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2021高中物理知识点总结(精华版)

来源:伴沃教育
学习必备 精品知识点

高中物理知识点总结

一、静力学

1. 胡克定律: F = kx 2. 重力:

G

= mg

(x (g

为伸长量或压缩量; k 为劲度系

)

)

三个

随离地面高度、纬度、地质结构而

数,只与弹簧的原长、粗细和材料有关

变化;重力约等于地面上物体受到的地球引力

3.几个力平衡,则一个力是与其它力合力平衡的力。

4.两个力的合力: F(max)- F(min) ≤F 合≤ F(max)+F(min) 。 大小相等的共面共点力平衡,力之间的夹角为

F2 两个共点力 的合力:利用平行四边形定则。

120°,求 F 1 、

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: 以等于分力。

5.力的合成和分解是一种等效代换, 6.两个平衡条件:

(1)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

F 1- F2 F F 1 + F 2

(3) 合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可

分力与合力都不

是真实的力,求合力和分力是处理力学问题时的一种方法、手段。

=0 或 : F x 合 =0 F

y 合

=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。 [2] 三个共点力作用于物体而平衡,

其中任意两个力的合力与第三

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个力一定等值反向

( 2)有固定转动轴物体的平衡条件:力矩代数和为零. 了解)

力矩: M=FL (L 为力臂,是转动轴到力的作用线的垂直距离) 三力共点且平衡,则 :F1/sin α 1=F2/sin α 2=F3/sin α 3(拉密定 理 , 对比一下正弦定理)

文字表述 : 三个力作用于物体上达到平衡时, 正弦成正比

7.物体沿斜面匀速下滑,则 8、摩擦力的公式: (1)

滑动摩擦力:

f=

u=tan α F N

G;也可以等于 则三个力应在同一平

面内,其作用线必交于一点,且每一个力必和其它两力间夹角之

(只要求

说明 : ① F N 为接触面间的弹力,可以大于 G;也可以小于 G

② 为滑动摩擦因数, 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 (2)

静摩擦力:其大小与其他力有关,

牛顿第二定律求解 , 不与正压力成正比 .

大小范围: O f 静 f m (f m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。 b 、摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。 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。 9、 浮力:

F=

gV ( 注意单位 )

)

N 无关 .

由物体的平衡条件或

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10、 万有引力: F=G

m1m2 r

2

(1) 适用条件:两质点间的引力(或可以看作质点,如两个均匀

球体)。 (2) G为万有引力恒量,由卡文迪许用扭秤装置首先测量出。

(3) 在天体上的应用: ( M-- 天体质量 ,m—卫星质量, R-- 天体 半径 , g-- 天体表面重力加速度, h—卫星到天体表面的高度)

、万有引力 =向心力 a G

Mm

2

( R h)

b

V m 2

( R h)

2

m

2

4

( R h) m ( R h)

2 T

M R

2

2

、在地球表面附近,重力 =万有引力 mg = G

Mm R

2 2

g = G

c、 第一宇宙速度

mg = m

V

R

V=

gR GM / R

11.两个一起运动的物体 “刚好脱离” 时: 貌合神离, 弹力为零。 此时速度、加速度相等,此后不等。

12.轻绳不可伸长,其两端拉力大小相等,线上各点张力大小相 等。因其形变被忽略,其拉力可以发生突变,

“没有记忆力” 。

13.轻弹簧两端弹力大小相等,弹簧的弹力不能发生突变。 14.轻杆能承受纵向拉力、压力,还能承受横向力。力可以发生 突变,“没有记忆力” 。

15、轻杆一端连绞链,另一端受合力方向:沿杆方向。

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16、“二力杆”(轻质硬杆)平衡时二力必沿杆方向。

17 、 绳 上 的 张 力 一 定 沿 着 绳 子 指 向 绳 子 收 缩 的 方 向 。 18、支持力(压力)一定垂直支持面指向被支持(被压)的物体, 压力 N不一定等于重G。 力

19、两个分力 F1 和 F2 的合力为 F,若已知合力(或一个分力)的 大小和方向,又知另一个分力(或合力)的方向,则第三个力与 已知方向不知大小的那个力垂直时有最小值。

20、已知合力不变,其中一分力 另一分力 F2。

F1 大小不变,分析其大小,以及

用“三角形”或“平行四边形”法则

二、运动学

1. 在描述运动时,在纯运动学问题中,可以任意选取参照物;

在处理动力学问题时,只能以地为参照物。

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2. 初速度为零的匀加速直线运动(或末速度为零的匀减速直线运 动) 时间等分:

① 1T 内、2T 内、3T 内 . 位移比:S1:S2:S3.... :Sn=1:4:9:....n^2 ② 1T 末、 2T 末、 3T 末 ......

