高中物理总复习知识要点-人教版[][整理]

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1、高中物理总复习基本知识要点第一部分 力 学一、力和物体的平衡:1力 力是物体对物体的作用:成对浮现,力不能离开物体而独立存在;力能变化物体的运动状态(产生加速度)和引起形变;力是矢量,力的大小、方向、作用点是力的三要素。 力的分类:按力的性质分类。按力的效果分类(可以几种力的合力)。 力的图示:由作用点开始画,沿力的方向画直线。选定标度,并按大小结合标度分段。在末端画箭头并标出力的符号。 2重力 产生:由于地球吸引而产生(但不等于万有引力)。方向竖直向下。作用点在重心。 大小:G=mg,在地球上不同地点不同。重力的大小可用弹簧秤测出。 重心:质量分布均匀的有规则形状物体的重心,在它的几何中心。

2、质量分布不均匀或不规则形状物体的重心,除与物体的形状有关外,还与质量的分布有关。重心可用悬挂法测定。物体的重心不一定在物体上。 3.弹力 产生:物体直接接触且产生弹性形变时产生。压力或支持力的方向垂直于支持面而指向被压或被支持的物体;绳的拉力方向沿着绳而指向绳收缩的方向。 有接触的物体间不一定有弹力,弹力与否存在可用假设法判断,即假设弹力存在,通过度析物体的合力和运动状态判断。 胡克定律:在弹性限度内,FKX,是弹簧的伸长量或缩短量。 4.摩擦力 静摩擦力:物接触、互相挤压(即存在弹力)、有相对运动趋势且相对静止时产生。方向与接触面相切,且与相对运动趋势方向相反。除最大静摩擦力外,静摩擦力没有

3、一定的计算式,只能根据物体的运动状态按力的平衡或ma措施求。 判断它的方向可采用“假设法”,即如无静摩擦力时物体发生如何的相对运动。 滑动摩擦力:物接触、互相挤压且在粗糙面上有相对运动时产生。方向与接触面相切且与相对运动方向相反(不一定与物的运动方向相反)大小fFN。(FN不一定等于重力)。 滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动,但不一定阻碍物体的运动。 摩擦力既也许起动力作用,也也许起阻力作用。 .力的合成与分解 合成与分解:合力与分力的效果相似,可以根据需要互相替代。力的合成和分解遵循平行四边形法则,平行四边形法则对任何矢量的合成都合用,力的合成与分解也可用正交分解法。两固定力只能合成一种合力,

4、一种力可分解成无数对分力,但力的分解要根据实际状况决定。 合力与分力关系:两分力与合力F1 FF -F2 ,但合力不一定不小于某一分力。对于三个分力与合力的关系,它们同向时为最大合力,但最小合力则要考虑其中两力的合力与第三个力的关系,例如3N、4N、5N三个力,其最大合力F45=12N,但最小合力不是等于三者之差,而是等于0。 在共点力作用下物体的平衡 物体所处状态:此时物体所受合力=。物处在静止或匀速运动状态,即平衡状态。 两平衡力与作用反作用力:平衡力作用在同一物体上,其效果可互相抵消,它们不一定是同一性质的力;作用与反作用力分别作用在两不同的物体上,其效果不能互相抵消(其效果要结合各个物

5、体的其她受力状况分析),但必是同一性质的力。 7物体的受力分析 拟定研究对象:隔离法:研究对象只选一种物体。整体法:研究对象是几种物体构成的系统。应用整体法一般规定这几种物体的运动加速度相似,涉及系统中各物体均处在平衡状态(当加速度不同步,也可应用)。 作力的示意图(力图): 选择对象。按顺序画:一般按重力、弹力、摩擦力的顺序画受力图,应用整体法时系统中各物体间互相作用力(内力)不要画。注意摩擦力:与否存在,方向如何。注意效果力:它是由其她的“性质力”如弹力、重力等提供的,不要把这些“效果力”再反复作为一种单独的力参与受力分析。作图精确。二、直线运动: 1.基本概念 时刻与时间:时刻相应的是位

6、置、瞬时速度、动量、动能等状态量,时间相应的是位移、路程、冲量、功等过程量。 位移与路程:位移是起点至终点的直线距离,是矢量。路程是起点至终点的实际长度,是标量。 .匀速度直线运动 速度:相应的位移,只要位移大小或方向变化,速度即变化。匀速直线运动中的速度是一种恒量,即大小和方向都不变。 速率:相应的路程。在曲线运动中,路程是曲线的长度。 平均速度:是总位移与总时间的比值, 在速度不同的几种运动中,它不是速度的平均值(总位移/总时间)。 匀速直线运动图象:S-t图象,是过原点的一条直线,直线的斜率速度。V-t图象,是平行于轴的一条直线,图线所包围的面积物体的位移。 3.匀变速直线运动 加速度:

7、用来描述速度变化的快慢,是矢量。在其她运动中,它不一定指速度变化的大小,速度大,加速度不一定大,速度为零,加速度不一定为零。 匀变速直线运动的公式: VtV0at SV +at2 /2 在匀加速直线运动中,为正,a与同向,匀减速直线运动中,a为负,a与V反向。 -t图象:是一条倾斜的直线,图线的斜率=。图线与X轴包围的面积表达物体的位移。 自由落体和竖直上抛运动:是匀变速直线运动的特例,加速度都是g。竖直上抛可分为上、下两个运动求解,也可直接应用匀减速直线运动公式计算,当速度为负值时,表达物体处在下降阶段,当位移为负值时,表达物体在抛出点下方 匀变速直线运动的某些特点: ST2:相邻两相等时间

