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文檔簡(jiǎn)介
1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高考物理知識(shí)點(diǎn)精要版塊一、力,物體的平衡1.力是物體對(duì)物體的作用。力是物體發(fā)生形變和改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即產(chǎn)生加速度)的原因. 力是矢量。2.重力(1)重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的. 注意重力是由于地球的吸引而產(chǎn)生,但不能說重力就是地球的吸引力,重力是萬有引力的一個(gè)分力。但在地球表面附近,可以認(rèn)為重力近似等于萬有引力 (2)重力的大小:地球表面G=mg,離地面高h(yuǎn)處G=mg,其中g(shù)=R/(R+h)2g (3)重力的方向:豎直向下(不一定指向地心,請(qǐng)回答為什么?。?(4)重心:物體的各部分所受重力合力的作用點(diǎn),物體的重心不一定在物體上. 3.彈力(1)產(chǎn)生原因:
2、由于發(fā)生彈性形變的物體有恢復(fù)形變的趨勢(shì)而產(chǎn)生的. (2)產(chǎn)生條件:直接接觸;有彈性形變. (3)彈力的方向:與物體形變的方向相反,彈力的受力物體是引起形變的物體,施力物體是發(fā)生形變的物體.在點(diǎn)面接觸的情況下,垂直于面;在兩個(gè)曲面接觸(相當(dāng)于點(diǎn)接觸)的情況下,垂直于過接觸點(diǎn)的公切面.繩的拉力方向總是沿著繩且指向繩收縮的方向,且一根輕繩上的張力大小處處相等.輕桿既可產(chǎn)生壓力,又可產(chǎn)生拉力,且方向不一定沿桿.(4)彈力的大小:一般情況下應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用平衡條件或牛頓定律來求解.彈簧彈力可由胡克定律來求解. 胡克定律:在彈性限度內(nèi),彈簧彈力的大小和彈簧的形變量成正比,即F=kx ,k為彈簧的
3、勁度系數(shù),它只與彈簧本身因素有關(guān),單位是N/m. 4.摩擦力 (1)產(chǎn)生的條件:相互接觸的物體間存在壓力;接觸面不光滑;接觸的物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)(滑動(dòng)摩擦力)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)(靜摩擦力),這三點(diǎn)缺一不可. (2)摩擦力的方向:沿接觸面切線方向,與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反,與物體運(yùn)動(dòng)的方向可以相同也可以相反. (3)判斷靜摩擦力方向的方法: 假設(shè)法:首先假設(shè)兩物體接觸面光滑,這時(shí)若兩物體不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),則說明它們?cè)瓉頉]有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),也沒有靜摩擦力;若兩物體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),則說明它們?cè)瓉碛邢鄬?duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),并且原來相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向跟假設(shè)接觸面光滑時(shí)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相同.然后根據(jù)靜摩擦力的方
4、向跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反確定靜摩擦力方向. 平衡法:根據(jù)二力平衡條件可以判斷靜摩擦力的方向. (4)大小:先判明是何種摩擦力,然后再根據(jù)各自的規(guī)律去分析求解.滑動(dòng)摩擦力大小:利用公式f=F N 進(jìn)行計(jì)算,其中FN 是物體的正壓力,不一定等于物體的重力,甚至可能和重力無關(guān).或者根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),利用平衡條件或牛頓定律來求解. 靜摩擦力大小:靜摩擦力大小可在0與f max 之間變化,一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由平衡條件或牛頓定律來求解. 5.物體的受力分析 (1)確定所研究的物體,分析周圍物體對(duì)它產(chǎn)生的作用,不要分析該物體施于其他物體上的力,也不要把作用在其他物體上的力錯(cuò)誤地認(rèn)為通過“力的傳
5、遞”作用在研究對(duì)象上. (2)按“性質(zhì)力”的順序分析.即按重力、彈力、摩擦力、其他力順序分析,不要把“效果力”與“性質(zhì)力”混淆重復(fù)分析. (3)如果有一個(gè)力的方向難以確定,可用假設(shè)法分析.先假設(shè)此力不存在,想像所研究的物體會(huì)發(fā)生怎樣的運(yùn)動(dòng),然后審查這個(gè)力應(yīng)在什么方向,對(duì)象才能滿足給定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài). 6.力的合成與分解 (1)合力與分力:如果一個(gè)力作用在物體上,它產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力,而那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力.(2)力合成與分解的根本方法:平行四邊形定則. (3)力的合成:求幾個(gè)已知力的合力,叫做力的合成. 共點(diǎn)的兩個(gè)力(F 1 和F 2 )合力
6、大小F的取值范圍為:|F 1 -F 2 |FF 1 +F 2 . (4)力的分解:求一個(gè)已知力的分力,叫做力的分解(力的分解與力的合成互為逆運(yùn)算). 在實(shí)際問題中,通常將已知力按力產(chǎn)生的實(shí)際作用效果分解;為方便某些問題的研究,在很多問題中都采用正交分解法. 7.共點(diǎn)力的平衡 (1)共點(diǎn)力:作用在物體的同一點(diǎn),或作用線相交于一點(diǎn)的幾個(gè)力. (2)平衡狀態(tài):物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止叫平衡狀態(tài),是加速度等于零的狀態(tài). (3)共點(diǎn)力作用下的物體的平衡條件:物體所受的合外力為零,即F=0,若采用正交分解法求解平衡問題,則平衡條件應(yīng)為:Fx =0,F(xiàn)y =0. (4)解決平衡問題的常用方法:隔離法、整體
7、法、圖解法、三角形相似法、正交分解法等版塊二、直線運(yùn)動(dòng) 1.機(jī)械運(yùn)動(dòng)一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置的改變叫做機(jī)械運(yùn)動(dòng),簡(jiǎn)稱運(yùn)動(dòng),它包括平動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)和振動(dòng)等運(yùn)動(dòng)形式.為了研究物體的運(yùn)動(dòng)需要選定參照物(即假定為不動(dòng)的物體),對(duì)同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),所選擇的參照物不同,對(duì)它的運(yùn)動(dòng)的描述就會(huì)不同,通常以地球?yàn)閰⒄瘴飦硌芯课矬w的運(yùn)動(dòng). 2.質(zhì)點(diǎn)用來代替物體的只有質(zhì)量沒有形狀和大小的點(diǎn),它是一個(gè)理想化的物理模型.僅憑物體的大小不能做視為質(zhì)點(diǎn)的依據(jù)。3.位移和路程位移描述物體位置的變化,是從物體運(yùn)動(dòng)的初位置指向末位置的有向線段,是矢量.路程是物體運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度,是標(biāo)量. 路程和位移是完全不同的概念,僅就大小而言,
