物理公式大全主要包括力学、电学、热学、光学等部分,每个部分都有一系列的公式。
* 力学部分:牛顿运动定律及其推论、动量守恒定律、动能定理、重力势能、重力做功与重力势能的变化关系等。
* 电学部分:欧姆定律、焦耳定律、电阻定律、电容器的电容等。
* 热学部分:热力学第一定律、热力学第二定律等。
* 光学部分:光的折射定律、光的反射定律等。
这些公式描述了自然界中各种物理现象的基本规律,通过公式的掌握,可以更好地理解物理现象的本质,为后续的物理学习打下坚实的基础。同时,使用公式时要注意单位的统一性,解题时要注意各量之间的关系,以及公式的适用范围。
以上内容仅供参考,建议查阅专业书籍或者咨询专业人士以获取更全面和准确的信息。
物理公式大全1
力学部分
一、速度公式
火车过桥(洞)时通过的路程s=L桥+L车
声音在空气中的传播速度为340m/s
光在空气中的传播速度为3×108m/s
二、密度公式
(ρ水=1.0×103kg/m3)
冰与水之间状态发生变化时m水=m冰ρ水>ρ冰v水<v冰
同一个容器装满不同的液体时,不同液体的体积相等,密度大的质量大
空心球空心部分体积V空=V总-V实
三、重力公式
G=mg(通常g取10N/kg,题目未交待时g取9.8N/kg)
同一物体G月=1/6G地m月=m地
四、杠杆平衡条件公式
F1l1=F2l2F1/F2=l2/l1
五、动滑轮公式
不计绳重和摩擦时F=1/2(G动+G物)s=2h
六、滑轮组公式
不计绳重和摩擦时F=1/n(G动+G物)s=nh
七、压强公式(普适)
P=F/S固体平放时F=G=mg
S的国际主单位是m21m2=102dm2=106mm2
八、液体压强公式P=ρgh
液体压力公式F=PS=ρghS
规则物体(正方体、长方体、圆柱体)公式通用
九、浮力公式
(1)F浮=F’-F(压力差法)
(2)F浮=G-F(视重法)
(3)F浮=G(漂浮、悬浮法)
(4)阿基米德原理:F浮=G排=ρ液gV排(排水法)
十、功的公式
W=FS把物体举高时W=GhW=Pt
十一、功率公式
P=W/tP=W/t=Fs/t=Fv(v=P/F)
十二、有用功公式
举高W有=Gh水平W有=FsW有=W总-W额
十三、总功公式
W总=FS(S=nh)W总=W有/ηW总=W有+W额W总=P总t
十四、机械效率公式
η=W有/W总η=P有/P总
(在滑轮组中η=G/Fn)
(1)η=G/nF(竖直方向)
(2)η=G/(G+G动)(竖直方向不计摩擦)
(3)η=f/nF(水平方向)
热学部分
十五、热学公式
C水=4.2×103J/(Kg·℃)
1.吸热:Q吸=Cm(t-t0)=CmΔt
2.放热:Q放=Cm(t0-t)=CmΔt
3.热值:q=Q/m
4.炉子和热机的效率:η=Q有效利用/Q燃料
5.热平衡方程:Q放=Q吸
6.热力学温度:T=t+273K
7.燃料燃烧放热公式Q吸=mq或Q吸=Vq(适用于天然气等)
电学部分
1.电流强度:I=Q电量/t
2.电阻:R=ρL/S
3.欧姆定律:I=U/R
4.焦耳定律:
(1)Q=I2Rt普适公式)
(2)Q=UIt=Pt=UQ电量=U2t/R(纯电阻公式)
5.串联电路:
(1)I=I1=I2
(2)U=U1+U2
(3)R=R1+R2
(4)W=UIt=Pt=UQ(普适公式)
(5)W=I2Rt=U2t/R(纯电阻公式)
(6)U1/U2=R1/R2(分压公式)
(7)P1/P2=R1/R2
6.并联电路:
(1)I=I1+I2
(2)U=U1=U2
(3)1/R=1/R1+1/R2[R=R1R2/(R1+R2)]
(4)I1/I2=R2/R1(分流公式)
(5)P1/P2=R2/R1
7.定值电阻:
(1)I1/I2=U1/U2
(2)P1/P2=I12/I22
(3)P1/P2=U12/U22
8.电功:
(1)W=UIt=Pt=UQ(普适公式)
(2)W=I2Rt=U2t/R(纯电阻公式)
9.电功率:
(1)P=W/t=UI(普适公式)
(2)P=I2R=U2/R(纯电阻公式)
常用物理量
1.光速:C=3×108m/s(真空中)
2.声速:V=340m/s(15℃)
3.人耳区分回声:≥0.1s
4.重力加速度:g=9.8N/kg≈10N/kg
5.标准大气压值:760毫米水银柱高=1.01×105Pa
6.水的密度:ρ=1.0×103kg/m3
7.水的凝固点:0℃
8.水的沸点:100℃
9.水的比热容:C=4.2×103J/(kg·℃)
10.元电荷:e=1.6×10-19C
11.一节干电池电压:1.5V
12.一节铅蓄电池电压:2V
13.对于人体的安全电压:≤36V(不高于36V)
14.动力电路的电压:380V
15.家庭电路电压:220V
16.单位换算:
(1)1m/s=3.6km/h
(2)1g/cm3=103kg/m3
(3)1kw·h=3.6×106J
初中物理所有章节知识点
第一章机械运动
1.测量长度的常用工具:刻度尺。测量结果要估读到分度值的下一位。
2.刻度尺的使用方法:
(1)使用前先观察刻度尺的零刻度线、量程和分度值;
(2)测量时刻度尺的刻度线要紧贴被测物体;
(3)读数时视线要与尺面垂直。
3.测量值和真实值之间的差异叫做误差,我们不能消灭误差,但应尽量减小误差。
4.减小误差方法:多次测量求平均值、选用精密测量工具、改进测量方法。
5.误差与错误的区别:误差不是错误,错误不该发生,能够避免,而误差永远存在,不能避免。
6.物理学里把物体位置的变化叫做机械运动。
7.在研究物体的运动时,选作标准的物体叫做参照物。同一个物体是运动还是静止取决于所选的参照物,这就是运动和静止的相对性。
8.速度的计算公式:
1m/s=3.6km/h
第二章声现象
9.声是由物体的振动产生的。
10.声的传播需要介质,真空不能传声。
11.声速与介质的种类和介质的温度有关。15℃空气中的声速为340m/s。
12.声音的三个特性是:音调、响度、音色。(音调与物体的振动频率有关;响度与物体的振幅有关;音色与发声体的材料和结构有关。)
13.控制噪声的途径:防止噪声的产生、阻断噪声的传播、防止噪声进入人耳。
14.为了保证休息和睡眠,声音不能超过50dB;为了保证工作和学习,声音不能超过70dB;为了保护听力,声音不能超过90dB。
15.声的利用:
(1)传递信息:例如声呐、听诊器、B超、回声定位。
(2)传递能量:例如超声波清洗钟表、超声波碎石。
第三章物态变化
16.液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。
17.使用温度计前应先观察它的量程和分度值。
18.温度计的使用方法:
(1)温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中,不要碰到容器底或容器壁。
(2)要等温度计的示数稳定后再读数;
(3)读数时温度计的玻璃泡要继续留在液体中,视线要与液柱的上表面相平。
19.物态变化:
(1)熔化:固→液,吸热(冰雪融化)
(2)凝固:液→固,放热(水结冰)
(3)汽化:液→气,吸热(湿衣服变干)
(4)液化:气→液,放热(液化气)
(5)升华:固→气,吸热(樟脑丸变小)
(6)凝华:气→固,放热(霜的形成)
20.晶体、非晶体的熔化图像:
21.液体沸腾的条件:(1)达到沸点(2)继续吸热
22.自然界水循环现象中的物态变化:
(1)雾、露――――液化
(2)雪、霜――――凝华
23.使气体液化的途径:(1)降低温度(2)压缩体积
第四章光现象
24.光在同种均匀介质中是沿直线传播的;
光的传播不需要介质,真空中的光速C=3×108m/s。
25.光的直线传播的现象:影子、日食、月食。
光的直线传播的应用:激光引导掘进方向、射击瞄准、小孔成像。
26.光的反射定律:
(1)反射光线、入射光线、法线在同一平面内;
(2)反射光线、入射光线分居法线两侧;
(3)反射角等于入射角;
(4)在反射现象中,光路是可逆的。
27.光的反射分镜面反射和漫反射两类
28.平面镜成像特点:像与物体大小相同;像与物体到平面镜的距离相等;平面镜所成像的是虚像。
29.光的折射规律:光从空气斜射入水或其它介质中时,折射光线向法线方向偏折;在光的折射现象中,光路是可逆的。(另:光从一种介质垂直射入另一种介质中时,传播方向不变。)
30.光的色散:白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光组成的。
31.色光的三原色:红、绿、蓝
32.透明物体的颜色是由它透过的色光决定的;
