物理必考知識點(diǎn)總結(jié)3篇
總結(jié)是對過去一定時期的工作、學(xué)習(xí)或思想情況進(jìn)行回顧、分析,并做出客觀評價的書面材料,它可以使我們更有效率,為此要我們寫一份總結(jié)。你所見過的總結(jié)應(yīng)該是什么樣的?以下是小編幫大家整理的物理必考知識點(diǎn)總結(jié),歡迎大家分享。
物理必考知識點(diǎn)總結(jié)1
萬有引力是由于物體具有質(zhì)量而在物體之間產(chǎn)生的一種相互作用。它的大小和物體的質(zhì)量以及兩個物體之間的距離有關(guān)。物體的質(zhì)量越大,它們之間的萬有引力就越大;物體之間的距離越遠(yuǎn),它們之間的萬有引力就越小。
兩個可看作質(zhì)點(diǎn)的物體之間的萬有引力,可以用以下公式計(jì)算:F=GmM/r^2,即萬有引力等于引力常量乘以兩物體質(zhì)量的乘積除以它們距離的平方。其中G代表引力常量,其值約為6.67×10的負(fù)11次方單位N·m2/kg2。為英國科學(xué)家卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)測得。
萬有引力的推導(dǎo):若將行星的軌道近似的看成圓形,從開普勒第二定律可得行星運(yùn)動的角速度是一定的,即:
ω=2π/T(周期)
如果行星的質(zhì)量是m,離太陽的距離是r,周期是T,那么由運(yùn)動方程式可得,行星受到的力的作用大小為
mrω^2=mr(4π^2)/T^2
另外,由開普勒第三定律可得
r^3/T^2=常數(shù)k'
那么沿太陽方向的力為
mr(4π^2)/T^2=mk'(4π^2)/r^2
由作用力和反作用力的關(guān)系可知,太陽也受到以上相同大小的力。從太陽的角度看,
(太陽的質(zhì)量M)(k'')(4π^2)/r^2
是太陽受到沿行星方向的力。因?yàn)槭窍嗤笮〉牧,由這兩個式子比較可知,k'包含了太陽的質(zhì)量M,k''包含了行星的質(zhì)量m。由此可知,這兩個力與兩個天體質(zhì)量的乘積成正比,它稱為萬有引力。
如果引入一個新的常數(shù)(稱萬有引力常數(shù)),再考慮太陽和行星的質(zhì)量,以及先前得出的4·π2,那么可以表示為
萬有引力=GmM/r^2
兩個通常物體之間的萬有引力極其微小,我們察覺不到它,可以不予考慮。比如,兩個質(zhì)量都是60千克的人,相距0.5米,他們之間的萬有引力還不足百萬分之一牛頓,而一只螞蟻拖動細(xì)草梗的力竟是這個引力的1000倍!但是,天體系統(tǒng)中,由于天體的質(zhì)量很大,萬有引力就起著決定性的作用。在天體中質(zhì)量還算很小的地球,對其他的物體的萬有引力已經(jīng)具有巨大的影響,它把人類、大氣和所有地面物體束縛在地球上,它使月球和人造地球衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)而不離去。
重力,就是由于地面附近的物體受到地球的萬有引力而產(chǎn)生的。
任意兩個物體或兩個粒子間的與其質(zhì)量乘積相關(guān)的吸引力。自然界中最普遍的力。簡稱引力,有時也稱重力。在粒子物理學(xué)中則稱引力相互作用和強(qiáng)力、弱力、電磁力合稱4種基本相互作用。引力是其中最弱的一種,兩個質(zhì)子間的萬有引力只有它們間的電磁力的1/1035,質(zhì)子受地球的引力也只有它在一個不強(qiáng)的電場1000伏/米的電磁力的1/1010。因此研究粒子間的作用或粒子在電子顯微鏡和加速器中運(yùn)動時,都不考慮萬有引力的作用。一般物體之間的引力也是很小的,例如兩個直徑為1米的鐵球,緊靠在一起時,引力也只有1.14×10^(-3)牛頓,相當(dāng)于0.03克的一小滴水的重量。但地球的質(zhì)量很大,這兩個鐵球分別受到4×104牛頓的地球引力。所以研究物體在地球引力場中的運(yùn)動時,通常都不考慮周圍其他物體的引力。天體如太陽和地球的`質(zhì)量都很大,乘積就更大,巨大的引力就能使龐然大物繞太陽轉(zhuǎn)動。引力就成了支配天體運(yùn)動的的一種力。恒星的形成,在高溫狀態(tài)下不彌散反而逐漸收縮,最后坍縮為白矮星、中子星和黑洞,也都是由于引力的作用,因此引力也是促使天體演化的重要因素。
物理必考知識點(diǎn)總結(jié)2
一、基本概念
1、質(zhì)點(diǎn)
2、 參考系
3、坐標(biāo)系
4、時刻和時間間隔
5、路程:物體運(yùn)動軌跡的長度
6、位移:表示物體位置的變動?捎脧钠瘘c(diǎn)到末點(diǎn)的有向線段來表示,是矢量。位移的大小小于或等于路程。
7、速度:
物理意義:表示物體位置變化的快慢程度。
分類平均速度:方向與位移方向相同
瞬時速度:
與速率的區(qū)別和聯(lián)系速度是矢量,而速率是標(biāo)量
平均速度=位移/時間,平均速率=路程/時間
瞬時速度的大小等于瞬時速率
8、加速度
物理意義:表示物體速度變化的快慢程度
定義:(即等于速度的變化率)
方向:與速度變化量的方向相同,與速度的方向不確定。(或與合力的方向相同)
物理必考知識點(diǎn)總結(jié)3
一、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(1)-----直線運(yùn)動
1)勻變速直線運(yùn)動
1、平均速度V平=s/t(定義式)2、有用推論Vt2-Vo2=2as
3、中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24、末速度Vt=Vo+at
