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高中物理单位表优质资料(可以直接使用,可编辑优质资料,欢迎下载)
单位表高中物理单位表优质资料(可以直接使用,可编辑优质资料,欢迎下载)物理量名称单位名称导出单位表示符号单位符号导出单位定义面积A(S)平方米m2体积V立方米m3速度v米每秒m/s加速度a米每秒平方m/s2角速度ω弧度每秒rad/s频率f(v)赫(赫兹)Hz1Hz=1s-1周期为1秒的周期现象的频率密度ρ千克每立方米Kg/m3力F牛(牛顿)N1N=1kg·m/s2使1千克质量产生1米/秒2加速度的力力矩M牛(牛顿)米N·m动量P千克米每秒Kg·m/s压强p帕(帕斯卡)Pa1Pa=1N/m2每平方米面积上1牛的压力功、能(能量)W(A)焦(焦耳)J1J=1N·m1牛力的作用点在力的方向上移动1米距离所做的功E功率P瓦(瓦特)W1W=1J/s1秒内给出1焦能量的功率电荷(电荷量)Q库(库仑)C1C=1A·s1安电流在1秒内所运送的电量电场强度E伏(伏特)每米V/m电位、电压、电势差U(V)伏(伏特)V1V=1W/A1V=1N·m/C在流过1安恒定电流的导线内,二点之间所消耗的功率若为1瓦,则两点之间的电位差为1伏电容法(法拉)F1F=1C/V给电容器充1库电量时,二板极之间出现1伏的电位差,则电容器的电容为1法电阻R欧(欧姆)Ω1Ω=1V/A在导体两点间加上1伏的恒定电位差,若导体内产生1安的恒定电流,且导体内不存在其他电动势,则两点之间的电阻为1欧电阻率ρ欧(欧姆)米Ω·m磁感应强度B特(特斯拉)T1T=1Wb/m2每平方米内磁通量为1韦的磁通密度磁通(磁通量)Φ韦(韦伯)Wb1Wb=1V·s让只有1匝的环路中的磁通量在1秒钟内均匀地减小到零,若因此在环路内产生1伏的电动势,则环路中的磁通量为1韦电感L亨(亨利)H1H=1Wb/A让流过一个闭合回路的电流以1安/秒的速率均匀变化,则回路的电感为1亨电导西(西门子)S1S=1Ω-1欧姆的负一次方光通量流(流明)lm1lm=1cd·sr发光强度为1坎的均匀点光源向单位立体角(球面度内)发射出的光通量光照度勒(勒克斯)lx1lx=1lm/m2每平方米为1流光通量的光照度放射性活度贝可(贝可勒尔)Bq1Bq=1s-11秒内发生1次自发核转变或跃迁吸收剂量戈(戈瑞)Gy1Gy=1J/Kg授予1千克受照物质以1焦能量的吸收剂量温度t摄氏度(华氏度)℃(℉)物体的冷热程度比热容c焦每千克摄氏度J/(kg*℃)物体的吸放热能力热值q焦每千克J/kg燃料燃烧的放热能力注:1.圆括号中的名称和符号,是前面的名称和符号的同义词。2.圆括号中的字,在不致引起混淆、误解的情况下,可省略。去掉括号中的字,即为其名称的简称。高中物理公式大全以及高中物理定理、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、速度Vt=Vo+at2.位移s=Vot+at²/2=V平t=Vt/2t3.有用推论Vt²-Vo²=2as4.平均速度V平=s/t(定义式)5.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/26.中间位置速度Vs/2=√[(Vo²+Vt²)/2]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;(3)a=(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;速度与速率.瞬时速度。2)自由落体运动
1.初速度Vo=0
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;
(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,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
7.合位移:s=(x2+y2)1/2,
位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo
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关(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα;
(4)在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度,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=mr(2π/T)2=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):(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;
(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=Eq
(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=qVBsinθ
(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;
(3)fm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);
(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(带电体)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:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|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;
(4)F1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/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}
3.牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,F、F′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:FN<G
