h物理基本概念和基本规律
物理必修一二基础知识点
物理必修一二基础知识点物理必修一二基础知识点漫长的学习生涯中,大家最不陌生的就是知识点吧!知识点有时候特指教科书上或考试的知识。
哪些知识点能够真正帮助到我们呢?以下是店铺为大家收集的物理必修一二基础知识点,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
物理必修一二基础知识点1一、质点1.定义:用来代替物体而具有质量的点。
2.实际物体看作质点的条件:当物体的大小和形状相对于所要研究的问题可以忽略不计时,物体可看作质点。
二、描述质点运动的物理量1.时间:时间在时间轴上对应为一线段,时刻在时间轴上对应于一点。
与时间对应的物理量为过程量,与时刻对应的物理量为状态量。
2.位移:用来描述物体位置变化的物理量,是矢量,用由初位置指向末位置的有向线段表示。
路程是标量,它是物体实际运动轨迹的长度。
只有当物体作单方向直线运动时,物体位移的大小才与路程相等。
3.速度:用来描述物体位置变化快慢的物理量,是矢量。
(1)平均速度:运动物体的位移与时间的比值,方向和位移的方向相同。
(2)瞬时速度:运动物体在某时刻或位置的速度。
瞬时速度的大小叫做速率。
(3)速度的测量(实验)①原理:v??x。
当所取的时间间隔越短,物体的平均速度v越接近某点的瞬时速度v。
然而时间间隔取得过小,造成两?t点距离过小则测量误差增大,所以应根据实际情况选取两个测量点。
②仪器:电磁式打点计时器(使用4∽6V低压交流电,纸带受到的阻力较大)或者电火花计时器(使用220V交流电,纸带受到的阻力较小)。
若使用50Hz的交流电,打点的时间间隔为0.02s。
还可以利用光电门或闪光照相来测量。
4.加速度(1)意义:用来描述物体速度变化快慢的物理量,是矢量。
(2)定义:a??v,其方向与Δv的方向相同或与物体受到的合力方向相同。
?t(3)当a与v0同向时,物体做加速直线运动;当a与v0反向时,物体做减速直线运动。
加速度与速度没有必然的联系。
物理必修一二学习方法多阅读教材为了培养学生的自学能力和审题能力,教材的阅读就显得至为重要。
1、核物理基础
32 15
X
A Z 1
32 16
Y Q
P S Q
称为反中微子
β-的能谱特点:两端低、中间高的连续谱分布。
2、β+衰变: 核内质子多,P→变n,放出一个正 电子。
A z
X
A z 1
Y Q
18 9
F O Q
放射性平衡:如果母体的半衰期大于子体的半衰 期,当经过足够长的时间后,子母体间的放射性 活度将保持固定比例,这样一种状态称为放射性 平衡。当放射性平衡出现后,子体的衰变速度将 与母体相同。
五、人工放射性核素 在医学中有广泛的应用,如钴-60、锝-99、锶 -90、铱-192等。 制备途径: (1)反应堆中的强中子束照射靶核,靶核俘获 中子而生成放射性核;(主要来源) (2)中子引起重核裂变,从裂变碎片中提取放 射性核素,这样制备出来的核素是丰中子核素, 通常具有β-衰变。 (3)用高能加速器产生放射性核素,这样制备 出来的是缺中子核素,通常具有β+衰变,但多是 短寿命的。
原子核的衰变,主要有三种类型,即α、β衰 变和γ跃迁。 (一)α衰变 α粒子是氦的原子核,它由2个质子和2个中 子组成。α衰变的反应式如下:
A Z
238 92
X
A 4 Z 2
Y He Q
4 2
U234 Th 4 He 4.8790 MeV 90 2
(二)β衰变 β衰变包括3种类型:β-衰变、β+衰变、轨 道电子俘获。 1、β-衰变: 核内中子多,n→变P,放出一个负 电子。
元素: 质子数相同的原子称为一种元素,它们的原 子序数相同,因此具有相同的化学特性。但其原 子核中的中子数可以不同,因而物理特性可有某 些差异。 到目前为止,天然和人工合成的元素有109种, 组成元素周期表。
物理学中的哈密顿量
物理学中的哈密顿量哈密顿量是物理学中的一个基本概念,它描述了一个物理系统内部的动能和势能,是经典力学和量子力学基础理论的核心之一。
哈密顿量反映了一个物理系统的演化规律,它的重要性不亚于牛顿定律和热力学第一定律。
1. 哈密顿量的定义和基本思想哈密顿量是一个描述物理系统的数学函数,它由系统的动能和势能组合而成,通常用H表示。
一般而言,哈密顿量的定义形式为:H(p,q) = T(p) + V(q)其中p和q分别代表物理系统中的动量和坐标,T(p)为动能,V(q)为势能。
很明显,哈密顿量是一个关于动量和坐标的函数,因此可以表示为一个微分算符的形式:H = ∑(dp/dq) d^3q + ∑V(q) d^3q其中dp/dq为动量关于坐标的导数。
简单来说,哈密顿量描述了一个物理系统的动力学规律,其中动力学规律指的是物体运动状态的变化规律,包括位置、速度、加速度等等。
哈密顿量通过动量和坐标来构建物理系统的状态空间,进而描述系统的演化规律和能量变化。
2. 哈密顿量在经典力学中的应用哈密顿量最初被应用于经典力学中,它描述了一个物理系统的动力学规律和能量变化。
在经典力学的框架内,哈密顿量通常用于描述宏观物理系统的运动状态变化,它的演化规律可以用哈密顿方程组表示:dp/dt = -∂H/∂qdq/dt = ∂H/∂p其中p和q分别代表物理系统的动量和坐标,∂H/∂q和∂H/∂p分别代表哈密顿量关于坐标和动量的偏导数。
哈密顿方程组等价于牛顿定律,可以用于描述宏观物理系统的演化规律和能量变化。
3. 哈密顿量在量子力学中的应用哈密顿量在量子力学中同样具有重要的应用,它描述了一个物理系统的动力学规律和能量变化,但由于量子力学的特殊性质,哈密顿量需要进行一定的修正和补充。
在量子力学的框架下,哈密顿量的本质是一个厄米算符,它描述了量子态的演化规律和能量变化。
哈密顿量的演化规律用薛定谔方程表示:iℏ∂Ψ/∂t = HΨ其中ℏ为普朗克常数,Ψ为物理系统的波函数,H为哈密顿量。
物理力学基础知识
物理力学基础知识物理力学是研究物体在外力作用下的运动规律和力学性质的科学,是物理学的一个重要分支。
本文将详细介绍物理力学的一些基础知识,包括力学的基本概念、力学定律和力学分析方法等。
一、力学基本概念1.力学的研究对象:力学主要研究物体在外力作用下的运动和变形。
物体可以是固体、液体和气体等各种形态。
2.力的概念:力是物体之间相互作用的结果,是引起物体运动状态变化的原因。
力的单位是牛顿(N)。
3.位移和速度:位移是物体从初始位置到最终位置的位移矢量,速度是物体单位时间内位移的变化量。
4.加速度:加速度是物体单位时间内速度的变化量,反映了物体速度变化的快慢。
5.动量和能量:动量是物体的质量和速度的乘积,是物体运动状态的量度。
能量是物体由于其运动状态或位置而具有的做功能力。
二、力学定律1.牛顿三定律–第一定律(惯性定律):一个物体要么静止不动,要么以恒定速度直线运动,除非受到外力的作用。
–第二定律(加速度定律):物体受到的合外力等于物体质量与加速度的乘积,即 (F = ma)。
–第三定律(作用与反作用定律):对于任何两个相互作用的物体,它们之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反。
2.动量守恒定律:在一个没有外力作用的系统中,系统总动量保持不变。
3.能量守恒定律:在一个封闭系统中,系统的总能量(包括动能和势能)保持不变。
三、力学分析方法1.牛顿运动定律的应用:通过牛顿运动定律,可以分析和计算物体在受到外力作用下的运动状态变化。
2.微分方程的求解:力学问题常常可以通过建立微分方程来求解,如牛顿运动定律可以导出二阶微分方程。
3.能量方法:在力学问题中,能量守恒定律可以用来分析和解决问题,如在分析物体在势场中的运动时,可以利用势能和动能的转换关系。
4.对称性分析:在力学中,对称性原理可以用来简化问题的分析,如利用拉格朗日方程可以简化力学系统的动力学分析。
四、力学分支1.静力学:研究在平衡状态下的物体受力情况,不考虑物体的运动。
物理化学重要概念公式定理情况总结
第一章 热力学第一定律一、基本概念系统与环境,状态与状态函数,广度性质与强度性质,过程与途径,热与功,内能与焓。
二、基本定律热力学第一定律:ΔU =Q +W 。
焦耳实验:ΔU =f (T ) ; ΔH =f (T )三、基本关系式1、体积功的计算 δW = -p e d V恒外压过程:W = -p e ΔV可逆过程: W =nRT 1221ln ln p p nRT V V =2、热效应、焓等容热:Q V =ΔU (封闭系统不作其他功)等压热:Q p =ΔH (封闭系统不作其他功)焓的定义:H =U +pV ; d H =d U +d(pV )焓与温度的关系:ΔH =⎰21d p T T T C3、等压热容与等容热容 热容定义:V V )(T U C ∂∂=;p p )(T H C ∂∂=定压热容与定容热容的关系:nR C C =-V p热容与温度的关系:C p =a +bT +c’T 2四、第一定律的应用1、理想气体状态变化等温过程:ΔU =0 ; ΔH =0 ; W =-Q =⎰-p e d V 等容过程:W =0 ; Q =ΔU =⎰T C d V ; ΔH =⎰T C d p 等压过程:W =-p e ΔV ; Q =ΔH =⎰T C d p ; ΔU =⎰T C d V可逆绝热过程:Q =0 ; 利用p 1V 1γ=p 2V 2γ求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p不可逆绝热过程:Q =0 ;利用C V (T 2-T 1)=-p e (V 2-V 1)求出T 2,W =ΔU =⎰T C d V ;ΔH =⎰T C d p2、相变化可逆相变化:ΔH =Q =n Δ_H ;W=-p (V 2-V 1)=-pV g =-nRT ; ΔU =Q +W3、热化学物质的标准态;热化学方程式;盖斯定律;标准摩尔生成焓。
摩尔反应热的求算:)298,()298(B H H m f B mr θθν∆=∆∑ 反应热与温度的关系—基尔霍夫定律:)(])([,p B C T H m p BB m r ∑=∂∆∂ν。
高中物理光学复习要点
高中物理光学复习要点高三通常是各种练习、试卷纷至沓来,大量的习题令人眼花缭乱。
面对“无边题海”何去何从?通常各人方法各异而效果也相距甚远。
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高中物理光学复习要点一、重要概念和规律(一)、几何光学基本概念和规律1、基本规律光源:发光的物体.分两大类:点光源和扩展光源. 点光源是一种理想模型,扩展光源可看成无数点光源的集合. 光线——表示光传播方向的几何线. 光束通过一定面积的一束光线.它是通过一定截面光线的集合. 光速——光传播的速度。
光在真空中速度最大。
恒为C=3×108 m/s。
丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。
法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。
实像——光源发出的光线经光学器件后,由实际光线形成的. 虚像——光源发出的光线经光学器件后,由发实际光线的延长线形成的。
本影——光直线传播时,物体后完全照射不到光的暗区. 半影——光直线传播时,物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域.2.基本规律(1)光的直线传播规律:先在同一种均匀介质中沿直线传播。
小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。
(2)光的独立传播规律:光在传播时虽屡屡相交,但互不扰乱,保持各自的规律继续传播。
(3)光的反射定律:反射线、入射线、法线共面;反射线与入射线分布于法线两侧;反射角等于入射角。
(4)光的折射定律:折射线、入射线、法线共面,折射线和入射线分居法线两侧;对确定的两种介质,入射角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一个常数.介质的折射率n=sini/sinr=c/v。
全反射条件①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于临界角A,sinA=1/n。
(5)光路可逆原理:光线逆着反射线或折射线方向入射,将沿着原来的入射线方向反射或折射.3.常用光学器件及其光学特性(1)平面镜:点光源发出的同心发散光束,经平面镜反射后,得到的也是同心发散光束.能在镜后形成等大的、正立的虚出,像与物对镜面对称。
高考物理一轮复习考点归纳复习专题
