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文檔簡介
1、重力:2、摩擦力的公式:2-1、滑動摩擦力:2-2、靜摩擦力:2-3、關于摩擦力:3、彈力:4、浮力:5、萬有引力:6、庫侖力:7、電場力:8、磁場力:8-1、洛侖茲力:
高中物理 公式及知識點匯總一、力g隨離地面高度、緯度、地質結構而G=mg變化;重力約等于地面上物體受到的地球引力①N為接觸面間的彈力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于Gf=μN②μ為滑動摩擦因數,只與接觸面材料和粗糙程度有關,與接觸面積大小、接觸面相對運動快慢以及正壓力N無關。其大小與其他力有關,由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,不與正壓力成正比。注:最大靜摩擦力,與正壓力有關、摩擦力可以與運動方向相同,也可以與運動方向相反。、摩擦力可以做正功,也可以做負功,還可以不做功。、摩擦力的方向與物體間相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反。、靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用,運動的物體可以受靜摩擦力的作用。x為伸長量或壓縮量;胡克定律:F=kx k為勁度系數,只與彈簧的原長、粗細和材料有關F=ρgVG(引力常量)=6.67×10-11N?GMmm2/kg2,方向在它們的連線上F萬r2M:天體質量(kg)m:天體質量(kg)r:天體半徑(m)Qqk(靜電力常量):F=k2rk=9.0x109Nm2/C2(N:牛;m:米;C:庫侖)Q、q:兩點電荷分別的帶電量(單位:庫侖)。r:兩點電荷之間的距離(單位:米)F=Eq電場力和庫侖力的區(qū)別庫侖力是電子和電子之間的作用力電場力是電場和電子之間產生的作用力電場強度單位:特斯拉,簡稱特(T)。f Bqv 條件:(B v)q:電荷帶電量,單位:庫侖。v:電荷運動速度,單位:米 /秒。1判斷方向使用左手定則:磁感線穿過掌心、四指指向電荷運動方向。8-2、安培力:fBIL條件:(B判斷方向使用左手定則:磁感線穿過I)掌心、四指指向電流運動方向。(1)r<r0,f引<f斥F分子力表現為斥力9、分子間的引力和(2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子勢能=Emin(最小值)斥力:(3)r>r0,f引>f斥,F分子力表現為引力(4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子勢能≈010、力的合成與分解:10-1、同一直線上力的合成同同向:F=F1+F2,向:反向:F=F1-F2(F1>F2)F2F222F1F2cosF110-2、互成角度力的合成:(余弦定理)F1⊥F2時:F=F12F2210-3、合力大小X圍:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|10-4、力的正交分解:Fx=Fcosββ為合力與x軸之間的夾角Fy=Fsinβtgβ=Fy/Fx靜止或勻速直線運動的物體,所受合外力為零。推論:10-5、共點力作用下物體的平1、F合=0[1]非平行的三個力作用于物或:Fx合=0Fy衡條件:合=0體而平衡,則這三個力一定共點。[2]三個共點力作用于物體而平衡,其中任意兩個力的合力與第三個力一定等值反向11、力矩:M=FLL為力臂,是轉動軸到力的作用線的垂直距離注:1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;2)合力與分力的關系是等效替代關系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;3)除公式法外,也可用作圖法求解,此時要選擇標度,嚴格作圖;4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(α角)越大,合力越小;5)同一直線上力的合成,可沿直線取正方向,用正負號表示力的方向,化簡為代數運算。