2023年人教版高中物理基本概念基本原理匯編

必修一

第一章運動的描述其次章勻變速直線運動

一、運動的描述

1、機械運動：物體空間位置變更的運動。

2、參考系：描述一個物體的運動時，選來作為標準的的物體。

參考系的選擇是隨意的，選擇不同的物體作為參考系，可能得出不同的結(jié)論。通常以地面為參考系。

3、質(zhì)點：不考慮物體的形態(tài)、大小，用來代替物體的有質(zhì)量的點。

質(zhì)點是一種志向化的模型，是科學的抽象。物體能否看成質(zhì)點，要詳細問題詳細分析。

4、時間和時刻：時刻是指某一瞬間，用時間軸上的一個點來表示，它與狀態(tài)量相對應；時間是指起始時刻到終止時刻之間的間隔,

用時間軸上的一段線段來表示，它與過程量相對應。

5、位移和路程：位移用來描述物體位置的變更，用由初位置指向末位置的有向線段表示，是矢量；路程是物體運動軌跡的長度，

是標量。

5,速度：用來描述質(zhì)點運動快慢和方向的物理量，是矢量。單位：m/so

△x

(1)平均速度：是位移與通過這段位移所用時間的比值，其定義式為v=—,方向與位移的方向相同。

Ar

(2)瞬時速度：是質(zhì)點在某一時刻或通過某一位置的速度，瞬時速度簡稱速度，它可以精確描述運動。瞬時速度的大小通常叫做

速率。

瞬時速度保持不變的運動叫勻速直線運動。

6、加速度：用量描述速度變更快慢的的物理量。

AvF

定義式：a=—：確定式：a——。加速度的單位：m/s"。

△tm

加速度是矢量，其方向與速度的變更量方向相同(留意與速度的方向沒有關(guān)系)，由合外力的方向確定。

Av

區(qū)分速度丫，速度的變更量/u和速度的變更率——這三個不同概念。(自主完成)

At

在直線運動中，加速度與速度方向相同時，物體加速；加速度與速度方向相反時，物體減速。

二、勻變速直線運動的規(guī)律

1、定義：沿著一條直線，且加速度不變的運動，叫做勻變速直線運動。

2、勻變速直線運動的基本規(guī)律：

12

(1)速度公式：v,=v0+at；(2)位移公式：尤=匕/+萬。廣

22-XV+V,

(3)速度、位移關(guān)系式：匕-%=2ar；(4)平均速度公式：.=：=n

注：上述公式皆為矢量方程式，在應用時要規(guī)定正方向，將矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算。

3,幾個常用的推論：

隨意兩個連續(xù)相等的時間內(nèi)的位移之差為恒量：2

(1)TAr=x?-xnA=aT

-匕)+V,

(2)某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度：匕=V=—~L

2

(3)一段位移中點的瞬時速度與初、末速度的關(guān)系為：匕.=

2

4、初速度為零的勻變速直線運動中的幾個重要結(jié)論：

①1T末，2T末，3T末……瞬時速度之比為：匕：乙：匕：……=1：2：3：

②1T內(nèi)，2T內(nèi)，3T內(nèi)...位移之比為：X］：工2：尢3：=1：3：5：

③第一個T內(nèi)，其次個T內(nèi)，第三個T內(nèi)……第n個T內(nèi)的位移之比為:

222

:xu:xul:......I:2:3:

④通過連續(xù)相等的位移所用時間之比為:

:J：G：……=1：(V2-1):(A/3-A/2):