5、中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26、位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7、加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0}
8、實(shí)驗(yàn)用推論Δs=aT2{Δs為連續(xù)相鄰相等時間(T)內(nèi)位移之差}
9、主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3、6km/h。
注:
(1)平均速度是矢量;
(2)物體速度大,加速度不一定大;
(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式;
(4)其它相關(guān)內(nèi)容:質(zhì)點(diǎn)、位移和路程、參考系、時間與時刻〔見第一冊P19〕/s--t圖、v--t圖/速度與速率、瞬時速度〔見第一冊P24〕。
2)自由落體運(yùn)動
1、初速度Vo=0
2、末速度Vt=gt
3、下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計(jì)算)
4、推論Vt2=2gh
注:
(1)自由落體運(yùn)動是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,遵循勻變速直線運(yùn)動規(guī)律;
(2)a=g=9、8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
(3)豎直上拋運(yùn)動
1、位移s=Vot-gt2/22、末速度Vt=Vo-gt(g=9、8m/s2≈10m/s2)
3、有用推論Vt2-Vo2=-2gs4、上升高度Hm=Vo2/2g(拋出點(diǎn)算起)
5、往返時間t=2Vo/g(從拋出落回原位置的時間)
注:
(1)全過程處理:是勻減速直線運(yùn)動,以向上為正方向,加速度取負(fù)值;
(2)分段處理:向上為勻減速直線運(yùn)動,向下為自由落體運(yùn)動,具有對稱性;
(3)上升與下落過程具有對稱性,如在同點(diǎn)速度等值反向等。
二、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(2)----曲線運(yùn)動、萬有引力
1)平拋運(yùn)動
1、水平方向速度:Vx=Vo2、豎直方向速度:Vy=gt
3、水平方向位移:x=Vot4、豎直方向位移:y=gt2/2
5、運(yùn)動時間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2)
6、合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7、合位移:s=(x2+y2)1/2,
位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8、水平方向加速度:ax=0;豎直方向加速度:ay=g
注:
(1)平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動,加速度為g,通?煽醋魇撬椒较虻膭蛩僦本運(yùn)與豎直方向的自由落體運(yùn)動的合成;
(2)運(yùn)動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關(guān);
(3)θ與β的關(guān)系為tgβ=2tgα;
(4)在平拋運(yùn)動中時間t是解題關(guān)鍵;(5)做曲線運(yùn)動的物體必有加速度,當(dāng)速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時,物體做曲線運(yùn)動。
2)勻速圓周運(yùn)動
1、線速度V=s/t=2πr/T2、角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3、向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r4、向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5、周期與頻率:T=1/f6、角速度與線速度的關(guān)系:V=ωr
7、角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系ω=2πn(此處頻率與轉(zhuǎn)速意義相同)
8、主要物理量及單位:弧長(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);轉(zhuǎn)速(n):r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
注:
(1)向心力可以由某個具體力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直,指向圓心;
(2)做勻速圓周運(yùn)動的物體,其向心力等于合力,并且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,向心力不做功,但動量不斷改變。
3)萬有引力