不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
33.看不见的光:
(1)红外线:主要作用是热作用――红外线烤箱、电视遥控
(2)紫外线:主要作用是化学作用――验钞、杀菌
第五章透镜及其应用
34.凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。
35.平行光通过透镜的光路图:通过透镜的三种特殊光线:
36.凸透镜成像规律及应用:
(1)当u>2f时,成倒立、缩小的实像(照相机原理);
(2)当f<U<2F时,成倒立、放大的实像(投影仪原理);<p>
(3)当u<F时,成正立、放大的虚像(放大镜原理)<p>
另:当u=2f时成倒立、等大的实像;(可用来测焦距)
当u=f时无法成像。
37.一倍焦距分虚实,两倍焦距分大小;物近像远像变大,物远像近像变小。
38.老年人戴的老花镜是凸透镜,近视眼患者戴的近视眼镜是凹透镜。
第六章质量与密度
39.物体所含物质的多少叫质量,用m表示。物体的质量不随物体的形状、状态、位置、温度而改变,所以质量是物体本身的一种属性。质量的单位:千克(kg);常用单位:吨(t)、克(g)、毫克(mg)。1t=1000kg1kg=1000g1g=1000mg
40.同种物质的质量与体积成正比。
41.密度的计算公式:
42.用天平测出物体的质量,用量筒测出体积,用公式
计算出该物体的密度。
43.密度与温度:温度能改变物体的密度,一般物体都是在温度升高时体积膨胀,密度变小,即热胀冷缩。(水在4℃时密度最大,水在4℃以下是热缩冷胀。)
44.密度与物质鉴别:不同物质的密度一般不同,通过测量物质的密度可以鉴别物质。
第七章力
45.力的作用效果:
(1)力可以改变物体的运动状态;
(2)力可以使物体发生形变。
46.力的三要素:力的大小、方向、作用点。
47.力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
48.弹簧测力计的制作原理:在弹性限度内,弹簧的伸长量与所受的拉力成正比。
49.重力:G=mg(重力的方向:竖直向下)物体所受的重力跟它的质量成正比。
第八章运动和力
50.牛顿第一定律:
一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
51.二力平衡的条件:
(1)作用在同一个物体上;
(2)大小相等;
(3)方向相反;
(4)在同一条直线上。
52.平衡状态:
(1)静止
(2)匀速直线运动处于平衡状态的物体,一定受到平衡力的作用,且物体所受的合力一定为0N。
53.影响摩擦力大小的因素:
(1)压力大小
(2)接触面的粗糙程度
第九章压强
54.影响压力作用效果的因素:(1)压力大小(2)受力面积大小
55.压强的计算公式:
56.液体压强的特点:
(1)液体内部朝各个方向都有压强;
(2)在同一深度液体向各个方向的压强相等;
(3)在同种液体中,深度越深,液体压强越大;
(4)在深度相同时,液体的密度越大,液体压强越大。
57.液体压强的计算:P=ρgh
液体的压强只与液体的密度和浸入液体的深度有关。
58.证实大气压存在的实验:马德堡半球实验。
测定大气压值的实验是:托里拆利实验。
1标准大气压为760mmHg,即1.013×105Pa。
59.大气压与海拔高度的关系:大气压随高度的增加而减小。
60.流体压强与流速的关系:在气体和液体中,流速越大的位置压强越小。
第十章浮力
61.浮力产生的原因:浮力是由液体(或气体)对物体向上和向下的压力差产生的。
浮力的方向:竖直向上。
62.阿基米德原理:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开液体所受的重力。即F浮=G排=ρ液gV排。注意:浸在液体中的物体所受的浮力只与液体的密度和排开液体的体积有关;浸没在液体中的物体所受的浮力与浸没的深度无关。
63.轮船是利用漂浮的条件F浮=G物来工作的。
潜水艇是靠改变自身重力来实现上浮和下沉的。
64.求浮力的几种方法:
(1)称重法:F浮=G-F拉
(2)压力差法:F浮=F向上-F向下
(3)阿基米德原理法:F浮=ρ液gV排
(4)漂浮或悬浮法:F浮=G物
第十一章功和机械能
65.功的两个要素:
(1)作用在物体上的力;
(2)物体在这个力的方向上移动的距离。
66.功的计算:W=FS
67.功的原理:使用任何机械都不省功。
68.功率的计算:
(W=Pt)功率的推导公式:P=Fv
69.物体由于运动而具有的能量叫动能,动能的大小与物体的质量和物体运动的速度有关,且运动速度对动能的影响较大。
70.物体由于高度所具有的能量叫重力势能,重力势能的大小与物体的质量和物体被举起的高度有关。
71.物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能,弹性势能的大小与物体发生弹性形变的程度和物体的材料、性质有关。
第十二章简单机械
72.一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点转动,这根硬棒就是杠杆。
支点:杠杆绕着转动的点;动力:使杠杆转动的力;阻力:阻碍杠杆转动的力;动力臂:从支点到动力作用线的距离;阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。
73.杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂即F1L1=F2L2
74.杠杆的应用:
(1)省力杠杆:L1>L2F1<>
(2)费力杠杆:L1F2费力省距离;(镊子、筷子)
(3)等臂杠杆:L1=L2F1=F2不省力、不省距离,能改变力的方向。(天平)
75.定滑轮的实质是等臂杠杆,可以改变力的方向;
动滑轮的实质是动力臂等于阻力臂2倍的杠杆,可以省一半的力。
76.使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着重物,绳子自由端的拉力就是物重的几分之一。且物体升高“h”,则绳子自由端移动“s=nh”,其中“n”为绳子的段数。
77.机械效率:滑轮组的机械效率、斜面的机械效率
第十三章热和能
78.宇宙是由物质组成的,物质是由分子组成的;分子是由原子组成的,原子是由原子核和核外电子组成的,原子核是由质子和中子组成的。
分子是保持物质原来性质的最小微粒。
79.分子热运动:
(1)内容:一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
(2)分子热运动的快慢与温度有关,温度越高分子运动越剧烈。
80.扩散现象说明:
(1)一切物质的分子都在不停地做无规则的运动;
(2)分子之间有间隙。
81.内能:物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
任何物体在任何情况下都具有内能。
82.改变物体内能的途径有:做功和热传递。
83.比热容:
(1)定义:单位质量的某种物质,温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容。
(2)比热容是物质的一种属性,每种物质都有自己的比热容。比热容的大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
(3)热量的计算:Q吸=cm(t-t0)Q放=cm(t0-t)
84.水的比热容:c水=4.2×103J/(kg·℃),物理意义为:1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J。因为水的比热容较大,所以水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热等。
第十四章:内能的利用
85.热机是把内能转化为机械能的机器。
最常见的热机是内燃机,内燃机可分为汽油机和柴油机两种。
86.内燃机的工作过程:内燃机的每一个工作循环分为四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中,吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的,而做功冲程是内燃机工作时唯一对外做功的冲程,是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。
