高中物理知识点总结
高中物理重要结论总结
1.若三个力大小相等方向互成120°,则其合力为零。2.几个互不平行的力作用在物体上,使物体处于平衡状态,则其中一部分力的合力必与其
余部分力的合力等大反向。3.在匀变速直线运动中,任意两个连续相等的时间内的位移之差都相等。即xaT(可
判断物体是否做匀变速直线运动)推广:xmxn(mn)aT2
4.在匀变速直线运动中,任意过程的平均速度等于该过程中点时刻的瞬时速度。即
2VVt/2
5.对于初速度为零的匀加速直线运动
(1)T末、2T末、3T末、的瞬时速度之比为:v1:v2:v3::vn1:2:3::n(2)T内、2T内、3T内、的位移之比为:x1:x2:x3::xn12:22:32::n2(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内、的位移之比为:
(4)通过连续相等的位移所用的时间之比:
t1:t2:t3::tn1:21:32::nn1
6.物体做匀减速直线运动,末速度为零时,可以等效为初速度为零的反向的匀加速直线运
动。
7.对于加速度恒定的匀减速直线运动对应的正向过程和反向过程的时间相等,对应的速度
大小相等(如竖直上抛运动)8.质量是惯性大小的唯一量度。惯性的大小与物体是否运动和怎样运动无关,与物体是否
受力和怎样受力无关,惯性大小表现为改变物理运动状态的难易程度。9.做平抛或类平抛运动的物体在任意相等的时间内速度的变化都相等。方向与加速度方向
一致(即Vat)。
10.做平抛或类平抛运动的物体,末速度的反向延长线过水平位移的中点。11.物体做匀速圆周运动的条件是合外力大小恒定且方向始终指向圆心,或与速度方向始终垂直。
12.做匀速圆周运动的的物体,在所受到的合外力突然消失时,物体将沿圆周的切线方向飞出做匀速直线运动;在所提供的向心力大于所需要的向心力时,物体将做向心运动;在所提供的向心力小于所需要的向心力时,物体将做离心运动。13.开普勒第一定律的内容是所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳在椭圆轨道的一个焦点上。
第三定律的内容是所有行星的半长轴三次方跟公转周期的平方的比值都相等,即R3T2k
14.地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G,地球表面的重力加速度为g,则其间存在
的一个常用的关系是GMgR。(类比其他星球也适用)
215.第一宇宙速度(近地卫星的环绕速度)的表达式v1GM大小为7.9m/s,gR,
R它是发射卫星的最小速度,也是地球卫星的最大环绕速度。随着卫星的高度h的增加,v减小,减小,a减小,T增加。
16.第二宇宙速度(脱离速度)v211.2km,这是使物体脱离地球引力束缚的最小发射
s速度。
17.第三宇宙速度(逃逸速度)v316.7km,这是使物体脱离太阳引力束缚的最小发射
s速度。
18.对于太空中的双星,其轨道半径与自身的质量成反比,其环绕速度与自身的质量的质量
成反比。
19.做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就表示有多少能量发生了转化,所以说
功是能量转化的量度,以此解题就是利用功能关系解题。20.滑动摩擦力,空气阻力等做的功等于力和路程的乘积。21.静摩擦力做功的特点
(1)静摩擦力可以做正功,可以做负功也可以不做功。
(2)在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移(静摩擦力只起到传递机械能的作用),而没有机械能与其他能量形式的相互转化。
(3)相互摩擦的系统内,一对静摩擦力所做的功的总和等于零。22.滑动摩擦力做功的特点
(1)滑动摩擦力可以对物体做正功,可以做负功也可以不做功。
(2)一对滑动摩擦力做功的过程中,能量的分配有两个方面:一是相互摩擦的物体之间的机械能的转移;二是系统机械能转化为内能;转化为内能的量等于滑动摩擦力与相
对路程的乘积,即QfS相对。
23.若一条直线上有三个点电荷,因相互作用而平衡,其电性及电量的定性分布为“两同夹异,两大夹小”。24.匀强电场中,任意两点连线中点的电势等于这两点的电势的平均值。在任意方向上电势
差与距离成正比。
25.正电荷在电势越高的地方,电势能越大,负电荷在电势越高的地方,电势能越小。26.电容器充电后和电源断开,仅改变板间的距离时,场强不变。
27.两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,异向电流相互排斥;两电流不平行
时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。
28.带电粒子在磁场中仅受洛伦兹力时做圆周运动的周期与粒子的速率、半径无关,仅与粒
子的质量、电荷和磁感应强度有关。29.带电粒子在有界磁场中做圆周运动
(1)速度偏转角等于扫过的圆心角。(2)几个出射方向
①粒子从某一直线边界射入磁场后又从该边界飞出时,速度与边界的夹角相等。②在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出对称性。③刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中的轨迹与边界相切。
(3)运动的时间:轨迹对应的圆心角越大,带电粒子在磁场中的运动时间就越长,与
粒子速度的大小无关。(tmT)2qB30.速度选择器模型:带电粒子以速度v射入正交的电场和磁场区域时,当电场力和磁场力
方向相反且满足vE时,带电粒子做匀速直线运动(被选择)与带电粒子的带电量大B小、正负无关,但改变v、B、E中的任意一个量时,粒子将发生偏转。31.回旋加速器
(1)为了使粒子在加速器中不断被加速,加速电场的周期必须等于回旋周期。(2)粒子做匀速圆周运动的最大半径等于D形盒的半径。
(3)在粒子的质量、电量确定的情况下,粒子所能达到的最大动能只与D形盒的半径和磁感应强度有关,与加速器的电压无关(电压只决定了回旋次数)。(4)将带电粒子在两盒之间的运动首尾相连起来是一个初速度为零的匀加速直线运动,带电粒子每经过电场加速一次,回旋半径就增大一次,故各次半径之比为
1:2:3::n
32.在没有外界轨道约束的情况下,带电粒子在复合场中三个场力(电场力、洛仑磁力、重
力)作用下的直线运动必为匀速直线运动;若为匀速圆周运动则必有电场力和重力等大、反向。
33.在闭合电路中,当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或
减小)。
34.滑动变阻器分压电路中,分压器的总电阻变化情况与滑动变阻器串联段电阻变化情况相
同。
35.若两并联支路的电阻之和保持不变,则当两支路电阻相等时,并联总电阻最大;当两支
路电阻相差最大时,并联总电阻最小。
36.电源的输出功率随外电阻变化,当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,且最大值
PmE24r。
37.导体棒围绕棒的一端在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁感线产生的电动势
E12BL2R38.对由n匝线圈而构成的闭合电路,由于磁通量变化而通过导体某一横截面的电量
qn39.在变加速运动中,当物体的加速度为零时,物体的速度达到最大或最小常用于导体
棒的动态分析。
40.安培力做多少正功,就有多少电能转化为其他形式的能量;安培力做多少负功,就有多
少其他形式的能量转化为电能,这些电能在通过纯电阻电路时,又会通过电流做功将电能转化为内能。
41.在t图象(或回路面积不变时的Bt图象)中,图线的斜率既可以反映电动势的
大小,有可以反映电源的正负极。42.交流电的产生:计算感应电动势的最大值用EmnBS;计算某一段时间t内的感
应电动势的平均值用En,而E不等于对应时间段内初、末位置的算术平均值。t即EE1E2,注意不要漏掉n。43.只有正弦交流电,物理量的最大值和有效值才存在2倍的关系。对于其他的交流电,需根据电流的热效应来确定有效值。
44.回复力与加速度的大小始终与位移的大小成正比,方向总是与位移方向相反,始终指向
平衡位置。
45.做简谐运动的物体的振动是变速直线运动,因此在一个周期内,物体运动的路程是4A,
半个周期内,物体的路程是2A,但在四分之一个周期内运动的路程不一定是A46.每一个质点的起振方向都与波源的起振方向相同。47.对于干涉现象
(1)加强区始终加强,减弱区始终减弱。
(2)加强区的振幅AA1A2,减弱区的振幅AA1A2
48.相距半波长的奇数倍的两质点,振动情况完全相反;相距半波长的偶数倍的两质点,振
动情况完全相同。
1、3、),振动状态完全相同,经过49.同一质点,经过tnT(n0、tnTT(n0、1、3、),振动状态完全相反。250.小孔成像是倒立的实像,像的大小由光屏到小孔的距离而定。51.根据反射定律,平面镜转过一个微小的角度,法线也随之转动,反射光则转过2。52.光有真空射向三棱镜后,光线一定向棱镜的底面偏折,折射率越大,偏折程度越大。通
过三棱镜看物体,看到的是物体的虚像,而且虚像向棱镜的顶角偏移,如果把棱镜放在光密介质中,情况则相反。
53.光线通过平板玻璃砖后,不改变光线行进的方向及光束的性质,但会使光线发生侧移,
侧移量的大小跟入射角、折射率和玻璃砖的厚度有关。54.光的颜色是由光的频率决定的,光在介质中的折射率也与光的频率有关,频率越大的光
折射率越大。
55.用单色光做双缝干涉实验时,当两列光波到达某点的路程差为半波长的偶数倍时,该处
的光互相加强,出现亮条纹;当到达某点的路程差为半波长的奇数倍时,该处的光互相减弱,出现暗条纹。
56.电磁波在介质中的传播速度跟介质和频率有关;而机械波在介质中的传播速度只跟介质
有关。
57.质子和中子统称为核子,相邻的任何核子间都存着核力,核力为短程力。距离较远时,
核力为零。
58.半衰期的大小由放射性元素的原子核内部本身的因素决定,跟物体所处的物理状态或化
学状态无关。
59.使原子发生能级跃迁时,入射的若是光子,光子的能量必须等于两个定态的能级差或超
过电离能;入射的若是电子,电子的能量必须大于或等于两个定态的能级差。60.原子在某一定态下的能量值为EnE1,该能量包括电子绕核运动的动能和电子与原2n子核组成的系统的电势能。
61.动量的变化量的方向与速度变化量的方向相同,与合外力的冲量方向相同,在合外力恒
定的情况下,物体动量的变化量方向与物体所受合外力的方向相同,与物体加速度的方向相同。
62.F合tPF合=P这是牛顿第二定律的另一种表示形式,表述为物体所受的合t外力等于物体动量的变化率。
63.碰撞问题遵循三个原则:①总动量守恒②总动能不增加③合理性(保证碰撞的发生,又
保证碰撞后不再发生碰撞。
64.完全非弹性碰撞(碰撞后连成一个整体)中,动量守恒,机械能不守恒,且机械能损失
最大。
65.爆炸的特点是持续时间短,内力远大于外力,系统的动量守恒。
扩展阅读:江苏高中物理基本知识点总结
江苏省高邮中学编写物化班浦月
物理重要知识点总结
力学问题中的“过程”、“状态”的分析和建立及应用物理模型在物理学习中是至关重要的。
说明:凡矢量式中用“+”号都为合成符号,把矢量运算转化为代数运算的前提是先规定正方向。
答题技巧:“基础题,全做对;一般题,一分不浪费;尽力冲击较难题,即使做错不后悔”。“容易题