速度比: V1:V2: V3=1: 2: 3

③ 第一个 T 内、第二个 T 内、第三个 T 内···的位移之比:

S Ⅰ: SⅡ: SⅢ: .... : SN=1: 3: 5: ..:(2n-1) ④ Δ S=aT2 S/T2 位移等分:

① 1S0 处、 2S0 处、 3 S0 处速度比: V1: V2:V3: ...Vn=1: √ 2: √ 3:...: √ n ② 经过 1S0 时、2S0 时、3S0 时 ... 时间比: t1 :t2 :t3 :...tn=1: √ 2: √ 3:...:

√n

√2-1: √ 3- √ 2:...:

√ n- √ (n-1)

③ 经过第一个 1S0、第二个 2 S0 、第三个 3 S0 ···时间比 t1 : t2 : t3 : ...tn=1:

Sn-S[n-k]= k aT2

a = ( Sn-S[n-k] ) /k T^2

a= Δ

3.匀变速直线运动中的平均速度 v(t/2)=(v1+v2)/2=(S1+S2)/2T 4.匀变速直线运动中的

中间时刻的速度 v(t/2)=(v1+v2)/2 中间位置的速度

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5. 变速直线运动中的平均速度

前一半时间 v1,后一半时间 v2。则全程的平均速度: v=(v1+v2)/2 [ 算术平均数 ]

前一半路程 v1,后一半路程 v2 。则全程的平均速度: v=(2v1v2)/(v1+v2) [ 6.自由落体 n 秒末速度( m/s ):

10 ,20,30,40,50

n 秒末下落高度 (m) : 5、20、 45、80、 125 第 n 秒内下落高度 (m) : 5、 15、 25、35、 45 7.竖直上抛运动

同一位置 ( 根据对称性 ) v 上=v 下

H(max)=[(V0)^2]/2g 8.相对运动 ① . S 甲乙

= S 甲地

+ S 地乙 = S 甲地

- S 乙地

②共同的分运动不产生相对位移。 绳端物体速度分解

对地速度是合速度,分解为沿绳的分速度和垂直绳的分速度。

调和平均数 ]

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10. 匀变速直线运动:

基本规律: V

t

= V0 + a t S = v

o

t +

1 2

a t

2

几个重要推论: (1) V

2 t

- V = 2as

2 0

(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

V (3) AB

段中间时刻的瞬时速度 :

t/ 2

=

V0 Vt

2

2 o

=

s t

2 t

段位移中点的即时速度 :

V

s/2

=

vv2

匀速: Vt/2 =Vs/2 ;

移之比为 1 :2 :3

2 2

2

2

匀加速或匀减速直线运动: Vt/2 ns 内的位

( 4) 初速为零的匀加速直线运动 , 在 1s 、2s、 3s 第 ns 内的位移之比为 1: 3:5 米内、第 3 米内

n ; 在第 1s 内、 第 2s 内、 第 3s 内

(2n-1) ; 在第 1 米内、第 2

第 n 米内的时间之比为 1: ( 2 1) :

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3 2 ) ( n n 1)

(5) 初速无论是否为零 , 匀变速直线运动的质点 , 在连续相邻的

2

相等的时间间隔内的位移之差为一常数: s = aT (a--

匀变速直线运动的加速度

11. 竖直上抛运动: 运动。

加速直线运动。全过程是初速度为

T-- 每个时间间隔的时间 ) VO、加速度为 g 的匀减速直线

上升过程是匀减速直线运动,下落过程是匀

V(1) 上升最大高度: H =

2g

(2) (3) 值反向

(4)

上升、下落经过同一段位移的时间相等。

从抛出到

上升的时间: t=

2 o

Vo g

上升、下落经过同一位置时的加速度相同,而速度等

落回原位置的时间: t =

2Vo g

(5)适用全过程的公式: V

2 t

S = V o t --

1 2

g t

2

V

t

= V o-g t

-V = - 2 gS

2 o

( S、 Vt 的正、负号的理解)

