高三物理知識點全面總結(jié)

高三物理知識點全面總結(jié)高三物理知識點全面總結(jié)/高三物理知識點全面總結(jié)力知識要點：一、力的概念： 力是物體之間的相互作用。力的一種作用效果是使受力物體發(fā)生形變；另一種作用效果是使受力物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化，即產(chǎn)生加速度。這兩句話既提示我們研究力學(xué)問題首先要確定研究對象（突出相互作用雙方中的主體研究方向），又指出分析或量度受力可以從形變或加速度兩個方面下手，這也就成為了研究力學(xué)問題的總出發(fā)點。二、力的單位： 在國際單位制中，力的單位是牛頓。三、對力的概念的幾點理解： 1、力的物質(zhì)性。不論是直接接觸物體間力的作用，還是不直接接觸物體間力的作用；不論是宏觀物體間力的作用，還是微觀物體間力的作用，都離不開施力者，都離不開物質(zhì)。 2、力的相互性。施力者同時是受力者，作用力和反作用力大小相等，方向相反，同種性質(zhì)，分別作用在相應(yīng)的兩個物體上。并同時存在，同時消失。 3、力的矢量性。物體受力所產(chǎn)生的效果，不但與力的大小有關(guān)，還跟力的作用方向和作用位置有關(guān)。所以，力的大小、方向和作用點叫力的三要素。力的合成和分解遵從矢量平行四邊形法則。 4、力的作用離不開空間和時間。力的空間累積效應(yīng)往往對應(yīng)物體動能的變化；力的時間累積效應(yīng)往往對應(yīng)物體動量的變化。 5、在力學(xué)范圍內(nèi)，所謂形變是指物體形狀和體積的變化。所謂運(yùn)動狀態(tài)的改變是指物體速度的變化，包括速度大小或方向的變化，即產(chǎn)生加速度。四、力的種類： 力的分類方法非常多，常用的有按力的性質(zhì)命名；按力的效果命名；按力的本質(zhì)歸結(jié)。 比如：重力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等等是按力的性質(zhì)命名的。張力、壓力、支持力、阻力、向心力等等是按力的效果命名的。自然界一切實在的相互作用，按本質(zhì)說，都可以歸結(jié)為四種，即：萬有引力，電磁力，強(qiáng)相互作用力和弱相互作用力。高中物理課中出現(xiàn)的彈力、摩擦力、分子力從本質(zhì)上看都是微觀粒子間的電磁相互作用。核力又包括具有不同本質(zhì)的強(qiáng)相互作用和弱相互作用。五、重力： 1、重力的定義一般有以下兩種。（1）重力是由于地球的吸引而使物體受到的力。（2）重力是宇宙中所有其他物體作用在該物體上萬有引力的合力。第一種定義方法強(qiáng)調(diào)重力是矢量，它本質(zhì)是引力但物體的重力不等于地球?qū)λ囊?。由于地球的自轉(zhuǎn)，除兩極以外，地面上其他地點的物體都隨地球一起，圍繞地軸做勻速圓周運(yùn)動。地球?qū)ξ矬w的萬有引力的一個分力指向地軸充當(dāng)物體繞地軸做勻速圓周運(yùn)動的向心力，另一個分力就是物體所受的重力。因此經(jīng)常說法是：重力是地球?qū)ξ矬w萬有引力的一個分力。第二種定義方法是對物體重力更為全面的定義。但因為在地球表面的物體，地球的引力要比其他物體的引力大得多，以致實際上可以把所有其他物體的引力忽略不計。在處理問題的實踐中，由于地球表面物體位置不同其繞地軸做勻速圓周運(yùn)動的向心力也不都相等但實際差別又不是很大，這樣就形成了在一般情況下。高中階段物體所受重力按等于地球萬有引力來處理。 2、重力的方向是豎直向下的。 3、重力的大小。物體的重力是隨在地球表面的位置不同而不同，由于地球赤道附近半徑大，其萬有引力就小，而圓周運(yùn)動向心力增大，所以重力隨緯度減小而減小。物體在同一地點的重力隨距地面高度增加而減小。重力大小可以用物體所受萬有引力大小來計算，還可以用牛頓第二定律來計算，這時重力可以寫成。重力大小在實際生活中可以用測力計測量。物體在平衡狀態(tài)下對測力計的拉力或壓力的大小就等于物體重力的大小。 4、真重和視重，失重與超重。有時候我們把物體所受的萬有引力作為物體的真重，而用測力計所測得的物體的重力叫物體的視重。以地球為參照物，在物體相對于地球靜止的情況下，其測力計測得的視重等于真重。如果物體在重力方向上具有加速度，物體在這一方向上受力就不平衡，使得跟物體相連的測力計上測得的視重就不等于真重。視重大于真重叫超重，視重小于真重叫失重。 5、重心。一個物體的各個部分都受到地球?qū)λ鼈冏饔昧Φ淖饔?，這些力的合力就是物體的重力，這些合力的作用點就叫物體的重心。 重心位置的特點：質(zhì)量分布均勻，形狀規(guī)則的物體的重心在其幾何中心，如均勻球體的重心在它的球心。質(zhì)量不均勻物體的重心除了跟它的形狀有關(guān)外，還與質(zhì)量分布情況有關(guān)。 一個物體的重心是個固定點，與物體的放置位置和運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)；重心也不一定在物體上，例如質(zhì)量分布均勻的圓環(huán)的重心位于圓環(huán)的圓心處。 重心的位置可以用懸掛法測定。將物體懸掛并使其平衡，這時重力的作用點一定在懸線方向上，再換一個懸掛點，新的懸線也一定通過重心，前后兩線的交點就是重心的位置。六、彈力： 1、定義：發(fā)生形變的物體，在發(fā)生形變的同時，有恢復(fù)原狀的趨勢，因而對跟它接觸的物體要產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力。 2、彈力產(chǎn)生的條件：（1）直接接觸；（2）發(fā)生彈性形變。 