機械波、電場概念、公式

****簡諧運動****振幅：振動物體離開平衡位置的最大距離。表明振動的能量大小。周期：做簡諧運動的物體完成一次全振動所需要的時間。頻率：單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)。相位：描述周期性運動在各個時刻所處的不同狀態(tài)。5回復(fù)力：F=-kx6加速度a一kX，方向與位移方向相反，總指向平衡位置?簡諧運動是一種變加速運動.m在平衡位置時，速度最大，加速度為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大。簡諧運動過程中動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒．振動能量與振幅有關(guān)，振幅越大，能量越大．物體做簡諧運動時，其位移、回復(fù)力、加速度、速度等矢量都隨時間做周期性變化，它們的變化周期就是簡諧運動的周期．?。。∵@里要注意動能、勢能變化的周期為簡諧運動周期的一半。?。?！，其中擺長l指懸點到小球重心的距離，重力加速度為單擺所在處的測量值2單擺的等時性：在振幅很小的條件下，單擺的振動周期跟振幅和小球的質(zhì)量無關(guān)****受迫振動、共振****做受迫振動的物體，它的周期或頻率等于驅(qū)動力的周期或頻率，與物體的固有周期或頻率無關(guān)受迫振動時，驅(qū)動力頻率等于系統(tǒng)固有頻率時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振．做受迫振動的物體，若驅(qū)動力的頻率與系統(tǒng)固有頻率越接近，則其振幅越大．****機械波****機械波的產(chǎn)生條件：必須要有波源和介質(zhì)。因此真空中不存在機械波，但是存在電磁波，因為電磁波是靠電磁場互相感應(yīng)。從這里可以看出波的共性——波傳播能量頻率：波的頻率由波源決定，無論在什么介質(zhì)中傳播，波的頻率都不變（對于周期，也是如此）波速：單位時間內(nèi)振動向外傳播的距離．波速的大小由介質(zhì)決定。4波速與波長和頻率的關(guān)系：v八f/=s何以看到波傳播了多少個波長，那么Tt波上的質(zhì)點就震動了個多少個周期；反過來也是這樣）機械波的傳播過程中，質(zhì)點在各自平衡位置附近振動，不隨波遷移，但是每個質(zhì)點總是追隨著它前面較近的質(zhì)點運動。（波源除外）介質(zhì)中各個質(zhì)點的振動周期和頻率與波源的振動周期和頻率相同離波源近的質(zhì)點帶動離波源遠(yuǎn)的質(zhì)點依次振動，各質(zhì)點的起振方向相同。****衍射****波繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象叫做衍射．產(chǎn)生明顯衍射現(xiàn)象的條件：障礙物或孔的尺寸比波長小或與波長相差不多．****干涉****頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強，某些區(qū)域的振動減弱，并且振動加強和振動減弱的區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象．產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象的必要條件：兩列波的頻率相同，（相位差恒定）括號里的條件可以不考慮。若兩波源的振動步調(diào)一致（這個前提條件很重要如果波源振動的步調(diào)不一致，那么后面的結(jié)論就不對了。），某點到兩波源的距離之差為波長的整數(shù)倍（或者是半波長的奇數(shù)倍），則該點為加強點；某點到兩波源的距離之差為半波長的奇數(shù)倍，則該點為減弱點．這里的加強和減弱指的不是位移的增大或減小，而是振幅的增大和減小。