8、一般情況下位移的大小小于路程,只有在單方向的直線運(yùn)動(dòng)中,位移的大小才等于路程. 4.速度和速率 (1)速度:描述物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量.是矢量. 平均速度:質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)的位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間(或位移)的平均速度v,即v=s/t,平均速度是對(duì)變速運(yùn)動(dòng)的粗略描述. 瞬時(shí)速度:運(yùn)動(dòng)物體在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度,方向沿軌跡上質(zhì)點(diǎn)所在點(diǎn)的切線方向指向前進(jìn)的一側(cè).瞬時(shí)速度是對(duì)變速運(yùn)動(dòng)的精確描述. (2)速率:速率只有大小,沒有方向,是標(biāo)量.平均速率:質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)通過的路程和所用時(shí)間的比值叫做這段時(shí)間內(nèi)的平均速率.在一般變速運(yùn)動(dòng)中平均速度的大小不一定等于平均速率,只有在單
9、方向的直線運(yùn)動(dòng),二者才相等. 5.加速度 (1)加速度是描述速度變化快慢的物理量,它是矢量.加速度又叫速度變化率. (2)定義:在勻變速直線運(yùn)動(dòng)中,速度的變化v跟發(fā)生這個(gè)變化所用時(shí)間t的比值,叫做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度,用a表示.(3)方向:與速度變化v的方向一致.但不一定與v的方向一致. 注意加速度與速度無關(guān).只要速度在變化,無論速度大小,都有加速度;只要速度不變化(勻速),無論速度多大,加速度總是零;只要速度變化快,無論速度是大、是小或是零,物體加速度就大. 6.勻速直線運(yùn)動(dòng)(1)定義:在任意相等的時(shí)間內(nèi)位移相等的直線運(yùn)動(dòng)叫做勻速直線運(yùn)動(dòng). (2)特點(diǎn):a=0,v=恒量. (3)位移公式:
10、S=vt. 7.勻變速直線運(yùn)動(dòng)(1)定義:在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度的變化相等的直線運(yùn)動(dòng)叫勻變速直線運(yùn)動(dòng). (2)特點(diǎn):a=恒量(3)公式: 速度公式:V=V0+at 位移公式:s=v0t+ at2/2 速度位移公式:v2-v02=2ax 平均速度V=x/t = 以上各式均為矢量式,應(yīng)用時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向,然后把矢量化為代數(shù)量求解,通常選初速度方向?yàn)檎较?,凡是跟正方向一致的取?”值,跟正方向相反的取“-”值. 8.重要結(jié)論 (1)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),在任意兩個(gè)連續(xù)相等的時(shí)間間隔T內(nèi)的位移差值是一個(gè)恒量,即x=xn+l xn=aT2 =恒量 (2)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),在某段時(shí)間內(nèi)的中間時(shí)刻的瞬時(shí)
11、速度,等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度,即:9.自由落體運(yùn)動(dòng) (1)條件:初速度為零,只受重力作用. (2)性質(zhì):是一種初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),a=g. (3)公式:10.運(yùn)動(dòng)圖像 (1)位移圖像(x-t圖像):圖像上一點(diǎn)切線的斜率表示該時(shí)刻所對(duì)應(yīng)速度; 圖像是直線表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng),圖像是曲線則表示物體做變速運(yùn)動(dòng); 圖像與橫軸交叉,表示物體從參考點(diǎn)的一邊運(yùn)動(dòng)到另一邊. (2)速度圖像(v-t圖像):在速度圖像中,可以讀出物體在任何時(shí)刻的速度; 在速度圖像中,物體在一段時(shí)間內(nèi)的位移大小等于物體的速度圖像與這段時(shí)間軸所圍面積的值. 在速度圖像中,物體在任意時(shí)刻的加速度就是速度圖像上所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的切線
12、的斜率. 圖線與橫軸交叉,表示物體運(yùn)動(dòng)的速度反向. 圖線是直線表示物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)或勻速直線運(yùn)動(dòng);圖線是曲線表示物體做變加速運(yùn)動(dòng). 版塊三、牛頓運(yùn)動(dòng)定律 1.牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止. (1)運(yùn)動(dòng)是物體的一種屬性,物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持. (2)定律說明了任何物體都有慣性. (3)不受力的物體是不存在的.牛頓第一定律不能用實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證.但是建立在大量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基礎(chǔ)之上,通過思維的邏輯推理而發(fā)現(xiàn)的.它告訴了人們研究物理問題的另一種新方法:通過觀察大量的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,利用人的邏輯思維,從大量現(xiàn)象中尋找事物的規(guī)律. (4)牛頓第一
13、定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ),不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為它是牛頓第二定律不受外力時(shí)的特例,牛頓第一定律定性地給出了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,牛頓第二定律定量地給出力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系. 2.慣性:物體保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì). (1)慣性是物體的固有屬性,即一切物體都有慣性,與物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān).因此說,人們只能“利用”慣性而不能“克服”慣性.(2)質(zhì)量是物體慣性大小的量度. 3.牛頓第二定律:物體的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同,表達(dá)式F合 =ma (1)牛頓第二定律定量揭示了力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,即知道了力,可根據(jù)牛頓第二定律,分析出物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律;反過
14、來,知道了運(yùn)動(dòng),可根據(jù)牛頓第二定律研究其受力情況,為設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng),控制運(yùn)動(dòng)提供了理論基礎(chǔ). (2)對(duì)牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F合 =ma,F(xiàn)合 是力,ma是力的作用效果,特別要注意不能把ma看作是力. (3)牛頓第二定律揭示的是力的瞬間效果.即作用在物體上的力與它的效果是瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系,力變加速度就變,力撤除加速度就為零,注意力的瞬間效果是加速度而不是速度. (4)牛頓第二定律F合 =ma,F(xiàn)合是矢量,a也是矢量,且a與F合 的方向總是一致的. F合可以進(jìn)行合成與分解,a也可以進(jìn)行合成與分解. 4. 牛頓第三定律:兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線上. (1)牛頓第
