高考理综知识点汇总物理
物理知识点梳理
力的种类:(13 个性质力) 说明:凡矢量式中用“+”号都为合成符号 “受力分析的基础”
重力: G = mg
弹力:F= Kx
滑动摩擦力:F 滑= N
静摩擦力: O f 静 fm
浮力: F 浮= gV 排
压力: F= PS = ghs
万有引力:F 引=G 2
21
r
mm 电场力: F 电=q E =q
d
u 库仑力: F=K 2
21
r
qq (真空中、点电荷)
磁场力:(1)、安培力:磁场对电流的作用力。 公式: F= BIL (BI) 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 (BV) 方向:左手定则
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。
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)重点难点
高考中常出现多种运动形式的组合 匀速直线运动 F 合=0 V0≠0 静止
匀变速直线运动:初速为零,初速不为零,
匀变速直曲线运动(决于 F 合与 V0 的方向关系) 但 F 合= 恒力
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
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(是什么力提供作向心力)
简谐运动;单摆运动; 波动及共振;分子热运动;
类平抛运动;带电粒子在 f 洛作用下的匀速圆周运动
物理解题的依据:力的公式 各物理量的定义 各种运动规律的公式 物理中的定理定律及数
学几何关系
COSFFFF 21
2
2
2
1 2F F1-F2 F ∣F1 +F2∣、三力平衡:F3=F1 +F2
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
多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的合力一定等值反向
匀变速直线运动:
基本规律: Vt = V0 + a t S = vo t + 1
2 a t2 几个重要推论:
(1) 推论:Vt2 -V02 = 2as (匀加速直线运动:a 为正值 匀减速直线运动:a 为正值)
(2) A B 段中间时刻的即时速度: (3) AB 段位移中点的即时速度:
Vt/ 2 =V = V Vt0
2
= s
t =
T
SS NN
2
1 = VN Vs/2 = v vo t
2 2
2
(4) S 第 t 秒 = St-S t-1= (vo t + 1
2 a t2) -[vo( t-1) + 1
2 a (t-1)2]= V0 + a (t- 1
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 12:22:32……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: ( )2 1 : 3 2 ) ……
( n n 1)
⑤通过连续相等位移末速度比为 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.
(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
初速无论是否为零,匀变速直线运动的质点,在连续相邻的相等的时间间隔内的位移之差为
一常数;匀变速直线运动的物体 中时刻的即时速度等于这段的平均速度
⑴是判断物体是否作匀变速直线运动的方法。s = aT2
⑵求的方法 VN=V = s
t
=
T
SS NN
2
1
2T
ss
t
s
2
vvvv n1nt0
t/2
平
⑶求 a 方法 ① s = aT2 ② 3NS 一 NS =3 aT2 ③ Sm 一 Sn=( m-n) aT2 (m.>n)
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、六交点
研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 …。测出相邻计数点间
的距离 s1、s2、s3 … 利用打下的纸带可以:
⑴求任一计数点对应的即时速度 v:如
T
ssvc 2
32
(其中 T=5×0.02s=0.1s)
⑵利用“逐差法”求 a:
2
321654
9T
ssssssa
⑶利用上图中任意相邻的两段位移求 a:如
2
23
T
ssa
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 v-t 图线,图线的斜率就是加速度 a。
注意:a 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。
b 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)
c 注意单位,打点计时器打的点和人为选取的计数点的区别
竖直上抛运动:(速度和时间的对称)
上升过程匀减速直线运动,下落过程匀加速直线运动.全过程是初速度为 V0 加速度为g 的匀
减速直线运动。
t/s0 T 2T 3T 4T 5T 6T
v/(ms-1)
B C D
s1 s2 s3
A
(1)上升最大高度:H = V
g
o
2
2 (2)上升的时间:t= V
g
o (3)从抛出到落回原位置的时间:t = 2V
g
o
(4)上升、下落经过同一位置时的加速度相同,而速度等值反向
(5)上升、下落经过同一段位移的时间相等。
(6) 适用全过程 S = Vo t - 1
2 g t2 ; Vt = Vo-g t ; Vt2-Vo2 = -2gS (S、Vt 的正、负号的理
解)
几个典型的运动模型:追及和碰撞、平抛、竖直上抛、匀速圆周运动等及类似的运动
牛二:F 合 = m a 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
万有引力及应用:与牛二及运动学公式
1 思路:卫星或天体的运动看成匀速圆周运动, F 心=F 万 (类似原子模型)
2 方法:F 引=G 2r
Mm = F 心= ma 心= m mR
v
2
2 R= m 4 2
2
T R m4 2 n2 R
地面附近:G 2R
Mm = mg GM=gR2 (黄金代换式)
轨道上正常转:G 2r
Mm = m
R
v 2
r
GMv 【讨论(v 或 EK)与 r 关系,r 最小时为地球半
径,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】
G 2r
Mm =m 2 r = m r
T 2
24 M= 2
324
GT
r T2= 2
324
gR
r 2T
3
G
(M= V 球=
3
4 r3)s 球面=4 r2 s= r2 (光的垂直有效面接收,球体推进辐射) s 球冠
=2 Rh
3 理解近地卫星:来历、意义 万有引力≈重力=向心力、 r 最小时为地球半径、
最大的运行速度=v 第一宇宙=7.9km/s (最小的发射速度);T 最小=84.8min=1.4h
4 同步卫星几个一定:三颗可实现全球通讯(南北极有盲区)
轨道为赤道平面 T=24h=86400s 离地高 h=3.56x104km(为地球半径的 5.6 倍)
V=3.08km/s﹤V 第一宇宙=7.9km/s =15o/h(地理上时区) a=0.23m/s2
5 运行速度与发射速度的区别
6 卫星的能量:
r增 v 减小(EK 减小
F2 m1>m2 N1F向,内轨道对轮缘有侧压力,F合-N'=mv2/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)无支承的小球,在竖直平面内作圆周运动过最高点情况:
1 临界条件:由mg+T=mv2/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,此时小球以重力为向心力,恰能通过最高点。即mg=mv
临
2/R
结论:绳子和轨道对小球没有力的作用(可理解为恰好转过或
恰好转不过的速度),只有重力作向心力,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 tg 物体静止于斜面
< tg 物体沿斜面加速下滑a=g(sin 一 cos ) 搞清物体对斜面压力为零的
临界条件
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);向下失重(加速向下或减速上升)
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 绳剪断后台称示数
13 除外)超重状态 系统重心向下加速
斜面对地面的压力? 铁木球的运动
地面对斜面摩擦力? 用同体积的水去补充 导致系统重心如何运动
轻绳、杆模型
绳只能承受拉力,杆能承受沿杆方向的拉、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 =arctg(a/g)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?