精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!高考一轮复习知识考点归纳专题01 运动的描述、匀变速直线运动目录第一节描述运动的基本概念 (2)【基本概念、规律】 (2)【重要考点归纳总结】 (2)考点一对质点模型的理解 (2)考点二平均速度和瞬时速度 (3)考点三速度、速度变化量和加速度的关系 (3)【思想方法与技巧】 (3)第二节匀变速直线运动的规律及应用 (4)【基本概念、规律】 (4)【重要考点归纳】 (5)考点一匀变速直线运动基本公式的应用 (5)考点二匀变速直线运动推论的应用 (5)考点三自由落体运动和竖直上抛运动 (5)【思想方法与技巧】 (6)第三节运动图象追及、相遇问题 (6)【基本概念、规律】 (6)【重要考点归纳】 (7)考点一运动图象的理解及应用 (7)考点二追及与相遇问题 (7)【思想方法与技巧】 (8)方法技巧——用图象法解决追及相遇问题 (8)巧解直线运动六法 (8)实验一研究匀变速直线运动 (9)第一节 描述运动的基本概念【基本概念、规律】一、质点、参考系1.质点:用来代替物体的有质量的点.它是一种理想化模型.2.参考系:为了研究物体的运动而选定用来作为参考的物体.参考系可以任意选取.通常以地面或相对于地面不动的物体为参考系来研究物体的运动.二、位移和速度 1.位移和路程(1)位移:描述物体位置的变化,用从初位置指向末位置的有向线段表示,是矢量. (2)路程是物体运动路径的长度,是标量. 2.速度(1)平均速度:在变速运动中,物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值,即v =xt,是矢量. (2)瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,是矢量. 3.速率和平均速率(1)速率:瞬时速度的大小,是标量.(2)平均速率:路程与时间的比值,不一定等于平均速度的大小. 三、加速度1.定义式:a =ΔvΔt ;单位是m/s 2.2.物理意义:描述速度变化的快慢.3.方向:与速度变化的方向相同. 【重要考点归纳总结】 考点一 对质点模型的理解1.质点是一种理想化的物理模型,实际并不存在.2.物体能否被看做质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身大小来判断. 3.物体可被看做质点主要有三种情况: (1)多数情况下,平动的物体可看做质点.(2)当问题所涉及的空间位移远大于物体本身的大小时,可以看做质点. (3)有转动但转动可以忽略时,可把物体看做质点.考点二 平均速度和瞬时速度1.平均速度与瞬时速度的区别平均速度与位移和时间有关,表示物体在某段位移或某段时间内的平均快慢程度;瞬时速度与位置或时刻有关,表示物体在某一位置或某一时刻的快慢程度.2.平均速度与瞬时速度的联系(1)瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度. (2)对于匀速直线运动,瞬时速度与平均速度相等. 考点三 速度、速度变化量和加速度的关系 1.速度、速度变化量和加速度的比较2.物体加、减速的判定(1)当a 与v 同向或夹角为锐角时,物体加速. (2)当a 与v 垂直时,物体速度大小不变. (3)当a 与v 反向或夹角为钝角时,物体减速 【思想方法与技巧】物理思想——用极限法求瞬时物理量1.极限法:如果把一个复杂的物理全过程分解成几个小过程,且这些小过程的变化是单一的.那么,选取全过程的两个端点及中间的极限来进行分析,其结果必然包含了所要讨论的物理过程,从而能使求解过程简单、直观,这就是极限思想方法.极限法只能用于在选定区间内所研究的物理量连续、单调变化(单调增大或单调减小)的情况. 2.用极限法求瞬时速度和瞬时加速度 (1)公式v =ΔxΔt 中当Δt →0时v 是瞬时速度.(2)公式a =ΔvΔt中当Δt →0时a 是瞬时加速度.第二节 匀变速直线运动的规律及应用【基本概念、规律】一、匀变速直线运动的基本规律 1.速度与时间的关系式:v =v 0+at . 2.位移与时间的关系式:x =v 0t +12at 2.3.位移与速度的关系式:v 2-v 20=2ax . 二、匀变速直线运动的推论 1.平均速度公式:v =v t 2=v 0+v2. 2.位移差公式:Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=…=x n -x n -1=aT 2. 可以推广到x m -x n =(m -n )aT 2. 3.初速度为零的匀加速直线运动比例式 (1)1T 末,2T 末,3T 末……瞬时速度之比为: v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n . (2)1T 内,2T 内,3T 内……位移之比为: x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =1∶22∶32∶…∶n 2.(3)第一个T 内,第二个T 内,第三个T 内……位移之比为: x ∶∶x ∶∶x ∶∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1). (4)通过连续相等的位移所用时间之比为:t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1). 三、自由落体运动和竖直上抛运动的规律 1.自由落体运动规律 (1)速度公式:v =gt . (2)位移公式:h =12gt 2.(3)速度—位移关系式:v 2=2gh . 2.竖直上抛运动规律 (1)速度公式:v =v 0-gt . (2)位移公式:h =v 0t -12gt 2.(3)速度—位移关系式:v 2-v 20=-2gh . (4)上升的最大高度:h =v 202g .(5)上升到最大高度用时:t =v 0g.【重要考点归纳】考点一 匀变速直线运动基本公式的应用1.速度时间公式v =v 0+at 、位移时间公式x =v 0t +12at 2、位移速度公式v 2-v 20=2ax ,是匀变速直线运动的三个基本公式,是解决匀变速直线运动的基石.2.匀变速直线运动的基本公式均是矢量式,应用时要注意各物理量的符号,一般规定初速度的方向为正方向,当v 0=0时,一般以a 的方向为正方向.3.求解匀变速直线运动的一般步骤画过程分析图→判断运动性质→选取正方向→选用公式列方程→解方程并讨论4.应注意的问题∶如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的速度往往是联系各段的纽带. ∶对于刹车类问题,当车速度为零时,停止运动,其加速度也突变为零.求解此类问题应先判断车停下所用时间,再选择合适公式求解.∶物体先做匀减速直线运动,速度减为零后又反向做匀加速直线运动,全程加速度不变,可以将全程看做匀减速直线运动,应用基本公式求解.考点二 匀变速直线运动推论的应用1.推论公式主要是指:∶v =v t 2=v 0+v t 2,∶Δx =aT 2,∶∶式都是矢量式,在应用时要注意v 0与v t 、Δx与a 的方向关系.2.∶式常与x =v ·t 结合使用,而∶式中T 表示等时间隔,而不是运动时间. 考点三 自由落体运动和竖直上抛运动1.自由落体运动为初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动. 2.竖直上抛运动的重要特性 (1)对称性 ∶时间对称物体上升过程中从A →C 所用时间t AC 和下降过程中从C →A 所用时间t CA 相等,同理t AB =t BA .∶速度对称物体上升过程经过A 点的速度与下降过程经过A 点的速度大小相等. (2)多解性当物体经过抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,造成双解,在解决问题时要注意这个特点.3.竖直上抛运动的研究方法分段法下降过程:自由落体运动【思想方法与技巧】物理思想——用转换法求解多个物体的运动在涉及多体问题和不能视为质点的研究对象问题时,应用“转化”的思想方法转换研究对象、研究角度,就会使问题清晰、简捷.通常主要涉及以下两种转化形式:(1)将多体转化为单体:研究多物体在时间或空间上重复同样运动问题时,可用一个物体的运动取代多个物体的运动.(2)将线状物体的运动转化为质点运动:长度较大的物体在某些问题的研究中可转化为质点的运动问题.如求列车通过某个路标的时间,可转化为车尾(质点)通过与列车等长的位移所经历的时间.第三节运动图象追及、相遇问题【基本概念、规律】一、匀变速直线运动的图象1.直线运动的x-t图象(1)物理意义:反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律.(2)斜率的意义:图线上某点切线的斜率大小表示物体速度的大小,斜率正负表示物体速度的方向.2.直线运动的v-t图象(1)物理意义:反映了物体做直线运动的速度随时间变化的规律.(2)斜率的意义:图线上某点切线的斜率大小表示物体加速度的大小,斜率正负表示物体加速度的方向.(3)“面积”的意义∶图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移大小.∶若面积在时间轴的上方,表示位移方向为正方向;若面积在时间轴的下方,表示位移方向为负方向.二、追及和相遇问题1.两类追及问题(1)若后者能追上前者,追上时,两者处于同一位置,且后者速度一定不小于前者速度.(2)若追不上前者,则当后者速度与前者相等时,两者相距最近.2.两类相遇问题(1)同向运动的两物体追及即相遇.(2)相向运动的物体,当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离时即相遇.【重要考点归纳】考点一运动图象的理解及应用1.对运动图象的理解(1)无论是x-t图象还是v-t图象都只能描述直线运动.(2)x-t图象和v-t图象都不表示物体运动的轨迹.(3)x-t图象和v-t图象的形状由x与t、v与t的函数关系决定.2.应用运动图象解题“六看”考点二1.分析追及问题的方法技巧可概括为“一个临界条件”、“两个等量关系”.(1)一个临界条件:速度相等.它往往是物体间能否追上或(两者)距离最大、最小的临界条件,也是分析判断问题的切入点.(2)两个等量关系:时间关系和位移关系,通过画草图找出两物体的时间关系和位移关系是解题的突破口.2.能否追上的判断方法(1)做匀速直线运动的物体B追赶从静止开始做匀加速直线运动的物体A:开始时,两个物体相距x0.若v A=v B时,x A+x0<x B,则能追上;若v A=v B时,x A+x0=x B,则恰好不相撞;若v A=v B时,x A+x0>x B,则不能追上.(2)数学判别式法:设相遇时间为t,根据条件列方程,得到关于t的一元二次方程,用判别式进行讨论,若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次;若Δ=0,说明刚好追上或相遇;若Δ<0,说明追不上或不能相遇.3.注意三类追及相遇情况(1)若被追赶的物体做匀减速运动,一定要判断是运动中被追上还是停止运动后被追上.(2)若追赶者先做加速运动后做匀速运动,一定要判断是在加速过程中追上还是匀速过程中追上.(3)判断是否追尾,是比较后面减速运动的物体与前面物体的速度相等的位置关系,而不是比较减速到0时的位置关系.4.解题思路分析物体运动过程→画运动示意图→找两物体位移关系→列位移方程(2)解题技巧∶紧抓“一图三式”,即:过程示意图,时间关系式、速度关系式和位移关系式.∶审题应抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件,如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等,它们往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件. 【思想方法与技巧】方法技巧——用图象法解决追及相遇问题(1)两个做匀减速直线运动物体的追及相遇问题,过程较为复杂.如果两物体的加速度没有给出具体的数值,并且两个加速度的大小也不相同,如果用公式法,运算量比较大,且过程不够直观,若应用v -t 图象进行讨论,则会使问题简化.(2)根据物体在不同阶段的运动过程,利用图象的斜率、面积、交点等含义分别画出相应图象,以便直观地得到结论.巧解直线运动六法在解决直线运动的某些问题时,如果用常规解法——一般公式法,解答繁琐且易出错,如果从另外角度入手,能够使问题得到快速、简捷解答.下面便介绍几种处理直线运动的巧法.一、平均速度法在匀变速直线运动中,物体在时间t 内的平均速度等于物体在这段时间内的初速度v 0与末速度v 的平均值,也等于物体在t 时间内中间时刻的瞬时速度,即v =x t =v 0+v 2=v t 2.如果将这两个推论加以利用,可以使某些问题的求解更为简捷.二、逐差法匀变速直线运动中,在连续相等的时间T 内的位移之差为一恒量,即Δx =x n +1-x n =aT 2,一般的匀变速直线运动问题,若出现相等的时间间隔,应优先考虑用Δx =aT 2求解.三、比例法对于初速度为零的匀加速直线运动与末速度为零的匀减速直线运动,可利用初速度为零的匀加速直线运动的相关比例关系求解.四、逆向思维法把运动过程的末态作为初态的反向研究问题的方法.一般用于末态已知的情况. 五、相对运动法以系统中的一个物体为参考系研究另一个物体运动情况的方法.六、图象法应用v-t图象,可把较复杂的问题转变为较简单的数学问题解决.尤其是用图象定性分析,可避开繁杂的计算,快速找出答案.实验一研究匀变速直线运动一、实验目的1.练习使用打点计时器,学会用打上点的纸带研究物体的运动情况.2.会利用纸带求匀变速直线运动的速度、加速度.3.利用打点纸带探究小车速度随时间变化的规律,并能画出小车运动的v-t图象,根据图象求加速度.二、实验器材电火花计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源、复写纸片.三、实验步骤1.把附有滑轮的长木板放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,把打点计时器固定在长木板上没有滑轮的一端,连接好电路.2.把一条细绳拴在小车上,细绳跨过滑轮,下边挂上合适的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车的后面.实验装置见上图,放手后,看小车能否在木板上平稳地加速滑行.3.把小车停在靠近打点计时器处,先接通电源,后放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点,换上新纸带,重复三次.4.