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文档简介
掌门1对1教育高中物理
一、直线运动
物理概念规律名称
概念内容、公式规律
说明
位移
表示质点位置的变化,可用由初位置指向末位置的有向线段来表示
位移是矢量,有大小和方向
路程
质点运动轨迹的长度
路程是标量,有大小无方向
速度
位移跟发生这段位移所用时间的比值,
定义式:
描述物体运动快慢的物理量
瞬时速度
物体在某一时刻(位置)的速度
瞬时速度的大小,简称速率
平均速度
运动物体的位移与发生这段位置所用时间的比值
粗略的描述
加速度
加速度等于速度的改变量跟发生这一改变所用时间的比值,公式:
表示物体速度改变快慢的物理量
平均速率
物体在某段时间内的路程与通过这段路程所用时间的比值
匀变速直线运动
V=Vo+at
a与v。同向,a>0取正;a与v反向a<0取负
匀变速直线运动中的其他常用规律、公式
一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的速度Vt/2==
这些规律只适用于匀变速直线运动,对于非匀变速直线运动(变加速、变减速)
不适用
一段位移中点的瞬时速度
相邻相等时间内的位移之差都相等,即s=aT2
初速度为零的匀加速直线运动常用规律和公式
t、2t、3t时刻末的速度之比v1:v2:v3=1:2:3
只适用于初速度为零的匀加速直线运动
t、2t、3t时间内通过的位移之比x1:x2:x3=12:22:32
相邻相等时间t内的位移之比
xⅠ:xⅡ:xⅢ=1:3:5
④通过连续相等位移所用时间之比
TⅠ:TⅡ:TⅢ=
⑤位移是x、2x、3x时的速度之比
V1:V2:V3=::
自由落体运动
v2=2gh
V=0,a=g的匀加速直线运动
竖直上抛运动
V=Vo一gth=Vot一gt2
V2一Vo2=一2ght上=t下=
h在抛出点之上取正,在抛出点之下取负,H为上升的最大高度
竖直下抛运动
V=Vo+gth=Vot+gt2
V2一Vo2=2gh
初速度为v。(v。≠0)加速度为g的匀加速直线运动
常用方法及规律特点
基本公式法
速度公式、位移公式和位移速度关系式都是矢量式,使用时要注意方向性,五个物理量v。、vt、a、x、t只要知道任意三个量就可以求另外两个物理量
平均速度法中间时刻速度法
平均速度的定义式此公式对任何运动性质的运动
都适用;而Vt/2=只适用于匀变速直线运动
比例法
对于初速度为零的匀加速直线运动和末速度为零的匀减速直线运动,可利用初速度为零的匀加速直线运动的重要比例求解
逆向思维法
把动态的‘末态’作为‘初态’的反向研究问题的方法,一般用于末态已知的情况
巧用推论
Δx=xn+1-xn
=aT2求解
对于一般的匀变速直线运动问题,若出现相等时间间隔的位移时,应优先考虑用Δx=aT2求解
图象法
应用v-t图象,可把较复杂的问题简单化,尤其是图象定性分析,可避开繁杂计算,快速找到答案。
巧选参考系法
为了求解简捷,有时需要灵活转换参考系,用相对运动的方法简化运动过程
相互作用
物理概念规律名称
概念内容、公式规律
说明
力
作用效果:
①改变物体的运动状态②使物体发生形变
力的三要素:大小、方向和作用点
力是物体间的相互作用
重力
G=mg
方向:竖直向下
重心:物体所受重力的等效作用点
弹力
产生条件:①两物体相互接触②有弹性形变
方向:①压力和支持力的方向总是垂直于接触面,②绳的拉力方向总是沿绳指向绳收缩的方向
弹性形变:物体发生形变后能恢复原状的形变。
胡克定律
F=kx(在弹性限度内)
k为劲度系数
静摩擦力
0<f≤Fmax
①静摩擦力为被动力,与正压力无关
②最大静摩擦力Fmax大小与压力大小有关
产生条件:接触面粗糙
接触处有弹力
两物体有相对运动趋势(仍保持相对静止)