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,再下摆机械能守恒
假设单 B 下摆,最低点的速度 VB= R2g mgR= 2
2
1
Bmv
整体下摆 2mgR=mg
2
R + '2
B
'2
A mv2
1mv2
1
'
A
'
B V2V '
AV = gR5
3 ; '
A
'
B V2V = gR25
6 > VB= R2g
所以 AB 杆对 B 做正功,AB 杆对 A 做负功
若 V0< gR ,运动情况为先平抛,绳拉直沿方向的速度消失
即是有能量损失,绳拉紧后沿圆周下落。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?
动量守恒:内容、守恒条件、不同的表达式及含义:
列式形式: 'pp ; 0p ; 21 p-p
实际中的应用:m1v1+m2v2= '
22
'
11 vmvm ;
0=m1v1+m2v2 m1v1+m2v2=(m1+m2)v 共
注意理解四性:系统性、矢量性、同时性、相对性
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;
(有时先要规定正方向)求解并讨论结果。
碰撞模型:特点和注意点:
①动量守恒;
②碰后的动能不可能比碰前大;
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= '
22
'
11 vmvm (1)
'
K2
'
K1K2k1 2121
Em2Em2Em2Em2
'2
2
2'
1
2
2
2
1 mv2
1mv2
1mv2
1mv2
1 (2 )
2
2
2
1
2
1
2m
P
2m
P =
2
'2
2
1
'2
1
2m
P
2m
P
'
1v =
21
12122
mm
)vm-(mvm2
'
2v =
21
21211
mm
)vm-(mvm2
一动一静的弹性正碰:即 m2v2=0 ; 2
22 vm2
1 =0 代入(1)、(2)式
'
1v =
21
121
mm
)vm-(m
(主动球速度下限) '
2v =
21
11
mm
vm2
(被碰球速度上限)
若 m1=m2,则 ,交换速度。 m1>>m2,则 。
m1<>m2 时, 。
m1< RX
Avx RRR
适 于 测 大 电
阻 Rx > vA RR
外
R 测=
vx
vx
Rv RR
RR
II
U
n 倍的 Rx
通电前调到最大
调压 0~E
0~
xR
E
电压变化范围
大
要求电压
从 0 开始变化
Rx 比较大、R 滑 比较小
R 滑全>Rx/2
通电前调到最小
以“供电电路”来控制“测量电路”:采用以小控大的原则
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
三、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.
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.
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.
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。
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
g
g
gg
g
g 1)R-(nR)u
u-u(RR
u-u
R
u (n 为量程的扩大倍数)
(2)改为 A 表:串联电阻分流原理
V
A
V
Aa b
gg
g
g
ggg R1-n
1RI-I
IR)RI-I(RI (n 为量程的扩大倍数)
(3)改为欧姆表的原理
两表笔短接后,调节 Ro 使电表指针满偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻 Rx 后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R 中+Rx)
由于 Ix 与 Rx 对应,因此可指示被测电阻大小
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)组成闭合曲线
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
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、侧视、剖视图)
会从不同的角度看、画、识 各种磁感线分布图
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)奥斯特和罗兰
实验
安培左手定则(与力有关) 磁通量概念一定要指明“是哪一个面积的、方向如何”且是双向
标量
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)
典型的比值定义
(E=
q
F E=k 2r
Q ) (B=
L I
F B=k 2r
I ) (u= q
w ba
q
W 0A
A
) ( R=
I
u R=
S
L ) (C=
u
Q
C=
dk 4
s
)
磁感强度 B:由这些公式写出 B 单位,单位 公式
B=
L I
F ; B=
S
; E=BLv B=
Lv
E ; B=k 2r
I (直导体) ;B= NI(螺线管)
qBv = m R
v2
R =
qB
mv B =
qR
mv ; qBv = qE B=
v
E =
v
d
u
=
dv
u
电学中的三个力:F 电=q E =q
d
u 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。
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:
qB
mvRR
vmqBv
2
(不能直接用)
qB
m2
v
R2T
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、 求半径(两个方面):①物理规律
qB
mvRR
vmqBv
2
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) =2 倍的弦切角
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) =2 倍的弦切角 ,即 =2
)360(2
)(
0t
或
回旋角圆心角
×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。
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:.
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。
[感应电动势的大小计算公式]
1) E=BLV (垂直平动切割)
2) E=nΔΦ/Δt=nΔBS/Δt= n BΔS/Δt(普适公式) (法拉第电磁感应定律)
3) E= nBSωsin(ωt+Φ);Em=nBSω (线圈转动切割)
4)E=BL2ω/2 (直导体绕一端转动切割)
5)*自感 E 自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt ( 自感 )
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。
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)
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。
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
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。
光学:反射定律(物像关于镜面对称);
折射定律
介
空
介
sinC
90sin
sin
sinn
o
v
Ci
色散中从红到紫光,
由偏折情况判断各色光的:n、v、f、λ、C 临 E 光子大小、能否发生光电效应等,
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
射方向平行反向。
3、光线由真空射入折射率为 n 的介质时,如果入射角θ满足 tgθ=n,则反射光线和折射光
线一定垂直。
4、由水面上看水下光源时,视深 ndd /' ;若由水面下看水上物体时,视高 ndd ' 。
5、光线以入射角 i 斜射入一块两面平行的折射率为 n、厚度为 h 的玻璃砖后,出射光线仍与
入射光线平行,但存在侧移量 △ )
sin
cos1(dsinx 22 in
ii
两反射光间距
i
i
22
'
sin-n
dsin2x
双缝干涉: 条件 f 相同,相位差恒定(即是两光的振动步调完全一致) 当其反相时又如何?