8、内的位移之差是个恒量。 位移之比:00时,从起点算起,t、t、3tn时间内的位移之比1 S S3 Sn=149 。 0时,从起点算起,第1秒、第2t秒、第3t秒第n秒时间内的位移之比S1S2 S3Sn =5(2-1); 从00算起,通过持续相等位移的时间之比t1t3tn 速度关系:时间中点的速度=该段的平均速度。位移中点速度VB与该位移起点速度和终点速度V关系:。在匀加速直线运动或匀减速直线运动中,位移中点的速度都比时间中点速度大。 4注意点 匀减速直线运动:有下面三种状况: 物体可以返回且加速度不变时,如竖直上抛运动,公式 0 t 和=V0 t-at/2合用于整个过程。如果已知返回过程某时刻

9、的速度,可以负值代入速度公式计算,如果已知返回过程某位置处在抛出点的另一侧,其位移可以负值代入位移公式。 物体不能返回的运动,如汽车刹车后t秒的位移和速度,以上两公式只合用Vt0前的过程,此类问题一般要先判断汽车刹车后可运动的时间。 物体可以返回但加速度不同,如竖直上抛时存在空气阻力,则要分上升和下落两段单独计算。物体可以返回运动时,在返回点的速度=零,但加速度不一定为零。 公式只合用于匀变速直线运动,在某些题目中使用它,可以使计算简化,对于加速度不变的往复运动,如竖直上抛运动,如果物体处在下落过程,此时的速度与初速度方向相反,公式中的Vt要取负值。 相追相遇的问题:要注意用作图的措施分析各物

10、体的运动状况,并在图上逐个注明物理量。在追赶运动中,追上的条件不仅与两物体的位移有关,还与两物体的速度有关,一般状况时,要把两物体的速度大小相等作为临界条件。 竖直分离问题:叠在一起的两物体一起向上运动时,要使上面的物体与下面的物体分离,例如用手竖直向上抛物,要使物离开手,先有一种向上加速过程,然后要有一种向上减速过程,只有当向下的加速度大小增大到后来时,物体才开始脱离手,因此g是分离的临界加速度(此后手的向下加速度要不小于g)。 加速度减小的加速运动:其速度仍然不断增大(只是每秒速度增长量逐渐减小),当加速度减小至零时,此时物体的速度最大。三、运动定律: .牛顿第一定律 伽利略的抱负实验:是

11、针对“力是维持物体运动的因素”的错误结识,通过通过物体沿光滑斜面下滑,观测它滚上另一种斜面(平面)运动状况的抽象思维,抓住重要因素,忽视次要因素的抱负实验。当物在光滑的水平面上运动,物的速度保持不变,物体运动并不需要力来维持。物在水平面上运动之因此会停下来,是由于是受到阻力的缘故。 惯性:物体保持本来静止或匀速直线运动状态的性质。一切物体均有惯性,惯性是所有物体的固有性质。它与物体与否运动、运动快慢、受力状况无关。质量是惯性大小的量度,质量大的物体惯性大,在同样力作用下,质量大的物体运动状态难变化。 用惯性解释现象时,着重强调物体保持本来运动状态的特性(静止或匀速直线运动)。 2.牛顿第二定律

12、 特点:aF/m是一种瞬时作用规律,即a是F作用所产生,与始终同向,同步变化,同步存在或消失。 应用:进行受力分析是应用ma解题的核心环节。按加速度方向列式。与运动学结合计算时一般以加速度为中间量。注意物体运动中加速度与否变化。 .牛顿第三定律 特点:大小相似、方向相反,在同始终线上,性质相似。分别作用在两个物体上,产生的效果不一定相似,也不能互相抵消。借助和F的关系,可以通过变化研究对象分析问题,但此种状况下答题时要注意引入牛顿第三定律答题。 4.力学单位制 国际单位制:力学中-长度(米)、质量(公斤)、时间(秒),热学中-热力学温度(开)、物质的量(摩尔),电学中电流强度(安培),是国际基

13、本单位。由这些基本单位推导出的单位,如牛(公斤米/秒2 )等,是导出单位。基本单位和导出单位一起构成单位制。 .应用牛顿运动定律的解题规定 根据题目的已知条件进行研究对象的受力分析或运动状态分析,画出分析图。 力的分解和合成:物体受多力作用时,注意与否要把力按效果进行分解,分解时应选择什么方向的座标轴。 列出有关量的关系式:按正交分解时分开列式。 找出有关量和变量:在同一题目中,可以选择不同的研究对象(单个或系统),列式时,选择未知量数少、已知量和有关量多的公式,注意有的物理量的大小和方向与否变化,物体处在什么状态。 当物体的加速度为已知时,即相称于懂得物体的合力,如果规定某一种力,此时在作力

14、的分析图时,要把合力作为一种已知量。 6超重和失重 超重:指物体对支持物的压力或拉力不小于它的重力,作加速上升或减速下降的物体,物体处在超重状态。 失重:加速下降或减速上升的物体对支持物压力或拉力不不小于重力;完全失重:自由下落或绕地作匀速圆周运动的卫星中的物体对支持物压力或拉力=零。(处在完全失重状态的液体的浮力也为零) 7注意点 牛顿运动定律只在低速(相对于光速)、宏观(相对于微观粒子)条件下合用。 对于绳子、弹簧、硬棒,要注意它们受力方面的差别,其中绳子只能受拉力,弹簧可受拉力和压力,硬棒除能受拉力、压力外,还能弯曲,这时的力不延棒的方向。 当其她力撤销的瞬间,一般觉得绳子受力状况立即变