3、彈力的方向：兩個堅硬的物體之間由于壓縮或拉伸形變產(chǎn)生的彈力垂直于接觸面而和形成形變的趨勢相反即恢復(fù)原狀的趨勢。如圖1中，光滑球靜止在面上，是水平面。由于球與接觸而無形變故皮有彈力產(chǎn)生，面產(chǎn)生形變有彈力產(chǎn)生，球受到過切點豎直向上的彈力N。圖2中均勻木棍放在光滑凹面上靜止，木棍受到彈力N1過B點與過B切線垂直，N2過A點垂直于木棍，均為凹面形變恢復(fù)的方向。 懸鏈、繩索等柔軟的物體只能拉伸而不能壓縮，所以它們由于形變產(chǎn)生的彈力一定沿繩或懸鏈，指向收縮方向。 直桿、可拉，可壓也可以產(chǎn)生其他方向的形變。因此直桿產(chǎn)生的彈力可以沿桿的軸向向里或向外，也可以不沿桿的軸向。例如圖3所示用繩索（質(zhì)量不計）和桿（質(zhì)量不計）分別固定一質(zhì)量為m的小球，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，若半徑相等，試說明在最高點小球速度最小值是多少？由于繩索只能拉伸在最高點其彈力最小值為零，重力充當(dāng)向心力。而桿連接的小球在最高點桿的支持力可以等于重力，小球受合力為零，速度可以得零。 4、彈力大小的計算：由于力的效果是使物體發(fā)生形變和使物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變，彈力的計算也可以從這兩個效果下手。 胡克定律：彈簧問題可以用此定律解決。在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力和彈簧的形變成正比。可以寫作：，式中F表示彈簧的彈力，彈力是彈簧發(fā)生形變時對施力物體的作用力。x是彈簧的形變指伸長或縮短的長度。k叫彈簧的勁度系數(shù)，國際單位是牛/米。 一般物體的彈力可以用牛頓定律結(jié)合物體運(yùn)動狀態(tài)求出。 5、彈簧和繩索、桿或其他堅硬物體彈力變化情況不同。由于彈簧形變不能突變使彈簧的彈力也不能發(fā)生突變，而在高中物理中的繩索桿、堅硬物體、類似于剛體。即其形變極小而且可以發(fā)生突變，從而使得這類物體的彈力可以突變，其彈力大小和方向由物體運(yùn)動狀態(tài)去求得。例如圖4所示小球m用水平繩和與豎直方向或角的繩連接，處于平衡狀態(tài)。圖5中把由繩改為彈簧，其他條件相同。問繩剪斷瞬間小球所受合力的大小和方向？ 在圖4中小球受力如圖6。根據(jù)物體平衡條件，合力為零。剪斷瞬時，小球受力會發(fā)生突變，此時小球類似于單擺擺至最高點的情況，小球受合力方向與垂直指向平衡位置。在圖5中表示彈簧連接的小球在靜止?fàn)顟B(tài)與圖4分析相同，當(dāng)剪斷的瞬時，由于彈簧形變不能馬上消失，其彈力仍保持不變，重力也不變，因此剪斷瞬時m所受合力方向沿水平與當(dāng)初彈力向相反，大小等于平衡時的彈力，即合力為。如圖7所示。七、摩擦力： 1、定義：相互接觸的兩個物體，如果有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢，則兩物體接觸表面就會產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的力，這種力叫做摩擦力。 2、靜摩擦力和滑動摩擦力比較。 產(chǎn)生條件：兩個相互接觸物體有相對運(yùn)動趨勢時，物體間出現(xiàn)阻礙相對運(yùn)動趨勢的靜摩擦力。兩個相互接觸的物體有相對運(yùn)動時，物體間出現(xiàn)阻礙相對運(yùn)動的滑動摩擦力。 固態(tài)物體間摩擦力的方向：一定平行于接觸面。靜摩擦力一定和相對運(yùn)動趨勢方向相反，滑動摩擦力一定和相對滑動的方向相反。 摩擦力的大?。耗Σ亮Φ拇笮。嗷ソ佑|物體的性質(zhì)，與其表面的光滑程度有關(guān)，和物體的正壓力有關(guān)，一般地說和接觸面積無關(guān)。靜摩擦力大小可以從零變化到最大靜摩擦，具體大小由實際情況而定，而滑動摩擦力大小永遠(yuǎn)等于動摩因數(shù)與正壓力的乘積，即。 3、幾點注意： 要區(qū)分相對運(yùn)動方向和物體運(yùn)動方向，即摩擦力可以與物體運(yùn)動方向相同或相反。例如物體m放在傾斜的傳送帶上與傳送帶一起向斜上方共同勻速運(yùn)動，物體受到靜摩擦力方向與速度同向。如圖8。 摩擦力可以是動力也可以是阻力，它可以做正功也可以做負(fù)功。圖8中m所受的摩擦力對就做正功。 兩物體相對運(yùn)動時，一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和等于系統(tǒng)內(nèi)能增加量，即滑動摩擦力乘相對位移等于系統(tǒng)內(nèi)能增量。這個規(guī)律也告訴我們：作用力與反作用力的功并不一定永遠(yuǎn)相等。 判斷摩擦力的方向是難點，實際處理時可以假設(shè)接觸面光滑，再從相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢去判斷；也可以從力的平衡或運(yùn)動定律去判斷；或上述兩種方法兼而用之。 例如圖9所示，光滑水平面上平放物體A，A上再平放物體B，A在水平拉力F作用下沿水平面共同加速運(yùn)動，問B受摩擦力的方向和大??？ 設(shè)接觸面光滑，A在F作用下向右加速運(yùn)動，B對A有向左運(yùn)動趨勢，A要給B一個向右的靜摩擦力。設(shè)A、B質(zhì)量分別為，共同向右加速度為a。B除了受豎直方向的平衡力：重力和A對B支持力之外，一定有一個水平向右使物體產(chǎn)生加速度a的力，由題意可知這個力只能是A對B的靜摩擦力f。所以f向右且。