15、三運(yùn)動(dòng)定律指出了兩物體之間的作用是相互的,因而力總是成對(duì)出現(xiàn)的,它們總是同時(shí)產(chǎn)生,同時(shí)消失.(2)作用力和反作用力總是同種性質(zhì)的力. (3)作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上,各產(chǎn)生其效果,不可疊加. 5.牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍:宏觀低速的物體和在慣性系中.6.超重和失重 (1)超重:物體有向上的加速度稱物體處于超重.處于超重的物體對(duì)支持面的壓力F N (或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w的重力mg,即F N =mg+ma.(2)失重:物體有向下的加速度稱物體處于失重.處于失重的物體對(duì)支持面的壓力FN(或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w的重力mg.即FN=mg-ma.當(dāng)a=g時(shí)F N =0,物體處于完
16、全失重. (3)對(duì)超重和失重的理解應(yīng)當(dāng)注意的問題 不管物體處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài),物體本身的重力并沒有改變,只是物體對(duì)支持物的壓力(或?qū)覓煳锏睦Γ┎坏扔谖矬w本身的重力.超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān),只決定于加速度的方向.“加速上升”和“減速下降”都是超重;“加速下降”和“減速上升”都是失重. 在完全失重的狀態(tài)下,平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會(huì)完全消失,如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等. 6、處理連接題問題-通常是用整體法求加速度,用隔離法求力。 版塊四、曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力 1.曲線運(yùn)動(dòng) (1)物體作曲線運(yùn)動(dòng)的條件:運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)所受的合外力(或加速度)的
17、方向跟它的速度方向不在同一直線(2)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,就是通過該點(diǎn)的曲線的切線方向.質(zhì)點(diǎn)的速度方向時(shí)刻在改變,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng). (3)曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡:做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其軌跡向合外力所指一方彎曲,若已知物體的運(yùn)動(dòng)軌跡,可判斷出物體所受合外力的大致方向,如平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡向下彎曲,圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡總向圓心彎曲等. 2.運(yùn)動(dòng)的合成與分解 (1)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系:等時(shí)性;獨(dú)立性;等效性. (2)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的法則:平行四邊形定則. (3)分解原則:根據(jù)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際效果分解,物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為合運(yùn)動(dòng). 3. 平拋運(yùn)動(dòng) (1)特點(diǎn):具有水平方向的初速度;只受重力作用,是
18、加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動(dòng). (2)運(yùn)動(dòng)規(guī)律:平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng). 建立直角坐標(biāo)系(一般以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O,以初速度vo方向?yàn)閤軸正方向,豎直向下為y軸正方向); 由兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)規(guī)律來處理(如右圖).4.圓周運(yùn)動(dòng) (1)描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量 線速度:描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢,大小v=s/t(s是t時(shí)間內(nèi)通過弧長(zhǎng)),方向?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)在圓弧某點(diǎn)的線速度方向沿圓弧該點(diǎn)的切線方向 角速度:描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢,大小=/t(單位rad/s),是連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑在t時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度.其方向在中學(xué)階段不研究. 周期T,頻率f -做圓周運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)一
19、周所用的時(shí)間叫做周期. 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體單位時(shí)間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫做頻率. 向心力:總是指向圓心,產(chǎn)生向心加速度,向心力只改變線速度的方向,不改變速度的大小.大小注意向心力是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí),千萬不可在物體受力之外再添加一個(gè)向心力. (2)勻速圓周運(yùn)動(dòng):線速度的大小恒定,角速度、周期和頻率都是恒定不變的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不變的,是速度大小不變而速度方向時(shí)刻在變的變速曲線運(yùn)動(dòng). (3)變速圓周運(yùn)動(dòng):速度大小方向都發(fā)生變化,不僅存在著向心加速度(改變速度的方向),而且還存在著切向加速度(方向沿著軌道的切線方向,用來改變速度的
20、大小).一般而言,合加速度方向不指向圓心,合力不一定等于向心力.合外力在指向圓心方向的分力充當(dāng)向心力,產(chǎn)生向心加速度;合外力在切線方向的分力產(chǎn)生切向加速度. 如右圖情景中,把桿子換成繩子,則小球恰能過最高點(diǎn)的條件是vv臨,v臨由重力提供向心力得v臨=而桿子或者可以提供支撐的拱頂中,小球恰能過最高點(diǎn)的條件是v0。5.萬有引力定律 (1)萬有引力定律:宇宙間的一切物體都是互相吸引的.兩個(gè)物體間的引力的大小,跟它們的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比.公式: (2)應(yīng)用萬有引力定律分析天體的運(yùn)動(dòng) 基本方法:把天體的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng),其所需向心力由萬有引力提供.即 F引=F向得
21、: 應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況選用適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行分析或計(jì)算.天體質(zhì)量M、密度的估算: (3)三種宇宙速度 第一宇宙速度:v 1 =7.9km/s,它是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度,也是地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度. 第二宇宙速度(脫離速度):v 2 =11.2km/s,使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度. 第三宇宙速度(逃逸速度):v 3 =16.7km/s,使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度. (4)地球同步衛(wèi)星 所謂地球同步衛(wèi)星,是相對(duì)于地面靜止的,這種衛(wèi)星位于赤道上方某一高度的穩(wěn)定軌道上,且繞地球運(yùn)動(dòng)的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期,即T=24h=86400s,離地面高度 同步衛(wèi)