不丢分,难题不得零分。“该得的分一分不丢,难得的分每分必争”,“会做做对不扣分”
在学习物理概念和规律时不能只记结论,还须弄清其中的道理,知道物理概念和规律的由来。Ⅰ。力的种类:(13个性质力)这些性质力是受力分析不可少的“是受力分析的基础”力的种类:(13个性质力)1重力:G=mg(g随高度、纬度、不同星球上不同)2弹力:F=Kx3滑动摩擦力:F滑=N5浮力:F浮=gV排6压力:F=PS=ghs7万有引力:F引AB有18条定律、2条定理1万有引力定律B2胡克定律B3滑动摩擦定律B4牛顿第一定律B5牛顿第二定律B力学6牛顿第三定律B7动量守恒定律B8机械能守恒定律B4静摩擦力:Of静fm(由运动趋势和平衡方程去判断)m1m2=Gr29能的转化守恒定律.10电荷守恒定律11真空中的库仑定律12欧姆定律13电阻定律B电学14闭合电路的欧姆定律B15法拉第电磁感应定律16楞次定律B17反射定律18折射定律B定理:①动量定理B②动能定理B做功跟动能改变的关系q1q28库仑力:F=Kr29电场力:F电=qE=q(真空中、点电荷)ud10安培力:磁场对电流的作用力F=BIL(BI)方向:左手定则11洛仑兹力:磁场对运动电荷的作用力f=BqV(BV)方向:左手定则12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。.13核力:只有相邻的核子之间才有核力,是一种短程强力。5种基本运动模型1静止或作匀速直线运动(平衡态问题);2匀变速直、曲线运动(以下均为非平衡态问题);3类平抛运动;4匀速圆周运动;5振动。受力分析入手(即力的大小、方向、力的性质与特征,力的变化及做功情况等)。再分析运动过程(即运动状态及形式,动量变化及能量变化等)。最后分析做功过程及能量的转化过程;
然后选择适当的力学基本规律进行定性或定量的讨论。
强调:用能量的观点、整体的方法(对象整体,过程整体)、等效的方法(如等效重力)等解决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.............
高考中常出现多种运动形式的组合追及(直线和圆)和碰撞、平抛、竖直上抛、匀速圆周运动等
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①匀速直线运动F合=0a=0V0≠0②匀变速直线运动:初速为零或初速不为零,
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(关键搞清楚是什么力提供作向心力)⑥简谐运动;单摆运动;⑦波动及共振;
⑧分子热运动;(与宏观的机械运动区别)⑨类平抛运动;
⑩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:
(1)力或定义的公式(2)各物理量的定义、公式
(3)各种运动规律的公式(4)物理中的定理、定律及数学函数关系或几何关系Ⅳ几类物理基础知识要点:
①凡是性质力要知:施力物体和受力物体;
②对于位移、速度、加速度、动量、动能要知参照物;③状态量要搞清那一个时刻(或那个位置)的物理量;
④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)
⑤加速度a的正负含义:①不表示加减速;②a的正负只表示与人为规定正方向比较的结果。⑥如何判断物体作直、曲线运动;⑦如何判断加减速运动;⑧如何判断超重、失重现象。
⑨如何判断分子力随分子距离的变化规律
⑩根据电荷的正负、电场线的顺逆(可判断电势的高低)电荷的受力方向;再跟据移动方向其做功情况电势能的变化情况
V。知识分类举要
1.力的合成与分解、物体的平衡求F1、F2两个共点力的合力的公式:
F=
F1F22F1F2COS22F2F
合力的方向与F1成角:tg=
F2sinF1F2cosαθ
F1注意:(1)力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。
(2)两个力的合力范围:F1-F2FF1+F2(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。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=0Fy=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
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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:Of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,运动的物体也可以受静摩擦力的作用。
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,这叫运动的独立性原理。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,可以分解速度和加速度,在各个方向上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:追及和碰撞、平抛、竖直上抛、匀速圆周运动等及类似的运动2.匀变速直线运动:两个基本公式(规律):Vt=V0+atS=vot+2212at及几个重要推论:2(1)推论:Vt-V0=2as(匀加速直线运动:a为正值匀减速直线运动:a为正值)(2)AB段中间时刻的即时速度:Vt/2=V0Vts=2t2(若为匀变速运动)等于这段的平均速度2(3)AB段位移中点的即时速度:Vs/2=vovt2VVtsSN1SNVt/2=V=0===VNVs/2=2t2T匀速:Vt/2=Vs/2;匀加速或匀减速直线运动:Vt/2江苏省高邮中学编写物化班浦月
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;s=aT2(判断物体是否作匀变速运动的依据)。中时刻的即时速度等于这段的平均速度(运用V可快速求位移)是判断物体是否作匀变速直线运动的方法。s=aT求的方法VN=V=2vvtssn1snsSN1SN=vt/2v平0t2T2t2T222求a方法:①s=aT②SN3一SN=3aT③Sm一Sn=(m-n)aT④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
探究匀变速直线运动实验:
下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)
s1s2s3
CDAB
0T2T3T4T5T6Tt/s利用打下的纸带可以:
ss3求任一计数点对应的即时速度v:如vc2(其中记数周期:T=5×0.02s=0.1s)
2T利用上图中任意相邻的两段位移求a:如as3s2
T2利用“逐差法”求a:as4s5s62s1s2s3
9T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。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
试通过计算推导出的刹车距离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:(1)、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s2,加速度大小为a。由牛顿第二定律及运动学公式有:
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........1s1v0t0..........Fmg..........2amv22as...............302sss...............412由以上四式可得出:svt002(2v0Fg)m..........5
①超载(即m增大),车的惯性大,由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、停车,危险性就会增加;
②同理超速(v0增大)、酒后驾车(t0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一st普遍适用于各种运动;②
v=V0Vt2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:
两个关系和一个条件:1两个关系:时间关系和位移关系;2一个条件:两者速度相等,往往是物体间能否追上,或两者距离最大、最小的临界条件,是分析判断的切入点。
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追江苏省高邮中学编写物化班浦月
3.竖直上抛运动:(速度和时间的对称)
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。
2VVVo(1)上升最大高度:H=(2)上升的时间:t=o(3)从抛出到落回原位置的时间:t=2ogg2g
(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)匀变速运动适用全过程S=Vot-
12gt;Vt=Vo-gt;Vt2-Vo2=-2gS(S、Vt的正、负号的理解)2
4.匀速圆周运动
线速度:V=
s2R22f==R=2fR角速度:=TttT
v2422R2R42f2R=v向心加速度:a=RTv2422
mR=m2Rm42n2R向心力:F=ma=mRT追及(相遇)相距最近的问题:同向转动:AtA=BtB+n2π;反向转动:AtA+BtB=2π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。
5.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
(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:
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,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.以物体的出发点为原点,沿水平和竖直方向建立坐标。
"依平抛规律有:
速度:Vx=V0
Vy=gt
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22vvxvytanvyvxgty①"v0xx位移:Sx=Vot
1sygt2
22y11gt2gtssstan②xv0t2v02x2y由①②得:tan1y1ytan即③2x2(xx")所以:x"1x④2④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。
“在竖直平面内的圆周,物体从顶点开始无初速地沿不同弦滑到圆周上所用时间都相等。”
一质点自倾角为的斜面上方定点O沿光滑斜槽OP从静止开始下滑,如图所示。为了使质点在最短时间内从O点到达斜面,则斜槽与竖直方面的夹角等于多少?