12. 匀速圆周运动公式 线速度 : V= R

=2

f R=

2 R T

角速度: =

2 t

T

2 f

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向心加速度: a = v

R

2

2

2

R

4 T

2

2 2

R 4

2 2

2

f R

2

向心力: F= ma = m v

R

m

R= m

4 T

R m4 n R

2

2

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。

13. 平抛运动公式:匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运 动的合运动

水平分运动: 竖直分运动:

水平位移: x= vo t

1 2

水平分速度: vx = vo

y 竖直分速度: v = g t

竖直位移: y = g t

2

tg =

Vy Vo

2

o

2 V y

V

y

= V otg Vo =V yctg

V =

V

V

o

= Vcos V

y

= Vsin

在 Vo、Vy、V、X、y、t 、 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。 14.小船过河: ⑴ 当船速大于水速时

①船头的方向垂直于水流的方向时,

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所用时间最短, t=d/v( 船)

②合速度垂直于河岸时,航程

⑵当船速小于水速时 所用时间最短, t=d/v( 船)

②合速度不可能垂直于河岸,最短航程

s=dv( 水 )/v( 船 ) s 最短

s=d d 为河宽

①船头的方向垂直于水流的方向时,

15.两个物体刚好不相撞的临界条件是:接触时速度相等或者匀 速运动的速度相等。

16.物体滑到小车 (木板) 一端的临界条件是: 物体滑到小车 (木

板)一端时与小车速度相等

17.在同一直线上运动的两个物体距离最大(小)的临界条件是: 速度相等。

三、运动和力

1.沿粗糙水平面滑行的物体: 2.沿光滑斜面下滑的物体: 3.沿粗糙斜面下滑的物体 4 系统法:动力-阻力=m总a

a= μ g a=g sin α

a =g( sin α- μ cosα)

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5 第一个是等时圆

8.下面几种物理模型,在临界情况下, a=gtg α

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11. 超重:

a 方向竖直向上;(匀加速上升,匀减速下降) 失重: a 方向竖直向下;(匀减速上升,匀加速下降) 12. 汽车以额定功率行驶时, Vm=P/f

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四、圆周运动 万有引力

4.向心力公式:

5.在非匀速圆周运动中使用向心力公式的办法:沿半径方向的合 力是向心力

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6 竖直平面内的圆周运动 ① 绳,内轨,水流星

最高点最小速度 v= √ gR,最低点最小速度 v=√ 5gR, 上下两点拉压力之差 6mg ②离心轨道,小球在圆轨道过最高点 要通过最高点,小球最小下滑高度为

vmin = √ gR

2 .5R 。

③竖直轨道圆运动的两种基本模型

绳端系小球,从水平位置无初速度释放下摆到最低点: a=2g,与绳长无关。

“杆”最高点 vmin=0 , v>v 临,杆对小球为拉力 v 临 = √ gR , v = v 临,杆对小球的作用力为零

v临,杆对小球为支持力

T=3mg,

7.重力加速 g=GM/r^2,g 与高度的关系: g'=gR^2/(R+h)^2 8.解决万有引力问题的基本模式:“引力=向心力”

9.人造卫星:高度大则速度小、周期大、加速度小、动能小、重 力势能大、机械能大。

速率与半径的平方根成反比, 周期与半径的平方根

的三次方成正比。

同步卫星轨道在赤道上空, h= 5.6 R ,v = 3.1 km/s

10.卫星因受阻力损失机械能:高度下降、速度增加、周期减小。 11.“黄金代换”:重力等于引力,

GM=gR^2

12.在卫星里与重力有关的实验不能做。

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13.双星 : 引力是双方的向心力,两星角速度相同,星与旋转中心 的距离跟星的质量成反比。

14.第一宇宙速度: V1=√ GM/R=√gR=7.9km/s (R 为地球的半径 ) 15 地表附近的人造卫星: r = R =6.4 × 10^6m, √ gR=7.9km/s 五、机械能

1.求机械功的途径: (1) 用定义求恒力功。 定理或能量守恒)求功。

(3)由图象求功。 (4) 由功率求功。 用平均力求功(力与位移成线性关系时) 2.求功的六种方法 ① W = F S cosa (恒力) ② W = P t (变力,恒力) ③ W = △ EK (变力,恒力)

④ W = △ E (除重力做功的变力,恒力) ⑤ 图象法 (变力,恒力) ⑥ 气体做功: 的体积变化

3.恒力做功的大小与路面粗糙程度无关,

与物体的运动状态无关。

W = P △V

( P——气体的压强; △ V ——气体

功能原理

定义式

(5)