15、化,而弹簧的弹力则不会立即消失。 超重、失重与物体的重力:超重、失重是指在竖直方向作变速运动的物体所受其她物体的支持力或拉力大小(即视重或称重)与否不小于或不不小于它的重力(引力重),在这种运动状态,物体所受重力不变。在绕地球作匀速圆周运动的卫星中,物体处在完全失重状态,物体间不存在支持力或拉力,但物体仍然受到地球的重力作用,此时重力所有用于提供向心力。四、曲线运动: 1.曲线运动 物体作曲线运动的条件:初速度和合外力不为零。两者不在始终线上。 速度:合外力的作用是变化速度(大小、方向)。任一点的速度方向在该点曲线的切线方向上。运动中速度不断变化,是一种变速运动,如果合外力是恒定的,属匀变速运

16、动。 2.运动的合成和分解 两类基本运动:匀速直线运动和初速度为零的匀加速直线运动是最常用的两类基本运动; 运动合成:几种同类运动的合运动仍是同类运动。合速度或合加速度按力的合成措施求。不同类运动的合运动也许是直线运动(V0与a在同始终线上),也也许是曲线运动(V0与a不在同始终线上)。 运动分解:一种复杂的运动也可分解成几种较简朴的分运动(一般用正交分解),各个分运动可独立求解,其互相关系是它们具有等时性。 船渡河和拖船问题: 船渡河:它是船在静水中的运动和水的运动的合运动,它是两种匀速直线运动的合成,合运动也是匀速直线运动。船渡河的时间由河宽和船垂直河岸的分速度决定,与水的流速度无关,船渡

17、河沿河岸的位移与渡河时间和水的流速有关。当船的静水速度不小于水的流速时,可以使它们的合速度方向垂直河岸,此时渡河最小位移等于河宽,当船的静水速度不不小于水的流速时,无法使它们的合速度方向垂直河岸,此时要通过画圆弧措施求解。 岸上拖船:涉及汽车通过滑轮提高重物问题,存在两个不同的运动,一般岸上的运动是匀速直线运动,而比岸低的水中船的运动是一种变速运动,船在水中的速度是合速度(实际效果),连接绳的速度是船的分速度(它的大小等于岸上拉绳力的速度大小),船的移动距离要通过绳被拖过的长度计算。如果是河中的船(匀速)拖动岸上物体,则船速也是合速度。对于汽车通过滑轮提高重物,汽车速度也是合速度。 .平抛运动

18、 性质:初速度与重力垂直,是匀变速运动,加速度g。 分运动:水平方向X=V0t;竖直方向Yt2/。平抛运动的空中运动时间由h决定,水平位移由h和V0联合决定。运动过程各点的水平分速度都等于V,竖直分速度Vtgt,速度变化量gt。各点机械能相等。 .匀速圆周运动 意义:速度大小不变,方向不断变化。加速度大小不变,方向时刻变化,是变加速运动。 物理量:线速度:V=S/tR/TR,其中S是通过的弧长,方向沿该点圆周的切线方向。角速度:=/t2/T,单位为ad/s。周期和频率:T=1,在匀速圆周运动中,转速nf。向心加速度:aV2RR2,方向始终指向圆心(不断变化)。向心力:大小F=ma=V/=mr2

19、;其方向始终指向圆心(变力),是一种“效果力”,它是由其她力(单个或多种)提供的。 在匀速圆周运动中,角速度、周期、频率是不变的,速度、向心加速度、向心力是变化的(大小不变,方向不断变化)。 注意点: 在皮带传动系统中,觉得皮带及其接触处轮沿各点的线速度大小相等(不打滑),同一轮上各点角速度相等,线速度大小不一定相似。比较它们的V、或时,要判断它们哪些物理量大小是相似的。 竖直面内的圆周运动是变加速运动,速度、加速度大小和方向不断变化,只规定分析最高点和最低点的状况。最高点的状况要根据提供向心力的物体决定,例如细绳和轻棒,细绳只能承受拉力,最高点的最小速度为V=,而轻棒还可承受压力,容许最高点

20、的速度=0。 当物体作匀速圆周运动时,如果它的向心力是由不在一条直线上的力提供的(如圆锥摆、火车转弯等),要注意拟定圆心的位置和沿半径方向的合力。 做匀速圆周运动的物体,当它所受的合外力忽然消失或局限性以提供所需的向心力时,说会做逐渐远离圆心的离心运动,如果向心力忽然消失,物体由于惯性就会沿切线飞去。 5万有引力和天体运动 万有引力定律:=GmM/r2,其中的是两个质点间的距离,当物体间的距离远不小于物体自身的大小时,物体可视为质点。引力常量:G6.61011牛米2公斤2 ,它是卡文迪许用扭秤测定的。万有引力定律的发现,是1世纪自然科学最伟大的成果之一,第一次揭示自然科学中一种基本互相作用的规