从几条纸带中选择一条比较理想的纸带,舍掉开始一些比较密集的点,在后面便于测量的地方找一个开始点,以后依次每五个点取一个计数点,确定好计数始点,并标明0、1、2、3、4、…,测量各计数点到0点的距离x,并记录填入表中.位置编号012345t/sx/mv/(m·s-1)5.计算出相邻的计数点之间的距离x1、x2、x3、….6.利用一段时间内的平均速度等于这段时间中间时刻的瞬时速度求得各计数点1、2、3、4、5的瞬时速度,填入上面的表格中.7.增减所挂钩码数,再做两次实验. 四、注意事项1.纸带、细绳要和长木板平行.2.释放小车前,应使小车停在靠近打点计时器的位置.3.实验时应先接通电源,后释放小车;实验后先断开电源,后取下纸带.一、数据处理1.匀变速直线运动的判断:(1)沿直线运动的物体在连续相等时间T 内的位移分别为x 1、x 2、x 3、x 4、…,若Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=x 4-x 3=…则说明物体在做匀变速直线运动,且Δx =aT 2.(2)利用“平均速度法”确定多个点的瞬时速度,作出物体运动的v -t 图象.若v -t 图线是一条倾斜的直线,则说明物体的速度随时间均匀变化,即做匀变速直线运动.2.求速度的方法:根据匀变速直线运动某段时间中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度v n =x n +x n +12T .3.求加速度的两种方法:(1)逐差法:即根据x 4-x 1=x 5-x 2=x 6-x 3=3aT 2(T 为相邻两计数点之间的时间间隔),求出a 1=x 4-x 13T 2,a 2=x 5-x 23T 2,a 3=x 6-x 33T 2,再算出a 1、a 2、a 3的平均值 a =a 1+a 2+a 33=13×⎝⎛⎭⎫x 4-x 13T 2+x 5-x 23T 2+x 6-x 33T 2=x 4+x 5+x 6-x 1+x 2+x 39T 2,即为物体的加速度.(2)图象法:以打某计数点时为计时起点,利用v n =x n +x n +12T 求出打各点时的瞬时速度,描点得v -t 图象,图象的斜率即为物体做匀变速直线运动的加速度.二、误差分析1.纸带上计数点间距测量有偶然误差,故要多测几组数据,以尽量减小误差.2.纸带运动时摩擦不均匀,打点不稳定引起测量误差,所以安装时纸带、细绳要与长木板平行,同时选择符合要求的交流电源的电压及频率.3.用作图法作出的v -t 图象并不是一条直线.为此在描点时最好用坐标纸,在纵、横轴上选取合适的单位,用细铅笔认真描点.4.在到达长木板末端前应让小车停止运动,防止钩码落地,小车与滑轮碰撞. 5.选择一条点迹清晰的纸带,舍弃点密集部分,适当选取计数点.6.在坐标纸上,纵、横轴选取合适的单位(避免所描点过密或过疏,而导致误差过大),仔细描点连线,不能连成折线,应作一条平滑曲线,让各点尽量落到这条曲线上,落不到曲线上的各点应均匀分布在曲线的两侧.精品基础教育教学资料,仅供参考,需要可下载使用!2020年高考一轮复习知识考点归纳专题02 相互作用目录第一节重力弹力摩擦力 (2)【基本概念、规律】 (2)【重要考点归纳】 (3)考点一弹力的分析与计算 (3)考点二摩擦力的分析与计算 (3)考点三摩擦力突变问题的分析 (4)【思想方法与技巧】 (4)物理模型——轻杆、轻绳、轻弹簧模型 (4)第二节力的合成与分解 (5)【基本概念、规律】 (5)【重要考点归纳】 (6)考点一共点力的合成 (6)考点二力的两种分解方法 (6)【思想方法与技巧】 (7)方法技巧——辅助图法巧解力的合成和分解问题 (7)第三节受力分析共点力的平衡 (7)【基本概念、规律】 (7)【重要考点归纳】 (8)考点一物体的受力分析 (8)考点二解决平衡问题的常用方法 (9)考点三图解法分析动态平衡问题 (9)考点四隔离法和整体法在多体平衡中的应用 (9)【思想方法与技巧】 (10)求解平衡问题的四种特殊方法 (10)实验二探究弹力和弹簧伸长的关系 (10)实验三验证力的平行四边形定则 (12)第一节重力弹力摩擦力【基本概念、规律】一、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.2.大小:G=mg.3.方向:总是竖直向下.4.重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.二、弹力1.定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用.2.产生的条件(1)两物体相互接触;(2)发生弹性形变.3.方向:与物体形变方向相反.三、胡克定律1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.2.表达式:F=kx.(1)k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定.(2)x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.四、摩擦力1.产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力.2.产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势.3.大小:滑动摩擦力F f=μF N,静摩擦力:0≤F f≤F fmax.4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反.5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.【重要考点归纳】考点一弹力的分析与计算1.弹力有无的判断方法(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力.(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.2.弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.3.计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解.(2)根据力的平衡条件进行求解.(3)根据牛顿第二定律进行求解.考点二摩擦力的分析与计算1.静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下:(2)状态法:先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.(3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.2.静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断其大小.(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则F f=ma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.3.滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F f=μF N来计算,应用此公式时要注意以下几点:(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;F N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.方法技巧:(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析.(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的.(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力.考点三摩擦力突变问题的分析1.当物体受力或运动发生变化时,摩擦力常发生突变,摩擦力的突变,又会导致物体的受力情况和运动性质的突变,其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性.对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点.2.常见类型(1)静摩擦力因其他外力的突变而突变.(2)静摩擦力突变为滑动摩擦力.(3)滑动摩擦力突变为静摩擦力.【思想方法与技巧】物理模型——轻杆、轻绳、轻弹簧模型柔软,只能发生微小形既可伸长,也可压缩,弹簧与橡皮筋的弹力特点:(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律F=kx.(2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等.(3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧轴线),而橡皮筋只能受拉力作用.(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变,但当将弹簧或橡皮筋剪断时,其弹力立即消失.第二节力的合成与分解【基本概念、规律】一、力的合成1.合力与分力(1)定义:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用的效果相同,这一个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力.(2)关系:合力和分力是一种等效替代关系.2.力的合成:求几个力的合力的过程.3.力的运算法则(1)三角形定则:把两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法.(如图所示)(2)平行四边形定则:求互成角度的两个力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向.二、力的分解1.概念:求一个力的分力的过程.2.遵循的法则:平行四边形定则或三角形定则.3.分解的方法(1)按力产生的实际效果进行分解.(2)正交分解.三、矢量和标量1.矢量既有大小又有方向的物理量,相加时遵循平行四边形定则.2.标量只有大小没有方向的物理量,求和时按算术法则相加.【重要考点归纳】考点一共点力的合成1.共点力合成的方法(1)作图法(2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力,是解题的常用方法.2.重要结论(1)二个分力一定时,夹角θ越大,合力越小. (2)合力一定,二等大分力的夹角越大,二分力越大. (3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力. 3.几种特殊情况下力的合成(1)两分力F 1、F 2互相垂直时(如图甲所示):F 合=F 21+F 22,tan θ=F 2F1.甲 乙(2)两分力大小相等时,即F 1=F 2=F 时(如图乙所示): F 合=2Fcos θ2.(3)两分力大小相等,夹角为120°时,可得F 合=F.解答共点力的合成时应注意的问题(1)合成力时,要正确理解合力与分力的大小关系:合力与分力的大小关系要视情况而定,不能形成合力总大于分力的思维定势.(2)三个共点力合成时,其合力的最小值不一定等于两个较小力的和与第三个较大的力之差.考点二 力的两种分解方法1.力的效果分解法(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向; (2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边形; (3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小. 2.正交分解法(1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法.(2)建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上);在动力学中,以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系.(3)方法:物体受到多个力作用F 1、F 2、F 3…,求合力F 时,可把各力沿相互垂直的x 轴、y 轴分解.x 轴上的合力:。
热力学中的焓与内能公式整理
热力学中的焓与内能公式整理热力学是物理学中研究物质能量转化和传递规律的一个重要分支。
在热力学中,焓与内能是两个基本概念。
本文将对焓与内能的概念进行解释,并整理其相关公式。
一、焓的概念及公式焓(enthalpy)是物质在定压条件下的热力学函数,常用符号为H。
焓可以理解为系统所含的内能与对外界做功之和:H = U + PV其中,U表示系统的内能,P表示系统的压强,V表示系统的体积。
焓是一种能量的衡量,单位通常为焦耳(J)或卡路里(cal)。
根据理想气体的状态方程PV = nRT,可以将焓的公式进一步展开:H = U + nRT其中,n表示物质的摩尔数,R为气体常数,T表示系统的温度。
该公式适用于理想气体的定压条件下。
二、内能的概念及公式内能(internal energy)是物质所具有的微观粒子的动能和势能之和,常用符号为U。
内能是热力学体系的一个状态函数,它与系统的体积和组成无关。
根据热力学第一定律,内能的变化等于系统所吸收的热量减去对外界所做的功:ΔU = Q - W其中,ΔU表示内能的变化,Q表示系统吸收的热量,W表示对外界做的功。