末速度為零的勻減速可以看成反向的勻加速運動來處理。

三、自由落體運動

1、定義：物體只在重力作用下由靜止起先的下落運動。自由落體運動性質(zhì)：初速度為零、加速度為g的勻加速直線運動。

2、自由落體運動規(guī)律：

1,

①速度公式：匕=gt②位移公式：h=>-

2h

③速度一位移公式：v,2=2gh④下落到地面所需時間：t=

g

四、運動圖象

描述物理規(guī)律常用的方法有三種：文字語言、函數(shù)語言、圖像語言。圖象具有形象、直觀、通用的特點。圖像對物理規(guī)律的描述

是通過“點"、"線"、“面”、“軸”、“斜”、"截”來完成的。

1、x-t圖象

(i)物理意義：反映了做直線運動的物體的位移隨時間變更的規(guī)律。不是物體的運動軌跡。

(2)圖像形態(tài)：①勻速直線運動的X-t圖象是一條直線；②勻變速直線運動的X-t圖象是一條拋物線

斜率：圖線上某點切線的斜率的大小表示物體速度的大??；斜率的正負表示速度的方向。

2、v—t圖象

(1)物理意義：反映了做直線運動的物體的速度隨時間變更的規(guī)律。

(2)圖像形態(tài)：①勻速直線運動的V-t圖象是與橫軸平行的直線；②勻變速直線運動的V-t圖象是一條傾斜的直線。

⑶斜率：圖線上某點切線的斜率的大小表示物體運動的加速度的大?。恍甭实恼摫硎炯铀俣鹊姆较?。

(4)“面積”：圖象與坐標軸圍成的面積的數(shù)值表示相應

時間內(nèi)的位移的大小；若此面積在時間軸的上方，表示這段時

間內(nèi)的位移方向為正方向；若此面積在時間軸的下方，表示這

段時間內(nèi)的位移方向為負方向。

注：只有直線運動，才能畫x-t圖象、v-t圖象。

說一說：請大家看右圖，并說說各圖線的物理意義。

五、追及和相遇問題

兩物體在同始終線上追及、相遇或避開碰撞問題中的條件是：兩物體能否同時到達空間某位置。

分析追擊問題要留意要抓住一個條件，兩個關(guān)系：?個條件是兩物體的速度滿意的臨界條件，如兩物體距離最大、最小，恰好追上

或恰好追不上等；兩個關(guān)系是時間關(guān)系和位移關(guān)系，通過畫草圖找兩物體的位移關(guān)系是解題的突破口。

注：若被追逐的物體做勻減速運動，肯定要留意追上前該物體是否已經(jīng)停止運動。

第三章相互作用

一、力

1、力的概念：力是物體與物體之間的相互作用，是物體發(fā)生形變和變更物體的運動狀態(tài)(即產(chǎn)生加速度)的緣由。力是矢量。

2、四種基本相互作用：引力相互作用、電磁相互作用、強相互作用、弱相互作用。

重力

(1)重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的.

注:重力是萬有引力的一個分力。在地球表面旁邊，可以認為重力近似等于萬有引力。

R2

(2)重力的大?。旱厍虮砻?；G=mg■,離地力高處：G=mg,其中g(shù)'=--------g

(R+h)2

(3)重力的方向：豎直向下(不肯定指向地心)。

（4）重心:重力的等效作用點，重心的位置與物體的形態(tài)、質(zhì)量分布有關(guān)，物體的重心不肯定在物體上。

三、彈力

（1）概念:發(fā)生彈性形變的物體由于要復原形變而產(chǎn)生的力。

（2）產(chǎn)生條件:①干脆接觸；②有彈性形變。

（3）彈力的方向：與物體形變的方向相反，垂直于接觸面指向被壓或被支持的物體。從幾何角度可以抽象為點與面接觸、面與面

接觸、點與線接觸等。

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到處相等。

②輕桿既可產(chǎn)生壓力，又可產(chǎn)生拉力，但方向不肯定沿桿。

（4）彈力的大小:一般狀況下應依據(jù)物體的運動狀態(tài)，利用平衡條件或牛頓運動定律來求解。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/=履，左為彈簧的勁度系數(shù)，它只與彈簧本身因素有

關(guān)，單位是N/m。

四、摩擦力

（1）概念：兩個相互接觸的物體，當它們發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時，就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動或相對運動

趨勢的力。

（2）產(chǎn)生的條件:①相互接觸、擠壓；②接觸而粗糙：③有相對運動（滑動摩擦力）或相對運動的趨勢（靜摩擦力）。

（3）摩擦力的方向:沿接觸面切線方向，與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反，與物體運動的方向可以相同也可以相反。

（4）大小:先要判明是何種摩擦力。

①滑動摩擦力大小:利用公式進行計算，其中“是物體的正壓力，不肯定等于物體的重力，甚至可能和重力無關(guān)。

②靜摩擦力大小:靜摩擦力大小可在0與工,皿之間變更，一般應依據(jù)物體的運動狀態(tài)由平衡條件或牛頓定律來求解。

五、力的合成與分解

1、合力與分力:假如一個力作用在物體上，它產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力，而

那幾個力就叫做這個力的分力。（等效性）

2、力的合成與分解法則：平行四邊形定則或三角形定則。

3、力的合成：

（1）兩個力耳、心合力大小廠的取值范圍為：6-QJWFWK+B；

（2）大小相等、互成120°的兩個力的合力與分力大小相等，方向沿兩分力夾角的角平分線。

4、力的分解：

（1）在實際問題中，通常將已知力按實際作用效果分解；（2）按問題的須要進行分解；（3）正交分解。

正交分解：

正交分解的目的，是將物體受到的力整理到兩個相互垂直的方向上，將矢量運算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運算，從而更便利地求合力或者列方