{加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}
6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子
注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。
五、振动和波(机械振动与机械振动的传播)
1.简谐振动F=-kx
{F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向}
2.单摆周期T=2π(l/g)1/2
{l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ<100;l>>r}
3.受迫振动频率特点:f=f驱动力
4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用
5.机械波、横波、纵波
注:(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;
(2)温度是分子平均动能的标志;
3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;
(5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0;温度升高,内能增大ΔU>0;吸收热量,Q>0
(6)物体的内能是指物体所有的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;
(7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;
(8)其它相关内容:能的转化和定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。
六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化)1.动量:p=mv
{p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}
3.冲量:I=Ft
{I:冲量(N•s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F决定}
4.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo
{Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
5.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’´也可以是m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´
6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0
{即系统的动量和动能均守恒}
7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm
{ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}
8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm
{碰后连在一起成一整体}
9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:
v1´=(m1-m2)v1/(m1+m2)
v2´=2m1v1/(m1+m2)
10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)
11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失
E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对
{vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移}
注:
(1)正碰又叫对心碰撞,速度方向在它们“中心”的连线上;
(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算;
(3)系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力,则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等);
(4)碰撞过程(时间极短,发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;
(5)爆炸过程视为动量守恒,这时化学能转化为动能,动能增加;(6)其它相关内容:反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行〔见第一册P128〕。七、功和能(功是能量转化的量度)1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角}
2.重力做功:Wab=mghab
{m:物体的质量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)}
3.电场力做功:Wab=qUab
{q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb}
4.电功:W=UIt(普适式)
{U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}
5.功率:P=W/t(定义式)
{P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}
6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平
{P:瞬时功率,P平:平均功率}
7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(Vmax=P额/f)
8.电功率:P=UI(普适式)
{U:电路电压(V),I:电路电流(A)}
9.焦耳定律:Q=I2Rt
{Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)}
