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文檔簡介

1、 2011年物理會考必備知識點(diǎn) 必考部分一、靜力學(xué)1.直接接觸的物體間不一定存在彈力,有彈力不一定有摩擦力,摩擦力的方向不一定與速度共線,摩擦力不一定做負(fù)功。合力不一定大于分力。2.物體處于平衡時,加速度一定為零,合外力一定為零,速度不一定為零,物體瞬時速度為零不一定是平衡狀態(tài),物體在振動的平衡位置不一定是平衡狀態(tài))(1)幾個力平衡,則任意一個力與其他所有力的合力等值反向。 三個共點(diǎn)力平衡時,任意兩個力的合力與第三個力大小相等,方向相反。(2)應(yīng)用正交分解法處理平衡問題時有:,3兩個力的合力: 方向與大力相同。 4兩個分力F1和F2的合力為F,若已知合力(或一個分力)的大小和方向,又知另一個分

2、力(或合力)的方向,則第三個力與已知方向不知大小的那個力垂直時有最小值。FF1F2的最小值mgF1F2的最小值FF1已知方向F2的最小值5= tan時,物體沿傾角為的斜面勻速下滑,與物體質(zhì)量無關(guān),當(dāng)對物體加一個豎直方向的力,物體仍保持勻速下滑。(注意:4自由落體: vt=gt v2=2gh 機(jī)械能守恒5豎直上拋運(yùn)動: 上升過程是勻減速直線運(yùn)動,下落過程是勻加速直線運(yùn)動。全過程是初速度為VO、加速度為g的勻減速直線運(yùn)動。(1)上升最大高度: H = (2) 上升的時間: t= (3)上升、下落經(jīng)過同一位置時的加速度相同,而速度等值反向 (4)上升、下落經(jīng)過同一段位移的時間相等。(5)從拋出到落回

3、原位置的時間:t = (6)適用全過程的公式: S = Vo t 一g t2 Vt = Vo一g t Vt2 一Vo2 = 一2 gS ( S、Vt的正、負(fù)號的理解)(7)機(jī)械能守恒(8)考慮阻力時:a上 a下 v上 v下 t上 ,桿對小球為拉力 v 0EkEp vT8)雙星引力是雙方的向心力,兩星角速度相同,星與旋轉(zhuǎn)中心的距離跟星的質(zhì)量成反比。9)繞同一圓心做勻速圓周運(yùn)動的兩個物體:如初始最近(或最遠(yuǎn)),則t滿足:(或1t-2t=2)時,兩個物體再次最近(或最遠(yuǎn));滿足:(或1t-2t=)時,兩個物體第一次最遠(yuǎn)(或最近);其中T1T2。12五、機(jī)械能1判斷某力是否作功,做正功還是負(fù)功 F與S

4、的夾角(恒力) F與V的夾角(曲線運(yùn)動的情況) 能量變化(兩個相聯(lián)系的物體作曲線運(yùn)動的情況)2求功的六種方法(1) W = F S cosa (適用于恒力) (2) W = P t (力的功率一定時) (3) 根據(jù)動能定理 W = EK (適用于變力,恒力) (4)大小不變的力,方向始終與速度共線時,功的大小等于力與路程的乘積(5)流體等壓過程做功: W = P V (P流體的壓強(qiáng);V流體的體積變化)(6)對于線性力(如彈簧彈力):W=S=3恒力做功的大小與接觸面路面粗糙程度無關(guān),與物體的運(yùn)動性質(zhì)無關(guān)。與運(yùn)動路徑無關(guān)。4摩擦生熱:Q = fS相對 。Q常不等于功的大?。üδ荜P(guān)系)5功與能關(guān)系:

5、 做功的過程是物體能量的轉(zhuǎn)化過程,做了多少功,就有多少能量發(fā)生了變化,功是能量轉(zhuǎn)化的量度(1)動能定理合外力對物體做的總功等于物體動能的增量即(2)與勢能相關(guān)力做功導(dǎo)致與之相關(guān)的勢能變化重力重力做正功,重力勢能減少;重力做負(fù)功,重力勢能增加重力對物體所做的功等于物體重力勢能增量的負(fù)值即WG=EP1EP2= EP彈簧彈力彈力做正功,彈性勢能減少;彈力做負(fù)功,彈性勢能增加彈力對物體所做的功等于物體彈性勢能增量的負(fù)值即W彈力=EP1EP2= EP分子力分子力對分子所做的功=分子勢能增量的負(fù)值電場力電場力做正功,電勢能減少;電場力做負(fù)功,電勢能增加。注意:電荷的正負(fù)及移動方向。電場力對電荷所做的功=電

