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高中物理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一、力物體的平衡1.力是物體對(duì)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.[注意]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(shì)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.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(duì)運(yùn)動(dòng)(滑動(dòng)摩擦力)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)(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(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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(duì)運(yùn)動(dòng),則說明它們?cè)瓉頉]有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),也沒有靜摩擦力;若兩物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),則說明它們?cè)瓉碛邢鄬?duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),并且原來相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向跟假設(shè)接觸面光滑時(shí)相對(duì)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(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)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(duì)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(duì)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.{性質(zhì)力”和“效果力”是兩種不同的力的分類方法.效果力是按力的作用效果定義的,而性質(zhì)力是按力的本身的性質(zhì)定義的,比如“彈力”它就是性質(zhì)力,它的定義是從“變形”“恢復(fù)原狀”“產(chǎn)生力”定義的,它既是彈力產(chǎn)生的過程,也是彈力的性質(zhì),它根本沒效果的痕跡,絕不能說因?yàn)椤皬棥辈庞辛?,而效果力都可以這樣說:因?yàn)樗鞘刮矬w運(yùn)動(dòng)的力所以叫“動(dòng)力”;因?yàn)槲矬w力的效果是使物體相互吸引,所以叫“吸引力”;因?yàn)閷?duì)平面有壓的效果所以這個(gè)力才叫“壓力”。再比如“摩擦力”是性質(zhì)力,因?yàn)樗亩x上沒有“摩擦”的痕跡,但“滑動(dòng)摩擦力”“滾動(dòng)摩擦力”“靜摩擦力”就是效果力了,因?yàn)樽置嫔弦呀?jīng)存在了力的作用效果“滑動(dòng)”“靜”等。另外還有一點(diǎn)除重力外,其它的性質(zhì)力概念都比較寬,一般都包含幾種常見的效果力,而效果力中可以是某個(gè)性質(zhì)力承擔(dān),但沒有一個(gè)效果力可以說它包含某個(gè)性質(zhì)力.性質(zhì)力在高中階段只有六種“重力、彈力、摩擦力、分子力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力”除些之外題上的力就都是效果力了.}

(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(huì)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(duì)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.直線運(yùn)動(dòng)

1.機(jī)械運(yùn)動(dòng):一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置的改變叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)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(duì)同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),所選擇的參照物不同,對(duì)它的運(yùn)動(dòng)的描述就會(huì)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(zhǎng)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(jiǎn)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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.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(duì)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(duì)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(duì)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(huì)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(zhǎng)),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.大小[注意]向心力是根據(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,用來改變速度的大小).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(duì)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.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(duì)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(duì)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(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體的這一對(duì)相互摩擦力做的總功:W=fd(d是兩物體間的相對(duì)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(zhǎng)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(duì)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(jiǎn)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(jiǎn)明、方法巧妙、運(yùn)算量小等優(yōu)點(diǎn).

5.重力勢(shì)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(shì)能,.

①重力勢(shì)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(shì)能的大小和零勢(shì)能面的選取有關(guān).③重力勢(shì)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(shì)能改變的關(guān)系:重力做功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值.即WG=-.

6.彈性勢(shì)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(shì)能(重力勢(shì)能、彈性勢(shì)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(shì)能(及彈性勢(shì)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=E2②系統(tǒng)減少的總重力勢(shì)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(shì)能參考面,而選用②式和③式時(shí),可以不規(guī)定零勢(shì)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(duì)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(shì)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(duì)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(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少:WG=Ep1-Ep2.

(3)合外力對(duì)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(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:WF=E2-E19.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(duì)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(duì)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(jiǎn)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng).

(2)簡(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(shì)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(jiǎn)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(zhǎng),擺球的直徑比擺線的長(zhǎng)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(jiǎn)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(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的單擺的周期公式為:T=2π①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(zhǎng)L和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭有關(guān).

③擺長(zhǎng)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(zhǎng)L應(yīng)理解為等效擺長(zhǎng),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(zhǎng)、波速和頻率及其關(guān)系

(1)波長(zhǎng):兩個(gè)相鄰的且在振動(dòng)過程中對(duì)平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點(diǎn)間的距離叫波長(zhǎng).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(zhǎng).(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(duì)平衡位置的位移.當(dāng)波源作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)時(shí),它在介質(zhì)中形成簡(jiǎn)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?gòu)膱D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(zhǎng)(注意單位).

③可求任一點(diǎn)在該時(shí)刻相對(duì)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(duì)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?jī)?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(zhǎng)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(zhǎng)小或能夠與波長(zhǎng)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(zhǎng)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(duì)超聲波的利用:用聲納探測(cè)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(duì)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(duì)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(chǎng)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(duì)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(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線

(1)電場(chǎng):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(chǎng)是客觀存在的,電場(chǎng)具有力的特性和能的特性.

(2)電場(chǎng)強(qiáng)度:放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力跟它的電荷量的比值,叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)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(chǎng)線:在電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)方向一致,這些曲線叫做電場(chǎng)線.電場(chǎng)線的性質(zhì):①電場(chǎng)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(chǎng)線的疏密反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱;③電場(chǎng)線不相交;④電場(chǎng)線不是真實(shí)存在的;⑤電場(chǎng)線不一定是電荷運(yùn)動(dòng)軌跡.

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

(5)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加:電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,當(dāng)空間的電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)在該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和.

4.電勢(shì)差U:電荷在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí),電場(chǎng)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(shì)差.公式:UAB=WAB/q電勢(shì)差有正負(fù):UAB=-UBA,一般常取絕對(duì)值,寫成U.