对于定容条件下的内能变化,可以使用以下公式:ΔU = Qv其中,Qv表示定容过程中系统所吸收的热量。
对于定压条件下的内能变化,可以使用以下公式:ΔU = Qp - PΔV其中,Qp表示定压过程中系统所吸收的热量,P表示系统的压强,ΔV表示系统的体积变化。
三、热容的概念及公式热容(heat capacity)是指单位物质吸收热量1焦耳所引起的温度升高,通常用C表示。
根据热容的定义,可以得到以下公式:C = ΔQ/ΔT其中,ΔQ表示系统吸收的热量,ΔT表示系统的温度变化。
对于定容过程的热容,可以使用以下公式:Cv = ΔQv/ΔT其中,Cv表示定容热容。
对于定压过程的热容,可以使用以下公式:Cp = ΔQp/ΔT其中,Cp表示定压热容。
四、海伦-富克定律根据海伦-富克定律,理想气体的焓变可以表示为:ΔH = CpΔT其中,ΔH表示焓的变化。
高考物理基础知识点归纳总结
高考物理基础知识点归纳总结物理学是研究自然界物质的基本结构、相互作用和运动规律的科学。
在高考中,物理科目不仅测试学生对物理概念的理解,还考察他们运用物理知识解决实际问题的能力。
本文旨在对高考物理的基础知识点进行系统的归纳和总结,并通过具体案例加深理解,以帮助学生构建坚实的物理知识框架。
力学力学是物理学的基础,它研究物体的运动规律和相互作用。
高考物理中力学部分主要涉及以下几个知识点:运动学运动学是研究物体运动的科学,不涉及力的作用。
它包括位移、速度、加速度、匀速直线运动、匀变速直线运动等概念,以及它们之间的关系式。
位移:物体位置的变化量,是矢量,有大小和方向。
速度:物体位移对时间的变化率,也是矢量。
加速度:物体速度的变化率,反映速度变化的快慢。
案例分析:自由落体运动是匀加速直线运动的一个典型例子。
假设一个物体从高度ℎh处自由落下,忽略空气阻力,其落地时的速度可以通过公式v=2vℎv=计算,其中vg是重力加速度,ℎh是物体下落的高度。
牛顿运动定律牛顿的三大运动定律是经典力学的基石。
第一定律:物体会保持静止或匀速直线运动状态,直到外力迫使它改变这种状态。
第二定律:物体的加速度与作用在物体上的合外力成正比,与物体的质量成反比,且方向与合外力方向相同。
第三定律:对于每一个作用力,总有一个大小相等、方向相反的反作用力。
案例分析:考虑一个放在水平面上的物体,如果施加一个水平推力,根据牛顿第二定律,物体将产生加速度。
如果推力为vF,物体质量为vm,那么加速度va可以通过vvva=mF计算。
功与能量功是力在物体上产生位移时对物体做的能量转换的量度。
功:力与位移的点积。
动能:物体由于运动而具有的能量,表达式为vv=12vv2Ek21mv2。
势能:物体由于位置而具有的能量,包括重力势能和弹性势能。
案例分析:当一个物体从某一高度自由下落到地面时,重力对物体做的功等于物体动能的增加。
如果物体下落高度为ℎh,质量为vm,那么重力做的功vW为v=vvℎW=mgh。
基本物理知识
基本物理知识常用物理概念、规律的公式表1.力学2.热学、光学3.电学、电磁学常用的物理常数光在真空中的速度C=3×108米/秒,水中的速度是在真空中的速度的3/4,在玻璃中的速度是在真空中的速度的2/3大气压强的值约为105帕重力加速度g=9.8米/秒2在粗略计算时,g的值也可以取作10牛/千克一般原子的半径只有10-10米左右电子电量为e=1.6×10-19库仑汽油机的效率为20%~30%,柴油机的效率为30%~45%,一节干电池的电压U=1.5伏,家庭电路的电压U=220伏。
国际单位制(SL)基本单位国际制(SI)单位名称、符号常用单位的换算常用资料1.一些距离和长度2.一些物质中的声速(米/千米)3.主观感觉(分贝)声音4.体温计的温度范围是35℃ 到42℃几种物质的熔点(℃,在标准大气压下)几种液体的沸点(℃,在标准大气压下)5、一些物体的质量(单位:千克)6、几种物质的比热{焦/(千克·℃)}7、几种燃料的燃烧值(焦/千克)8、横截面积平方1毫米的导线在20℃时的电阻值。
c的Tc 是-271.76℃,铅的Tc是-265.97℃。
10、生活中常用“度”作电功的单位。
电功通常用电能表(俗称电度表,来测定)。
11、发光二极管不但有电流通过时会发光,而且电流大时亮,电流小时暗。
一般发光二极管正常的工作电流为10毫安,但电流达到3毫安时就可以发光。
发光二极管可以制成不同颜色的光,如红光、绿光、黄光等,可以用不同颜色的光表示不同的意思,例如红光表示“停止”,绿光表示“放行”。
高一第一课物理知识点
高一第一课物理知识点物理是自然科学的一门基础学科,研究物质、能量以及它们之间的相互作用。
作为高中的一门重要学科,物理知识点的学习对于培养学生的科学素养和掌握科学思维具有至关重要的作用。
下面是高一第一课物理知识点的介绍:1. 物理学的基本概念物理学是自然科学的一个重要分支,研究非生物的自然现象和自然规律。
它包括力学、热学、光学、电学和现代物理等学科。
物理学的研究方法主要依靠实验和理论研究。
2. 力学力学是物理学的基础学科,主要研究物体的运动和静力学。
其中,运动学研究物体的运动规律,包括速度、加速度、位移等概念;动力学研究物体运动的原因,涉及力、质量、加速度等概念。
3. 热学热学是物理学的重要分支,研究物体的热现象和能量转换。
热学涉及温度、热量、热传导、热平衡等概念。
热力学是热学的一个重要分支,研究物质能量转化的规律,包括热力学系统、状态方程、能量守恒等概念。
4. 光学光学是物理学的分支学科,研究光的传播和光现象。
光学主要涉及光的反射、折射、衍射、干涉等现象,以及光的波动和粒子性质。
光的传播速度是一个重要的物理常数。
5. 电学电学是研究电现象和电动力学的学科,广泛应用于现代科技和工程领域。
电学涉及电荷、电场、电流、电压等概念,以及电阻、电容和电感等电路元件。
电动力学研究电荷在电场中的运动规律和电磁感应等现象。
6. 现代物理现代物理是物理学的前沿领域,主要研究微观世界和物质的基本结构。
包括相对论、量子力学、原子物理和核物理等。
现代物理的发展推动了科学技术的进步,深刻地影响着人类的生活。
这些物理知识点是高一第一课的核心内容,基于这些基本概念和理论,学生将逐渐深入探究各个领域的知识。
通过学习物理,学生可以培养科学精神,提升问题解决能力和创新思维。
同时,物理知识也为学生将来从事相关科学和工程领域打下坚实的基础。
总结起来,高一第一课物理知识点包括物理学的基本概念、力学、热学、光学、电学和现代物理。
通过深入学习这些知识点,学生可以逐渐建立起对物理学的整体认知,并为将来的学习和职业发展奠定基础。
《物理课程与教学论》
• 7.素养:平素固有的学识潜能和修养 • 科学素养: • 对科学术语的基本理解; • 对科学研究过程与方法的基本理解; • 对科学、技术、社会之间关系的基本理解
程度。
• 8.物理概念 • 原始概念:质量、力、位移等; • 比值定义法定义的概念:速度、密度、电
• 7.问题 • ○有效与无效、简单与复杂、封闭与开放
原始与习题 • 问题情境与问题设计 • ○来自生活、演示现象或其它 • ○设计中的启发与交流、过渡
• 8.教材分析理论 • 依据:课标、教材、学生 • 知识与内容: • 地位——结构——概念——规律——重点
与难点 • 过程与方法 • 情感态度与价值观
启迪。
• 2.说课 • 说教材、说学生、说教法 • 3.讲课 • 符合课标要求,突出重点,化解难点 • 体现师生交流和探究式学习,等。
• 4.问题情境设计 • 扣紧章节内容、体现生活生产实际、体现
学生是学习主体——学生参与思考具有启 发性,等。
• 5.对教学原则的理解和分析 • ○就某一原则,结合具体的教学内容进行
物理课程与教学论
○基本概念 ○基本规律 ○基本技能
一、基本概念
• 1.物理学:研究最基本最普遍的物质结构、 物体的运动形式和相互作用。
• 经典物理:速度远小于光速、能量连续分 布、h量级可忽略
• 近现代物理:速度与光速可比拟、能量量 子化、h量级不可忽略
• 2.认知:与知识学习相关的宏观心理过程, 包括信息的接收、加工、储存等。
• ○知识与技能 • ○过程与方法 • ○情感态度与价值观
• 3.科学探究 • ○教育本质与科学本质统一于科学探究 • ○七个要素 • 提出问题——猜想与假设——制定计划与
高中物理基本概念和基本规律(定理、定律、公式)
高中物理基本概念和基本规律(定理、定律、公式)一.物理量、物理量中的矢量及运算:1.所有物理量必须要有单位.2.速度、加速度、动量、电场强度、磁感应强度等矢量必须注意方向,只有大小、方向都相等的两个矢量才相等.3.同一直线上矢量的运算:先规定一个正方向,跟正方向相同的矢量为正,跟正方向相反的矢量为负,求出的矢量为正值,则跟规定的方向相同;求出的矢量为负值,则跟规定的方向相反.4.力和运动的合成、分解都遵守平行四边形定则.三力平衡时,任意两力的合力跟第三力等值反向.三力的大小必满足以下关系:︱F 1-F 2︱≤F 3≤F 1+F 2.二.力:1.重力G =mg 方向竖直向下g =9.8m/s 2≈10m/s 2作用点在重心适用于地球表面附近2.胡克定律F =kx 方向沿恢复形变方向k :劲度系数(N /m)x :形变量(m)3.滑动摩擦力f =μN 与物体相对运动方向相反μ:摩擦因数N :正压力(N)4.静摩擦力0<f 静≤f m 与物体相对运动趋势方向相反f m 为最大静摩擦力5.万有引力F =Gm 1m 2/r 2G =6.67×10-11N·m 2/kg 2方向在它们的连线上6.静电力F =kQ 1Q 2/r 2K=9.0×109N·m 2/C 2方向在它们的连线上7.电场力F =EqE :场强N /C q :电量C 正电荷受的电场力与场强方向相同8.安培力F =BIL sin θθ为B 与L 的夹角当L ⊥B 时:F =BIL ,B ∥L 时:F =09.洛仑兹力f =qυB sin θθ为B 与υ的夹角当υ⊥B 时:f =qυB ,υ∥B 时:f =0注:(1)劲度系数k 由弹簧自身决定(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定.(3)f m 略大于μN 一般视为f m ≈μN (4)物理量符号及单位B :磁感强度(T),L :有效长度(m),I :电流强度(A),υ:带电粒子速度(m /s),q :带电粒子(带电体)电量(C)(5)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定.10.力的合成与分解(1)同一直线上力的合成同向:F =F 1+F 2反向:F =F 1-F 2(F 1>F 2)(2)互成角度力的合成FF 1⊥F 2时:F(3)合力大小范围|F 1-F 2|≤F ≤F 1+F 2(4)力的正交分解F x =F cos βF y =F sin ββ为合力与x 轴之间的夹角tg β=F y /F x 注:①力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则.②合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立.③除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度严格作图.④F 1与F 2的值一定时,F 1与F 2的夹角(α角)越大合力越小.⑤同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化成代数运算.F F 2F 1O βF F y F x O x y O FF 1F 2α三.直线运动:1)匀变速直线运动1.平均速度υ平=s/t(定义式)2.有用推论υt2-υ02=2as 3.中间时刻速度υt/2=υ平=(υt+υ0)/24.末速度υt=υ0+at5.中间位置速度υs/26.位移s=υ平t=υ0t+at2/2=υt/2t7.加速度a=(υt-υ0)/t0a与υ0同向(加速)a>0;反向则a<08.实验用推论Δs=aT2Δs为相邻连续相等时间(T)内位移之差9.主要物理量及单位:初速(υ0):m/s加速度(a):m/s2末速度(υt):m/s 时间(t):秒(s)位移(s):米(m)路程:米速度单位换算:1m/s=3.6km/h 注:(1)平均速度是矢量.(2)物体速度大,加速度不一定大.(3)a=(υt-υ0)/t只是量度式,不是决定式.(4)其它相关内容:质点/位移和路程/s--t图/υ--t图/速度与速率/2)自由落体1.初速度υ0=02.末速度υt=gt3.下落高度h=gt2/2(从υ0位置向下计算)4.推论υt2=2gh注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速度直线运动规律.(2)a=g=9.8≈10m/s2重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下.3)竖直上抛1.位移s=υ0t-gt2/22.末速度υt=υ0-gt(g=9.8≈10m/s2)3.有用推论υt2-υ02=-2gs4.上升最大高度H m=υ02/2g(抛出点算起)5.往返时间t=2υ0/g(从抛出落回原位置的时间)注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值.(2)分段处理:向上为匀减速运动,向下为自由落体运动,具有对称性.(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等.四.曲线运动万有引力定律1)平抛运动:平抛运动的研究方法──“先分后合”,即先分解后合成1.水平方向速度υx=υ02.竖直方向速度υy=gt3.水平方向位移s x=υ0t4s y)=gt2/25.运动时间()6.合速度υt合速度方向与水平夹角β:tgβ=υy/υx=gt/υ07.