亮条纹位置: ΔS=nλ;
暗条纹位置:
2
1)(2nS (n=0,1,2,3,、、、);
条纹间距 :
1)-L(n
da
L
xd
1-n
a
d
LX
(ΔS :路程差(光程差);d 两条狭缝间的距离;L:挡板与屏间的距离) 测出 n 条亮条纹间的距
离 a
薄膜干涉:由膜的前后两表面反射的两列光叠加,
实例:肥皂膜、空气膜、油膜、牛顿环、光器件增透膜
(厚度是绿光在薄膜中波长的 1/4,即增透膜厚度 d=λ/4)
衍射:现象,条件 单缝 圆孔 柏松亮斑(来历) 任何物体都能使光发生衍射致使轮廓模糊
三种圆环区别 单孔衍射 中间明而亮,周围对称排列亮度减弱,条纹宽变窄的条纹
空气膜干涉环 间隔间距等亮度的干涉条纹
牛顿环 内疏外密的干涉条纹
干涉、衍射、多普勒效应(太阳光谱红移 宇宙在膨胀)、偏振都是波的特有现象,证明光具
有波动性,
衍射表明了光的直线传播只有一种近似规律;说明任何物理规律都受一定的条件限制的.
光五种学说:原始微粒说(牛顿),波动学说(惠更斯),电磁学说(麦克斯韦),
光子说(爱因斯坦),波粒两相性学说(德布罗意波)概率波
各种电磁波产生的机理,特性和应用,光的偏振现象说明光波是横波,也证明光的波动性.
激光的产生特点应用(单色性,方向性好,亮度高,相干性好)
爱因斯坦光电效应方程:mVm2/2=hf-W0
光电效应实验装置,现象,所得出的规律(四)爱因斯坦提出光子学说的背景
一个光子的能量 E=hf (决定了能否发生光电效应)
光电效应规律:实验装置、现象、总结出四个规律
①任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率,才能产生光电效
应;低于这个极限频率的光不能产生光电效应。
②光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率的增大而增大。
③入射光照到金属上时,光子的发射几乎是瞬时的,一般不超过 10-9s
④当入射光的频率大于极限频率时,光电流强度与入射光强度成正比。
康普顿效应(石墨中的电子对 x 射线的散射现象)这两个实验都证明光具粒子性 光波粒二
象性:
?情况体现波动性(大量光子,转播时,λ大),?粒子性 光波是概率波(物质波) 任何运动物体
都有λ与之对应
原子和原子核
汤姆生发现电子从而打开原子的大门,枣糕式原子模型,
卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说
而核式结构又与经典的电磁理论发生矛盾①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续
玻尔补充三条假设
定态----原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射
能量.
跃迁----原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子
(其能量由两定态的能量差决定)
能量和轨道量子化----定态不连续,能量和轨道也不连续;(即原子的不同能量状态跟电子沿不同
的圆形轨道绕核运动相对应,原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨
道分布也是不连续的)
光子的发射与吸收(特别注意跃迁条件):原子发生定态跃迁时,要辐射(吸收)一定频率的光子:hf
=E 初-E 末
氢原子的激发态和基态的能量(最小)与核外电子轨道半径间的关系是:En=E1/n2,rn=n2r1,
其中 E1=-13.6eV, r1=5.3×10-10m,
(大量)处于 n 激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式共有 C2
n =n (n-1)/2 种
E51=13.06 E41=12.75 E31=12.09 E21=10.2; (有规律可依)
E52=2.86 E42=2.55 E32=1.89; E53=0.97 E43=0.66; E54=0.31
氢原子在 n 能级的动能、势能,总能量的关系是:EP=-2EK,E=EK+EP=-EK。
由高能级到低能级时,动能增加,势能降低,且势能的降低量是动能增加量的 2 倍,故总能
量(负值)降低。(类似于卫星模型)
核变化从贝克勒耳发现天然放射现象开始衰变(用电磁场研究):
α衰变形成外切(同方向旋),β衰变形成内切(相反方向旋),
且大圆为α、β粒子径迹。αβ衰变的实质
β衰变是核内的中子转变成了质子和中子
半衰期(由核决定,与物理和化学状态无关)、 同位素等重要概念 放射性标志
HeThU 4
2
234
90
238
92 ePaTh 0
1
234
91
234
90
质子的发现(卢瑟福)用α粒子轰击氮核,并预言中子的存在.
HONHe 1
1
17
8
14
7
4
2
中子的发现(查德威克)钋产生的α射线轰击铍
nCBeH 1
0
12
6
9
4
4
2
正电子的发现(约里奥居里和伊丽芙居里夫妇)α粒子轰击铝箔
四种核反应变化(衰变,人工核转变,重核裂变,轻核骤变)做平抛运动物体,任意时刻速度的反
向延长线,一定通过此时刻速度的反向延长线沿抛出方向水平总
移的中点。
2、带电粒子做类平抛运动中,所有带电粒子射出电场的速度的反向延长线交于极板中点。
3、两通电直导线通过磁场相互作用:
不平行:有转动到平行且电流同向趋势,再吸引。
平行时:同向电流吸引,反向电流排斥。
交流电:正弦式交流电的产生,规律 e=NBSωsinωt (各量的含义、计时起点、图线特征、且与
线圈形状和轴的位置无关,明确四值:瞬时值,最大值,有效值(根据电流的热效应定义)、
平均值(波形与时间轴面积跟时间的比值)
正弦波:.U 效=
2
u m e=311sinωt=311sin314t
不对称方波:
2
III
2
2
2
1 不对称的正弦波
2
III
2
m2
2
m1
电容:隔直通(交) 线圈:通低频,阻高(交)频
变压器:原理电磁感应
理想 P 入=P 出 ,
1
2
2
1
2
1
I
I
n
n
u
u 注意多组副线圈的情况
远距离输电 电压关系 u 升= u 线+u 降= IR 线+U 降 P 出=P 线+P 降(或 Iu 升+Iu 降)
变压器输入功率随(负载电阻和副线圈匝数)的变化而变化的两种情况
电磁波,麦克斯韦电磁场理论:变化的磁场产生电场;变化的电场产生磁场。
理解:?变化的电场 怎样变化的磁场
LC 振 荡 电 路 , 各 物 理 量 对 应 关 系 , 变 化 规 律 , 充 放 电 过 程 中 物 理 量 的 变 化 情 况
T=2 LC L 因素:越粗,越长,匝数密,有铁芯,L 大 C 因素:介质 s d
高考要求的学生实验(19 个)
113 长度的测量
会使用游标卡尺和螺旋测微器,掌握它测量长度的原理和方法.