程。

分解原則：一般選共點力的作用點為原點，使盡量多的力“落”在坐標軸上，另外避開分解未知力。

分解方法：

物體受到多個力F,、H、F,……，求合力F時，可以把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解

x軸上的合力F,=FU+FJ2+F?3+—；y軸上的合力FkF”+F“+F”+…

補充一、物體的受力分析

中學物理的實質(zhì)就是解決物體在受力狀況下如何運動的問題受力分析的重要性不在于高考中受力分析的詳細題目數(shù)量，而在于它

是解決問題的基礎(chǔ)。

1、受力分析的依據(jù)：（1）各種力產(chǎn)生的條件；（2）物體的運動狀態(tài)。

2、受力分析的步驟：（1）明確探討對象；（2）按“性質(zhì)力”的依次分析：即按重力、彈力、摩擦力、其他力依次分析；（3）檢查

受力示意圖。

3、受力分析的一般方法：整體法、隔離法。

留意事項：（1）只分析四周物體對探討對象的力，不分析探討對象施加的力：（2）合力與分力不能重復分析：（3）不要把“效果力”

與“性質(zhì)力”混淆重復分析；（4）不分析內(nèi)力；（5）在難以確定物體的某些受力狀況時，可假設(shè)該力存在，依據(jù)物體的運動狀態(tài)，運

用平衡條件或牛頓運動定律來求解。

補充二、共點力的平衡

(1)共點力:作用在物體的同一點，或作用線相交于一點的幾個力。

(2)平衡狀態(tài):物體保持勻速直線運動或靜止叫平衡狀態(tài)，是加速度等于零的狀態(tài)。

(3)共點力作用下的物體的平衡條件:物體所受的合外力為零，即￡卜'=0,若采納正交分解法求解平衡問題，則平衡條件應為：2

F,=0,EF,=0。

(4)解決平衡問題的常用方法:隔離法、整體法、圖解法、相像三角形法、正交分解法等等。

第四章牛頓運動定律

一、牛頓第肯定律

1、牛頓第肯定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它變更這種運動狀態(tài)為止。

對牛頓第肯定律的理解：

(1)揭示了物體所具有的一個重要屬性一一，慣性，即物體總保持原來的靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的性質(zhì)；

(2)揭示了力的本質(zhì)：力是變更物體運動狀態(tài)的緣由，而不是維持物體運動的緣由；

(3)揭示了不受力作用時物體的運動狀態(tài)：實際中不受外力作用的物體是不存在的，但當物體所受合外力為零時，其運動效果與

不受外力時相同，物體都將保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)不變；

(4)與牛頓其次定律的關(guān)系：牛頓第肯定律是牛頓其次定律的基礎(chǔ)，不能簡潔地認為它是牛頓其次定律不受外力時的特例，牛頓

第肯定律定性地給出了力與運動的關(guān)系，牛頓其次定律定量地給出力與運動的關(guān)系。

2、慣性:物體保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(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，與物體的受力狀況及運動狀態(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。

二、牛頓其次定律

牛頓其次定律:物體的加速度跟其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，表達式:

F券=tna

(1)牛頓其次定律定量揭示了力與運動的關(guān)系：已知受力狀況可以分析運動狀況；知道運動狀況，可以分析受力狀況。加速度是

聯(lián)系二者的橋梁。

(2)牛頓其次定律的數(shù)學表達式尸=an是矢量式

(3)牛頓其次定律揭示的是力的瞬時效果。即作用在物體上的力與加速度是瞬時對應關(guān)系，力變加速度就變，力撤除加速度就為

零。

牛頓運動定律的應用：

1.運用牛頓運動定律解決的動力學問題?？梢苑譃閮煞N類型

(1)已知受力狀況，要求物體的運動狀況.如物體運動的位移、速度剛好間等.

(2)已知運動狀況，要求物體的受力狀況(求力的大小和方向).

不管哪種類型，一般總是先依據(jù)已知條件求出物體運動的加速度，然后再由此得出問題的答案。

2、應用牛頓運動定律解題的一般步驟

(1)仔細分析題意，明確已知條件和所求量，搞清所求問題的類型.

(2)選取探討對象.所選取的探討對象可以是一個物體，也可以是幾個物體組成的整體.同一題目，依據(jù)題意和解題須要也可以

先后選取不同的探討對象.

(3)分析探討對象的受力狀況和運動狀況.

(4)當探討對象所受的外力不在一條直線上時：假如物體只受兩個力，可以用平行四邊形定則求其合力；假如物體受力較多，-

般把它們正交分解到兩個方向上去分別求合力；假如物體做直線運動，一般把各個力分解到沿運動方向和垂直運動的方向上.

(5)依據(jù)牛頓其次定律和運動學公式列方程，物體所受外力、加速度、速度等都可依據(jù)規(guī)定的正方向按正、負值代入公式，按代

數(shù)和進行運算.

(6)求解方程，檢驗結(jié)果，必要時對結(jié)果進行探討.