物體的平衡知識要點：基礎(chǔ)知識 1、平衡狀態(tài)：物體受到幾個力的作用，仍保持靜止?fàn)顟B(tài)，或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，或繞固定的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)，這時我們說物體處于平衡狀態(tài)，簡稱平衡。 在力學(xué)中，平衡有兩種情況，一種是在共點力作用下物體的平衡；另一種是在幾個力矩作用下物體的平衡（既轉(zhuǎn)動平衡）。 2、要區(qū)分平衡狀態(tài)、平衡條件、平衡位置幾個概念。 平衡狀態(tài)指的是物體的運(yùn)動狀態(tài)，即靜止勻速直線運(yùn)動或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)；而平衡條件是指要使物體保持平衡狀態(tài)時作用在物體上的力和力矩要滿足的條件。至于平衡位置這個概念是指往復(fù)運(yùn)動的物體，當(dāng)該物體靜止不動的位置或物回復(fù)力為零的位置。它是研究物體振動規(guī)律時的重要概念，簡諧振動的物體在平衡位置時其合力不一定零，所以也不一定是平衡狀態(tài)。例如單擺振動到平衡位置時后合力是指向圓心的。 3、共點力的平衡 ⑴共點力：物體同時受幾個共面力的作用，如果這幾個力都作用在物體的同一點，或這幾個力的作用線都相交于同一點，這幾個力就叫做共點力。 ⑵共點力作用下物體的平衡條件是物體所受的合外力為零。 ⑶三力平衡原理：物體在三個力作用下，處于平衡狀態(tài)，如果三力不平行，它們的作用線必交于一點，例如圖1所示，不均勻細(xì)桿長1米，用兩根細(xì)繩懸掛起來，當(dāng)在水平方向平衡時，二繩與夾角分別為30°和60°，求重心位置？ 根據(jù)三力平衡原理，桿受三力平衡，、、G必交于點O只要過O作垂線，它與交點C就是桿的重心。由三角函數(shù)關(guān)系可知重心C到A距離為0.25米。 ⑷具體問題的處理 ①二力平衡問題，一個物體只受兩個力而平衡，這兩個力必然大小相等，方向相反，作用在一條直線上，這也就是平常所說的平衡力。平衡力的這些特點就成為了解決力的平衡問題的基礎(chǔ)，其他平衡問題最終要轉(zhuǎn)化為這個基礎(chǔ)問題。 ②三力平衡問題：往往先把兩個加合成，這個合力與第三個力就轉(zhuǎn)化成了二力平衡問題，即三力平衡中任意兩個力的合力與第三個力的大小相等，方各相反，作用在一條直線上。 ③多力平衡問題：設(shè)立垂直坐標(biāo)系，把多個力分解到X、Y方向上，求X和Y方向的合力，最后再把兩個方向的力求合。處理方法的思路還是轉(zhuǎn)化成二力平衡問題。 ⑸要區(qū)別平衡力的作用與反作用力； 表面看平衡力、作用與反作用力都是大小相等，方向相反，作用在一條直線上，但它們有本質(zhì)的區(qū)別。以作用點的角度看，平衡力作用點在同一物體上而作用力與反作用力分別作用在相互作用的兩個物體上。從力的性質(zhì)看，平衡力可以是性質(zhì)相同的力，也可以是性質(zhì)不同的力。比如重力可以和彈力平衡，彈力也可以和彈力平衡。作用力和反作用力一定是相同性質(zhì)的力，即萬有引力的反作用力一定是萬有引力，彈力的反作用力一定是彈力。從力的瞬時性看平衡力之間沒有相互依存的瞬時關(guān)系，例如重力與彈力平衡，彈力消失后重力并不一定消失。作用力與反作用力存在相互依存的瞬時關(guān)系，作用力消失的瞬時反作用也消失。 4、力矩的定義：力和力臂的乘積叫做力對轉(zhuǎn)動軸的力矩。用F表示力的大小，L表示力臂，M表示力矩，那么，，力矩的單位是牛米，符號是N·m。 對力矩的理解：①力矩是量度固定轉(zhuǎn)軸物體轉(zhuǎn)動效果的物理量；它是由力和力臂兩個參量決定的。②要區(qū)別力矩與功的單位，表面看二者全是力與長度兩個物理量的乘積，而力臂長是從轉(zhuǎn)動軸引力作用線的垂直距離，功是力與沿力方向位移的乘積。兩者有根本的不同。 5、解決物體平衡問題必須熟練掌握的工具——力的合成和分解。 什么叫力的合成和分解：當(dāng)物體同時受幾個力作用時，如果可以用一個力來代替它們，并且產(chǎn)生同樣的效果，那么這一個力叫做那幾個力的合力。這種代替法叫做力的合成。 如果一個力作用在物體上，可以按其實際效果，用兩個或兩上以上的力去代替，這種代替法叫做力的分解。 用力的合成和分解處理問題時應(yīng)注意的問題。①力的合成和分解是一種解決實際問題的處理方法，合力的效果和它所有分力的效果總和是等效的。在研究分力作用時，應(yīng)該認(rèn)為合力已不存在，因存合力已被分力替代，同理，在研究合力的作用時，應(yīng)該認(rèn)為分力已不存在。②幾個力作用在一個物體上，其合力是唯一的。這是由力的效果唯一而決定的；一個力的分解卻是任意的，一個力可以分解為無窮多組合力，所以在進(jìn)行力的分解時要注意按實際效果進(jìn)行分解。 共點力的合成與分解方法：其原則是平行四邊行法則，具體操作中可以詳細(xì)變化成以下三種方法：①平行四邊形法。兩個分力作為鄰邊，做平行四邊形，其對角線即有合力。這種方法多用作畫圖，高考大綱不要求用余弦定理進(jìn)行計算。②三角形法。三角形法是平行四邊形法則的簡化。根據(jù)平行四邊形對邊平行且相等，先畫好任意一個力，再以此力的未端作為第二個力的始端，畫第二個力，連接第一個力的始端和第二個力末端的有向線段，就是它們的合力。這種方法叫矢量合成的三角形法則。這種方法往往用來求多個共點力的合力，尤其用來判斷共點力平衡問題中某些力的變化或根值問題非常方便。③正交分解法，將多個共點力沿著互相垂直的方向（x軸、y軸）進(jìn)行分解，然后在x、y方向把力進(jìn)行合成，最后再把x、y方向的合力合成一個力，或者把x、y方向的合力與物體運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行有聯(lián)系的計算。