87.热值:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。单位:J/kg
公式:Q=mq(q为热值)。
88.热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
89.提高热机效率的途径:
(1)使燃料充分燃烧;
(2)尽量减小各种热量损失;
(3)机器零件间保持良好的润滑、减小摩擦。
第十五章电流和电路
90.自然界中只有两种电荷:正电荷和负电荷。
(1)被丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷;
(2)被毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷。
91.同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
92.电路的基本组成:
(1)电源:提供电能的装置;
(2)用电器:消耗电能的装置;
(3)开关:控制电路通断的`元件;
(4)导线:连接电路。
93.两种基本电路的连接方式:
94.电流表的使用:
(1)电流表必须和被测用电器串联;
(2)电流必须从正接线柱流入,负接线柱流出;
(3)选择合适的量程(0~0.6A;0~3A)
95.电流用符号“I”表示,电流的单位是安培,符号是“A”。
96.串、并联电路的电流规律:
(1)串联电路中各处电流都相等;(即I串=I1=I2)
(2)并联电路中,干路中的电流等于各支路中的电流之和。(即I并=I1+I2)
第十六章电压电阻
97.常见的电压值:家庭照明电路电压220V;一节干电池1.5V;
对人体安全的电压不高于36V;手机电池电压约3.7V。
98.电压用符号“U”表示,电压的单位是伏特,符号V,还有KV和mV。
99.电压表的使用:
(1)电压表必须与被测用电器并联;
(2)电压表的“+”接线柱连接靠近电源正极的一端,“-”接线柱连接靠近电源负极的一端;
(3)选择合适的量程(0~3V;0~15V)。
100.串、并联电路电压的规律:
(1)串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和;(即U串=U1+U2)
(2)并联电路各支路两端的电压相等,都等于电源电压。(即U并=U1=U2)
101.电阻用“R”表示,单位是欧姆,符号Ω。导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积及温度有关。与导体两端的电压和通过的电流无关。
102.滑动变阻器:
(1)原理:通过改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻的大小。
(2)接法:必须“一上一下”
(3)作用:①保护电路;②改变电路中电流的大小。
第十七章欧姆定律
103.欧姆定律:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
104.电阻的串联和并联:
R串=R1+R2(R串大于R1,R2)
105.测小灯泡的电阻
(1)原理:欧姆定律
(2)方法:伏安法。
(3)注意事项:①连接电路时开关应处于断开状态;②闭合电路前滑动变阻器的滑片应调到阻值最大处;③接通电路后,调节滑动变阻器使小灯泡两端的电压为额定电压,多次测量时从该电压逐次降低。④应多次测量,最后计算电阻的平均值。
第十八章电功率
106.电功:电流所做的功叫电功。电功的符号是W。公式:W=UIt
电流做功的过程,实际上就是电能转化为其他形式能的过程。
电功的单位:焦耳(焦,J)。电功的常用单位是度,即千瓦时(kW·h)。
107.电能表:1kw﹒h=3.6×106J
108.电功率定义式:
电功率计算式:
109.额定功率:用电器在额定电压下的功率。
实际功率:用电器在实际电压下的功率。
110.测小灯泡的实际功率:
(1)原理:
(2)电路图与伏安法测小灯泡电阻的电路图相同。
(3)多次测量求出不同电压下的实际功率。
111.电功率与欧姆定律的推导公式:
112.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。公式:
第十九章:生活用电
113.家庭电路的组成:家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险丝、开关、用电器、插座、导线等组成。
114.家庭电路中触电的情况:
(1)单线触电:站在地上的人接触到火线;
(2)双线触电:站在绝缘体上的人同时接触到火线和零线。
115.触电急救常识:发现有人触电,不能直接去拉触电人,应首先切断电源或用绝缘棒使触电人脱离电源。发生火灾时,要首先切断电源,决不能带电泼水救火。为了安全用电,要做到不接触低压带电体,不靠近高压带电体。
116.安全用电:
(1)电路中电流过大的原因:①短路;②用电器总功率过大。
(2)保险丝的特点:电阻率大、熔点低。
保险丝的作用:当电路中电流过大时保险丝发热熔断,切断电路。
(3)电压越高越危险;不能用湿手触摸用电器;注意防雷。
第二十章:电与磁
117.磁现象:磁性、磁体、磁极、磁场、磁感线、磁化等
118.同名磁极互相排斥,异名磁极互相吸引。
119.在磁体外部,磁感线都是从磁体的N极出发,回到S极。
120.电流的磁效应:
(1)实验:奥斯特实验
(2)内容:通电导线周围存在磁场;磁场的方向与电流方向有关。
121.通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似。
122.安培定则:
用右手握螺线管,让四指指向螺线管中的电流方向,则大拇指所指的那端就是通电螺线管的N极。
123.电磁铁的磁性强弱与电流的大小、线圈匝数以及有无铁芯有关。
124.电动机的原理:通电导体在磁场中受到力的作用。
125.发电机的原理:电磁感应现象(英国法拉第)
产生感应电流的条件:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动;
感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线的运动方向有关。
第二十一章信息的传递
126.电话:1876年美国发明家贝尔发明了第一部电话
(1)基本结构:主要由话筒和听筒组成。
(2)工作原理:话筒把声信号转化为电信号;听筒把电信号转化为声信号。
127.电话交换机:可以提高线路的利用率。
128.导体中迅速变化的电流产生电磁波,光也是一种电磁波。
129.波长、频率和波速的关系
130.光纤通信利用的是光的反射原理。
131.目前使用最频繁的网络通信形式是电子邮件。
第二十二章能源与可持续发展
132.能源的分类(方式一):
(1)一次能源:可以从自然界直接获取的能源为一次能源。如煤、石油、天然气、风能、水能、潮汐能、太阳能、地热能、核能、柴薪等。
(2)二次能源:无法从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源称为二次能源。如电能。
133.能源的分类(方式二):
(1)可再生能源:可以从自然界中源源不断地得到的能源,属于可再生能源。如水能、风能、太阳能、食物、柴薪、地热能、沼气、潮汐能等。
(2)不可再生能源:凡是越用越少,不能在短期内从自然界得到补充的能源,都属于不可再生能源。如煤、石油、天然气、核能。
134.获取核能的两条途径:
(1)裂变:链式反应。
核反应堆中的链式反应是可控的,原子弹的链式反应是不加控制的。
核电站利用核能发电,目前核电站中进行的都是核裂变反应。
(2)聚变:热核反应。
氢弹爆炸的核聚变反应是不可控的。
135.太阳能的直接利用:
(1)利用集热器加热物质;(热传递,太阳能转化为内能);
(2)用太阳能电池把太阳能转化为电能。(太阳能转化为电能)。
136.能量的转化和转移具有方向性。
137.能量守恒定律:
能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量
保持不变。
138.未来的理想能源必须满足以下四个条件:
(1)足够丰富;
(2)足够便宜;
(3)技术成熟;
(4)安全清洁。
物理公式大全2
一、质点的运动(1)——直线运动
(1)匀变速直线运动
1.平均速度V平=s/t(定义式)
2.有用推论Vt2-Vo2=2as
3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2
4.末速度Vt=Vo+at