三、牛頓第三定律

牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同始終線上。

(1)作用力、反作用力總是成對出現(xiàn)，同時產(chǎn)生、同時變更、同時消逝：

(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不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，不行疊加。

區(qū)分一對作用力、反作用力與一對平衡力

一對作用力和反作用力一對平衡力

作用對象兩個物體同一個物體

作用時間同時產(chǎn)生，同時消逝不肯定同時產(chǎn)生或消逝

力的性質(zhì)肯定是同性質(zhì)的力不肯定是同性質(zhì)的力

力的大小關(guān)系大小相等大小相等

力的方向關(guān)系方向相反且共線方向相反且共線

四、超重和失重

1、超重:物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象。處于超重狀態(tài)的物體具有向上的加速度.

2、失重：物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象。處于失重狀態(tài)的物體具有向下的加速度。

當物體向下的加速度等于重力加速度g時，物體對支持物、懸掛物完全沒有作用力，這種狀態(tài)叫完全失重狀態(tài)。

3、對超重和失重的理解：

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變更，只是物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┎坏扔谖?/p>

體本身的重力。

②超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān)，只確定于加速度的方向。“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)象都會完全消逝，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)生壓強等。

必修二

第五章曲線運動

1、曲線運動

（1）物體作曲線運動的條件:運動質(zhì)點所受的合外力（或加速度）的方向跟它的速度方向不在同始終線上。

（2）曲線運動的特點:質(zhì)點在某一點的速度方向，就是通過該點的曲線的切線方向。質(zhì)點的速度方向時刻在變更，所以曲線運動

肯定是變速運動。

（3）曲線運動的軌跡:做曲線運動的物體，其軌跡向合外力所指一方彎曲，若已知物體的運動軌跡，可推斷出物體所受合外力的

大致方向，如平拋運動的軌跡向下彎曲，圓周運動的軌跡總向圓心彎曲等。

2、運動的合成與分解

（1）合運動與分運動的關(guān)系:①等時性；②獨立性；③等效性。

（2）運動的合成與分解的法則:平行四邊形定則。

（3）分解原則:依據(jù)運動的實際效果分解，物體的實際運動為合運動。

3、平拋運動

（1）特點: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的勻變速曲線運動。

（2）運動規(guī)律:平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。

①建立直角坐標系（一般以拋出點為坐標原點0,以初速度/方向為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向）；②由兩個分運動規(guī)

律來處理：

12

水平方向：匕=匕）、x=Vot；豎直方向：vv=gt、y=-gt~

隨意時刻的速度：v=+V；.、tan/9=—=—

■匕”

隨意時刻位置（相對動身點的位移）：s=Jx2+y2、tane=2

x

[2h

運動時間：r=J——（取決于豎直下落的高度）

Vg

\2h

—（取決于下落的高度和初速度）

水平射程：x=v（）r=v0

S

4、圓周運動

（1）描述圓周運動的物理量

①線速度:描述質(zhì)點做圓周運動的快慢，大小U=±（s是I時間內(nèi)通過弧長），方向為質(zhì)點在圓弧某點的線速度方向沿圓弧該點

t

的切線方向。

②角速度:描述質(zhì)點繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢，大小69="（單位rad/s）,°是連接質(zhì)點和圓心的半徑在t時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度。其方向

t

在中學階段不探討。

③周期T：做圓周運動的物體運動一周所用的時間叫做周期；頻率九做圓周運動的物體單位時間內(nèi)沿轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫做頻率。

I2乃24r

④丫、①、T、/的關(guān)系：T=—,o)--=27tf,丫=,T,=2時=cor

⑤向心加速度：描述物體線速度方向變更快慢。

一戶2A->/.4/

大?。篴=—=ayr=4兀一斤二——r-vco方向總是指向圓心，時刻在變更。

rT

⑥向心力：總是指向圓心，產(chǎn)生向心加速度，向心力只變更線速度的方向，不變更速度的大小；大小

F-ma-m—=mco2r-4兀2=m——r=mvco

rT2

注：向心力是依據(jù)力的效果命名的。在分析做圓周運動的質(zhì)點受力狀況時，千萬不行在物體受力之外再添加一個向心力。

（2）勻速圓周運動: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刻在變的變速曲線運動。

（3）變速圓周運動:速度大小方向都發(fā)生變更，不僅存在著向心加速度（變更速度的方向），而且還存在著切向加速度（方向沿著

軌道的切線方向，用來變更速度的大小）。?般而言，合加速度方向不指向圓心，合力不肯定等于向心力。合外力在指向圓心方向的分

力充當向心力，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。

第六章萬有引力定律

1、開普勒行星運動定律

①開普勒第肯定律（軌道定律）：全部的行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在全部橢圓的一個焦點上。

②開普勒其次定律（面積定律）：對隨意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的相等的面積。（近日點速率最大，遠