7.牛顿第二定律:F合=ma(是●力和运动的关系
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.
矢量式)或者Fx=maxFy=may
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
表1给出了几种典型的运动形式的力学和运动学特征.
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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.
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.
8.万有引力及应用:与牛二及运动学公式
1思路和方法:①卫星或天体的运动看成匀速圆周运动,②F心=F万(类似原子模型)
GMGMr3v222Mm22公式:G2=man,又an=,,T=2r()r,则v=3rGMrrTr3求中心天体的质量M和密度ρ
2Mm2由G2==mr=m()2rTr42r3M=
GT2r3恒量)(2T3GT2M3r3ρ=4323GRTR3(M=V球=(当r=R即近地卫星绕中心天体运行时)ρ=33Rh3()22GT远RGT近球冠
4r3)s球面=4r2s=r2(光的垂直有效面接收,球体推进辐射)s3=2Rh
42Mmv22mR=m2Rm42n2R轨道上正常转:F引=G2=F心=ma心=mrRTMmv22地面附近:G=mgGM=gR(黄金代换式)mg=mvgR=v2RR=7.9km/s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。
Mmv2轨道上正常转:G2=mvrRGMr江苏省高邮中学编写物化班浦月
【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
①沿圆轨道运动的卫星的几个结论:v=
GMr,GMr3,T=2r3GM
②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
③同步卫星几个一定:三颗可实现全球通讯(南北极仍有盲区)
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同步=3.08km/sV第一宇宙=7.9km/s=15/h(地理上时区)a=0.23m/s④运行速度与发射速度、变轨速度的区别
⑤卫星的能量:r增v减小(EK减小江苏省高邮中学编写物化班浦月
(F20就是上面的情况)m(mBg)mBFF=Am1m2F1>F2m1>m2N1江苏省高邮中学编写物化班浦月
☆此时最低点需要的速度为V低临=5gR☆最低点拉力大于最高点拉力ΔF=6mg②最高点状态:mg+T1=mv2高L(临界条件T1=0,临界速度V临=v2低LgR,V≥V临才能通过)1222mv低1mv高mg2L2最低点状态:T2-mg=m高到低过程机械能守恒:T2-T1=6mg(g可看为等效加速度)②半圆:过程mgR=122mv最低点T-mg=mv2R绳上拉力T=3mg;过低点的速度为V低=2gR小球在与悬点等高处静止释放运动到最低点,最低点时的向心加速度a=2g③与竖直方向成角下摆时,过低点的速度为V低=此时绳子拉力T=mg(3-2cos)2gR(1cos),(3)有支承的小球,在竖直平面作圆周运动过最高点情况:U2①临界条件:杆和环对小球有支持力的作用(由mgNm知)R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)②当0vgR时,支持力N向上且随v增大而减小,且mgN0③当v④当vgR时,N0gR时,N向下(即拉力)随v增大而增大,方向指向圆心。gR时,受到杆的作用力N(支持)当小球运动到最高点时,速度v当小球运动到最高点时,速度v但Nmg,(力的大小用有向线段长短表示)gR时,杆对小球无作用力N0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=212mv2低点:T-mg=mv/RT=5mg;恰好过最高点时,此时最低点速度:V低=2gR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,但最高点,最低点,g都应看成等效的情况)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。
v222Fmm2Rm()Rx建立方程组RTFy02
2(5)
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
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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。
◆3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物体沿斜面匀速下滑或静止>tg物体静止于斜面 ◆4.轻绳、杆模型 绳只能受拉力,杆能沿杆方向的拉、压、横向及任意方向的力。如图:杆对球的作用力由运动情况决定只有=arctg( agα)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? 假设单B下摆,最低点的速度VB= 122gRmgR=mvB2αE 整体下摆2mgR=mg R11"2"2+mvAmvB 222""" VA=VB2VA36""=gR;VB2gR>VB=2gR2VA55所以AB杆对B做正功,AB杆对A做负功 ◆.通过轻绳连接的物体 ①在沿绳连接方向(可直可曲),具有共同的v和a。 特别注意:两物体不在沿绳连接方向运动时,先应把两物体的v和a在沿绳方向分解,求出两物体的v和a的关系式, ②被拉直瞬间,沿绳方向的速度突然消失,此瞬间过程存在能量的损失。讨论:若作圆周运动最高点速度V0江苏省高邮中学编写物化班浦月 ◆5.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 绳剪断后台称示数 铁木球的运动 系统重心向下加速用同体积的水去补充斜面对地面的压力?地面对斜面摩擦力?导致系统重心如何运动? (1、3除外)超重状态 aF图9 ◆6.碰撞模型: 两个相当重要典型的物理模型,后面的动量守恒中专题讲解 ◆7.子弹打击木块模型:◆8.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, 在此方向遵从①动量守恒方程:mv=MV;ms=MS;②位移关系方程s+S=d MdM/m=Lm/LMmM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?mSSORM20m ◆9.弹簧振子模型:F=-Kx(X、F、a、v、A、T、f、EK、EP等量的变化规律)水平型或竖直型◆10.单摆模型:T=2l/g(类单摆)利用单摆测重力加速度 ◆11.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。 ⑥波从一种介质传播到另一种介质,频率不改变,波速v=s/t=/T=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)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) ◆12.图象模形:识图方法:一轴、二线、三斜率、四面积、五截距、六交点F明确:点、线、面积、斜率、截距、交点的含义中学物理中重要的图象 运动学中的s-t图、v-t图、振动图象x-t图以及波动图象y-x图等。 电学中的电场线分布图、磁感线分布图、等势面分布图、交流电图象、电磁振荡i-t图等。实验中的图象:如验证牛顿第二定律时要用到a-F图象、F-1/m图象;用“伏安法”测电阻0tt或s江苏省高邮中学编写物化班浦月 时要画I-U图象;测电源电动势和内电阻时要画U-I图;用单摆测重力加速度时要画的图等。 在各类习题中出现的图象:如力学中的F-t图、电磁振荡中的q-t图、电学中的P-R图、电磁感应中的Φ-t图、E-t图等。●模型法常常有下面三种情况 (1)“对象模型”:即把研究的对象的本身理想化.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), 实际物体在某种条件下的近似与抽象,如质点、光滑平面、理想气体、理想电表等; 常见的如“力学”中有质点、点电荷、轻绳或杆、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 理想化了的物理现象或过程,如匀速直线运动、自由落体运动、竖直上抛运动、平抛运动、匀速圆周运动、简谐运动等。 有些题目所设物理模型是不清晰的,不宜直接处理,但只要抓住问题的主要因素,忽略次要","p":{"h":15.839,"w":63.011,"x":695.463,"y":385.123,"z":130},"ps":null,"s":{"letter-spacing":"-0.116"},"t":"word江苏省高邮中学编写物化班浦月 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。例:火车在某一恒定牵引力作用下拖着拖车匀速前进,拖车在脱勾后至停止运动前的过程中(受合外力为零)动量守恒 “动量守恒定律”、“动量定理”不仅适用于短时间的作用,也适用于长时间的作用。 不同的表达式及含义(各种表达式的中文含义): P=P′或P1+P2=P1′+P2′或m1V1+m2V2=m1V1′+m2V2′ (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)ΔP=-ΔP'(两物体动量变化大小相等、方向相反) 如果相互作用的系统由两个物体构成,动量守恒的实际应用中的具体表达式为 "m1v1+m2v2=m1v1m2v"2;0=m1v1+m2v2m1v1+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、相对性系统性:研究对象是某个系统、研究的是某个过程矢量性: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,. 再把矢量运算简化为代数运算。,引入正负号转化为代数运算。不注意正方向的设定,往往得出. 错误结果。一旦方向搞错,问题不得其解 相对性:所有速度必须是相对同一惯性参照系。 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。 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。 动量定理说的是物体动量的变化量跟总冲量的矢量相等关系; 动量守恒定律说的是存在内部相互作用的物体系统在作用前后或作用过程中各物体动量的矢量和保持不变的关系。 ◆7.碰撞模型和◆8子弹打击木块模型专题: 碰撞特点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。◆弹性碰撞:弹性碰撞应同时满足:mvmvmvmv(1)""2mE2mE2mE2mE112211221k2K1K2K122"2"211212p122ppp212m1v1m2v2m1v1m2v2(2)22222m12m22m12m21212(m1m2)v12m2v2v1m1m2(mm)v2mv21211v2m1m2""当m2v20时v1"v2(m1m2)v1m1m22m1v1m1m2(这个结论最好背下来,以后经常要用到。)讨论:①一动一静且二球质量相等时的弹性正碰:速度交换②大碰小一起向前;质量相等,速度交换;小碰大,向后返。③原来以动量(P)运动的物体,若其获得等大反向的动量时,是导致物体静止或反向运动的临界条件。