(2)

用做功和效果(用动能

T=2

π√ (R/g) =84.6

V 分钟

运 = V Ⅰ

4.摩擦生热: Q = f ·S 相对 。 Q 常不等于功的大小(功能关系)

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动摩擦因数处处相同,克服摩擦力做功 5.保守力的功等于对应势能增量的负值:

W = μ mg S

W保 - △ Ep。

6.作用力的功与反作用力的功不一定符号相反,其总功也不一定 为零。 7.传送带以恒定速度运行,小物体无初速放上,达到共同速度过 程中,相对滑动距离等于小物体对地位移,摩擦生热等于小物体 获得的动能。

六、动量

1. 动量和冲量: 动量: P = mV

冲量: I = F t

(要注意矢量性) 2. 动量定理: 物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。 公式: F 合 t = mv 规定是关键 )

- mv ( 解题时受力分析和正方向的

3. 动量守恒定律: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。 相互作用的两个物体或多个物体)

2v 2’公式:mv + m2v2 = mv+ m或 p1 =- p2 或 p1 + p2=O

11

1

1

(研究对象:

适用条件:( 1)系统不受外力作用。 但合外力为零。

(2)系统受外力作用,

( 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。

4. 功 : W = Fs cos

(

适用于恒力的功的计算)

( 1) 理解正功、零功、负功

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( 2) 功是能量转化的量度

重力的功 ------

量度 ------

重力势能的变化 电势能的变化 分子势能的变化 动能的变化

------ 电场力的功 ----- 量度

------ 分子力的功 ----- 量度 合外力的功 ------

量度 -------

6. 动能和势能:

1 2

动能: E k = mV

2

重力势能: Ep = mgh

p

2

2m

(

与零势能面的选

。 公

择有关 )

7. 动能定理:外力所做的总功等于物体动能的变化(增量)

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式: W 合 = Ek = E k2 - E

k1

=

1 2 mV 2 2

.

1 2 mV 1 2

条件:

8. 机械能守恒定律:机械能 +弹性势能 = 动能 +重力势能

系统只有内部的重力或弹力做功

1 2

1 公式: mgh+ mV 1

2

mgh 2

1 2

或者 mV 2

2

Ep 减 =

Ek 增

9. 能量守恒(做功与能量转化的关系) :有相互摩擦力的系统,减 少的机械能等于摩擦力所做的功。

E = Q = f S

10. 功率: P

P

=

W t

( 在 t 时间内力对物体做功的平均功率 )

= 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 )

11. 简谐振动:

回复力: F = -KX

加速度: a = -

K m

X

单摆周期公式: T= 2

L g

( 与摆球质量、振幅无关 )

( 了解 ) 弹簧振子周期公式: T= 2 度系数有关,与振幅无关 )

m K

( 与振子质量、弹簧劲

12. 波长、波速、频率的关系: 13.反弹:动量变化量大小

V =

T

= f (适用于一切波)

△ p=m(v1+v2)

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14.“弹开”(初动量为零 , 分成两部分):速度和动能都与质量 成反比。

15.一维弹性碰撞:

16.A追上B发生碰撞 , 则 ( 1)VA>VB 大

( 3)动量守恒 B( V'A17.碰撞的结果总是介于完全弹性与完全非弹性之间。

18.子弹(质量为 m,初速度为 v0)打入静止在光滑水平面上的 木块(质量为 M),但未打穿。 从子弹刚进入木块到恰好相对静止, 子弹的位移 S1、木块的位移 S2 及子弹射入的深度 d 三者的比

( 2) A的动量和速度减

小,

( 4)动能不增加

B 的动量和速度增

( 5)A 不穿过

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S1;S2:d=(M+2m):m:(M+m)

19.双弹簧振子在光滑直轨道上运动,弹簧为原长时一个振子速 度最大,另一个振子速度最小;弹簧最长和最短时(弹性势能最 大)两振子速度一定相等。

20.解决动力学问题的思路: ( 1)如果是瞬时问题只能用牛顿第二定律去解决。 如果是讨论一个过程,则可能存在三条解决问题的路径。 ( 2)如果作用力是恒力,三条路都可以,首选功能或动量。 如果作用力是变力,只能从功能和动量去求解。 ( 3)已知距离或者求距离时,首选功能。 已知时间或者求时间时,首选动量。 ( 4)研究运动的传递时走动量的路。 研究能量转化和转移时走功能的路。 ( 5)在复杂情况下,同时动用多种关系。