這種方法是高中物理最常用的方法。直線運(yùn)動 牛頓定律直線運(yùn)動知識要點： 1、基本概念 ①參照物，為了確定物體的位置和描述其運(yùn)動而選作標(biāo)準(zhǔn)的那個物體或物體系叫做參照物或參照系，中學(xué)階段通常選地面為參照物。 ②質(zhì)點，當(dāng)物體的形狀和大小在所研究的問題中可以忽略時，把這個物體看成一個具有質(zhì)量的幾何點，這樣的研究對象在力學(xué)中叫做質(zhì)點。 ③時間和時刻 ，任何物體的運(yùn)動都是在空間和時間中進(jìn)行的，與質(zhì)點所在某一坐標(biāo)相對應(yīng)的為時刻，與質(zhì)點所經(jīng)歷的某一段路程相對應(yīng)的為時間。時間本身具有單向性，是不可逆的，兩個時刻的間隔就是一段時間。 ④路程與位移，質(zhì)點在空間的一個位置運(yùn)動到另一個位置，運(yùn)動軌跡的長度叫做質(zhì)點在這一運(yùn)動過程中所通過的路程。路程是標(biāo)量。質(zhì)點從空間的一個位置運(yùn)動到另一個位置，其位置的變化，叫做質(zhì)點在這一運(yùn)動過程中的位移。位移是矢量。距離是指位移的大小，距離是標(biāo)量。 ⑤平均速度、瞬時速度、速度；平均速率、瞬時速率、速率。 運(yùn)動物體的位移和發(fā)生這一段位移所用時間之比，即位移對時間的變化率，叫這段時間或這個位移的的平均速度。當(dāng)時間間隔趨近于零時的平均速度的極限值叫這一時刻的瞬時速度。瞬時速度簡稱速度。平均加速度、瞬時速度、速度都是矢量。 物體經(jīng)過的路程和通過這一路程所用時間的比值叫做這段時間或這段路程的平均速率。當(dāng)時間間隔趨近于零時平均速率的極限值叫做這一時刻的瞬時速率，簡稱為速率。平均速率、瞬時速率、速率都是標(biāo)量。 ⑥加速度，速率對時間的變化率叫加速度。。當(dāng)所取時間較長時，這一比值表示平均加速度；當(dāng)所取時間趨于零時，這一比值的極限值表示即時加速度。對勻變速運(yùn)動來說，加速度為恒量，其平均速度和即時加速度是相等的。 要正確理解加速度的概念，必須區(qū)分速度，速度的變化和速度對時間變化率，這三個不同概念。加速度的方向與速度變化方向方向一致，物體運(yùn)動方向就是指運(yùn)動速度方向，速度方向與速度變化方向不一定一致，因此加速度方向并不一定跟速度方向一致。加速度反映了物體速度變化快慢。物體速度變化的快慢和物體速度變化的大小又不是一回事。加速度追其產(chǎn)生根源是由于受力而產(chǎn)生的，是用速度變化率來量度的。在高中物理學(xué)習(xí)中，加速度是一個很重要的概念。 2、勻變速直線運(yùn)動的基本規(guī)律 反映勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的公式有： （1）即時速度公式： （2）位移公式： （3）位移速度公式： （4）平均速度公式： （5）初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，在連續(xù)相等時間內(nèi)相鄰位移的比： S1∶S2∶S3∶……∶1∶3∶5∶……∶（2n－1） （6）勻變速直線運(yùn)動中，連續(xù)相等時間內(nèi)相鄰位移的差： 為恒量 （7）勻變速直線運(yùn)動中，某段時間中間時刻的即時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度。 （8）勻變速直線運(yùn)動中，某段位移中間位置的即時速度等于。 （9）初速度為零的勻加速直線運(yùn)動通過連續(xù)相等位移所用時間之比為 反映勻變速直線運(yùn)動規(guī)律的速度——時間圖象，如圖所示： （1）I勻加速直線 勻減速直線 （2）直線在縱軸上的截距為初速度 （3）直線斜率為加速度a （4）某段時間，線下包圍“面積”在數(shù)值上等于這段時間內(nèi)物體運(yùn)動的位移。 做勻變速直線運(yùn)動的質(zhì)點，其運(yùn)動情況是用五個物理量來描述的，這五個物理量是：初速度、末速度、加速度、位移、時間。 ①兩個基本公式 ②幾個導(dǎo)出公式或稱輔助公式，在實際處理問題中還需要不含或不含的公式，用數(shù)學(xué)解方程和平均速度定義式可以導(dǎo)出 不含的表達(dá)式 不含的表達(dá)式 ③幾個有用的推論 任意兩個連續(xù)相等時間間隔(T)內(nèi)，位移之差是常數(shù) 在一段時間內(nèi)，中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度 若運(yùn)動物體經(jīng)過某段位移初位置速度是，經(jīng)過末位置的速度是，那么經(jīng)過位移中點的瞬時速度是。 初速度為零的勻加速直線運(yùn)動中的比例關(guān)系 △每秒末的速度比：1∶2∶3∶……∶n △前n秒內(nèi)的位移比：1∶4∶9∶……∶ △每秒內(nèi)的位移比：1∶3∶5∶……∶（） △每米內(nèi)的時間比：1∶∶∶……∶ 對上述一些有用的推論請讀者要學(xué)會推導(dǎo)和論證，在推導(dǎo)和論證過程中既練習(xí)和掌握了運(yùn)動學(xué)基本公式的應(yīng)用，又嘗試了轉(zhuǎn)述題和論證題的解題方法，而最后這一點正是近年來高考大鋼提出的新要求。 3、直線運(yùn)動的圖象問題 用圖象來描述物理規(guī)律有時比用公式要更直觀和便捷，用圖象處理問題就成為了一個高中學(xué)生的較高層次的能力，這也是歷年高考必須考查的一項重要內(nèi)容。