22、星的軌道一定在赤道平面內(nèi),并且只有一條.所有同步衛(wèi)星都在這條軌道上,以大小相同的線速度,角速度和周期運(yùn)行著.(5)衛(wèi)星的超重和失重 “超重”是衛(wèi)星進(jìn)入軌道的加速上升過程和回收時(shí)的減速下降過程,此情景與“升降機(jī)”中物體超重相同.“失重”是衛(wèi)星進(jìn)入軌道后正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),衛(wèi)星上的物體完全“失重”(因?yàn)橹亓μ峁┫蛐牧Γ藭r(shí),在衛(wèi)星上的儀器,凡是制造原理與重力有關(guān)的均不能正常使用. 版塊五、機(jī)械能 1.功 (1)功的定義:力和作用在力的方向上通過的位移的乘積.是描述力對(duì)空間積累效應(yīng)的物理量,是過程量. 定義式:W=F·s·cos,其中F是力,s是力的作用點(diǎn)位移(對(duì)地),是力與位移間的夾
23、角. (2)功的大小的計(jì)算方法: 恒力的功可根據(jù)W=F·S·cos進(jìn)行計(jì)算,本公式只適用于恒力做功.根據(jù)W=P·t,計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)平均做功. 利用動(dòng)能定理計(jì)算力的功,特別是變力所做的功.根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度反過來可求功. (3)摩擦力、空氣阻力做功的計(jì)算:功的大小等于力和路程的乘積. 發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體的這一對(duì)相互摩擦力做的總功:W=fd(d是兩物體間的相對(duì)路程),且W=Q(摩擦生熱) 2.功率 (1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是標(biāo)量.求功率時(shí)一定要分清是求哪個(gè)力的功率,還要分清是求平均功率還是瞬時(shí)功率. (2)功率的計(jì)算 平均功率:P=W/t
24、(定義式) 表示時(shí)間t內(nèi)的平均功率,不管是恒力做功,還是變力做功,都適用. 瞬時(shí)功率:P=F·v·cos P和v分別表示t時(shí)刻的功率和速度,為兩者間的夾角. (3)額定功率與實(shí)際功率 : 額定功率:發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的最大功率. 實(shí)際功率:發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率,它可以小于額定功率,但不能長(zhǎng)時(shí)間超過額定功率. (4)交通工具的啟動(dòng)問題通常說的機(jī)車的功率或發(fā)動(dòng)機(jī)的功率實(shí)際是指其牽引力的功率. 以恒定功率P啟動(dòng):機(jī)車的運(yùn)動(dòng)過程是先作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),后以最大速度v m=P/f 作勻速直線運(yùn)動(dòng), . 以恒定牽引力F啟動(dòng):機(jī)車先作勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)功率增大到額定功率時(shí)速度為v1=P/F
25、,而后開始作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運(yùn)動(dòng)。 3.動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能.表達(dá)式:Ek=mv2/2 (1)動(dòng)能是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量.4. 動(dòng)能定理:外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化.表達(dá)式(1)動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲線運(yùn)動(dòng)的情況. (2)功和動(dòng)能都是標(biāo)量,不能利用矢量法則分解,故動(dòng)能定理無分量式. (3)應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問題,都可以用動(dòng)能定理分析和解
26、答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷. (4)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)是由幾個(gè)物理過程所組成,又不需要研究過程的中間狀態(tài)時(shí),可以把這幾個(gè)物理過程看作一個(gè)整體進(jìn)行研究,從而避開每個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的具體細(xì)節(jié),具有過程簡(jiǎn)明、方法巧妙、運(yùn)算量小等優(yōu)點(diǎn). 5.重力勢(shì)能 (1)定義:地球上的物體具有跟它的高度有關(guān)的能量,叫做重力勢(shì)能,. 重力勢(shì)能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的,而不是物體單獨(dú)具有的.重力勢(shì)能的大小和零勢(shì)能面的選取有關(guān).重力勢(shì)能是標(biāo)量,但有“+”、“-”之(2)重力做功的特點(diǎn):重力做功只決定于初、末位置間的高度差,與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān).WG =mgh.(3)做功跟重力勢(shì)能改變的關(guān)系:重力做功等于重
27、力勢(shì)能增量的負(fù)值.即WG =- . 6.彈性勢(shì)能:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量. 7.機(jī)械能守恒定律 (1)動(dòng)能和勢(shì)能(重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能)統(tǒng)稱為機(jī)械能,E=E k +E p . (2)機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容:在只有重力(和彈簧彈力)做功的情形下,物體動(dòng)能和重力勢(shì)能(及彈性勢(shì)能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變. (3)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式(4)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的三種表示方式: 系統(tǒng)初態(tài)的總機(jī)械能E 1 等于末態(tài)的總機(jī)械能E 2 ,即E1 =E2 系統(tǒng)減少的總重力勢(shì)能E P減 等于系統(tǒng)增加的總動(dòng)能E K增 ,即E P減 =E K增 若系統(tǒng)只有A、B兩物體,則A
28、物體減少的機(jī)械能等于B物體增加的機(jī)械能,即E A減 =E B增 注意解題時(shí)究竟選取哪一種表達(dá)形式,應(yīng)根據(jù)題意靈活選取;需注意的是:選用式時(shí),必須規(guī)定零勢(shì)能參考面,而選用式和式時(shí),可以不規(guī)定零勢(shì)能參考面,但必須分清能量的減少量和增加量. (5)判斷機(jī)械能是否守恒的方法 用做功來判斷:分析物體或物體受力情況(包括內(nèi)力和外力),明確各力做功的情況,若對(duì)物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功,沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零,則機(jī)械能守恒. 用能量轉(zhuǎn)化來判定:若物體系中只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化,則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒.