1、開普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質(zhì)量無關(guān),取決于中心天體的質(zhì)量)}
2、萬有引力定律:F=Gm1m2/r2(G=6、67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上)
3、天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2{R:天體半徑(m),M:天體質(zhì)量(kg)}
4、衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質(zhì)量}
5、第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7、9km/s;V2=11、2km/s;V3=16、7km/s
6、地球同步衛(wèi)星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑}
注:
(1)天體運(yùn)動所需的向心力由萬有引力提供,F向=F萬;
(2)應(yīng)用萬有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等;
(3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空,運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同;
(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變小(一同三反);
(5)地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7、9km/s。
三、力(常見的力、力的合成與分解)
1)常見的力
1、重力G=mg(方向豎直向下,g=9、8m/s2≈10m/s2,作用點(diǎn)在重心,適用于地球表面附近)
2、胡克定律F=kx{方向沿恢復(fù)形變方向,k:勁度系數(shù)(N/m),x:形變量(m)}
3、滑動摩擦力F=μFN{與物體相對運(yùn)動方向相反,μ:摩擦因數(shù),F(xiàn)N:正壓力(N)}
4、靜摩擦力0≤f靜≤fm(與物體相對運(yùn)動趨勢方向相反,fm為靜摩擦力)
5、萬有引力F=Gm1m2/r2(G=6、67×10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上)
6、靜電力F=kQ1Q2/r2(k=9、0×109N?m2/C2,方向在它們的連線上)
7、電場力F=Eq(E:場強(qiáng)N/C,q:電量C,正電荷受的電場力與場強(qiáng)方向相同)
8、安培力F=BILsinθ(θ為B與L的夾角,當(dāng)L⊥B時:F=BIL,B//L時:F=0)
9、洛侖茲力f=qVBsinθ(θ為B與V的夾角,當(dāng)V⊥B時:f=qVB,V//B時:f=0)
注:
(1)勁度系數(shù)k由彈簧自身決定;
(2)摩擦因數(shù)μ與壓力大小及接觸面積大小無關(guān),由接觸面材料特性與表面狀況等決定;
(3)fm略大于μFN,一般視為fm≈μFN;
(4)其它相關(guān)內(nèi)容:靜摩擦力(大小、方向)〔見第一冊P8〕;
(5)物理量符號及單位B:磁感強(qiáng)度(T),L:有效長度(m),I:電流強(qiáng)度(A),V:帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C);
(6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。
2)力的合成與分解
1、同一直線上力的合成同向: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時:F=(F12+F22)1/2
3、合力大小范圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4、力的正交分解:Fx=Fcosβ,F(xiàn)y=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)
注:
(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;
(2)合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)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,也可用作圖法求解,此時要選擇標(biāo)度,嚴(yán)格作圖;
(4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(α角)越大,合力越小;
(5)同一直線上力的合成,可沿直線取正方向,用正負(fù)號表示力的方向,化簡為代數(shù)運(yùn)算。
四、動力學(xué)(運(yùn)動和力)
1、牛頓第一運(yùn)動定律(慣性定律):物體具有慣性,總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止
2、牛頓第二運(yùn)動定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}
3、牛頓第三運(yùn)動定律:F=-F′{負(fù)號表示方向相反,F、F′各自作用在對方,平衡力與作用力反作用力區(qū)別,實(shí)際應(yīng)用:反沖運(yùn)動}