二、運動物體具有慣性,總保持勻速直線運動1、牛頓第一運動定狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它律(慣性定律):改變這種狀態(tài)為止2、牛頓第二定律:適用X圍:宏觀、低速物體F=ma理解:(1)矢量性(2)瞬時性2FxmaxFymay3、牛頓第三運動定負號表示方向相反,F、F′各自作用在對方,平衡力與作用力反作用力區(qū)F=-F′律:別,實際應用:反沖運動超重:FN>G,加速度方向向下,均失重,加速度方失重:FN<G向向上,均超重注:1)、牛頓運動定律的適用條件:適用于解決低速運動問題,適用于宏觀物體,不適用于處理高速問題,不適用于微觀粒子2)、平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線狀態(tài),或者是勻速轉動。4、勻變速直線運動4-1、平均速度4-2、末速度4-3、加速度4-4、勻變速直線運動:4-5、幾個重要推論:4-6、末速度初速度求加速度4-7、中間時刻的瞬時速度:4-8、位移中點的即時速度4-9、實驗用推論4-10、初速度為零的勻變速運動的特殊規(guī)律
V平=s/t定義式Vt=Vo+ata=(Vt-Vo)/t以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0VtV0atSV0t1at22勻加速直線運動:a為正值勻減速Vt2V022aS直線運動:a為負值=Vt/2=V0Vt某段時間內的平均速度等于這段時V平均間中間時刻的瞬時速度222VSV0Vt22s為連續(xù)相鄰相等時間 (T)內位移s=aT2之差⑴.t秒內、2t秒內、3t秒內、??nt秒內的位移之比S!:S2:S3:?? :Sn=12:22:32:?? :n2⑵.連續(xù)相等的時間內的位移之比SⅠ:SⅡ:SⅢ:??:Sn=1:3:5:??:(2n-1)⑶.在t秒末、2t秒末、3t秒末、??nt秒末的速度之比v1:v2:v3:??:vn=1:2:3:??:n注:平均速度是矢量;3物體速度大,加速度不一定大;(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式 ;主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。5、自由落體運動5-1、初速度Vo=05-2、末速度Vt=gt5-3、下落高度h=gt2/2從Vo位置向下計算推論Vt2=2gh注:自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,遵循勻變速直線運動規(guī)律;(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小 ,在高山處比平地小,方向豎直向下)。6、豎直上拋運動:6-1、位移s=Vot-gt2/26-2、末速度Vt=Vo-gt6-3、上升最大高222HVtV0V0度:2g2g6-4、上升的時間:tV0g6-5、上升、下落經a上a下V上V下過同一位置時6-6、從拋出到落回tV0原位置的時間:2g
g=9.8m/s2≈10m/s2上升、下落經過同一位置時的加速度相同,而速度等值、方向反向。上升、下落經過同一段位移的時間相等。:全過程處理:是勻減速直線運動,以向上為正方向,加速度取負值;分段處理:向上為勻減速直線運動,向下為自由落體運動,具有對稱性;上升與下落過程具有對稱性,如在同點速度等值反向等。7、平拋運動7-1、水平方向速度: Vx=Vo7-2、豎直方向速度: Vy=gt7-3、水平方向位移: x=Vot7-4、豎直方向位移: y=gt2/27-5、運動時間 t
2yg47-6、合速度7-7、合速度方向與水平夾角β:7-8、合位移:7-9、位移方向與水平夾角α:水平方向加速度:豎直方向加速度:注:
Vt Vx2 Vy2 V02 (gt)2tgβ=Vy/Vx=gt/V0Sx2y2tgα=y(tǒng)/x=gt/2Voax=0ay=g1)平拋運動是勻變速曲線運動,加速度為g,通??煽醋魇撬椒较虻膭蛩僦本€運與豎直方向的自由落體運動的合成;2)運動時間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關;3)θ與β的關系為tgβ=2tgα;4)在平拋運動中時間t是解題關鍵;(5)做曲線運動的物體必有加速度,當速度方向與所受合力 (加速度)方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。8、勻速圓周運動公式:8-1、線速度:V=s/t=2πr/T8-2、角速度:ω=Φ/t=2π/T=2πf8-3、向心加速度:a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r8-4、周期與頻率:T=1/f8-5、角速度與線速V=ωr度的關系:8-6、角速度與轉速ω=2πn的關系