6、荷電勢能增量的負(fù)值(3)機(jī)械能變化原因除重力(彈簧彈力)以外的的其它力對物體所做的功=物體機(jī)械能的增量即WF=E2E1=E當(dāng)除重力(或彈簧彈力)以外的力對物體所做的功為零時,即機(jī)械能守恒(4)機(jī)械能守恒定律在只有重力和彈簧的彈力做功的物體系內(nèi),動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變即 EK2+EP2 = EK1+EP1, 或 EK = EP(5)靜摩擦力做功的特點(diǎn)(1)靜摩擦力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功;(2)在靜摩擦力做功的過程中,只有機(jī)械能的互相轉(zhuǎn)移,而沒有機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化,靜摩擦力只起著傳遞機(jī)械能的作用;(3)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對靜摩擦力對系統(tǒng)所做功的和總

7、是等于零(6)滑動摩擦力做功特點(diǎn)“摩擦所產(chǎn)生的熱”(1)滑動摩擦力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功;=滑動摩擦力跟物體間相對路程的乘積,即一對滑動摩擦力所做的功(2)相互摩擦的系統(tǒng)內(nèi),一對滑動摩擦力對系統(tǒng)所做功的和總表現(xiàn)為負(fù)功,其大小為:W= fS相對=Q 對系統(tǒng)做功的過程中,系統(tǒng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,(S相對為相互摩擦的物體間的相對位移;若相對運(yùn)動有往復(fù)性,則S相對為相對運(yùn)動的路程)(7)一對作用力與反作用力做功的特點(diǎn)(1)作用力做正功時,反作用力可以做正功,也可以做負(fù)功,還可以不做功;作用力做負(fù)功、不做功時,反作用力亦同樣如此(2)一對作用力與反作用力對系統(tǒng)所做功的總和可以是正

8、功,也可以是負(fù)功,還可以零(8)安培力做功電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,克服安培力做功等于電路中產(chǎn)生的焦耳熱。6. 發(fā)動機(jī)功率問題 發(fā)動機(jī)功率 P=Fv=fvm (F為牽引力,不是合力) 牽引力作功 W=Pt (功率一定) W=Fs (F一定) 對于機(jī)車 WFWf =EK2EK1某一時刻加速度:P/vP/vm =ma功率一定時,機(jī)車做加速度越來越小的變加速運(yùn)動,最后勻速運(yùn)動。Vm=P/f勻加速啟動時,機(jī)車先做勻加速直線運(yùn)動,當(dāng)速度v=Pm/F 時,改做加速度越來越小的變加速直線運(yùn)動,最后勻速運(yùn)動。維持勻加速運(yùn)動的時間 t=v/a 。具體變化過程可用如下示意圖表示關(guān)鍵是發(fā)動機(jī)的功率是否達(dá)到額定功率,恒定功率啟

9、動速度VF=a=當(dāng)a=0即F=f時,v達(dá)到最大vm保持vm勻速變加速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動恒定加速度啟動a定=即F一定P=F定v即P隨v的增大而增大當(dāng)a=0時,v達(dá)到最大vm,此后勻速當(dāng)P=P額時a定=0,v還要增大F=a=勻加速直線運(yùn)動變加速(a)運(yùn)動勻速運(yùn)動 (1)若額定功率下起動,則一定是變加速運(yùn)動,因為牽引力隨速度的增大而減小求解時不能用勻變速運(yùn)動的規(guī)律來解.(2)特別注意勻加速起動時,牽引力恒定當(dāng)功率隨速度增至預(yù)定功率時的速度(勻加速結(jié)束時的速度),并不是車行的最大速度此后,車仍要在額定功率下做加速度減小的加速運(yùn)動(這階段類同于額定功率起動)直至a=0時速度達(dá)到最大六、靜電場:1.庫侖

10、定律: 條件:真空中、點(diǎn)電荷;三個自由點(diǎn)電荷的平衡問題:“三點(diǎn)共線,兩同夾異,兩大夾小”2.電場強(qiáng)度: (定義式)(真空點(diǎn)電荷) (勻強(qiáng)電場E、d共線),方向與正電荷所受的電場力相同,與負(fù)電荷所受的電場力方向相反。3.常見電場的電場線分布熟記,特別是孤立正、負(fù)電荷,等量同種、異種電荷連線上及中垂線上的場強(qiáng)分布,電場線的特點(diǎn)及作用.Q+QabcEEb=0;EaEb;EcEd;方向如圖示;abc比較b點(diǎn)電勢最低,由b到,場強(qiáng)先增大,后減小,電勢減小。 4QQabcEEb=0,a,c兩點(diǎn)場強(qiáng)方向如圖所示cbaEaEb;EcEd;EbEd 中垂線各點(diǎn)電勢相等dQQ4.電場線越密的地方場強(qiáng)越大,從一條等