21.滑块小车类习题:在地面光滑、没有拉力情况下,每一个子 过程有两个方程:

( 1)动量守恒 ; ( 2)能量关系。

常用到功能关系: 摩擦力乘以相对滑动的距离等于摩擦产生的热, 等于系统失去的动能。

七、振动和波:

1.物体做简谐振动,

①在平衡位置达到最大值的量有速度、动量、动能 ②在最大位移处达到最大值的量有回复力、加速度、势能

③通过同一点有相同位移、速率、回复力、加速度、动能、势能, 只可能有不同的运动放向

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④经过半个周期,物体运动到对称点,速度大小相等、方向相反。 ⑤半个周期内回复力的总功为零,总冲量为,路程为 ⑥经过一个周期,物体运动到原来位置,一切参量恢复。 ⑦一个周期内回复力的总功为零,总冲量为零。路程为

4 倍振幅。 2 倍振幅。

2.波传播过程中介质质点都作受迫振动,都重复振源的振动,只 是开始时刻不同。

波源先向上运动,产生的横波波峰在前 产生的横波波谷在前。

波的传播方式:前端波形不变,向前平移并延伸。 3.由波的图象讨论波的传播距离、时间、周期和波速等时:注意 “双向”和“多解”。

4.波形图上,介质质点的运动方向:“上坡向下,下坡向上” 5.波进入另一介质时,频率不变、波长和波速改变 成正比。

6.波发生干涉时,看不到波的移动。振动加强点和振动减弱点位 置不变,互相间隔。 7. 双重系列答案:

, 波长与波速

; 波源先向下运动,

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八、热学

1. 热力学第一定律:

U = Q + W

符号法则: 外界对物体做功 ,W 为“ +”。物体对外做功 ,W 为“ - ”;

物体从外界吸热 ,Q 为“ +”;物体对外界放热 ,Q 为“ - ”。 ;物体内能减少, 物体内能增量 U 是取“ +”

2. 热力学第二定律:

表述一: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。

表述二: 不可能从单一的热源吸收热量并把它全部用来对外做功, 而不引起其他变化。

表述三:第二类永动机是不可能制成的。 3. 理想气体状态方程:

( 1)适用条件:一定质量的理想气体,三个状态参量同时

发生变化。

( 2) 公式:

U 取“ - ”。

P1V1 T1

P2V2 T2

PV T

恒量

4. 热力学温度: T = t + 273

(绝对零度是低温的极限,不可能达到)

单位:开( K)

5.阿伏加德罗常数把宏观量和微观量联系在一起。 宏观量和微观量间计算的过渡量:物质的量(摩尔数) 6.分析气体过程有两条路:

一是用参量分析 pv=nRT 二是用能量分析( Δ E=W+Q)。

7.一定质量的理想气体,内能看温度,做功看体积,吸放热综合以上两项 用能量守恒分析。 8. 求气体压强的途径∶

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①固体封闭∶《活塞》或《缸体》 《整体》列力平衡方程 ②液体封闭: 《某液面》列压强平衡方程 由几何关系确定气体的体积。 九、静电学

③系统运动: 《液柱》《活塞》《整体》列牛顿第二定律方程。

1.电势能的变化与电场力的功对应,电场力的功等于电势能增量 的负值: W点 =- △ E 电。 2.电现象中移动的是电子(负电荷),不是正电荷。

3.粒子飞出偏转电场时“速度的反向延长线,通过电场中心”。 4.讨论电荷在电场里移动过程中电场力的功、电势能变化相关问 题的基本方法:

①定性用电力线(把电荷放在起点处,分析功的正负,标出位移 方向和电场力的方向,判断电场方向、电势高低等); ②定量计算用公式。

5.只有电场力对质点做功时,其动能与电势能之和不变。 只有重力和电场力对质点做功时,其机械能与电势能之和不变。

6.电容器接在电源上,电压不变 ,

断开电源时,电容器电量不变 , 改变两板距离,场强不变。 E=4kπ Q/ε S ( 与 d 无关 )

7. LC振荡电路中两组互余的物理量:此长彼消。 1)电容器带电量 q,极板间电压 u,电场强度 E 及电场能 Ec 等量 为一组;(变大都变大)

2)自感线圈里的电流 I ,磁感应强度 B 及磁场能 EB等量为一

组; (变小都变小)电量大小变化趋势一致: 同增同减同为最大或零值,异组量大小变化趋势相反,此增彼减,

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若 q,u, E 及 Ec 等量按正弦规律变化,则 弦规律变化。