此處頻率與轉速意義相同主要物理量及單位:弧長(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);轉速(n):r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2注:(1)向心力可以由某個具體力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直,指向圓心;2)做勻速圓周運動的物體,其向心力等于合力,并且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動能保持不變,向心力不做功,但動量不斷改變。1)勻速圓周運動的物體的向心力就是物體所受的合外力,總是指向圓心。F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)28-7、、向心力F:(2)衛(wèi)星繞地球、行星繞太陽作勻=mωv=F合速圓周運動的向心力由萬有引力提供。(3)氫原子核外電子繞原子核作5勻速圓周運動的向心力由原子核對核外電子的庫侖力提供9、振動和波機械振動與機械振動的傳播F:回復力9-1、簡諧振動k:比例系數F=-kxx:位移負號表示F的方向與x始終反向l9-2、單擺周期T2g9-3、受迫振動頻率f=f驅動力特點9-4、發(fā)生共振條件f驅動力=f固9-5、機械波、橫波、縱波9-5-1、波速 v=s/t=λf=λ/T0℃:332m/s;9-5-2、聲波的波速 20℃:344m/s;30℃:349m/s;9-5-3、波發(fā)生明顯衍射(波繞過障礙物或孔繼續(xù)傳播)條件
l:擺長(m)g:當地重力加速度值成立條件:擺角θ<10o;l>>rf(頻率)等于驅動力的頻率( f驅動力)驅動力頻率等于系統(tǒng)的固有頻率。λ:波長T:周期頻率s:距離t:時間波傳播過程中,一個周期向前傳播一個波長;波速大小由介質本身所決定聲波是縱波障礙物或孔的尺寸比波長小,或者相差不大9-5-4、.波的干涉條件9-5-5、多普勒效應注:
兩列波頻率相同 (相差恒定、振幅相近、振動方向相同 )由于波源與觀測者間的相互運動,導致波源發(fā)射頻率與接收頻率不同相互接近,接收頻率增大,反之,減小1)物體的固有頻率與振幅、驅動力頻率無關,取決于振動系統(tǒng)本身;2)加強區(qū)是波峰與波峰或波谷與波谷相遇處,減弱區(qū)則是波峰與波谷相遇處;3)波只是傳播了振動,介質本身不隨波發(fā)生遷移,是傳遞能量的一種方式;4)干涉與衍射是波特有的;5)振動圖象與波動圖象6)其它相關內容:超聲波及其應用/振動中的能量轉化。10、萬有引力23=K(=4π210-1、開普勒第三定律:T/R/GM)R:軌道半徑,T:周期,K:常610-2、萬有引力定律: F=GMm/r
2
(與行星質量無關,取決于中心天體的質量)G(引力常量)=6.67×2 2們的連線上M:天體質量( kg)m:天體質量( kg)天體半徑(m)10-3、宇宙速度mv2GMmrr210-4、天體上的重力和重力GMm/R2=mg加速度:g=GM/R2V=GM;r10-5、衛(wèi)星繞行速度、角速ω=GM;度、周期:r3
萬有引力充當向心力R:天體半徑(m),M:天體質量(kg):中心天體質量T=2
r3GMV1= g地r地10-6、第一(二、三)宇宙速度=GM=7.9km/s;r地V2=11.2km/s;V3=16.7km/s10-7、、地球同步衛(wèi)星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑注:(1)天體運動所需的向心力由萬有引力提供 ,F向=F萬;應用萬有引力定律可估算天體的質量密度等;地球同步衛(wèi)星只能運行于赤道上空,運行周期和地球自轉周期相同;衛(wèi)星軌道半徑變小時,勢能變小、動能變大、速度變大、周期變?。ㄒ煌矗?;地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9km/s。三、沖量與動量1、動量和沖量:動量:P=mV沖量:I=Ft2、動量定理:F合t=mv'-mv物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化。3、動量守恒定律:m1v1+m2v2相互作用的物體系統(tǒng),如果不7=m1v1'+m2v2' 受外力,或它們所受的外力之和為零,它們的總動量保持不變。 (研究對象:相互作用的兩個物體或多個物體)適用條件:(1)系統(tǒng)不受外力作用。