11、勢線描述的電場中,彎內(nèi)的場強(qiáng)大于彎外的場強(qiáng),一條電場線不能判斷場強(qiáng)的大??;沿著電場線電勢逐漸降低,電場強(qiáng)度的方向是電勢降低最快的方向;電場線與等勢面垂直,等勢面越密的地方,場強(qiáng)越大。5.電勢能比較:正電荷在電勢高的地方電勢能大,負(fù)電荷在電勢低的地方電勢能大。電場力做正功電勢能減少,電場力做負(fù)功,電勢能增加。6.兩點(diǎn)間的電勢差:U、UAB:(有無下標(biāo)的區(qū)別)UBA 與零勢點(diǎn)選取無關(guān)) 電場力功W=qU=qEd=F電SE (與路徑無關(guān)) 等于電勢能減少量6勻強(qiáng)電場中,同一方向相等距離電勢差相等,任意兩點(diǎn)連線中點(diǎn)的電勢等于這兩點(diǎn)電勢的平均值。7.影響平行板電容器因素的演示實(shí)驗(1)極板電量幾乎不變(

12、2)靜電計測量電容器兩極板電壓,指針偏角越大,電壓越大(3)根據(jù)C=討論電容變化8.電容器的兩種情況分析 (1)始終與電源相連U不變;當(dāng)d增C減Q=CU減E=U/d減 僅變s時,E不變。充電后斷電源q不變;當(dāng)d增c減u=q/c增E=u/d=不變,僅變d時,E不變; (2)電容器充電電流,流入正極,流出負(fù)極;電容器放電電流,流入負(fù)極,流出正極9.帶電粒子在電場中的運(yùn)動 加速 偏轉(zhuǎn)(類平拋)平行E方向:L=vot豎直: tan=(為速度方向與水平方向夾角)結(jié)論:(1)穿出時刻的末速度的反向延長線與初速度延長線交點(diǎn)恰好在水平位移的中點(diǎn)。(2)不論帶電粒子的m、q如何,在同一電場中由靜止加速后,再進(jìn)入

13、同一偏轉(zhuǎn)電場,它們飛出時的側(cè)移和偏轉(zhuǎn)角是相同的(即它們的運(yùn)動軌跡相同)(3)穿越電場過程的動能增量:EK=Eqy (注意,一般來說qEy不等于qU偏轉(zhuǎn))10.帶電粒子在電場中軌跡問題分析(1)從軌跡入手-分析電場力方向-分析電場力做功正負(fù)-分析粒子能量變化(2)根據(jù)粒子電性及電場力方向-判斷電場方向-判斷電勢高低(3)根據(jù)電場線疏密-確定場強(qiáng)大小確定電場力大小確定粒子加速度大小11.帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動: 直線運(yùn)動:不同時刻進(jìn)入,可能一直不改方向的運(yùn)動;可能時而向左時而向右運(yùn)動;可能往返運(yùn)動(可用圖像處理) 垂直進(jìn)入:若在電場中飛行時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電場的變化周期,則近似認(rèn)為在恒定電場中運(yùn)動(

14、處理為類平拋運(yùn)動);若不滿足以上條件,則沿電場方向的運(yùn)動處理同七、恒定電流1.電流的微觀定義式:I=nqsv2串聯(lián)電路規(guī)律: ,;,并聯(lián)電路: ;3.電阻規(guī)律(1)總電阻小于任一分電阻;總電阻大于任一分電阻;(2)和為定值的兩個電阻,阻值相等時并聯(lián)值最大。(3)估算原則:串聯(lián)時,大為主;并聯(lián)時,小為主。(4)無論串聯(lián)還是并聯(lián),總電阻隨分電阻增大而增大,減小而減?。?)串并式電路:兩支路阻值差越大,R總越小 并串式電路:R總隨串聯(lián)部分增大而增大(6).同一伏特表分別測兩個串聯(lián)電阻電壓規(guī)律 :R1/R2=U1/U2 與Rv無關(guān),且U1+U2U(7)純金屬的電阻率小,合金的電阻率大,半導(dǎo)體熱敏電阻隨