日點速率最?。?/p>

③開普勒第三定律（周期定律）：全部行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等。

2、萬有引力定律：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m和叫的乘積成

正比、與它們之間的距離r的二次方成反比。

一Gm.m1

公式：E=―笠（適用于質(zhì)點間萬用引力的計算）

G=6.67xN-m2/kg2（英國物理學家卡文迪許測得）

3、應用萬有引力定律分析天體的運動

①基本方法:把天體的運動看成是勻速圓周運動，其所需向心力由萬有引力供應。

應用時可依據(jù)實際狀況選用適當?shù)墓竭M行分析或計算。

②天體質(zhì)量M、密度夕的估算：

…Mm4乃2

測出衛(wèi)星繞天體勻速圓周運動的半徑和周期，由G一廠=加「一r得:

r2T2

GT2P~~V~GT2R}

34

當衛(wèi)星沿天體表面運行時，r=R,貝ij：pT2=—

③、衛(wèi)星的環(huán)繞速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系

廠Mmr/GM-

由G——=m——得：v=J——「越大，速度越小;

rrVr

“Mm2

由m.co廠得:越大，角速度。越小;

G1rr

r越大，周期T越大。

4、三種宇宙速度

①第一宇宙速度：％=7.90*/s,它是衛(wèi)星的最小放射速度，也是地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度。

②其次宇宙速度（脫離速度）：v2=\\.2km/s,使物體擺脫地球引力束縛的最小放射速度。

③第三宇宙速度（逃逸速度）：v3=16.1km/s,使物體擺脫太陽引力束縛的最小放射速度。

（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，且繞地球運動的周期等于地球的自轉(zhuǎn)

周期，即T=24h=86400s,離地面高度〃==3.56x107〃?。同步衛(wèi)星的軌道肯定在赤道平面內(nèi)，并且只有一條。全部同步

衛(wèi)星都在這條軌道上，以大小相同的線速度，角速度和周期運行著。

第六章機械能

一、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的物理量，是過程量。

定義式：W=Rscos6,其中F是力，s是力的作用點的位移（對地），。是力與位移間的夾角。

2、功的大小的計算方法：

①恒力的功可依據(jù)W=Fscosff進行計算，本公式只適用于恒力做功

②利用動能定理計算力的功，特殊是變力所做的功。

③摩擦力、空氣阻力做功的計算:功的大小等于力和路程的乘。

二、功率

1、功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量，是標量。

2、功率的計算

①平均功率:P=W/t（定義式）表示時間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瞬時功率：P=FVcosa,P和v分別表示t時刻的功率和速度，a為兩者間的夾角。

③額定功率與實際功率：額定功率、發(fā)動機正常工作時的最大功率；實際功率:發(fā)動機實際輸出的功率，它可以小于額定功率，但

不能長時間超過額定功率。

三、兩種機車起動方式

①以恒定功率P啟動:機車的運動過程是先作加速度減小的加速運動，后以最大速度匕“=P!f作勻速直

線運動:

②以恒定牽引力尸（即以恒定加速度）啟動:機車先作勻加速運動，當功率增大到額定功率時速度為V”

v[=P/F,而后起先作加速度減小的加速運動（此過程功率恒定），最終以最大速度匕“=P//作勻二7一1

速直線運動。/i1;

四、動能及動能定理f

1,

1、物體由于運動而具有的能量叫做動能。表達式：動能是狀態(tài)量、標量。

2、動能定理：力在一個過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的變更。

1,1,

動能定理的表達式：=-mv,--WVQ.

（1）應用動能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過程的變更的影響。所以，凡涉及力和位移,

而不涉及力的作用時間的動力學問題，都可以用動能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運動定律和機械能守恒定律簡捷。

（2）當物體的運動是由幾個物理過程所組成，又不須要探討過程的中間狀態(tài)時，可以把這兒個物理過程看作一個整體進行探討，

從而避開每個運動過程的詳細細微環(huán)節(jié)，具有過程簡明、方法奇妙、運算量小等優(yōu)點。

五、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，E產(chǎn)mgh。

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

標量，但有“+之分。

2、重力做功的特點:重力做功只確定于初、末位置間的高度差，與物體的運動路徑無關(guān)；％,=mgh。

3、做功跟重力勢能變更的關(guān)系:重力做功等于重力勢能的削減量。即

六、機械能守恒定律

1、動能和勢能（重力勢能、彈性勢能）統(tǒng)稱為機械能，E=L+E.。

2、機械能守恒定律：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變。

3、機械能守恒定律的表達式：mg%+mv\-mgh-,

4、系統(tǒng)機械能守恒的三種表示方式：

①、系統(tǒng)初態(tài)的總機械能E,等于末態(tài)的總機械能反，即E,=E2

②、系統(tǒng)削減的總重力勢能減等于系統(tǒng)增加的總動能AEk增,即AEp減=AEk增

③、若系統(tǒng)只有A、B兩物體，則A物體削減的機械能等于B物體增加的機械能，即AEA增=AEp增。

注：解題時原委選取哪一種表達形式，應依據(jù)題意敏捷選?。盒枇粢獾氖?選用①式時，必需規(guī)定零勢能參考面，而選用②式和③

式時，可以不規(guī)定零勢能參考面，但必需分清能量的削減量和增加量。

5、推斷機械能是否守恒的方法

①用做功來推斷:分析物體或物體受力狀況（包括內(nèi)力和外力），明確各力做功的狀況，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，則機械能守恒。

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

③對一些繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等問題，除非題目特殊說明，機械能必定不守恒，完全非彈性碰撞過程機械能也不守

恒。

七、功能關(guān)系

能是物體做功的本事.也就是說是做功的根源.功是能量轉(zhuǎn)化的量度.原委有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，用功來量度，二者有根本的

區(qū)分，功是過程量，能是狀態(tài)量.