另外一種說法：如果兩波的頻率相同，相位差恒定，那么對于某點而言，如果該點總是波峰和波峰相遇或者總是波谷和波谷相遇，那么該點就是振動加強點；如果該點總是波峰和波谷相遇那么該點就是振動減弱點。對于不是以上的情況那么，觀察能否出現(xiàn)上述情況。****橫波的傳播方向與質(zhì)點振動方向的判斷****微平移法：沿波的傳播方向?qū)⒉ǖ膱D象做一個微小平移，然后由兩條波形曲線來判斷.如圖甲所示，虛線表示沿波的傳播方向微平移波動圖象后的圖形，由圖中可以看出，質(zhì)點運動方向向上，質(zhì)點運動方向向下．上下坡法：沿波的傳播方向看，上坡的點向下振動，下坡的點向上振動，即“上坡下、下坡上”．如圖乙所示，將波動曲線看作人行走的路徑，波的傳播方向看作人行走的方向，則在點處，人正在下坡，該處質(zhì)點的振動方向向上；點處，人正在上坡，該處質(zhì)點的振動方向向下．③同側(cè)法：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在波的圖象的同一側(cè).如圖丙所示，在波動圖象上的點沿水平方向作一個箭頭表示波的傳播方向，再在豎直方向作一個箭頭表示質(zhì)點振動方向，則這兩個箭頭總是在波動曲線的同一側(cè)．屮 乙 丙****在波的圖象上各質(zhì)點振動方向的規(guī)律****質(zhì)點的起振方向與波源開始振動的方向一定相同．處于最大位移處（波峰或波谷）的質(zhì)點一定將向平衡位置運動.處于相鄰的波峰和波谷之間的質(zhì)點的振動方向一定相同；處于波峰（或波谷）兩側(cè)位移都為正值（或都為負(fù)值）的質(zhì)點的振動方向一定相反．④對于橫波在最大位移兩側(cè)，哪側(cè)附近的質(zhì)點正向最大位移運動，波就向哪側(cè)方向運動.****多解性****波的時間、空間周期性x=n九+△x,t=kT+△t,v=―=nx（n、k取自然數(shù)）tkT+△t若x與尢或t與T有約束關(guān)系，則解的個數(shù)有限.波傳播的雙向性3題中所給條件如時間△t與周期T關(guān)系不確定或傳播距離△x與波長尢之間大小關(guān)系不確定介質(zhì)中質(zhì)點的振動方向未定庫侖定律：真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上．這種作用力稱為靜電力或庫侖力．2公式：F-kqiq2，其中k為靜電力常量，k=9.0X109N-m2/C2r2在具體問題中，兩個均勻帶電體或帶電球殼之間的庫侖作用力可以將電荷看成集中在球心處產(chǎn)生的作用力．而實際情況下帶電體帶電并不均勻，這時帶點球之間庫侖力可用公式定性分析?若用r表示兩球心之間的距離，則當(dāng)兩球帶同種電荷時，F(xiàn)<kQQr；反之，當(dāng)兩球r2帶異種電荷時，F(xiàn)>k?r2****場強電場線、等勢線****電場線、等勢線****1放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值，叫做該點的電場強度，簡稱場強．定義式：E=卩q2單個點電荷的電場E=kQ，其中Q是產(chǎn)生該電場的電荷，叫場源電荷或源電荷.r2多個點電荷的電場：可運用電場強度的疊加原理來計算．均勻帶電球體或球殼：一個半徑為R的均勻帶電球體或球殼在外部產(chǎn)生的電場，與一個位于球心的、電荷量相等的點電荷產(chǎn)生的電場相同，即E=kQ（r是球心到該點的距離，r>R，Q為整個球體或球殼所帶的電荷量?）r25勻強電場：電場中各點電場強度大小相等，方向相同.E=U，其中d是兩點間沿電場線方向上的距離.d電場線的特點是：起于正電荷（或無限遠(yuǎn)處），止于負(fù)電荷（或無限遠(yuǎn)處）．靜電場中的電場線不相交、不閉合．沿電場線的方向電勢降低．4同一幅圖中，場強越大之處電場線越密，場強越小之處電場線越疏．