(2)系統(tǒng)受外力作用,但合外力為零。(3)系統(tǒng)受外力作用,合外力也不為零,但合外力遠小于物體間的相互作用力。(4)系統(tǒng)在某一個方向的合外力為零,在這個方向的動量守恒。四、功和能(1)理解正功、零功、負功(2)功是能量轉化的量度重力的功——量度——重力勢能的變化電場力的功——量度——電勢能的1、功:W=Fscosq變化分子力的功——量度——分子勢能的變化合外力的功——量度——動能的變化W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s間的夾角m:物體的質量,g=9.8m/s2≈2、重力做功:Wab=mghab10m/s2,hab:a與b高度差(hab=ha-hb)3、電場力做功:Wab=qUabq:電量(C),Uab:a與b之間電勢差(V)即Uab=φa-φb4、.電功:W=UItU:電壓(V),I:電流(A),t:通電時間(s)5、功率:P=W/tP:功率[瓦(W)],W:t時間內所做的功(J),t:做功所用時間(s)P=FvP:瞬時功率,P平:平均功率6、汽車牽引力的功P平=Fv平率:汽車以恒定功率啟動、以恒定加速度vmax=P額/F啟動、汽車最大行駛速度7、電功率:P=UIU:電路電壓(V),I:電路電流(A)8、焦耳定律:Q=I2RtQ:電熱(J),I:電流強度(A),R:電阻值(Ω),t:通電時間(s)8I=U/R;9、純電阻電路P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2RtEk:動能(J),m:物體質量(kg),v:物體瞬時速度(m/s)動能:Ek=12mv2EP:重力勢能(J),g:重力加速度,h:10、動能和勢能:重力勢能:Ep=mgh豎直高度(m)(從零勢能面起)重力勢能與零勢能面的選擇有關電勢能:EA=qφAEA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)(從零勢能合=1mvt1mv0或W合面起)W(對物體做正功,物體的動能增加)2211、動能定理:22W合:外力對物體做的總功,EK:=EK1212動能變化EK=(mvtmv0)22機械能=動能+重力勢能+彈性勢12、機械能守恒定E=0或EK1+EP1=EK2+EP2能律:mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2條件:系統(tǒng)只有內部的重力或彈力做功。13、重力做功與重WG=-EP重力做功等于物體重力勢能增量的力勢能的變化負值注:(1)功率大小表示做功快慢 ,做功多少表示能量轉化多少;0≤α<90O做正功;90OO做負功;α=90o不做功(力的方向與位移(速度)(2)O<α≤180方向垂直時該力不做功);(3)重力(彈力、電場力、分子力)做正功,則重力(彈性、電、分子)勢能減少(4)重力做功和電場力做功均與路徑無關;(5)機械能守恒成立條件:除重力(彈力)外其它力不做功,只是動能和勢能之間的轉化;(6)能的其它單位換算 :1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;(7)彈簧彈性勢能 E=kx2/2,與勁度系數和形變量有關。五、電磁學1、直流電路1-1、電流強度:I=q/tI:電流強度(A),q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C),t:時間(s)1-2、歐姆定律:I=U/RI:導體電流強度(A),U:導體兩端電壓(V),R:導體阻值(Ω)1-3、電阻、電阻定律:R=ρL/Sρ:電阻率(Ω?m),L:導體的長度(m),S:導體橫截面積(m2)I=E/(r+R)I:電路中的總電流(A),E:電源電動勢1-4、閉合電路歐姆定律:E=Ir+IR(V),R:外電路電阻(Ω),r:電源內阻E=U內+U外(Ω)91-5、電功與電功率:W=UitW:電功(J),U:電壓(V),I:電流(A),P=UIt:時間(s),P:電功率(W)1-6、焦耳定律:Q=I2RtQ:電熱(J),I:通過導體的電流(A),R:導體的電阻值(Ω),t:通電時間(s)由于I=U/R,W=Q1-7、純電阻電路中:因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R1-8、.電源總動率、電源輸P總=IEI:電路總電流(A),E:電源電動勢(V),P出=IU出功率、電源效率U:路端電壓(V),η:電源效率η=P出/P總R串=R1+R2+R3+?1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+?I串總=I1=I2=I31-9、電路的串/并聯I并=I1+I2+I31-10-1、伏安法測電阻--電流表內接法:
U串總=U1+U2+U3+U并總=U1=U2=U3P串總=P1+P2+P3+P并總=P1+P2+P3+電壓表示數:U=UR+UARx的測量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真
選用電路條件 Rx>>RA[或Rx>(RARV)1/2]電流表示數:I=IR+IV1-10-2、伏安法測電阻Rx的測量值=U/I=--電流表外接法:UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)<R真2、電場2-1、兩種電荷、電荷守恒e=1.60×10-19C定律、元電荷:2-2、庫侖定律:(在真空中)2-3、電場強度: E=F/q
選用電路條件 Rx<<RV[或Rx<(RARV)1/2]帶電體電荷量等于元電荷的整數倍F:點電荷間的作用力 (N),k:靜電力常量 k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:兩點電荷的電量 (C),r:兩點電荷間的距離 (m),方向在它們的連線上,作用力與反作用力,同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引E:電場強度(N/C),是矢量(電場的疊加原理)q:檢驗電荷的電量 (C)102-4、真空點(源)電荷形FkQ成的電場r22-5、勻強電場的場強:UabEd2-6、電場力:F=qEUAB=φA-φB2-7、電勢與電勢差:UAB=WAB/q=-EAB/q2-8、電場力做功: WAB=qUAB=Eqd
r:源電荷到該位置的距離(m),Q:源電荷的電量UAB:AB兩點間的電壓(V),d:AB兩點在場強方向的距離(m)F:電場力(N),q:受到電場力的電荷的電量 (C),E:電場強度(N/C)WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J),q:帶電量(C),UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關 ),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)2-9、電勢能:EA=qφAEA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)2-10、電勢能的變化EAB=EB-EA帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值2-11、電場力做功與電勢EAB=-WAB=-qUAB電勢能的增量等于電場力做功的負能變化值C:電容(F),2-12、電容C=Q/UQ:電量(C),U:電壓(兩極板電勢差)(V)2-13、平行板電容器的電CrSS:兩極板正對面積,d:兩極板間的垂kd容4直距離,:介電常數2-14、帶電粒子在電場中W=EK的加速(Vo=0):2qU=mVt/2注:(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時 ,電量分配規(guī)律 :原帶異種電荷的先中和后平分 ,原帶同種電荷的總量平分;電場線從正電荷出發(fā)終止于負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直;(3)常見電場的電場線分布要求熟記;(4)電場強度(矢量)與電勢(標量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關;處于靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直于導體表面,導體內部合場強為零 ,導體內部沒有凈電荷 ,凈電荷只分布于導體外表面;電容單位換算:1F=106μF=1012PF;(7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.60×10-19J;(8)其它相關內容:靜電屏蔽 /示波管、示波器及其應用 等勢面。113、磁場3-1、磁感應強度B:磁感應強度是用來表示磁場的強弱1T=1N/A?m和方向的物理量,是矢量,單位T判斷方向使用左手定則:磁感線穿過掌心、四指指向電流運動方向。3-2、安培力 :3-1、洛侖茲力:4、帶電粒子進入磁場的運動情況:4-1、帶電粒子沿平行磁場方向進入磁場:4-2、帶電粒子沿垂直磁場方向進入磁場:注:
f BIL(B I)f Bqv(B v)V=V0向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=BqV;r=mV/qB;T=2πm/qB;
磁感應強度(T),安培力(F),電流強度(A),導線長度(m)判斷方向使用左手定則:磁感線穿過掌心、四指指向電荷運動方向。洛侖茲力(N),q:帶電粒子電量 (C),V:帶電粒子速度 (m/s)在重力忽略不計(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進入磁場的運動情況(掌握兩種):不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運動運動周期與圓周運動的半徑和線速度無關,洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下);解題關鍵:畫軌跡、找圓心、定半徑、圓心角(=二倍弦切角)。安培力和洛侖茲力的方向均可由左手定則判定,只是洛侖茲力要注意帶電粒子的正負;磁感線的特點及其常見磁場的磁感線分布要掌握;其它相關內容:地磁場/磁電式電表原理/回旋加速器/磁性材料5、電磁感應法拉第電磁感應定律,E:感應電動勢(V),n:感應線圈匝數,Φ/E=nΦ/tt:磁通量的變化率L:有效長度(m)5-1、感應電動勢的大小E=BLV.感應電動勢的正負極可利用感應電(切割磁感線運動)流方向判定電源內部的電流方向:由負極流向正極5-2、交流發(fā)電機最大的感Em=nBSωEm:感應電動勢峰值應電動勢5-3、磁通量Φ=BSΦ:磁通量(Wb),B:勻強磁場的磁感應強度(T),S:正對面積(m2)L:自感系數(H)(線圈L有鐵芯比無5-4、自感電動勢E自=nΔΦ/=ΔtLI/Δt鐵芯時要大),I:變化電流,?t:所12用時間, I/ 自t:感電流變化率 (變化的快慢)注:(1)感應電流的方向可用楞次定律或右手定則判定,楞次定律應用要點;自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化;單位換算:1H=103mH=106μH。其它相關內容:自感/日光燈。6、交變電流6-1、電壓瞬時值e=Emsinωt6-2、電流瞬時值i=Imsinωtω=2πf6-3、電動勢峰值Em=nBSω=2BLvω:角頻率(rad/s);6-4、電流峰值(純電阻電Im=Em/R總t:時間(s);路中)n:線圈匝數;6-5、正(余)弦式交變電流E=Em/(2)1/2;B:磁感強度(T);U=Um/(2)1/2;S:線圈的面積(m2);有效值:I=Im/(2)1/2U輸出)電壓(V);6-6、理想變壓器原副線圈U1/U2=n1/n2;I:電流強度(A);中的電壓與電流及功率關I1/I2=n2/n1;P:功率(W)。系P入=P出6-7、在遠距離輸電中,采用P損′:輸電線上損失的功率,P:輸送高壓輸送電能可以減少電E損=(P/U)2R電能的總功率,U:輸送電壓,R:輸能在輸電線上的損失:電線電阻1、熱力學第一定律:2、熱力學第二定律3、熱力學第三定律:
六、熱學做功和熱傳遞,這兩種改變物體內能的方式,在效果上是等效的符號法則:外界對物體做功,W為“+?!蔽矬w對外做功,W為“-”;W+Q=U物體從外界吸熱,Q為“+;”物體對外界放熱,Q為“-”。物體內能增量U是取“+;”物體內能減少,U取“-”。W:外界對物體做的正功(J),Q:物體吸收的熱量(J),U:增加的內能(J),涉及到第一類永動機不可造出表述一:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體,而不引起其他變化。表述二:不可能從單一的熱源吸收熱量并把它全部用來對外做功,而不引起其他變化。表述三:第二類永動機是不可能制成的。熱力學零度不可達到{宇宙溫度下限:-273.15攝氏度(熱力學零度)}134、阿伏加德羅常數:5、油膜法測分子直徑:6、分子動理論內容:7、分子間的引力和斥力:4、氣體的性質4-1、氣體的狀態(tài)參量:4-1-1、溫度:4-1-2、熱力學溫度與攝氏溫度關系:4-1-3、體積V:4-1-4、壓強p:4-2、氣體分子運動的特點:4-3、理想氣體的狀態(tài)方程::