合位移s位移方向与水平夹角α:tgα=s y/s x=gt/2υ0注:(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动的合成.(2)运动时间由下落高度h(s y)决定与水平抛出速度无关.(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα.(3)在平抛运动中时间t是解题关键.(5)曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时物体做曲线运动.8.小船渡河时(1)若υ船>υ水船头垂直河岸时,过河时间最小;航向(合速度)垂直河岸时,过河的位移最小.(2)若υ船<υ水船头垂直河岸时,过河时间最小;只有当υ船⊥υ合时,过河的位移最小.x/22)匀速圆周运动1.线速度υ=s/t=2πR/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf3.向心加速度a=υ2/R=ω2R=(2π/T)2R=ωυ4.向心力F心=mυ2/R=mω2R=m(2π/T)2R=mωυ5.周期与频率T=1/f6.角速度与线速度的关系υ=ωR7.角速度与转速的关系ω=2πn8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m)角度(Φ):弧度(rad)频率(f):赫(Hz)周期(T):秒(s)转速(n):r/s半径(R):米(m)线速度(υ):m/s角速度(ω):rad/s向心加速度:m/s2注:(1)向心力可以由具体某个力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直.(2)做匀速圆周运动的物体所受到的合力充当向心力,且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,但动量不断改变.(3)做非匀速圆周运动的物体沿半径方向的合力充当向心力.3)万有引力1.开普勒第三定律T2/R3=k(=4π2/GM)R:轨道半径T:周期k:常量(与行星质量无关) 2.万有引力定律F=Gm1m2/r2G=6.67×10-11N·m2/kg2方向在它们的连线上3.天体上的重力和重力加速度GMm/R2=mg g=GM/R2R:天体半径(m)4.卫星绕行速度、角速度、周期υωT=5.第一宇宙速度:在地面附近环绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度(最大运行速度)υ1=7.9km/s第二宇宙速度:脱离地球引力的束缚,成为绕太阳运动的人造行星的最小发射速度υ2=11.2km/s第三宇宙速度:脱离太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去的最小发射速度υ3=16.7km/s6.地球同步卫星GMm/(R+h)2=m4π2(R+h)/T2h≈36000km h:距地球表面的高度注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F万=F心(GmM/r2=ma=mυ2/r=mω2r)(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等.(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同.(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小.(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s.(6)在天体问题的计算中,经常要用到的一个重要关系式:GM地=g R地2.五.动力学(运动和力)1.伽利略斜面实验是牛顿第一定律的实验基础,把可靠的事实和深刻的理论思维结合起来的理想实验是科学研究的一种重要方法.2.牛顿第一定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.3.牛顿第二定律:F合=ma或a=F合/m a由合外力决定,与合外力方向一致.牛顿第二定律中的F合应该是物体受到的合外力;应用牛顿第二定律时要注意同时、同向、同体;牛顿运动定律只适用于低速运动的宏观物体,对微观粒子和接近光速运动的物体不适用.4.牛顿第三定律F=-F′负号表示方向相反,F、F′各自作用在对方,实际应用:反冲运动5.共点力的平衡F合=0二力平衡6.超重:N>G(物体具有向上的加速度)失重:N<G(物体具有向下的加速度)注:平衡状态是指物体处于静上或匀速度直线状态.7.物体的运动决定于它所受的合力F 和初始运动条件:六.功和能(功是能量转化的量度)1.功W =Fs cos α(定义式)W :功(J)F :恒力(N)s :位移(m)α:F 、s 间的夹角2.重力做功W ab =mgh ab m :物体的质量g =9.8≈10h ab :a 与b 高度差(h ab =h a -h b )3.电场力做功W ab =qU ab q :电量(C )U ab :a 与b 之间电势差(V)即U ab =U a -U b 4.电功W =UIt (普适式)U :电压(V )I :电流(A)t :通电时间(s)6.功率P =W /t (定义式)P :功率[瓦(W)]W :t 时间内所做的功(J)t :做功所用时间(s)8.汽车牵引力的功率P =FυP 平=Fυ平P :瞬时功率P 平:平均功率9.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(υmax =P 额/f )10.电功率P =UI (普适式)U :电路电压(V)I :电路电流(A)11.焦耳定律Q =I 2Rt Q :电热(J)I :电流强度(A)R :电阻值(Ω)t :通电时间(s)12.纯电阻电路中I =U /R P =UI =U 2/R =I 2R Q =W =UIt =U 2t /R =I 2Rt 13.动能E k =mυ2/2E k :动能(J)m :物体质量(Kg)υ:物体瞬时速度(m /s)14.重力势能E P =mgh E P :重力势能(J)g :重力加速度h :竖直高度(m)(从零势能点起)15.电势能εA =qU A εA :带电体在A 点的电势能(J)q :电量(C)U A :A 点的电势(V)16.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)W 合=mυt 2/2–mυ02/2W 合=ΔE k W 合:外力对物体做的总功ΔE k :动能变化ΔE k =(mυt 2/2–mυ02/2)17.机械能守恒定律ΔE =0E k 1+E p 1=E k 2+E p 2mυ12/2+mgh 1=mυ22/2+mgh 218.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)W G =-ΔE P 注:(1)功的公式W =Fs cos α只适用于恒力做功,变力做功一般用动能定理计算.(2)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少.(3)0°≤α<90°做正功;90°<α≤180°做负功;α=90°不做功(力方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功).(4)重力(弹簧弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少.(5)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式).(6)机械能守恒定律适用于只有重力和弹簧的弹力做功的情况,只是动能和势能之间的转化应用于光滑斜面、自由落体运动、上抛、下抛、平抛运动、光滑曲面、单摆、竖直平面的圆周运动、弹簧振子等情况.(7)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J 1eV=1.60×10-19J .*(8)弹簧弹性势能E =kx 2/2.19.功能关系--------功是能量转化的量度⑴重力所做的功等于重力势能的减少⑵电场力所做的功等于电势能的减少⑶弹簧的弹力所做的功等于弹性势能的减少⑷合外力所做的功等于动能的增加4.F =-kx ————简谐运动3.F 大小不变且始终垂直υ————匀速圆周运动力和运动的关系υ=0————静止υ≠0————匀速直线运动1.F =0υ=0————匀加速直线运动υ≠0F 、υ同向———匀加速直线运动F 、υ反向———匀减速直线运动F 、υ夹角α——匀变速曲线运动2.F =恒量5.F 是变力F 与υ同向————变加速运动F 与υ反向————变减速运动⑸只有重力和弹簧的弹力做功,机械能守恒⑹重力和弹簧的弹力以外的力所做的功等于机械能的增加⑺克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械能的减少⑻克服安培力所做的功等于感应电能的增加七.冲量与动量(物体的受力与动量的变化)1.动量p =mυp :动量(kg m /s)m :质量(kg)υ:速度(m /s)方向与速度方向相同3.冲量I =Ft I :冲量(N·S)F :恒力(N)t :力的作用时间(S)方向由F 决定4.动量定理I =Δp 或Ft =mυt –mυ0Δp :动量变化Δp =mυt –mυ0是矢量式5.动量守恒定律p 前总=p 后总p =p ′m 1υ1+m 2υ2=m 1υ1′+m 2υ2′6.碰撞的分类:(1)弹性碰撞Δp =0;ΔE k =0(即系统的动量和动能均守恒)(2)非弹性碰撞Δp =0;0<ΔE k <ΔE k m ΔE k :损失的动能ΔE k m :损失的最大动能(3)完全非弹性碰撞Δp =0;ΔE k =ΔE k m (碰后连在一起成一整体)7.物体m 1以υ1初速度与静止的物体m 2发生弹性正碰:υ1′=(m 1-m 2)υ1/(m 1+m 2)υ2′=2m 1υ1/(m 1+m 2)8.由9得的推论:等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)9.子弹m 水平速度υ0射入静止置于水平光滑地面的长木块M ,并嵌入其中一起运动时的机械能损失E 损E 损=mυ02/2-(M +m )υt 2/2=fL 相对υt :共同速度f :阻力注:(1)正碰又叫对心碰撞,速度方向在它们“中心”的连线上.(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算(3)系统动量守恒的条件:合外力为零或内力远远大于外力,系统在某方向受的合外力为零,则在该方向系统动量守恒(4)碰撞过程(时间极短,发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒.(5)爆炸过程视为动量守恒,这时化学能转化为动能,动能增加.10.应用动能定理和动量定理时要特别注意合外力.(1)应用动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律解题时要注意研究对象的受力分析及研究过程的选择.(2)应用动量守恒定律、机械能守恒定律还要注意适用条件的检验.(3)应用动量守恒定律、动量定理要特别注意方向.八.振动和波(机械振动与机械振动的传播)1.简谐振动F =-kx F :回复力k :比例系数x :位移负号表示F 与x 始终反向.简谐振动过程中,回复力的大小跟位移成正比,方向相反.位移增大,加速度增大,速度减小;位移最大时,加速度最大,速度为0;位移为0时,加速度为0,速度最大.简谐运动中机械能守恒,在平衡位置动能最大,势能最小.mυ2/2+kx 2/2=kA 2/22.单摆周期T L :摆长(m)g :当地重力加速度值成立条件:摆角θ<10°单摆振动的回复力是重力沿切线方向的分力,在平衡位置,振动加速度为0,但是还有向心加速度.3.受迫振动频率特点:f 受迫=f 驱动力(受迫频率振动的跟物体的固有频率无关)4.共振:f 驱动力=f 固,做受迫振动物体的振幅最大,声音的共振叫共鸣;共振的防止和应用5.波速公式υ=s /t =λf =λ/T 波传播过程中,一个周期向前传播一个波长.波从一种介质传播到另一种介质时,频率不变,波长和波速相应改变.波传播的过程是振动形式和振动能量传播的过程,质点并不随波迁移,每一个质点都在各自的平衡位置附近做振幅相同的简谐振动.波形图特别要注意周期性和方向性.完全弹性碰撞——动量守恒,动能不损失.(质量相同,交换速度)完全非弹性碰撞——动量守恒,动能损失最大.(以共同速度运动)非完全弹性碰撞——动量守恒,动能有损失。
物理基础公式
物理基础公式一、引言物理是一门研究物质运动和相互作用的自然科学,其基础公式是物理学中最为基本和核心的概念之一。
这些公式在描述自然界的规律、解释物理现象和解决实际问题等方面发挥着至关重要的作用。
本文将介绍一些物理学中最为基础和重要的公式,并阐述它们在物理学中的意义和作用。
二、力学基础公式1.牛顿第二定律牛顿第二定律是力学中的基本定律之一,它表述了物体运动状态变化的规律。
公式为:F=ma,其中F表示物体所受的合外力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
这个公式揭示了力、质量和加速度之间的联系,是理解和分析力学问题的关键。
2.动能定理动能定理表述了物体动能的变化与作用力做功之间的关系。
公式为:W=ΔEk,其中W表示合外力对物体所做的功,ΔEk表示物体动能的增量。
这个公式在分析机械能转化和守恒等问题中非常有用。
三、电磁学基础公式1.高斯定理高斯定理表述了电场分布与电荷之间的联系。