10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11.动能:Ek=mv2/2
{Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}
12.重力势能:EP=mgh
{EP
:重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}
13.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)(从零势能面起)}
14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):
W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK
{W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
15.机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP
注:
(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;
(2)O0≤α<90O
做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);
(3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少
(4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;*(7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。八、分子动理论、能量守恒定律1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米
2.油膜法测分子直径d=V/s
{V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积(m)2}
3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。
4.分子间的引力和斥力(1)r
(2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子势能=Emin(最小值)
(3)r>r0,f引>f斥,F分子力表现为引力
(4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0
5.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的),
W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕}
6.热力学第二定律
克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性);
开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕}
7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)}
注:
(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;
(2)温度是分子平均动能的标志;
3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;
(5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0;温度升高,内能增大ΔU>0;吸收热量,Q>0
(6)物体的内能是指物体所有的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;
(7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;
(8)其它相关内容:能的转化和定恒定律〔见第二册P41〕/能源的开发与利用、环保〔见第二册P47〕/物体的内能、分子的动能、分子势能〔见第二册P47〕。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成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的单位,t为摄氏温度(℃),而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),方向在它们的连线上,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=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{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两点间的电势差(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ΔEAB=EB-EA
{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ΔEAB=-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.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)
常见电容器
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
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)
抛运动
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)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;
3)常见电场的电场线分布要求熟记;
(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,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,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。
