高中物理公式及物理学习方法Word格式文档下载.docx
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(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
1.水平方向速度:
Vx=Vo2.竖直方向速度:
Vy=gt
3.水平方向位移:
x=Vot4.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
(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
1.线速度V=s/t=2πr/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合
5.周期与频率:
T=1/f6.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):
角度(Φ):
弧度(rad);
频率(f):
赫(Hz);
周期(T):
秒(s);
转速(n):
r/s;
半径(r):
线速度(V):
角速度(ω):
rad/s;
向心加速度:
m/s2。
(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×
10-11N•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/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}
(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×
10-11N•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)
(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;
静摩擦力(大小、方向);
(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)
(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<
G{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
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
5.机械波、横波、纵波
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}
(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/振动中的能量转化。
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(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=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}
(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;
反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行。
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:
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
(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)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
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
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)}
(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<
温度升高,内能增大ΔU>
吸收热量,Q>
(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/能源的开发与利用、环保物体的内能、分子的动能、分子势能
物理学习方法
1死记硬背
基本概念要清楚,基本规律要熟悉,基本方法要熟练。
课文必须熟悉,知识点必须记得清楚。
至少达到课本中的插图在头脑中有清晰的印象,不必要记得在多少多少面,但至少知道在左页还是右页,它是讲关于什么知识点的,演示的是什么现象,得到的是什么结束,并能进行相关扩展领会。
2独立做作业
要独立地(指不依赖他人),保质保量地做一些题。
题目要有一定的数量,不能太少,更要有一定的质量,就是说要有一定的难度。
任何人学习数理化不经过这一关是学不好的。
独立解题,可能有时慢一些,有时要走弯路,有时甚至解不出来,但这些都是正常的,是任何一个初学者走向成功的必由之路。
把不会的题目搞会,并进行知识扩展识记,会收获颇丰。
3做题要有今天过程,有作图
要对物理过程一清二楚,不管是理论过程,还是实践过程,物理过程弄不清必然存在解题的隐患。
题目不论难易都要尽量画图,有的画草图就可以了,有的要画精确图,要动用圆规、三角板、量角器等,以显示几何关系。
画图能够变抽象思维为形象思维,更精确地掌握物理过程。
有了图就能作状态分析和动态分析,状态分析是固定的、死的、间断的,而动态分析是活的、连续的。
4充分利用课堂时间
上课要认真听讲,不走神。
不要自以为是,要虚心向老师学习,向同学学习。
不要以为老师讲得简单而放弃听讲,如果真出现这种情况可以当成是复习、巩固。
尽量与老师保持一致、同步,不同看法下课后再找老师讨论,不能自搞一套,否则就等于是完全自学了。
入门以后,有了一定的基础,则允许有自己一定的活动空间,也就是说允许有一些自己的东西,学得越多,自己的东西越多。
5坚持做笔记
上课以听讲为主,还要有一个笔记本,有些东西要记下来。
知识结构,好的解题方法,好的例题,听不太懂的地方等等都要记下来。
课后还要整理笔记,一方面是为了“消化好”,另一方面还要对笔记作好补充。
笔记本不只是记上课老师讲的,还要作一些读书摘记,自己在作业中发现的好题、好的解法也要记在笔记本上,就是同学们常说的“好题本”。
辛辛苦苦建立起来的笔记本要进行编号,以后要经学看,要能做到爱不释手,终生保存。
6整理好的资料,及时保存
学习资料要保存好,作好分类工作,还要作好记号。
学习资料的分类包括练习题、试卷、实验报告等等。
作记号是指,比方说对练习题吧,一般题不作记号,好题、有价值的题、易错的题,分别作不同的记号,比如*、?
、※、◎等等,以备今后阅读,作记号可以节省不少时间。
7发展与训练
有的学生也十分想学,也确实在努力学习,这些老师也能看到眼里,可是成绩依然不是十分理想。
反观之,听课认真,作业工整,笔记细致,但一换个角度,换个方法,这种学生就不知所从。
这样的学生多数也不是完全因为笨,主要还是思维上出了问题。
常见的思维性障碍如下:
1.先入为主的生活观念形成的思维障碍。
2.相近物理概念混淆形成的障碍。
3.类比不当形成的思维障碍。
4.物理公式数学化形成的思维障碍。
5.概念内涵和外延的模糊形成的思维障碍。
6.旧有知识的局限性和思维定势干扰形成的思维障碍。
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