21、律。 开普勒定律:第一定律:所有的行星环绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一种焦点上。第三定律:所有行星的轨道的半长轨的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,即3/T2k。 天体的运动:向心力由两天体间的万有引力提供,根据已知和所求物理量,在公式Gm/2V2/=r2=r(2/T)g选择(其中的r是运动半径,g是天体所在处的重力加速度)。天体质量、密度、周期关系:M=R4=4r3/GT2,其中R是天体半径,r是天体作匀速圆周运动的半径,T是周期。当物体在天体表面附近作匀速圆周运动时,=/GT2。 人造地球卫星:以上的公式仍然合用,对于离地h高的卫星,=g(h/+h)2。卫星的V、与r的

22、关系:根据GM/r2V2/,得,越大,V越小,同理根据GmM/r2mr2r(2/T)2,21r3,T2r3,越大,越小,T越大。宇宙速度:第一宇宙速度=7.9千米秒(绕地作匀速圆周运动的最大速度);第二宇宙速度=12千米/秒;第三宇宙速度=16.7千米/秒;同步卫星:相对地球静止的卫星,它的周期、角速度与地球的自转周期和角速度相似。这样的卫星必须在赤道上方的一种固定圆形轨道上作匀速圆周运动,离地高约360米。 7注意点 任何物体在离开运动着的物体瞬间,都具有与离开时相似的速度,它后来的运动即把该速度作为初速度,运动状态由离开后的受力状况决定,与它本来所在物体的运动无关。 随处球自转的物体与环绕

23、地球作匀速圆周运动的速度、周期和向心力不相似,地球的自转周期T24小时=60秒,而卫星的周期随离地的高度的增大而增大,在地球表面附近的卫星的最小周期约56秒(不到85分钟),地球上赤道上物体随处球自转的速度约046kms,而在地球表面附近的卫星的速度约7km/s,g的物体在地球赤道上随处球自转所需向心力约.03N,而它在地球表面附近绕地作匀速圆周运动所需向心力等于它的重力9.8N。 卫星的发射速度和环绕速度是不同的,最小的发射速度是79千米/秒,而作匀速圆周运动的最大环绕速度=79千米/秒,卫星离地越高,速度越小。以上的三个宇宙速度,都是指发射卫星的速度。五、机械能: 1功 什么力做功:物体在

24、某个力的方向上发生位移,该力就对物体做功。计算某个力F做功时,如果已知和S,直接应用W=FS计算,它与其她力无关。 计算:W=FCos,其中是F与S的夹角。功是标量,1度电千瓦时=36000焦。 .功率 平均功率与瞬时功率:,表达物体在t时间的平均功率。=FVs表达力F在瞬时速度V时的瞬时功率,其中是与V间的夹角。当力与速度不在同始终线上时,可取它们在同始终线上的分量计算。 额定功率与实际功率:机器在正常工作时的最大输出功率是额定功率,机器铭牌上标出的功率是额定功率。机器在实际工作的功率不一定等于额定功率,此时的功率为实际功率。 计算汽车的最大速率时,按照它在匀速直线运动状态,即牵引力F=阻力

25、Ff时,VmP额/。 汽车的起动问题:匀加速起动:加速度不变,牵引力F=M+f,F是个恒量(不小于阻力f),由于速度不断增大,P=V,牵引功率增大,至额定功率时速度就不能再增大,此时的最大速度VP(Maf)P/。汽车加速过程的时间=/a,如果汽车速度还要增大,就必须减小加速度值。位移a2/。加速过程汽车所做的功FS,合外力所做的功W(F-f)SMV2/2。 额定功率起动:刚开始速度小,根据F=PV,开始时牵引力大,加速度a(Ff)/也大,随着速度的增大,牵引力减小,加速度减小,直到加速度为零时达到最大速度V=P/f,这个过程是加速度逐渐减小的加速运动。加速过程汽车所做的功WPt,合外力所做的功

26、W=Pt-fS=MV2/2。 3功与能 功与能关系:做功的过程是能量转化的过程,功是能量转化的量度。做功与动能变化的关系(动能定理):合外力对物体所做的总功,等于物体动能的变化,即W=k。 应用动量定理:合用于单个物体受力与动能变化关系,解题时要先选定研究对象,分析它的受力状况、做功状况和初、末状态动能。有关外力的功:W是各个外力做的功的代数和,物体受多种外力作用时,各力做的功可分项列出,同步注意分清功的正负,如力是分段作用,则分项计算,对于恒力做的功(如重力),可以沿力的方向计算位移,对于滑动摩擦力、空气阻力等力做的功,要沿途径计算S,如力是变力,则只写W,不写成FS,对于汽车以额定功率做功

27、,则写为Pt。动能变化:Ek指的是末动能减初动能,即初、末状态的动能,不必考虑中间过程如何变化。 4机械能守恒 应用:在只有重力做功(没有摩擦和介质阻力做功),物体的动能和重力势能发生互相转化,但机械能总量保持不变。如果重力、弹力以外的其她力做的功总和为零,机械能不变。列式前,注意选择并标明零势能的参照面,分清初末状态。 动能定理与机械能守恒:动能定理合用于多种力做功与动能变化的关系,它是物理中的一种重要规律。在机械能守恒中,只有动能和势能的转化关系,不波及功的问题,如果把重力势能的变化与重力做功联系起来,也可以觉得是重力做功=动能变化。有关滑动摩擦力做功的问题:在一般运动中,WS的指的是f对