高考大鋼中一方面說明不要求會用圖去討論問題，另一方面卻在考查學(xué)生對波形圖象，對磁感強(qiáng)度隨時間變化圖象圖，對加速度隨時間變化圖象較，對電路周期平方與電容圖象圖的理解和有關(guān)計算。這就要求我們真正掌握用圖象處理問題的方法和步驟，舉一反三、應(yīng)用于各領(lǐng)域之中。 ①運(yùn)動學(xué)的平面直角坐標(biāo)系中主要有三種圖象，即位移時間圖象、速度時間圖象和加速度時間圖象。 ②怎樣處理圖象問題 a認(rèn)請橫縱坐標(biāo)的物理意義與單位，這是處理圖象問題的基礎(chǔ)。就像力學(xué)問題中首先確定研究對象一樣重要。 b再讀圖象各點的橫縱坐標(biāo)值，從?？v坐標(biāo)獲取位息是解決圖象問題的基礎(chǔ)。 c圖象的斜率往往有物理意義。例如圖象中過某點的斜率表示某時刻或某位置時的速度；圖象中過某點的斜率表示時刻或某個速度時的加速度。也可以進(jìn)行逆向判斷。由斜率是否變化來判斷物體運(yùn)動過程中速度或加速度是否變化。 d有此圖象與橫軸所圍面積有時也有物理意義。比如圖中一定區(qū)間內(nèi)圖象與橫軸所圍面積表示某段時間位移；氣體壓強(qiáng)隨體積變化圖象中圖象某部分與橫軸所圍面積表示氣體做功……等等。 我們應(yīng)該會從直線運(yùn)動圖象問題的處理中學(xué)習(xí)和掌握處理圖象問題的一般方法。牛頓定律 1、牛頓第一定律：一切物體（質(zhì)點）總是保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力作用迫使它改變這種狀態(tài)為止。 牛頓第一定律包含著如下一些重要內(nèi)容 ⑴揭露出了物體在不受其他外力作用情況下將保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的這一特征——慣性，第一定律指出，任何物體都具有慣性，故常稱為慣性定律。 ⑵第一定律認(rèn)為力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，可以說是對力下了定義。 ⑶物體在沒有受到外力作用或合外力為零的情況下，究竟是靜止還是作勻速直線運(yùn)動，除了和參照系有關(guān)以外，一般要看初始狀態(tài)。 2、牛頓第二定律：物體在外力的作用下，將獲得加速度。加速度的大小跟物體所受外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比。加速度的方向跟外力的方向相同。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為在國際單位制中。 應(yīng)用牛頓第二定律解決問題時要注意如下幾個問題 ①牛頓第二定律只適用于慣性系，即把地球看作靜止的；以地球為參照系或相對慣性系做勻速直線運(yùn)動的系統(tǒng)；只適用于低速宏觀的領(lǐng)域。 ②力與加速度的瞬時性和矢量體。物體所受合力和物體的加速度同時出現(xiàn)和消失，加速度的方向與合力方向一致。 ③力的獨立作用原理。物體受的多個力各產(chǎn)生各的加速度，互不干擾，可以利用力和加速度矢量法則進(jìn)行處理。 3、牛頓第三定律：對于每一個作用力，必然有一個等值反向的反作用力。作用力和反作用力總是成對出現(xiàn)的，它們同時存在，同時消失，分別用在兩個相互作用的物體上。 對牛頓第三定律的理解要注意以下問題。 (1)要區(qū)分平衡力，作用力與反作用力，從作用點角度分析：平衡力作用在一個物體上而作用力與反作用力分別作用在相互作用的不同物體上。從力的性質(zhì)角度分析：作用力與反作用力一定是同一性質(zhì)的力而平衡力沒有這個制約，不同性質(zhì)的力也可以平衡。從力的依存關(guān)系角度分析：作用力與反作用力相互依存，同時產(chǎn)生和消失，而平衡力卻不存在相互依存的關(guān)系。 (2)在低速運(yùn)動范圍，不論定靜止物體間的相互作用，還是運(yùn)動物體間的相互作用；不論是勻速運(yùn)動物體間的相互作用，還是加速運(yùn)動物體間的相互作用；不論是持續(xù)的相互作用，還是短暫的相互作用，都遵循牛頓第三定律。（3）正確理解各物理量的數(shù)量關(guān)系 牛頓第二定律給出了加速度與力和質(zhì)量三個物理量之間的定量關(guān)系，即力的大小等于質(zhì)量和加速度的大小的乘積。它只是指出F與的數(shù)量相等，但決不能把F與看成相同的物理量。如果在分析做加速運(yùn)動的物體受力情況時，把也作為一個外力算進(jìn)去，認(rèn)為有一個所謂“加速力”，顯然是錯誤的。實際上加速度a是由合外力F產(chǎn)生的，并不存在“加速力”。（4）正確理解它們之間的方向關(guān)系。 力和加速度都是矢量，牛頓第二定律不僅表明力和加速度之間的大小關(guān)系，也確定了它們之間的方向關(guān)系。即加速度的方向總是跟合外力的方向相同。我們必須抓住加速度方向和合外力方向一致性這個關(guān)鍵，不要把力的方向和物體運(yùn)動（速度）的方向聯(lián)系在一起，不能認(rèn)為物體總是沿著它所受的合外力方向運(yùn)動。(5）力和加速度之間是瞬時對應(yīng)的 公式所確立的力和加速度的關(guān)系是一個瞬時關(guān)系，也就是說物體受到合外力時，立即產(chǎn)生一個加速度，合外力不變（恒力），加速度也不變（勻變速運(yùn)動）；合外力大小或方向改變時，加速度的大小或方向也立即相應(yīng)改變；當(dāng)合外力變?yōu)榱銜r，加速度也立即變?yōu)榱?。兩者同時存在，同時變化，同時消失，且一一對應(yīng)。不要認(rèn)為物體在某一瞬時受到合外力獲得加速度后就永遠(yuǎn)保持這個加速度，只有當(dāng)合外力是一個大小和方向都不變的恒力時，物體才能獲得一個恒定不變的加速度。 