4、共點(diǎn)力的平衡F合=0,推廣{正交分解法、三力匯交原理}
5、超重:FN>G,失重:FN
6、牛頓運(yùn)動定律的適用條件:適用于解決低速運(yùn)動問題,適用于宏觀物體,不適用于處理高速問題,不適用于微觀粒子〔見第一冊P67〕
注:平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線狀態(tài),或者是勻速轉(zhuǎn)動。
五、振動和波(機(jī)械振動與機(jī)械振動的傳播)
1、簡諧振動F=-kx{F:回復(fù)力,k:比例系數(shù),x:位移,負(fù)號表示F的方向與x始終反向}
2、單擺周期T=2π(l/g)1/2{l:擺長(m),g:當(dāng)?shù)刂亓铀俣戎担闪l件:擺角θ<100;l>>r}
3、受迫振動頻率特點(diǎn):f=f驅(qū)動力
4、發(fā)生共振條件:f驅(qū)動力=f固,A=max,共振的防止和應(yīng)用〔見第一冊P175〕
5、機(jī)械波、橫波、縱波〔見第二冊P2〕
6、波速v=s/t=λf=λ/T{波傳播過程中,一個周期向前傳播一個波長;波速大小由介質(zhì)本身所決定}
7、聲波的波速(在空氣中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(聲波是縱波)
8、波發(fā)生明顯衍射(波繞過障礙物或孔繼續(xù)傳播)條件:障礙物或孔的尺寸比波長小,或者相差不大
9、波的干涉條件:兩列波頻率相同(相差恒定、振幅相近、振動方向相同)
10、多普勒效應(yīng):由于波源與觀測者間的相互運(yùn)動,導(dǎo)致波源發(fā)射頻率與接收頻率不同{相互接近,接收頻率增大,反之,減小〔見第二冊P21〕}
注:
(1)物體的固有頻率與振幅、驅(qū)動力頻率無關(guān),取決于振動系統(tǒng)本身;
(2)加強(qiáng)區(qū)是波峰與波峰或波谷與波谷相遇處,減弱區(qū)則是波峰與波谷相遇處;
(3)波只是傳播了振動,介質(zhì)本身不隨波發(fā)生遷移,是傳遞能量的一種方式;
(4)干涉與衍射是波特有的;
(5)振動圖象與波動圖象;
(6)其它相關(guān)內(nèi)容:超聲波及其應(yīng)用〔見第二冊P22〕/振動中的能量轉(zhuǎn)化〔見第一冊P173〕。
六、沖量與動量(物體的受力與動量的變化)
1、動量:p=mv{p:動量(kg/s),m:質(zhì)量(kg),v:速度(m/s),方向與速度方向相同}
3、沖量:I=Ft{I:沖量(N?s),F(xiàn):恒力(N),t:力的作用時間(s),方向由F決定}
4、動量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo{Δp:動量變化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
5、動量守恒定律:p前總=p后總或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
6、彈性碰撞:Δp=0;ΔEk=0{即系統(tǒng)的動量和動能均守恒}
7、非彈性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm{ΔEK:損失的動能,EKm:損失的動能}
8、完全非彈性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm{碰后連在一起成一整體}
9、物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發(fā)生彈性正碰:
v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2)v2′=2m1v1/(m1+m2)
10、由9得的推論-----等質(zhì)量彈性正碰時二者交換速度(動能守恒、動量守恒)
11、子彈m水平速度vo射入靜止置于水平光滑地面的長木塊M,并嵌入其中一起運(yùn)動時的機(jī)械能損失
E損=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相對{vt:共同速度,f:阻力,s相對子彈相對長木塊的位移}
注:
(1)正碰又叫對心碰撞,速度方向在它們“中心”的連線上;
(2)以上表達(dá)式除動能外均為矢量運(yùn)算,在一維情況下可取正方向化為代數(shù)運(yùn)算;
(3)系統(tǒng)動量守恒的條件:合外力為零或系統(tǒng)不受外力,則系統(tǒng)動量守恒(碰撞問題、爆炸問題、反沖問題等);
(4)碰撞過程(時間極短,發(fā)生碰撞的物體構(gòu)成的系統(tǒng))視為動量守恒,原子核衰變時動量守恒;
(5)爆炸過程視為動量守恒,這時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能,動能增加;(6)其它相關(guān)內(nèi)容:反沖運(yùn)動、火箭、航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行〔見第一冊P128〕。
七、功和能(功是能量轉(zhuǎn)化的量度)
1、功:W=Fscosα(定義式){W:功(J),F(xiàn):恒力(N),s:位移(m),α:F、s間的夾角}
2、重力做功:Wab=mghab{m:物體的質(zhì)量,g=9、8m/s2≈10m/s2,hab:a與b高度差(hab=ha-hb)}