28、地位移,此时的功不一定所有转化为内能,在相对滑动的系统中的fS中的S,是两物体间相对滑动发生的位移,此时的功S所有转化为内能。如果是静摩擦力做功,由于不发生相对位移,做的功不转化为内能。六、动量、动量守恒: .冲量和动量 冲量:它是力的时间积累I=Ft,它是矢量它的方向就是的方向。某力冲量:直接求该力与作用时间的乘积,不要再分解该力,当某力做功为零时,它的冲量不一定为零。 动量:运动物体的质量和速度的乘积,=mV它是矢量,它的方向就是的方向。 2.动量定理 体现式:=P-P或FmVmV0。 应用注意点:注意方向:可以自定某方向为正方向(最佳以V0为正方向),式中各量同向的取正,反向的取负。当物

29、体所受冲量为负值时,只表达它与选定的正方向相反。当物体以同样大小的速度反弹时,如果选定初速度方向为正,则物体所受的冲量-2mV,其中的负号表达与初速度方向相反。有几种力或力的作用时间不同,则应分项列出,并按选定的正方向代入正负值。有关动量变化P是有方向的,它的方向与的方向相似,如果以V0为正方向,则0时,它的方向与V0同向,P时,它的方向与V0反向。比较某力的作用效果时,例如玻璃杯落在水泥地与砂地上的状况,要考虑力的作用时间和动量的变化大小。 3.动量守恒定律 合用范畴:系统不受外力或所受合外力为零时。系统所受的合外力虽然不为零,但比系统内力小得多。系统所受的合外力虽然不为零,但某个方向上的合

30、外力分量为零,该方向上的动量守恒。动量守恒定律不仅合用于宏现、低速的状况,也合用于微观、高速的状况。 动量与能量:物体在互相作用时,各物体间不仅存在动量的变化,并且同步存在能量的变化。 碰撞:它是一种互相作用时间很短、互相作用力很大的现象。碰撞过程动量保持不变,物体间的互相作用力大小、作用时间相等,但机械能也许减小、增长或不变。 非弹性碰撞:它的机械能要变化,其中以完全非弹性碰撞(碰后粘合一起)动能损失最大。一般的非弹性碰撞也要损失机械能,但有些碰撞(如反冲运动、炸药爆炸)因碰撞过程有其她能量转化为动能,则系统动能要增长。对绳子的忽然绷紧发生的物体间瞬时互相作用,也是一种非弹性碰撞,要损失动能

31、。 弹性碰撞:是一种不损失动能的互相作用。碰撞过程同步符合动量守恒和机械能守恒规律,这种碰撞如果碰前有一物体是静止,即V20的状况,碰撞后的速度为: , ,如果m1=m2 ,则V1 =0,V2 1(速度互换) 判断:在判断碰撞后速度或动量的也许值时,除比较碰撞前、后的总动量与否相等外,还要比较总动能的大小,在一般的碰撞中,碰撞后的总动能不会不小于碰撞前的总动能。 动量、冲量与动能关系:不同物体动量相等时,动能不一定相等,动能相等时,动量也不一定相等,动量与动能的数据关系是:,E2m。同一物体在不同步刻动能相等时,动量也不一定相等(矢量)。 注意点:在列式时,要以某一速度为正方向,其她量方向相似

32、时代入正,相反的为负。如果其中只有一种量的方向未知,可以假设它是某个方向,求出成果后再判断它的方向。动量守恒是以系统作为研究对象的,只要符合以上条件,不管系统有几种独立的物体,只要分析它们的初、末状态就可以列式计算。在选定的物体作用前后的的几组动量也许值时,不仅要注意作用前后的动量与否相等,还要注意比较它们的总动能。七、机械振动和机械波(一)机械振动 1.简谐振动特性:物体在跟位移大小成正比,并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动力与位移关系KX(无摩擦力阻力),F方向始终指向平衡位置,X方向始终背向平衡位置。 物理量变化:在振动过程中,a、V、X都在变化,但振幅大小不变,各点机械能相等。越接

33、近平衡位置,、X、a越小,V越大,X=时,a最大,在X0时,V最大。 其她物理量:振幅A:它是标量,表达振动的强弱。周期:是表达振动的快慢的物理量之一,同一振动中T不变。频率:也是表达振动的快慢的物理量之一,f不变。固有周期和频率:物体的振动周期和频率,与振幅无关,只由物体自身的性质决定。 2单摆 抱负的摆:小球是质点,悬线无质量。实际的摆,如悬线的伸缩和质量可以忽视,球的直径比悬线的长度短得多时,可作为单摆。在时,单摆的振动可作为简谐振动。 周期公式:;单摆的振动周期与摆球质量、振幅无关(等时性)。它的恢复力由重力和悬绳拉力提供,在任一位置恢复力F=gSin(F-mX/L)。等效摆长:如果单

34、摆小球是用两条互成角度的细绳悬挂,则摆长的计算要由球心量至摆动平面内的圆心;如果单摆在摆至细绳竖直位置时遇到钉子,则此刻的摆长由球心量至钉子。g值:在地面上方不同高度、不同星球上g值不同,在竖直方向作变速运动的系统中,值不同(加速度向上时取g+a,向下时取g-a)。 3.振动能量与共振 振动能量:与振动A有关,A越大,能量越大。如果不考虑其她阻力的影响,则振动过程中机械能守恒,振幅不变。阻尼振动:振幅逐渐减小的振动,它是由于系统克服阻力做功,系统机械能损失引起的。 受迫振动:物体在周期性的外力(驱动力)的作用下的振动。振动稳定后物体的频率驱动力的频率,与物体的固有频率无关。共振:在受迫振动中,