I , B, EB等量必按

8. 电容器充电时电流减小,流出负极,流入正极;磁场能转化为 电场能; 放电时电流增大,流出正极,流入负极,电场能转化为磁场能。 十、恒定电流

1.串连电路:总电阻大于任一分电阻 U 与 R成正比,; U1=R1U/(R1+R2) 功率 P 与 R 成正比 P1=R1P/(R1+R2) 2.并联电路:总电阻小于任一分电阻; 电阻 I 与 R 成反比,; U1=R2U/(R1+R2) 功率 P 与 R 成反比 P1=R2P/(R1+R2)

3.和为定值的两个电阻,阻值相等时并联值最大。 4.估算原则:串联时,大为主;并联时,小为主。 5.路端电压:纯电阻时 大。

U=E-Ir=ER/(R+r) ,随外电阻的增大而增

6.并联电路中的一个电阻发生变化,电路有消长关系,某个电阻 增大,它本身的电流小,与它并联的电阻上电流变大。 7.外电路中任一电阻增大,总电阻增大,总电流减小,路端电压 增大。 8.画等效电路:始于一点,电流表等效短路;电压表,电容器等 效电路;等势点合并。

9. R= r 时输出功率最大 P=E^2/4r 。 10.R1 ≠ R2 分别接同一电源:当时

R1R2=r^2,输出功率 P1=P2。

串联或并联接同一电源: P 串 =P 并。

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11.纯电阻电路的电源效率: η =R/(R+r) 。

12.含电容器的电路中,电容器是断路,其电压值等于与它并联 的电阻上的电压,稳定时,与它串联的电阻是虚设。电路发生变 化时,有充放电电流。

13.含电动机的电路中,电动机的输入功率 P=rI^2 ,

输出机械功率 P 机 =UI-rI^2

14. 含电容电路中,电容器是断路,电容不是电路的组成部分,仅 借用与之并联部分的电压。稳定时,与它串联的电阻是虚设,如 导线。在电路变化时电容器有充、放电电流。 15. 下图中,两侧电阻相等时总电阻最大。

P=UI,发热功率

16. 纯电阻串联电路中

一个电阻增大时,它两端的电压也增大,而电路其它部分的电压 减小 ; 其电压增加量等于其它部分电压减小量之和的绝对值。反 之,一个电阻减小时,它两端的电压也减小,而电路其它部分的 电压增大 ; 其电压减小量等于其它部分电压增大量之和。 十一、直流电实验: (一)直流电路 1. 电流的定义:

I =

Q t

(微观表示: I=nesv ,n

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为单位体积内的电荷数) 2. 电阻定律: R=ρ

L S

( 电阻率 ρ 只与导体材料性质和温度有关,

与导体横截面积和长度无关) 3. 电阻串联、并联:

串联: R=R1+R2+R3 +

并联:

+Rn

两个电阻并联: R=

1 R

1 R1

1 R2

R1 R2 R1 R

R2 U I

4. 欧姆定律:( 1)部分电路欧姆定律: I

U R

U=IR

( 2)闭合电路欧姆定律: I =

路端电压:

U =

ε R r

- I r= IR

电源输出功率: 电源热功率:

PPr

= I ε - I r =

2

I R

2

I 2 r

电源效率: ( 3)电功和电功率: 电功: W=IUt

PP总

=

U

=

ε R+r

R

电热: Q=I

2

Rt

U

2

电功率 : P=IU

对于纯电阻电路: W=IUt=

I Rt

2

R

t P=IU = I

2

R

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对于非纯电阻电路: W=Iut

I Rt

2

P=IU

I 2 R

( 4)电池组的串联:每节电池电动势为 节电池串联时:电动势: ε=n ε 0

ε n 0 ` 内阻为 r0 ,

内阻: r=n ro

既是电表,

5. 考虑电表内阻的影响时, 电压表和电流表在电路中, 又是电阻。

6. 选用电压表、电流表: ① 测量值不许超过量程。

② 测量值越接近满偏值(表针偏转角度越大)误差越小,一般应 大于满偏值的 1/3 。

③ 电表不得小偏角使用,偏角越小,相对误差越大

7. 选限流用的滑动变阻器:在能把电流限制在允许范围内的前提 下选用总阻值较小的变阻器调节方便; 选分压用的滑动变阻器:阻值小的便于调节且输出电压稳定,但 耗能多。 8. 选用分压和限流电路:

( 1) 用阻值小的变阻器调节阻值大的用电器时用分压电路,调 节范围才能较大。

( 2) 电压、电流要求“从零开始”的用分压。

( 3)变阻器阻值小,限流不能保证用电器安全时用分压。

( 4)分压和限流都可以用时,限流优先(能耗小) 9.伏安法测量电阻时,电流表内、外接的选择:

“内接的表的内阻产生误差” ,“好表内接误差小” ( RX/RA,

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和 Rv/RX 比值大的表“好” )。

10.多用表的欧姆表的选档:指针越接近R中误差越小,一般应 在 (R 中 )/4 至 4R中范围内。

选档、换档后,经过“调零”才能进行测量。 11.串联电路故障分析法:断路点两端有电压,通路两端没有电 压。

12.由实验数据描点后画直线的原则: ( 1)通过尽量多的点,

( 2)不通过的点应靠近直线,并均匀分布在线的两侧, ( 3)舍弃个别远离的点。 13.电表内阻对测量结果的影响 电流表测电流,其读数小于不接电表时的电阻的电流; 电压表测电压,其读数小于不接电压表时电阻两端的电压。

14.两电阻 R1 和 R2 串联,用同一电压表分别测它们的电压,其 读数之比等于电阻之比。 15. 伏安法测电池电动势和内电阻

r :

安培表接电池所在回路时: E 测 =E真, r 测 >r 真 , 电流表内阻影

响 测量结果的误差。 安培表接电阻所在回路试: 测量结果的误差。 替。

半值(电压)法测电压表内阻: 十二、磁场:

1. 几种典型的磁场:通电直导线、通电螺线管、环形电流、地磁 场的磁场分布。

2. 磁场对通电导线的作用(安培力) :F = BIL (要求 B ⊥I , 力

rg=R 串,测量值偏大。 E 测 半电流法测电表内阻 rg>R 并测量值偏小; 代替法测电表内阻 rg=R

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的方向由左手定则判定;若 的方向也是由左手定则判定, 若 B∥v, 则力的大小为零 )

B∥ I ,则力的大小为零)

但四指必须指向正电荷的运动方向;

3. 磁场对运动电荷的作用 (洛仑兹力) :F = qvB ( 要求 v⊥B, 力

4. 带电粒子在磁场中运动:当带电粒子垂直射入匀强磁场时,洛 仑兹力提供向心力, 带电粒子做匀速圆周运动。 即: qvB = m

v

2

R

可得: r =

mv qB

, T =

2 m qB

( 确定圆心和半径是关键 )

5. 电场的力的性质: 电场强度: (定义式) E =

F q

( q 为试探电荷,场强的大小

与 q 无关)

点电荷电场的场强: E = 6. 电场的能的性质: 电势差: U =

kQ r

2

(注意场强的矢量性)

W q

(或 W = U q )

U

AB

B = φA - φ

电场力做功与电势能变化的关系: 7. 匀强电场中场强跟电势差的关系: 向的距离)

U = - W E =

U d

( d 为沿场强方

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8. 带电粒子在电场中的运动:

① 加速: Uq =

1 mv

; v

= v o

; y =

1 2

2

2

②偏转:运动分解: x= v o t vy= a t

a =

x

a t

2

Eq m

FA

9. 安培力方向一定垂直电流与磁场方向决定的平面,即同时有 ⊥ I , FA⊥ B。

10. 粒子速度垂直于磁场时,做匀速圆周运动: m/qB(周期与速率无关 ) 。

11. 粒子径直通过正交电磁场(离子速度选择器) qvB=qE, v=B/B。 磁流体发电机、电磁流量计:洛伦兹力等于电场力。

12. 在有界磁场中,粒子通过一段圆弧,则圆心一定在这段弧两端 点连线的中垂线上。

R=mv/qB, T=2 π

13. 半径垂直速度方向, 即可找到圆心, 半径大小由几何关系来求。 14. 带电粒子作圆运动穿过匀强磁场的有关计算: 从物理方面只有一个方程:

qvB=mv^2/R ,

得出 R=mv/qB,和 T=2π m/qB

解决问题必须抓几何条件:入射点和出射点两个半径的交点和夹 角。 两个半径的交点即轨迹的圆心,

两个半径的夹角等于偏转角,偏转角对应粒子在磁场中运动的时 间 .