NA=6.02×1023/mol分子直徑數量級10-10米d=V/sV:單分子油膜的體積(m3)S:油膜表面積(m2)物質是由大量分子組成的;大量分子做無規(guī)則的熱運動;分子間存在相互作用力。(1)r<r0,f引<f斥F分子力表現為斥力(2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子勢能=Emin(最小值)(3)r>r0,f引>f斥,F分子力表現為引力(4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子勢能≈0宏觀上,物體的冷熱程度;微觀上,物體內部分子無規(guī)則運動的劇烈程度的標志。T=t+273T:熱力學溫度(K)t:攝氏溫度(℃)1m3=103L=106mL氣體分子所能占據的空間標準大氣壓:單位面積上,大量氣體分子頻1atm=1.013×510Pa=繁撞擊器壁而產生持續(xù)、均勻76cmHg(1Pa=1N/m2)的壓力分子間空隙大;除了碰撞的瞬間外,相互作用力微弱;分子運動速率很大PV/T=恒量p1V1/T1=p2V2/T2T為熱力學溫度 (K)(1)理想氣體的內能與理想氣體的體積無關 ,與溫度和物質的量有關;理想氣體的狀態(tài)方程成立條件均為一定質量的理想氣體,使用公式時要注意溫度的單位:T為熱力學溫度(K),而不是t,t為攝氏溫度(℃)。注:布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小,布朗運動越明顯,溫度越高越劇烈;溫度是分子平均動能的標志;3)分子間的引力和斥力同時存在 ,隨分子間距離的增大而減小 ,但斥力減小得比引力快;分子力做正功,分子勢能減小,在r0處F引=F斥且分子勢能最??;氣體膨脹,外界對氣體做負功W<0;溫度升高,內能增大U>0;吸收熱量,Q>0物體的內能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和,對于理想氣體分子間作用力為零,分子勢能為零;(7)r0為分子處于平衡狀態(tài)時,分子間的距離;七、光學141、光的折射定律:1-1、介質的折射率:1-2、、全反射的條件:1-3、光密介質和光疏介質:
n1和n2分別是兩個介質的折射率nsinθsinθθ1和θ2分別是入射光(或折11=n22射光)與界面法線的夾角,叫做入射角和折射角。當光由光密介質(折射率n1比較大的介質)射入光疏介質(折射率n2比較小的介質)時(比如由水入射到空氣中),如果入射角大于某一個值θc時,折射角的正弦將大于1。這在數學上是沒有意義的。此時,不存在折射光,而只存在反射光。。而θc叫做全反射角,它的值取決與兩種介質的折射率的比值。例:水的折射率為1.33,空氣的折射率近似等于1.00,全反射角等于arcsin(1.00/1.33)=48.8度。①光必須由光密介質射向光疏介質②入射角必須大于臨界角(C).所謂光密介質和光疏介質是相對的,兩物質相比,折射率較小,就為光疏介質,折射率較大的,就為光密介質。例如,水折射率大于空氣,所以相對于空氣而言,水就是光密介質,而玻璃的折射率比水大,所以相對于玻璃而言,水就是光疏介質。2、雙縫干涉的規(guī)律:
亮紋:光程差δ=kλk=0,1,2,等)暗紋:光程差δ=(2k-1)λ/2(k=1,2,3,等)
空間的某點距離光源 S1和S2的路程差為0、1λ、2λ、3λ、等波長的整數倍(半波長的奇數倍)時,該點為振動加強點??臻g的某點距離光源S1和S2的路程差為λ/2、3λ/2、5λ/2、等半波長的奇數倍時,該點為振動減弱點。2-1、相鄰的兩條明條紋(或
x
L
在狹縫間的距離、狹縫與屏的距離都不變的條件下,用不同顏色的光做實驗,條紋間的距離是不同的。紅光的暗條紋)間的距離:3、光的本性
d
條紋間距最大,紫光的條紋間距最小。紅光的波長最長,紫光的波長最短。3-1、光的本質:
波粒二象性光的微粒說——牛頓光是具有微粒性和波動性的光的波動說——惠更斯電磁波電磁波理論——麥克斯韋波動性:大量光子表現出來光子說——愛因斯坦的現象(幾率波)15粒子性:少量光子的運動3-2、光的波動說 ——惠更斯1、波的干涉兩列波干涉的條件:頻率相同,相差恒定。1801年,英國物理學家托馬斯 ·楊把一束光分成了兩束,再使這兩束光干涉, 從而完成了干涉現象的實驗,即雙縫干涉實驗。雙縫干涉實驗如果用白光做光源,得到的是彩色條紋,如果用單色光做光源,得到的是明暗相間的條紋,相鄰條紋的間隔△ x=λ。公式中的 d為雙縫間的距離, L為雙縫與屏間的距離, λ為所用單色光的波長。光的干涉在日常生活中和生產中有廣泛的應用。薄膜干涉——肥皂胞,油膜:在介質與空氣的兩個接觸面,反射光線互相疊加形成干涉圖象;增透膜:當介質厚度等于光在該介質中的波長的 1/4時,反射光干涉相消, 透射光強度增強;檢查工件表面平整度:如圖,檢查中所觀察到的干涉條紋是由 a的下表面和 b的上表面反射的光線疊加而成的。