常見的功能關(guān)系：

（1）、當只有重力（或彈簧彈力）做功時，物體的機械能守恒。

（2）、重力對物體做的功等于物體重力勢能的削減：WG=EPi-Eno

（3）、合外力對物體所做的功等于物體動能的變更：皿合=E*2一七-（動能定理）

(4)、除了重力、彈力之外的其他力對物體所做的功等于物體機械能的變更：W=E「Ei

(5)一對滑動摩擦力對系統(tǒng)做總功是系統(tǒng)機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度，即：f?S?|=Q

選修3-1

第一章電場

1、電荷

(1)自然界中存在兩種電荷:正電荷與負電荷。

(2)電荷守恒定律:電荷既不能被創(chuàng)建也不能被殲滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,

系統(tǒng)的電荷代數(shù)和不變。

2、庫侖定律

(1)內(nèi)容:在真空中兩個點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：/=左9生、其中靜電力常量A=9X1()9N.m2/。2；

(3)適用條件:真空中的點電荷。

點電荷是一種志向化的模型。假如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態(tài)對相互作

用力的影響可以忽視不計時，這種帶電體就可以看成點電荷，但點電荷自身不肯定很小，所帶電荷量也不肯定很少。

3、電場強度、電場線

<1)電場:帶電體四周存在的一種物質(zhì)，是電荷間相互作用的媒介。電場是客觀存在的，電場具有力的特性和能的特性。

(2)電場強度:放入電場中某一點的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值，叫做這一點的電場強度。定義式：E=￡,方向：

q

正電荷在該點受力方向。

(3)電場線:在電場中畫出一系列假想的曲線，使曲線上每一點的切線方向都跟該點的場強方向一樣，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(或無窮遠處)，終止于負電荷(或無窮遠處)：②電場線的疏密反映電場的強弱；③電

場線不相交；④電場線不是真實存在的；⑤電場線不肯定是電荷運動軌跡。

(4)勻強電場:在電場中，假如各點的場強的大小和方向都相同，這樣的電場叫勻強電場。勻強電場中的電場線是間距相等且相

互平行的直線。

(5)電場強度的疊加：電場強度是矢量，當空間的電場是由幾個點電荷共同激發(fā)的時候，空間某點的電場強度等于每個點電荷單

獨存在時所激發(fā)的電場在該點的場強的矢量和。

4、電勢能：電荷在電場中具有的勢能叫電勢能。

電勢能具有相對性，通常取無窮遠處或大地為電勢能零點。

5、電勢、電勢差：

電勢0：在電場中某位置放一個檢驗電荷若它具有的電勢能為瓊，則比值"/叫做該位置的電勢。電勢是描述電場的能

的性質(zhì)的物理量。電勢是標量。

電勢也具有相對性，通常取離電場無窮遠處或大地的電勢為零電勢(對同一電場，電勢能及電勢的零點選取是一樣的)這樣選取

零電勢點之后，可以得出正電荷形成的電場中各點的電勢均為正值，負電荷形成的電場中各點的電勢均為負值。

沿著電場線的方向，電勢越來越低。

w

電勢差u：電場中兩點的電勢之差叫電勢差。UAB=(pA-(pB=

q

6、等勢面：電場中電勢相等的點構(gòu)成的面叫做等勢面。

(1)等勢面上各點電勢相等，在等勢面上移動電荷電場力不做功。

(2)等勢面肯定跟電場線垂直，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，一般相鄰兩等勢面(或線)間的電勢差相等。這樣，在等勢面(線)密處場強大，等勢面(線)疏處場

強小。

7、電場中的功能關(guān)系

電場力對電荷做功，電荷的電勢能減速少，電荷克服電場力做功，電荷的電勢能增加，電勢能變更的數(shù)值等于電場力對電荷做功

的數(shù)值，這常是推斷電荷電勢能如何變更的依據(jù)。電場力對電荷做功的計算公式：小七乙，此公式適用于任何電場。電場力做功

與路徑無關(guān)，由起始和終了位置的電勢差確定。

8、靜電屏蔽:處于電場中的空腔導體或金屬網(wǎng)罩，其空腔部分的場強到處為零，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。

9、帶電粒子在電場中的運動

(1)帶電粒子在電場中加速

帶電粒子在電場中加速，若不計粒子的重力，則電場力對帶電粒子做功等于帶電粒子動能的增量。

W-qU-mvj-gmvg

(2)帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)

帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向進入電場后，做類平拋運動。垂直于場強方向做勻速直線運動:V,=V0；L=V?t.

