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北京高中物理知识点总结(2)

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  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=6.67×10-11N·m2/kg2,方向在它们的连线上)

  6.静电力F=kQ1Q2/r2

  (k=9.0×109N·m2/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{正交分解法、三力汇交原理}

  5.超重(超ma):FN>G,失重(失ma):FN<G F=0,完全失重(失mg)。

  {加速度方向向下,均失重,加速度方向向上,均超重}

  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

  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、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瞬=Fv;P平=Fv平 =W/t

  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。

  六、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)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〕。

  七、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=1900pxHg(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)。

  八、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=9.0×109N·m2/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)

北京高中物理知识点总结(2)

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/s210m/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
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