15、溫度的升高而減小,光敏電阻隨光強(qiáng)度的增加而減小,金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大。超導(dǎo)體電阻為零。理想二極管電流由正極流向負(fù)極時,處于導(dǎo)通狀態(tài),電阻為零,反之,處于截止?fàn)顟B(tài),電阻無窮大。4.路端電壓跟負(fù)載的關(guān)系當(dāng)外電阻增大時,電流減小,路端電壓增大;當(dāng)外電阻減小時,電流增大,路端電壓減小。UUr0IOEU內(nèi)I1rUI1R定性分析:RI(EQ F(E,Rr)IrU(EIr)RI(EQ F(E,Rr)IrU(EIr)特例:00外電路斷路:RIIrUE。0外電路短路:RI(EQ F(E,r)Ir(E)U0。圖象描述:路端電壓U與電流I的關(guān)系圖象是一條向下傾斜的直線。UI圖象如圖所示。直線與縱軸的交

16、點(diǎn)表示電源的電動勢E,直線的斜率的絕對值表示電源的內(nèi)阻。5.電路中的功率(1)閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化qEqU外qU內(nèi)在某段時間內(nèi),電源提供的電能等于內(nèi)、外電路消耗的電能的總和。電源的電動勢在數(shù)值上等于在電源內(nèi)部移送1C電量時,電源提供的電能。(2)閉合電路中的功率:EIU外IU內(nèi)I EII2RI2r說明電源提供的電能只有一部分消耗在外電路上,轉(zhuǎn)化為其他形式的能,另一部分消耗在內(nèi)阻上,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。1)電源提供的電功率:又稱之為電源的總功率。PEIEQ F(E2,Rr)RP,R時,P0。 RP,R0時,PmEQ F(E2,r)。2)外電路消耗的電功率:又稱之為電源的輸出功率。PU外I定性分析:IEQ

17、 F(E,Rr) U外EIrEQ F(RE,Rr)從這兩個式子可知,R很大或R很小時,電源的輸出功率均不是最大。PROUIOEQ F(E2,4r)R1 r R2RrEE/rE/2rE/2定量分析:P外U外IEQ F(RE2,(Rr)2)EQ F(E2,EQ F(Rr)2,R)4r)(當(dāng)Rr時,電源的輸出功率為最大,P外maxEQ F(E2,4r)圖象表述:從PR圖象中可知,當(dāng)電源的輸出功率小于最大輸出功率時,對應(yīng)有兩個外電阻R1、R2時電源的輸出功率相等??梢宰C明,R1、R2和r必須滿足:rEQ R(R1R2)。3) 內(nèi)電路消耗的電功率:是指電源內(nèi)電阻發(fā)熱的功率。P內(nèi)U內(nèi)IEQ F(rE2,(

18、Rr)2) RP內(nèi),RP內(nèi)。(3)電動機(jī)的輸入功率,發(fā)熱功率,輸出機(jī)械功率機(jī)(4)電源的效率:電源的輸出功率與總功率的比值。EQ F(P外,P)EQ F(R,Rr)當(dāng)外電阻R越大時,電源的效率越高。當(dāng)電源的輸出功率最大時,50%6含電容器的電路中,電容器是斷路,其電壓值等于與它并聯(lián)的電阻上的電壓,穩(wěn)定時,與它串聯(lián)的電阻是虛設(shè)。電路發(fā)生變化時,有充放電電流。7 .動態(tài)電路規(guī)律(r0) 分、總電阻同向變, R、U同步R、I異 并同串反八、電學(xué)實(shí)驗1考慮電表內(nèi)阻影響時,電壓表是可讀出電壓值的電阻;電流表是可讀出電流值的電阻。2電表選用測量值不許超過量程;測量值越接近滿偏值(表針的偏轉(zhuǎn)角度盡量大)誤差

19、越小,一般大于1/3滿偏值的。3電表的改裝:(1)電流表并聯(lián)一個電阻改裝成量程擴(kuò)大n倍的電流表。R并=;電流表串聯(lián)一個電阻改裝成量程擴(kuò)大n倍的電壓表,R串=(n-1)。(2)相同電流計改裝后的電壓表:;并聯(lián)測同一電壓,讀數(shù)相同,量程大的指針擺角小。電流表:;串聯(lián)測同一電流,讀數(shù)相同,量程大的指針擺角小。(3)電壓測量值偏大,給電壓表串聯(lián)一比電壓表內(nèi)阻小得多的電阻; 電流測量值偏大,給電流表并聯(lián)一比電流表內(nèi)阻大得多的電阻;4分壓電路:一般選擇電阻較小而額定電流較大的電阻,三種情況滑動變阻器必須分壓接法:1)若采用限流電路,電路中的最小電流仍超過用電器的額定電流時;2)當(dāng)用電器電阻遠(yuǎn)大于滑動變阻器