還應(yīng)注意：合外力（或加速度）的大小與速度的大小沒有直接關(guān)系。不能認(rèn)為合外力大則速度一定大，合外力小則速度就不可能大。其實物體所受合外力大，使物體產(chǎn)生的加速度也大，但它的速度是否大還要取決于初速度和加速運(yùn)動的時間等因素。（6）單位： 公式三者間的單位關(guān)系，只有單位采用國際單位制或厘米·克·秒制時，公式才能成立。 解題時單位要統(tǒng)一，一般一律用國際單位制單位。（7）注意定律的適用范圍 牛頓第二定律只適用于解決宏觀物體的低速運(yùn)動問題，而不能用來解決微觀粒子和高速運(yùn)動問題。而且在應(yīng)用牛頓第二定律時，必須選擇慣性參照系，即對地面靜止或勻速直線運(yùn)動的坐標(biāo)系。所以公式中的加速度a是相對于地面靜止或勻速直線運(yùn)動的參照物來說的。 4、物體在不同的受力情況下的運(yùn)動狀態(tài) 牛頓運(yùn)動定律揭示了運(yùn)動和力的關(guān)系，使我們認(rèn)識到力是物體運(yùn)動狀態(tài)變化的原因。物體做這樣或那樣的運(yùn)動，正是由于物體受力情況和起始條件不同的緣故?，F(xiàn)就幾種常見運(yùn)動列表說明如下：運(yùn)動狀態(tài)合外力（F）加速度（a）起始條件運(yùn)動規(guī)律v0=00靜止勻速直線運(yùn)動00v00為一定值·t初速度為零勻加速直線運(yùn)動v0=0初速度不為零勻加速直線運(yùn)動恒量F與v0同方向恒量v00v0與a同方向初速度不為零勻減速直線運(yùn)動F與v0反方向v00v0與a反方向自由落體運(yùn)動豎直上拋物體的運(yùn)動與v0反方向－gv00豎直向上，v0與g反向平拋物體的運(yùn)動與v0垂直v00為水平方向，v0與g垂直勻速圓周運(yùn)動F大小恒定，方向指向圓心大小恒定方向指向圓心v00大小一定，為圓弧的切線方向，a與v0時刻垂直且恒指圓心簡諧振動F為變量方向時刻指向平衡位置在回復(fù)力作用下的振動阻力0－機(jī)械能守恒 5、驗證牛頓第二定律的實驗 實驗注意： （1）實驗中始終要求砂桶和砂的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量，前者的總質(zhì)量最好不要超過后者總質(zhì)量的1/10。只有這樣，砂和砂桶的總質(zhì)量才能視為小車的拉力。 （2）實際上，小車和木板間是有摩擦力的，而且這個力通常是不能忽略的，因此實驗時需把木板墊高其右端，讓小車重力的下滑分力與小車所受的摩擦力平衡。平衡摩擦力時不要掛小桶，但應(yīng)連著紙帶且接通電源。用手給小車一個初速度，如果在紙帶上打出的點間距基本均勻，就表明小車受到的阻力與小車重力下滑分力平衡。 實驗結(jié)果分析： 本實驗所畫出的圖線可能會出現(xiàn)如圖所示的幾種情況。造成甲圖的原因是木板傾角過大，在未加拉力時小車已做加速運(yùn)動，造成乙圖結(jié)果的原因與前者恰好相反。造成丙圖與丁圖的原因是m與M相差不夠懸殊，未能滿足mM這一實驗條件。 曲線運(yùn)動萬有引力曲線運(yùn)動：知識要點： 1、獨立性原理： ①力的獨立作用原理：幾個力同時作用在一個物體上，如果所有的力或其中幾個力各自都使物體產(chǎn)生相應(yīng)的加速度，每個力產(chǎn)生的加速度恰好和其余的力不存在時一樣。 ②運(yùn)動的獨立性原理：一個物體同時參加兩個或更多的運(yùn)動，這些運(yùn)動都具有獨立性，其中的任何一個運(yùn)動并不因為有另一個運(yùn)動的存在而有所改變，合運(yùn)動就是這些相互獨立運(yùn)動的迭加。獨立性原理是解決曲線運(yùn)動問題的理論基礎(chǔ)和處理方法的依據(jù)。 2、做曲線運(yùn)動物體的速度特點，由于質(zhì)點在某一點（或某一時刻）的即時速度方向在曲線這一點的切線上，所以曲線運(yùn)動的速度方向是時刻改變的。即曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。 （1）物體做曲線運(yùn)動由于速度是變化的，所以曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動，有加速度，合外力不為零，且合外務(wù)方向必與速度方向有夾角，（）這是物體做曲線運(yùn)動的條件。 （2）研究曲線運(yùn)動的方法是運(yùn)動的合成。平拋運(yùn)動是水平方向的均速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動。恒定，平拋運(yùn)動是勻變速曲線運(yùn)動。 3、物體做曲線運(yùn)動的條件。物體做勻速圓周運(yùn)動必須具備兩個條件：一是有初速度；二是其所受合力大小不變，方向始終與速度方向垂直而指向圓心。 由于物體所受合力大小不變，方向改變，指向圓心，稱之向心力，則物體加速度大小不變，方向改變，指向圓心，稱之向心加速度，其作用是只改變線速度方向，不能改變線速度大小。由于加速度不恒定，所以勻速圓周運(yùn)動是非勻變速曲線運(yùn)動。 星體運(yùn)動是勻速圓周運(yùn)動的特例。是星體間的萬有引力“充當(dāng)”圓運(yùn)動的向心力。如果物體合外力的方向與物體的速度方向一致，根據(jù)牛頓第二定律，其加速度方向也必然與速度方向一致。即這種情況下的合外力只改變物體運(yùn)動速度的大小而不改變物體的運(yùn)動方向。如果物體所受合外力方向與物體速度方向垂直，則其加速度方向也與速度方向垂直，此時合外力只改變物體速度的方向而不改變速度的大小。如果物體所受合外力方向與物體速度方向成一個角度。