◆“一动一静”弹性碰撞规律:即m2v2=0;12m2v2=0代入(1)、(2)式2江苏省高邮中学编写物化班浦月 解得:v1"=m1m22m1v1(主动球速度下限)v2"=v1(被碰球速度上限)m1m2m1m2讨论(1):当m1>m2时,v1">0,v2">0v1′与v1方向一致;当m1>>m2时,v1"≈v1,v2"≈2v1(高射炮打蚊子)当m1=m2时,v1"=0,v2"=v1即m1与m2交换速度当m10v2′与v1同向;当m1m2时,v2"≈2v1B.初动量p1一定,由p2"=m2v2"=2m1m2v12m1v1m1m1m2m21,可见,当m1江苏省高邮中学编写物化班浦月 Av0Bv0AB其它的碰撞模型: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= 1111m1υ12+m2υ22—m1u12—m2u222222由动量守恒的表达式中得:u2= 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(m1m2)u12-m1(m11m22)u1+[(1m1υ12+1m2υ22)-1(m1υ1+m2υ2)2] 222m2m22m2这是一个二次项系数小于零的二次三项式,显然:当u1=u2=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 △Em=1m1υ12+1m2υ22-1(m1m2)(m11m22)2 222m1m2历年高考中涉及动量守量模型的计算题都有:(对照图表)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?1996年全国广东(24题)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。 -17- 速率v(相对于静止水面)向前跃入水中,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m11m22m1m2时, AOmx3x1995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)质量为M的小船以速度V0行驶,船上有江苏省高邮中学编写物化班浦月 1999年全国广东(20题12分)201*年全国广东(22压轴题)201*年广东河南(17题12分)M21NvBl201*年广东(19题)201*年广东(19、20题)201*年广东(15、17题)lOLBOHL2PCA201*年广东(18题)201*年广东(16、18题)201*年广东(17题)PvALEPO(LBEEPARPNBDRC0T23456t(201*年广东(19题、第20题)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:mv0Mmv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=d12对子弹用动能定理:fs11mv0mv2①22对木块用动能定理:fs21Mv2②2江苏省高邮中学编写物化班浦月 ①、②相减得:fd121Mm2③mv0Mmv2v0222Mm③式意义:fd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fdQ,即两物体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:fms至于木块前进的距离s2,可以由以上②、③相比得出:2Mmd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。2Mmv02Mmd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:v0v/2v0vdv0Mms2dm,,sd2s2v/2vs2vmMm一般情况下Mm,所以s2江苏省高邮中学编写物化班浦月 ④功是能量转化的量度(最易忽视)主要形式有:惯穿整个高中物理的主线“功是能量转化的量度”这一基本概念含义理解。 重力的功------量度------重力势能的变化 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。 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.除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能;这就是机械能定理。只有重力做功时系统的机械能守恒。电场力的功-----量度------电势能的变化分子力的功-----量度------分子势能的变化 合外力的功------量度-------动能的变化;这就是动能定理。摩擦力和空气阻力做功W=fd路程E内能(发热) 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。fd=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) ⊙电学:WAB=qUAB=F电dE=qEdE动能(导致电势能改变) W=QU=UIt=I2Rt=U2t/RQ=I2Rt E=I(R+r)=u外+u内=u外+IrP电源t=uIt+E其它P电源=IE=IU+I2Rt 22⊙磁学:安培力功W=F安d=BILd内能(发热)BBLVLdBLVd RR⊙光学:单个光子能量E=hγ一束光能量E总=Nhγ(N为光子数目) 光电效应Ekm12mvm=hγ-W0跃迁规律:hγ=E末-E初辐射或吸收光子2⊙原子:质能方程:E=mc2ΔE=Δmc2注意单位的转换换算 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)只有重力和弹簧的弹力做功;(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”≠“只受重力作用”。 在某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)EA减(或增)=EB增(或减) 1122mgh1+mV1mgh2mV2或者Ep减=Ek增 22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:功是能量转化的量度。有两层含义: (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122合外力对物体做的总功=物体动能的增量.即W合1mv2mv1Ek2Ek1Ek22重力重力对物体所做的功=物体重力势能增量的负值.即WG=EP1EP2=ΔEP重力做正功,重力势能减少;重力做负功,重力势能增加.弹力对物体所做的功=物体弹性势能增量的负值.即W弹力=EP1EP2=ΔEP弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功,弹性势能增加.分子力对分子所做的功=分子势能增量的负值导致与之相分子力江苏省高邮中学编写物化班浦月 关的势能变化电场力电场力对电荷所做的功=电荷电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=E2E1=ΔE(3)机械能变化原因(4)机械能守恒定律当除重力(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122不变.即EK2+EP2=EK1+EP1,1mv1mgh1mv2mgh2或ΔEK=ΔEP22(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”(7)一对作用力与反作用力做功的特点(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)(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wuItI2Rtu2tR(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=IUtI2Rt(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内能(发热)(12)洛仑兹力永不做功洛仑兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小。(13)光学光子的能量: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(15)能量转化和守恒定律12mv2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2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 能量关系对应的能量重力势能EP-21- 做功的正负+变化情况减小增加数量关系式mgh=ΔEP江苏省高邮中学编写物化班浦月 ②弹簧的弹力kx③分子力F分子④电场力Eq⑤滑动摩擦力f⑥感应电流的安培力F安培+++++P定v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W弹=ΔE弹性W分子力=ΔE分子qU=ΔE电势fs相对=QW安培力=ΔE电W合=ΔEkWF=ΔE机械⑦合力F合⑧重力以外的力F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=a=Ffm当a=0即F=f时,v达到最大vm保持vm匀速恒定加速度启动 →→→变加速直线运动→→→→→→→→→→→匀速直线运动→→P↑=Fv↑当P=P额时a定=Ff定m定即P随v的增大而增大a定=F定f≠0,mF=a=P额v当a=0时,v达到最大vm,此后匀速即F一定v还要增大Ffm→→匀加速直线运动→→→→→→→变加速(a↓)运动→→→→→→匀速运动→ (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. 高考物理力学常见几类计算题的分析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。二大定理应用:(1)一般研究单个物体运动:若出现二个物体时隔离受力分析,分别列式判定。(2)题目出现“功”、“动能”、“动能增加(减少)”等字眼,常涉及到功、力、初考查的主要内容(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(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(3)牛顿第二定律表达式、运动学速度分量表示。公式与单一动量定理表达是完全等(2)功中的位移应是对地位移;价的;牛顿第二定律表达式、运动学功的正负要依据力与位移方向间位移公式与单一动能定理表达是完夹角判定,重力和电场力做功正全等价的;二个物体动能表达式与系负有时也可根据特征直接判定。统能量守恒式往往也是等价的。应用(3)选用牛顿运动定律及运动学时要避免重复列式。公式解答往往比较繁琐。-22- 江苏省高邮中学编写物化班浦月 末速度、时间和长度量计算。(4)曲线运动一般考虑到动能定理应用,圆周运动一般还要引入向心力公式应用;匀变速直线运动往往考查到二个定理的应用。(4)运用动量定理时要注意选取正方向,并依据规定的正方向来确定某力冲量,物体初末动量的正负。二大定律应用:(1)一般涉及二个物体运动(2)题目常出现“光滑水平面”(或含“二物体间相互作用力等大反向”提示)、“碰撞”、“动量”、“动量变化量”、“速度”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)系统某一方向动量守恒时运用动量守恒定律。(2)涉及长度量、能量、相对距离计算时常运用能量守恒定律(含机械能守恒定律)解题。(3)等质量二物体的弹性碰撞,二物体会交换速度。