20、的全值電阻,且實(shí)驗要求的電壓變化范圍大(或要求多組實(shí)驗數(shù)據(jù))時;3)電壓,電流要求從“零”開始可連續(xù)變化時,分流電路:變阻器的阻值應(yīng)與電路中其它電阻的阻值比較接近;分壓和限流都可以用時,限流優(yōu)先,能耗小。5變阻器:并聯(lián)時,小阻值的用來粗調(diào),大阻值的用來細(xì)調(diào); 串聯(lián)時,大阻值的用來粗調(diào),小阻值的用來細(xì)調(diào)。6電阻的測量常用方法: 伏安法 替代法 半偏法 比較法(1)伏安法:RX遠(yuǎn)大于RA時,采用內(nèi)接法,誤差來源于電流表分壓,測量值偏大;(測大測大) RX遠(yuǎn)小于RV時,采用外接法,誤差來源于電壓表分流,測量值偏小.(測小測?。?時, 采用內(nèi)接法;I燈,則燈閃亮一下再熄滅,否則燈慢慢熄滅。十一、交流電

21、l. 兩個特殊位置特點(diǎn)當(dāng)線圈平面與B平行時(SB) 磁通量 =0 磁通量變化率 /t 最大,電動勢e最大,電流i最大,電流方向不變當(dāng)線圈平面與B垂直(中性面)時,(SB)磁通量 =BS最大 磁通量變化率 /t 最小,電動勢e最小,電流i最小,電流方向變化,一個周期內(nèi),電流方向變化兩次。與e為互余關(guān)系,此消彼長2.瞬時表達(dá)式(從中性面開始計時,注意:計時位置不同,表達(dá)式不同)(a)電動勢瞬時值:,其中,最大值=Nm(與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān),=2n 其中n為轉(zhuǎn)速 單位 r/s 數(shù)值上等于頻率, 注意角速度與轉(zhuǎn)速的區(qū)別)(b)電流瞬時值:,其中,最大值 (條件,純電阻電路)(c)電壓瞬時值:,其中,最大值

22、,是該段電路的電阻。3.我國用的交變電流,周期是0.02s,頻率是50Hz,電流方向每秒改變100次。表達(dá)式:e=220sin100t=311sin100t=311sin314t(V)4.有效值和平均值(1)交流電表的讀數(shù)、電氣銘牌上所標(biāo)的電壓或電流值、沒有特殊說明時所指的電壓或電流值通常均為有效值(2)有效值和最大值的關(guān)系:E= (只適用于正弦交流電)(3)求解交流電電功、電功率、電熱、熱功率等量用有效值(4)交流電的平均值:(計算電量時電流用平均值) 電量 q= t=N (與時間無關(guān))(5)交流電的有效值:一個周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量5.理想變壓器:(1)基本關(guān)系式功率關(guān)系:P入=P出 (P入隨

23、P出的增大而增大,減小而減小,副線圈負(fù)載越大,功率越大)(注意:U1、U2為線圈兩端電壓,對多個副線圈也適用,副線圈電壓隨原線圈電壓變化,與負(fù)載無關(guān))(條件,原、副線圈各一個) I1U1=I2U2+I3U3 或 I1n1=I2n2+I3n3(兩個副線圈時)變壓器原線圈:相當(dāng)于電動機(jī);副線圈相當(dāng)于發(fā)電機(jī)。(2) 理想變壓器原、副線圈相同的量: 6. 處理遠(yuǎn)距離輸電問題時,輸送電壓不是輸電線上降落的電壓。輸電計算的基本模式:發(fā)電機(jī)P輸U(kuò)輸U(kuò)用U線選修部分第一章 動量守恒定律一、沖量1、沖量:I=Ft。公式適用于恒力。2、矢量。方向不變的力的沖量方向與力的方向相同。方向變化力的沖量方向可根據(jù)動量變化

24、量的方向確定,如勻速圓周運(yùn)動向心力的沖量方向。3、沖量的單位:牛頓秒(NS)。4、物體受到變力作用時,可引入平均作用力的沖量。 要點(diǎn):1、沖量是力的時間積累量,沖量的大小和方向只與動量的增量直接發(fā)生聯(lián)系,而與物體動量沒有什么直接必然聯(lián)系。2、沖量是矢量,因而可用平行四邊形法則進(jìn)行合成和分解。合力的沖量總等于分力沖量的矢量和。二、動量1.動量:。2.矢量,它的方向與物體的速度方向相同。3.單位:(kgm/s)。 要點(diǎn):1、當(dāng)物體在一條直線上運(yùn)動時,其動量的方向可用正負(fù)號表示。2、動能與動量都是描述物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量,但意義不同。動能是標(biāo)量,動量是矢量。物體動能增量與力的空間積累量功相聯(lián)系,而物