等勢面（線）的特點電場線一定跟等勢面（線）垂直，并且由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面．在同一等勢面（線）上移動電荷時電場力不做功．如果只是移動的起始點和終止點在等勢線上，而物體路徑不一定沿著等勢線時，那么這時候電場力做功為零，但是不能說不做功，因為做的正負(fù)功抵消了。3對等差等勢面（線），密集的地方場強大，稀疏的地方場強?。档米⒁獾囊稽c是：電勢的相對性1與電勢能情況相似，電場中的電勢具有相對性，某點的電勢會因零電勢點的選取不同而不同．應(yīng)先規(guī)定電勢零點，然后才能確定各點的電勢．通常取無限遠(yuǎn)處或大地的電勢為零．****電勢能****電勢能大小的比較方法主要有以下幾種：1場電荷判斷法：離場正電荷越近，檢驗正電荷的電勢能越大，檢驗負(fù)電荷的電勢能越??；離場負(fù)電荷越近，檢驗正電荷的電勢能越小，檢驗負(fù)電荷的電勢能越大．電場線法：正電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸減小，逆著電場線的方向移動時，電勢能逐漸增大；負(fù)電荷順著電場線的方向移動時，電勢能逐漸增大，逆著電場線的方向移動時，電勢能逐漸減?。龉ε袛喾ǎ弘妶隽ψ稣?，電荷（無論是正電荷還是負(fù)電荷）從電勢能較大的地方移向電勢能較小的地方；反之，如果電荷克服電場力做功，那么電荷將從電勢能較小的地方移向電勢能較大的地方．****靜電平衡****靜電平衡特征1導(dǎo)體內(nèi)部的場強處處為零．導(dǎo)體內(nèi)部的場強是外加的電場和導(dǎo)體感應(yīng)出的電荷產(chǎn)生的電場在導(dǎo)體內(nèi)部疊加的合場強，感應(yīng)出的電荷在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的場強并不為零，外加的電場在導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生的場強也不為零．2導(dǎo)體是等勢體，表面是等勢面．導(dǎo)體表面上任一點的場強方向跟表面在該點的切面垂直4導(dǎo)體所帶的電荷分布在導(dǎo)體表面上．****帶電粒子在電場中的運動****1．靜止或勻速直線運動（1）合外力為零時，物體處于平衡狀態(tài)．（2）若只受電場力和重力作用，則mg=qE?2．加速（1）帶電粒子只受電場力時①當(dāng)電場力的方向與運動方向在一條直線上時，粒子做加速直線運動或減速直線運動，這種情況下只有電場力做功.由動能定理得W-qU=△E，此式與電場是否為k

勻強電場無關(guān)，與帶電粒子的運動性質(zhì)也無關(guān)．②帶電粒子由靜止開始在電場中運動，在電場力作用下加速到v，則qU=1mv2, 2則v*皿m（2）帶電粒子除受電場力外還受其他力時當(dāng)合力的方向與運動方向在一條直線時，粒子做加速直線運動或減速直線運動．當(dāng)合力為零時，粒子做勻速直線運動．對于解決帶電粒子在電場中的直線運動問題，主要先分析帶電粒子的受力情況和運動情況，根據(jù)物理過程選用相應(yīng)的物理規(guī)律?主要應(yīng)用的物理規(guī)律有：①牛頓運動定律結(jié)合運動學(xué)公式（這種情況下物體要做勻變速直線運動）；②動能定理和動量定理；③動量守恒定律和能量守恒定律.3．偏轉(zhuǎn)（1） 如果帶電粒子以初速度v垂直場強方向進(jìn)入勻強電場中，不考慮重力時，則帶電粒子在電場中將做類平拋運0動．（2） 一般處理方法：將粒子的運動分解為沿初速度方向的勻速直線運動和沿電場力方向初速度為零的勻加速直線運動．根據(jù)運動的合成和分解的知識就可解決有關(guān)問題．（3）基本公式運動時間t=—（板長為l，板間距離為d，板間電壓為U）v0加速度a=-=qE=mmmd離開電場的偏轉(zhuǎn)量y=1at2=如二2 2mdv2