29、 對(duì)一些繩子突然繃緊,物體間非彈性碰撞等問題,除非題目特別說明,機(jī)械能必定不守恒,完全非彈性碰撞過程機(jī)械能也不守恒. 8.功能關(guān)系 (1)當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時(shí),物體的機(jī)械能守恒. (2)重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少:W G =E p1 -E p2 . (3)合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W合 =E k2 -E k1 (動(dòng)能定理) (4)除了重力(或彈簧彈力)之外的力對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:即 W F =E 2 -E 1 (F指的是非重力)版塊六、電場(chǎng) 1.兩種電荷 -(1)自然界中存在
30、兩種電荷:正電荷與負(fù)電荷. (2)電荷守恒定律: 2. 庫侖定律 (1)內(nèi)容:在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們之間的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上.(2)公式:(3)適用條件:真空中的點(diǎn)電荷. 點(diǎn)電荷是一種理想化的模型.如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得多,以致帶電體的體積和形狀對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),這種帶電體就可以看成點(diǎn)電荷,但點(diǎn)電荷自身不一定很小,所帶電荷量也不一定很少. 3.電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)線 (1)電場(chǎng):帶電體周圍存在的一種物質(zhì),是電荷間相互作用的媒體.電場(chǎng)是客觀
31、存在的,電場(chǎng)具有力的特性和能的特性. (2)電場(chǎng)強(qiáng)度:放入電場(chǎng)中某一點(diǎn)的電荷受到的電場(chǎng)力跟它的電荷量的比值,叫做這一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度.定義式:E=F/q 方向:正電荷在該點(diǎn)受力方向. (3)電場(chǎng)線:在電場(chǎng)中畫出一系列的從正電荷出發(fā)到負(fù)電荷終止的曲線,使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致,這些曲線叫做電場(chǎng)線.電場(chǎng)線的性質(zhì): 電場(chǎng)線是起始于正電荷(或無窮遠(yuǎn)處),終止于負(fù)電荷(或無窮遠(yuǎn)處); 電場(chǎng)線的疏密反映電場(chǎng)的強(qiáng)弱; 電場(chǎng)線不相交; 電場(chǎng)線不是真實(shí)存在的;電場(chǎng)線不一定是電荷運(yùn)動(dòng)軌跡. (4)勻強(qiáng)電場(chǎng):在電場(chǎng)中,如果各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向都相同,這樣的電場(chǎng)叫勻強(qiáng)電
32、場(chǎng).勻強(qiáng)電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是間距相等且互相平行的直線. (5)電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量,當(dāng)空間的電場(chǎng)是由幾個(gè)點(diǎn)電荷共同激發(fā)的時(shí)候,空間某點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時(shí)所激發(fā)的電場(chǎng)在該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和. 4.電勢(shì)差U:電荷在電場(chǎng)中由一點(diǎn)A移動(dòng)到另一點(diǎn)B時(shí),電場(chǎng)力所做的功W AB 與電荷量q的比值WAB/q叫做AB兩點(diǎn)間的電勢(shì)差.公式:U AB =W AB /q 電勢(shì)差有正負(fù):U AB =-U BA ,一般常取絕對(duì)值,寫成U. 5.電勢(shì):電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)等于該點(diǎn)相對(duì)零電勢(shì)點(diǎn)的電勢(shì)差. (1)電勢(shì)是個(gè)相對(duì)的量,某點(diǎn)的電勢(shì)與零電勢(shì)點(diǎn)的選取有關(guān)(通常取離電場(chǎng)無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢(shì)為零電
33、勢(shì)).因此電勢(shì)有正、負(fù),電勢(shì)的正負(fù)表示該點(diǎn)電勢(shì)比零電勢(shì)點(diǎn)高還是低. (2)沿著電場(chǎng)線的方向,電勢(shì)越來越低. 6.電勢(shì)能:電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能在數(shù)值上等于把電荷從這點(diǎn)移到電勢(shì)能為零處(電勢(shì)為零處)電場(chǎng)力所做的功 =q 7.等勢(shì)面:電場(chǎng)中電勢(shì)相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢(shì)面. (1)等勢(shì)面上各點(diǎn)電勢(shì)相等,在等勢(shì)面上移動(dòng)電荷電場(chǎng)力不做功. (2)等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直,而且電場(chǎng)線總是由電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面. (3)畫等勢(shì)面(線)時(shí),一般相鄰兩等勢(shì)面(或線)間的電勢(shì)差相等.這樣,在等勢(shì)面 (線)密處場(chǎng)強(qiáng)大,等勢(shì)面(線)疏
34、處場(chǎng)強(qiáng)小. 8.電場(chǎng)中的功能關(guān)系 (1)電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān),只與初、末位置有關(guān). 計(jì)算方法有:由公式W=qEcos計(jì)算(此公式只適合于勻強(qiáng)電場(chǎng)中),或由動(dòng)能定理計(jì)算. (2)只有電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能和電荷的動(dòng)能之和保持不變. (3)只有電場(chǎng)力和重力做功,電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能三者之和保持不變. 9.靜電屏蔽:處于電場(chǎng)中的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩,其空腔部分的場(chǎng)強(qiáng)處處為零,即能把外電場(chǎng)遮住,使內(nèi)部不受外電場(chǎng)的影響,這就是靜電屏蔽. 10. 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) (1)帶電粒子在電場(chǎng)中加速 帶電粒子在電場(chǎng)