25、體動量的增量則與力的時間積累量沖量相聯(lián)系。三、動量定理動量定理:物體所受的合外力的沖量等于物體動量的增量。用公式表示為: 要點(diǎn):1、同向性。即合力沖量I的方向與物體動量變化量方向相同一個物體。不加聲明,應(yīng)用動量定理時,總是以地面為參照系,即P1,P2,都是相對地面而言的。2、矢量性。在應(yīng)用動量定理解題時,要特別注意各矢量的方向,若各矢量方向在一條直線上,可選定一個正方向,用正負(fù)號表示各矢量的方向,就把矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算。3、變通性??衫肐求,如求勻變速曲線運(yùn)動問題;或利用求I,如求變力沖量問題四、動量守恒定律1.表達(dá)式: (1)PP(系統(tǒng)相互作用前的總動量P等于相互作用后的總動量P)(2

26、)P0 (系統(tǒng)總動量變化為0)(3)PP (兩物體動量變化大小相等、方向相反)(4)如果相互作用的系統(tǒng)由兩個物體構(gòu)成,動量守恒的具體表達(dá)式為:P1P2P1P2 (系統(tǒng)相互作用前的總動量等于相互作用后的總動量),即m1V1m2V2m1V1m2V2;2.適用條件:F外=0 (內(nèi)力是否為零不影響動量守恒)。 1)系統(tǒng)不受外力或受到的合外力為零。2)系統(tǒng)所受的外力比相互作用的力(內(nèi)力)小得多,如碰撞、爆炸、反沖等。由于相互作用的時間極短,相互作用力很大,即使系統(tǒng)還受有摩擦,空氣阻力等外力作用,也滿足此條件;3)系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某方向上的合外力為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動量的分量保持不變

27、。注意:動量守恒和機(jī)械能守恒都以系統(tǒng)為研究對象,但守恒條件不同。機(jī)械能守恒的條件是:對某一物體,只有重力或彈簧的彈力做功,其它力不做功或其它力做功的代數(shù)和為零。3. 注意矢量性:對一維情況,先選定某一方向為正方向,速度方向與正方向相同的速度取正,反之取負(fù),把矢量運(yùn)算簡化為代數(shù)運(yùn)算。相對性:所有速度必須是相對同一慣性參照系。同時性:表達(dá)式中v1和v2必須是相互作用前同一時刻的瞬時速度,v1和v2必須是相互作用后同一時刻的瞬時速度。五、碰撞與反沖運(yùn)動1.碰撞(1)彈性碰撞:碰撞過程中物體無機(jī)械能損失,只發(fā)生機(jī)械能傳遞而不發(fā)生能量轉(zhuǎn)化。同時遵守動量守恒定律和機(jī)械能守恒定律。 “一動一靜”問題碰撞中機(jī)

28、械能守恒,但動能不守恒,當(dāng)兩個物體共速時,系統(tǒng)機(jī)械能最大。兩個物體最近。設(shè)兩物體質(zhì)量分別為m1、m2,碰撞前速度分別為1,碰撞后速度分別為u1、u2,即有 : m11=m1u1+m1u2 m112=m1u12+m1u22碰后的速度u1和u2表示為: u1=1u2=1推論一:彈性碰撞前、后,碰撞雙方的相對速度大小相等,即: u2u1=12推論二:當(dāng)m1=m2時,代入上式得:速度互換。m1m2時,反彈。(2)非彈性碰撞:碰撞過程有機(jī)械能損失,發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化。遵守動量守恒定律和功能原理。特殊情況:完全非彈性碰撞(碰撞后兩物體有共同速度)一動一靜的完全非彈性碰撞(子彈打擊木塊模型)mv0+0=(m+M

29、) =+E損 E損=一=E損 可用于克服相對運(yùn)動時的摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能E損=fd相=mgd相=一 完全非彈性碰撞過程中機(jī)械能損失最大。判斷碰撞發(fā)生的可能性原則:碰撞過程中除受到動量守恒以及能量不會增加等因素的制約外,還受到運(yùn)動的合理性要求的制約,比如,某物體向右運(yùn)動,被后面物體追及而發(fā)生碰撞,被碰物體運(yùn)動速度只會增大而不應(yīng)該減小并且肯定大于或者等于(不小于)碰撞物體的碰后速度。第二章 波粒二象性一、黑體輻射與量子論的建立熱輻射現(xiàn)象任何物體在任何溫度下都要發(fā)射各種波長的電磁波,并且其輻射能量的大小及輻射能量按波長的分布都與溫度有關(guān)。這種由于物質(zhì)中的分子、原子受到熱激發(fā)而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為熱輻

