物理定理、定律、公式表一、質(zhì)點的運動（1）-直線運動

1、物理定理、定律、公式表 一、質(zhì)點的運動(1)-直線運動 1)勻變速直線運動 1.平均速度V平=s/t(定義式) 2.有用推論Vt2-Vo2=2as 3.中間時刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at 5.中間位置速度Vs/2=(Vo2+Vt2)/21/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t 7.加速度a=(Vt-Vo)/t 以Vo為正方向，a與Vo同向(加速)a0;反向則aF2) 2.互成角度力的合成: F=(F12+F22+2F1F2cos)1/2(余弦定理) F1F2時:F=(F12+F22)1/2 3.合力大小范圍:|F1-F2|F|F1+F2

2、| 4.力的正交分解:Fx=Fcos，F(xiàn)y=Fsin(為合力與x軸之間的夾角tg=Fy/Fx) 注: (1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則; (2)合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)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，也可用作圖法求解,此時要選擇標度,嚴格作圖; (4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(角)越大，合力越小; (5)同一直線上力的合成，可沿直線取正方向，用正負號表示力的方向，化簡為代數(shù)運算。 四、動力學(運動和力) 1.牛頓第一運動定律(慣性定律):物體具有慣性，總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止 2.牛頓第二

3、運動定律:F合=ma或a=F合/ma由合外力決定,與合外力方向一致 3.牛頓第三運動定律:F=-F負號表示方向相反,F、F各自作用在對方，平衡力與作用力反作用力區(qū)別，實際應(yīng)用:反沖運動 4.共點力的平衡F合=0，推廣 正交分解法、三力匯交原理 5.超重:FNG，失重:FNG 加速度方向向下，均失重，加速度方向向上，均超重 6.牛頓運動定律的適用條件:適用于解決低速運動問題，適用于宏觀物體，不適用于處理高速問題，不適用于微觀粒子見第一冊P67 注:平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線狀態(tài),或者是勻速轉(zhuǎn)動。 五、振動和波(機械振動與機械振動的傳播) 1.簡諧振動F=-kx F:回復(fù)力，k:比例系數(shù)，

4、x:位移，負號表示F的方向與x始終反向 2.單擺周期T=2(l/g)1/2 l:擺長(m)，g:當?shù)刂亓铀俣戎担闪l件:擺角r 3.受迫振動頻率特點:f=f驅(qū)動力 4.發(fā)生共振條件:f驅(qū)動力=f固，A=max，共振的防止和應(yīng)用見第一冊P175 5.機械波、橫波、縱波見第二冊P2 6.波速v=s/t=f=/T波傳播過程中，一個周期向前傳播一個波長;波速大小由介質(zhì)本身所決定 7.聲波的波速(在空氣中)0:332m/s;20:344m/s;30:349m/s;(聲波是縱波) 8.波發(fā)生明顯衍射(波繞過障礙物或孔繼續(xù)傳播)條件:障礙物或孔的尺寸比波長小，或者相差不大 9.波的干涉條件:兩列波頻率相

5、同(相差恒定、振幅相近、振動方向相同) 10.多普勒效應(yīng):由于波源與觀測者間的相互運動，導致波源發(fā)射頻率與接收頻率不同相互接近，接收頻率增大，反之，減小見第二冊P21 注: (1)物體的固有頻率與振幅、驅(qū)動力頻率無關(guān)，取決于振動系統(tǒng)本身; (2)加強區(qū)是波峰與波峰或波谷與波谷相遇處，減弱區(qū)則是波峰與波谷相遇處; (3)波只是傳播了振動，介質(zhì)本身不隨波發(fā)生遷移,是傳遞能量的一種方式; (4)干涉與衍射是波特有的; (5)振動圖象與波動圖象; (6)其它相關(guān)內(nèi)容:超聲波及其應(yīng)用見第二冊P22/振動中的能量轉(zhuǎn)化見第一冊P173。 六、沖量與動量(物體的受力與動量的變化) 1.動量:p=mv p:動量

6、(kg/s)，m:質(zhì)量(kg)，v:速度(m/s)，方向與速度方向相同 3.沖量:I=Ft I:沖量(Ns)，F(xiàn):恒力(N)，t:力的作用時間(s)，方向由F決定 4.動量定理:I=p或Ft=mvtmvo p:動量變化p=mvtmvo，是矢量式 5.動量守恒定律:p前總=p后總或p=p也可以是m1v1+m2v2=m1v1+m2v2 6.彈性碰撞:p=0;Ek=0 即系統(tǒng)的動量和動能均守恒 7.非彈性碰撞p=0;0EKEKm EK:損失的動能，EKm:損失的最大動能 8.完全非彈性碰撞p=0;EK=EKm 碰后連在一起成一整體 9.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發(fā)生彈性正碰: v1=(m1