(4)最值问题中常涉及二物体的共同速度问。(1)运用动量守恒定律时要注意选择某一运动方向为正方向。(2)系统合外力为零时,能量守恒式要力争抓住原来总能量与后来总能量相等的特点列式;当合外力不为零时,常根据做多少功转化多少能特征列式计算。(3)多次作用问题逐次分析、列式找规律的意识。(1)物体行星表面处所受万有引力(1)涉及天体运动近似等于物体重力,地面处重力往往问题,题目常出现远大于向心力“卫星”、“行星”、(2)空中环绕时万有引力提供向心力。“地球”、“表面”(3)物体所受的重力与纬度和高度等字眼。万有引力有关,涉及火箭竖直上升(下降)时(2)涉及卫星的环定律的应要注意在范围运动对重力及加速度绕速度、周期、加速用(一般出的影响,而小范围的竖直上抛运动则在选择题中)度、质量、离地高度不用考虑这种影响。等计算(4)当涉及转动圈数、二颗卫星最(3)星体表面环绕近(最远距离)、覆盖面大小问题时,速度也称第一宇宙要注意几何上角度联系、卫星到行星速度。中心距离与行星半径的关系。(1)注意万有引力定律表达式中的两天体间距离r距与向心力公式中物体环绕半径r的区别与联系。(2)双子星之间距离与转动半径往往不等,列式计算时要特别小心。(3)向心力公式中的物体环绕半径r是所在处的轨迹曲率半径,当轨迹为椭圆时,曲率半径不一定等于长半轴或短半轴。(4)地面处重力或万有引力远大于向心力,而空中绕地球匀速圆周运动时重力或万有引力等于向心力。●电学部分一: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 1.电荷守恒定律:元电荷e1.6102.库仑定律:FK19C Qq922 条件:真空中、点电荷;静电力常量k=9×10Nm/C2rq1q3 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;q1q2q2q3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:... KQUF (定义式)E2(真空点电荷)E(匀强电场E、d共线)叠加式E=E1+E2+(矢量合成) rdq 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) 江苏省高邮中学编写物化班浦月 UABWABA-BEd=-UBA=-(UB-UA)与零势点选取无关)qWA0q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:.. (相对零势点而言) 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)8.电容器的两种情况分析①始终与电源相连U不变; 当d↑C↓Q=CU↓E=U/d↓;仅变s时,E不变。 ②充电后断电源q不变: 当d↑c↓u=q/c↑E=u/d= q/c4kq不变;仅变d时,E不变;ds qU"L2qU"L12 9带电粒子在电场中的运动qU=mv;侧移y=,偏角tgф=22mdv02mdv02加速Wqu加qEd12mv0①v022qu加m偏转(类平抛)平行E方向:FqE2qU偏加速度:ammdm②再加磁场不偏转时:qBv0qEqU偏d水平:L1=vot③竖直:y12at④22竖直侧移:y侧2qdB2L2121qE21qU偏2qU偏L1U偏L11attt222m2md4dU加2mU偏2mdv0v0、U偏来表示;U偏、U加来表示;U偏和B来表示qU偏L1qBL1竖直速度:Vy=at=dmv0m 江苏省高邮中学编写物化班浦月 VatqU偏L1U偏L1qL1dB2tg=2V0V02dU加mU偏mdv0若再进入无场区:做匀速直线运动。(θ为速度方向与水平方向夹角)水平:L2=vot2⑤竖直:y2vyt2at1t2=L2tan(简捷)⑥U偏L1L22dU加qdB2L1L2mU偏y2qU偏L1L2dmv20总竖直位移:qU偏L1U偏L1L1L1L1qdB2L1yy1y2(L2)(L2)(L2)2222dU加2mU偏dmv0③圆周运动④在周期性变化电场作用下的运动结论: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byL)tan2gt证:tgvovo vygt2gttgvot2vo12tg2tg(的含义?)汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图9-10所示,真空管内的阴极K发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后,穿过A"中心的小孔沿中心轴O1O的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P和P"间的区域.当极板间不加偏转电压时,电子束打在荧光屏的中心O点处,形成了一个亮点;加上偏转电压U后,亮点偏离到O"点,(O"与O点的竖直间距为d,水平间距可忽略不计.此时,在P和P"间的区域,再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场.调节磁场的强弱,当磁感应强度的大小为B时,亮点重新回到O点.已知极板水平方向的长度为L1,极板间距为b,极板右端到荧光屏的距离为L2. (1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小. (2)推导出电子的比荷的表达式. -25- 图9-江苏省高邮中学编写物化班浦月 恒定电流: qquu"EuI=(定义)=I=nesv(微观)I==I=;R= ttRrRrI部分电路欧姆定律:I(定义)电阻定律:R=LS(决定) U=IRRUI闭合电路欧姆定律:I= εRr 路端电压: U=-Ir=IR输出功率:P出=Iε-I2r=I2R 电源热功率: PrIr 电源效率: P出P总= RU=R+rε2 电功:W=QU=UIt=IRt=Ut/R电功率P==W/t=UI=U/R=IR电热:Q=IRt U2U22tP=IU=IR对于纯电阻电路:W=IUt=IRtRR2 江苏省高邮中学编写物化班浦月 对于非纯电阻电路:W=IUtI2RtP=IUI2r E=I(R+r)=u外+u内=u外+IrP电源=uIt=+E其它P电源=IE=IU+I2Rt -196 单位:Jev=1.9×10J度=kwh=3.6×10J1u=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):两个基本特点三个重要性质电压电流电阻电压功率2、记住结论: 串联电路U=U1+U2+U3+I=I1=I2=I3=R=R1+R2+R3+U/R=U1/R1=U2/R2=U3/R3==IP/R=P1/R1=P2/R2=P3/R3==I2并联电路U=U1=U2=U3=I=I1+I2+I3+RR111R=12RR1R2R1+R2IR=I1R1=I2R2=I3R3==UPR=P1R1=P2R2=P3R3==U2①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: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:标出节点字母,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 URx~URxRp,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= RAP,当滑片P自A端向B端滑动时,负 URAPRPB载上的电压范围为0~U,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。 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:电路不正常工作,就是发生故障,要求掌握断路、短路造成的故障分析。 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RI先讨论电路中不变部分(如:r)最后讨论变化部分 局部变化Ri2直观法: R总I总U内U露再讨论其它 江苏省高邮中学编写物化班浦月 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) II局部Rii与之串、并联的电阻并 uiU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(= )↓→Ir↓→U(=E-Ir)↑R+r R↓→I(=)↑→Ir↑→U(=E-Ir)↓ R+r 特例: 外电路断路:R↑→I↓→Ir↓→U=E。 0E0 外电路短路:R↓→I(=)↑→Ir(=E)↑→U=0。 UUr=0U内=I1rU=I1ROI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。UI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。 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 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IEI=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+rE2 R↑→P↓,R→∞时,P=0。R↓→P↑,R→0时,Pm=。 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 ERE 定性分析:I=U外=E-Ir= R+rR+r 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。 RE2E2E2 定量分析:P外=U外I==(当R=r时,电源的输出功率为最大,P外max=)4r(R+r)2(R-r)2+4rR UP2R=rEE 4r-28-E/2OIE/2rE/rORrR12 R江苏省高邮中学编写物化班浦月 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。 rE2 P内=U内I=R↑→P内↓,R↓→P内↑。 (R+r)2P外R (6)电源的效率:电源的输出功率与总功率的比值。η==PR+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%。 电学实验专题 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。 (3)特殊方法(一)即计算法:画出各种电路图 EI1(R1r)EI2(R2r)Eu1I1r EIR-IRI1I2(R1-R2) r1122(一个电流表和两个定值电阻) I2-I1I2-I1Iu-I2u1rE12Eu2I2rI1-I2u2-u1(一个电流表及一个电压表和一个滑动变阻器) I1-I2 江苏省高邮中学编写物化班浦月 u1rR1EuEu22rR2Eu1u1u2(R1-R2)(u-u)RR r1212u2R1-u1R2u2R1-u1R2(一个电压表和两个定值电阻) (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)。 /r测=ε测/r真; 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 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)、拨off挡。 注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使接欧姆调零。