30、射。物體在任何溫度下都會輻射能量。(2)黑體物體具有向四周輻射能量的本領(lǐng),又有吸收外界輻射來的能量的本領(lǐng)。黑體是指在任何溫度下,全部吸收任何波長的輻射的物體。(3)實(shí)驗規(guī)律:a隨著溫度的升高,黑體的輻射強(qiáng)度都有增加;b隨著溫度的升高,輻射強(qiáng)度的極大值向波長較短方向移動。2.普朗克建立量子論量子論的主要內(nèi)容:普朗克認(rèn)為物質(zhì)的輻射能量并不是無限可分的,其最小的、不可分的能量單元即“能量子”或稱“量子”,也就是說組成能量的單元是量子。 二、光電效應(yīng)定義:在光的照射下物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)。(右圖裝置中,用弧光燈照射鋅版,有電子從鋅版表面飛出,使原來不帶電的驗電器帶正電。)光效應(yīng)中發(fā)射出來的電子

31、叫光電子。(1)光電效應(yīng)的規(guī)律。各種金屬都存在極限頻率0,只有0才能發(fā)生光電效應(yīng);光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān),只隨入光的頻率增大而增大;當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時,光電流的強(qiáng)度與入光的強(qiáng)度成正比;瞬時性(光電子的產(chǎn)生不超過10-9s)。(2)愛因斯坦光電效應(yīng)方程: E=h eUc= W0 =h0(Ek是光電子的最大初動能;W是逸出功,即從金屬表面直接飛出的光電子克服正電荷引力所做的功。Uc為遏止電壓,0為截止頻率)3.康普頓效應(yīng):光子與微粒碰撞,波長變長。康普頓效應(yīng)說明光具有粒子性。三、光的波粒二象性1光的波粒二象性人們無法用其中一種觀點(diǎn)把光的所有現(xiàn)象解釋清楚,只能認(rèn)為光具有波粒二

32、象性,但不能把它看成宏觀經(jīng)典的波和粒子。減小窄縫的寬度,減弱光的強(qiáng)度,使光子一個一個的通過,到達(dá)接收屏的底片上。若暴光時間短,底片上是不規(guī)則的亮點(diǎn),若暴光時間長,底片上是條紋干涉、衍射和偏振以無可辯駁的事實(shí)表明光是一種波;光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)又用無可辯駁的事實(shí)表明光是一種粒子;因此現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為:光具有波粒二象性。2正確理解波粒二象性個別光子的作用效果往往表現(xiàn)為粒子性;大量光子的作用效果往往表現(xiàn)為波動性。高的光子容易表現(xiàn)出粒子性;低的光子容易表現(xiàn)出波動性。光在傳播過程中往往表現(xiàn)出波動性;在與物質(zhì)發(fā)生作用時往往表現(xiàn)為粒子性。由光子的能量E=h,光子的動量表示式也可以看出,光的波動性和粒子性并不矛

33、盾。四、德布羅意波由光的波粒二象性的思想推廣到微觀粒子和任何運(yùn)動著的物體上去,得出物質(zhì)波(德布羅意波)的概念:任何一個運(yùn)動著的物體都有一種波與它對應(yīng),該波的波長=。德布羅意波是概率波。光波也是概率波第三章 原子結(jié)構(gòu)一、原子結(jié)構(gòu)的幾種模型1湯姆生模型(棗糕模型)1897年發(fā)現(xiàn)電子,認(rèn)識到原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。2盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型(行星式模型)粒子散射實(shí)驗是用粒子轟擊金箔,結(jié)果絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn),但是有少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)。這說明原子的正電荷和質(zhì)量一定集中在一個很小的核上。盧瑟福由粒子散射實(shí)驗提出模型:在原子的中心有一個很小的核,叫原子核,原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量

34、都集中在原子核里,帶負(fù)電的電子在核外空間運(yùn)動。由粒子散射實(shí)驗的實(shí)驗數(shù)據(jù)還可以估算出原子核大小的數(shù)量級是10-15m。核式結(jié)構(gòu)與經(jīng)典的電磁理論發(fā)生矛盾原子是否穩(wěn)定,其發(fā)出的光譜是否連續(xù)3玻爾模型(引入量子理論)(1)玻爾的三條假設(shè)(量子化)軌道量子化:原子只能處于不連續(xù)的可能軌道中,即原子的可能軌道是不連續(xù)的;能量量子化:一個軌道對應(yīng)一個能級,軌道不連續(xù),所以能量值也是不連續(xù)的,這些不連續(xù)的能量值叫做能級。在這些能量狀態(tài)是穩(wěn)定的,并不向外界輻射能量,叫定態(tài);原子可以從一個能級躍遷到另一個能級。原子由高能級向低能級躍遷時,放出光子,在吸收一個光子或通過其他途徑獲得能量時,則由低能級向高能級躍遷。原