114. 研究匀变速直线运动
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(每隔 5 个间隔点)取一个计数点 A、B、C、D …。测出相
邻计数点间的距离 s1、s2、s3 … 利用打下的纸带可以:
⑴求任一计数点对应的即时速度 v:如
T
ssvc 2
32
eSiPnPHeAl 0
1
30
14
30
15
1
0
30
15
4
2
27
13 ;
t/s0 T 2T 3T 4T 5T 6T
v/(ms-1)B C D
s1 s2 s3
A
(其中 T=5×0.02s=0.1s)
⑵利用“逐差法”求 a:
2
321654
9T
ssssssa
⑶利用上图中任意相邻的两段位移求 a:如
2
23
T
ssa
⑷利用 v-t 图象求 a:求出 A、B、C、D、E、F 各点的即时速度,画出如右的 v-t 图线,图
线的斜率就是加速度 a。
注意事项 1、每隔 5 个时间间隔取一个计数点,是为求加速度时便于计算。
2、所取的计数点要能保证至少有两位有效数字
115.探究弹力和弹簧伸长的关系(胡克定律)探究性实验
利用右图装置,改变钩码个数,测出弹簧总长度和所受拉力(钩码总重量)的多组对应值,
填入表中。算出对应的弹簧的伸长量。在坐标系中描点,根据点的分布作出弹力 F 随伸长
量 x 而变的图象,从而发确定 F-x 间的函数关系。解释函数表达式中常数的物理意义及其单
位。
该实验要注意区分弹簧总长度和弹簧伸长量。对探索性实验,要根据描出的点的走向,尝试
判定函数关系。(这一点和验证性实验不同。)
116.验证力的平行四边形定则
目的:实验研究合力与分力之间的关系,从而验证力的平行四边形定则。
器材:方木板、白纸、图钉、橡皮条、弹簧秤(2 个)、直尺和三角板、细线
该实验是要用互成角度的两个力和另一个力产生相同的效果,看其用平行四边形定则求出的
合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等,如果在实验误差允许范围内相等,就验证
了力的合成的平行四边形定则。
注意事项:
1、使用的弹簧秤是否良好(是否在零刻度),拉动时尽可能不与其它部分接触产生摩擦,拉
力方向应与轴线方向相同。
2、实验时应该保证在同一水平面内
3、结点的位置和线方向要准确
117.验证动量守恒定律
由于 v1、v1/、v2/均为水平方向,且它们的竖直下落高度都相等,所以它们飞行时间相等,若
以该时间为时间单位,那么小球的水平射程的数值就等于它们的水平速度。在右图中分别用
OP、OM 和 O /N 表示。因此只需验证:m1 OP=m1 OM+m2 (O /N-2r)即可。
注意事项:
⑴必须以质量较大的小球作为入射小球(保证碰撞后两小球都向前运动)。要知道为什么?
⑵入射小球每次应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑
(3)小球落地点的平均位置要用圆规来确定:用尽可能小的圆把所有落点都圈在里面,圆心
就是落点的平均位置。
(4)所用的仪器有:天平、刻度尺、游标卡尺(测小球直径)、碰撞实验器、复写纸、白纸、
重锤、两个直径相同质量不同的小球、圆规。
0 1 2 3 4 5
(5)若被碰小球放在斜槽末端,而不用支柱,那么两小球将不再同时落地,但两个小球都将
从斜槽末端开始做平抛运动,于是验证式就变为:m1 OP=m1 OM+m2 ON,两个小球的
直径也不需测量了。
讨论此实验的改进方法:
118.研究平抛物体的运动(用描迹法)
目的:进上步明确,平抛是水平方向和竖直两个方向运动的合成运动,会用轨迹计算物体的
初速度
该实验的实验原理:
平抛运动可以看成是两个分运动的合成:
一个是水平方向的匀速直线运动,其速度等于平抛物体的初速度;
另一个是竖直方向的自由落体运动。
利用有孔的卡片确定做平抛运动的小球运动时的若干不同位置,然后描出运动轨迹,
测出曲线任一点的坐标 x 和 y,利用
vtx 2
2
1 gty 就可求出小球的水平分速度,即平抛物体的初速度。
此实验关健:如何得到物体的轨迹(讨论)
该试验的注意事项有:
⑴斜槽末端的切线必须水平。 ⑵用重锤线检验坐标纸上的竖直线是否竖直。
⑶以斜槽末端所在的点为坐标原点。(4)每次小球应从斜槽上的同一位置由静止开始下滑
(5)如果是用白纸,则应以斜槽末端所在的点为坐标原点,在斜槽末端悬挂重锤线,先以重
锤线方向确定 y 轴方向,再用直角三角板画出水平线作为 x 轴,建立直角坐标系。
119.验证机械能守恒定律
验证自由下落过程中机械能守恒,图示纸带的左端是用夹子夹重物的一端。
⑴要多做几次实验,选点迹清楚,且第一、二两点间距离接近 2mm 的纸带进行测量。
⑵用刻度尺量出从 0 点到 1、2、3、4、5 各点的距离 h1、h2、h3、h4、h5,
利用“匀变速直线运动中间时刻的即时速度等于该段位移内的平均速度”,
算出 2、3、4 各点对应的即时速度 v2、v3、v4,验证与 2、3、4 各点对应的重力势能减少量
mgh 和动能增加量 2
2
1 mv 是否相等。
⑶由于摩擦和空气阻力的影响,本实验的系统误差总是使 2
2