5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2
6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t
7.加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0}
8.实验用推论Δs=aT2{Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}
9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):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=(Vt-Vo)/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、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s–t图、v–t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。
2)自由落体运动
初速度Vo=0
2.末速度Vt=gt
3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)
4.推论Vt2=2gh
注:
(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;
(2)a=g=9.8m/s2≈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)竖直上抛运动
位移s=Vot-gt2/2
2.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)
3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs
4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)
5.往返时间t=2Vo/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:向上为匀减速直线运动,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。
二、质点的运动(2)——曲线运动、万有引力
(1)平抛运动
水平方向速度:Vx=Vo
2.竖直方向速度:Vy=gt
3.水平方向位移:x=Vot
4.竖直方向位移:y=gt2/2
5.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)
6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2,合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0
7.合位移:s=(x2+y2)1/2,位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo
8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g
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(y)决定与水平抛出速度无关;
(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα;
(4)在平抛运动中时间t是解题关键
(5)做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。
2)匀速圆周运动
线速度V=s/t=2πr/T
2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r
4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期与频率:T=1/f
6.角速度与线速度的关系:V=ωr
7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)
8.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(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。
注:
(1)向心力可以由某个具体力提供,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,指向圆心;
(2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并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,向心力不做功,但动量不断改变。
(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,取决于中心天体的质量)}
2.万有引力定律:F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/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/R2{R:天体半径(m),M:天体质量(kg)}
4.卫星绕行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天体质量}
5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s
6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半径}
注:
(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万;
(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(一同三反);
(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s。
三、力(常见的力、力的合成与分解)
(1)常见的力
1.重力G=mg(方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,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=μFN{与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)}
4.静摩擦力0≤f静≤fm(与物体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力)
5.万有引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11Nm2/kg2,方向在它们的连线上)
6.静电力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109Nm2/C2,方向在它们的连线上)
7.电场力F=Eq(E: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=BILsinθ(θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L时:F=0)
9.洛仑兹力f=qVBsinθ(θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//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)fm略大于μFN,一般视为fm≈μFN;
(4)其它相关内容:静摩擦力(大小、方向)〔见第一册P8〕;
(5)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),V:带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C);