35、驱动力的频率跟物体的固有频率相等时,振幅最大的现象。(二)机械波 1机械波 特点:机械波的传播需要有波源和介质。波传播的是振动、能量和运动形式,介质的质点不随波迁移。在波中,每一种质点都以它的平衡位置作简谐振动,前一种质点(先振动的质点)带动后一种质点振动。 物理量:波长:两个相邻的、在振动过程对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离叫波长。振动在一种周期里在介质中传播的距离等于波长。在横波中,两个相邻的波峰(或波谷)间的距离等于波长。在纵波中,两个相邻的密部(或疏部)间的距离等于波长。在传播方向上相距整数波长的质点,在任一时刻的运动状况(、X)相似。频率:波的频率由波源决定,与传播波的介质无关

36、。在波中,质点振动频率和波的频率相等。波速:波速由传播波的介质决定,与波源无关,不同频率的波在同一介质中的传播速度相似。波的传播速度与质点的振动速度不同,波的传播可觉得是匀速的,质点作简谐振动振动,速度不断变化。 振动图象与波的图象比较 特点:振动图象表达一质点在各个时刻的位移,波的图象表达某一时刻各个质点的位移。 图线:它们都是正弦(或余弦)曲线,横座标表达的量不同,振动图线横座标表达的是时间,波的图线横座标表达的各质点的平衡位置。 物理量:振动图象:可直接求出质点的振幅、周期和某时刻的位移和振动方向;波的图象:可求出质点的振幅、波的波长,如果已知传播方向,还可懂得某质点的振动方向,但两图象

37、判断质点振动方向的措施不同。在波的传播过程中,传播至某质点的振动方向与波源的起振方向相似。位移和路程:波的传播距离通过SVt计算,而质点通过的路程要根据它实际通过的距离计算,在一种周期中,波传播的距离等于一种波长,质量通过的路程等于4A,但而位移=0。图线变化:振动图象的变化是把图线延续,原有形式不变,波的图象要根据波的传播方向平移。 3.波的干涉和衍射 条件:可以发生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或相差不多。产生稳定的干涉现象的条件是两波的频率要相似。 波的叠加:两列波(或几列波)相遇,可以保持各自的运动状态继续传播。在两波重叠的区域里,任何一种质点的总位移,都等于两列波分别引

38、起的位移的矢量和。 振动加强与削弱:当某点距两波源的波程差=波长整数倍时,该点的振动加强,波程差=半波长奇数倍时,该点振动削弱。两波各加强点连线上的各点的振动都是加强的,两波削弱点连线上的各点的振动都是削弱的。当两波的频率和振动都相似时,振动加强点的振幅=2,但该点的位移不断变化,某时刻位移也许为零;振动削弱点的振幅和合位移始终为零。 干涉和衍射是波特有的现象。 4.声波、超声波 声波:声波是纵波。人耳能听到的振动频率约为200赫兹。声波要靠介质传播,不同的介质,声速不同,温度不同步,声速也不同。其她现象:声波遇到障碍物被反射的现象叫回声。要把回声与原声辨别开来,两者要间隔0.1秒以上。“闻其

39、声不见其人”是声波的衍射所导致的。绕发声的音叉走一圈,声音忽强忽弱的现象声波的干涉现象。超声波:频率高于Hz的声波。它有很强的穿透能力。 多普勒效应:当波源和观测者之间存在相对运动时,观测者感到频率发生变化的现象。当声源与观测者接近时,观测者接受的声波的频率增大,反之减小。 5注意点 多解:运用振动图象和波的图象解题时,有时答案也许不止一种,注意与否需要用记录规律列式。同步给出波的图象和波上某点的振动图象时,不仅由振动图象可以得到波的周期,同步可以看出该点在某时刻的振动方向。 加强和削弱点:在波的干涉中,加强点与削弱点是固定的,虽然它们的合位移也许随时间变化,但加强点始终加强、削弱点始终削弱,

40、不随时间的变化而迁移。第二部分 热 学一、分子热运动 物体是由大量分子构成的 分子的大小:分子的直径的数量级是1010米。一般分子质量的数量级是10-26kg。油膜法:把油滴在水面上形成单分子油膜,油膜厚度油分子直径。 阿伏伽德罗常数:1摩尔的任何物质具有的微粒数相似,=.0223mo-1。计算分子数、分子质量或分子体积时,要通过计算摩尔数、摩尔体积或质量,结合N计算。计算分子直径时,对于液体、固体,可觉得分子是球形,对于气体,把分子作为正方体计算时,它的边长是两分子的距离。2分子的热运动 扩散现象:可以证明分子在做无规则的运动,它也阐明分子间存在空隙。 布朗运动:它是悬浮在液体花粉颗粒(固体

41、)的无规则运动,只有在显微镜下才干看到。它是液体分子无规则热运动的反映(是液体分子无规则热运动产生的,但自身不是液体分子自身的运动),是微观分子热运动导致的宏观现象。小颗粒越小,运动越明显。温度越高,运动越剧烈。布朗运动永远不会停止。在方格纸上的折线是花粉颗粒在相隔相似时间所处位置的连线,自身不是它的运动轨迹,但可以阐明花粉颗粒在作无规则运动。 扩散现象和布朗运动不仅阐明分子在做无规则的运动,同步也阐明分子间存在空隙。 分子间的互相作用力 分子力:分子间的引力和斥力同步存在。它们的合力叫分子力。 变化:引力和斥力都随分子间的距离r的增大而减小,但斥力比引力变化更快。 当r=r0 ,引力=斥力,