产生条件:接触、挤压、不光滑、有相对运动趋势,方向:与相对运动趋势的方向相反
滑动摩擦力
滑动摩擦因数,取决于接触面材料及粗糙程度,FN为正压力
产生条件:接触、挤压、不光滑、有相对运动,方向:与相对运动方向相反
同一直线上的二力合成
F合=F1+F2(两力同向)
F合=F1-F2(两力反向)
合力方向与两分力方向相同(两力同向时)
合力方向与较大的分力方向相同(两力反向时)
互成角度的二力合成
合力的方向与F1成角:
tg=
a为F1、F2的夹角,为F合与F1的夹角
α
F2
F
F1
θ
正交
分解法
F合=
方法比较
项目
整体法
隔离法
概念
将处于平衡状态的几个物体作为一个整体来分析
将研究对象与周围的物体分隔开的方法
选用原则
研究系统外的物体对系统整体的作用力
研究系统内物体之间的作用力
注意问题
受力分析时不要再考虑系统间的相互作用
一般隔离受力较少的物体
牛顿运动定律
物理概念规律名称
概念内容、公式规律
说明
牛顿第一定律
(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
一切物体都具有惯性,质量是惯性大小的唯一量度
牛顿第二定律
物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比
F合=ma
矢量性:公式F=ma矢量式,任一瞬时的方向均与F合方向相同,当F合方向变化时,a的方向同时变化,且任意时刻二者方向始终一致,公式F=ma是矢量式,任一瞬时的方向均与F合方向相同,当F合方向变化时,a的方向同时变化,且任一时刻二者方向始终一致。
瞬时性:牛顿第二定律表明了物体的加速度与物体所受合外力的瞬时对应关系,a为某一时刻的加速度,F为该时刻物体所受的合外力
同一性:有两层意思,一是指加速度a与F相对同一惯性参考系(一般指地球),二是指F=ma中F、m、a必须对应同一物体或同一个系统
独立性:作用在物体上每一个力各自产生的加速度都遵从牛顿第二定律,而物体的实际加速度则是指每个力产生的加速度的矢量和,分力和加速度在各个方向上的分量也遵从牛顿第二定律,即:
Fx=maxFy=may
(5)相对性:物体的加速度必须是相对于地球静止或匀速直线运动的参考系而言的
牛顿第三定律
两物体的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,即F=-F'
作用力和反作用力Vs一对平衡力
受力物体个数不同,作用在两个物体上和同一个物体上
依赖关系不同,作用力和反作用力相互依存,同时产生,同时变化,同时消失,而平衡力无依赖关系,撤去一个,另外一个有可能还存在
力的性质:作用力和反作用力一定是同性质,平衡力性质可能不同。
F、F'为相互作用力,-号表示方向相反
共点力的平衡条件
合力等于零,即F合=0或Fx=0;Fy=0
二力平衡时,二力等大反向、共线
超重
a竖直向上(向上加速、向下减速),
F=m(g+a)
F为物体的视重,不论是超重还是失重,物体的重力始终不变
失重
a竖直向下(向下加速、向上减速),
F=m(g-a)
当a=g时,F=0,完全失重
曲线运动
物理概念规律名称
概念内容、公式
说明
曲线运动的特点
(1)物体做曲线运动时某一点的速度方向是曲线上这一点的切线方向
条件:物体所受的合力的方向与速度不在同一直线上
(2)曲线运动的速度方向是时刻变化的,所以曲线运动一定是变速运动
(3)物体的路程总是大于位移的大小
(4)物体做曲线运动时,其加速度一定不为零,并总是指向运动轨迹弯曲的内侧
平
抛
运
动
水平分速度:vx=vo竖直分速度:vy=gt
X方向为匀速直线运动;y方向为自由落体运动,平抛运动是匀变速运动,其加速度a=g
水平位移:x=vot竖直位移:
轨迹y=
位移与x轴夹角θ满足
速度v与x轴夹角满足
可见tana=2tanθ
速度:
时间:
射程x=v.t=v.
