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文檔簡介

高中物理知識點(diǎn)歸納一、力物體的平衡1.力是物體對物體的作用,是物體發(fā)生形變和改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即產(chǎn)生加速度)的原因.力是矢量。

2.重力(1)重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的.重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生,但不能說重力就是地球的吸引力,重力是萬有引力的一個(gè)分力.但在地球表面附近,可以認(rèn)為重力近似等于萬有引力(2)重力的大小:地球表面G=mg,離地面高h(yuǎn)處G/=mg/,其中g(shù)/=[R/(R+h)]2g

(3)重力的方向:豎直向下(不一定指向地心)(4)重心:物體的各部分所受重力合力的作用點(diǎn),物體的重心不一定在物體上.

3.彈力(1)產(chǎn)生原因:由于發(fā)生彈性形變的物體有恢復(fù)形變的趨勢而產(chǎn)生的.(2)產(chǎn)生條件:①直接接觸;②有彈性形變.(3)彈力的方向:與物體形變的方向相反,彈力的受力物體是引起形變的物體,施力物體是發(fā)生形變的物體.在點(diǎn)面接觸的情況下,垂直于面;在兩個(gè)曲面接觸(相當(dāng)于點(diǎn)接觸)的情況下,垂直于過接觸點(diǎn)的公切面.①繩的拉力方向總是沿著繩且指向繩收縮的方向,且一根輕繩上的張力大小處處相等.②輕桿既可產(chǎn)生壓力,又可產(chǎn)生拉力,且方向不一定沿桿.(4)彈力的大小:一般情況下應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用平衡條件或牛頓定律來求解.彈簧彈力可由胡克定律來求解.★胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈簧彈力的大小和彈簧的形變量成正比,即F=kx.k為彈簧的勁度系數(shù),它只與彈簧本身因素有關(guān),單位是N/m.4.摩擦力(1)產(chǎn)生的條件:①相互接觸的物體間存在壓力;③接觸面不光滑;③接觸的物體之間有相對運(yùn)動(dòng)(滑動(dòng)摩擦力)或相對運(yùn)動(dòng)的趨勢(靜摩擦力),這三點(diǎn)缺一不可.(2)摩擦力的方向:沿接觸面切線方向,與物體相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反,與物體運(yùn)動(dòng)的方向可以相同也可以相反.(3)判斷靜摩擦力方向的方法:

①假設(shè)法:首先假設(shè)兩物體接觸面光滑,這時(shí)若兩物體不發(fā)生相對運(yùn)動(dòng),則說明它們原來沒有相對運(yùn)動(dòng)趨勢,也沒有靜摩擦力;若兩物體發(fā)生相對運(yùn)動(dòng),則說明它們原來有相對運(yùn)動(dòng)趨勢,并且原來相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向跟假設(shè)接觸面光滑時(shí)相對運(yùn)動(dòng)的方向相同.然后根據(jù)靜摩擦力的方向跟物體相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反確定靜摩擦力方向.②平衡法:根據(jù)二力平衡條件可以判斷靜摩擦力的方向.

(4)大小:先判明是何種摩擦力,然后再根據(jù)各自的規(guī)律去分析求解.①滑動(dòng)摩擦力大小:利用公式f=μFN進(jìn)行計(jì)算,其中FN是物體的正壓力,不一定等于物體的重力,甚至可能和重力無關(guān).或者根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用平衡條件或牛頓定律來求解.②靜摩擦力大小:靜摩擦力大小可在0與fmax之間變化,一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由平衡條件或牛頓定律來求解.5.物體的受力分析(1)確定所研究的物體,分析周圍物體對它產(chǎn)生的作用,不要分析該物體施于其他物體上的力,也不要把作用在其他物體上的力錯(cuò)誤地認(rèn)為通過“力的傳遞”作用在研究對象上.(2)按“性質(zhì)力”的順序分析.即按重力、彈力、摩擦力、其他力順序分析,不要把“效果力”與“性質(zhì)力”混淆重復(fù)分析.(3)如果有一個(gè)力的方向難以確定,可用假設(shè)法分析.先假設(shè)此力不存在,想像所研究的物體會發(fā)生怎樣的運(yùn)動(dòng),然后審查這個(gè)力應(yīng)在什么方向,對象才能滿足給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài).6.力的合成與分解(1)合力與分力:如果一個(gè)力作用在物體上,它產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,而那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力.(2)力合成與分解的根本方法:平行四邊形定則.(3)力的合成:求幾個(gè)已知力的合力,叫做力的合成.共點(diǎn)的兩個(gè)力(F1和F2)合力大小F的取值范圍為:|F1-F2|≤F≤F1+F2.(4)力的分解:求一個(gè)已知力的分力,叫做力的分解(力的分解與力的合成互為逆運(yùn)算).在實(shí)際問題中,通常將已知力按力產(chǎn)生的實(shí)際作用效果分解;為方便某些問題的研究,在很多問題中都采用正交分解法.

7.共點(diǎn)力的平衡(1)共點(diǎn)力:作用在物體的同一點(diǎn),或作用線相交于一點(diǎn)的幾個(gè)力.(2)平衡狀態(tài):物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止叫平衡狀態(tài),是加速度等于零的狀態(tài).(3)★共點(diǎn)力作用下的物體的平衡條件:物體所受的合外力為零,即∑F=0,若采用正交分解法求解平衡問題,則平衡條件應(yīng)為:∑Fx=0,∑Fy=0.(4)解決平衡問題的常用方法:隔離法、整體法、圖解法、三角形相似法、正交分解法等等.二、直線運(yùn)動(dòng)1.機(jī)械運(yùn)動(dòng):一個(gè)物體相對于另一個(gè)物體的位置的改變叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng),簡稱運(yùn)動(dòng),它包括平動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式.為了研究物體的運(yùn)動(dòng)需要選定參照物(即假定為不動(dòng)的物體),對同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),所選擇的參照物不同,對它的運(yùn)動(dòng)的描述就會不同,通常以地球?yàn)閰⒄瘴飦硌芯课矬w的運(yùn)動(dòng).2.質(zhì)點(diǎn):用來代替物體的只有質(zhì)量沒有形狀和大小的點(diǎn),它是一個(gè)理想化的物理模型.僅憑物體的大小不能做視為質(zhì)點(diǎn)的依據(jù)。3.位移和路程:位移描述物體位置的變化,是從物體運(yùn)動(dòng)的初位置指向末位置的有向線段,是矢量.路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長度,是標(biāo)量.路程和位移是完全不同的概念,僅就大小而言,一般情況下位移的大小小于路程,只有在單方向的直線運(yùn)動(dòng)中,位移的大小才等于路程.4.速度和速率(1)速度:描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量.是矢量.①平均速度:質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間(或位移)的平均速度v,即v=s/t,平均速度是對變速運(yùn)動(dòng)的粗略描述.②瞬時(shí)速度:運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度,方向沿軌跡上質(zhì)點(diǎn)所在點(diǎn)的切線方向指向前進(jìn)的一側(cè).瞬時(shí)速度是對變速運(yùn)動(dòng)的精確描述.(2)速率:①速率只有大小,沒有方向,是標(biāo)量.②平均速率:質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)通過的路程和所用時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間內(nèi)的平均速率.在一般變速運(yùn)動(dòng)中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在單方向的直線運(yùn)動(dòng),二者才相等.5.加速度(1)加速度是描述速度變化快慢的物理量,它是矢量.加速度又叫速度變化率.(2)定義:在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,速度的變化Δv跟發(fā)生這個(gè)變化所用時(shí)間Δt的比值,叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度,用a表示.(3)方向:與速度變化Δv的方向一致.但不一定與v的方向一致.[注意]加速度與速度無關(guān).只要速度在變化,無論速度大小,都有加速度;只要速度不變化(勻速),無論速度多大,加速度總是零;只要速度變化快,無論速度是大、是小或是零,物體加速度就大.

6.勻速直線運(yùn)動(dòng)(1)定義:在任意相等的時(shí)間內(nèi)位移相等的直線運(yùn)動(dòng)叫做勻速直線運(yùn)動(dòng).(2)特點(diǎn):a=0,v=恒量.(3)位移公式:S=vt.7.勻變速直線運(yùn)動(dòng)(1)定義:在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化相等的直線運(yùn)動(dòng)叫勻變速直線運(yùn)動(dòng).(2)特點(diǎn):a=恒量(3)★公式:速度公式:V=V0+at位移公式:s=v0t+at2速度位移公式:vt2-v02=2as平均速度V=以上各式均為矢量式,應(yīng)用時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向,然后把矢量化為代數(shù)量求解,通常選初速度方向?yàn)檎较?,凡是跟正方向一致的取?”值,跟正方向相反的取“-”值.8.重要結(jié)論(1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間T內(nèi)的位移差值是恒量,即ΔS=Sn+l–Sn=aT2=恒量(2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),在某段時(shí)間內(nèi)的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,即:9.自由落體運(yùn)動(dòng)(1)條件:初速度為零,只受重力作用.(2)性質(zhì):是一種初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),a=g.(3)公式:

10.運(yùn)動(dòng)圖像(1)位移圖像(s-t圖像):①圖像上一點(diǎn)切線的斜率表示該時(shí)刻所對應(yīng)速度;②圖像是直線表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),圖像是曲線則表示物體做變速運(yùn)動(dòng);③圖像與橫軸交叉,表示物體從參考點(diǎn)的一邊運(yùn)動(dòng)到另一邊.