42、分子力=0;r0 时,引力和斥力都随的增大而减小,但引力斥力,分子力体现为引力;rr ,引力和斥力都随的减小而增大,但引力0 时,分子势能随r的增大而增大,在rW。 第二类永动机:即从单一热源吸取的热量所有用来做功的机器。它不违背能量守恒定律,但违背热力学第二定律。 能源和环境 常规能源和环境:能源:可以提供可运用能量的物质。常规能源:指煤、石油、天然气。这些能源是不可再生的能源。能源对环境的影响:大量消耗常规能源使环境受到污染。 新能源:新能源:风能、水流能、太阳能、沼气、核能。可再生能源:水流能、风能等。太阳能辐射的作用:水流能、风能是太阳辐射因蒸发、温差产生的机械能再转化为电能;煤、石油

43、、天然气和其她生物能是因辐射转化为化学能,再转化成内能和电能。生物能源:运用生物及其废料作为原料获得能量。四、气体 1气体分子运动的特点 气体分子间距离比固体和液体大,很容易压缩,分子间的作用力很小。 气体可以布满容器,分子可以自由运动,运动速率很大。2.气体的压强 意义:大量气体分子作用在器壁单位面积上的平均作用力。大小与单位体积气体的分子数及分子的平均速率有关。 单位:Pa=1/m2 3.温度 意义:宏观上表达物体的冷热限度,微观上标志物体中分子平均动能的大小。 热力学温度与摄氏温度: 符号及单位:t;K。 关系:0K=273 Tt+273K t 绝对零度:是低温的极限,只能接近,不能达到

44、。 4气体的压强、体积、温度间的关系 关系:可根据定性理解。 微观解释: 体积减小时,压强增大:体积减小时,分子越密集,一定期间撞到单位面积器壁的分子数就越多,气体的压强就越大。 温度升高时,压强增大:气体体积保持不变时,分子的疏密限度不变,温度升高时,分子的热运动变得剧烈,分子的平均动能增大,撞击器壁时对器壁的作用力变大。 .抱负气体的状态变化和内能变化 等温过程:内能由温度决定,在等温过程,内能保持不变,即U=。压缩时,外界对气体做功,Q=0,0,Q,根据+U,Q0,Q0,吸热。 绝热过程:气体与外界不产生热互换,Q0,=U,外界对气体做功,内能增长。当气体的体积迅速变化时,可作为绝热过程

45、。第三部分 电 磁 学一、电场: 1库仑定律 电荷守恒定律:电荷既不能发明,也不能被消灭,它只能从一种物体转移到另一种物体,或从物体的这一部分转移到另一部分。 物体带电的最小单元:元电荷e=1.601019库 库仑定律:体现式:其中静电力常量K=919牛米 /库2 3.电场强度 电场:电荷周边空间存在电场,它的最基本性质之一。对于处在其中的电荷有力的作用,电荷之间通过电场发生作用,电场是一种特殊的物质。 电场强度:表征电场力的性质,是矢量,方向与放在该点的正电荷所受电场力方向相似,与电场线上该点的切线方向相似。EF/ -合用于一切电场(在合电场或介质中,仍然是E=F/q),它与、 的大小无关。

46、E=K/r2 只合用于真空中点电荷的电场,与Q成正比,与r2成反比。Ud -合用于匀强电场,其中d是沿场强方向计算的。匀强电场:各点的场强的大小和方向都相似。 3.电场线 作用:用来直观地描述电场性质的假想的线。电场线上某点的切线方向都与该点的场强方向相似。电场线密的地方场强也大。 特点:电场线不是带电粒子的运动轨迹。它起始于正电荷,终结于负电荷。任意两条电场线不相交(在几种电荷形成的电场中,电场线表达它们合电场的状况)。匀强电场的电场线是等距的平行直线。 4.电势、电势能 电势和电势差:它是描述电场的能的性质的物理量,电势是标量,与零电势的选择有关,一般取离电荷无限远或接地处电势为零。顺电场

47、线方向电势逐渐减少。如果选定距产生电场的电荷无限远处电势为零,则正电荷的电场中各点的电势为正值,负电荷电场中各点的电势为负值,等量正、负电荷连线的中垂线上各点的电势为零。电场中两点的电势之差UAB=AUB=W/q=(AB)/q,一般取它的绝对值,与零电势的选择无关。 电势能:它的大小除与电荷自身的电量和所在位置有关外,还与零电势的选择有关。用表达,=u。电场力做功与电势能变化:电场力对电荷做功,电荷的电势能减少,电荷克服电场力做功,电势能增大,电势能变化的数值等于电场力做功的数值。电场中某点的电势与检查电荷的电量无关,放在某点的电荷所具有的电势能除与该点的电势有关外,还与电荷的电量有关。 等势

48、面: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。等势面一定与电场线垂直。点电荷的等势面是以点电荷为圆心的同心球面,匀强电场的等势面是与电场线垂直的平面。 注意点 电荷移动与电势:电场力对电荷做功(正功),电荷的电势能一定减少。如果放入初速度为零的正电荷,则它是从电势高的地方向电势低的地方移动。但正电荷在电场力作用下的移动,不一定是从电势高的地方向电势低的地方移动,由于还要考虑电荷与否有初速度及初速度的方向。 计算电场力做时,WqU合用于任何电场,电场力对做功与途径无关,WqES合用于匀强电场,其中S是沿电场方向的位移(即与移动途径无关)。 分析问题:分析电荷在电场中的状况,要尽量借助