匀
速
圆
周
运
动
特点:线速度大小不变,角速度周期都恒定不变,物体所受的合外力提供向心力
条件:合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直
匀速圆周运动是变加速曲线运动,是角速度,v是线速度,an是向心加速度,Fn与an方向相同,且指向圆心,是变力
线速度:
角速度:
轨迹:
向心力:
五、万有引力与航天
物理概念规律名称
概念内容、公式
说明
开普勒
三定律
一、所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动,太阳处于椭圆的一个焦点上
行星在近日点运动得快,在远日点运动得慢,K与行星无关,与太阳有关
二、在行星运动时,连结行星和太阳的线,在相等的时间内,永远扫过同样大小的面积。
三、所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值相等。
万有引
力定律
其中:G=6.67*10-11Nm2/Kg2
万有引力定律适用于计算两个原点间引力的大小
黄金
代换式
GM=gR2
M为中心天体质量,R为中心天体半径,g为中心天体表面的重力加速度
三种宇宙速度
第一宇宙速度(环绕速度)
人造卫星的最小发射速度,也是绕地球做圆周运动的最大运行速度
第二宇宙速度(脱离速度)V=11.2km/s
卫星克服地球引力的最小发射速度
第三宇宙速度(逃逸速度)V=16.7km/s
卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度
万有引力定律的应用
万有引力提供向心力是最基本的应用
中心天体质量M=
用近轨道卫星的周期表示行星的密度:
其中r为轨道半径,R为中心天体半径
卫星线速度
r越大,v越小
卫星角速度=
r越大,越小
卫星周期
r越大,T越大
天体质量的计算
若m是地面上物体的质量,
则mg=G得M=
M为地球质量,R为地球半径
若测得的轨道半径及运动周期(r,T)
则F向=mrw2=
F向=得M==
大天体质量为M,绕M做匀速圆周运动的小天体质量为m
两种
人造
卫星
同步卫星
近地卫星
同步卫星是指在赤道平面内,以和地球自转角速度相同的角速度绕地球运动的卫星,同步卫星又叫通讯卫星,有以下特点:
周期一定:同步卫星在赤道上空相对地球静止,它绕地球的运动与地球同步,它的运动周期就等于地球自转的周期,即T=24h
角速度一定,同步卫星绕地球自转的角速度。
轨道一定:由于同步卫星绕地球的运动与地球的自转同步,由于同步卫星周期都相同,其轨道离地面的高度约为3.59х104km
环绕速度大小一定:所有同步卫星绕地球运动的线速度大小是一定的,都是3.08km/s
向心加速度大小一定,所有同步卫星到地心距离相同,所以,它们绕地球运动的向心加速度大小都相同,约为0.23m/s2。
所谓近地卫星是指运动轨道等于地球半径的卫星,卫星做匀速圆周运动的向心力是万有引力,它们的速度为第一宇宙速度,是卫星最大的环绕速度
六、机械能守恒定律
物理概念
规律名称
概念内容、公式
说明
功
恒力做功:W=Flcosθ;0≤θ<90。,cosθ>0,W>0,做正功,90。<θ≤180。,cosθ<0,W<0,做负功;θ=90。时,cosθ=0,W=0不做功
做功的必备因素:
力和物体在力的方向上发生的位移
变力做功
用功能关系W=△E来求;
当变力功率P一定时,W=Pt
当力的方向不变,大小随位移作线性变化时,;
总功的求法:W总=F合lcosθ
W总=W1+W2+...+Wn=F1l1cosθ1+F2l2cosθ2+.。。。。
功率
平均功率
瞬时功率
为F与v的夹角,当v为平均速度时v为平均速度
机械效率
h<1,且用百分数表示
动能
Ek=
Ek总是正值,没有负值
重力势能
Ep是标量,x为物体的形变量
弹性势能
机械能
E=Ek+Ep
Ep是标量,x为物体的形变量
动能定理
力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化,W合为合外力做的功或外力做功的代数和,与位移有关的问题常用动能定理求解
机械能守恒定律
①对某一物体,若只有重力或弹簧弹力做功,其他力不做功,则该物体机械能守恒;
②对某一系统,物体间只存在动能和势能的相互转化,系统与外界无机械能的传递和转化,则系统机械能守恒
或△Ek=△Ep或△E=0
对于绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞问题,除非题目有特别说明,否则机械能必定不守恒
机车的两种启动方式
汽车以恒定功率启动
汽车以恒定加速度启动
特点
加速度逐渐减小的变加速运动,加速度为零时,汽车的速度达到最大,此时F牵=Ff,最大速度为