(2)速度圖像(v-t圖像):①在速度圖像中,可以讀出物體在任何時(shí)刻的速度;②在速度圖像中,物體在一段時(shí)間內(nèi)的位移大小等于物體的速度圖像與這段時(shí)間軸所圍面積的值.③在速度圖像中,物體在任意時(shí)刻的加速度就是速度圖像上所對應(yīng)的點(diǎn)的切線的斜率.④圖線與橫軸交叉,表示物體運(yùn)動(dòng)的速度反向.⑤圖線是直線表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)動(dòng);圖線是曲線表示物體做變加速運(yùn)動(dòng).三、牛頓運(yùn)動(dòng)定律 ★1.牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止.(1)運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性,物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持.(2)定律說明了任何物體都有慣性.(3)不受力的物體是不存在的.牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證.但是建立在大量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)之上,通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的.它告訴了人們研究物理問題的另一種新方法:通過觀察大量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,利用人的邏輯思維,從大量現(xiàn)象中尋找事物的規(guī)律.(4)牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ),不能簡單地認(rèn)為它是牛頓第二定律不受外力時(shí)的特例,牛頓第一定律定性地給出了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,牛頓第二定律定量地給出力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系.2.慣性:物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì).(1)慣性是物體的固有屬性,即一切物體都有慣性,與物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān).因此說,人們只能“利用”慣性而不能“克服”慣性.(2)質(zhì)量是物體慣性大小的量度.

★★★★3.牛頓第二定律:物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表達(dá)式F合=ma(1)牛頓第二定律定量揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,即知道了力,可根據(jù)牛頓第二定律,分析出物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;反過來,知道了運(yùn)動(dòng),可根據(jù)牛頓第二定律研究其受力情況,為設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng),控制運(yùn)動(dòng)提供了理論基礎(chǔ).(2)對牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F合=ma,F(xiàn)合是力,ma是力的作用效果,特別要注意不能把ma看作是力.(3)牛頓第二定律揭示的是力的瞬間效果.即作用在物體上的力與它的效果是瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系,力變加速度就變,力撤除加速度就為零,注意力的瞬間效果是加速度而不是速度.(4)牛頓第二定律F合=ma,F(xiàn)合是矢量,ma也是矢量,且ma與F合的方向總是一致的.F合可以進(jìn)行合成與分解,ma也可以進(jìn)行合成與分解.

4.★牛頓第三定律:兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上.(1)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律指出了兩物體之間的作用是相互的,因而力總是成對出現(xiàn)的,它們總是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失.(2)作用力和反作用力總是同種性質(zhì)的力.(3)作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上,各產(chǎn)生其效果,不可疊加.5.牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍:宏觀低速的物體和在慣性系中.6.超重和失重(1)超重:物體有向上的加速度稱物體處于超重.處于超重的物體對支持面的壓力FN(或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w的重力mg,即FN=mg+ma.(2)失重:物體有向下的加速度稱物體處于失重.處于失重的物體對支持面的壓力FN(或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w的重力mg.即FN=mg-ma.當(dāng)a=g時(shí)FN=0,物體處于完全失重.(3)對超重和失重的理解應(yīng)當(dāng)注意的問題①不管物體處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài),物體本身的重力并沒有改變,只是物體對支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┎坏扔谖矬w本身的重力.②超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān),只決定于加速度的方向.“加速上升”和“減速下降”都是超重;“加速下降”和“減速上升”都是失重.③在完全失重的狀態(tài)下,平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失,如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等.7.處理連接題問題通常是用整體法求加速度,用隔離法求力。四、曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力1.曲線運(yùn)動(dòng)(1)物體作曲線運(yùn)動(dòng)的條件:運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直線(2)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,就是通過該點(diǎn)的曲線的切線方向.質(zhì)點(diǎn)的速度方向時(shí)刻在改變,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng).(3)曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡:做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其軌跡向合外力所指一方彎曲,若已知物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,可判斷出物體所受合外力的大致方向,如平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡向下彎曲,圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡總向圓心彎曲等.2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解(1)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:①等時(shí)性;②獨(dú)立性;③等效性.(2)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的法則:平行四邊形定則.(3)分解原則:根據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果分解,物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng).3.★★★平拋運(yùn)動(dòng)(1)特點(diǎn):①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng).(2)運(yùn)動(dòng)規(guī)律:平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng).①建立直角坐標(biāo)系(一般以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O,以初速度vo方向?yàn)閤軸正方向,豎直向下為y軸正方向);②由兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)規(guī)律來處理(如右圖).4.圓周運(yùn)動(dòng)(1)描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量①線速度:描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,大小v=s/t(s是t時(shí)間內(nèi)通過弧長),方向?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)在圓弧某點(diǎn)的線速度方向沿圓弧該點(diǎn)的切線方向②角速度:描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢,大小ω=φ/t(單位rad/s),φ是連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑在t時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度.其方向在中學(xué)階段不研究.③周期T,頻率f做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫做周期.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫做頻率.

⑥向心力:總是指向圓心,產(chǎn)生向心加速度,向心力只改變線速度的方向,不改變速度的大小.大?。圩⒁猓菹蛐牧κ歉鶕?jù)力的效果命名的.在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí),千萬不可在物體受力之外再添加一個(gè)向心力.

(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng):線速度的大小恒定,角速度、周期和頻率都是恒定不變的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不變的,是速度大小不變而速度方向時(shí)刻在變的變速曲線運(yùn)動(dòng).

(3)變速圓周運(yùn)動(dòng):速度大小方向都發(fā)生變化,不僅存在著向心加速度(改變速度的方向),而且還存在著切向加速度(方向沿著軌道的切線方向,用來改變速度的大?。?一般而言,合加速度方向不指向圓心,合力不一定等于向心力.合外力在指向圓心方向的分力充當(dāng)向心力,產(chǎn)生向心加速度;合外力在切線方向的分力產(chǎn)生切向加速度.①如右上圖情景中,小球恰能過最高點(diǎn)的條件是v≥v臨v臨由重力提供向心力得v臨②如右下圖情景中,小球恰能過最高點(diǎn)的條件是v≥0。5★.萬有引力定律(1)萬有引力定律:宇宙間的一切物體都是互相吸引的.兩個(gè)物體間的引力的大小,跟它們的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比.

公式:

(2)★★★應(yīng)用萬有引力定律分析天體的運(yùn)動(dòng)

①基本方法:把天體的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng),其所需向心力由萬有引力提供.即F引=F向得:

應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選用適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行分析或計(jì)算.②天體質(zhì)量M、密度ρ的估算:

(3)三種宇宙速度

①第一宇宙速度:v1=7.9km/s,它是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度,也是地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度.

②第二宇宙速度(脫離速度):v2=11.2km/s,使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度.

③第三宇宙速度(逃逸速度):v3=16.7km/s,使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度.

(4)地球同步衛(wèi)星

所謂地球同步衛(wèi)星,是相對于地面靜止的,這種衛(wèi)星位于赤道上方某一高度的穩(wěn)定軌道上,且繞地球運(yùn)動(dòng)的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期,即T=24h=86400s,離地面高度

同步衛(wèi)星的軌道一定在赤道平面內(nèi),并且只有一條.所有同步衛(wèi)星都在這條軌道上,以大小相同的線速度,角速度和周期運(yùn)行著.

(5)衛(wèi)星的超重和失重

“超重”是衛(wèi)星進(jìn)入軌道的加速上升過程和回收時(shí)的減速下降過程,此情景與“升降機(jī)”中物體超重相同.“失重”是衛(wèi)星進(jìn)入軌道后正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),衛(wèi)星上的物體完全“失重”(因?yàn)橹亓μ峁┫蛐牧Γ?,此時(shí),在衛(wèi)星上的儀器,凡是制造原理與重力有關(guān)的均不能正常使用.五、機(jī)械能1.功

(1)功的定義:力和作用在力的方向上通過的位移的乘積.是描述力對空間積累效應(yīng)的物理量,是過程量.

定義式:W=F·s·cosθ,其中F是力,s是力的作用點(diǎn)位移(對地),θ是力與位移間的夾角.