1 mvmgh
⑷本实验不需要在打下的点中取计数点。也不需要测重物的质量。
注意事项:
1、先通电源,侍打点计时器正掌工作后才放纸带 2、保证打出的第一个占是清晰的点
3、测量下落高度必须从起点开始算 4、由于有阻力,所以 KE 稍小于 PE
5、此实验不用测物体的质量(无须天平)
120.用单摆测定重力加速度 由于 g;可以与各种运动相结合考查
本实验用到刻度尺、卡尺、秒表的读数(生物表脉膊),1 米长的单摆称秒摆,周期为 2 秒
摆长的测量:让单摆自由下垂,用米尺量出摆线长 L/(读到 0.1mm),用游标卡尺量出摆球
直径(读到 0. 1mm)算出半径 r,则摆长 L=L/+r
G G
R r
a a
图 图
开始摆动时需注意:摆角要小于 5°(保证做简谐运动);
摆动时悬点要固定,不要使摆动成为圆锥摆。
必须从摆球通过最低点(平衡位置)时开始计时(倒数法),
测出单摆做 30 至 50 次全振动所用的时间,算出周期的平均值 T。
改变摆长重做几次实验,
计算每次实验得到的重力加速度,再求这些重力加速度的平均值。
若没有足够长的刻度尺测摆长,可否靠改变摆长的方法求得加速度
121.用油膜法估测分子的大小
①实验前应预先计算出每滴油酸溶液中纯油酸的实际体积:先了解配好的油酸溶液的浓度,
再用量筒和滴管测出每滴溶液的体积,由此算出每滴溶液中纯油酸的体积 V。
②油膜面积的测量:油膜形状稳定后,将玻璃板放在浅盘上,将油膜的形状用彩笔画在玻璃
板上;将玻璃板放在坐标纸上,以 1cm 边长的正方形为单位,用四舍五入的方法数出油膜
面
122 用描迹法画出电场中平面上等势线
目的:用恒定电流场(直流电源接在圆柱形电极板上)模拟静电场(等量异种电荷)描绘等势线
方法
实验所用的电流表是零刻度在中央的电流表,在实验前应先测定电流方向与指针偏转方向的
关系:
将电流表、电池、电阻、导线按图 1 或图 2 连接,其中 R 是阻值大的电阻,r 是阻值小的电
阻,用导线的 a 端试触电流表另一端,就可判定电流方向和指针偏转方向的关系。
该实验是用恒定电流的电流场模拟静电场。与电池正极相连的 A 电极相当于正点电
荷,与电池负极相连的 B 相当于负点电荷。白纸应放在最下面,导电纸应放在最上面(涂
有导电物质的一面必须向上),复写纸则放在中间。
电源 6v:两极相距 10cm 并分为 6 等分,选好基准点,并找出与基准点电势相等的点。(电
流表不偏转时这两点的电势相等)
注意事项:
1、电极与导电纸接触应良好,实验过程中电极位置不能变运动。
2、导电纸中的导电物质应均匀,不能折叠。
3、若用电压表来确定电势的基准点时,要选高内阻电压表
123.测定金属的电阻率(同时练习使用螺旋测微器)
被测电阻丝的电阻(一般为几欧)较小,所以选用电流表
外接法;可确定电源电压、电流表、电压表量程均不宜太大。
本实验不要求电压调节范围,可选用限流电路。
因此选用下面左图的电路。开始时滑动变阻器的滑动触头应该在右端。
本实验通过的电流不宜太大,通电时间不能太长,以免电阻丝发热后电阻率发生明显变化。
实验步骤:
1、用刻度尺测出金属丝长度
2、螺旋测微器测出直径(也可用积累法测),并算出横截面积。
3、用外接、限流测出金属丝电阻
4、设计实验表格计录数据(难点)注意多次测量求平均值的方法
原理: 2
2
L
S
LRI
U
D
L I 4
DU 2
124.描绘小电珠的伏安特性曲线
器材:电源(4-6v)、直流电压表、直流电流表、滑动变阻器、小灯泡(4v,0.6A 3.8V,0.3A)灯
座、单刀开关,导线若干
注意事项:
①因为小电珠(即小灯泡)的电阻较小(10Ω左右)所以应该选用安培表外接法。
②小灯泡的电阻会随着电压的升高,灯丝温度的升高而增大,且在低电压时温度随电压变化
比较明显,因此在低电压区域内,电压电流应多取几组,所以得出的 U-I 曲线不是直线。
为了反映这一变化过程,
③灯泡两端的电压应该由零逐渐增大到额定电压(电压变化范围大)。所以滑动变阻器必须选
用调压接法。
在上面实物图中应该选用上面右面的那个图,
④开始时滑动触头应该位于最小分压端(使小灯泡两端的电压为零)。
由实验数据作出的 I-U 曲线如图,
⑤说明灯丝的电阻随温度升高而增大,也就说明金属电阻率随温度升高而增大。
(若用 U-I 曲线,则曲线的弯曲方向相反。)
⑥若选用的是标有“3.8V 0.3A”的小灯泡,电流表应选用 0-0.6A 量程;电压表开始时应选
用 0-3V 量程,当电压调到接近 3V 时,再改用 0-15V 量程。
125.把电流表改装为电压表
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 Rg、满偏电流 Ig、满偏电压 Ug。
步骤:
(1)半偏法先测出表的内阻 Rg;最后要对改装表进行较对。
(2) 电流表改装为电压表:串联电阻分压原理
g
g
gg
g
g 1)R-(nR)u
u-u(RR
u-u
R
u (n 为量程的扩大倍数)
(3)弄清改装后表盘的读数 UI
IU
g
'
(Ig 为满偏电流,I 为表盘电流的刻度值,U 为改装表的最大量程, 'U 为改装表对应的刻度)
(4)改装电压表的较准(电路图?)