起初牵引力为恒力,由P=Fv可得,汽车的输出功率必将越来越大,达到额定功率后只能再以恒定的额定功率运动,做加速度不断减小的加速运动,直到达到最大速度,以后做匀速运动。
七、静电场
物理概念规律名称
概念内容、公式规律
说明
摩擦起电
用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电
同种电荷相互排斥
异种电荷相互吸引
电荷守恒定律
电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或从物体的一部分转移到另一部分,在转移的过程中,电荷的总量保持不变
另一种表述:一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变
元电荷
e=1.60x10-19C
电子的比荷:
e/m=1.76x1011C/kg
库仑定律
真空中
K是静电力常量
K=9.0*109N·m2/C2
匀强电场
各点电场强度大小相等、方向相同的电场
电场中某点的电场强度为各点的电荷在该点产生的电场强度的矢量和
电场强度(简称场强)
定义式
真空中点电荷
匀强电场
q为检验点荷,Q为产生电场的点电荷,E与F、q无关,d为两点间沿电场方向的距离
电场力的功
电场力做功跟电荷运动的路径无关,由初末位置的电势决定
等势面的
特点
①等势面上各点的电势相等
②等势面一定跟电场线垂直
③在同一等势面上移动电荷,电场力不做功
④电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面
⑤任意两个等势面不会相交
⑥等差等势面越密的地方电场强度越大
电势相等的点构成的面称为等势面
电势差
电场中A、B两点间的电势差:
电势差与场强的关系:
电势差与电场力做功的关系;
W为电场力做的功
电势能
电势能:EA=qφA
EA为点电荷在A点具有的电势能△EA为电势能的改变量
电容
定义式:
平行板电容器电容决定式:
其中在这里是介电常数;
k为静电力常量
电场力做功
电势能
电场力做功的特点
在电场中移动电荷时,电场力做功只与初末位置有关,与路径无关
电荷在电场中的能量只由它在电场中的位置决定,称为电势能,由电场和电荷所共有
规律
电场力做正功时,
电场力做负功时,
电势能减小
电势能增加
带电粒子在电场中的运动
直线运动:
电荷只在电场力下的加速运动:
当电荷只在电场力的作用下的偏转:
电场力:
加速度:
穿过长电场所用时间:
偏转速度大小:
速度偏转方向:
偏转位移大小:
位移偏转方向:
运用动能定理求解,U。为加速电压,
U为偏转电压,d为板间的距离,l为板长,y为飞出极板时侧向偏移量,θ为飞出电场时V与v.间的夹角
八、恒定电流
物理概念规律名称
概念内容、公式规律
说明
电流
定义式:
微观描述:
n为单位体积内自由电荷数
电阻定律
定义式:
导体决定式:
为电阻率,由材料决定,与温度有关
电压
U=IR
纯电阻两端的电压
电容器两极板间的电压
U=E-Ir
路端电压
电动势
E=U内+U外E=U外+Ir
E=IR+U内E=IR+Ir
电动势是标量,规定其方向为电源内部的电流方向
串联电路
电压:
各处电流相等:
电阻:
其它关系:
串联总电阻大于每一个分电阻,电压分配与电阻成正比
并联电路
电压:
电流:
电阻:
其它关系:
并联总电阻小于任一分电阻,只有两个电阻并联时,
总电阻
R=
欧姆定律
导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻R成反比:,U=IR
只适用于纯电阻电路(导电气体不适用)
闭合电路欧姆定律
E=IR+r,
只适用于纯电阻电路,当外电路断开时,R∞则U外=E;当外电路短路时,R=0,U内=E,
滑动变阻器的作用(忽略电源内阻
Marx
一
限流RxR
P
R0
R
S
E
负载Rx上的电压调节范围是
--E
分压
负载Rx上的电压调节范围为0--E,
能确保用电器安全
电功
(普遍适用)
纯电阻电路中
注意不同公式的适用范围
电功率
(普遍适用)
纯电阻电路中
电机效率
电源输出功率:当R=r时,输出功率最大,且某电机的输入功率:
热功率:
机械输出功率:
焦耳定律
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻和通电时间成正比,即Q=I2Rt
纯电阻电路中:
在非纯电阻电路中计算电功只能用W=UIt
计算电功率只能用P=UI
计算电热只能用Q=I2Rt
三种速率的理解
电子定向移动速率
电流就是自由电荷的定向移动形成的,可以证明电流I=neSv,其中v就是电子定向移动的速率,一般为10-5m/s的数量级