(2)功的大小的計(jì)算方法:

①恒力的功可根據(jù)W=F·S·cosθ進(jìn)行計(jì)算,本公式只適用于恒力做功.②根據(jù)W=P·t,計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)平均做功.③利用動(dòng)能定理計(jì)算力的功,特別是變力所做的功.④根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度反過來可求功.

(3)摩擦力、空氣阻力做功的計(jì)算:功的大小等于力和路程的乘積.

發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)的兩物體的這一對相互摩擦力做的總功:W=fd(d是兩物體間的相對路程),且W=Q(摩擦生熱)2.功率

(1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是標(biāo)量.求功率時(shí)一定要分清是求哪個(gè)力的功率,還要分清是求平均功率還是瞬時(shí)功率.

(2)功率的計(jì)算①平均功率:P=W/t(定義式)表示時(shí)間t內(nèi)的平均功率,不管是恒力做功,還是變力做功,都適用.②瞬時(shí)功率:P=F·v·cosαP和v分別表示t時(shí)刻的功率和速度,α為兩者間的夾角.

(3)額定功率與實(shí)際功率:額定功率:發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的最大功率.實(shí)際功率:發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率,它可以小于額定功率,但不能長時(shí)間超過額定功率.

(4)交通工具的啟動(dòng)問題通常說的機(jī)車的功率或發(fā)動(dòng)機(jī)的功率實(shí)際是指其牽引力的功率.

①以恒定功率P啟動(dòng):機(jī)車的運(yùn)動(dòng)過程是先作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),后以最大速度vm=P/f作勻速直線運(yùn)動(dòng),.

②以恒定牽引力F啟動(dòng):機(jī)車先作勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)功率增大到額定功率時(shí)速度為v1=P/F,而后開始作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運(yùn)動(dòng)。3.動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能.表達(dá)式:Ek=mv2/2(1)動(dòng)能是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量.(2)動(dòng)能和動(dòng)量的區(qū)別和聯(lián)系

①動(dòng)能是標(biāo)量,動(dòng)量是矢量,動(dòng)量改變,動(dòng)能不一定改變;動(dòng)能改變,動(dòng)量一定改變.

②兩者的物理意義不同:動(dòng)能和功相聯(lián)系,動(dòng)能的變化用功來量度;動(dòng)量和沖量相聯(lián)系,動(dòng)量的變化用沖量來量度.③兩者之間的大小關(guān)系為EK=P2/2m

4.★★★★動(dòng)能定理:外力對物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化.表達(dá)式(1)動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲線運(yùn)動(dòng)的情況.(2)功和動(dòng)能都是標(biāo)量,不能利用矢量法則分解,故動(dòng)能定理無分量式.

(3)應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問題,都可以用動(dòng)能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡捷.

(4)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)是由幾個(gè)物理過程所組成,又不需要研究過程的中間狀態(tài)時(shí),可以把這幾個(gè)物理過程看作一個(gè)整體進(jìn)行研究,從而避開每個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的具體細(xì)節(jié),具有過程簡明、方法巧妙、運(yùn)算量小等優(yōu)點(diǎn).

5.重力勢能

(1)定義:地球上的物體具有跟它的高度有關(guān)的能量,叫做重力勢能,.

①重力勢能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的,而不是物體單獨(dú)具有的.②重力勢能的大小和零勢能面的選取有關(guān).③重力勢能是標(biāo)量,但有“+”、“-”之分.

(2)重力做功的特點(diǎn):重力做功只決定于初、末位置間的高度差,與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān).WG=mgh.

(3)做功跟重力勢能改變的關(guān)系:重力做功等于重力勢能增量的負(fù)值.即WG=-.

6.彈性勢能:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量.

★★★7.機(jī)械能守恒定律

(1)動(dòng)能和勢能(重力勢能、彈性勢能)統(tǒng)稱為機(jī)械能,E=Ek+Ep.

(2)機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容:在只有重力(和彈簧彈力)做功的情形下,物體動(dòng)能和重力勢能(及彈性勢能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變.(3)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式

(4)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的三種表示方式:

①系統(tǒng)初態(tài)的總機(jī)械能E1等于末態(tài)的總機(jī)械能E2,即E1=E2

②系統(tǒng)減少的總重力勢能ΔEP減等于系統(tǒng)增加的總動(dòng)能ΔEK增,即ΔEP減=ΔEK增③若系統(tǒng)只有A、B兩物體,則A物體減少的機(jī)械能等于B物體增加的機(jī)械能,即ΔEA減=ΔEB增

[注意]解題時(shí)究竟選取哪一種表達(dá)形式,應(yīng)根據(jù)題意靈活選取;需注意的是:選用①式時(shí),必須規(guī)定零勢能參考面,而選用②式和③式時(shí),可以不規(guī)定零勢能參考面,但必須分清能量的減少量和增加量.

(5)判斷機(jī)械能是否守恒的方法

①用做功來判斷:分析物體或物體受力情況(包括內(nèi)力和外力),明確各力做功的情況,若對物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功,沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零,則機(jī)械能守恒.

②用能量轉(zhuǎn)化來判定:若物體系中只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化,則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒.

③對一些繩子突然繃緊,物體間非彈性碰撞等問題,除非題目特別說明,機(jī)械能必定不守恒,完全非彈性碰撞過程機(jī)械能也不守恒.

8.功能關(guān)系

(1)當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時(shí),物體的機(jī)械能守恒.

(2)重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:WG=Ep1-Ep2.

(3)合外力對物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W合=Ek2-Ek1(動(dòng)能定理)

(4)除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:WF=E2-E1五、動(dòng)量1.動(dòng)量和沖量

(1)動(dòng)量:運(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動(dòng)量,即p=mv.是矢量,方向與v的方向相同.兩個(gè)動(dòng)量相同必須是大小相等,方向一致.

(2)沖量:力和力的作用時(shí)間的乘積叫做該力的沖量,即I=Ft.沖量也是矢量,它的方向由力的方向決定.

2.★★動(dòng)量定理:物體所受合外力的沖量等于它的動(dòng)量的變化.表達(dá)式:Ft=p′-p或Ft=mv′-mv

(1)上述公式是一矢量式,運(yùn)用它分析問題時(shí)要特別注意沖量、動(dòng)量及動(dòng)量變化量的方向.

(2)公式中的F是研究對象所受的包括重力在內(nèi)的所有外力的合力.

(3)動(dòng)量定理的研究對象可以是單個(gè)物體,也可以是物體系統(tǒng).對物體系統(tǒng),只需分析系統(tǒng)受的外力,不必考慮系統(tǒng)內(nèi)力.系統(tǒng)內(nèi)力的作用不改變整個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量.

(4)動(dòng)量定理不僅適用于恒定的力,也適用于隨時(shí)間變化的力.對于變力,動(dòng)量定理中的力F應(yīng)當(dāng)理解為變力在作用時(shí)間內(nèi)的平均值.

★★★3.動(dòng)量守恒定律:一個(gè)系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零,這個(gè)系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變.

表達(dá)式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

(1)動(dòng)量守恒定律成立的條件

①系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零.

②系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多,如碰撞問題中的摩擦力,爆炸過程中的重力等外力比起相互作用的內(nèi)力來小得多,可以忽略不計(jì).

③系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個(gè)方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變.

(2)動(dòng)量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬時(shí)性;③相對性;④普適性.

4.爆炸與碰撞

(1)爆炸、碰撞類問題的共同特點(diǎn)是物體間的相互作用突然發(fā)生,作用時(shí)間很短,作用力很大,且遠(yuǎn)大于系統(tǒng)受的外力,故可用動(dòng)量守恒定律來處理.

(2)在爆炸過程中,有其他形式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,系統(tǒng)的動(dòng)能爆炸后會增加,在碰撞過程中,系統(tǒng)的總動(dòng)能不可能增加,一般有所減少而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.

(3)由于爆炸、碰撞類問題作用時(shí)間很短,作用過程中物體的位移很小,一般可忽略不計(jì),可以把作用過程作為一個(gè)理想化過程簡化處理.即作用后還從作用前瞬間的位置以新的動(dòng)量開始運(yùn)動(dòng).

5.反沖現(xiàn)象:反沖現(xiàn)象是指在系統(tǒng)內(nèi)力作用下,系統(tǒng)內(nèi)一部分物體向某方向發(fā)生動(dòng)量變化時(shí),系統(tǒng)內(nèi)其余部分物體向相反的方向發(fā)生動(dòng)量變化的現(xiàn)象.噴氣式飛機(jī)、火箭等都是利用反沖運(yùn)動(dòng)的實(shí)例.顯然,在反沖現(xiàn)象里,系統(tǒng)的動(dòng)量是守恒的.6.能量和動(dòng)量的綜合運(yùn)用

動(dòng)量與能量的綜合問題,是高中力學(xué)最重要的綜合問題,也是難度較大的問題.分析這類問題時(shí),應(yīng)首先建立清晰的物理圖景,抽象出物理模型,選擇物理規(guī)律,建立方程進(jìn)行求解.這一部分的主要模型是碰撞.而碰撞過程,一般都遵從動(dòng)量守恒定律,但機(jī)械能不一定守恒,對彈性碰撞就守恒,非彈性碰撞就不守恒,總的能量是守恒的,對于碰撞過程的能量要分析物體間的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換.從而建立碰撞過程的能量關(guān)系方程.根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量關(guān)系分別建立方程,兩者聯(lián)立進(jìn)行求解,是這一部分常用的解決物理問題的方法.七、機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波1.簡諧運(yùn)動(dòng)

(1)定義:物體在跟偏離平衡位置的位移大小成正比,并且總是指向平衡位置的回復(fù)力的作用下的振動(dòng),叫做簡諧運(yùn)動(dòng).