(2)改为 A 表:串联电阻分流原理
gg
g
g
ggg R1-n
1RI-I
IR)RI-I(RI (n 为量程的扩大倍数)
(3)改为欧姆表的原理
V
AV
A
U/V
I/A
O
两表笔短接后,调节 Ro 使电表指针满偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻 Rx 后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R 中+Rx)
由于 Ix 与 Rx 对应,因此可指示被测电阻大小
126 测定电源的电动势和内电阻
外电路断开时,用电压表测得的电压 U 为电动势 E U=E
原理:根据闭合电路欧姆定律:E=U+Ir,
rIuE
rIuE
22
11
E
21
1221
I-I
uI-uI r
21
12
I-I
u-u
(一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器)
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。
本实验电路中电压表的示数是准确的,电流表的示数比通过电源的实际电流小,
所以本实验的系统误差是由电压表的分流引起的。为了减小这个系统误差, 电阻 R 的取值
应该小一些,所选用的电压表的内阻应该大一些。
为了减小偶然误差,要多做几次实验,多取几组数据,然后利用 U-I 图象处理实验数据:
将点描好后,用直尺画一条直线,使尽量多的点在这条直线上,而且在直线两侧的点数大致
相等。这条直线代表的 U-I 关系的误差是很小的。
它在 U 轴上的截距就是电动势 E(对应的 I=0),它的斜率的绝对值就是内阻 r。
(特别要注意:有时纵坐标的起始点不是 0,求内阻的一般式应该是
I
Ur
。
为了使电池的路端电压变化明显,电池的内阻宜大些(选用使用过一段时间的 1 号电池)
127.用多用电探索黑箱内的电学元件
熟悉表盘和旋钮
理解电压表、电流表、欧姆表的结构原理
电路中电流的流向和大小与指针的偏转关系
红笔插“+”; 黑笔插“一”且接内部电源的正极
理解: 半导体元件二极管具有单向导电性,正向电阻很小,反向电阻无穷大
步骤:
①、用直流电压档(并选适当量程)将两笔分别与 A、B、C 三点中的两点接触,从表盘上
第二条刻度线读取测量结果,测量每两点间的电压,并设计出表格记录。
②、用欧姆档(并选适当量程)将红、黑表笔分别与 A、B、C 三点中的两点接触,从表盘
的欧姆标尺的刻度线读取测量结果,任两点间的正反电阻都要测量,并设计出表格记录。
128.练习使用示波器 (多看课本)
129.传感器的简单应用
传感器担负采集信息的任务,在自动控制、信息处理技术都有很重要的应用。
如:自动报警器、电视摇控接收器、红外探测仪等都离不开传感器
传感器是将所感受到的物理量(力热声光)转换成便于测量的量(一般是电学量)的一类元件。
工作过程:通过对某一物理量敏感的元件,将感受到的物理量按一定规律转换成便于利用的
信号,转换后的信号经过相应的仪器进行处理,就可以达到自动控制等各种目的。
热敏电阻,升温时阻值迅速减小
光敏电阻,光照时阻值减小, 导致电路中的电流、电压等变化来达到自动控制
V
AR
S
U/V
I/Ao 0.2 0.4 0.6
3.0
2.0
1.0
光电计数器
集成电路 将晶体管,电阻,电容器等电子元件及相应的元件制作在一块面积很小的半导体
晶片上,使之成为具有一定功能的电路,这就是集成电路。
130.测定玻璃折射率
实验原理:如图所示,入射光线 AO 由空气射入玻璃砖,经 OO1 后由 O1B 方向射出。作出
法线 NN1,
则由折射定律
介
空
介
sinC
90sin
sin
sinn
o
v
Ci
对实验结果影响最大的是光在波璃中的折射角 的大小
应该采取以下措施减小误差:
1、采用宽度适当大些的玻璃砖,以上。
2、入射角在 15 至 75 范围内取值。
3、在纸上画的两直线尽量准确,与两平行折射面重合,为了更好地定出入、出射点的位置。
4、在实验过程中不能移动玻璃砖。
注意事项:
手拿玻璃砖时,不准触摸光洁的光学面,只能接触毛面或棱,
严禁把玻璃砖当尺画玻璃砖的界面; 实验过程中,玻璃砖与白纸的相对位置不能改变;
大头针应垂直地插在白纸上,且玻璃砖每一侧的两个大头针距离应大一些,以减小确定光路
方向造成的误差;
入射角应适当大一些,以减少测量角度的误差。
131.用双缝干涉测光的波长
器材:光具座、光源、学生电源、导线、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、
测量头、刻度尺、
相邻两条亮(暗)条纹之间的距离 X ;用测量头测出 a1、a2(用积累法)
测出 n 条亮(暗)条纹之间的距离 a, 求出
1-n
aaX 12
双缝干涉: 条件 f 相同,相位差恒定(即是两光的振动步调完全一致) 当其反相时又如何?