电子的热运动的速率
构成导体的电子在不停地做无规则热运动,由于热运动向各个方向运动的机会相等,故不能形成电流,常温下电子热运动速率的数量级为105m/s
电流的传导速率
等于光速,闭合开关的瞬间,电路中各处以真空中光速c建立电场,在电场的作用下,电路中各处的自由电子几乎同时开始定向移动,整个电路也几乎同时形成了电流
九、磁场
物理概念规律名称
概念内容、公式规律
说明
磁感应强度
条件:
磁通量
条件:B⊥S单位韦伯(Wb)
安培力
F=BIL(B┴S)或F=BILsinө
L为导线的有效长度,ө为B、I的夹角
洛仑兹力
或f=qvBsinө
Ө为B、v的夹角
安培定则
①(安培定则一):用右手握住通电直导线,让大拇指指向电流的方向,那么四指的指向就是磁感线的环绕方向;
直线电流的磁场
②(安培定则二):用右手握住通电螺线管,使四指弯曲与电流方向一致,那么大拇指所指的那一端是通电螺线管的N极。
环形电流、通电螺线管的磁场
左手定则
伸开左手,使大拇指与其余四指垂直,并且都跟手掌在一个平面内。把左手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,四指指向电流方向(既正电荷运动的方向)则大拇指的方向就是导体受力方向。
判定通电导体(或运动电荷)所受的安培力(或洛仑兹)的方向
带电粒子在匀强磁场中的运动
带电粒子在洛仑兹力作用下做匀速圆周运动:
轨迹半径:
运动的周期:
T与V无关
三种场的比较
重力场
大小G=mg方向:竖直向下
重力做功只与路径无关重力做功改变物体的重力势能
静力场
大小F=qE方向:正电荷受力方向与场强方向相同,负电荷受力方向与场强方向相反
电场力做功与路径无关,W=qU
电场力做功改变电势能
磁场
洛仑兹力F=qvB方向符合左手定则
洛仑兹力不做功,不改变带电粒子的动能
十、电磁感应
物理概念规律名称
概念内容、公式规律
说明
电磁感应
只要穿过回路的磁通量发生变化,回路中就有感应电动势产生
闭合电路的一部分导线切割磁感线时,会产生感应电流
楞次定律
感应电流有这样的方向:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化
判定感应电流的方向
应用①阻碍磁通量的变化,即“增反减同”、
②阻碍引起感应电流的导体和磁场的相对运动,即“敌进我退;敌退我进”
③阻碍引起感应电流的原来电流的变化。即“增反减同”
阻碍并不是阻止
右手定则
伸开右手,使大拇指跟其余四个手指垂直并且都跟手掌在一个平面内,把右手放入磁场中,让磁感线垂直穿入手心,大拇指指向导体运动方向,则其余四指指向感应电流的方向相同(指向动生电动势的方向)。
判定导线切割磁感线产生感应电流的方向
法拉第电磁感应定律
E=nΔΦ/Δt(普适公式)常用于求平均感应电动势;
E=BLvsinө常用于求导线切割磁感线产生的电动势
n为线圈匝数,l
为导线切割磁感线的有效长度,ө为v与B的夹角
自感电动势
L为线圈自感系数,由线圈决定,与有无铁芯无关
电磁感应中的电荷量
q与Δt无关
十一、交流电电磁波
物理概念规律名称
概念内容、公式规律
说明
正弦交流电
e=Emsinωt
Em=nBSω
Em为感应电动势最大值,S为线圈面积
正弦交变电流的有效值
求电热和电流做的功时,U、I、E均为有效值
理想变压器
P入=P出
输入功率随输出功率的变化而变化
条件,原、副线圈各一个
I1U1=I2U2+I3U3
I1n1=I2n2+I3n3
适用于一个原线圈和一个副线圈的情况
远距离输电
U1U2
n1n2P1P2I1I2
U3U4
n3n4P3P4I3I4
电压:
电流:
电功率:
十三、机械振动机械波
物理概念规律名称
概念内容、公式规律
说明
简谐运动
指向所受的力跟位移成正比,并且总是指向平衡位置,物体的运动即为简谐运动:F=-kx(判断简谐运动)
F为回复力,k为比例系数,x为振动物体偏离平衡位置的位移
振动周期
完成一次全振动所用的时间:
单摆:(θ<5。)
弹簧振子:
l为摆长,m为弹簧振子的质量,k为弹簧的劲度系数
共振
当驱动力的频率f与系统的固有频率f。相等时,受迫振动的振幅最大,叫共振
波速公式
V=f=
为波长,f为频率
波的干涉
两列波在叠加后使某些区域的振动加强,某些区域的振动减弱,且加强和减弱的区域相互隔开的现象
干涉条件:两列波的频率相同,相位差恒定
波的衍射
波绕过障碍物继续传播的现象叫波的衍射
明显衍射的条件:障碍物或小孔的尺寸比波长小的或相差不多
惠更斯原理
介质中任一波面上的各点,都可以看作发射子波的波源,其后任意时刻,这些子波在前进的方向的包络面就是新的波面
把
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