(6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。
2)力的合成与分解
1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2(F1>F2)
2.互成角度力的合成:
F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/2
3.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|
4.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)
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;
(4)F1与F2的值一定时,F1与F2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,化简为代数运算。
四、动力学(运动和力)
1.牛顿第一运动定律(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
2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}
3.牛顿第三运动定律:F=-F{负号表示方向相反,F、F各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}
4.共点力的平衡F合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理}
5.超重:FN>G,失重:FN
6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子〔见第一册P67〕
注:
平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。
五、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的方向与x始终反向}
2.单摆周期T=2π(l/g)1/2{l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ<100;l>>r}
3.受迫振动频率特点:f=f驱动力
4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用〔见第一册P175〕
5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕
6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}
7.声波的波速(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)
8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大
9.波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)
10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小〔见第二册P21〕}
注:
(1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,取决于振动系统本身;
(2)加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处,减弱区则是波峰与波谷相遇处;
(3)波只是传播了振动,介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式;
(4)干涉与衍射是波特有的;
(5)振动图象与波动图象;
(6)其它相关内容:超声波及其应用〔见第二册P22〕/振动中的能量转化〔见第一册P173〕。
六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化)
1.动量:p=mv{p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}
3.冲量:I=Ft{I:冲量(Ns),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=mvt–mvo{Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
5.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’也可以是m1v1+m2v2=m1v1+m2v2
6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0{即系统的动量和动能均守恒}
7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm{ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}
8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm{碰后连在一起成一整体}
9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:
v1=(m1-m2)v1/(m1+m2)v2=2m1v1/(m1+m2)
10.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)
11.子弹m水平速度vo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=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对{vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移}
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:合外力为零或系统不受外力,则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等);
(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;
(6)其它相关内容:反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行〔见第一册P128〕。
七、功和能(功是能量转化的量度)
1.功:W=Fscosα(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:Wab=mghab{m:物体的质量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)}
3.电场力做功:Wab=qUab{q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb}
4.电功:W=UIt(普适式){U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}
5.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)}
6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平{P:瞬时功率,P平:平均功率}
7.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(vmax=P额/f)
8.电功率:P=UI(普适式){U:电路电压(V),I:电路电流(A)}
9.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)}
10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11.动能:Ek=mv2/2{Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}