十一、恒定电流
1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}
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=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=Q=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
(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=RA+Rx>R真
Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)<R真
选用电路条件Rx>>RA
[或Rx>(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
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<Rx
注1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大;
(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻;
(4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大;
(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r);
(6)其它相关内容:电阻率与温度的关系半导体及其应用超导及其应用〔见第二册P127〕。
十二、磁场
1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T),1T=1N/A?m
2.安培力F=BIL;(注:L⊥B)
{B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}
4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB
;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);
©解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。
注:(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负;
(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握;
(3)其它相关内容:地磁场/磁电式电表原理/回旋加速器/磁性材料
十三、电磁感应
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}
2)E=BLV垂(切割磁感线运动)
{L:有效长度(m)}
3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势)
{Em:感应电动势峰值}
4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割)
{ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS
{Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}
*4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),
ΔI:变化电流,?t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}
注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点;
(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:1H=103mH=106μH。
(4)其它相关内容:自感/日光灯。
十四、交变电流(正弦式交变电流)
1.电压瞬时值e=Emsinωt
电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv
电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总
3.正(余)弦式交变电流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2
;I=Im/(2)1/2
4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系
U1/U2=n1/n2;
I1/I2=n2/n2;
P入=P出
5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损′=(P/U)2R;
(P损′:输电线上损失的功率,P:输送电能的总功率,U:输送电压,R:输电线电阻);
6.公式1、2、3、4中物理量及单位:ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);
S:线圈的面积(m2);U输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。
注:(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线,f电=f线;
(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变;
(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值;
(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率,
当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大,即P出决定P入;
(5)其它相关内容:正弦交流电图象/电阻、电感和电容对交变电流的作用。
十五、电磁振荡和电磁波
1.LC振荡电路T=2π(LC)1/2;f=1/T
{f:频率(Hz),T:周期(s),L:电感量(H),C:电容量(F)}
2.电磁波在真空中传播的速度c=3.00×108m/s,λ=c/f