亮条纹位置: ΔS=nλ;
暗条纹位置:
2
1)(2nS (n=0,1,2,3,、、、);
条纹间距 :
1)-L(n
da
L
xd
1-n
a
d
LX
(ΔS :路程差(光程差);d 两条狭缝间的距离;L:挡板与屏间的距离) 测出 n 条亮条纹间的距
离 a
补充实验:
1.伏安法测电阻
伏安法测电阻有 a、b 两种接法,a 叫(安培计)外接法,b 叫(安培计)内接法。
①估计被测电阻的阻值大小来判断内外接法:
外接法的系统误差是由电压表的分流引起的,测量值总小于真实值,小电阻应采用外接法;
内接法的系统误差是由电流表的分压引起的,测量值总大于真实值,大电阻应采用内接法。
②如果无法估计被测电阻的阻值大小,可以利用试触法:
如图将电压表的左端接 a 点,而将右端第一次接 b 点,第二次接 c 点,观察电流表和电压表
的变化,
若电流表读数变化大,说明被测电阻是大电阻,应该用内接法测量;
若电压表读数变化大,说明被测电阻是小电阻,应该用外接法测量。
(这里所说的变化大,是指相对变化,即ΔI/I 和ΔU/U)。
(1)滑动变阻器的连接
滑动变阻器在电路中也有 a、b 两种常用的接法:a 叫限流接法,b 叫分压接法。
分压接法:被测电阻上电压的调节范围大。
当要求电压从零开始调节,或要求电压调节范围尽量大时应该用分压接法。
用分压接法时,滑动变阻器应该选用阻值小的;“以小控大”
用限流接法时,滑动变阻器应该选用阻值和被测电阻接近的。
(2)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;
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。
12.伦琴射
线管
电子被高压加速后高速射向对阴极,从对阴极上激发
出 X 射线。在 K、A 间是阴极射线即高速电子流,从
A 射出的是频率极高的电磁波,即 X 射线。X 射线粒
子的最高可能的频率可由 Ue=hν计算。
13.α粒子散射实验(第二册 257 页)
全部装置放在真空中。荧光屏可以沿着图中虚线转动,用来统计向不同方向散射的粒子的数
目。观察结果是,绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但是有少数α粒子
发生了较大的偏转。
V
A
V
Aa a b
R R
14.光电效应实验(第二册 244 页)
把一块擦得很亮的锌板连接在灵每验电器上,用弧光灯照锌板,验电器的指针就张开一个角度,
表明锌板带了电.进一步检查知道锌板带( )电.这表明在弧光灯的照射下,锌板中有一部分
( )从表面飞了出去锌板中少了( ),于是带( )电.
高考物理定理、定律、公式表
一、质点的运动(1)------直线运动
1)匀变速直线运动
1.平均速度 V 平=s/t(定义式) 2.有用推论 Vt2-Vo2=2as
3.中间时刻速度 Vt/2=V 平=(Vt+Vo)/2 4.末速度 Vt=Vo+at
5.中间位置速度 Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移 s=V 平 t=Vot+at2/2=Vt/2t
7.加速度 a=(Vt-Vo)/t {以 Vo 为正方向,a 与 Vo 同向(加速)a>0;反向则 a<0}
8.实验用推论Δs=aT2 {Δs 为连续相邻相等时间(T)内位移之差}
9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);
位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h。
注:①平均速度是矢量, ②物体速度大,加速度不一定大,
③a=(Vt-Vo)/t 只是量度式,不是决定式,
④其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻、s-t 图、v--t 图、速度与速率、
瞬时速度。
2)自由落体运动
1.初速度 Vo=0 a=g; 2.末速度 Vt=gt
3.下落高度 h=gt2/2(从 Vo 位置向下计算) 4.推论 Vt2=2gh
注:①自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;
②a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,高山处比平地小,方向竖直向下)。
3)竖直上抛运动
1.位移 s=Vot-gt2/2 2.末速度 Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推论 Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度 Hm=Vo2/2g(抛出点算起)
5.往返时间 t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)
注:①全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;
②分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;
③上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。
二、质点的运动(2)----曲线运动、万有引力
1)平抛运动
1.水平方向速度:Vx=Vo 2.竖直方向速度:Vy=gt
3.水平方向位移:x=Vot 4.竖直方向位移:y=gt2/2
5.运动时间 t=(2y/g)1/2 (通常又表示为(2h/g)1/2)
6.合速度 Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2 合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=
gt/V0=2tgα;
7.合位移:s=(x2+y2)1/2, 位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo=tgβ/2
8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g
注①平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为 g,通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向
的自由落体运动的合成;
②运动时间由下落高度 h(y)决定与水平抛出速度无关;
③θ与β的关系为 tgβ=2tgα;
④在平抛运动中时间 t 是解题关键;
⑤做曲线运动物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体做
曲线运动。
2)匀速圆周运动
1.线速度 V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度 a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力 F 心=mV2/r=mω2r=m (2π/T)2r=
mωv=F 合
5.周期与频率:T=1/f 6.角速度与线速度的关系:V=ωr
7.角速度与转速的关系ω=2πn (此处频率与转速意义相同)
8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):
秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心
加速度:m/s2。
注:①向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方
向垂直指向圆心.
②做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,
因此物体的动能保持不变,向心力永不做功,但动量不断改变.
(3)万有引力
1.开普勒第三定律:T2/R3=K=4π2/GM)
(R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量))
2.万有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它们的连线上)
3.天体上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 (R:天体半径(m),M:天体质
量(kg))
4.卫星绕行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:
中心天体质量}
5.第一(二、三)宇宙速度 V1=(g 地 r 地)1/2=(GM/r 地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3
=16.7km/s
6.地球同步卫星 GMm/(r 地+h)2=m4π2(r 地+h)/T2{h≈36000km.h:距地球表面的高度,
r 地:地球的半径}
注:①天体运动所需的向心力由万有引力提供,F 向=F 万;
②应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;
③地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同;线速度、离地高度、加
速度都恒定。
④卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反);
⑤地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为 7.9km/s。
三、力(常见的力、力的合成与分解)
1)常见的力
1.重力 G=mg (方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)
2.胡克定律 F=kx (方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m))
3.滑动摩擦力 F=μFN (与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N))
4.静摩擦力 0≤f 静≤fm (与物体相对运动趋势方向相反,fm 为最大静摩擦力)
5.万有引力 F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它们的连线上)
6.静电力 F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N•m2/C2,方向在它们的连线上)
7.电场力 F=qE (E:场强 N/C,q:电量 C,正电荷受的电场力与场强方向相同)
8.安培力 F=BILsinθ (θ为 B 与 L 的夹角,当 L⊥B 时:F=BIL,B//L 时:F=0)
9.洛仑兹力 f=qBVsinθ (θ为 B 与 V 的夹角,当 V⊥B 时:f=qVB,V//B 时:f=0)
注:①劲度系数 k 由弹簧自身决定;
②摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定;
③fm 略大于μFN,一般视为 fm≈μFN; ④其它相关内容:静摩擦力(大小、方向)〔见课本〕;
⑤物理量符号及单位 B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V:带电粒子速度
(m/s),q:带电粒子电量(C);⑥安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。
2)力的合成与分解
1.同一直线上力的合成 同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2)
2.互成角度力的合成:F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2 (余弦定理) F1⊥F2 时(即正交):F
=(F12+F22)1/2
3.合力大小范围:|F1-F2|≤F 合≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ (β为合力与 x 轴之间的夹角 tgβ=Fy/Fx)
注:①力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;
②合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;
③除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;
④F1 与 F2 的值一定时,F1 与 F2 的夹角(α角)越大,合力越小;
⑤同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。
四、动力学(运动和力)
1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有
外力迫使它改变这种状态为止
2.牛顿第二运动定律:F 合=ma 或 a=F 合/m (a 由合外力决定,与合外力方向一致)
3.牛顿第三定律:F=-F´{负号表方向相反,两力各自作用在对方.平衡力与作用力反作用力区别.