公式为:∮Eds=ΣQ/ε0,其中∮表示闭合曲线的积分,E表示电场强度,ds表示闭合曲线的微小线段,ΣQ 表示封闭曲面内的电荷量,ε0表示真空中的电容率。
这个公式在研究电场分布和电场力等问题中非常重要。
2.欧姆定律欧姆定律表述了电路中电压和电流之间的关系。
公式为:U=IR,其中U表示电压,I表示电流,R表示电阻。
这个公式是分析和设计电路的基础。
四、热学基础公式1.热力学第一定律热力学第一定律表述了热能与其他形式能量之间的关系。
公式为:ΔU=W+Q,其中ΔU表示系统内能的增量,W表示外界对系统所做的功,Q表示系统吸收或放出的热量。
这个公式是分析和计算热力学过程的基础。
2.理想气体状态方程理想气体状态方程表述了气体状态参量之间的关系。
公式为:PV=nRT,其中P表示气体的压强,V表示气体的体积,n表示气体的摩尔数,R表示气体常数,T表示气体的温度(以开尔文为单位)。
这个公式是气体动力学和热力学的核心公式之一。
五、光学基础公式1.折射定律折射定律表述了光在不同介质中传播速度和方向的变化规律。
普朗克神奇的自然常数-h
4.神奇的自然常数h———二十世纪的伟大发现“虽然h 的数值很小,但是我们应承认它是关系到保证宇宙存在的.如果说,h 严格地等于零,那么宇宙间的物质能量将会在十亿分之一秒的时间内全部变成为辐射.”———金斯(《 Atomicity and Quanta 》 Cambridge, 1926.)在物理学中有许多重要的基本常数.这些基本常数在物理学中起着至关重要的作用.如光在自由空间的速度c 、电子电量e 、万有引力恒量G 、普朗克常数h …….其中万有引力常数G 是1687年牛顿在建立万有引力定律时引入的一个常数.1797年英国的卡文迪许(Henry Cavendish , 1731—1810)用扭秤对G 值进行了精确测量,所得到的G 值为G=6.75×10-11N ·m 2/kg 2.目前G 的精确值为G=6.673×10-11N ·m 2/kg 2.研究证明,G 值是由宇宙本身的结构所决定的.光在自由空间的传播速度c 是麦克斯韦在推导电磁场基本方程组时所得到的电磁波传播速度,有下式决定.01με=c而真正确立光在自由空间的传播速度之自然常数地位的是爱因斯坦.因为一个真正的自然常数应当是与参照系无关的,而在1905年之前,没有谁认为光在自由空间的传播速度与参照系无关.只有在爱因斯坦建立相对论之后,人们不仅认识到光在自由空间的传播速度与参照系无关,而且发现它是决定着自然界诸多基本规律一个基本常数.特别是在爱因斯坦的质能方程2mc E =中出现这一自然常数,使其成为联系质量与能量的纽带,这充分表明这一常数的重要性.伽里略最早对光的传播速度进行了测量.目前物理学确定的c 值为:c =2.99792458×10-8m/s.在这些基本常数中,普朗克常数h 是最为神奇而又耐人寻味的.普朗克常数h 的发现是二十世纪物理学最伟大的发现之一,它是1900年12月14日普朗克发表在《物理学杂志》上的一篇论文中通过公式E=h ν首次亮相的.正是这一常数的发现,奠定了量子理论的基础,并从此开创了现代物理学的新纪元.4.1 h ---量子力学的基石与灵魂纵观量子理论,普朗克常数h 是其基石与灵魂.只有与它携手,才能跨入量子物理的大门.只要跨入量子理论的大门,就随处可以看到它的身影.从经典物理到量子物理,这是质的飞跃.在发生这种质的飞跃中,普朗克常数h 起到了至关重要的作用.量子力学是诞生于二十世纪的伟大理论,它与相对论共同构成了新物理学的辉煌.伴随着量子论的建立,普朗克常数h 登上了现代物理学的舞台,并从此成为量子理论的基石.可以设想,如果没有普朗克常数h ,量子力学是无法建立的.无论是海森堡、狄拉克创立的矩阵形式的量子力学,还是德布罗意、薛定谔创立的波动形式的量子力学,普朗克常数都起到了基石与灵魂的作用.1925年,德国物理学家海森堡(W.Heisenberg,1901---1976)根据“原子理论应当基于可观测量”的思想,指出与物理学可观测量密切相关的在于两个玻尔轨道,而不是一个轨道.如果每个可观测量与两个因素有关,要将两两因素决定的某种性质的一组量整体表述出来,这正是数学中的矩阵.将物理学中的可观测量作为矩阵中的元素,将每个元素与两个轨道(确切地说是两种状态)相联系,从而建立一个力学变量与一个矩阵的关系,这正是海森堡建立描述微观粒子行为的矩阵力学的基本思想.矩阵运算不满足乘法交换律.然而,通常的动力学变量却不具备这一性质.要将矩阵力学与已有的动力学理论相协调,必须找到它们之间的变换关系.奇妙的是此前一百多年哈密顿(W.R.Hamilton,1805—1865)建立的动力学方程对此可以发挥作用.海森堡发现,只要将哈密顿形式的力学方程中出现的泊松括号作如下变换:[]π2,ihba ab b a -→所得到的动力学方程则服从非交换性.这就是说,有了上述变换,一切已有的动力学模型都能得到对应的海森堡矩阵力学模型.按照哈密顿动力学理论,任何一个动力学变量u 有如下方程:[]H u dtdu ,=H 是哈密顿力学理论中的总能量.结合泊松括号的变换,可以得到:π2ihHu uH dt du -= 这样就建立了所有动力学方程与海森堡矩阵力学的对应关系.由此可见,海森堡是通过泊松括号的变换将普朗克常数h 引入,从而建立了矩阵形式的量子力学理论.在这种变换中普朗克常数h 起了至关重要的作用.作为另一种形式的量子力学理论是同年奥地利物理学家薛定谔(E.Schrodinger,1887─1961)在德布罗意(Princk-victor de Broglie,1892-1987)物质波理论基础上建立起来的波动力学.德布罗意提出的波函数概念建立了波与粒子的联系.按照德布罗意的思想,与微观粒子状态想联系的是波函数,波函数ψ(x,y,z,t )模的平方|ψ(x,y,z,t )|2与粒子t 时刻出现在(x,y,z )处的几率相对应.然而,德布罗意的理论仅仅适用于不受任何力作用的自由粒子,尚不是一种普遍的理论.薛定谔接受了德布罗意的思想,研究了电场、磁场对粒子作用下的普遍情况,从而发展了这一理论.在薛定谔所建立的波动力学理论中,一个关键性的环节是引入了算符对波函数ψ(x,y,z,t )的作用.引入动量算符P 与能量算符E :∇-→π2ih P ; t ih E ∂∂→π2从而得到波函数随时间变化的规律,即薛定谔方程:ψ+ψ∇-=∂ψ∂)(82222r u m h t ih ππzk y j x i ∂∂+∂∂+∂∂=∇这样就建立了波动形式的量子力学基本方程.由此可见,薛定谔是通过算符将普朗克常数h 引入,从而建立波动形式量子力学理论的.在这种变换中,h 仍然起了至关重要的作用.从本质上讲,海森堡的矩阵力学与薛定谔的波动力学是等价的.只是处理问题的方式不同.无论是海森堡通过泊松括号的变换,还是薛定谔通过算符的作用,最终都是巧妙地将普朗克常数h 引入才建立量子力学理论的.无论何种形式的量子力学理论,普朗克常数h 都起到了基石与灵魂的作用.4.2 h---量子概念的基准普朗克常数h 的量纲是〔能量×时间〕,这正是作用量的量纲.这说明h 是作用的最小单元,因此h 也称作“作用量子”.无论是普朗克的能量子,还是爱因斯坦的光量子,最小能量与频率之比总要等于自然常数h.由于量子力学的诞生,产生了诸多与经典物理学完全不同的量子概念.这些量子概念都与普朗克常数h 密切相关.h 成为区分经典物理与量子物理的基准.1)h 是不确定度的基准作为量子理论的一条基本原理是海森堡于1927年建立的不确定度原理.不确定度原理指出:“不能以任意高的精确度同时测量粒子某些成对的物理性质.”应用量子力学的理论可以证明,凡是乘积具有普朗克常数h 量纲的成对物理性质都不能以任意高的精确度同时确定.而这种精确度正是以普朗克常数h 为基准的.如粒子动量与坐标,能量与时间的不确定度关系是我们所熟知的:ΔP ·Δr ≥h/2π; ΔE ·Δt ≥h/2π以h 为基准,应用不确定度关系可以对微观粒子物理量的不确定程度作出估计,从而决定是运用经典力学处理,还是运用量子力学方法处理.如电子在数千伏电压加速下的速度约为107(m/s),速度的不确定度约为10-1(m/s ).107>>10-1,电子的运动可视为确定的,可用经典力学方法处理.而电子在原子中的运动速度约为106(m/s),原子的线度约为10-10(m),由不确定度关系可知,速度的不确定量约为106(m/s ),这说明电子在原子中的运动并没有确定的轨道,不能用经典力学处理,须用量子力学方法处理.2) h 是波粒二象性的基准波--粒二象性是微观粒子的基本属性.微观粒子的行为是以波动性为主要特征,还是以粒子性为主要特征,依然是以普朗克常数h 为基准来判定.在粒子物理学中,微观粒子的动量公式、能量公式是寓意深刻的.动量公式为:P=h/λ能量公式为:E=h ν动量P 与能量E 是典型的描述粒子行为的物理量,波长λ与频率ν是典型的描述波动行为的物理量.将描述波动行为的物理量与描述粒子行为的物理量用同一个公式相联系,这正寓意了波--粒二象性.而联系二者的正是普朗克常数h ,这的确是神来之笔.根据上述公式可以了解动量为P 、能量为E 的粒子的波长与频率,结合相应的物理过程自然可以判断是粒子性呈主要特征,还是波动性呈主要特征.3)h 是量子化条件的限度量子化条件是量子力学的基本特征.继普朗克提出能量量子化条件之后,1913年玻尔(Niels.Bohr,1885---1962)提出的原子理论是富有创造性的.玻尔在描述原子内电子的运动时,创造性地引入量子化条件曾被狄拉克誉为人类超越经典理论所迈出的“最伟大的一步.”虽然玻尔的理论并非自然的量子力学理论,但他最先将卢瑟福的原子核式模型与普朗克的量子论相结合,创造性地提出了原子内电子的能级条件与电子运动的轨道角动量量子化条件.玻尔于1913年7月在《哲学杂志》上以“论原子和分子结构”为题,发表了他的能级假说:“原子只能具有分立的能量值,能量值的改变与发射或吸收能量子E=h ν有关.”并提出了原子内电子的跃迁条件与轨道角动量的量子化条件:nm m n h E E ν=-(n=1, 2, 3, …)由此可见,在玻尔的原子理论中,量子化条件是十分重要的.而这种量子化条件依然是以普朗克常数h 为基准的.按照量子力学的理论,微观粒子的状态须受到量子化条件的制约.1925年,泡利(Wolfgang Paule ,1900---1958)应用量子态、量子数的概念提出了著名的不相容原理:“在一个原子系统内不可能有两个或两个以上的电子具有相同的状态.”即:原子内的电子不能具有完全相同的量子数.这一原理成为微观粒子状态的客观描述.如在原子中,不仅原子能量是量子化的,诸如电子轨道角动量、轨道角动量的空间取向、自旋角动量等物理量也是量子化的.轨道角动量量子化条件:)1(+=l l L轨道角动量的空间取向量子化条件:l Z m L =自旋角动量的空间取向量子化条件:S Z m S =不仅描述原子、电子等微观粒子的行为须用到量子化条件,在超导现象中,磁通量也须用到量子化条件.对于非超导体,环形电流在环内的磁通量可以取任意值.然而,对于超导体,环形电流在环内的磁通量却不可以取任意值.因为超导电流在环内流动时,要求波函数的相位须是2π的整数倍.由此可见,量子化条件成为量子理论的重要特征.而所有的量子化条件须以普朗克常数h 为基准.4.3 h---- 一个神奇的常数纵观物理学中的基本常数,普朗克常数h 是最为神奇的.下面,我们就来谈谈它的神奇之处.在物理学基本常数中,有些是通过实验直接观测发现的.如光速c 、电子电量e 、真空磁导率μ0、真空电容率ε0等.也有一些是在建立相关定律、定理时被引入,或间接导出的.如万有引力恒量G 、阿伏加德罗常数N A 、玻尔兹曼常数K 等.无论是通过实验直接发现的常数,还是建立相关定律引入、导出的常数,通常是容易被理解、接受的.因为我们对这类常数容易形成感性认识.而普朗克常数h 则是在事先没有任何感性认识,确切地说是在没有任何思想准备的情况下,完全凭着人的创造性智慧偶然发现的.然而,它却是物理学中一个实实在在的基本常数.1900年10月,德国物理学家普朗克(Max K.Planck,1858—1947)在寻找用内插法得到的黑体辐射公式的理论依据过程中,其中最具根本性意义的是引入了能量不连续的量子思想.“在整个计算中最重要的一点是认为E 是由一些数目完全确定的、有限而又相等的部分组成的….”他最终明白,只有辐射能量E 与辐射频率之比是一个自然常数h 的整数倍时才能得到正确的辐射公式.普朗克正是凭着坚韧的毅力与创造性思维发现了这一隐藏在茫茫自然中的物理学基本常数h.截止目前,h 的公认值是6.626176×10-34J ·S.虽然发现h后人们对h 值作过多次修正,但其数量级10-34始终确定.如此之小却不为零的常数划开了经典物理与量子物理的分界线.正如著名物理学家金斯(J.H.Jeans,1877—1946)曾经评论说:“虽然h 的数值很小,但是我们应当承认它是关系到保证宇宙存在的.如果说h 严格地等于零,那么宇宙间的物质能量将会在十亿分之一秒的时间内全部变成辐射……禁止发射任何小于h ν的辐射的量子论,实际上是禁止了除了具有特别大量的能可供发射的那些原子以外的任何发射.”随着普朗克常数h 作为物理学基本常数地位的确立,普朗克本人也认识到了这一基本常数的重要性.最初,当人们试图从量纲的角度考虑描述原子大小时,用电子的电量e 、电子的质量m 、电子的运动速度V 将原子的半径表示为22mv e A a =(A 为常数)如此的组合虽然有长度的量纲,但这种组合显然是错误的.因为上式中的a 、v 可以取任意值,这与观测结果不符.普朗克在发现普朗克常数h 后,立即意识到可以引入普朗克常数h 来表示原子的大小.依然从量纲分析,他所给出的公式为222222)(e c mc e me a == 我们注意到,普朗克在将普朗克常数h 引入的同时,也将与相对论有关的光速c 引入到公式中,而普朗克常数h 、光速c 、电子电量e 的组合)(2e c 恰恰是原子精细结构常数α的倒数137.03(高斯制单位).