(2)簡諧運(yùn)動(dòng)的特征:回復(fù)力F=-kx,加速度a=-kx/m,方向與位移方向相反,總指向平衡位置.

簡諧運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng),在平衡位置時(shí),速度最大,加速度為零;在最大位移處,速度為零,加速度最大.

(3)描述簡諧運(yùn)動(dòng)的物理量

①位移x:由平衡位置指向振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段,是矢量,其最大值等于振幅.

②振幅A:振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離,是標(biāo)量,表示振動(dòng)的強(qiáng)弱.

③周期T和頻率f:表示振動(dòng)快慢的物理量,二者互為倒數(shù)關(guān)系,即T=1/f.

(4)簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像

①意義:表示振動(dòng)物體位移隨時(shí)間變化的規(guī)律,注意振動(dòng)圖像不是質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡.

②特點(diǎn):簡諧運(yùn)動(dòng)的圖像是正弦(或余弦)曲線.

③應(yīng)用:可直觀地讀取振幅A、周期T以及各時(shí)刻的位移x,判定回復(fù)力、加速度方向,判定某段時(shí)間內(nèi)位移、回復(fù)力、加速度、速度、動(dòng)能、勢能的變化情況.

2.彈簧振子:周期和頻率只取決于彈簧的勁度系數(shù)和振子的質(zhì)量,與其放置的環(huán)境和放置的方式無任何關(guān)系.如某一彈簧振子做簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期為T,不管把它放在地球上、月球上還是衛(wèi)星中;是水平放置、傾斜放置還是豎直放置;振幅是大還是小,它的周期就都是T.

3.單擺:擺線的質(zhì)量不計(jì)且不可伸長,擺球的直徑比擺線的長度小得多,擺球可視為質(zhì)點(diǎn).單擺是一種理想化模型.(1)單擺的振動(dòng)可看作簡諧運(yùn)動(dòng)的條件是:最大擺角α<5°.

(2)單擺的回復(fù)力是重力沿圓弧切線方向并且指向平衡位置的分力.

(3)作簡諧運(yùn)動(dòng)的單擺的周期公式為:T=2π

①在振幅很小的條件下,單擺的振動(dòng)周期跟振幅無關(guān).

②單擺的振動(dòng)周期跟擺球的質(zhì)量無關(guān),只與擺長L和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭有關(guān).

③擺長L是指懸點(diǎn)到擺球重心間的距離,在某些變形單擺中,擺長L應(yīng)理解為等效擺長,重力加速度應(yīng)理解為等效重力加速度(一般情況下,等效重力加速度g'等于擺球靜止在平衡位置時(shí)擺線的張力與擺球質(zhì)量的比值).

4.受迫振動(dòng)

(1)受迫振動(dòng):振動(dòng)系統(tǒng)在周期性驅(qū)動(dòng)力作用下的振動(dòng)叫受迫振動(dòng).

(2)受迫振動(dòng)的特點(diǎn):受迫振動(dòng)穩(wěn)定時(shí),系統(tǒng)振動(dòng)的頻率等于驅(qū)動(dòng)力的頻率,跟系統(tǒng)的固有頻率無關(guān).

(3)共振:當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率時(shí),振動(dòng)物體的振幅最大,這種現(xiàn)象叫做共振.

共振的條件:驅(qū)動(dòng)力的頻率等于振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率.

5.機(jī)械波:機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播形成機(jī)械波.(1)機(jī)械波產(chǎn)生的條件:①波源;②介質(zhì)(2)機(jī)械波的分類①橫波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向垂直的波叫橫波.橫波有凸部(波峰)和凹部(波谷).

②縱波:質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向在同一直線上的波叫縱波.縱波有密部和疏部.

[注意]氣體、液體、固體都能傳播縱波,但氣體、液體不能傳播橫波.(3)機(jī)械波的特點(diǎn)

①機(jī)械波傳播的是振動(dòng)形式和能量.質(zhì)點(diǎn)只在各自的平衡位置附近振動(dòng),并不隨波遷移.

②介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)周期和頻率都與波源的振動(dòng)周期和頻率相同.③離波源近的質(zhì)點(diǎn)帶動(dòng)離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點(diǎn)依次振動(dòng).

6.波長、波速和頻率及其關(guān)系

(1)波長:兩個(gè)相鄰的且在振動(dòng)過程中對平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長.振動(dòng)在一個(gè)周期里在介質(zhì)中傳播的距離等于一個(gè)波長.(2)波速:波的傳播速率.機(jī)械波的傳播速率由介質(zhì)決定,與波源無關(guān).(3)頻率:波的頻率始終等于波源的振動(dòng)頻率,與介質(zhì)無關(guān).(4)三者關(guān)系:v=λf

7.★波動(dòng)圖像:表示波的傳播方向上,介質(zhì)中的各個(gè)質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻相對平衡位置的位移.當(dāng)波源作簡諧運(yùn)動(dòng)時(shí),它在介質(zhì)中形成簡諧波,其波動(dòng)圖像為正弦或余弦曲線.

(1)由波的圖像可獲取的信息

①從圖像可以直接讀出振幅(注意單位).②從圖像可以直接讀出波長(注意單位).

③可求任一點(diǎn)在該時(shí)刻相對平衡位置的位移(包括大小和方向)

④在波速方向已知(或已知波源方位)時(shí)可確定各質(zhì)點(diǎn)在該時(shí)刻的振動(dòng)方向.⑤可以確定各質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度方向(加速度總是指向平衡位置)(2)波動(dòng)圖像與振動(dòng)圖像的比較:振動(dòng)圖象波動(dòng)圖象研究對象一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)沿波傳播方向所有的質(zhì)點(diǎn)研究內(nèi)容一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的位移隨時(shí)間變化規(guī)律某時(shí)刻所有質(zhì)點(diǎn)的空間分布規(guī)律圖象物理意義表示一質(zhì)點(diǎn)在各時(shí)刻的位移表示某時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的位移圖象變化隨時(shí)間推移圖象延續(xù),但已有形狀不變隨時(shí)間推移,圖象沿傳播方向平移一個(gè)完整曲線占橫坐標(biāo)距離表示一個(gè)周期表示一個(gè)波長8.波動(dòng)問題多解性

波的傳播過程中時(shí)間上的周期性、空間上的周期性以及傳播方向上的雙向性是導(dǎo)致“波動(dòng)問題多解性”的主要原因.若題目假設(shè)一定的條件,可使無限系列解轉(zhuǎn)化為有限或惟一解9.波的衍射

波在傳播過程中偏離直線傳播,繞過障礙物的現(xiàn)象.衍射現(xiàn)象總是存在的,只有明顯與不明顯的差異.波發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是:障礙物(或小孔)的尺寸比波的波長小或能夠與波長差不多.

10.波的疊加

幾列波相遇時(shí),每列波能夠保持各自的狀態(tài)繼續(xù)傳播而不互相干擾,只是在重疊的區(qū)域里,任一質(zhì)點(diǎn)的總位移等于各列波分別引起的位移的矢量和.兩列波相遇前、相遇過程中、相遇后,各自的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生任何變化,這是波的獨(dú)立性原理.

11.波的干涉:

頻率相同的兩列波疊加,某些區(qū)域的振動(dòng)加強(qiáng),某些區(qū)域的振動(dòng)減弱,并且振動(dòng)加強(qiáng)和振動(dòng)減弱的區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象,叫波的干涉.產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的條件:兩列波的頻率相同,振動(dòng)情況穩(wěn)定.

[注意]①干涉時(shí),振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)域或振動(dòng)減弱區(qū)域的空間位置是不變的,加強(qiáng)區(qū)域中心質(zhì)點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之和,減弱區(qū)域中心質(zhì)點(diǎn)的振幅等于兩列波的振幅之差.