我們可以把這個合外力分解為與速度平行，與速度垂直兩個分力，這兩個分力根據(jù)力的獨立作用原理要分別改變速度的大小和速度的方向。總之只要合外力方向與速度方向不在一條直線上，而是成一角度，物體就做曲線運(yùn)動。 4、平拋運(yùn)動 物體做平拋運(yùn)動的條件：物體只受重力作用，而且初速度必須與重力垂直，即沿水平方向。平拋運(yùn)動只受重力，所以是勻變速曲線運(yùn)動，其加速度為重力加速度g，平拋運(yùn)動軌跡是拋物線。 平拋運(yùn)動問題的處理方法：根據(jù)運(yùn)動的獨立性原理，我們把平拋運(yùn)動看成是以初速度大小的水平勻速運(yùn)動和自由落體運(yùn)動的合運(yùn)動。 平拋運(yùn)動的飛行時間由平拋物體的下落高度決定，與初速度大小無關(guān)。水平射程由初速度和飛行時間決定；飛行中任一時刻的速度和位移，由水平和豎直兩個方向的速度和位移分別合成而求得。 5、勻速圓周運(yùn)動 （1）運(yùn)動特點：軌跡是圓。速率不變。速度變化方向，即加速度方向指向圓心，加速度大小不變。根據(jù)牛頓第二定律，做勻速圓周運(yùn)動的物體所受合力必指向圓心，永遠(yuǎn)與線速度方向垂直，其大小保持不變。勻速圓周運(yùn)動屬于變加速曲線運(yùn)動。 （2）描述勻速圓周運(yùn)動的物理量 轉(zhuǎn)數(shù)n、頻率f、周期T（轉(zhuǎn)數(shù)也叫轉(zhuǎn)速）如果時間以秒為單位則轉(zhuǎn)速等于頻率，。 角速度 線速度v 線速度與角速度之間的關(guān)系：，這是一個重要公式。 向心加速度和向心力： 應(yīng)該注意向心力不是性質(zhì)力，而是名稱力。重力、彈力、摩擦力、萬有引力、電場力、磁場力……等等，任何一種性質(zhì)力或幾個性質(zhì)力的合力、分力等等，只要它的效果是使質(zhì)點產(chǎn)生向心加速度的，它就是向心力。 研究圓周運(yùn)動，找出向心力是關(guān)鍵性的一步，對勻速圓周運(yùn)動來說，質(zhì)點所受的所有力的合力充當(dāng)向心力，對非勻速圓周運(yùn)動來說，沿著半徑方向的合力充當(dāng)向心力，切線方向的合力改變速度大小。萬有引力定律：知識要點： 1、定律內(nèi)容：任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。 2、表達(dá)式： 3、幾點理解和注意 定律適用于可視為質(zhì)點的兩個物體間的相互引力，r指兩個質(zhì)點間的距離。若兩物體是質(zhì)量均勻分布的球體或各層質(zhì)量均勻分布的球體，r就是兩個球心間的距離。 地球可視為各層質(zhì)量均勻分布的球體，所以地面上質(zhì)量為m的物體所受地球的引力可以表示為，式中M和R分別表示地球質(zhì)量和半徑。 天體的質(zhì)量是巨大的，所以天體之間的萬有引力很大，因而萬有引力定律是研究天體運(yùn)動的基本定律，一般物體質(zhì)量較小，尤其微觀粒子其質(zhì)量更小，因而一般情況下萬有引力都是忽略不計。 4、萬有引力常數(shù)的測定，在牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律一百多年以后，英國的卡文迪許巧妙地利用扭秤裝置，第一次在實驗室里比較準(zhǔn)確地測出了萬有引力常數(shù)的數(shù)值。 5、地球上物體重量的變化：萬有引力可以分為兩個分力：重力和跟隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力。重力的方向在赤道和兩極處指向地心，在其他方向并不指向地心。重力加速度g與地理緯度、高度、地質(zhì)結(jié)構(gòu)有關(guān)。g從赤道到兩極逐漸增大，從地面到高空逐漸減小。 6、人造地球衛(wèi)星的有關(guān)規(guī)律，人造地球衛(wèi)星和星體作環(huán)繞運(yùn)動（視為圓周運(yùn)動）時，萬有引力提供向心力，即。 由此可以求得第一宇宙速度。這個速度是人造地球衛(wèi)星發(fā)射的最小速度，也是人造地球環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的最大速度。 由上面公式可知衛(wèi)星離地面越高，其速率越小，周期越大，角速度越小，動能越小，勢能越大，總能量越大。上述這些參量隨高度的變化特點必須會用公式推導(dǎo)，進(jìn)而熟練掌握。 7、同步地球衛(wèi)星的特點，同步地球衛(wèi)星的主要特征是其運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，衛(wèi)星與地面相對靜止。這個特征就決定了衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)軸線必須與地球自轉(zhuǎn)軸線重合，且必須在赤道上空，其軌道平面必然和地球球體大圓所在平面重合，其高度必為定值。（大約3.59×107米） 8、宇宙速度：第一宇宙速度——環(huán)繞速度7.9千米/秒。第二宇宙速度——脫離速度11.2千米/秒。第三宇宙速度——逃逸速度16.7千米/秒。機(jī)械能知識要點：1、功，功率。 2、動能，做功與動能改變的關(guān)系。 3、重力勢能，做功與重力勢能的關(guān)系。 4、彈性勢能（只要求定性了解）。 5、機(jī)械能守恒定律與其應(yīng)用。 6、碰撞（只討論一維碰撞）一、功 功是表示力對空間積累效果的物理量。 理解功的概念時應(yīng)注意以下幾點： 1、功是力產(chǎn)生的，與在力的方向的位移相對應(yīng)。如果物體在力的方向上相對參照物發(fā)生了位移，就說這個力對物體做了功。