3、電場力做功:Wab=qUab{q:電量(C),Uab:a與b之間電勢差(V)即Uab=φa-φb}
4、電功:W=UIt(普適式){U:電壓(V),I:電流(A),t:通電時間(s)}
5、功率:P=W/t(定義式){P:功率[瓦(W)],W:t時間內(nèi)所做的功(J),t:做功所用時間(s)}
6、汽車牽引力的功率:P=Fv;P平=Fv平{P:瞬時功率,P平:平均功率}
7、汽車以恒定功率啟動、以恒定加速度啟動、汽車行駛速度(vmax=P額/f)
8、電功率:P=UI(普適式){U:電路電壓(V),I:電路電流(A)}
9、焦耳定律:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:電流強(qiáng)度(A),R:電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
10、純電阻電路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11、動能:Ek=mv2/2{Ek:動能(J),m:物體質(zhì)量(kg),v:物體瞬時速度(m/s)}
12、重力勢能:EP=mgh{EP:重力勢能(J),g:重力加速度,h:豎直高度(m)(從零勢能面起)}
13、電勢能:EA=qφA{EA:帶電體在A點(diǎn)的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點(diǎn)的電勢(V)(從零勢能面起)}
14、動能定理(對物體做正功,物體的動能增加):
W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK
{W合:外力對物體做的總功,ΔEK:動能變化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
15、機(jī)械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16、重力做功與重力勢能的變化(重力做功等于物體重力勢能增量的負(fù)值)WG=-ΔEP
注:
(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉(zhuǎn)化多少;
(2)O0≤α<90O做正功;90O<α≤180O做負(fù)功;α=90o不做功(力的方向與位移(速度)方向垂直時該力不做功);
(3)重力(彈力、電場力、分子力)做正功,則重力(彈性、電、分子)勢能減少
(4)重力做功和電場力做功均與路徑無關(guān)(見2、3兩式);(5)機(jī)械能守恒成立條件:除重力(彈力)外其它力不做功,只是動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化;(6)能的其它單位換算:1kWh(度)=3、6×106J,1eV=1、60×10-19J;(7)彈簧彈性勢能E=kx2/2,與勁度系數(shù)和形變量有關(guān)。
八、分子動理論、能量守恒定律
1、阿伏加德羅常數(shù)NA=6、02×1023/mol;分子直徑數(shù)量級10-10米
2、油膜法測分子直徑d=V/s{V:單分子油膜的體積(m3),S:油膜表面積(m)2}
3、分子動理論內(nèi)容:物質(zhì)是由大量分子組成的;大量分子做無規(guī)則的熱運(yùn)動;分子間存在相互作用力。
4、分子間的引力和斥力(1)r
(2)r=r0,f引=f斥,F(xiàn)分子力=0,E分子勢能=Emin(最小值)
(3)r>r0,f引>f斥,F(xiàn)分子力表現(xiàn)為引力
(4)r>10r0,f引=f斥≈0,F(xiàn)分子力≈0,E分子勢能≈0
5、熱力學(xué)第一定律W+Q=ΔU{(做功和熱傳遞,這兩種改變物體內(nèi)能的方式,在效果上是等效的),
W:外界對物體做的正功(J),Q:物體吸收的熱量(J),ΔU:增加的內(nèi)能(J),涉及到第一類永動機(jī)不可造出〔見第二冊P40〕}
6、熱力學(xué)第二定律
克氏表述:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其它變化(熱傳導(dǎo)的方向性);
開氏表述:不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功,而不引起其它變化(機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性){涉及到第二類永動機(jī)不可造出〔見第二冊P44〕}
7、熱力學(xué)第三定律:熱力學(xué)零度不可達(dá)到{宇宙溫度下限:-273、15攝氏度(熱力學(xué)零度)}
注:
(1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小,布朗運(yùn)動越明顯,溫度越高越劇烈;
(2)溫度是分子平均動能的標(biāo)志;
3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子勢能減小,在r0處F引=F斥且分子勢能最小;
(5)氣體膨脹,外界對氣體做負(fù)功W<0;溫度升高,內(nèi)能增大δu>0;吸收熱量,Q>0
(6)物體的內(nèi)能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和,對于理想氣體分子間作用力為零,分子勢能為零;