12.重力势能:EP=mgh{EP:重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}
13.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)}
14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):
W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK
{W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
15.机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.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)WG=-ΔEP
注:
(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;
(2)O0≤α<90O做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);
(3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少
(4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);
(5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化;
(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;
(7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。
八、分子动理论、能量守恒定律
1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米
2.油膜法测分子直径d=V/s{V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积(m)2}
3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。
4.分子间的引力和斥力(1)r10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0
5.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的),W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕}
6.热力学第二定律
克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性);
开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕}
7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)}
注:
(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;
(2)温度是分子平均动能的标志;
(3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;
(5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0;温度升高,内能增大δu>0;吸收热量,Q>0
(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零;
(7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;
(8)其它相关内容:能的转化和定恒定律〔见第二册P41〕/能源的开发与利用、环保〔见第二册P47〕/物体的内能、分子的动能、分子势能〔见第二册P47〕。
九、气体的性质
1.气体的状态参量:
温度:宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志
热力学温度与摄氏温度关系:T=t+273{T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}
体积V:气体分子所能占据的空间,单位换算:1m3=103L=106mL
压强p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力,标准大气压:
1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)
2.气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大
3.理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2{PV/T=恒量,T为热力学温度(K)}
注:
(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;
(2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的单位,t为摄氏温度(℃),而T为热力学温度(K)。
十、电场
1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍
2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109Nm2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}
3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}
4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}
5.匀强电场的场强E=UAB/d{UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}
6.电场力:F=qE{F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}
7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q
8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}
9.电势能:EA=qφA{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}
10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA{带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}
11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB(电势能的增量等于电场力做功的负值)
12.电容C=Q/U(定义式,计算式){C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}
13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)
常见电容器〔见第二册P111〕
14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2
15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)
类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)
抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m
注:
(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;
(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;
