之比为 U1/U2=n1/n2;当变压器有多个副绕组时 U1/n1=U2/n2=U3/n3=…… ②功率思路.理想变压器的输入、输出功率为 P 入=P 出,即 P1=P2;当变压器有多个副绕组时 P1=P2+P3+…… ③电流思路.由 I=P/U 知,对只有一个副绕组的变压器有 I1/I2=n2/n1;当变压器有多个副绕组时 n1I1=n2I2+n3I3+…… ④(变压器动态问题)制约思路. (1)电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定时,输出电压 U2 由输入电压决定,即 U2=n2U1/n1,可简述为“原制约副”. (2)电流制约:当变压器原、副线圈的匝数比(n1/n2)一定,且输入电压 U1 确定时,原线圈中的电流 I1 由副线圈中的输出电流 I2 决 定,即 I1=n2I2/n1,可简述为“副制约原”. (3)负载制约:①变压器副线圈中的功率 P2 由用户负载决定,P2=P 负 1+P 负 2+…; ②变压器副线圈中的电流 I2 由用户负载及电压 U2 确定,I2=P2/U2; ③总功率 P 总=P 线+P2. 动态分析问题的思路程序可表示为:

U n 2 1 = 1 I = 2 R U n U1 负载 2 2 ?? ? ??→ U ?? ? ? ??→ I 2 2 决定 决定 U

P = P2 ( I1U1 = I U ) P = I1U 1 1 ?? ?? ?? ?2?2 → I ?? ??1 → P1 ? ? 1 决定 决定
”型变压器时有

⑤原理思路.变压器原线圈中磁通量发生变化,铁芯中ΔΦ/Δt 相等;当遇到“

ΔΦ1/Δt=ΔΦ2/Δt+ΔΦ3/Δt,适用于交流电或电压(电流)变化的直流电,但不适用于恒定电流

高考物理知识归纳( 高考物理知识归纳(七)
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-----------热、光、核物理、振动和波 核物理、

1、光学:美国迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光 、
反射定律(物像关于镜面对称);由偏折程度直接判断各色光的 折射定律 n =

速,

n

sini sin 90 o λ空 C = = = sin γ v介 sinC λ介

光学中的一个现象一串结论
色散现象
红 黄 紫

n

v
大 小

λ(波动性)
大 (明显)

衍射 容易 难

C临

干涉间距

γ (粒子性) 小
(不明显)

E 光子

光电效应 难 易

小 大

小 大

大 小

小 大

小 (不明显)

大 (明显)

结论:(1)折射率 n、 ;
(2)全反射的临界角 C; (3)同一介质中的传播速率 v; (4)在平行玻璃块的侧移△x (5)光的频率γ,频率大,粒子性明显.; (6)光子的能量 E=hγ则光子的能量越大。越容易产生光电效应现象 (7)在真空中光的波长λ,波长大波动性显著; (8)在相同的情况下,双缝干涉条纹间距 x 越来越窄 (9)在相同的情况下,衍射现象越来越不明显

全反射的条件:光密到光疏;入射角等于或大于临界角 全反射现象:让一束光沿半圆形玻璃砖的半径射到直边上,可以看到一部分光线从玻璃直边上折射到空气中,一部分光线反射回玻璃
砖内.逐渐增大光的入射角,将会看到折射光线远离法线,且越来越弱.反射光越来越强,当入射角增大到某一角度 C 临时,折射角达到 900,即是 折射光线完全消失,只剩下反射回玻璃中的光线.这种现象叫全反射现象.折射角变为 900 时的入射角叫临界角

应用:光纤通信(玻璃 sio2) 内窥镜 海市蜃楼 沙膜蜃景 炎热夏天柏油路面上的蜃景 水中或玻璃中的气泡看起来很亮.

理解:同种材料对不同色光折射率不同;同一色光在不同介质中折射率不同。
几个结论:1 紧靠点光源向对面墙平抛的物体,在对面墙上的影子的运动是匀速运动。 2、两相互正交的平面镜构成反射器,任何方向射入某一镜面的光线经两次反射后一定与原入射方向平行反

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