②兩列波在空間相遇發(fā)生干涉,兩列波的波峰相遇點(diǎn)為加強(qiáng)點(diǎn),波峰和波谷的相遇點(diǎn)是減弱的點(diǎn),加強(qiáng)的點(diǎn)只是振幅大了,并非任一時(shí)刻的位移都大;減弱的點(diǎn)只是振幅小了,也并非任一時(shí)刻的位移都最小.如圖若S1、S2為振動(dòng)方向同步的相干波源,當(dāng)PS1-PS2=nλ時(shí),振動(dòng)加強(qiáng);當(dāng)PS1-PS2=(2n+1)λ/2時(shí),振動(dòng)減弱。12.聲波

(1)空氣中的聲波是縱波,傳播速度為340m/s.(2)能夠引起人耳感覺的聲波頻率范圍是:20~20000Hz.

(3)超聲波:頻率高于20000Hz的聲波.①超聲波的重要性質(zhì)有:波長短,不容易發(fā)生衍射,基本上能直線傳播,因此可以使能量定向集中傳播;穿透能力強(qiáng).

②對超聲波的利用:用聲納探測潛艇、魚群,探察金屬內(nèi)部的缺陷;利用超聲波碎石治療膽結(jié)石、腎結(jié)石等;利用“B超”探察人體內(nèi)病變.

13.多普勒效應(yīng):由于波源和觀察者之間有相對運(yùn)動(dòng)使觀察者感到頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象.其特點(diǎn)是:當(dāng)波源與觀察者有相對運(yùn)動(dòng),兩者相互接近時(shí),觀察者接收到的頻率增大;兩者相互遠(yuǎn)離時(shí),觀察者接收到的頻率減小.九、電場1.兩種電荷(1)自然界中存在兩種電荷:正電荷與負(fù)電荷.(2)電荷守恒定律:2.★庫侖定律

(1)內(nèi)容:在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們之間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上.(2)公式:(3)適用條件:真空中的點(diǎn)電荷.

點(diǎn)電荷是一種理想化的模型.如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得多,以致帶電體的體積和形狀對相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),這種帶電體就可以看成點(diǎn)電荷,但點(diǎn)電荷自身不一定很小,所帶電荷量也不一定很少.

3.電場強(qiáng)度、電場線

(1)電場:帶電體周圍存在的一種物質(zhì),是電荷間相互作用的媒體.電場是客觀存在的,電場具有力的特性和能的特性.

(2)電場強(qiáng)度:放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值,叫做這一點(diǎn)的電場強(qiáng)度.定義式:E=F/q方向:正電荷在該點(diǎn)受力方向.

(3)電場線:在電場中畫出一系列的從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致,這些曲線叫做電場線.電場線的性質(zhì):①電場線是起始于正電荷(或無窮遠(yuǎn)處),終止于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn)處);②電場線的疏密反映電場的強(qiáng)弱;③電場線不相交;④電場線不是真實(shí)存在的;⑤電場線不一定是電荷運(yùn)動(dòng)軌跡.

(4)勻強(qiáng)電場:在電場中,如果各點(diǎn)的場強(qiáng)的大小和方向都相同,這樣的電場叫勻強(qiáng)電場.勻強(qiáng)電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線.

(5)電場強(qiáng)度的疊加:電場強(qiáng)度是矢量,當(dāng)空間的電場是由幾個(gè)點(diǎn)電荷共同激發(fā)的時(shí)候,空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)所激發(fā)的電場在該點(diǎn)的場強(qiáng)的矢量和.

4.電勢差U:電荷在電場中由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí),電場力所做的功WAB與電荷量q的比值WAB/q叫做AB兩點(diǎn)間的電勢差.公式:UAB=WAB/q電勢差有正負(fù):UAB=-UBA,一般常取絕對值,寫成U.

5.電勢φ:電場中某點(diǎn)的電勢等于該點(diǎn)相對零電勢點(diǎn)的電勢差.

(1)電勢是個(gè)相對的量,某點(diǎn)的電勢與零電勢點(diǎn)的選取有關(guān)(通常取離電場無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢為零電勢).因此電勢有正、負(fù),電勢的正負(fù)表示該點(diǎn)電勢比零電勢點(diǎn)高還是低.

(2)沿著電場線的方向,電勢越來越低.

6.電勢能:電荷在電場中某點(diǎn)的電勢能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢能為零處(電勢為零處)電場力所做的功ε=qU

7.等勢面:電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢面.

(1)等勢面上各點(diǎn)電勢相等,在等勢面上移動(dòng)電荷電場力不做功.

(2)等勢面一定跟電場線垂直,而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面.

(3)畫等勢面(線)時(shí),一般相鄰兩等勢面(或線)間的電勢差相等.這樣,在等勢面(線)密處場強(qiáng)大,等勢面(線)疏處場強(qiáng)小.

8.電場中的功能關(guān)系

(1)電場力做功與路徑無關(guān),只與初、末位置有關(guān).

計(jì)算方法有:由公式W=qEcosθ計(jì)算(此公式只適合于勻強(qiáng)電場中),或由動(dòng)能定理計(jì)算.

(2)只有電場力做功,電勢能和電荷的動(dòng)能之和保持不變.

(3)只有電場力和重力做功,電勢能、重力勢能、動(dòng)能三者之和保持不變.

9.靜電屏蔽:處于電場中的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩,其空腔部分的場強(qiáng)處處為零,即能把外電場遮住,使內(nèi)部不受外電場的影響,這就是靜電屏蔽.

10.★★★★帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)

(1)帶電粒子在電場中加速

帶電粒子在電場中加速,若不計(jì)粒子的重力,則電場力對帶電粒子做功等于帶電粒子動(dòng)能的增量.

(2)帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)

帶電粒子以垂直勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向進(jìn)入電場后,做類平拋運(yùn)動(dòng).垂直于場強(qiáng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng):Vx=V0,L=V0t.平行于場強(qiáng)方向做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng):(3)是否考慮帶電粒子的重力要根據(jù)具體情況而定.一般說來:

①基本粒子:如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或明確的暗示以外,一般都不考慮重力(但不能忽略質(zhì)量).

②帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有說明或明確的暗示以外,一般都不能忽略重力.

(4)帶電粒子在勻強(qiáng)電場與重力場的復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)

由于帶電粒子在勻強(qiáng)電場中所受電場力與重力都是恒力,因此可以用兩種方法處理:①正交分解法;②等效“重力”法.

11.示波管的原理:示波管由電子槍,偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成,管內(nèi)抽成真空.如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加掃描電壓,同時(shí)加在偏轉(zhuǎn)電極YY′上所要研究的信號電壓,其周期與掃描電壓的周期相同,在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時(shí)間變化的圖線.

12.電容(1)定義:電容器的帶電荷量跟它的兩板間的電勢差的比值(2)定義式:[注意]電容器的電容是反映電容本身貯電特性的物理量,由電容器本身的介質(zhì)特性與幾何尺寸決定,與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關(guān)。(3)單位:法拉(F),1F=106μF,1μF=106pF.

(4)平行板電容器的電容:.在分析平行板電容器有關(guān)物理量變化情況時(shí),往往需將結(jié)合在一起加以考慮,其中C=反映了電容器本身的屬性,是定義式,適用于各種電容器;,表明了平行板電容器的電容決定于哪些因素,僅適用于平行板電容器;若電容器始終連接在電池上,兩極板的電壓不變.若電容器充電后,切斷與電池的連接,電容器的帶電荷量不變.十、穩(wěn)恒電流1.電流(1)定義:電荷的定向移動(dòng)形成電流.(2)電流的方向:規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较?

在外電路中電流由高電勢點(diǎn)流向低電勢點(diǎn),在電源的內(nèi)部電流由低電勢點(diǎn)流向高電勢點(diǎn)(由負(fù)極流向正極).

2.電流強(qiáng)度:(1)定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時(shí)間的比值,I=q/t

(2)在國際單位制中電流的單位是安.1mA=10-3A,1μA=10-6A

(3)電流強(qiáng)度的定義式中,如果是正、負(fù)離子同時(shí)定向移動(dòng),q應(yīng)為正負(fù)離子的電荷量和.

(1)定義:導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體中的電流的比值叫導(dǎo)體的電阻.(2)定義式:R=U/I,單位:Ω

(3)電阻是導(dǎo)體本身的屬性,跟導(dǎo)體兩端的電壓及通過電流無關(guān).

3★★.電阻定律

(1)內(nèi)容:在溫度不變時(shí),導(dǎo)體的電阻R與它的長度L成正比,與它的橫截面積S成反比.

(2)公式:R=ρL/S.(3)適用條件:①粗細(xì)均勻的導(dǎo)線;②濃度均勻的電解液.

4.電阻率:反映了材料對電流的阻礙作用.

(1)有些材料的電阻率隨溫度升高而增大(如金屬);有些材料的電阻率隨溫度升高而減?。ㄈ绨雽?dǎo)體和絕緣體);有些材料的電阻率幾乎不受溫度影響(如錳銅和康銅).

(2)半導(dǎo)體:導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間,而且電阻隨溫度的增加而減小,這種材料稱為半導(dǎo)體,半導(dǎo)體有熱敏特性,光敏特性,摻入微量雜質(zhì)特性.