电桥法测: 指针在中央附近,每次换挡要重新短 RRRR13R23R2RXR1 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; VGR2R1 R2S2R1 一、测量电路(内、外接法)记忆决调“内”字里面有一个“大”字S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大致值时内VARVARxRvRAURUAR测==RX+RA>RXI适于测大电阻Rx>RARvR测=外RRxRvURRARv江苏省高邮中学编写物化班浦月 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RARv比较③当Rv、RA及Rx末知时,采用实验判断法: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REE~E~ERxR滑RxR滑RxE0~RxRx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 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RxRx江苏省高邮中学编写物化班浦月 实物连线的总思路分压(滑动变阻器的下两个接线柱一定连在电源和电键的两端)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: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 ugRgu-ugRR(u-ugug)R(n-1)Rg(n为量程的扩大倍数) (2)改为A表:并联电阻分流原理 IgRg(I-Ig)RR(3)改为欧姆表的原理 IgI-IgRg1Rg(n为量程的扩大倍数)n-1两表笔短接后,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(NS)内部(SN)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;会从不同的角度看、画、识各种磁感线分布图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) 磁场安培右手定则: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=BIL 推导f洛=qBv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= QFE=k2rq)(B= FILB=k2)(u= IrwabWAA0qq-32- )(R= uIR=LS)(C= QsC=) 4kdu江苏省高邮中学编写物化班浦月 磁感强度B:由这些公式写出B单位,单位公式 ①B= FIL;②B= EI;③E=BLvB=;④B=k2SLvr(直导体);⑤B=NI(螺线管) uv2mvmvEdu⑥qBv=mR=B=;⑦qBvqEBRqBqRvvdv电学中的三个力:F 注意:F =qE=qF安=BILf洛=qBv ud=BIL①、B⊥I时;②、B||I时;③、B与I成夹角时 f洛=qBv ①、B⊥v时,f洛最大,f洛=qBv②、B||v时,f洛=0 (fBv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。 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。安培力的冲量:BILΔt=mΔv 带电粒子在洛仑兹力作用下的圆周(或部分圆周)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),找圆心和确定半径........................2规律:qBvmvRmv(不能直接用)T2R2mRqBvqB1、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qBvmvRmvRqB②由轨迹图得出与半径R有关的几何关系方程(解题时应突出这两条方程)2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。江苏省高邮中学编写物化班浦月 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=2t圆心角(回旋角)0(回旋角)××Tt=圆心角T02(或360)2(或360)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。专题:带电粒子在复合场中的运动 一、复合场的分类:1、复合场:2、叠加场: 二、带电粒子在复合场电运动的基本分析三、电场力和洛伦兹力的比较 1.在电场中的电荷,不管其运动与否,均受到电场力的作用; 而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛伦兹力的作用.2.电场力的大小F=Eq,与电荷的运动的速度无关; 而洛伦兹力的大小f=Bqvsinα,与电荷运动的速度大小和方向均有关.3.电场力的方向与电场的方向或相同、或相反; 而洛伦兹力的方向始终既和磁场垂直,又和速度方向垂直. 4.电场力既可以改变电荷运动的速度大小,也可以改变电荷运动的方向,而洛伦兹力只能改变电荷运动的速度方向.不能改变速度大小5.电场力可以对电荷做功,能改变电荷的动能;而洛伦兹力不能对电荷做功,不能改变电荷的动能.6.匀强电场中在电场力的作用下,运动电荷的偏转轨迹为抛物线; 匀强磁场中在洛伦兹力的作用下,垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧. 四、对于重力的考虑重力考虑与否分三种情况. 五、复合场中的特殊物理模型1.粒子速度选择器 如图所示,粒子经加速电场后得到一定的速度v0,进入正交的电场和磁场,受到的电场力与洛伦兹力方 向相反,若使粒子沿直线从右边孔中出去,则有qv0B=qE,v0=E/B,若v=v0=E/B,粒子做直线运动,与粒子电量、电性、质量无关 若v<E/B,电场力大,粒子向电场力方向偏,电场力做正功,动能增加.若v>E/B,洛伦兹力大,粒子向磁场力方向偏,电场力做负功,动能减少. 2.磁流体发电机 如图所示,由燃烧室O燃烧电离成的正、负离子(等离子体)以高速。喷入偏转磁场B中.在洛伦兹 力作用下,正、负离子分别向上、下极板偏转、积累,从而在板间形成一个向下的电场.两板间形成一定的电势差.当qvB=qU/d时电势差稳定U=dvB,这就相当于一个可以对外供电的电源. 3.电磁流量计. 电磁流量计原理可解释为:如图所示,一圆形导管直径为d,用非磁性材料制成,其中有可以导电的液体向左流动.导电 江苏省高邮中学编写物化班浦月 液体中的自由电荷(正负离子)在洛伦兹力作用下纵向偏转,a,b间出现电势差.当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时,a、b间的电势差就保持稳定.由Bqv=Eq=Uq/d,可得v=U/Bd.流量Q=Sv=πUd/4B 4.质谱仪:如图所示:组成:离子源O,加速场U,速度选择器(E,B),偏转场B2,胶片.原理:加速场中qU=mv2选择器中:Bqv=Eqv偏转场中:d=2r,qvB2=mv2/r比荷:质量mq2EmB1B2dEB1B1B2dq2E作用:主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素.5.回旋加速器 如图所示:组成:两个D形盒,大型电磁铁,高频振荡交变电压,两缝间可形成电压U作用:电场用来对粒子(质子、氛核,a粒子等)加速,磁场用来使粒子回旋从而能反复加速.高能粒子是研究微观物理的重要手段. 要求:粒子在磁场中做圆周运动的周期等于交变电源的变化周期.关于回旋加速器的几个问题: (1)回旋加速器中的D形盒,它的作用是静电屏蔽,使带电粒子在圆周运动过程中只处在磁场中而不受电场的干扰,以保证粒子做匀速圆周运动‘ (2)回旋加速器中所加交变电压的频率f,与带电粒子做匀速圆周运动的频率相等:f1qBT2m12q2B2R2(3)回旋加速器最后使粒子得到的能量,可由公式EKmv来计算, 22m在粒子电量,、质量m和磁感应强度B一定的情况下,回旋加速器的半径R越大,粒子的 能量就越大. 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。 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。 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。(即:由负到正)2.[感应电动势的大小计算公式] 1)E=BLV(垂直平动切割)2) EnBsBsnn=?(普适公式)ε∝(法拉第电磁感应定律) tttt3)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==L I(自感)t3.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 江苏省高邮中学编写物化班浦月 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)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。 磁通量变化产生感应电流 阻碍 4.电磁感应与力学综合 产生感应电流的磁场方法:从运动和力的关系着手,运用牛顿第二定律(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闭欧合姆阻电定碍路律 安培力F磁场对电流的作用感应电流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 方法: (2)从受力角度着手,运用牛顿运动定律及运动学公式 江苏省高邮中学编写物化班浦月 变化过程是:导线受力做切割磁力线运动,从而产生感应电动势,继而产生感应电流,这样就出现与外力方向相反的安培力作用,于是导线做加速度越来越小的变加速直线运动,运动过程中速度v变,电动势BLv也变,安培力BIL亦变,当安培力与外力大小相等时,加速度为零,此时物体就达到最大速度. (2)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. (3)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 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。 棒平动切割B时达到的最大速度问题;及电路中产生的热量Q;通过导体棒的电量问题①vmF合外RBL22(F合外为导体棒在匀速运动时所受到的合外力)。求最大速度问题,尽管达最大速度前运动为变速运动,感应电流(电动势)都在变化,但达最大速度之后,感应电流及安培力均恒定,计算热量运用能量观点处理,运算过程得以简捷。12mvm(WF为外力所做的功;Wf-为克服外界阻力做的功);2nt③流过电路的感应电量qIttnRRtR②Q=WF-Wf-.【例】长L1宽L2的矩形线圈电阻为R,处于磁感应强度为B的匀强磁场边缘,线圈与磁感 江苏省高邮中学编写物化班浦月 线垂直。将线圈以向右的速度v匀速拉出磁场,求:①拉力F大小;②拉力的功率P;③拉力做的功W;④线圈中产生的电热Q;⑤通过线圈某一截面的电荷量q。LLBvFB2L2VE2EBL2V,I,FBIL2,FV;RR22BL2LV1PFVV2;WFL1V;R解析:EQWV;qItt与v无关。RR特别要注意电热Q和电荷q的区别,其中q与速度无关! 交变电流电磁场 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。 Φ=0;t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=2I1I22不对称的正弦波I2Um2=0.707Um④平均值 不对称方波:I2I2m1Im22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。 