如此计算得到的原子大小为0.5×10-10m ,这与实际相吻合.1912年普朗克用微观领域的基本常数---普朗克常数h 、宏观领域的基本常数---万有引力常数G 、宇宙常数---光速c 这三个最重要、最特殊的常数组合,得到了自然界中空间、时间、质量的基本值:Lp=(Gh/c 3)1/2=4.05×10-35(m)tp=(Gh/c 5)1/2=1.35×10-43(s)Mp=(hc/G)1/2=5.46×10-8(kg)这些基本值分别称之为普朗克空间、普朗克时间、普朗克质量.令人惊叹的是这些基本值不仅在现代物理学微观领域的研究中发挥了重要作用,而且在宇观领域研究中也发挥了重要作用.普朗克空间、普朗克时间意味着空间、时间并非无限可分,依然存在着最小单元.长度的最小单元是10-35(m)、时间的最小单元是10-43(s),这是空间、时间的量子化.欲观测比10-35(m)更小的空间、或观测比10-43(s)更短的时间是不可能的,无意义的.10-35(m)、10-43(s)正是空间、时间的量子极限.小于普朗克空间,万有引力的作用将失效.小于普朗克时间所有的物理学定律也都失效.在宇宙学问题的研究中发现,发生在约二百亿年前的大爆炸至今弥漫在宇宙中的余辉---微波背景辐射,其频率分布与普朗克公式有很好的一致.由普朗克公式得知与微波背景辐射相应的热力学温度是3K ,这正是我们常说的3K 背景辐射.按照现代宇宙学理论,我们可以推演发生大爆炸10-44(s)之后宇宙的演化,尚不能追溯此前的情形;在空间尺度上我们也只能推演大于10-35(m)之后的宇宙膨胀,尚不能了解比此值更小的情形;这是由于量子原理对时空精度限制所决定的.然而,这一时间界限与普朗克时间非常接近,这一空间界限与普朗克空间非常接近.这是一种巧合还是蕴涵着更深层次的意义虽然尚不得而知,但普朗克常数h 在物理学前沿研究中的重要地位是显而易见的.目前,最有希望实现物理学统一理论的是超弦理论.按照超弦理论,由弦组成的宇宙是10维的.在这10维中其中6维对应的6个卷曲小环(Compactified )小于h 的数量级,而另4个是超过h 数量级的.而在宇宙中我们人类所能看到的只有4维,即3维空间1维时间.其余抽象的6维是我们人类所不能看到的.在这里,依然以普朗克常数h为界限.凡此种种使我们有理由相信,普朗克常数h极有可能在最终建立的物理学超统一理论中也将占有重要地位.纵观二十世纪物理学,一个神奇常数的发现引发了物理学的一场革命,并从此成为现代物理学的基石与灵魂.正如普朗克晚年所感悟的:“现在我的确知道,作用量子h的基本意义比我原来想象的要大的多.”的确,普朗克常数h是人类探索自然中最伟大的发现之一,它在二十世纪物理学中已发挥了极其重要的作用.相信在二十一世纪的自然科学研究中它也必将发挥更加重要的作用.。
物理学的基础知识和实际应用
物理学的基础知识和实际应用物理学是一门研究物质、能量、空间和时间的科学。
它旨在理解自然界的基本规律,并将其应用于各种实际情境中。
以下是物理学的基础知识和实际应用的概述:1.力学:力学是物理学的一个重要分支,研究物体的运动和力的作用。
力学的基本概念包括质量、速度、加速度、力和功。
实际应用包括车辆运动、抛物线运动、桥梁和建筑物的结构设计等。
2.热学:热学是研究热量传递和物质温度变化的科学。
热学的基本概念包括温度、热量、热传导和热能转换。
实际应用包括空调和暖气系统、烹饪和热能利用等。
3.电磁学:电磁学是研究电荷和电场以及它们之间相互作用的学科。
电磁学的基本概念包括电荷、电流、电压、磁场和电磁波。
实际应用包括电力系统、电子设备、无线通信和医疗设备等。
4.光学:光学是研究光的性质、传播和与物质相互作用的学科。
光学的基本概念包括光的传播、反射、折射、光的波动性和光谱。
实际应用包括眼镜和望远镜、摄影和激光技术等。
5.原子物理学:原子物理学是研究原子和分子结构以及它们相互作用的学科。
原子物理学的基本概念包括原子核、电子、能级和光谱。
实际应用包括核能发电、放射性物质的探测和医学应用等。
6.量子力学:量子力学是研究微观粒子如电子和原子核的行为的学科。
量子力学的基本概念包括波粒二象性、量子态、薛定谔方程和海森堡不确定性原理。
实际应用包括半导体器件、激光技术和量子计算等。
7.相对论:相对论是研究高速运动物体的性质和时空结构的学科。
相对论的基本概念包括相对论性质量增加、时间膨胀和弯曲时空。
实际应用包括全球定位系统(GPS)的精确时间和空间测量。
8.实验方法:物理学研究依赖于精确的实验和观察。
实验方法包括实验设计、数据收集、数据分析和结论验证。
实际应用实验方法在上述所有物理学分支中都有广泛应用。
这些是物理学的基础知识和实际应用的主要概述。
物理学的研究不断发展,新的发现和技术创新不断推动着人类社会的前进。
习题及方法:1.习题:一个物体从静止开始沿着水平面加速运动,5秒后速度达到10 m/s。
h的宏观和微观意义
h的宏观和微观意义
题目:h的宏观和微观意义
h是一个常用的符号,其有宏观和微观的意义。
一、宏观意义
(1)h是常用的物理学符号,代表物理量的某种单位。
它通常是指时间单位,例如秒、小时、天等。
它还可以指物理数量的某种定义,例如摩尔定律、黏弹力等。
(2)h可以用作衡量科学现象的基本单位。
例如尺度定义每米的毫米或每平方米的平方厘米等。
(3)h还可以用于衡量物理现象的大小、数量和时间。
例如定义某种物理现象每小时发生的次数、物体每小时的速度或某物体每天运动的距离等。
二、微观意义
(1)h也可以用于衡量较小现象的规律。
例如定义某种现象每微秒出现的次数,或定义某种物质每微秒内的物理变化等。
(2)h可以用于衡量物质微粒质量的大小,例如定义一个原子的质量等。
(3)h可以用于衡量一个微粒的能量,例如定义一个原子的能量、某张电磁波的能量等。
总之,h的宏观和微观意义是:h可以用于描述物理现象的概念、单位、数量和规律,以及衡量时间、质量和能量的现象。
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物理中各种字母代表的意思及初中物理基本概念
物理中各种字母代表什么意思?一、F:1、表示法拉第常数:F=96485.3383±0.0083C/mol。
2、F,法拉(Farad),电容单位(国际单位制导出单位)。
3、F,表示力(Force)或摩擦力(Friction)的符号。
Fn表示向上的力。
4、凸透镜成像中f表示焦距,F表示焦点(Focus)。
5、F波段(F band),3-4GHz的无线电波段。
二、A:1、在电学中表示电流强度的单位:安培(ampere)。
2、物理学中表示机械波的振幅也可以用A来表示。
3、a在力学中表示加速度(acceleration) a=△v/△t=s/t^2 国际单位是m/s^2 (米每平方秒)。
三、C:1、电学:物理量--电容单位--库仑(电量)。
2、电磁波传播速度:c= (299 792 458±1) m/s(光波是属于电磁波的一种,所以光速也为c)。
3、电容器(或电容, capacitor,condenser)由两片接近并相互绝缘的导体制成的电极组成的储存电荷和电能的器件;在电路中用字母C 表示。
4、电池放电倍率:电池的放电倍率是指电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值,它在数据值上等于电池额定容量的倍数,通常以字母C表示。
5、比热容。
四、B:磁感应强度是指描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量,常用符号B 表示,国际通用单位为特斯拉(符号为T)。
磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。
在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示,磁感应强度越大表示磁感应越强。
磁感应强度越小,表示磁感应越弱。
五、G:1、万有引力常数,为(6.67428±0.00067)×10^-11(牛顿·米²/千克²)。
2、电学上的电力符号。
3、重力符号。
理量名称物理量符号单位名称单位符号公式质量 m 千克 kg m=ρv温度 t 摄氏度°C速度 v 米/秒 m/s v=s/t密度 p 千克/米3 kg/m3 p=m/v力(重力) F 牛顿(牛) N G=mg压强 P 帕斯卡(帕) Pa P=F/S功 W 焦耳(焦) J W=Fs功率 P 瓦特(瓦) w P=W/t电流 I 安培(安) A I=U/R电压 U 伏特(伏) V U=IR电阻 R 欧姆(欧)Ω R=U/I电功 W 焦耳(焦) J W=UI t电功率 P 瓦特(瓦) w P=W/t=UI热量 Q 焦耳(焦) J Q=cm△t比热 c 焦每千克摄氏度 J/(kg?°C) c=Q/m△t简单版本2 这是个人积累的,上面是招的速度:V(m/S) v= S:路程/t:时间重力G (N) G=mg( m:质量; g:9.8N/kg或者10N/kg )密度:ρ(kg/m3)ρ= m/v (m:质量; V:体积)合力:F合(N)方向相同:F合=F1+F2 ;方向相反:F合=F1—F2 方向相反时,F1>F2浮力:F浮 (N) F浮=G物—G视(G视:物体在液体的重力)浮力:F浮 (N) F浮=G物(此公式只适用物体漂浮或悬浮)浮力:F浮 (N) F浮=G排=m排g=ρ液gV排(G排:排开液体的重力;m排:排开液体的质量;ρ液:液体的密度; V排:排开液体的体积 (即浸入液体中的体积) )杠杆的平衡条件: F1L1= F2L2 ( F1:动力;L1:动力臂;F2:阻力; L2:阻力臂)定滑轮: F=G物 S=h (F:绳子自由端受到的拉力; G物:物体的重力; S:绳子自由端移动的距离; h:物体升高的距离)动滑轮: F= (G物+G轮)/2 S=2 h (G物:物体的重力; G轮:动滑轮的重力)滑轮组: F= (G物+G轮) S=n h (n:通过动滑轮绳子的段数)机械功:W (J) W=Fs (F:力; s:在力的方向上移动的距离)有用功:W有 =G物h总功:W总 W总=Fs 适用滑轮组竖直放置时机械效率: η=W有/W总×100%功率:P (w) P= w/t (W:功; t:时间)压强p (Pa) P= F/s (F:压力; S:受力面积)液体压强:p (Pa) P=ρgh (ρ:液体的密度; h:深度【从液面到所求点的竖直距离】)热量:Q (J) Q=cm△t (c:物质的比热容; m:质量;△t:温度的变化值)燃料燃烧放出的热量:Q(J) Q=mq (m:质量; q:热值)常用的物理公式与重要知识点串联电路电流I(A) I=I1=I2=……电流处处相等串联电路电压U(V) U=U1+U2+……串联电路起分压作用串联电路电阻R(Ω) R=R1+R2+……并联电路电流I(A) I=I1+I2+……干路电流等于各支路电流之和(分流)并联电路电压U(V) U=U1=U2=……并联电路电阻R(Ω)1/R =1/R1 +1/R2 +……欧姆定律: I= U/I电路中的电流与电压成正比,与电阻成反比电流定义式 I= Q/t (Q:电荷量(库仑);t:时间(S))电功:W (J) W=UIt=Pt (U:电压; I:电流; t:时间; P:电功率)电功率: P=UI=I2R=U2/R (U:电压; I:电流; R:电阻)电磁波波速与波长、频率的关系: C=λν(C:波速(电磁波的波速是不变的,等于3×108m/s);λ:波长;ν:频率)这以上是简单版本的复杂的来了常用数据:真空中光速 3×10^8米/秒g 9.8牛顿/千克15°C空气中声速 340米/秒安全电压不高于36伏-------------------------------------------初中物理基本概念一、测量⒈长度L:主单位:米;测量工具:刻度尺;测量时要估读到最小刻度的下一位;光年是长度单位.⒉时间t:主单位:秒;测量工具:钟表;实验室中用停表.1时=3600秒,1秒=1000毫秒.⒊质量m:物体中所含物质的多少叫质量.主单位:千克;测量工具:秤;实验室用托盘天平.二、机械运动⒈机械运动:物体位置发生变化的运动.参照物:判断一个物体运动必须选取另一个物体作标准,这个被选作标准的物体叫参照物.⒉匀速直线运动:①比较运动快慢的两种方法:a 比较在相等时间里通过的路程.b 比较通过相等路程所需的时间.②公式: v=s/t③单位换算:1米/秒=3.6千米/时.三、力⒈力F:力是物体对物体的作用.物体间力的作用总是相互的.力的单位:牛顿(N).测量力的仪器:测力器;实验室使用弹簧秤. 力的作用效果:使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变.物体运动状态改变是指物体的速度大小或运动方向改变.⒉力的三要素:力的大小、方向、作用点叫做力的三要素.力的图示,要作标度;力的示意图,不作标度.⒊重力G:由于地球吸引而使物体受到的力.方向:竖直向下.重力和质量关系:G=mg m=G/gg=9.8N/kg.读法:9.8牛每千克,表示质量为1千克物体所受重力为9.8牛.重心:重力的作用点叫做物体的重心.规则物体的重心在物体的几何中心.⒋二力平衡条件:作用在同一物体;两力大小相等;方向相反.物体在二力平衡下,可以静止,也可以作匀速直线运动.物体的平衡状态是指物体处于静止或匀速直线运动状态.处于平衡状态的物体所受外力的合力为零.⒌同一直线二力合成:方向相同:合力F=F1+F2;合力方向与F1、F2方向相同;方向相反:合力F=F1-F2;合力方向与大的力方向相同.⒍相同条件下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多.滑动摩擦力与正压力,接触面材料性质和粗糙程度有关.【滑动摩擦、滚动摩擦、静摩擦】7.