{λ:电磁波的波长(m),f:电磁波频率}
注:(1)在LC振荡过程中,电容器电量最大时,振荡电流为零;电容器电量为零时,振荡电流最大;高中物理知识框架图表高中物理包括必修1、2共7章;选修3-1、2、3、4、5共19章内容。归纳起来,整个高中物理的知识体系可以分为力学、热学、光学、电磁学(电学和磁学)、原子物理学五大学科部分。必修1和2属于力学部分;选修3-1、3-2属于电磁学内容;选修3-4主要为光学;选修3-5主要为原子物理学,有3章(机械振动和机械波、动量守恒定律)为力学内容。除了热学部分是初中物理(选修3-3未学)的主讲内容外,其他都在高中期间得到学习和深化。力学静力学(必修1)力的概念和三种常见力重力、弹力、摩擦力力的合成和分解物体的平衡(相互作用)运动学(必修1、2)(选修3-4)直线运动匀速直线运动、匀变速直线运动曲线运动(运动的合成和分解)平抛物体运动匀速圆周运动天体运动问题机械振动(简谐运动)阻尼振动、受迫振动机械波(横波、纵波)反射、折射、干涉、衍射、叠加、多普勒效应动力学(运动和力)(必修1、2)(选修3-5)牛顿运动定律牛顿第一、二、三定律万有引力与圆周运动功与能功、功率动能、势能动能定理重力势能、弹性势能机械能守恒定律动量和冲量动量定理系统动量守恒定律电学电场(静电场)(选修3-1)力的特性库仑定律电场强度电场线点电荷场强匀强电场场强带电粒子在电场中的运动能的特性电荷的电势能(电势)电势差电场力的功电容器电路(恒定电流)(选修3-1)电源电动势闭合电路的欧姆定律内电阻电流、电压、功率欧姆表电阻串、并联关系欧姆定律电功、电功率、电热电阻定律磁学磁场(选修3-1)磁场的产生永磁体磁场电流磁场磁场的性质磁感强度、磁通密度、磁感线安培力(左手定则)、洛仑兹力(左手定则)带电粒子在磁场中运动磁通量磁通密度电磁感应(选修3-2)(选修3-4)产生的条件导体切割磁感线运动法拉第电磁感应定律㈠右手定则穿过闭合电路所围面积中磁通量发生变化法拉第电磁感应定律㈡楞次定律自感电磁振荡与电磁波互感变压器和电能的输送交变电流右手定则光学几何光学(选修3-4)光的直线传播(均匀介质)本影、半影、日食、月食、小孔成像真空中的光速电磁波谱光的反射反射定律、平面镜成像光的折射折射定律、全反射现象光的色散棱镜:全反射棱射物理光学(光的本性)(选修3-4、5)光谱发射光谱吸收光谱连续、明线光谱光谱分析光的波动性光的干涉(双缝、薄膜)、光的衍射光的粒子性光子、光电效应光的波粒二象性电磁波谱热学(初中物理)(选修3-3)热学的基本知识分子动理论分子无规则运动扩散、布朗运动动能(温度)相互作用力势能(体积)物体的内能分子动能、热能、物体的内能热和功内能的改变做功、热传递能量守恒定律热力学第一、二定律气体的性质气体的状态描述物质的量、压强、体积、温度及其关系理想气体状态变化规律克拉贝龙方程一定质量理想气体状态方程等温过程、等压过程、等容过程饱和汽、非饱和汽空气的湿度原子物理(选修3-5)原子结构核式模型、玻尔理论、电子云α粒子散射实验、放射、衰变、人工转变、裂变、聚变原子核高中物理所有知识体系简表以下详细总结各部分知识体系的结构和内容,并且与课本(人教版)建立联系。力学知识结构体系力学部分包括静力学、运动学和动力学三部分PARTI静力学三种常见的力三种常见的力物体的平衡力的合成与分解一个力的作用效果,如果与几个力的效果相同,则这个力叫那几个力的合力,那几个力叫这个力的分力。由分力求合力的运算叫力的合成;由合力求分力的运算叫力的分解。力的概念定义力是物体对物体的作用。所以每一个实在的力都有施力物体和受力物体三要素大小、方向、作用点矢量性力的矢量性表现在它不仅有大小和方向,而且它的运算符合平行四边形定则。效果力的作用效果表现在,使物体产生形变以及改变物体的运动状态两个方面。摩擦力重力由地球对物体的吸引而产生。方向:总是竖直向下。大小G=mg。g为重力加速度,由于物体到地心的距离变化和地球自转的影响,地球周围各地g值不同。在地球表面,南极与北极g值较大,赤道g值较小;通常取g=9.8米/秒2。重心的位置与物体的几何形状、质量分布有关。任何两个物体之间的吸引力叫万有引力,。通常取引力常量G=6.67×10-11牛·米2/千克2。物体的重力可以认为是地球对物体的万有引力。弹力弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面;绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。胡克定律F=kx,k称弹簧劲度系数。滑动摩擦力物体间发生相对滑动时,接触面间产生的阻碍相对滑动的力,其方向与接触面相切,与相对滑动的方向相反;其大小f=μN。N为接触面间的压力。μ为动摩擦因数,由两接触面的材料和粗糙程度决定。静摩擦力相互接触的物体间产生相对运动趋势时,沿接触面产生与相对运动趋势方向相反的静摩擦力。静摩擦力的大小随两物体相对运动的“趋势”强弱,在零和“最大静摩擦力”之间变化。“最大静摩擦力”的具体值,因两物体的接触面材料情况和压力等因素而异。物体的平衡概念:当物体受到几个力的作用时处于静止状态或匀速直线运动状态,就说这几个力平衡,这时的物体处于平衡状态,且合力为零。共点力:作用在一个物体上的几个力,作用于一点,或其延长线相交于一点。共点力作用下的物体的平衡条件:作用在一个物体上的几个力,合力为零,即F合=0,则物体是平衡的。“平衡力”与“相互作用力”的关系是:都是大小相等、方向相反,并且在同一条直线上,但“平衡力”的两个力的作用点在同一物体上,而“相互作用力”的两个力分别作用在两个物体上。PARTII运动力学直线运动直线运动曲线运动加速度方向与速度方向的关系在直线运动中,若速度增加,则加速度与速度的方向相同;若速度减小,则方向相反。运动的描述质点忽略物体的大小和形状,将其看作一个“具有质量”的物质点。能否看成质点与研究问题的性质有关。参考系运动是相对的。描述物体运动时,用于参考,观察其相对运动的物体。参考系可任选,以对研究问题简单、方便为准。坐标系描述物体运动时,在参考系上建立的适当的坐标系。时间、位移描述质点运动的物理量。位移是矢量,时间是标量。速度、加速度速度的变化量与变化时间段的比值,为加速度,矢量,m/s2。,矢量,m/s。运动的合成与分解已知分运动求合运动叫运动的合成,已知合运动求分运动叫运动的分解。运动的合成与分解遵守平行四边形定则匀速率圆周运动特点:合外力总指向圆心(又称向心力)。描述量:线速度V,角速度ω,向心加速度α,圆轨道半径r,圆运动周期T。规律:F=m=mω2r=m匀速直线运动v=S/t变速直线运动万有引力定律:;;;适用范围:两个质点间的引力,R为两个质点间的距离两个质量分布均匀的球体之间的引力,R为两球心间的距离一质量分布均匀的球体与球外一质点间的引力,R为球心到质点间的距离应用:天体运动问题分析人造地球卫星宇宙速度平抛物体的运动特点:初速度水平,只受重力。