平行于場強方向做初速為零的勻加速直線運動：

qE12qUE—一八匕qUL

vy=at,a=-一、y=—at=------(多種表示式)、tan8=—=」~-

md'221nd說v0mdv^

(3)是否考慮帶電粒子的重力要依據(jù)詳細狀況而定。一般說來：

①基本粒子：如電子、質(zhì)子、a粒子、離子等除有說明或明確的示意以外，一般都不考慮重力(但不能忽視質(zhì)量)。

②帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的示意以外，一般都不能忽視重力。

(4)帶電粒子在勻強電場與重力場的復合場中運動

由于帶電粒子在勻強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。

10、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。假如在偏轉(zhuǎn)電極XX'上加掃描電壓，同時加在偏

轉(zhuǎn)電極YY'上所要探討的信號電壓，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間變更的圖線。

11、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：C=—或者C=----

u

注：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)特性與幾何尺寸確定，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),11>F=1OSF,lpF=1012F.

(4)平行板電容器的電容：C=-----。

4成d

其次章恒定電流

一、電流

電流產(chǎn)生的條件：①導體內(nèi)有大量自由電荷；②導體兩端存在電勢差。

電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向。負電荷定向移動的方向與電流的方向相反，如金屬導體中自由電子的移

動。

電流的強弱程度用電流這個物理量表示：

(1)電流的定義式：/=幺■:(2)電流的確定式：1=2(3)電流的微觀表達式：I=nqsv(n：單位體積內(nèi)自由電荷的數(shù)目;

tR

V:自由電荷定向移動的速率)

二、電動勢

電源:電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。

電動勢：

①定義：在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動勢。

②定義式：E=W/q

③物理意義：表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本事大小。電動勢越大，電路中每通過1C電量時，電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化

成電能的數(shù)值就越多。

④電動勢由電源中非靜電力的特性確定，與電源的體積無關(guān)、與外電路無關(guān)。

三、歐姆定律

導體的電阻：①定義：導體兩端電壓與通過導體電流的比值；②公式：R=U/I。

歐姆定律：①定律內(nèi)容：導體中電流強度跟它兩端電壓成正比，跟它的電阻成反比。②公式:I=U/R；③歐姆定律是個試驗定律,

試驗表明，除金屬外，歐姆定律對電解質(zhì)溶液也適用，但對氣態(tài)導體和半導體元件并不適用。

伏安特性曲線：用縱坐標表示電流1,橫坐標表示電壓U,這樣畫出的?U圖象叫做導體的伏安特

性曲線。

四、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路

串聯(lián)電路:

①電路中各處的電流相等。1=11=1尸1：＜=…

②電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和U=U+U2+U.+…

③串聯(lián)電路的總電阻，等于各個電阻之和。R=R,+R2+R,+…

并聯(lián)電路：

①并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。U=U(=U2=U3=-

②電路中的總電流等于各支路電流之和。1=1計卜+入+…

③并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)，等于各個電阻的倒數(shù)之和。

幾點總結(jié)：

①幾個相同的電阻并聯(lián)，總電阻為一個電阻的幾分之一；

②若不同的電阻并聯(lián)，總電阻小于其中最小的電阻；

③若某一支路的電阻增大，則總電阻也隨之增大；

④若并聯(lián)的支路增多時，總電阻將減?。?/p>

⑤當一個大電阻與一個小電阻并聯(lián)時，總電阻接近小電阻。

五、焦耳定律

1、電功:電場力對定向移動的電荷所做的功，簡稱電功，在電路中通常也說成是電流的功。用w表示。計算公式：W^UIt

電功率:單位時間內(nèi)電流所做的功。計算公式：P=W/t=UI

2、焦耳定律：電流通過導體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方，導體的電阻和通電時間成正比。計算公式：Q=『Rt

3、電功和電熱的關(guān)系：

①純電阻電路.在純電阻電路中，電功等于電熱.也就是說電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能。

2

W=Q=UIt=I-Rt=(U7R)/t；P，產(chǎn)Pffi=UI=IR=U7Ro

②非純電阻電路：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能，W>Q.