(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];
(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;
(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;
(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;
(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;
(8)其它相关内容:静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕
等势面〔见第二册P105〕。
十一、恒定电流
1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}
2.欧姆定律:I=U/R{I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}
3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ωm),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}
4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U外{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}
5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}
6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}
7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因三此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R
8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}
9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比)并联电路(P、I与R成反比)
电阻关系(串同并反)R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+
电流关系I总=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+
电压关系U总=U1+U2+U3+U总=U1=U2=U3
功率分配P总=P1+P2+P3+P总=P1+P2+P3+
10.欧姆表测电阻
(1)电路组成(2)测量原理
两表笔短接后,调节Ro使电表指针满偏,得
Ig=E/(r+Rg+Ro)
接入被测电阻Rx后通过电表的电流为
Ix=E/(r+Rg+Ro+Rx)=E/(R中+Rx)
由于Ix与Rx对应,因此可指示被测电阻大小
(3)使用方法:机械调零、选择量程、欧姆调零、测量读数{注意挡位(倍率)}、拨off挡。
(4)注意:测量电阻时,要与原电路断开,选择量程使指针在中央附近,每次换挡要重新短接欧姆调零。
11.伏安法测电阻
电流表内接法:
电压表示数:U=UR+UA
电流表外接法:
电流表示数:I=IR+IV
Rx的测量值=U/I=(UA+UR)/IR=RA+Rx>R真
Rx的测量值=U/I=UR/(IR+IV)=RVRx/(RV+R)<r真<p="">
选用电路条件Rx>>RA[或Rx>(RARV)1/2]
选用电路条件Rx<
12.滑动变阻器在电路中的限流接法与分压接法
限流接法
电压调节范围小,电路简单,功耗小
便于调节电压的选择条件Rp>Rx
电压调节范围大,电路复杂,功耗较大
便于调节电压的选择条件Rp<rx<p="">
注1)单位换算:1A=103mA=106μA;1kV=103V=106mA;1MΩ=103kΩ=106Ω
(2)各种材料的`电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大;
(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻;
(4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大;
(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为E2/(2r);
(6)其它相关内容:电阻率与温度的关系半导体及其应用超导及其应用〔见第二册P127〕。
十二、磁场
1.磁感应强度是用来表示磁场的强弱和方向的物理量,是矢量,单位T),1T=1N/Am
2.安培力F=BIL;(注:L⊥B){B:磁感应强度(T),F:安培力(F),I:电流强度(A),L:导线长度(m)}
3.洛仑兹力f=qVB(注V⊥B);质谱仪〔见第二册P155〕{f:洛仑兹力(N),q:带电粒子电量(C),V:带电粒子速度(m/s)}
4.在重力忽略不计(不考虑重力)的情况下,带电粒子进入磁场的运动情况(掌握两种):
(1)带电粒子沿平行磁场方向进入磁场:不受洛仑兹力的作用,做匀速直线运动V=V0
(2)带电粒子沿垂直磁场方向进入磁场:做匀速圆周运动,规律如下a)F向=f洛=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=qVB;r=mV/qB;T=2πm/qB;(b)运动周期与圆周运动的半径和线速度无关,
洛仑兹力对带电粒子不做功(任何情况下);(c)解题关键:画轨迹、找圆心、定半径、圆心角(=二倍弦切角)。
注:
(1)安培力和洛仑兹力的方向均可由左手定则判定,只是洛仑兹力要注意带电粒子的正负;
(2)磁感线的特点及其常见磁场的磁感线分布要掌握〔见图及第二册P144〕;
(3)其它相关内容:地磁场/磁电式电表原理〔见第二册P150〕/回旋加速器〔见第二册P156〕/磁性材料
十三、电磁感应
1.[感应电动势的大小计算公式]
1)E=nΔΦ/Δt(普适公式){法拉第电磁感应定律,E:感应电动势(V),n:感应线圈匝数,ΔΦ/Δt:磁通量的变化率}
2)E=BLV垂(切割磁感线运动){L:有效长度(m)}
3)Em=nBSω(交流发电机最大的感应电动势){Em:感应电动势峰值}
4)E=BL2ω/2(导体一端固定以ω旋转切割){ω:角速度(rad/s),V:速度(m/s)}
2.磁通量Φ=BS{Φ:磁通量(Wb),B:匀强磁场的磁感应强度(T),S:正对面积(m2)}
3.感应电动势的正负极可利用感应电流方向判定{电源内部的电流方向:由负极流向正极}
*4.自感电动势E自=nΔΦ/Δt=LΔI/Δt{L:自感系数(H)(线圈L有铁芯比无铁芯时要大),
ΔI:变化电流,t:所用时间,ΔI/Δt:自感电流变化率(变化的快慢)}
注:(1)感应电流的方向可用楞次定律或右手定则判定,楞次定律应用要点〔见第二册P173〕
;(2)自感电流总是阻碍引起自感电动势的电流的变化;(3)单位换算:1H=103mH=106μH。
(4)其它相关内容:自感〔见第二册P178〕/日光灯〔见第二册P180〕。
十四、交变电流(正弦式交变电流)
1.电压瞬时值e=Emsinωt电流瞬时值i=Imsinωt;(ω=2πf)
2.电动势峰值Em=nBSω=2BLv电流峰值(纯电阻电路中)Im=Em/R总
3.正(余)弦式交变电流有效值:E=Em/(2)1/2;U=Um/(2)1/2;I=Im/(2)1/2
4.理想变压器原副线圈中的电压与电流及功率关系
U1/U2=n1/n2;I1/I2=n2/n2;P入=P出
5.在远距离输电中,采用高压输送电能可以减少电能在输电线上的损失损=(P/U)2R;(P损:输电线上损失的功率,P:输送电能的总功率,U:输送电压,R:输电线电阻)〔见第二册P198〕;
6.公式1、2、3、4中物理量及单位:ω:角频率(rad/s);t:时间(s);n:线圈匝数;B:磁感强度(T);S:线圈的面积(m2);U输出)电压(V);I:电流强度(A);P:功率(W)。
注:
(1)交变电流的变化频率与发电机中线圈的转动的频率相同即:ω电=ω线,f电=f线;
(2)发电机中,线圈在中性面位置磁通量最大,感应电动势为零,过中性面电流方向就改变;