实际应用:反冲运动}
4.共点力的平衡 F 合=0,推广 {正交分解法、三力汇交原理}
5.超重:FN>G,失重:FNr0,f 引>f 斥,F 分子力表现为引力
(4)r>10r0,f 引0, 内能增大ΔE>0;温度升高,吸收热量,Q>0, 内能增
大ΔE>0;
⑥物体内能是指物体所有分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势
能为零;
⑦r0 为分子处于平衡状态时,分子间的距离;
⑧其它相关内容:能的转化和守恒定律、能源的开发与利用、环保、物体的内能、分子的动能、
分子势能。
九、气体的性质
1.气体的状态参量:
温度: 宏观上: 物体的冷热程度; 微观上: 物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志,
热力学温度与摄氏温度关系:T=t+273 {T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}
体积 V:气体分子所能占据的空间, 单位换算:1m3=103L=106mL
压强 p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力,
标准大气压:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
2.气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很
大
3.理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恒量,T 为热力学温度(K)}
注:①理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;
②公式 3 成立条件为一定质量的理想气体,使用注意温度的单位,t 为摄氏温度(℃),T 为热
力学温度(K)。
十、电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中) F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量 k=9.0
×109N•m2/C2, Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们连线
上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引
3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式) {E:电场强度(N/C)是矢量(电场的叠加原理)q:
检验电荷的电量(C)}
4.真空点(源)电荷形成的电场 E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}
5.匀强电场的场强 E=UAB/d {UAB:AB 两点间的电压(V),d:AB 两点在场强方向的距离(m)}
6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}
7.电势与电势差:UAB= a- b, UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.电场力做功:WAB=qUAB=qEd{WAB:带电体由 A 到 B 时电场力所做的功(J),q:带电量(C),
UAB:电场中 A,B 两点间电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向
的距离(m)
9.电势能:EA=qφA {EA:带电体在 A 点的电势能(J),q:电量(C),φA:A 点的电势(V)}
10.电势能的变化Δ AB= B- A {带电体在电场中从 A 位置到 B 位置时电势能的差值}
11.电场力做功与电势能变化Δ AB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)
12.电容 C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}
13.平行板电容器电容 C=εS/4πkd (S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ε:
介电常数)
电容器两种动态分析:①始终与电源相接 u 不变;②充电后与电源断开 q 不变.距离 d 变化时各物
理量的变化情况
14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0): W=ΔEK 或 qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15.带电粒子沿垂直电场方向以速度 Vo 进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)
类平抛运动 :垂直电场方向: 匀速直线运动 L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)
平行电场方向: 初速度为零的匀加速直线运动 d=at2/2,a=F/m=qE/m
注:①两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带
同种电荷的总量平分;
②静电场的电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处
场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;变化电场的电场线是闭合的:电磁场.
③常见电场的电场线分布要求熟记,特别是等量同种电荷和等量异种电荷连线上及中垂线上的场
强
④电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量
多少和电荷正负有关;
⑤处于静电平衡导体是个等势体,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;
⑥电容单位换算:1F=106μF=1012PF;
⑦电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;
⑧其它相关内容:静电屏蔽、示波管、示波器及其应用、等势面〔见课本〕。
十一、恒定电流
1.电流强度:宏观:I=q/t(定义式) (I:电流强度(A),q:在时间 t 内通过载面的电量(C),t:时间(s)
微观:I=nesv n 单位体积自由电何数,e 自由电荷电量,s 导体截面积,v 自由电荷定向移动速率)
2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}
3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω•m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}
4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或 E=Ir+IR 也可以是 E=U 内+U 外
I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}
5.电功与电功率:W=Pt= UIt, P=UI {W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电
功率(W)}
6.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:
通电时间(s)}
7.纯电阻电路中:由于 I=U/R,W=Q,因此 W=QU=UIt=I2Rt=U2t/R
8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P 总=IE,P 出=IU,η=P 出/P 总
{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}
9.电路的串/并联 串联电路(P、U 与 R 成正比) 并联电路(P、I 与 R 成反比)
电阻关系(串同并反) R 串=R1+R2+R3+ 1/R 并=1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系 I 总=I1=I2=I3 I 并=I1+I2+I3+
电压关系 U 总=U1+U2+U3+ U 总=U1=U2=U3
功率分配 P 总=P1+P2+P3+ P 总=P1+P2+P3+
10.欧姆表测电阻
(1)电路组成 内电路和外电路
(2)测量原理
两表笔短接后,调节 Ro 使电表指针满偏,得 Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻 Rx 后通过电表的电流为 Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R 中+Rx)
由于 Ix 与 Rx 对应,因此可指示被测电阻大小
(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨 off 挡。
(4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调
零。
11.伏安法测电阻
电流表内接法: 电流表外接法:
电压表示数:U=UR+UA 电流表示数:I=IR+IV
Rx 的测量值=U/I=(UA+UR)/IR Rx 的测量值=U/I=UR/(IR+IV)
=RA+Rx>R 真 =RVRx/(RV+R)(RARV)1/2] 选用电路条件 Rx»RV [或 Rx<(RARV)1/2]
12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法
限流接法 调压供电
电压调节范围小,电路简单,功耗小 电压调节范围大,电路复杂,功耗较大
便于调节电压的选择条件 Rp>Rx 便于调节电压的选择条件 Rp
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