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15. 冲击电流的冲量 BIL △ t=mv BLq=mv

16. 通电线圈在匀强磁场中所受磁场力没有平动效应, 应。

只有转动效

17. 通电线圈的磁力矩 M=nBLScosθ =nBLS有效:(是线圈平面与 B 的夹角, S 线圈的面积)

18. 当线圈平面平行于磁场方向, 即 θ =0 时,磁力矩最大 M=nBLS

十三电磁感应

1. 感应电流的方向判定:①导体切割磁感应线:右手定则;②磁 通量发生变化:楞次定律。 2. 感应电动势的大小:① 分解到垂直的方向上

E = BLV (要求 L 垂直于 B、 V,否则要

② E = n

(①

t

式常用于计算瞬时值,②式常用于计算平均值) 3. 楞次定律:

磁铁相对线圈运动: “你追我退,你退我追” 通电导线或线圈旁的线框:线框运动时: 电流变化时: “你增我远离,你减我靠近” 4. 运用楞次定律的若干经验:

( 1)内外环电路或者同轴线圈中的电流方向: 离,电流减小时相吸、靠近。

( 3)“×增加”与“·减少” ,感应电流方向一样,反之亦然。 ( 4)单向磁场磁通量增大时,回路面积有收缩趋势,磁通量减小

“增反减同”

( 2)导线或者线圈旁的线框在电流变化时:电流增加则相斥、远

“你来我推,你走我拉”

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时,回路面积有膨胀趋势。 通电螺线管外的线环则相反。

8. 感应电流生热 Q=|W安

|

十四、交流电

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3. 交变电流的产生:线圈在磁场中匀速转动,若线圈从中性面 ( 线

圈平面与磁场方向垂直 ) 开始转动, 其感应电动势瞬时值为: e = Em sin ω t , 其中 感应电动势最大值: Em = nBSω . 4. 正弦式交流的有效值: E =

Em 2

;U =

Um 2

; I =

Im 2

(有效值用于计算电流做功,导体产生的热量等;而计算通过导 体的电荷量要用交流的平均值) 5. 电感和电容对交流的影响:

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 ③ 电阻:交、直流都能通过,且都有阻碍

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十五 光学

1.光由光疏介质斜射入光密介质,光向法线靠拢。 2.光过玻璃砖,向与界面夹锐角的一侧平移; 光过棱镜,向底边偏转。

3.从空气中竖直向下看水中,视深

=实深 /n

4.光线射到球面和柱面上时,半径是法线。 5.单色光对比的七个量:

6 双缝干涉条纹的宽度: x=Lλ d;

单色光的干涉条纹为等距离的明暗相间的条纹;白光的干涉条纹 中间为白色,两侧为彩色条纹。

7. 单色光的衍射条纹中间最宽,两侧逐渐变窄;白光衍射时,中 间条纹为白色,两侧为彩色条纹。 8. 增透膜的最小厚度为绿光在膜中波长的

1/4 。

9. 用标准样板检查工件表面的情况:条纹向窄处弯是凹;向宽处 弯是凸。

10. 电磁波穿过介质表面时,频率(和光的颜色)不变。光入介质 v=c/n , λ =λ 0/n

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11.

十六 原子物理

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7. 核反应

①核反应类型 ⑴ 衰 变 :

α 衰 变 :

238 92

U

234 90

Th

4 2

H e ( 核 内

2H 2n

1 1 1 0 4 2

He )

β 衰 变 :

234 90

Th

234 91

Pa

0 1

e( 核 内

1

0

n

1 1

H

0 1

e)

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:

14 7

N

4

2 4

He

17 8

O

1 1

H(发现质子的核反应)

9 4

Be 2 He

235 92

12 6 1 0

1 0 Cn(发现中子的核反应)

141 56

⑶重核的裂变:

U n Ba

92 36

Kr 3 n 0

1

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: 所以又叫热核反应)

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。 )

② . 半衰期

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。

2 1

1 H 3 H

4

2

He 01 (需要几百万度高温,

n

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t

(对大量原子核的统计规律) 计算式为: N t

t

N 0

1 2

T

N表示核

t

个数 ,此式也可以演变成

mt m0

1 2

T

或 nt

n0

1 2

T

,式中 m

示放射性物质的质量, n 表示单位时间内放出的射线粒子数。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,

DNA发生突变,可用

也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使 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) 。

8. 核能

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( 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 = mc ,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=Δ mc。以上两式中的

2

2

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 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。

931.5MeV 的能量

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