(7)r0為分子處于平衡狀態(tài)時,分子間的距離;
(8)其它相關(guān)內(nèi)容:能的轉(zhuǎn)化和定恒定律〔見第二冊P41〕/能源的開發(fā)與利用、環(huán)!惨姷诙䞍訮47〕/物體的內(nèi)能、分子的動能、分子勢能〔見第二冊P47〕。
九、氣體的性質(zhì)
1、氣體的狀態(tài)參量:
溫度:宏觀上,物體的冷熱程度;微觀上,物體內(nèi)部分子無規(guī)則運(yùn)動的劇烈程度的標(biāo)志,
熱力學(xué)溫度與攝氏溫度關(guān)系:T=t+273{T:熱力學(xué)溫度(K),t:攝氏溫度(℃)}
體積V:氣體分子所能占據(jù)的空間,單位換算:1m3=103L=106mL
壓強(qiáng)p:單位面積上,大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓:1atm=1、013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
2、氣體分子運(yùn)動的特點(diǎn):分子間空隙大;除了碰撞的瞬間外,相互作用力微弱;分子運(yùn)動速率很大
3、理想氣體的狀態(tài)方程:p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=恒量,T為熱力學(xué)溫度(K)}
注:
(1)理想氣體的內(nèi)能與理想氣體的體積無關(guān),與溫度和物質(zhì)的量有關(guān);
(2)公式3成立條件均為一定質(zhì)量的理想氣體,使用公式時要注意溫度的單位,t為攝氏溫度(℃),而T為熱力學(xué)溫度(K)。
十、電場
1、兩種電荷、電荷守恒定律、元電荷:(e=1、60×10-19C);帶電體電荷量等于元電荷的整數(shù)倍
2、庫侖定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:點(diǎn)電荷間的作用力(N),k:靜電力常量k=9、0×109N?m2/C2,Q1、Q2:兩點(diǎn)電荷的電量(C),r:兩點(diǎn)電荷間的距離(m),方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引}
3、電場強(qiáng)度:E=F/q(定義式、計(jì)算式){E:電場強(qiáng)度(N/C),是矢量(電場的疊加原理),q:檢驗(yàn)電荷的電量(C)}
4、真空點(diǎn)(源)電荷形成的電場E=kQ/r2{r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量}
5、勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E=UAB/d{UAB:AB兩點(diǎn)間的電壓(V),d:AB兩點(diǎn)在場強(qiáng)方向的距離(m)}
6、電場力:F=qE{F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量(C),E:電場強(qiáng)度(N/C)}
7、電勢與電勢差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8、電場力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),UAB:電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關(guān)),E:勻強(qiáng)電場強(qiáng)度,d:兩點(diǎn)沿場強(qiáng)方向的距離(m)}
9、電勢能:EA=qφA{EA:帶電體在A點(diǎn)的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點(diǎn)的電勢(V)}
10、電勢能的變化ΔEAB=EB-EA{帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值}
11、電場力做功與電勢能變化ΔEAB=-WAB=-qUAB(電勢能的增量等于電場力做功的負(fù)值)
12、電容C=Q/U(定義式,計(jì)算式){C:電容(F),Q:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)}
13、平行板電容器的電容C=εS/4πkd(S:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂直距離,ω:介電常數(shù))
常見電容器〔見第二冊P111〕
14、帶電粒子在電場中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15、帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進(jìn)入勻強(qiáng)電場時的偏轉(zhuǎn)(不考慮重力作用的情況下)
類平垂直電場方向:勻速直線運(yùn)動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中:E=U/d)
拋運(yùn)動平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運(yùn)動d=at2/2,a=F/m=qE/m
注:
(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分;
(2)電場線從正電荷出發(fā)終止于負(fù)電荷,電場線不相交,切線方向?yàn)閳鰪?qiáng)方向,電場線密處場強(qiáng)大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;
(3)常見電場的電場線分布要求熟記〔見圖[第二冊P98];
(4)電場強(qiáng)度(矢量)與電勢(標(biāo)量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負(fù)有關(guān);
(5)處于靜電平衡導(dǎo)體是個等勢體,表面是個等勢面,導(dǎo)體外表面附近的電場線垂直于導(dǎo)體表面,導(dǎo)體內(nèi)部合場強(qiáng)為零,導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導(dǎo)體外表面;
(6)電容單位換算:1F=106μF=1012PF;
(7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1、60×10-19J;
(8)其它相關(guān)內(nèi)容:靜電屏蔽〔見第二冊P101〕/示波管、示波器及其應(yīng)用〔見第二冊P114〕等勢面〔見第二冊P105〕。
十一、恒定電流
1、電流強(qiáng)度:I=q/t{I:電流強(qiáng)度(A),q:在時間t內(nèi)通過導(dǎo)體橫載面的電量(C),t:時間(s)}
2、歐姆定律:I=U/R{I:導(dǎo)體電流強(qiáng)度(A),U:導(dǎo)體兩端電壓(V),R:導(dǎo)體阻值(Ω)}
3、電阻、電阻定律:R=ρL/S{ρ:電阻率(Ω?m),L:導(dǎo)體的長度(m),S:導(dǎo)體橫截面積(m2)}
4、閉合電路歐姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U內(nèi)+U外
{I:電路中的總電流(A),E:電源電動勢(V),R:外電路電阻(Ω),r:電源內(nèi)阻(Ω)}
5、電功與電功率:W=UIt,P=UI{W:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),t:時間(s),P:電功率(W)}
6、焦耳定律:Q=I2Rt{Q:電熱(J),I:通過導(dǎo)體的電流(A),R:導(dǎo)體的電阻值(Ω),t:通電時間(s)}
7、純電阻電路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8、電源總動率、電源輸出功率、電源效率:P總=IE,P出=IU,η=P出/P總{I:電路總電流(A),E:電源電動勢(V),U:路端電壓(V),η:電源效率}
9、電路的串/并聯(lián)串聯(lián)電路(P、U與R成正比)并聯(lián)電路(P、I與R成反比)
電阻關(guān)系(串同并反)R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
電流關(guān)系I總=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+
電壓關(guān)系U總=U1+U2+U3+U總=U1=U2=U3
功率分配P總=P1+P2+P3+P總=P1+P2+P3+
10、歐姆表測電阻
(1)電路組成(2)測量原理
兩表筆短接后,調(diào)節(jié)Ro使電表指針滿偏,得
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被測電阻Rx后通過電表的電流為
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix與Rx對應(yīng),因此可指示被測電阻大小
(3)使用方法:機(jī)械調(diào)零、選擇量程、歐姆調(diào)零、測量讀數(shù){注意擋位(倍率)}、撥off擋。
(4)注意:測量電阻時,要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調(diào)零。
11、伏安法測電阻
電流表內(nèi)接法:
電壓表示數(shù):U=UR+UA
電流表外接法:
電流表示數(shù):I=IR+IV
Rx的測量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)
選用電路條件Rx>>RA[或Rx>(RARV)1/2]
選用電路條件Rx<
十二、滑動變阻器在電路中的限流接法與分壓接法
限流接法
電壓調(diào)節(jié)范圍小,電路簡單,功耗小
便于調(diào)節(jié)電壓的選擇條件Rp>Rx
電壓調(diào)節(jié)范圍大,電路復(fù)雜,功耗較大
便于調(diào)節(jié)電壓的選擇條件Rp
注:
(1)單位換算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大;
(3)串電阻大于任何一個分電阻,并電阻小于任何一個分電阻;
(4)當(dāng)電源有內(nèi)阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大;
(5)當(dāng)外電路電阻等于電源電阻時,電源輸出功率,此時的輸出功率為E2/(2r);