49、电场线,通过受力分析和运动状态分析去判断电荷的运动、电场力做功。 5静电屏蔽 静电平衡状态:导体中(涉及表面)没有电荷的定向移动的状态。处在静电平衡状态的导体,内部的场强到处为零。导体是一种等势体。 静电屏蔽:处一于静电平衡状态的导体内部区域,不受外部电场的影响。 6.带电粒子在电场中的运动 加速:V00时,qUmV2 /2,在匀强电场中a=Eq/m 带电粒子在匀强电场中的偏转:类似平抛运动。运动时间:=L0,其中L为电场的宽度(或电容极板长度),初速度V。侧位移和偏转角:根据=EqmqU,LVt,得,根据tVt/0,t=at,得。 带电粒子从平行板电容器的一端垂直于场强方向射入电场,从另一端

50、离开时,它的速度方向的延长线与入射方向延长线的交点,正好是板间相称于板长的中点。 如果粒子先通过电U1加速,垂直进入电压U2中的匀强电场:Y=2 /4dU1,t=U2 L/2dU1,阐明侧位移Y与偏转角与粒子的带电量q和质量无关,即不同的粒子的轨迹相似。 带电粒子在电场中运动时,与否要考虑重力作用,要根据具体状况决定,基本粒子(电子、质子、粒子、离子等),除有阐明的外,一般不考虑重力,而液滴、颗料、微粒、小球等,除注明不考虑重力外,则一般要考虑重力。 7.电容器 电容和电容器:电容表达电容器容纳电荷的本领。使电容器的两极板间的电势差增长1伏所需的电量,叫电容器的电容。两个彼此绝缘而又互相接近的

51、导体就可构成一种电容器。 定义式:=U(/U),表达C与Q、U的大小无关,同一电容器,当U变化时,Q也随着变化,但Q/的值保持不变,=106F=10F。 决定量:对平行板电容器的电容CSd; 电容器中有关Q、E、C的变化:保持与电源相连接:即U不变,当极板距离增大时,C减小,也减小,但Ud增大。充电后脱离电源:即不变,当极板距离增大时,减小,增大,但不变。二、稳恒电流 1.电流强度 宏观体现式:IQt,在电解液中,由于存在正、负离子的两向移动,Q是同步通过同一横截面积的正、负离子总电量。 微观体现式:Iv,其中n为单位长度内的自由电荷数。=nqv,其中n为单位体积内的自由电荷数。 .部分电路的

52、欧姆定律 内容:IR,本式只合用于金属导体和电解液导电,不合用于气体导电。式中的I、R、U相应同一段电路(无电源)。电阻定义式:R=U/I,反映导体阻碍电流的性质,本式也是电阻的测量式。电压降:=IR,电流通过导体R,要产生的电压降,该式用于计算两端的电压(电势差)。 IU图象:表达I随U的变化而变化,对同一电阻,比值U/I是个定值,图线斜率=/R,即斜率越大,R越小。 3电阻定律 体现式:=L/S;与材料、温度有关,金属温度升高时,增大,它的单位是:欧米。 应用:滑动变阻器和电阻箱都是运用电阻定律做成的。 超导现象:当温度降到某一数值时,某种材料的电阻率忽然减小到零的现象。导体由一般状态超导

53、态转变时的温度叫超导的转变温度。 4.半导体 特性:电阻率随温度的升高而减小。它的导电性能受外界条件的影响很大,温度的变化、光照、掺入其她物质,都可使它的导电性能发生明显的变化。 重要应用:热敏电阻,光敏电阻,晶体二极管和三极管等。 5.电功、电功率、焦耳定律 电功:W=qU=IU;1度电=1千瓦时=360000焦 电功率:P=W/I。电源总功率; 输出功率=UI(r); 热功率=(Rr); 电源效率=U/ 电热和焦耳定律:QIRt; 用电器的额定值:用电器长时间正常工作的最大值。涉及额定电压、电流和功率。机器上铭牌上所标示的值是它的额定值。在实际应用中,如工作电压不等于额定电压时消耗的功率为

54、实际功率。 电功和电热:在纯电阻电路上,=IUt=I2Rt=U2R,非纯电阻电路上,Q,其中WIUt,=IRU2/。 在电动中,输入功率=IU,发热功率I2r,输出机械功率=I-I2r,当电动机转子未转动时,I=/r(在电动机正常转动时,IU)。对有电动机的闭合电路,干路电流I=()/(R),其中是电动机两端电压,R是外电路总电阻(不涉及电动机电阻)。 6.特殊电路 有表电路:电表为抱负电表时,觉得电流表的内阻0,电压表的内阻,电流表串联入电路或电压表并联在电路两端时,对电路不产生影响。如果电流表和电压表并不是抱负电表,则要把它们作为一种电阻解决,电流表的读数为通过它内阻的电流,电压表的示数为它的内阻两端的电压。 电容电路:电容接在电路中,除充电或放电过程,当电路稳定后,可觉得该支路没有电流,它两端的电压等于所并联电路的电压,此时串联在该支路的电阻两端的电压都为零。 .闭合电路的欧姆定律 电动势:表征电源把其她形式的能转化为电能的本领,它在数值上等于电源无接外电路时两极间的电压,也等于外电压和内电压之和,且等于电路通过1库仑电量时电源提供的电能。

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