W=UIt#Q=rRt；PLUIWFR；p將『RWUI

五、電阻定律、電阻率

1、電阻定律：同種材料的導體，其電阻R與它的長度/成正比，與它的橫截面積S成反比；導體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)，

寫成公式則是：R=p-.

s

2、電阻率：上式中的比例系數(shù)P（單位是。?，〃），它與導體的材料溫度有關(guān)，是表征材料導電性質(zhì)的一個重要的物理量，數(shù)

值上等于長度1m,截面積為1m?導體的電阻值。

3、材料的電阻率隨溫度的變更而變更：金屬材料的電阻率會隨溫度的上升而變大；半導體材料的電阻率會隨溫度的上升而減小;

合金的電阻率隨溫度變更微小。

六、閉合電路的歐姆定律

1、閉合電路歐姆定律：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。

歐姆定律公式:

E

（1）/=-----（適用于純電阻電路）；（2）E=U+Ir（適用于一切電路）；

R+r

R

（3）U=E-Ir（U,I間關(guān)系）；（4）U=------E（U、R間關(guān)系）。

R+r

從（3）式看出：當外電路斷開時（I=0）,路端電壓等于電動勢。而這時用電壓表去測量時，讀數(shù)卻應當略小于電動勢（有微

弱電流）。當外電路短路時（R=0,因而U=0）電流最大為［?=E/r（?-般不允許出現(xiàn)這種狀況，會把電源燒壞）

2、閉合電路的U-I圖象。

右圖中a為電源的U-I圖象；b為外電阻的U-I圖象；兩者的交點坐標表示該電阻接入電路時

電路的總電流和路端電壓；該點和原點之間的矩形的面積表示輸出功率；a的斜率的肯定值表示內(nèi)

阻大??；b的斜率的肯定值表示外電阻的大小；當兩個斜率相等時（即內(nèi)、外電阻相等時圖中矩形

面積最大,即輸出功率最大（可以看出當時路端電壓是電動勢的一半，電流是最大電流的一半）

3、電路中功率的計算：

（1）電源消耗功率（有時也稱為電路消耗總功率）：Ps=eI；外電路消耗功率（有時也稱為電源

輸出功率）：P『UI；內(nèi)電路消耗功率（肯定是發(fā)熱功率）：Pw=Ii。

（2）電源的輸出功率：p=_￡一仁<二,可見電源輸出功率隨外電阻變更的圖線如圖所

依+“2.4r

尸2

示，而當內(nèi)、外電阻相等時，電源的輸出功率最大，為尸.=￡_。

m4r

注：實際問題中應留意外電阻的取值范圍。

第三章磁場

1、磁場

（1）磁場:磁場是存在于磁體、電流和運動電荷四周的一種物質(zhì)。永磁體和電流都能在空間產(chǎn)生磁場。變更的電場也能產(chǎn)生磁場。

（2）磁場的基本特點:磁場對處于其中的磁體、電流和運動電荷有力的作用。

（3）磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：?切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運動電荷（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)定在磁場中任一點小磁針N極受力的方向(或者小磁針靜止時N極的指向)就是那一點的磁場方向。

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，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、距導線越遠處磁場越弱。

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

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，磁場越弱。

④勻強磁場:磁感應強度的大小到處相等、方向到處相同。勻強磁場中的磁感線是分布勻稱、方向相同的平行直線。

3、磁感應強度

(1)定義:磁感應強度是表示磁場強弱的物理量，在磁場中垂直于磁場方向的通電導線，受到的磁場力F跟電流I和導線長度L的

乘積IL的比值,叫做通電導線所在處的磁感應強度,定義式B=F/IL0單位T,1T=1N/(A?n>)?

(2)磁感應強度是矢量，磁場中某點的磁感應強度的方向就是該點的磁場方向，即通過該點的磁感線的切線方向。

(3)磁場中某位置的磁感應強度的大小及方向是客觀存在的，與放入的電流強度I的大小、導線的長短L的大小無關(guān)，與電流受到

的力也無關(guān)，即使不放入載流導體，它的磁感應強度也照樣存在，因此不能說B與F成正比，或B與IL成反比。

(4)磁感應強度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四邊形定則，留意磁感應強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像，其主要特點有三個：

(1)地磁場的N極在地球南極旁邊，S極在地球北極旁邊。

(2)地磁場B的水平重量(BJ總是從地球南極指向北極，而豎直重量(BJ則南北相反，在南半球垂直地面對上，在北半球垂直

地面對下。

(3)在赤道平面上，距離地球表面相等的各點，磁感強度相等，且方向水平向北。

5、安培力

(1)安培力大?。?/p>

①I〃B時，F(xiàn)=o；②I_LB,F=BIL；③I與B成。角：F=B/Lsin8

(2)安培力的方向：

①左手定則：伸開左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，

并使伸開的四指指向電流方向，那么大拇指所指的方向就是通電導體在磁場中的受力方向。

②F、B、I三者間方向關(guān)系：F±B,F±L即F垂直于B和I所構(gòu)成的平面，但B和I不肯定垂直。

(3)功能關(guān)系：安培力做功將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能；克服安培力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。

6、洛倫茲力

(1)洛倫茲力的大小：①v〃B時，f=0；②v_LB,f=qvB；③v與B成。角：f=qvBsm6

(2)洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直于v