5.電勢(shì)φ:電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)相對(duì)零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差.

(1)電勢(shì)是個(gè)相對(duì)的量,某點(diǎn)的電勢(shì)與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)(通常取離電場(chǎng)無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零電勢(shì)).因此電勢(shì)有正、負(fù),電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)點(diǎn)高還是低.

(2)沿著電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)越來越低.6.電勢(shì)能:電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢(shì)能為零處(電勢(shì)為零處)電場(chǎng)力所做的功ε=qU

7.等勢(shì)面:電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面.

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

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

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

8.電場(chǎng)中的功能關(guān)系

(1)電場(chǎng)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(chǎng)中),或由動(dòng)能定理計(jì)算.

(2)只有電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能和電荷的動(dòng)能之和保持不變.

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

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

10.★★★★帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

(1)帶電粒子在電場(chǎng)中加速

帶電粒子在電場(chǎng)中加速,若不計(jì)粒子的重力,則電場(chǎng)力對(duì)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(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)

帶電粒子以垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入電場(chǎng)后,做類平拋運(yùn)動(dòng).垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng):Vx=V0,L=V0t.平行于場(chǎng)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(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

由于帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受電場(chǎng)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(hào)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(hào)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(shì)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(shì)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(shì)點(diǎn)流向低電勢(shì)點(diǎn),在電源的內(nèi)部電流由低電勢(shì)點(diǎn)流向高電勢(shì)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(guó)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.

2.電阻--(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(zhǎng)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(duì)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(duì)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(chǎng)力對(duì)電荷做功.電場(chǎng)力對(duì)電荷做功,電荷的電勢(shì)能減少,電勢(shì)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(duì)純電阻電路還是對(duì)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(shì)--(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(shì)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(shì)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(shì)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(shì)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(duì)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(cè)量

原理是歐姆定律.因此只要用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓,用安培表測(cè)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(shì)是電壓變化范圍大;限流接法的優(yōu)勢(shì)在于電路連接簡(jiǎn)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(huì)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(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中,若所用的變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)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(cè)電阻上的電流(壓)變化也很小,這不利于多次測(cè)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(cè)電阻阻值的情況下能大范圍地調(diào)節(jié)待測(cè)電阻上的電流(壓),應(yīng)選擇變阻器的分壓接法.十一、磁場(chǎng)1.磁場(chǎng)

(1)磁場(chǎng):磁場(chǎng)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(chǎng).變化的電場(chǎng)也能產(chǎn)生磁場(chǎng).(2)磁場(chǎng)的基本特點(diǎn):磁場(chǎng)對(duì)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(chǎng)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(chǎng)的方向:規(guī)定在磁場(chǎng)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(chǎng)方向.

2.磁感線

(1)在磁場(chǎng)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(chǎng)方向,曲線的疏密能定性地表示磁場(chǎng)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(chǎng)的磁感線的分布:

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

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

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

④勻強(qiáng)磁場(chǎng):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(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)弱的物理量,在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線,受到的磁場(chǎng)力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)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(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,即通過該點(diǎn)的磁感線的切線方向.

(3)磁場(chǎng)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(zhǎng)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(chǎng)方向,并不是在該處的電流的受力方向.

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

(1)地磁場(chǎng)的N極在地球南極附近,S極在地球北極附近.

(2)地磁場(chǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(chǎng)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(chǎng)中靜止的電荷不受洛倫茲力作用.

7.★★★帶電粒子在磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

(1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)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(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng)

①當(dāng)帶電粒子在所受的重力與電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(shì)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(shì).產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源.

(2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),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(shì)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(chǎng)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(chǎng)方向上的投影面積S′,即Φ=BS′,國(guó)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(chǎng),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(jiǎn)便.

(2)對(duì)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(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反;當(dāng)原磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)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(duì)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(shì)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(shì)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(shì)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(shì),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(shì).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(shì):若v為平均速度,算出的就是平均電動(dòng)勢(shì).(2)公式的變形

①當(dāng)線圈垂直磁場(chǎng)方向放置,線圈的面積S保持不變,只是磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度均勻變化時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):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(shì)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(shì):在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì).自感電動(dòng)勢(shì)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(shì)方向總是阻礙電流的變化.

6.日光燈工作原理

(1)起動(dòng)器的作用:利用動(dòng)觸片和靜觸片的接通與斷開起一個(gè)自動(dòng)開關(guān)的作用,起動(dòng)的關(guān)鍵就在于斷開的瞬間.

(2)鎮(zhèn)流器的作用:日光燈點(diǎn)燃時(shí),利用自感現(xiàn)象產(chǎn)生瞬時(shí)高壓;日光燈正常發(fā)光時(shí),利用自感現(xiàn)象,對(duì)燈管起到降壓限流作用.

7.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(shì),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(duì)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(shì)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(chǎng)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(shì)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(shì)→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(chǎng)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(duì)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(shì)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(shì)(電流)大小是否恒定.用楞次定律判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(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(duì)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(duì)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(shì)、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(shì)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(shì)最大,磁通量的變化率最大.

(3)若從線圈平面和磁場(chǎng)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(shì)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(cè)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(duì)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(duì)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(chǎng)和電磁波1.麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論

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

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

(3)變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)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(chǎng).

2.電磁波

(1)周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(zhǎng)均發(fā)生變化,電磁波傳播速度v等于波長(zhǎng)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/s.

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(huì)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(duì)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(duì)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

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