7、-m2)v1/(m1+m2) v2=2m1v1/(m1+m2) 10.由9得的推論-等質(zhì)量彈性正碰時二者交換速度(動能守恒、動量守恒) 11.子彈m水平速度vo射入靜止置于水平光滑地面的長木塊M，并嵌入其中一起運動時的機械能損失 E損=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相對 vt:共同速度，f:阻力，s相對子彈相對長木塊的位移 注: (1)正碰又叫對心碰撞，速度方向在它們“中心”的連線上; (2)以上表達式除動能外均為矢量運算,在一維情況下可取正方向化為代數(shù)運算; (3)系統(tǒng)動量守恒的條件:合外力為零或系統(tǒng)不受外力，則系統(tǒng)動量守恒(碰撞問題、爆炸問題、反沖問題等); (4)碰撞過程(時間

8、極短，發(fā)生碰撞的物體構(gòu)成的系統(tǒng))視為動量守恒,原子核衰變時動量守恒; (5)爆炸過程視為動量守恒，這時化學能轉(zhuǎn)化為動能，動能增加;(6)其它相關(guān)內(nèi)容:反沖運動、火箭、航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行見第一冊P128。 七、功和能(功是能量轉(zhuǎn)化的量度) 1.功:W=Fscos(定義式)W:功(J)，F(xiàn):恒力(N)，s:位移(m)，:F、s間的夾角 2.重力做功:Wab=mghab m:物體的質(zhì)量，g=9.8m/s210m/s2，hab:a與b高度差(hab=ha-hb) 3.電場力做功:Wab=qUab q:電量(C)，Uab:a與b之間電勢差(V)即Uab=a-b 4.電功:W=UIt(普適式) U:

9、電壓(V)，I:電流(A)，t:通電時間(s) 5.功率:P=W/t(定義式) P:功率瓦(W)，W:t時間內(nèi)所做的功(J)，t:做功所用時間(s) 6.汽車牽引力的功率:P=Fv;P平=Fv平 P:瞬時功率，P平:平均功率 7.汽車以恒定功率啟動、以恒定加速度啟動、汽車最大行駛速度(vmax=P額/f) 8.電功率:P=UI(普適式) U:電路電壓(V)，I:電路電流(A) 9.焦耳定律:Q=I2Rt Q:電熱(J)，I:電流強度(A)，R:電阻值()，t:通電時間(s) 10.純電阻電路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt 11.動能:Ek=mv2

10、/2 Ek:動能(J)，m:物體質(zhì)量(kg)，v:物體瞬時速度(m/s) 12.重力勢能:EP=mgh EP :重力勢能(J)，g:重力加速度，h:豎直高度(m)(從零勢能面起) 13.電勢能:EA=qA EA:帶電體在A點的電勢能(J)，q:電量(C)，A:A點的電勢(V)(從零勢能面起) 14.動能定理(對物體做正功,物體的動能增加): W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=EK W合:外力對物體做的總功，EK:動能變化EK=(mvt2/2-mvo2/2) 15.機械能守恒定律:E=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2 16.重力做功與

11、重力勢能的變化(重力做功等于物體重力勢能增量的負值)WG=-EP 注: (1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉(zhuǎn)化多少; (2)O090O 做正功;90O180O做負功;=90o不做功(力的方向與位移(速度)方向垂直時該力不做功); (3)重力(彈力、電場力、分子力)做正功，則重力(彈性、電、分子)勢能減少 (4)重力做功和電場力做功均與路徑無關(guān)(見2、3兩式);(5)機械能守恒成立條件:除重力(彈力)外其它力不做功，只是動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化;(6)能的其它單位換算:1kWh(度)=3.6106J，1eV=1.6010-19J;*(7)彈簧彈性勢能E=kx2/2，與勁度系數(shù)和形變量有關(guān)。

12、 八、分子動理論、能量守恒定律 1.阿伏加德羅常數(shù)NA=6.021023/mol;分子直徑數(shù)量級10-10米 2.油膜法測分子直徑d=V/s V:單分子油膜的體積(m3)，S:油膜表面積(m)2 3.分子動理論內(nèi)容:物質(zhì)是由大量分子組成的;大量分子做無規(guī)則的熱運動;分子間存在相互作用力。 4.分子間的引力和斥力(1)rr0，f引r0，f引f斥，F(xiàn)分子力表現(xiàn)為引力 (4)r10r0，f引=f斥0，F(xiàn)分子力0，E分子勢能0 5.熱力學第一定律W+Q=U(做功和熱傳遞，這兩種改變物體內(nèi)能的方式，在效果上是等效的)， W:外界對物體做的正功(J)，Q:物體吸收的熱量(J)，U:增加的內(nèi)能(J)，涉及到

13、第一類永動機不可造出見第二冊P40 6.熱力學第二定律 克氏表述:不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其它變化(熱傳導的方向性); 開氏表述:不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其它變化(機械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性)涉及到第二類永動機不可造出見第二冊P44 7.熱力學第三定律:熱力學零度不可達到宇宙溫度下限:-273.15攝氏度(熱力學零度) 注: (1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小，布朗運動越明顯,溫度越高越劇烈; (2)溫度是分子平均動能的標志; 3)分子間的引力和斥力同時存在,隨分子間距離的增大而減小,但斥力減小得比引力快; (4)分子力做正功，分子勢能減小,在