(3)有效值是根据电流热效应定义的,没有特别说明的交流数值都指有效值;
(4)理想变压器的匝数比一定时,输出电压由输入电压决定,输入电流由输出电流决定,输入功率等于输出功率,当负载的消耗的功率增大时输入功率也增大,即P出决定P入;
(5)其它相关内容:正弦交流电图象〔见第二册P190〕/电阻、电感和电容对交变电流的作用
〔见第二册P193〕。
十五、电磁振荡和电磁波
1.LC振荡电路T=2π(LC)1/2;f=1/T{f:频率(Hz),T:周期(s),L:电感量(H),C:电容量(F)}
2.电磁波在真空中传播的速度c=3.00×108m/s,λ=c/f{λ:电磁波的波长(m),f:电磁波频率}
注:
(1)在LC振荡过程中,电容器电量最大时,振荡电流为零;电容器电量为零时,振荡电流最大;
(2)麦克斯韦电磁场理论:变化的电(磁)场产生磁(电)场;
(3)其它相关内容:电磁场〔见第二册P215〕/电磁波〔见第二册P216〕/无线电波的发射与接收〔见第二册P219〕/电视雷达〔见第二册P220〕。
十六、光的反射和折射(几何光学)
1.反射定律α=i{α;反射角,i:入射角}
2.绝对折射率(光从真空中到介质)n=c/v=sin/sin{光的色散,可见光中红光折射率小,n:折射率,c:真空中的光速,v:介质中的光速,:入射角,:折射角}
3.全反射:1)光从介质中进入真空或空气中时发生全反射的临界角C:sinC=1/n
2)全反射的条件:光密介质射入光疏介质;入射角等于或大于临界角
注:
(1)平面镜反射成像规律:成等大正立的虚像,像与物沿平面镜对称;
(2)三棱镜折射成像规律:成虚像,出射光线向底边偏折,像的位置向顶角偏移;
(3)光导纤维是光的全反射的实际应用〔见第三册P12〕,放大镜是凸透镜,近视眼镜是凹透镜;
(4)熟记各种光学仪器的成像规律,利用反射(折射)规律、光路的可逆等作出光路图是解题关键;
(5)白光通过三棱镜发色散规律:紫光靠近底边出射见〔第三册P16〕。
十七、光的本性(光既有粒子性,又有波动性,称为光的波粒二象性)
1.两种学说:微粒说(牛顿)、波动说(惠更斯)〔见第三册P23〕
2.双缝干涉:中间为亮条纹;亮条纹位置:=nλ;暗条纹位置:=(2n+1)λ/2(n=0,1,2,3);条纹间距{:路程差(光程差);λ:光的波长;λ/2:光的半波长;d两条狭缝间的距离;l:挡板与屏间的距离}
3.光的颜色由光的频率决定,光的频率由光源决定,与介质无关,光的传播速度与介质有关,光的颜色按频率从低到高的排列顺序是:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫(助记:紫光的频率大,波长小)
4.薄膜干涉:增透膜的厚度是绿光在薄膜中波长的1/4,即增透膜厚度d=λ/4〔见第三册P25〕
5.光的衍射:光在没有障碍物的均匀介质中是沿直线传播的,在障碍物的尺寸比光的波长大得多的情况下,光的衍射现象不明显可认为沿直线传播,反之,就不能认为光沿直线传播〔见第三册P27〕
6.光的偏振:光的偏振现象说明光是横波〔见第三册P32〕
7.光的电磁说:光的本质是一种电磁波。电磁波谱(按波长从大到小排列):无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线。红外线、紫外、线伦琴射线的发现和特性、产生机理、实际应用〔见第三册P29〕
8.光子说,一个光子的能量E=hν{h:普朗克常量=6.63×10-34J.s,ν:光的频率}
9.爱因斯坦光电效应方程:mVm2/2=hν-W{mVm2/2:光电子初动能,hν:光子能量,W:金属的逸出功}
注:
(1)要会区分光的干涉和衍射产生原理、条件、图样及应用,如双缝干涉、薄膜干涉、单缝衍射、圆孔衍射、圆屏衍射等;
(2)其它相关内容:光的本性学说发展史/泊松亮斑/发射光谱/吸收光谱/光谱分析/原子特征谱线〔见第三册P50〕/光电效应的规律光子说〔见第三册P41〕/光电管及其应用/光的波粒二象性〔见第三册P45〕/激光〔见第三册P35〕/物质波〔见第三册P51〕。
十八、原子和原子核
1.α粒子散射试验结果a)大多数的α粒子不发生偏转;(b)少数α粒子发生了较大角度的偏转;(c)极少数α粒子出现大角度的偏转(甚至反弹回来)
2.原子核的大小:10-15~10-14m,原子的半径约10-10m(原子的核式结构)
3.光子的发射与吸收:原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子:hν=E初-E末{能级跃迁}
4.原子核的组成:质子和中子(统称为核子),{A=质量数=质子数+中子数,Z=电荷数=质子数=核外电子数=原子序数〔见第三册P63〕}
5.天然放射现象:α射线(α粒子是氦原子核)、β射线(高速运动的电子流)、γ射线(波长极短的电磁波)、α衰变与β衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。γ射线是伴随α射线和β射线产生的〔见第三册P64〕
6.爱因斯坦的质能方程:E=mc2{E:能量(J),m:质量(Kg),c:光在真空中的速度}
7.核能的计算ΔE=Δmc2{当Δm的单位用kg时,ΔE的单位为J;当Δm用原子质量单位u时,算出的ΔE单位为uc2;1uc2=931.5MeV}
注:
(1)常见的核反应方程(重核裂变、轻核聚变等核反应方程)要求掌握;
(2)熟记常见粒子的质量数和电荷数;
(3)质量数和电荷数守恒,依据实验事实,是正确书写核反应方程的关键;
(4)其它相关内容:氢原子的能级结构〔见第三册P49〕/氢原子的电子云〔见第三册P53〕/放射性同位数及其应用、放射性污染和防护〔见第三册P69〕/重核裂变、链式反应、链式反应的条件、核反应堆〔见第三册P73〕/轻核聚变、可控热核反应〔见第三册P77〕/人类对物质结构的认识。
物理公式大全3
能量守恒定律公式:
1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10m,
2.油膜法测分子直径d=V/s{V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积(m2)}
3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。
4.分子间的引力和斥力:
(1)r<;r0,f引<;f斥,f分子力表现为斥力
(2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子势能=Emin(最小值)
(3)r>;r0,f引>;f斥,F分子力表现为引力
(4)r>;10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0
5.热力学第一定律:W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的),
W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P72〕}
6.热力学第二定律:
克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性);
开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P74〕}
7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)}
注:
(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;
(2)温度是分子平均动能的标志;
(3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;
(4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;
(5)气体膨胀,外界对气体做负功W<;0;温度升高,内能增大δu>;0;吸收热量,Q>;0
(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零;
(7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;关内容:地磁场/磁电式电表原理/回旋加速器/磁性材料
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