牛顿第一定律也称为惯性定律其内容是:一切物体在不受外力作用时,总保持静止或匀速直线运动状态.惯性:物体具有保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质叫做惯性.四、密度⒈密度ρ:某种物质单位体积的质量,密度是物质的一种特性.公式: m=ρV 国际单位:千克/米3 ,常用单位:克/厘米3,单位换算:1克/厘米3=1×103千克/米3;ρ水=1×103千克/米3;读法:103千克每立方米,表示1立方米水的质量为103千克.⒉密度测定:用托盘天平测质量,量筒测固体或液体的体积.面积单位换算:1厘米2=1×10^-4米2,1毫米2=1×10^-6米2.五、压强⒈压强P:物体单位面积上受到的压力叫做压强.压力F:垂直作用在物体表面上的力,单位:牛(N).压力产生的效果用压强大小表示,跟压力大小、受力面积大小有关. 压强单位:牛/米2;专门名称:帕斯卡(Pa)公式: F=PS 【S:受力面积,两物体接触的公共部分;单位:米2.】改变压强大小方法:①减小压力或增大受力面积,可以减小压强;②增大压力或减小受力面积,可以增大压强.⒉液体内部压强:【测量液体内部压强:使用液体压强计(U型管压强计).】产生原因:由于液体有重力,对容器底产生压强;由于液体流动性,对器壁产生压强.规律:①同一深度处,各个方向上压强大小相等②深度越大,压强也越大③不同液体同一深度处,液体密度大的,压强也大. [深度h,液面到液体某点的竖直高度.]公式:P=ρg h:单位:米;ρ:千克/米3; g=9.8牛/千克.⒊大气压强:大气受到重力作用产生压强,证明大气压存在且很大的是马德堡半球实验,测定大气压强数值的是托里拆利(意大利科学家).托里拆利管倾斜后,水银柱高度不变,长度变长.1个标准大气压=76厘米水银柱高=1.01×10^5帕=10.336米水柱高测定大气压的仪器:气压计(水银气压计、盒式气压计).大气压强随高度变化规律:海拔越高,气压越小,即随高度增加而减小,沸点也降低.六、浮力1.浮力及产生原因:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)对它向上托的力叫浮力.方向:竖直向上;原因:液体对物体的上、下压力差.2.阿基米德原理:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力大小等于物体排开液体所受重力.即F浮=G液排=ρ液gV排. (V排表示物体排开液体的体积)3.浮力计算公式:F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下压力差4.当物体漂浮时:F浮=G物且ρ物G物且ρ物2f f。
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物理基本概念和基本规律物体的运动决定于它所受的合力和初始运动条件:.2. 伽利略斜面实验是牛顿第一定律的实验基础,把可靠的事实和深刻的理论思维结合起来的理想实验是科研究的一种重要方法。
3.牛顿第二定律中的F 应该是物体受到的合外力。
应用牛顿第二定律时要注意同时、同向、同体.4. 速度、加速度、动量、电场强度、磁感应强度等矢量必须注意方向,只有大小、方向都相等的两个矢量才相等。
所有物理量必须要有单位。
5. 同一直线上矢量的运算: 先规定一个正方向, 跟正方向相同的矢量为正,跟正方向相反的矢量为负,求出的矢量为正值,则跟规定的方向相同,求出的矢量为负值,则跟规定的方向相反6. 力和运动的合成、分解都遵守平行四边形定则。
三力平衡时,任意两力的合力跟第三力等值反向。
三力的大小必满足以下关系:︱F 1-F 2︱≦ F 3 ≦ F 1+F 27. 小船渡河时若V 船 > V 水 船头垂直河岸时,过河时间最小;航向(合速度)垂直河岸时,过河的位移最小。
若 V 船 < V 水 船头垂直河岸时,过河时间最小;只有当V 船 ⊥ V 合 时,过河的位移最小。
8. 平抛运动的研究方法——“先分后合”,9. 功的公式 W=FScos α 只适用于恒力做功,变力做功一般用动能定理计算。
10. 机械能守恒定律适用于只有重力和弹簧的弹力做功的情况,应用于光滑斜面、自由落体运动、上抛、下抛、平抛运动、光滑曲面、单摆、竖直平面的圆周运动、弹簧振子等情况。
11. 功能关系--------功是能量转化的量度⑴重力所做的功等于重力势能的减少⑵电场力所做的功等于电势能的减少⑶弹簧的弹力所做的功等于弹性势能的减少⑷合外力所做的功等于动能的增加⑸只有重力和弹簧的弹力做功,机械能守恒⑹重力和弹簧的弹力做功以外的力所做的功等于机械能的增加 静匀匀速圆周运动 匀加速直线运动2. 静止 匀速运动 匀加速直线运动 匀减速直线运动 匀变速曲线运动 4. F= - kx简谐运动 3. F 大小不变且始终垂直V 力和运动的关系 V=0 V ≠01. F=0 V=0 V ≠0 F 、V 同向 F 、V 反向 F 、V 夹角α F=恒量 5. F 是变力 F 与v 同向————————变加速运动 F 与v 反向————————变减速运动⑺克服一对滑动摩擦力所做的净功等于机械能的减少⑻克服安培力所做的功等于感应电能的增加12. 应应用动能定理和动量定理时要特别注意合外力。
应用动量定理、动能定理、动量守恒定律、机械能守恒定律解题时要注意研究对象的受力分析,研究过程的选择;应用动量守恒定律、机械能守恒定律还要注意适用条件的检验。
应用动量守恒定律、动量定理要特别注意方向。
13. 碰撞的分类:14. 做匀速 圆周运动的物体所受到的合力大小一定等于mv 2 /r, 合力的方向一定沿半径指向圆心。
做非匀速 圆周运动的物体沿半径方向的合力大小也等于mv 2 /r (v 为该点的速度)15. 天体做匀速圆周运动的向心力就是它受到的万有引力。
GmM/r 2 =ma =mv 2 / r =m ω2 rGM 地 =gR 地 216.第一宇宙速度——在地面附近环绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度(最大运行速度),v 1=7.9km/s第二宇宙速度——脱离地球引力的束缚,成为绕太阳运动的人造行星, v 2≥11.2km/s第三宇宙速度 ——脱离太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙空间去v 3≥16.7km/s17. 简谐振动过程中,F= - kx, 回复力的大小跟位移成正比,方向相反。
位移增大,加速度增大,速度减小。
位移最大,加速度最大,速度为0。
位移为0,加速度为0,速度最大.18. 单摆振动的回复力是重力沿切线方向的分力,在平衡位置,振动加速度为0,但是还有向心加速度。
19. 物体做受迫振动时的频率等于驱动力的频率,跟物体的固有频率无关。
20. 简谐运动中机械能守恒,在平衡位置动能最大,势能最小。
1/2 mv 2+1/2 kx 2=1/2 KA 221. 共振——驱动力的频率等于做受迫振动物体的固有频率时,做受迫振动物体的振幅最大。
声音的共振叫共鸣。
22. 波从一种介质传播到另一种介质时,频率不变,波长和波速相应改变。
v=λf.声波在真空中不能传播,电磁波在真空中速度最大,等于光速c 。
声波是纵波,电磁波是横波。
23. 波传播的过程是振动形式和振动能量传播的过程,质点并不随波迁移,每一个质点都在各自的平衡位置附近做振幅相同的简谐振动。
波形图特别要注意周期性和方向性。
24. 波的叠加:两列沿同一直线传播的波,在相遇的区域里,任何一个质点的总位移,都等于两列波分别引起的位移的矢量和;两列波相遇以后,仍像相遇以前一样,各自保持原有的波形,继续向前传播.25. 两列频率相同、且振动情况完全相同的波,在相遇的区域能发生干涉。
完全弹性碰撞 —— 动量守恒,动能不损失。
(质量相同,交换速度) 完全非弹性碰撞—— 动量守恒,动能损失最大。
(以共同速度运动) 非完全弹性碰撞—— 动量守恒,动能有损失。
碰撞后的速度介于上面两种碰撞的速度之间。
波峰与波峰(波谷与波谷)相遇处振动加强,△s= ± kλk=0、1、2、3……波峰与波谷相遇处振动减弱。
△s= ±(2k+1)λ/2 k=0、1、2、3……干涉和衍射是波的特征。
26.波能够发生明显衍射的条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者跟波长差不多。
27.人耳能听到的声波频率在20hz——20000hz之间,低于20hz的声波叫次声波,高于20000hz的声波叫超声波,超声波可以用于定向发射、超声波探伤、超声波清洗,医疗诊断等。
28.由于波源和观察者有相对运动,使观察者发现频率发生变化的现象叫多普勒效应。
波源和观察者相互接近,观察者接收到的频率增大;二者远离时,观察者接收到的频率减小。
29.牛顿运动定律只适用于低速运动的宏观物体,对微观粒子和接近光速运动的物体不适用。
40.元电荷——电子(质子)所带的电量(e=1.60×10-19C)为所有电量中的最小值,叫做元电荷。
41.第一个用电场线描述电场的科学家是——法拉第。
电场线并不存在,是人为画出的。
电场线不闭合,磁感应线是闭合的曲线。
沿电场线方向电势逐渐降低,电场线的密疏表示电场强度的大小。
42.用比值定义的物理量如电场强度E=F/q、电势差U=W/q、电容C=Q/U 、电阻R=U/I、磁感应强度B=F m/IL等都跟等式右边的物理量无关。
43.电容器跟电源连接时,U不变,d 减小,C增大,Q增大,E增大.44.电容器充电后跟电源断开,Q不变, d 减小,C增大,U减小, E不变.45.带电粒子在匀强电场中的运动——加速:qU=1/2mv2 偏转:类平抛运动.46.应用部分电路欧姆定律I=U/R时,I、R、U三个量必须是同一段电路的,部分电路欧姆定律I=U/R不适用含有电源、电动机的电路。
47.电功W=UIt、电功率P=UI适用于任何电路;电热Q=I2Rt、热功率P=I2R只适用于纯电阻电路。
对纯电阻电路有W=Q、对非纯电阻电路有W>Q。
电动机的电功率等于机械功率加上热功率。
48.两电阻串联的分压关系U1=U R1/(R1+R2)U2= U R2/(R1+R2)49.两电阻并联的分流关系I1=I R2/(R1+R2)I2= I R1/(R1+R2)R=R1R2/(R1+R2)50.电源的电动势等于外电路断开时的路端电压,路端电压随外电阻的增大而增大。
51.电源的电动势等于U—I图线跟纵轴的交点的值,内电阻等于U—I图线的斜率。
52.用伏安法测量电阻时,安培表内接时,R测=U/I=R x+R A 大电阻(R X>>R A)用内接法;安培表外接时,R测=U/I=R X R V /( R X +R V) 小电阻( R X <<R V ) 用外接法。
53.电压表的改装——串联一个大电阻(U- Ug ) / Ug = R1 / Rg∴R1 = Rg(U- Ug ) / Ug= (n-1) Rg54.安培表的改装——并联一个小电阻(I – I g ) R2 = I g R g∴R2 = R g I g / (I – I g )R1IgUUg U1=U- UgRgGR2RgIgI 2IG= R g / (n-1)55. 用欧姆表测电阻时,必须先选择量程,进行调零,测量时待测电阻要跟电源断开,读数要乘以倍率,指针应在中央1/3刻度附近。
若指针偏转太大,应换用较小量程,重新进行调零,若指针偏转太小,应换用较大量程,重新调零后进行测量。
测量结束,要拔出表笔,并将选择开关置于OFF 或交流500V 档。
欧姆表的黑表笔跟表内电池的正极相连。
56. 各种材料的电阻率都随温度而变化:金属的电阻率随温度的升高而增大,电阻温度计(铂)就是根据这一特性制成,有些合金如锰铜和康铜的电阻率几乎不随温度而变化,常用来制作标准电阻。
半导体的电阻随温度的升高而减小,例如热敏电阻。
57. 超导现象:当温度降低到绝对零度附近时,电阻突然减小为零的现象。
当超导体中有电流通过时,由于不产生热量,电流可以维持很长时间不消失。
58. 二极管的单向导电作用——二极管正极的电势高于负极电势时,导通,电阻很小;反之,二极管截止,电阻很大。
59. 右手定则应用在确定电流的磁场方向和电磁感应中感应电流的方向;左手定则应用在确定磁场对通电导线的作用力方向和洛仑兹力的方向。
60. 带电粒子在匀强磁场中只受洛仑兹力作用时,做匀速圆周运动。
圆周运动的半径跟动量成正比,圆周运动的周期跟半径、速度无关。
在复合场中的运动要根据受到的合力和初始条件决定。
带电粒子在速度选择器中做匀速直线运动的条件是:qvB=qE..61. 电磁感应现象:不论用什么方法,只要穿过闭合电路的磁通量发生变化,闭合电路中就有感应电流产生。
产生感应电动势的那部分导体相当于电源。
产生感应电动势的条件:a.磁通量发生变化。
b..回路中的一部分导体做切割磁感应线运动。
c.. 线圈中的电流发生变化(自感现象)62. 判断感应电流的方向:a.楞次定律(“增反减同” )b.右手定则. .感应电流的效果总是阻碍产生感应电流的原因。
63. 自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。
自感线圈中的电流不能突变。
64. 日光灯——镇流器跟灯管串联,启动器跟灯管并联,电路图如右图。
流器的作用——启动时,产生高电压,帮助点燃; 正常工作时的感抗限制电流,保护灯管。
注意:灯管两端的电压与镇流器的电压之和不等于电源电压。
启动器的作用——自动开关。
可用普通开关或短绝缘导线代替。
65. 线圈在匀强磁场中匀速转动时产生正弦交流电,从中性面开始计时,表达式为e=NB ωSsin ωt.66. 交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的,正弦交流电的有效值等于最大值的0.707。