35、中加速,若不計(jì)粒子的重力,則電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子做功等于帶電粒子動(dòng)能的增量. (2)帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) 帶電粒子以垂直勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入電場(chǎng)后,做類平拋運(yùn)動(dòng).垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向做勻速直線運(yùn)動(dòng):Vx =V0 ,L=V0 t.平行于場(chǎng)強(qiáng)方向做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng): (3)是否考慮帶電粒子的重力要根據(jù)具體情況而定.一般說來: 基本粒子:如電子、質(zhì)子、粒子、離子等除有說明或明確的暗示以外,一般都不考慮重力(但不能忽略質(zhì)量). 帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有說明或明確的暗示以外,一般都不能忽略重力. (4)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)與重力場(chǎng)的復(fù)
36、合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 由于帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力與重力都是恒力,因此可以用兩種方法處理: 正交分解法;等效“重力”法. 11.示波管的原理:示波管由電子槍,偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成,管內(nèi)抽成真空.如果在偏轉(zhuǎn)電極XX上加掃描電壓,同時(shí)加在偏轉(zhuǎn)電極YY上所要研究的信號(hào)電壓,其周期與掃描電壓的周期相同,在熒光屏上就顯示出信號(hào)電壓隨時(shí)間變化的圖線. 12.電容(1)定義:電容器的帶電荷量跟它的兩板間的電勢(shì)差的比值(2)定義式: 注意電容器的電容是反映電容本身貯電特性的物理量,由電容器本身的介質(zhì)特性與幾何尺寸決定,與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢(shì)差的大小等均無關(guān)。(3)單位:法拉(F),
37、1F=10 6 F,1F=10 6 pF. (4)平行板電容器的電容:.在分析平行板電容器有關(guān)物理量變化情況時(shí),往往需將結(jié)合在一起加以考慮,其中C=反映了電容器本身的屬性,是定義式,適用于各種電容器; ,表明了平行板電容器的電容決定于哪些因素,僅適用于平行板電容器;若電容器始終連接在電池上,兩極板的電壓不變.若電容器充電后,切斷與電池的連接,電容器的帶電荷量不變. 版塊七、恒定電流 1.電流(1)定義:電荷的定向移動(dòng)形成電流. (2)電流的方向:規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞯姆较? 在外電路中電流由高電勢(shì)點(diǎn)流向低電勢(shì)點(diǎn),在電源的內(nèi)部電流由低電勢(shì)點(diǎn)流向高
38、電勢(shì)點(diǎn)(由負(fù)極流向正極). 2.電流強(qiáng)度(1)定義:通過導(dǎo)體橫截面的電量跟通過這些電量所用時(shí)間的比值,I=q/t (2)在國(guó)際單位制中電流的單位是安.1mA=10-3A,1A=10-6A (3)電流強(qiáng)度的定義式中,如果是正、負(fù)離子同時(shí)定向移動(dòng),q應(yīng)為正負(fù)離子的電荷量和. 3.電阻(1)定義:導(dǎo)體兩端的電壓與通過導(dǎo)體中的電流的比值叫導(dǎo)體的電阻. (2)定義式:R=U/I,單位: (3)電阻是導(dǎo)體本身的屬性,跟導(dǎo)體兩端的電壓及通過電流無關(guān). 4.電阻定律 (1)內(nèi)容:在溫度不變時(shí),導(dǎo)體的電阻R與它的長(zhǎng)度L成正比,與它的橫截面積S成反比.
39、0; (2)公式:R=L/S. (3)適用條件:粗細(xì)均勻的導(dǎo)線;濃度均勻的電解液. 5.電阻率:反映了材料對(duì)電流的阻礙作用. (1)有些材料的電阻率隨溫度升高而增大(如金屬);有些材料的電阻率隨溫度升高而減?。ㄈ绨雽?dǎo)體和絕緣體);有些材料的電阻率幾乎不受溫度影響(如錳銅和康銅). (2)半導(dǎo)體:導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間,而且電阻隨溫度的增加而減小,這種材料稱為半導(dǎo)體,半導(dǎo)體有熱敏特性,光敏特性,摻入微量雜質(zhì)特性. (3)超導(dǎo)現(xiàn)象:當(dāng)溫度降低到絕對(duì)零度附近時(shí),某些材料的電阻率突然減小到零,這種現(xiàn)象叫超導(dǎo)現(xiàn)象,處于這種狀態(tài)的物體叫超導(dǎo)體. 6.電功和電
40、熱 (1)電功和電功率: 電流做功的實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)力對(duì)電荷做功.電場(chǎng)力對(duì)電荷做功,電荷的電勢(shì)能減少,電勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此電功W=qU=UIt,這是計(jì)算電功普遍適用的公式. 單位時(shí)間內(nèi)電流做的功叫電功率,P=W/t=UI,這是計(jì)算電功率普遍適用的公式. (2)焦耳定律:Q=I 2 Rt,式中Q表示電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,單位是J.焦耳定律無論是對(duì)純電阻電路還是對(duì)非純電阻電路都是適用的. (3)電功和電熱的關(guān)系 純電阻電路消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,電功和電熱是相等的.所以有W=Q,UIt=I 2 Rt,U=I
41、R(歐姆定律成立),非純電阻電路消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為熱能,另一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能.所以有W>Q,UIt>I 2 Rt,U>IR(歐姆定律不成立). 7.串并聯(lián)電路串聯(lián)電路(P、U與R成正比)并聯(lián)電路(P、I與R成反比)電阻關(guān)系R串=R1+R2+R3+1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+電流關(guān)系I總=I1=I2=I3I并=I1+I2+I3+電壓關(guān)系U總=U1+U2+U3+U總=U1=U2=U3=功率分配P總=P1+P2+P3+P總=P1+P2+P3+8.電動(dòng)勢(shì)(1)物理意義:反映電源把其他形式能轉(zhuǎn)化為電能本領(lǐng)大小的物理量.例如一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E=15V,物理意義是指
42、:電路閉合后,電流通過電源,每通過1C的電荷,干電池就把15J的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能. (2)大小:等于電路中通過1C電荷量時(shí)電源所提供的電能的數(shù)值,等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓,在閉合電路中等于內(nèi)外電路上電勢(shì)降落之和E=U 外 +U 內(nèi) . 9.閉合電路歐姆定律 (1)內(nèi)容:閉合電路的電流強(qiáng)度跟電源的電動(dòng)勢(shì)成正比,跟閉合電路總電阻成反比. (2)表達(dá)式:I=E/(R+r) (3)總電流I和路端電壓U隨外電阻R的變化規(guī)律 當(dāng)R增大時(shí),I變小,又據(jù)U=E-Ir知,U變大.當(dāng)R增大到時(shí),I=0,U=E(斷路).