江苏省高邮中学编写物化班浦月 瞬时表达式:e=e=2202sin100πt=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”. 变压器两个基本公式:①U1n1②P入=P出,输入功率由输出功率决定,........... U2n2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: U1n1U2n2UrU2。,,U1n1U2n2U1电流之间的关系是:II1n1nIrI2.求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。,22,I1n1I2n2I1输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。 2U1分析和计算时都必须用PrIr,UrIrr,而不能用Pr。 r2rP1L1,特别重要的是要会分析输电线上的功率损失PrUSU2S112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: UUn211I2RU1U2n2负载UI22决定决定PP1P2(I1U1I2U2)1I1U1IP1 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 江苏省高邮中学编写物化班浦月 光学:美国迈克耳逊用旋转棱镜法较准确的测出了光速, 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 osiniCsin90折射定律n空 sinv介sinC介n 光学中的一个现象一串结论 色散现象红黄紫nvλ(波动性)小大大(明显)大小小(不明显)衍射容易难C临干涉间距γ(粒子性)E光子小(不明显)大(明显)小大光电效应难易小大大小结论:(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d"d/n;若由水面下看水上物体时,视高d"nd。 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△xdsini(1cosinsini22)两反射光间距x"dsin2in-sini22 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:S(2n1)(n=0,1,2,3,、、、);2条纹间距:XLadxda dn-1LL(n-1)(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 江苏省高邮中学编写物化班浦月 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(泊松亮斑)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. 光的电磁说麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同,提出光在本质上是一种电磁波这就是光的电磁说,赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。 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。无线电波频率:小产生机理在振荡电路中,自由电子作周原子的外层电子受到激发产生的期性运动产生红外线可见光小波动性:明显大粒子性:不明显紫外线X射线不明显明显原子的内层电原子核受到激子受到激发后发后产生的产生的射线组成频率波波长:大红外线、紫外线、X射线的主要性质及其应用举例。种类红外线紫外线X射线产生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T之间满足关系λ (bmT=b 为常数)。 实验证明:物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长λ m和物体温度 可见高温物体辐射出的电磁波频率较高。在宇宙学中,可根据接收恒星发出的光的频率,分析其表面温度。 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) 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 爱因斯坦光电效应方程:mVm2/2=hf-W0一个光子的能量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10-9s④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: 江苏省高邮中学编写物化班浦月 ?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(这种波称为德布罗意波)《原子、原子核》知识归类 整个知识体系,可归结为:两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型);六子(电子、质子、中子、正电子、粒子、光子);四变(衰变、人工转变、裂变、聚变);两方程(核反应方程、质能方程)。4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。 1.汤姆生模型(枣糕模型)汤姆生发现电子,使人们认识到原子有复杂结构。从而打开原子的大门.2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)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 α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔,实验现象: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。 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10-15m。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 3.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)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。(本假设是针对原子稳定性提出的) 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)(本假设针对线状谱提出)(hE初E终)辐射(吸收)光子的能量为hf=E -E末 氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子可能辐射的光谱线条数为NCn2nn1]。 2[(大量)处于n激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式] 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 nE/eV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)∞0 (针对原子核式模型提出,是能级假设的补充)4-0.85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:【说明】氢原子跃迁 ①轨道量子化rn=nr1(n=1,2.3)r1=0.53×10 -10 3E2m 2-3.4 能量量子化:EnE1E1=-13.6eV 2n② 吸收光子时放出光子时③氢原子跃迁时应明确: E1E31-13.6 氢原子的能级图 En,Ep,r,n增大减小Ek,v减小增大一个氢原子直接跃迁向高能级跃迁,吸收光子一般光子某一频率光子一群氢原子各种可能跃迁向低能级跃迁放出光子可见光子一系列频率光子④氢原子吸收光子时要么全部吸收光子能量,要么不吸收光子 1光子能量大于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时,该光子可被吸收。(即:光子和原于作用而使原子电离) 2光子能量小于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时,则只有能量等于两个能级差的光子才能被吸收。(受跃迁条件限:hE初E终只适用于光于和原于作用使原于在各定态之间跃迁的情况)。 江苏省高邮中学编写物化班浦月 ⑤氢原子吸收外来电子能量时可以部分吸收外来碰撞电子的能量(实物粒子作用而使原子激发)。 因此,能量大于某两个能级差的电子均可被氢原子吸收,从而使氢原子跃迁。E51=13.06E41=12.75E31=12.09E21=10.2;(有规律可依)E52=2.86E42=2.55E32=1.89;E53=0.97E43=0.66;E54=0.31 玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论(轨道量子化和能量量子化),玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论(牛顿第二定律、向心力、库仑力等),所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。 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。(类似于卫星模型) 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。 量子数 nEEpEkVT天然放射现象 1.天然放射现象的发现,使人们认识到原子核也有复杂结构。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):2.各种放射线的性质比较种类α射线β射线γ射线本质氦核电子光子质量(u)电荷(e)速度(c)41/18400+2-100.10.991电离性最强较强最弱贯穿性最弱,纸能挡住较强,穿几mm铝板最强,穿几cm铅版三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较: 四种核反应类型(衰变,人工核转变,重核裂变,轻核骤变) 234414衰变:α衰变:238(实质:核内21)α衰变形成外切(同方向旋),92U90Th2He1H20n2He1100β衰变:23423490Th91Pa1e(实质:核内的中子转变成了质子和中子0n1H1e) β衰变形成内切(相反方向旋),且大圆为α、β粒子径迹。 30110+β衰变:30i015P14S1e(核内1H0n1e) γ衰变:原子核处于较高能级,辐射光子后跃迁到低能级。 人工转变: 147942713171N42He8O1H(发现质子的核反应)(卢瑟福)用α粒子轰击氮核,并预言中子的存在 121Be42He6C0n(发现中子的核反应)(查德威克)钋产生的α射线轰击铍 3013030(人工制造放射性同位素)Al4i02He15P0n15P14S1e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 重核的裂变: 2235921921U0n14156Ba36Kr30n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。 轻核的聚变:1H1H2He0n(需要几百万度高温,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。)核能计算方法有三:①由Emc(△m单位为“kg”)计算; ②由△E=931.5△m(△m单位为“u”)计算;③借助动量守恒和能量守恒计算。 