(3)超導(dǎo)現(xiàn)象:當(dāng)溫度降低到絕對零度附近時(shí),某些材料的電阻率突然減小到零,這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象,處于這種狀態(tài)的物體叫超導(dǎo)體.

5.電功和電熱

(1)電功和電功率:

電流做功的實(shí)質(zhì)是電場力對電荷做功.電場力對電荷做功,電荷的電勢能減少,電勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt,這是計(jì)算電功普遍適用的公式.

單位時(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率,P=W/t=UI,這是計(jì)算電功率普遍適用的公式.

(2)★焦耳定律:Q=I2Rt,式中Q表示電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,單位是J.焦耳定律無論是對純電阻電路還是對非純電阻電路都是適用的.

(3)電功和電熱的關(guān)系

①純電阻電路消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,電功和電熱是相等的.所以有W=Q,UIt=I2Rt,U=IR(歐姆定律成立),②非純電阻電路消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為熱能,另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能.所以有W>Q,UIt>I2Rt,U>IR(歐姆定律不成立).

★6.串并聯(lián)電路

電路串聯(lián)電路(P、U與R成正比)并聯(lián)電路(P、I與R成反比)電阻關(guān)系R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+電流關(guān)系I總=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+電壓關(guān)系U總=U1+U2+U3+U總=U1=U2=U3=功率分配P總=P1+P2+P3+P總=P1+P2+P3+7.電動(dòng)勢(1)物理意義:反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量.例如一節(jié)干電池的電動(dòng)勢E=15V,物理意義是指:電路閉合后,電流通過電源,每通過1C的電荷,干電池就把15J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能.

(2)大小:等于電路中通過1C電荷量時(shí)電源所提供的電能的數(shù)值,等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓,在閉合電路中等于內(nèi)外電路上電勢降落之和E=U外+U內(nèi).

★★8.閉合電路歐姆定律

(1)內(nèi)容:閉合電路的電流強(qiáng)度跟電源的電動(dòng)勢成正比,跟閉合電路總電阻成反比.

(2)表達(dá)式:I=E/(R+r)

(3)總電流I和路端電壓U隨外電阻R的變化規(guī)律

當(dāng)R增大時(shí),I變小,又據(jù)U=E-Ir知,U變大.當(dāng)R增大到∞時(shí),I=0,U=E(斷路).

當(dāng)R減小時(shí),I變大,又據(jù)U=E-Ir知,U變小.當(dāng)R減小到零時(shí),I=Er,U=0(短路).

9.路端電壓隨電流變化關(guān)系圖像

U端=E-Ir.上式的函數(shù)圖像是一條向下傾斜的直線.縱坐標(biāo)軸上的截距等于電動(dòng)勢的大小;橫坐標(biāo)軸上的截距等于短路電流I短;圖線的斜率值等于電源內(nèi)阻的大小.

10.閉合電路中的三個(gè)功率

(1)電源的總功率:就是電源提供的總功率,即電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率,也叫電源消耗的功率P總=EI.

(2)電源輸出功率:整個(gè)外電路上消耗的電功率.對于純電阻電路,電源的輸出功率.

P出=I2R=[E/(R+r)]2R,當(dāng)R=r時(shí),電源輸出功率最大,其最大輸出功率為Pmax=E2/4r

(3)電源內(nèi)耗功率:內(nèi)電路上消耗的電功率P內(nèi)=U內(nèi)I=I2r

(4)電源的效率:指電源的輸出功率與電源的功率之比,即η=P出/P總=IU/IE=U/E.

11.電阻的測量原理是歐姆定律.因此只要用電壓表測出電阻兩端的電壓,用安培表測出通過電流,用R=U/I即可得到阻值.

①內(nèi)、外接的判斷方法:若Rx大大大于RA,采用內(nèi)接法;Rx小小小于RV,采用外接法.②滑動(dòng)變阻器的兩種接法:分壓法的優(yōu)勢是電壓變化范圍大;限流接法的優(yōu)勢在于電路連接簡便,附加功率損耗小.當(dāng)兩種接法均能滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí),一般選限流接法.當(dāng)負(fù)載RL較小、變阻器總阻值較大時(shí)(RL的幾倍),一般用限流接法.但以下三種情況必須采用分壓式接法:

a.要使某部分電路的電壓或電流從零開始連接調(diào)節(jié),只有分壓電路才能滿足.b.如果實(shí)驗(yàn)所提供的電壓表、電流表量程或電阻元件允許最大電流較小,采用限流接法時(shí),無論怎樣調(diào)節(jié),電路中實(shí)際電流(壓)都會超過電表量程或電阻元件允許的最大電流(壓),為了保護(hù)電表或電阻元件免受損壞,必須要采用分壓接法電路.

c.伏安法測電阻實(shí)驗(yàn)中,若所用的變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值,采用限流接法時(shí),即使變阻器觸頭從一端滑至另一端,待測電阻上的電流(壓)變化也很小,這不利于多次測量求平均值或用圖像法處理數(shù)據(jù).為了在變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測電阻阻值的情況下能大范圍地調(diào)節(jié)待測電阻上的電流(壓),應(yīng)選擇變阻器的分壓接法.十一、磁場1.磁場

(1)磁場:磁場是存在于磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷周圍的一種物質(zhì).永磁體和電流都能在空間產(chǎn)生磁場.變化的電場也能產(chǎn)生磁場.(2)磁場的基本特點(diǎn):磁場對處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用.

(3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì):一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷(或電流)之間通過磁場而發(fā)生的相互作用.

(4)安培分子電流假說在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流即分子電流,分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒成為微小的磁體.

(5)磁場的方向:規(guī)定在磁場中任一點(diǎn)小磁針N極受力的方向(或者小磁針靜止時(shí)N極的指向)就是那一點(diǎn)的磁場方向.

2.磁感線

(1)在磁場中人為地畫出一系列曲線,曲線的切線方向表示該位置的磁場方向,曲線的疏密能定性地表示磁場的弱強(qiáng),這一系列曲線稱為磁感線.

(2)磁鐵外部的磁感線,都從磁鐵N極出來,進(jìn)入S極,在內(nèi)部,由S極到N極,磁感線是閉合曲線;磁感線不相交.

(3)幾種典型磁場的磁感線的分布:

①直線電流的磁場:同心圓、非勻強(qiáng)、距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱.

②通電螺線管的磁場:兩端分別是N極和S極,管內(nèi)可看作勻強(qiáng)磁場,管外是非勻強(qiáng)磁場.

③環(huán)形電流的磁場:兩側(cè)是N極和S極,離圓環(huán)中心越遠(yuǎn),磁場越弱.

④勻強(qiáng)磁場:磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等、方向處處相同.勻強(qiáng)磁場中的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線.

3.磁感應(yīng)強(qiáng)度

(1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場強(qiáng)弱的物理量,在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線,受到的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值,叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,定義式B=F/IL.單位T,1T=1N/(A·m).

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場方向,即通過該點(diǎn)的磁感線的切線方向.

(3)磁場中某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及方向是客觀存在的,與放入的電流強(qiáng)度I的大小、導(dǎo)線的長短L的大小無關(guān),與電流受到的力也無關(guān),即使不放入載流導(dǎo)體,它的磁感應(yīng)強(qiáng)度也照樣存在,因此不能說B與F成正比,或B與IL成反比.

(4)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四邊形定則,注意磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處的磁場方向,并不是在該處的電流的受力方向.

4.地磁場:地球的磁場與條形磁體的磁場相似,其主要特點(diǎn)有三個(gè):

(1)地磁場的N極在地球南極附近,S極在地球北極附近.

(2)地磁場B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向北極,而豎直分量(By)則南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下.

(3)在赤道平面上,距離地球表面相等的各點(diǎn),磁感強(qiáng)度相等,且方向水平向北.

5★.安培力

(1)安培力大小F=BIL.式中F、B、I要兩兩垂直,L是有效長度.若載流導(dǎo)體是彎曲導(dǎo)線,且導(dǎo)線所在平面與磁感強(qiáng)度方向垂直,則L指彎曲導(dǎo)線中始端指向末端的直線長度.

(2)安培力的方向由左手定則判定.

(3)安培力做功與路徑有關(guān),繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負(fù),也可以為零,而不像重力和電場力那樣做功總為零.

6.★洛倫茲力

(1)洛倫茲力的大小f=qvB,條件:v⊥B.當(dāng)v∥B時(shí),f=0.

(2)洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功.

(3)洛倫茲力與安培力的關(guān)系:洛倫茲力是安培力的微觀實(shí)質(zhì),安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定.

(4)在磁場中靜止的電荷不受洛倫茲力作用.

7.★★★帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下(電子、質(zhì)子、α粒子等微觀粒子的重力通常忽略不計(jì)),

(1)若帶電粒子的速度方向與磁場方向平行(相同或相反),帶電粒子以入射速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng).