(6)其它相關(guān)內(nèi)容:電阻率與溫度的關(guān)系半導(dǎo)體及其應(yīng)用超導(dǎo)及其應(yīng)用〔見第二冊P127〕。
12磁場
1、磁感應(yīng)強(qiáng)度是用來表示磁場的強(qiáng)弱和方向的物理量,是矢量,單位T),1T=1N/A?m
2、安培力F=BIL;(注:L⊥B){B:磁感應(yīng)強(qiáng)度(T),F:安培力(F),I:電流強(qiáng)度(A),L:導(dǎo)線長度(m)}
3、洛侖茲力f=qVB(注V⊥B);質(zhì)譜儀〔見第二冊P155〕{f:洛侖茲力(N),q:帶電粒子電量(C),V:帶電粒子速度(m/s)}
4、在重力忽略不計(jì)(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進(jìn)入磁場的運(yùn)動情況(掌握兩種):
(1)帶電粒子沿平行磁場方向進(jìn)入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運(yùn)動V=V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進(jìn)入磁場:做勻速圓周運(yùn)動,規(guī)律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)運(yùn)動周期與圓周運(yùn)動的半徑和線速度無關(guān),洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下);(c)解題關(guān)鍵:畫軌跡、找圓心、定半徑、圓心角(=二倍弦切角)。
注:
(1)安培力和洛侖茲力的方向均可由左手定則判定,只是洛侖茲力要注意帶電粒子的正負(fù);
(2)磁感線的特點(diǎn)及其常見磁場的磁感線分布要掌握〔見圖及第二冊P144〕;(3)其它相關(guān)內(nèi)容:地磁場/磁電式電表原理〔見第二冊P150〕/回旋加速器〔見第二冊P156〕/磁性材料
十三、電磁感應(yīng)
1、[感應(yīng)電動勢的大小計(jì)算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普適公式){法拉第電磁感應(yīng)定律,E:感應(yīng)電動勢(V),n:感應(yīng)線圈匝數(shù),ΔΦ/Δt:磁通量的變化率}
2)E=BLV垂(切割磁感線運(yùn)動){L:有效長度(m)}
3)Em=nBSω(交流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動勢){Em:感應(yīng)電動勢峰值}
4)E=BL2ω/2(導(dǎo)體一端固定以ω旋轉(zhuǎn)切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2、磁通量Φ=BS{Φ:磁通量(Wb),B:勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度(T),S:正對面積(m2)}
3、感應(yīng)電動勢的正負(fù)極可利用感應(yīng)電流方向判定{電源內(nèi)部的電流方向:由負(fù)極流向正極}
4、自感電動勢E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系數(shù)(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大),ΔI:變化電流,?t:所用時間,ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)}
注:
(1)感應(yīng)電流的方向可用楞次定律或右手定則判定,楞次定律應(yīng)用要點(diǎn)〔見第二冊P173〕;
(2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化;
(3)單位換算:1H=103mH=106μH;
(4)其它相關(guān)內(nèi)容:自感〔見第二冊P178〕/日光燈〔見第二冊P180〕。
十四、交變電流(正弦式交變電流)
1、電壓瞬時值e=Emsinωt電流瞬時值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2、電動勢峰值Em=nBSω=2BLv電流峰值(純電阻電路中)Im=Em/R總
3、正(余)弦式交變電流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/2
4、理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關(guān)系
U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出
5、在遠(yuǎn)距離輸電中,采用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失損′=(P/U)2R;(P損′:輸電線上損失的功率,P:輸送電能的總功率,U:輸送電壓,R:輸電線電阻)〔見第二冊P198〕;
6、公式1、2、3、4中物理量及單位:ω:角頻率(rad/s);t:時間(s);n:線圈匝數(shù);B:磁感強(qiáng)度(T);
S:線圈的面積(m2);U輸出)電壓(V);I:電流強(qiáng)度(A);P:功率(W)。
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