14、r0處F引=F斥且分子勢能最小; (5)氣體膨脹,外界對氣體做負功W0;吸收熱量，Q0 (6)物體的內(nèi)能是指物體所有的分子動能和分子勢能的總和，對于理想氣體分子間作用力為零，分子勢能為零; (7)r0為分子處于平衡狀態(tài)時，分子間的距離; (8)其它相關(guān)內(nèi)容:能的轉(zhuǎn)化和定恒定律見第二冊P41/能源的開發(fā)與利用、環(huán)保見第二冊P47/物體的內(nèi)能、分子的動能、分子勢能見第二冊P47。 九、氣體的性質(zhì) 1.氣體的狀態(tài)參量: 溫度:宏觀上，物體的冷熱程度;微觀上，物體內(nèi)部分子無規(guī)則運動的劇烈程度的標志， 熱力學溫度與攝氏溫度關(guān)系:T=t+273 T:熱力學溫度(K)，t:攝氏溫度() 體積V:氣體分子所能

15、占據(jù)的空間，單位換算:1m3=103L=106mL 壓強p:單位面積上，大量氣體分子頻繁撞擊器壁而產(chǎn)生持續(xù)、均勻的壓力，標準大氣壓:1atm=1.013105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2) 2.氣體分子運動的特點:分子間空隙大;除了碰撞的瞬間外，相互作用力微弱;分子運動速率很大 3.理想氣體的狀態(tài)方程:p1V1/T1=p2V2/T2 PV/T=恒量，T為熱力學溫度(K) 注: (1)理想氣體的內(nèi)能與理想氣體的體積無關(guān),與溫度和物質(zhì)的量有關(guān); (2)公式3成立條件均為一定質(zhì)量的理想氣體，使用公式時要注意溫度的單位，t為攝氏溫度()，而T為熱力學溫度(K)。 十、電場 1.兩種電荷、電荷

16、守恒定律、元電荷:(e=1.6010-19C);帶電體電荷量等于元電荷的整數(shù)倍 2.庫侖定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中)F:點電荷間的作用力(N)，k:靜電力常量k=9.0109Nm2/C2，Q1、Q2:兩點電荷的電量(C)，r:兩點電荷間的距離(m)，方向在它們的連線上，作用力與反作用力，同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引 3.電場強度:E=F/q(定義式、計算式)E:電場強度(N/C)，是矢量(電場的疊加原理)，q:檢驗電荷的電量(C) 4.真空點(源)電荷形成的電場E=kQ/r2 r:源電荷到該位置的距離(m)，Q:源電荷的電量 5.勻強電場的場強E=UAB/d UAB:AB兩點間

17、的電壓(V)，d:AB兩點在場強方向的距離(m) 6.電場力:F=qE F:電場力(N)，q:受到電場力的電荷的電量(C)，E:電場強度(N/C) 7.電勢與電勢差:UAB=A-B，UAB=WAB/q=-EAB/q 8.電場力做功:WAB=qUAB=EqdWAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J)，q:帶電量(C)，UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關(guān)),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m) 9.電勢能:EA=qA EA:帶電體在A點的電勢能(J)，q:電量(C)，A:A點的電勢(V) 10.電勢能的變化EAB=EB-EA 帶電體在電場中從A位置到B位置

18、時電勢能的差值 11.電場力做功與電勢能變化EAB=-WAB=-qUAB (電勢能的增量等于電場力做功的負值) 12.電容C=Q/U(定義式,計算式) C:電容(F)，Q:電量(C)，U:電壓(兩極板電勢差)(V) 13.平行板電容器的電容C=S/4kd(S:兩極板正對面積，d:兩極板間的垂直距離，:介電常數(shù)) 常見電容器見第二冊P111 14.帶電粒子在電場中的加速(Vo=0):W=EK或qU=mVt2/2，Vt=(2qU/m)1/2 15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(zhuǎn)(不考慮重力作用的情況下) 類平 垂直電場方向:勻速直線運動L=Vot(在帶等量異種電荷的平行極板中

19、:E=U/d) 拋運動 平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d=at2/2，a=F/m=qE/m 注: (1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規(guī)律:原帶異種電荷的先中和后平分,原帶同種電荷的總量平分; (2)電場線從正電荷出發(fā)終止于負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直; (3)常見電場的電場線分布要求熟記見圖第二冊P98; (4)電場強度(矢量)與電勢(標量)均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關(guān); (5)處于靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直于導體表面，導體內(nèi)部合場強為零,導體內(nèi)部沒有凈電荷,凈電荷只分布于導體外表面; (6)電容單位換算:1F=106F=1012PF; (7)電子伏(eV)是能量的單位,1eV=1.6010-19J; (8)其它相關(guān)內(nèi)容:靜電屏蔽見第二冊P101/示波管、示波器及其應(yīng)用見第二冊P114等勢面見第二