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。(对大量原子核的统计规律) tTtT3412111计算式为:NtN0此式也可以演变成mtm0N表示核的个数,或ntn0, 222 -43- tT江苏省高邮中学编写物化班浦月 式中m表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,与物理和化学状态无关)、同位素等重要概念放射性标志 3.放射性同位素的应用 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。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。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)。 高考对本章的考查:以α粒子散射实验、原子光谱为实验基础的卢瑟福原子核式结构学说和玻尔原子理 论,各种核变化和与之相关的核反应方程、核能计算等。 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,玻尔把量子说引入到核式结构模型之中,建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的,发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。在核反应中遵循电荷数守恒和质量数守恒,在微观世界中动量守恒定律同样适用。 重要的物理现象或史实跟相应的科学家伽利略揭示了力与运动的关系,想实验法指出在爱因斯坦(德美)水平面上运动的物体若没有摩擦,将保持光电效应这个速度一直运动下去,论证重物体不会比轻物体下落得快;单摆的等时性光电效应规律、提出了光子说;圆满解释了光电效应现象,质能方程;狭义相对论指出经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体;相对论法拉第(英)首先用电场线描述电场;研究电磁感应(磁生电)现象,电磁感应定律:磁场产生电流的条件和规律卢瑟福(英)粒子散射实验并提出原子的核式结构模型;α粒子轰击氮核,第一次实现了原子核的人工转变,发现了质子,并预言中子存在卡文迪许(英)库仑(法)利用卡文迪许扭秤首测万有引力恒量惠更斯(荷兰)玻尔(丹麦)单摆的周期公式;光的波动说关于原子模型的三个假设,圆满解释氢光谱库仑定律;利用库仑扭秤测定静电力常量分子电流假说、电流间的相互作用规律(左右手定则)发现电流的磁效应(电流周围存安培(法)查德威克(英)α粒子轰击铍核时发现中子,由此人们认识到原子核的组成奥斯特(丹麦) 贝克勒尔(法)-44- 天然放射性的发现,说明原子核也有江苏省高邮中学编写物化班浦月 在磁场)牛顿(英)牛顿三定律和万有引力定律,光的色散,牛顿环、光的微粒说楞次(俄)楞次定律:确定感应电流方向的定律麦克斯韦(英)建立了电磁场理论;光的电磁说,预言了电磁波的存在。赫兹(德)皮埃尔居里(法)和玛丽居里(法)布朗(英)托马斯扬(英)复杂的内部结构光的双缝干涉实验,证实光具有波动性悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象布朗运动发现放射性元素钋、镭用实验证实了电磁波的存在,约里奥居里(法)发现并证实了电磁波,并测定了电磁波的传播速度等于光速和伊丽芙居里(法)普朗克(德)发现人工放射性同位素汤姆生(英)利用阴极射线管发现电子,说明原子可分,有复杂内部结构,并提出原子的枣糕模型解释物体热辐射规律提出电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的,把物理学带进了量子世界;密立根开普勒(德)多普勒效应(奥地利)欧姆(德)斯涅耳(荷兰)电子电量的测定开普勒三定律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多普勒效应。欧姆定律入射角与折射角之间的规律折射定律亨利伦琴(德)康普顿效应发现自感现象发现X射线(伦琴射线)石墨中的电子对x射线的散射现象德布罗意(法)富兰克林预言了实物粒子的波动性过风筝实验验证闪电是电的一种形式,把天电与地电统一起来,并发明避雷针洛仑兹(荷兰)提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力(洛仑兹力)的观点昂尼斯大多数金属在温度降到某一值时,都会出现电阻突然降为零的现象超导现象泊松(法)用波动理论推理到光的圆板衍射泊松亮斑焦耳楞次定律先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律 机械振动、机械波: 基本的概念,简谐运动中的力学运动学条件及位移,回复力,振幅,周期,频率及在一次全振动过程中各物理量的变化规律。 简谐振动:回复力:F=一KX加速度:a=一KX/m单摆:T=2L(与摆球质量,振幅无关)弹簧振子T=2m(与振子质量有关,与振幅无关) Kg等效摆长、等效的重力加速度影响重力加速度有:①纬度,离地面高度 ②在不同星球上不同,与万有引力圆周运动规律(或其它运动规律)结合考查③系统的状态(超、失重情况) ④所处的物理环境有关,有电磁场时的情况 ⑤静止于平衡位置时等于摆线张力与球质量的比值注意等效单摆(即是受力环境与单摆的情况相同) 江苏省高邮中学编写物化班浦月 T=2 42LT2应用:T1=2 LOg LO-L T22g42Lg2T1-T22沿光滑弦cda下滑时间t1=toa=2R2R gg沿cde圆弧下滑t2或弧中点下滑t3:共振的现象、条件、防止和应用 t2t3T244Rg2R g机械波:基本概念,形成条件、 特点:传播的是振动形式和能量,介质的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长的说法:①两个相邻的在振动过程中对平衡位置“位移”总相等的质点间的距离②一个周期内波传播的距离③两相邻的波峰(或谷)间的距离 ④过波上任意一个振动点作横轴平行线,该点与平行线和波的图象的第二个交点之间的距离为一个波长 波从一种介质传播到另一种介质,频率不改变,波长、波速、频率的关系:V=f=波速与振动速度的区别波动与振动的区别: 研究的对象:振动是一个点随时间的变化规律,波动是大量点在同一时刻的群体表现,图象特点和意义联系: T(适用于一切波) 波的传播方向质点的振动方向(同侧法、带动法、上下波法、平移法)知波速和波形画经过(t)后的波形(特殊点画法和去整留零法) 波的几种特有现象:叠加、干涉、衍射、多普勒效应,知现象及产生条件 电磁波:LC振荡电路:产生高频率的交变电流.T=2πLC 电场能↑→电场线密度↑→电场强度E↑→电容器极板间电压u↑→电容器带电量q↑磁场能↑→磁感线密度↑→磁感强度B↑→线圈中电流i↑ (2)电磁振荡的产生过程 放电过程:在放电过程中,q↓、u↓、E充电过程:在充电过程中,q↑、u↑、E 电场能 ↓→i↑、B↑、E 磁场能 ↑,电容器的电场能逐渐转变成↓,线圈的磁场能向电容器的电 线圈的磁场能。放电结束时,q=0,E电场能=0,i最大,E磁场能最大,电场能完全转化成磁场能。 电场能 ↑→I↓、B↓、E 磁场能 场能转化。充电结束时,q、E电场能增为最大,i、E磁场能均减小到零,磁场能向电场能转化结束。 反向放电过程:q↓、u↓、E电场能↓→i↑、B↑、E磁场能↑,电容器的电场能转化为线圈的磁场能。放电结束时,q=0,E电场能=0,i最大,E磁场能最大,电场能向磁场能转化结束。 反向充电过程:q↑、u↑、E电场能↑→i↓、B↓、E磁场能↓,线圈的磁场能向电容器的电场能转化。充 电结束时,q、E电场能增为最大,i、E磁场能均减小到零,磁场能向电场能转化结束。 江苏省高邮中学编写物化班浦月 q=Qi=0mL ++++C ———-q=0i=Im放电 Lq↓i↑ q↑充 电i↓ q=0i=ImL一个周期充电 q↑i↓ 化性变q=Qmi=0放电 ———-q↓i↑ ++++麦克斯韦的电磁场理论: ①变化的磁场产生电场:均匀变化的磁场将产生恒定的电场,周期性变化的磁场将产生同频率周期性变化的电场。②变化的电场产生磁场:均匀变化的电场将产生恒定的磁场,周期性变化的电场将产生同频率周期性变化的磁场。发射电磁波的条件①频率要有足够高。②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,采用开放电路. 特点:(1)电磁波是横波。(2)三个特征量的关系v=λ/T=λf (3)电磁波可以在真空中传播,向周围空间传播电磁能,能发生反射,折射,干涉和衍射。 无线电波的发射:LC振荡器电路产生的高频振荡电流通过L2与L1的互感作用,使L1也产 生同频率的振荡电流,振荡电流在开放电路中激发出无线电波,向四周发射。 调制要传递的信号附加到高频等幅振荡电流上的过程叫调制。两种方式:调幅和调频a.调幅使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅。(AM)中波和短波的波段 b.调频使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频。(FM)和电视广播,微波中的甚高频(VHF)和超高频(UHF)波段。 电波的接收(1)电谐振选台。当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强.这种现象叫做电谐振,相当于机械振动中的共振。 (2)检波由调谐电路接收到的感应电流,是经过调制的高频振荡电流,还不是所需要的信号。还必须从高 频振荡电流中“检”出声音或图象信号,从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号,叫做检波。也叫解调。下图中L2、D、C2和耳机共同组成检波电路。检波之后的信号再经过放大重现我们就可以听到或看到了。(如上图) 江苏省高邮中学编写物化班浦月 高中物理现行高考常用公式 一.力学1.1静力学物理概念规律名称重力摩擦力公式Gmg(g随高度、纬度而变化)(1)滑动摩擦力:f=N(2)静摩擦力:大小范围Of静fm(fm为最大静摩擦力与正压力有关)江苏省高邮中学编写物化班浦月 浮力、密度压强、液体压强胡克定律万有引力定律浮力F浮=液gV排;密度mV压强pF;液体压强SpghFkx(在弹性限度内)a万有引力=向心力:FG2m1m22r2V42GMmmm(Rh)m(Rh)(Rh)2T2(Rh)2b、近地卫星mg=GMmMm(黄金代换);地球赤道上G-N=mRω22RR2=mrω2不从心同步卫星GMmr2c.第一宇宙速度mg=mVV=Rd.行星密度=2gRGM/R43RS球=4πR233GT2(T为近地卫星的周期)V球=e.双星系统Gm1m2r2=m1R1ω2=m2R2ω2(R1+R2=r)互成角度的二力的合成F合F12F222F1F2cosF2sintanF1F2cosF合Fx2Fy2正交分解法:tanFyFxMFL(不要求)共点力的平衡条件F合0或Fx0F=o或Fx=oFy=o力矩Fy0有固定转轴物体的平衡条件M合0或M逆M顺共面力的平衡1.3动力学F合0,M合0F或者Fx=maxFy=maym牛顿第二运动定律向心力F合=ma或av2Fmm2Rma向R牛顿第三定律 FF"江苏省高邮中学编写物化班浦月 1.2运动学物理概念规律名称匀速直线运动匀变速直线运动公式svt12at平均速度:v2vvt2vt2v02as,s0t2vtv0at,sv0tstVt/2=V0Vt=2stVs/2=vovt匀加速或匀减速直线运动:Vt/2 友情提示:本文中关于《高中物理知识点总结》给出的范例仅供您参考拓展思维使用,高中物理知识点总结:该篇文章建议您自主创作。 来源:网络整理 免责声明:本文仅限学习分享,如产生版权问题,请联系我们及时删除。
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