2、光的衍射:如果光在傳播過程中遇到了足夠小的障礙物,也可繞過障礙物傳播,即光也可發(fā)生衍射。單縫衍射:白光照射:彩色條紋,中間為亮條紋,條紋間距不等;單色光照射:明暗相距,中間為亮條紋,最寬;圓孔衍射:明暗相距同心圓環(huán),中央明暗與屏到圓孔的距離有關。圓屏衍射:明暗相間同心圓環(huán),中央是亮斑(即 “泊松亮斑”)3-3、光的電磁說和電磁波譜 ——麥克斯韋I)光的電磁說1、光是一種頻率極高(波長 λ短)的電磁波(變化電場 →變化磁場→變化電場),光波的振動方向(光矢量)是指電磁波振蕩中電場矢量的方向 ——光波是橫波。2、光的傳播不需要介質,可在真空中傳播 C=3.00×108m/s。3、光波的產生由原子內部電子受激發(fā)時產生。4、能產生反射、折射、干涉、衍射。5、意義:把光現象和電磁現象統(tǒng)一起來,指出它們的一致性,再一次證明自然現象之間是相互聯系的;解決了光的波動說在傳播介質上遇到的困難,認識到光波與機械波有本質的不同;波速公式v=λf適合于各種電磁波。II)電磁波譜電磁波是個大家族,可見光是很窄的一波段,還有許多不可見光:1、幾種不可見光紅外線:1)性質:λ(0.76微米~1000微米),熱效應顯著,光化學作用比可見光差,易于被物質吸收,長波紅外線能在薄霧中穿過。2)產生:是原子的外層電子由激發(fā)態(tài)→低能級態(tài)躍遷發(fā)射出的。3)應用:夜視儀、紅外遙感技術。紫外線:(1)性質:λ(0.4微米~0.6×10-2微米),光化學作用顯著;能使熒光物質發(fā)光,玻璃是16紫外線的不透明體;生理作用 ——消毒,對人眼視網膜、皮膜有強烈的破壞作用。2)產生:是由原子的外層電子由激發(fā)態(tài)→低能級態(tài)躍遷時放出的。3)應用:感光技術、醫(yī)用消毒倫琴射線(x射線)1)產生:高速電子流射在任何固體上均會發(fā)生倫琴射線:是由原子的內層電子受激發(fā)而產生。2)性質:λ(0.06~20埃),具有很強的穿透本領,能穿過許多可見光不透過物質,可使許多固體發(fā)生熒光,使底片感光,空氣電離。3)應用:工業(yè)破壞性材料的檢測,用于晶體結構的分析,醫(yī)用透視。γ射線:原子核受到激發(fā)后產生。III)光譜1、發(fā)射光譜:由發(fā)光體直接產生的光譜(如電燈絲發(fā)出的光、熾熱的鋼水發(fā)出的光。 )a、連續(xù)光譜產生條件:熾熱的固體液體和高壓氣體發(fā)光。光譜形式:連續(xù)分布的包含有從紅光到紫光各種色光的光譜。b、明線光譜:(原子光譜)——光譜管輝光放電產生條件:稀薄氣體或金屬蒸氣發(fā)射的光譜,是游離態(tài)原子發(fā)射出。光譜形式:只有一些不連續(xù)的亮線光譜。2、吸收光譜:高溫物發(fā)出白光(連續(xù)分布一切波長的可見光)通過物質時某些波長的光被物質吸收后產生的光譜。光譜形式:用分光鏡觀察時,見到連續(xù)光譜背景上一些暗線。如:太陽光譜是太陽內部發(fā)出的強光經過溫度較低的太陽大氣層時產生的是吸收光譜。3-4、光子說——愛因斯坦1、光電效應:在光的照射下物體中發(fā)射出電子的現象。紫外線照射鋅板使驗電器帶正電。2、光電效應實驗現象:1)在單位時間內由陰極 K釋放出的光電子數與入射光的強度成正比。2)由陰極 K釋放出的光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大,與入射光強度無關。3)對任何一種金屬,入射光的頻率必須大于某一極限頻率才能發(fā)生光電效應。4)光照與光電子發(fā)射出金屬表面是同時發(fā)生。3、愛因斯坦的光子說:在空間傳播的光是不連續(xù)的,而是一份一份的,每一份叫做光子。光子的能量跟它的頻率成正比,即 E=hυ,光子說可以很好地解釋光電效應規(guī)律。八、原子和原子核171、軌道量子化假設(玻爾的原子模型)2、玻爾的氫子模型:3、氫原子的能級圖:4、放射線的成份和性質:
h軌道半徑跟電了動量mv的乘mvrnn1、2、3??積等于h/2的整數倍2n為正整數,稱量數數En:氫原子的能量rn:和電子軌道半徑其中E1、r1為離核最近的第EnE1一條軌道(即n=1)的氫原子nn1、2、3??能量和軌道半徑。即:E1=-rnn2r113.6ev,r1=0.53×10-10m(以電子距原子核無窮遠時電勢能為零計算)氫
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