分析:水平匀速直线运动与竖直方向自由落体的合运动。规律:水平方向vx=v0,x=v0t竖直方向vy=gt,合速度与x正向夹角tgθ=匀变速直线运动弹力产生在直接接触并且发生了形变的物体之间。支持面上作用的弹力垂直于支持面;绳上作用的弹力沿着绳的收缩方向。速度规律vt=v0+at位移规律速度位移关系自由落体运动速度规律vt=gt位移规律速度位移关系非匀变速直线运动平均速度、瞬时速度机械振动机械振动简谐运动物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比,且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动,叫做简谐振动。也称为无阻尼振动或等幅振动。特征:振幅保持不变的自由振动。描述量:振幅A,周期T,频率f=1/T。x-t图像:正弦曲线或余弦曲线振动能:动能和势能之和,机械能守恒相关物理量的周期性变化:位移、回复力、即时速度、即时加速度,动能与势能等。受力特征:回复力F=-kx=-mω2x基本模型:①单摆(θ<10°):②弹簧振子:,;;衍射波传播过程中遇到孔和障碍物时,绕过孔和障碍物的现象叫波的衍射。发生明显衍射的条件是孔、障碍物的尺寸与波长可比拟。衍射是波特有的现象。干涉波的叠加:两列波重叠区域,任何一点的位移等于两列波引起的位移的矢量和。二列频率相同、振动方向相同的波相遇,使媒质中有的地方振动加强,有的地方振动减弱,且加强与减弱部分相间隔的现象叫波的干涉。干涉是波特有的现象。干涉区域内某点是振动最强点还是振动最弱点的充要条件:①最强:该点到两个波源的路程之差是波长的整数倍,即δ=nλ②最弱:该点到两个波源的路程之差是半波长的奇数倍,即δ=(2n+1)λ/2机械波振动在媒质中传播形成波;媒质各点都在各自平衡位置附近振动但不随波形一起迁移,波是能量传递的一种形式。描述量:波幅A,波长λ,波速V,周期T,频率f。描述公式:V=λ/T=λf;波速大小由传播振动的介质特性所决定;波的频率等于质点振动频率,大小由振源决定,与介质无关;波长由波源和介质决定波的图像:表述了某一时刻各个质点偏离平衡位置的状况。为正弦曲线或余弦曲线(与振动图像很相似,但是有本质区别)波的类型:横波和纵波。波的例子:声波(超声波、次声波、可听声波20-20000Hz)阻尼振动定义:振幅逐渐减小的自由振动叫阻尼振动。特征:振幅递减原因:振动能逐渐转化为其他形式的能。自由振动受迫振动受迫振动定义:物体在周期性外力(驱动力)作用下的振动叫受迫振动。特征:受迫振动稳定后的频率等于驱动力的频率;而当驱动力的频率接近振动物体的固有频率时,受迫振动振幅增大的现象叫共振。机械波波的特性:波的叠加原理:各列波彼此通过,互不干扰;介质质点位移等于各位移的矢量和波的特有现象:波的衍射绕过障碍物或孔继续传播的现象波的干涉两列波在相遇的区域内叠加形式的一种现象特殊现象:多普勒效应波的形成条件波源和介质波的形成原因介质质点之间有相互作用波的实质传递振动的形式、能量和信息,质点并不随着波动而迁移;后一质点的振动滞后于前一质点,且重复前一质点的振动;每个质点的的起振方向是相同的。多普勒效应波源与观察者之间有相对运动时,观察者感到频率发生变化的现象。波源与观察者相互靠近时,观察者接收到的频率增大PARTIII动力学运动和力运动和力牛顿第一定律一切物体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。惯性物体的这种性质叫做惯性。惯性是物体的固有属性,衡量惯性的大小的物理量是质量。弹性势能物体由于发生弹性形变而具有的能。重力势能EP=mghh为物体距零势能位置的高度。零势能位置可依具体问题解题方便而定,故重力势能的大小只有相对的意义。重力势能的变化表示了重力做功的多少。冲量力和力的作用时间的乘积叫做力的冲量单位牛·秒。冲量的方向,即力的方向。牛顿第三定律两个物体间相互作用力与反作用力,总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。(作用力与反作用力同时产生,同时消失,是同种性质的力,它们分别作用在不同的物体上,不存在“平衡’问题。)牛顿运动定律功和能功功是能量转换的量度,即:有功必有能量形式的转换.做了多少功就有多少能量发生了形式转换。W=FScosα(两个要素:①力②力方向上有位移)单位:焦(J)正功:表示动力功(即力与位移夹角小于900)。负功:表示阻力功(即力与位移夹角大于900。)冲量和动量动量物体的质量和速度的乘积叫做动量单位:千克·米/秒。动量的方向,即速度的方向。动能定理合外力所做的功等于物体动能的变化。W=EK2—EK1=定理适用于变力做功的过程动量定理物体所受合力的冲量等于物体的动量变化。表达式Ft=P末-P初(动量定理适用于变力作用的过程)牛顿第二定律物体加速度的大小跟它所受合外力的大小成正比,跟物体的质量成反比。加速度的方向与合外力方向相同。表达式F合=ma,其中F单位:牛(N);m单位:千克(kg);a单位:米/秒2(m/s2)。意义:力是改变物体运动状态的原因。功率平均功率P=W/t;单位:瓦(焦/秒)即时功率P=FVcosα,单位:瓦(焦/秒)动能物体由于运动所具有的能。动能是运动状态的函数,动能是标量势能由于物体之间相对位置和物体各部分间相对位置决定的能叫势能。机械能守恒定律(动能和势能统称机械能)机械能在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。同样,在只有弹力做功的情形下,物体的动能和弹性势能发生相互转化,机械能总量也保持不变。系统动量守恒定律系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变热学知识结构体系热学包括:研究宏观热现象的热力学、研究微观理论的统计物理学,分子动理论是热现象微观理论的基础物质是由大量分子组成的物质是由大量分子组成的①油膜法测分子的直径;②分子直径数量级10-10m,分子质量数量级10-26kg③阿伏伽德罗常数NA=6.02×1023mol-1。是联系微观世界和宏观世界的桥梁。它把物质的摩尔质量、摩尔体积这些宏观物理量和分子质量、分子体积这些微观物理量联系起来了。分子势能分子间由相互作用力和相对位置决定的能量。分子势能在微观上决定着分子间距。宏观上决定着物体的体积V扩散不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象。