(2)若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直,帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi),以入射速率v做勻速圓周運(yùn)動(dòng).①軌道半徑公式:r=mv/qB②周期公式:T=2πm/qB

8.帶電粒子在復(fù)合場中運(yùn)動(dòng)

(1)帶電粒子在復(fù)合場中做直線運(yùn)動(dòng)

①帶電粒子所受合外力為零時(shí),做勻速直線運(yùn)動(dòng),處理這類問題,應(yīng)根據(jù)受力平衡列方程求解.

②帶電粒子所受合外力恒定,且與初速度在一條直線上,粒子將作勻變速直線運(yùn)動(dòng),處理這類問題,根據(jù)洛倫茲力不做功的特點(diǎn),選用牛頓第二定律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理、能量守恒等規(guī)律列方程求解.

(2)帶電粒子在復(fù)合場中做曲線運(yùn)動(dòng)

①當(dāng)帶電粒子在所受的重力與電場力等值反向時(shí),洛倫茲力提供向心力時(shí),帶電粒子在垂直于磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).處理這類問題,往往同時(shí)應(yīng)用牛頓第二定律、動(dòng)能定理列方程求解.

②當(dāng)帶電粒子所受的合外力是變力,與初速度方向不在同一直線上時(shí),粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng),這時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧,也不是拋物線,一般處理這類問題,選用動(dòng)能定理或能量守恒列方程求解.

③由于帶電粒子在復(fù)合場中受力情況復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況多變,往往出現(xiàn)臨界問題,這時(shí)應(yīng)以題目中“最大”、“最高”“至少”等詞語為突破口,挖掘隱含條件,根據(jù)臨界條件列出輔助方程,再與其他方程聯(lián)立求解.十二、電磁感應(yīng)1.★電磁感應(yīng)現(xiàn)象:利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流.

(1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,即ΔΦ≠0.(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的條件:無論回路是否閉合,只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化,線路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢.產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.

(3)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,如果回路閉合,則有感應(yīng)電流,回路不閉合,則只有感應(yīng)電動(dòng)勢而無感應(yīng)電流.

2.磁通量(1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個(gè)面的磁通量,定義式:Φ=BS.如果面積S與B不垂直,應(yīng)以B乘以在垂直于磁場方向上的投影面積S′,即Φ=BS′,國際單位:Wb

求磁通量時(shí)應(yīng)該是穿過某一面積的磁感線的凈條數(shù).任何一個(gè)面都有正、反兩個(gè)面;磁感線從面的正方向穿入時(shí),穿過該面的磁通量為正.反之,磁通量為負(fù).所求磁通量為正、反兩面穿入的磁感線的代數(shù)和.

3.★楞次定律

(1)楞次定律:感應(yīng)電流的磁場,總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.楞次定律適用于一般情況的感應(yīng)電流方向的判定,而右手定則只適用于導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況,此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡便.

(2)對楞次定律的理解

①誰阻礙誰———感應(yīng)電流的磁通量阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量.

②阻礙什么———阻礙的是穿過回路的磁通量的變化,而不是磁通量本身.③如何阻礙———原磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反;當(dāng)原磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同,即“增反減同”.④阻礙的結(jié)果———阻礙并不是阻止,結(jié)果是增加的還增加,減少的還減少.

(3)楞次定律的另一種表述:感應(yīng)電流總是阻礙產(chǎn)生它的那個(gè)原因,表現(xiàn)形式有三種:

①阻礙原磁通量的變化;②阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng);③阻礙原電流的變化(自感).

★★★★4.法拉第電磁感應(yīng)定律

電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.表達(dá)式E=nΔΦ/Δt

當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),其感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算公式為E=BLvsinθ.當(dāng)B、L、v三者兩兩垂直時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢E=BLv.(1)兩個(gè)公式的選用方法E=nΔΦ/Δt計(jì)算的是在Δt時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢,只有當(dāng)磁通量的變化率是恒定不變時(shí),它算出的才是瞬時(shí)電動(dòng)勢.E=BLvsinθ中的v若為瞬時(shí)速度,則算出的就是瞬時(shí)電動(dòng)勢:若v為平均速度,算出的就是平均電動(dòng)勢.(2)公式的變形

①當(dāng)線圈垂直磁場方向放置,線圈的面積S保持不變,只是磁場的磁感強(qiáng)度均勻變化時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢:E=nSΔB/Δt.

②如果磁感強(qiáng)度不變,而線圈面積均勻變化時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢E=Nbδs/Δt.

5.自感現(xiàn)象

(1)自感現(xiàn)象:由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.(2)自感電動(dòng)勢:在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢叫自感電動(dòng)勢.自感電動(dòng)勢的大小取決于線圈自感系數(shù)和本身電流變化的快慢,自感電動(dòng)勢方向總是阻礙電流的變化.

6.電磁感應(yīng)中的電路問題

在電磁感應(yīng)中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源,將它們接上電容器,便可使電容器充電;將它們接上電阻等用電器,便可對用電器供電,在回路中形成電流.因此,電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起.解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問題的基本方法是:

(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向.(2)畫等效電路.

(3)運(yùn)用全電路歐姆定律,串并聯(lián)電路性質(zhì),電功率等公式聯(lián)立求解.

8.電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題

(1)通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力作用,電磁感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián)系在一起,基本方法是:①用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向.②求回路中電流強(qiáng)度.

③分析研究導(dǎo)體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向).④列動(dòng)力學(xué)方程或平衡方程求解.

(2)電磁感應(yīng)力學(xué)問題中,要抓好受力情況,運(yùn)動(dòng)情況的動(dòng)態(tài)分析,導(dǎo)體受力運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→周而復(fù)始地循環(huán),循環(huán)結(jié)束時(shí),加速度等于零,導(dǎo)體達(dá)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)狀態(tài),抓住a=0時(shí),速度v達(dá)最大值的特點(diǎn).

9.電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化問題

導(dǎo)體切割磁感線或閉合回路中磁通量發(fā)生變化,在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,機(jī)械能或其他形式能量便轉(zhuǎn)化為電能,具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱,又可使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能,因此,電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化,用能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)研究電磁感應(yīng)問題常是導(dǎo)體的穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)(勻速直線運(yùn)動(dòng)或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)),對應(yīng)的受力特點(diǎn)是合外力為零,能量轉(zhuǎn)化過程常常是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,解決這類問題的基本方法是:

(1)用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢的大小和方向.

(2)畫出等效電路,求出回路中電阻消耗電功率表達(dá)式.

(3)分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化,用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿足的方程.

10.電磁感應(yīng)中圖像問題

電磁感應(yīng)現(xiàn)象中圖像問題的分析,要抓住磁通量的變化是否均勻,從而推知感應(yīng)電動(dòng)勢(電流)大小是否恒定.用楞次定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(或電流)的方向,從而確定其正負(fù),以及在坐標(biāo)中的范圍.

另外,要正確解決圖像問題,必須能根據(jù)圖像的意義把圖像反映的規(guī)律對應(yīng)到實(shí)際過程中去,又能根據(jù)實(shí)際過程的抽象規(guī)律對應(yīng)到圖像中去,最終根據(jù)實(shí)際過程的物理規(guī)律進(jìn)行判斷.十三、交變電流1.交變電流:大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流,叫做交變電流.按正弦規(guī)律變化的電動(dòng)勢、電流稱為正弦交流電.

2.正弦交流電(1)函數(shù)式:e=Emsinωt(其中★Em=NBSω)(2)線圈平面與中性面重合時(shí),磁通量最大,電動(dòng)勢為零,磁通量的變化率為零,線圈平面與中心面垂直時(shí),磁通量為零,電動(dòng)勢最大,磁通量的變化率最大.

(3)若從線圈平面和磁場方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí),交變電流的變化規(guī)律為i=Imcosωt..

(4)圖像:正弦交流電的電動(dòng)勢e、電流i、和電壓u,其變化規(guī)律可用函數(shù)圖像描述。

3.表征交變電流的物理量

(1)瞬時(shí)值:交流電某一時(shí)刻的值,常用e、u、i表示.

(2)最大值:Em=NBSω,最大值Em(Um,Im)與線圈的形狀,以及轉(zhuǎn)動(dòng)軸處于線圈平面內(nèi)哪個(gè)位置無關(guān).在考慮電容器的耐壓值時(shí),則應(yīng)根據(jù)交流電的最大值.

(3)有效值:交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的.即在同一時(shí)間內(nèi),跟某一交流電能使同一電阻產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值,叫做該交流電的有效值.

①求電功、電功率以及確定保險(xiǎn)絲的熔斷電流等物理量時(shí),要用有效值計(jì)算,有效值與最大值之間的關(guān)系E=Em/,U=Um/,I=Im/只適用于正弦交流電,其他交變電流的有效值只能根據(jù)有效值的定義來計(jì)算,切不可亂套公式.②在正弦交流電中,各種交流電器設(shè)備上標(biāo)示值及交流電表上的測量值都指有效值.