43、 當(dāng)R減小時(shí),I變大,又據(jù)U=E-Ir知,U變小.當(dāng)R減小到零時(shí),I=E r ,U=0(短路). 10.路端電壓隨電流變化關(guān)系圖像 U 端 =E-Ir.上式的函數(shù)圖像是一條向下傾斜的直線.縱坐標(biāo)軸上的截距等于電動(dòng)勢(shì)的大小;橫坐標(biāo)軸上的截距等于短路電流I短;圖線的斜率值等于電源內(nèi)阻的大小. 11.閉合電路中的三個(gè)功率 (1)電源的總功率:就是電源提供的總功率,即電源將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的功率,也叫電源消耗的功率 P 總 =EI. (2)電源輸出功率:整個(gè)外電路上消耗的電功率.對(duì)于純電阻電路,電源的輸出功率. P 出 =I 2 R=E/(R
44、+r) 2 R ,當(dāng)R=r時(shí),電源輸出功率最大,其最大輸出功率為Pmax=E 2/ 4r (3)電源內(nèi)耗功率:內(nèi)電路上消耗的電功率 P 內(nèi) =U 內(nèi) I=I 2 r (4)電源的效率:指電源的輸出功率與電源的功率之比,即 =P 出 /P總 =IU /IE =U /E . 12.電阻的測(cè)量 原理是歐姆定律.因此只要用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓,用安培表測(cè)出通過電流,用R=U/ I 即可得到阻值. 內(nèi)、外接的判斷方法:若R x 大大大于R A ,采用內(nèi)接法;R x 小小小于R V ,采用外接法.滑動(dòng)變阻器的兩種接法:分壓法的優(yōu)勢(shì)是電壓變化范圍大;
45、限流接法的優(yōu)勢(shì)在于電路連接簡(jiǎn)便,附加功率損耗小.當(dāng)兩種接法均能滿足實(shí)驗(yàn)要求時(shí),一般選限流接法.當(dāng)負(fù)載R L 較小、變阻器總阻值較大時(shí)(R L的幾倍),一般用限流接法.但以下三種情況必須采用分壓式接法: a.要使某部分電路的電壓或電流從零開始連接調(diào)節(jié),只有分壓電路才能滿足.b.如果實(shí)驗(yàn)所提供的電壓表、電流表量程或電阻元件允許最大電流較小,采用限流接法時(shí),無論怎樣調(diào)節(jié),電路中實(shí)際電流(壓)都會(huì)超過電表量程或電阻元件允許的最大電流(壓),為了保護(hù)電表或電阻元件免受損壞,必須要采用分壓接法電路. c.伏安法測(cè)電阻實(shí)驗(yàn)中,若所用的變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值,采用限流接法時(shí),
46、即使變阻器觸頭從一端滑至另一端,待測(cè)電阻上的電流(壓)變化也很小,這不利于多次測(cè)量求平均值或用圖像法處理數(shù)據(jù).為了在變阻器阻值遠(yuǎn)小于待測(cè)電阻阻值的情況下能大范圍地調(diào)節(jié)待測(cè)電阻上的電流(壓),應(yīng)選擇變阻器的分壓接法. 版塊八、磁場(chǎng) 1.磁場(chǎng) (1)磁場(chǎng):磁場(chǎng)是存在于磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷周圍的一種物質(zhì).永磁體和電流都能在空間產(chǎn)生磁場(chǎng).變化的電場(chǎng)也能產(chǎn)生磁場(chǎng). (2)磁場(chǎng)的基本特點(diǎn):磁場(chǎng)對(duì)處于其中的磁體、電流和運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用. (3)磁現(xiàn)象的電本質(zhì):一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷(或電流)之間通過磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用. (4)安培分子電流假說-在
47、原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部,存在著一種環(huán)形電流即分子電流,分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒成為微小的磁體. (5)磁場(chǎng)的方向:規(guī)定在磁場(chǎng)中任一點(diǎn)小磁針N極受力的方向(或者小磁針靜止時(shí)N極的指向)就是那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向. 2.磁感線 (1)在磁場(chǎng)中人為地畫出一系列曲線,曲線的切線方向表示該位置的磁場(chǎng)方向,曲線的疏密能定性地表示磁場(chǎng)的弱強(qiáng),這一系列曲線稱為磁感線. (2)磁鐵外部的磁感線,都從磁鐵N極出來,進(jìn)入S極,在內(nèi)部,由S極到N極,磁感線是閉合曲線;磁感線不相交. (3)幾種典型磁場(chǎng)的磁感線的分布: 直線電流的磁場(chǎng):同心圓、非勻強(qiáng)、距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場(chǎng)越
48、弱. 通電螺線管的磁場(chǎng):兩端分別是N極和S極,管內(nèi)可看作勻強(qiáng)磁場(chǎng),管外是非勻強(qiáng)磁場(chǎng). 環(huán)形電流的磁場(chǎng):兩側(cè)是N極和S極,離圓環(huán)中心越遠(yuǎn),磁場(chǎng)越弱. 勻強(qiáng)磁場(chǎng):磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等、方向處處相同.勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線. 3.磁感應(yīng)強(qiáng)度 (1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量,在磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向的通電導(dǎo)線,受到的磁場(chǎng)力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L的乘積IL的比值,叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,定義式B=F/IL.單位T,1T=1N/(A·m). (2)磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量,
49、磁場(chǎng)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向,即通過該點(diǎn)的磁感線的切線方向. (3)磁場(chǎng)中某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及方向是客觀存在的,與放入的電流強(qiáng)度I的大小、導(dǎo)線的長(zhǎng)短L的大小無關(guān),與電流受到的力也無關(guān),即使不放入載流導(dǎo)體,它的磁感應(yīng)強(qiáng)度也照樣存在,因此不能說B與F成正比,或B與IL成反比. (4)磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四邊形定則,注意磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處的磁場(chǎng)方向,并不是在該處的電流的受力方向. 4.地磁場(chǎng):地球的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似,其主要特點(diǎn)有三個(gè): (1)地磁場(chǎng)的N極在地球南極附近,S極在地球北極附近.