35、子在兩個能級間躍遷時輻射或吸收光子的能量(量子化就是不連續(xù)性,n叫量子數(shù)。);(2)從高能級向低能級躍遷時放出光子;從低能級向高能級躍遷時可能是吸收光子,也可能是由于碰撞(用加熱的方法,使分子熱運(yùn)動加劇,分子間的相互碰撞可以傳遞能量)。原子從低能級向高能級躍遷時吸收的能量一定等于能級差。而從某一能級到被電離可以吸收大于或等于電離能的任何能量。如在基態(tài),可以吸收E 13.6eV的任何光子,所吸收的能量除用于電離外,都轉(zhuǎn)化為電離出去的電子的動能)。(3)玻爾理論的局限性。由于引進(jìn)了量子理論(軌道量子化和能量量子化),玻爾理論成功地解釋了氫光譜的規(guī)律。在解釋其他原子的光譜上都遇到很大的困難。(4)玻

36、爾的氫子模型:氫原子的能級圖n E/eV 01 -13.62 -3.43 -1.514 -0.853E1E2E3氫原子中電子在第幾條可能軌道上運(yùn)動時,氫原子的能量En,和電子軌道半徑rn分別為:其中E1、r1為離核最近的第一條軌道(即n=1)的氫原子能量和軌道半徑。氫原子的能級圖:氫原子的各個定態(tài)的能量值,叫氫原子的能級。按能量的大小用圖開像的表示出來即能級圖。其中n=1的定態(tài)稱為基態(tài)。n=2以上的定態(tài),稱為激發(fā)態(tài)。大量氫原子由量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)向低能級躍遷,發(fā)光的率有C2n種二、光譜觀察光譜的儀器,分光鏡 光譜的分類,產(chǎn)生和特征產(chǎn)生特征發(fā)射光譜連續(xù)光譜由熾熱的固體、液體和高壓氣體發(fā)光產(chǎn)生的由

37、連續(xù)分布的,一切波長的光組成明線光譜氫原子光譜由稀薄氣體發(fā)光產(chǎn)生的由不連續(xù)的一些亮線組成吸收光譜如太陽光譜高溫物體發(fā)出的白光,通過物質(zhì)后某些波長的光被吸收而產(chǎn)生的在連續(xù)光譜的背景上,由一些不連續(xù)的暗線組成的光譜可利用明線譜和吸收光譜進(jìn)行光譜分析。不能利用連續(xù)譜。第四章 原子核天然放射現(xiàn)象1.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),使人們認(rèn)識到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。2.各種放射線的性質(zhì)比較種 類本 質(zhì)質(zhì)量(u)電荷(e)速度(c)電離性貫穿性射線氦核4+20.1最強(qiáng)最弱,紙能擋住射線電子1/1840-10.99較強(qiáng)較強(qiáng),穿幾mm鋁板射線光子001最弱最強(qiáng),穿幾cm鉛版四種核反應(yīng)類型(衰變,人工核轉(zhuǎn)變,重核裂變,輕核驟

38、變)衰變: 衰變:(實(shí)質(zhì):核內(nèi))衰變形成外切(同方向旋), 衰變:(實(shí)質(zhì):核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變成了質(zhì)子和中子)衰變形成內(nèi)切(相反方向旋),且大圓為、粒子徑跡。 +衰變:(核內(nèi)) 衰變:原子核處于較高能級,輻射光子后躍遷到低能級。人工轉(zhuǎn)變:(發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng))(盧瑟福)用粒子轟擊氮核,并預(yù)言中子的存在 (發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng))(查德威克)釙產(chǎn)生的射線轟擊鈹 (人工制造放射性同位素)正電子的發(fā)現(xiàn)(約里奧居里和伊麗芙居里夫婦)粒子轟擊鋁箔重核的裂變: 在一定條件下(超過臨界體積),裂變反應(yīng)會連續(xù)不斷地進(jìn)行下去,這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。輕核的聚變:(需要幾百萬度高溫,所以又叫熱核反應(yīng))所有核反應(yīng)的反應(yīng)前后都遵守:質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。(注意:質(zhì)量并不守恒。)2.半衰期放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時

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