(4)周期和頻率周期T:交流電完成一次周期性變化所需的時(shí)間.在一個(gè)周期內(nèi),交流電的方向變化兩次.

頻率f:交流電在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù).角頻率:ω=2π/T=2πf.

4.電感、電容對交變電流的影響

(1)電感:通直流、阻交流;通低頻、阻高頻.(2)電容:通交流、隔直流;通高頻、阻低頻.

5.變壓器-(1)理想變壓器:工作時(shí)無功率損失(即無銅損、鐵損),因此,理想變壓器原副線圈電阻均不計(jì).

(2)★理想變壓器的關(guān)系式:

①電壓關(guān)系:U1/U2=n1/n2(變壓比),即電壓與匝數(shù)成正比.

②功率關(guān)系:P入=P出,即I1U1=I2U2+I3U3+…

③電流關(guān)系:I1/I2=n2/n1(變流比),即對只有一個(gè)副線圈的變壓器電流跟匝數(shù)成反比.

(3)變壓器的高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小,可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制,低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大,應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制.

6.電能的輸送(1)關(guān)鍵:減少輸電線上電能的損失:P耗=I2R線

(2)方法:①減小輸電導(dǎo)線的電阻,如采用電阻率小的材料;加大導(dǎo)線的橫截面積.②提高輸電電壓,減小輸電電流.前一方法的作用十分有限,代價(jià)較高,一般采用后一種方法.

(3)遠(yuǎn)距離輸電過程:輸電導(dǎo)線損耗的電功率:P損=(P/U)2R線,因此,當(dāng)輸送的電能一定時(shí),輸電電壓增大到原來的n倍,輸電導(dǎo)線上損耗的功率就減少到原來的1/n2。(4)解有關(guān)遠(yuǎn)距離輸電問題時(shí),公式P損=U線I線或P損=U線2R線不常用,其原因是在一般情況下,U線不易求出,且易把U線和U總相混淆而造成錯(cuò)誤.十四、電磁場和電磁波

1.麥克斯韋的電磁場理論

(1)變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場,變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場.

(2)隨時(shí)間均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定電場.隨時(shí)間不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場.隨時(shí)間均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定磁場,隨時(shí)間不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場.

(3)變化的電場和變化的磁場總是相互關(guān)系著,形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體,這就是電磁場.

2.電磁波

(1)周期性變化的電場和磁場總是互相轉(zhuǎn)化,互相激勵(lì),交替產(chǎn)生,由發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播,形成電磁波.(2)電磁波是橫波(3)電磁波可以在真空中傳播,電磁波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一介質(zhì),頻率不變、波速和波長均發(fā)生變化,電磁波傳播速度v等于波長λ和頻率f的乘積,即v=λf,任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于真空中的光速c=3.00×108m十五、光的反射和折射1.光的直線傳播

(1)光在同一種均勻介質(zhì)中沿直線傳播.小孔成像,影的形成,日食和月食都是光直線傳播的例證.(2)影是光被不透光的物體擋住所形成的暗區(qū).影可分為本影和半影,在本影區(qū)域內(nèi)完全看不到光源發(fā)出的光,在半影區(qū)域內(nèi)只能看到光源的某部分發(fā)出的光.點(diǎn)光源只形成本影,非點(diǎn)光源一般會形成本影和半影.本影區(qū)域的大小與光源的面積有關(guān),發(fā)光面越大,本影區(qū)越小.(3)日食和月食:

人位于月球的本影內(nèi)能看到日全食,位于月球的半影內(nèi)能看到日偏食,位于月球本影的延伸區(qū)域(即“偽本影”)能看到日環(huán)食;當(dāng)月球全部進(jìn)入地球的本影區(qū)域時(shí),人可看到月全食.月球部分進(jìn)入地球的本影區(qū)域時(shí),看到的是月偏食.

2.光的反射現(xiàn)象:光線入射到兩種介質(zhì)的界面上時(shí),其中一部分光線在原介質(zhì)中改變傳播方向的現(xiàn)象.

(1)光的反射定律:

①反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi),反射光線和入射光線分居于法線兩側(cè).②反射角等于入射角.

(2)反射定律表明,對于每一條入射光線,反射光線是唯一的,在反射現(xiàn)象中光路是可逆的.

3.★平面鏡成像

(1)像的特點(diǎn)平面鏡成的像是正立等大的虛像,像與物關(guān)于鏡面為對稱。(2)光路圖作法根據(jù)平面鏡成像的特點(diǎn),在作光路圖時(shí),可以先畫像,后補(bǔ)光路圖。(3)充分利用光路可逆在平面鏡的計(jì)算和作圖中要充分利用光路可逆。(眼睛在某點(diǎn)A通過平面鏡所能看到的范圍和在A點(diǎn)放一個(gè)點(diǎn)光源,該電光源發(fā)出的光經(jīng)平面鏡反射后照亮的范圍是完全相同的。)4.光的折射--光由一種介質(zhì)射入另一種介質(zhì)時(shí),在兩種介質(zhì)的界面上將發(fā)生光的傳播方向改變的現(xiàn)象叫光的折射.(2)光的折射定律①折射光線,入射光線和法線在同一平面內(nèi),折射光線和入射光線分居于法線兩側(cè).

②入射角的正弦跟折射角的正弦成正比,即sini/sinr=常數(shù).(3)在折射現(xiàn)象中,光路是可逆的.

★5.折射率光從真空射入某種介質(zhì)時(shí),入射角的正弦與折射角的正弦之比,叫做這種介質(zhì)的折射率,折射率用n表示,即n=sini/sinr.某種介質(zhì)的折射率,等于光在真空中的傳播速度c跟光在這種介質(zhì)中的傳播速度v之比,即n=c/v,因c>v,所以任何介質(zhì)的折射率n都大于1.兩種介質(zhì)相比較,n較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì),n較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì).★6.全反射和臨界角(1)全反射:光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),或光從介質(zhì)射入真空(或空氣)時(shí),當(dāng)入射角增大到某一角度,使折射角達(dá)到90°時(shí),折射光線完全消失,只剩下反射光線,這種現(xiàn)象叫做全反射.(2)全反射的條件:①光從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),或光從介質(zhì)射入真空(或空氣).②入射角大于或等于臨界角(3)臨界角:折射角等于90°時(shí)的入射角叫臨界角,用C表示sinC=1/n7.光的色散:白光通過三棱鏡后,出射光束變?yōu)榧t、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種色光的光束,這種現(xiàn)象叫做光的色散.(1)同一種介質(zhì)對紅光折射率小,對紫光折射率大.(2)在同一種介質(zhì)中,紅光的速度最大,紫光的速度最小.(3)由同一種介質(zhì)射向空氣時(shí),紅光發(fā)生全反射的臨界角大,紫光發(fā)生全反射的臨界角小.8.全反射棱鏡橫截面是等腰直角三角形的棱鏡叫全反射棱鏡。選擇適當(dāng)?shù)娜肷潼c(diǎn),可以使入射光線經(jīng)過全反射棱鏡的作用在射出后偏轉(zhuǎn)90o(右圖1)或180o(右圖2)。要特別注意兩種用法中光線在哪個(gè)表面發(fā)生全反射。玻璃磚所謂玻璃磚一般指橫截面為矩形的棱柱。當(dāng)光線從上表面入射,從下表面射出時(shí),其特點(diǎn)是:⑴射出光線和入射光線平行;⑵各種色光在第一次入射后就發(fā)生色散;⑶射出光線的側(cè)移和折射率、入射角、玻璃磚的厚度有關(guān);⑷可利用玻璃磚測定玻璃的折射率。十六、光的波動(dòng)性和微粒性1.光本性學(xué)說的發(fā)展簡史(1)牛頓的微粒說:認(rèn)為光是高速粒子流.它能解釋光的直進(jìn)現(xiàn)象,光的反射現(xiàn)象.(2)惠更斯的波動(dòng)說:認(rèn)為光是某種振動(dòng),以波的形式向周圍傳播.它能解釋光的干涉和衍射現(xiàn)象.2、光的干涉SS/bdaSS/bdacSS1S22.干涉區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的亮、暗紋⑴亮紋:屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于波長的整數(shù)倍,即δ=nλ(n=0,1,2,……)⑵暗紋:屏上某點(diǎn)到雙縫的光程差等于半波長的奇數(shù)倍,即δ=(n=0,1,2,……)相鄰亮紋(暗紋)間的距離。用此公式可以測定單色光的波長。用白光作雙縫干涉實(shí)驗(yàn)時(shí),由于白光內(nèi)各種色光的波長不同,干涉條紋間距不同,所以屏的中央是白

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