扩散现象说明了分子不停地做无规则运动及分子间有间隙。温度越高,扩散过程就越快,这说明温度越高,分子的无规则运动的速度就越大。改变物体内能的方式①做功:其他形式的能与内能转化;②热传递:物体间(或物体各部分之间)内能的转移。二者虽然是等效,但本质不同。分子间作用力分子间存在相互作用力,且引力和斥力同时存在,都随距离增大而减小。且斥力减小得快。分子间作用力的合力称之为分子力。热学的基本知识分子的动能:分子由于热运动而具有的能量;由温度T决定。温度的微观含义:分子平均动能大小的标志,反映分子热运动的激烈程度物体的内能组成物体的所有分子的动能和势能的总和;内能是宏观量,只对大量分子组成的物体有意义,对个别分子无意义。物体的内能由分子数量(物质的量)、温度(分子平均动能)、体积(分子间势能)决定,与物体的宏观机械运动状态无关.内能与机械能无必然联系温度是分子平均动能大小的标志,温度相同时任何物体的分子平均动能相等,但平均速率一般不等(分子质量不同).分子力做正功分子势能减少,分子力做负功分子势能增加。分子势能为零一共有两处,一处在无穷远处,另一处小于r0,分子力为零时分子势能最小,而不是零。理想气体分子间作用力为零,分子势能为零,只有分子动能。热力学第一定律一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所做的功的和。即外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔU,即ΔU=Q+W。其中,当外界对物体做功时W取正,物体克服外力做功时W取负;当物体从外界吸热时Q取正,物体向外界放热时Q取负;ΔU为正表示物体内能增加,ΔU为负表示物体内能减小。分子热运动分子永不停息地做无规则运动①扩散现象;②布朗运动能量守恒定律能量既不会凭空消失,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。热和功物体的内能分子动理论布朗运动悬浮在液体中的固体颗粒永不停息的无规则运动。注意:①形成条件:微粒足够小。②温度越高,运动越激烈。③观察到的是固体微粒(非液体和固体分子)的无规则运动,反映的是液体分子运动的无规则性。④实验中描绘的是某固体微粒每隔30s的位置连线,不是该微粒的运动轨迹。r=r0时,最小;r>r0时,r增大,则分子力做功,分子势能增加,r减小,分子力做正功,势能减小;r<r0时,r增大,则分子力做正功,势能减小,r减小,克服分子力做功,势能增加r0=10-10m;r=r0时,f引=f斥;r>r0时,f引>f斥;r<r0时,f引<f斥。热力学第二定律①克劳修斯表述: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(按热传导的方向性表述)。②开尔文表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化(按机械能和内能转化过程的方向性表述)。③第二类永动机(只从单一热源吸收热量,使之完全变为有用的功而不引起其他变化的热机。)是不可能制成的。热力学第二定律的微观解释:①熵增加原理:一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展,而熵值较大代表着较为无序,所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展。因此热力学第二定律也叫做熵增加原理。②热力学第二定律的微观意义:一切自然过程总是沿着分子热运动无序性增大的方向进行。热力学第三定律:两种温度间的关系可以表示为:T=t+273.15K和ΔT=Δt,要注意两种单位制下每一度的间隔是相同的。0K是低温的极限,它表示所有分子都停止了热运动。可以无限接近,但永远不能达到。不可能通过有限的过程把一个物体冷却到绝对零度。热力学第三定律不阻止人们想办法尽可能地接近绝对零度。物质是由大量物质是由大量分子组成的分子永不停息地做无规则运动分子间存在相互作用力压强用分子动理论解释气体压强的产生(气体压强的微观意义)。气体的压强是大量分子频繁碰撞器壁产生的。压强的大小跟两个因素有关:气体分子的平均动能,②分子的密集程度体积:气体的性质物质的量:温度反映物体冷热程度的物理量(是一个宏观统计概念),是物体分子平均动能大小的标志。任何同温度的物体,其分子平均动能相同。热力学温度(T)与摄氏温度(t)的关系T=t+273.15(K)说明:①两种温度数值不同,但改变1K和1℃的温度差相同②0K是低温的极限,只能无限接近,但不可能达到。③这两种温度每一单位大小相同,只是计算的起点不同。摄氏温度把1大气压下冰水混合物的温度规定为0℃,热力学温度把1大气压下冰水混合物的温度规定为273K(即把-273℃规定为0K),所以T=t+273概念理想气体是一种理想化模型,其分子间距很大,不存在分子势能,分子间没有相互吸引和排斥,分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的,不造成动能损失。这种气体称为理想气体。理想气体状态方程即克拉贝龙方程气体的体积、压强、温度间的关系:,等温变化图线等容变化图线等压变化图线①等温变化图线为双曲线的一支,等容(压)变化图线均为过原点的直线(之所以原点附近为虚线,表示温度太低了,规律不再满足);②图中双线表示同一气体不同状态下的图线,虚线表示判断状态关系的两种方法;③对等容(压)变化,如果横轴物理量是摄氏温度t,则交点坐标为-273.15饱和汽和饱和汽压在密闭容器中的液面上同时进行着两种相反的过程:一方面分子从液面飞出来;另一方面由于液面上的汽分子不停地做无规则的热运动,有的汽分子撞到液面上又会回到液体中去。随着液体的不断蒸发,液面上汽的密度不断增大,回到液体中的分子数也逐渐增多。最后,当汽的密度增大到一定程度时,就会达到这样的状态:在单位时间内回到液体中的分子数等于从液面飞出去的分子数,这时汽的密度不再增大,液体也不再减少,液体和汽之间达到了动态平衡状态。把跟液体处于动态平衡的汽叫做饱和汽,把未达到饱和的汽叫未饱和汽。一定温度下,饱和汽的压强一定,叫做饱和汽压。未饱和汽的压强小于饱和汽压。饱和汽压只是指空气中这种液体蒸汽的分气压,与其他气体的压强无关。饱和汽压与温度和物质种类有关。在同一温度下,不同液体的饱和气压一般不同,挥发性大的液体饱和气压大;同一种液体的饱和气压随温度的升高而迅速增大。[对于某种液体而言单位时间、单位面积(液面)飞出的液体分子数只与温度有关]将不饱和汽变为饱和汽的方法:①降低温度②减小液
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