50、0; (2)地磁場(chǎng)B的水平分量(Bx)總是從地球南極指向北極,而豎直分量(By)則南北相反,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下. (3)在赤道平面上,距離地球表面相等的各點(diǎn),磁感強(qiáng)度相等,且方向水平向北. 5.安培力 (1)安培力大小F=BIL.式中F、B、I要兩兩垂直,L是有效長(zhǎng)度.若載流導(dǎo)體是彎曲導(dǎo)線,且導(dǎo)線所在平面與磁感強(qiáng)度方向垂直,則L指彎曲導(dǎo)線中始端指向末端的直線長(zhǎng)度. (2)安培力的方向由左手定則判定. (3)安培力做功與路徑有關(guān),繞閉合回路一周,安培力做的功可以為正,可以為負(fù),也可以為零,而不像重力和電場(chǎng)力那樣做功總
51、為零. 6. 洛倫茲力 (1)洛倫茲力的大小f=qvB,條件:vB.當(dāng)vB時(shí),f=0. (2)洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直于v的方向,所以洛倫茲力一定不做功. (3)洛倫茲力與安培力的關(guān)系:洛倫茲力是安培力的微觀實(shí)質(zhì),安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定. (4)在磁場(chǎng)中靜止的電荷不受洛倫茲力作用. 7. 帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下(電子、質(zhì)子、粒子等微觀粒子的重力通常忽略不計(jì)), (1)若帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向平行(相同
52、或相反),帶電粒子以入射速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng). (2)若帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向垂直,帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi),以入射速率v做勻速圓周運(yùn)動(dòng).軌道半徑公式:r=mv/qB 周期公式: T=2m/qB 8.帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) (1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng) 帶電粒子所受合外力為零時(shí),做勻速直線運(yùn)動(dòng),處理這類問題,應(yīng)根據(jù)受力平衡列方程求解. 帶電粒子所受合外力恒定,且與初速度在一條直線上,粒子將作勻變速直線運(yùn)動(dòng),處理這類問題,根據(jù)洛倫茲力不做功的特點(diǎn),選用牛頓第二定律、動(dòng)量定理、動(dòng)能定理、能量守恒等規(guī)律列方程求解.
53、; (2)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做曲線運(yùn)動(dòng) 當(dāng)帶電粒子在所受的重力與電場(chǎng)力等值反向時(shí),洛倫茲力提供向心力時(shí),帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).處理這類問題,往往同時(shí)應(yīng)用牛頓第二定律、動(dòng)能定理列方程求解. 當(dāng)帶電粒子所受的合外力是變力,與初速度方向不在同一直線上時(shí),粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng),這時(shí)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡既不是圓弧,也不是拋物線,一般處理這類問題,選用動(dòng)能定理或能量守恒列方程求解. 由于帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中受力情況復(fù)雜運(yùn)動(dòng)情況多變,往往出現(xiàn)臨界問題,這時(shí)應(yīng)以題目中“最大”、“最高” “至少”等詞語為突破口,挖掘隱含條件,根據(jù)臨界條件列出輔助方程,再
54、與其他方程聯(lián)立求解. 版塊九、電磁感應(yīng) 1. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象:利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng),產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流. (1)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化,即0.(2)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的條件:無論回路是否閉合,只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化,線路中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì).產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源. (2)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),如果回路閉合,則有感應(yīng)電流,回路不閉合,則只有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)而無感應(yīng)電流. 2.磁通量(1)定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場(chǎng)方向的面積S的乘積叫做穿過這個(gè)面的磁通量,(2)定義式:=BS.
55、如果面積S與B不垂直,應(yīng)以B乘以在垂直于磁場(chǎng)方向上的投影面積S,即=BS,國(guó)際單位:Wb (3)求磁通量時(shí)應(yīng)該是穿過某一面積的磁感線的凈條數(shù).任何一個(gè)面都有正、反兩個(gè)面;磁感線從面的正方向穿入時(shí),穿過該面的磁通量為正.反之,磁通量為負(fù).所求磁通量為正、反兩面穿入的磁感線的代數(shù)和. 3. 楞次定律 (1)楞次定律:感應(yīng)電流的磁場(chǎng),總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.楞次定律適用于一般情況的感應(yīng)電流方向的判定,而右手定則只適用于導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況,此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡(jiǎn)便. (2)對(duì)楞次定律的理解 誰阻礙誰感應(yīng)電流的磁通量阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電
56、流的磁通量. 阻礙什么阻礙的是穿過回路的磁通量的變化,而不是磁通量本身.如何阻礙原磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反;當(dāng)原磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,即“增反減同”.阻礙的結(jié)果阻礙并不是阻止,結(jié)果是增加的還增加,減少的還減少. (3)楞次定律的另一種表述:感應(yīng)電流總是阻礙產(chǎn)生它的那個(gè)原因,表現(xiàn)形式有三種: 阻礙原磁通量的變化;阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng);阻礙原電流的變化(自感). 4.法拉第電磁感應(yīng)定律 電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比.表達(dá)式 E=n/t
57、 當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算公式為E=BLvsin.當(dāng)B、L、v三者兩兩垂直時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=BLv.(1)兩個(gè)公式的選用方法E=n/t 計(jì)算的是在t時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì),只有當(dāng)磁通量的變化率是恒定不變時(shí),它算出的才是瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì).E=BLvsin中的v若為瞬時(shí)速度,則算出的就是瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì):若v為平均速度,算出的就是平均電動(dòng)勢(shì).(2)公式的變形 當(dāng)線圈垂直磁場(chǎng)方向放置,線圈的面積S保持不變,只是磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度均勻變化時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):E=nSB/t . 如果磁感強(qiáng)度不變,而線圈面積均勻變化時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=NBs/t . 5.自感現(xiàn)象 (1)自感現(xiàn)象:由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.(2)自感電動(dòng)勢(shì):在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì).自感電動(dòng)勢(shì)的大小取決于線圈自感系數(shù)和本身電流變化的快慢,自感電動(dòng)勢(shì)方向總是阻礙電流的變化. 6.電磁感應(yīng)中的電路問題 在電磁感應(yīng)中,切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源,將它們接上電容器,便可使電容器充電;將它們接上電阻等用電器,便可對(duì)用電器供電,在回路中形成電流.因此,電磁感應(yīng)問題往往與電路問題
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