因此，凡是談到做功，一定要明確指出是哪個力對哪個物體做了功。 2、做功必須具備兩個因素：力和物體在力的方向上相對參照物發(fā)生的位移。因此，如果力在物體相對參照物發(fā)生的某段位移里做了功，則物體應(yīng)在發(fā)生那段位移的過程里始終受到該力的作用，力消失時即停止做功。 3、力做功只和一定的運(yùn)動過程有關(guān)，與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)；做功的多少反映了物體在力的作用下的物理過程中能量變化的多少。 4、功的計算： 5、功的符號： 功是標(biāo)量，只有大小，沒有方向。功的正、負(fù)僅僅表示力在使物體移動的過程中起了動力作用還是阻力作用。 6、關(guān)于總功的計算： 一個物體往往同時在若干個力作用下發(fā)生位移，每個力都可能做功，它們所做的功產(chǎn)生的效果，即是總功產(chǎn)生的效果。合外力對物體做的功，等于各個外力對物體做功的代數(shù)和?？偣Φ挠嬎阋话阌袃蓚€途徑： 對物體受力分析，求合力，再求合力做功——總功。 對物體受力分析，確定每個力的方向（或反方向）上的位移，求出每個力所做的功，然后再求它們的代數(shù)和——總功。 7、保守力做功的特點： 與路徑無關(guān)，與始末位置有關(guān)。 如重力對物體所做的功，只要起點和終點的位置相同，不論物體沿著什么路徑運(yùn)動，重力所做的功都相同。所有保守力做功都是一樣的。摩擦力做功就沒有這個特點。 8、摩擦阻力或介質(zhì)阻力做功的特點： 摩擦力可起動力作用，也可起阻力作用，但摩擦力都出現(xiàn)在接觸面上。因此，摩擦力做功的大小均是摩擦力乘以所作用的物體通過的路程（而不是位移）。二、功率 功率是描述物體做功快慢的物理量。 1、正確區(qū)分兩種功率。（2）公式：為即時功率。上式中的F不是合力。 功率是標(biāo)量。功率符號的物理意義：動力做功的功率為正，阻力做功的功率為負(fù)。 2、對即時功率的計算時應(yīng)注意： 當(dāng)是瞬時對應(yīng)關(guān)系。但應(yīng)注意，必須是在一條直線上。 （1）當(dāng)發(fā)動機(jī)的功率P一定時，牽引力與速度v成反比，即但不能理解為可趨近于無窮大；也不能理解為當(dāng)可趨于無窮大。要受到機(jī)器構(gòu)造上的限制。 （2）當(dāng)F為恒量時，即做功的速度越大，功率就越大。 （3）當(dāng)v為恒量時，即做功的力越大，功率也就越大。 3、關(guān)于汽車的運(yùn)動分析： （1）額定功率和輸出功率的區(qū)別和聯(lián)系：額定功率是發(fā)動機(jī)在正常工作時的最大輸出功率，當(dāng)發(fā)動機(jī)的輸出功率等于額定功率時，它所牽引的物體有最大速度。 （2）汽車的額定功率P不變，汽車沿直線開始運(yùn)動后，根據(jù)牛頓第二定律 由（1）、（2）式得 可見，汽車做加速度越來越小的加速直線運(yùn)動。最后（當(dāng)0時）汽車做勻速直線運(yùn)動，此時，汽車運(yùn)動最大速度為 很多機(jī)器做功的過程都是如此。 （3）汽車在平直路面上由靜止（初速度為零）起動，存在兩種情況： 以恒定功率起動，起動后汽車做變加速直線運(yùn)動，其加速度越來越小，直到加速度0時，汽車才做勻速直線運(yùn)動。 以加速度a勻加速起動，起動后汽車速度增大，發(fā)動機(jī)的輸出功率也跟隨其增大至最大功率，以后汽車做變加速運(yùn)動，其加速度越來越小，直到加速度0時，汽車做勻速直線運(yùn)動。三、動能（） 物體由于運(yùn)動具有的能量。 1、定義式： 2、應(yīng)注意： （1）動量是標(biāo)量，是狀態(tài)量。動能恒為正值。 （2）動能有相對性，一般是指以地面為參照物。四、重力勢能（） 物體與地球組成的系統(tǒng)中，由于物體與地球間相互作用，由它們間相對位置決定的能量。 1、定義式： 2、應(yīng)注意： （1）重力勢能有相對性。即與選取參考平面（在這個平面上物體重力勢能為零）有關(guān)。因此，在計算重力勢能時，必須首先選取參考平面。通常規(guī)定地面為參考平面，但在實際問題中參考平面可任意選取，一般選初始狀態(tài)或未了狀態(tài)所在平面為參考平面。 （2）重力勢能是標(biāo)量，是狀態(tài)量，但有符號。 正值：位于參考平面以上的物體的勢能；即>0； 負(fù)值：位于參考平面以下的物體的勢能，即<0； 可見，的符號僅表示其相對大小。 （3）物體在兩點間重力勢能的變化與參考平面的選取無關(guān)，即重力勢能的差值的絕對性；。（重力勢能減小量等于重力做的功）。 （4）重力勢能是物體與地球組成的系統(tǒng)共有的，通常所說的物體具有多少重力勢能，只能理解為一種簡略的說法。五、彈性勢能 由于物體發(fā)生彈性形變而具有的能量。 關(guān)于彈性勢能的大小，只要求定性了解，（彈性形變越大其彈性勢能也越大），而其計算式不作要求。六、動能定理1、研究對象：質(zhì)點（或單個物體）。2、數(shù)學(xué)表達(dá)式：其中3、物理意義： （1）動能定理揭示了外力對物體所做的總功與物體動能變化之間的關(guān)系。 （2）它描述了力作用一段位移（空間積累）的效果。（物體運(yùn)動狀態(tài)的變化決定力的作用效果。） （3）應(yīng)注意： 由動能定理可知：動力做正功使物體的動能增加，阻力做功使物體動能減少。 指作用于物體的各個力所做功的代數(shù)和。因此要注意分辨功的正負(fù)。 分別為初始狀態(tài)和終了狀態(tài)的動能。因此，僅由初末兩個狀態(tài)決定，不涉與運(yùn)動中的具體的細(xì)節(jié)。 公式為標(biāo)量式，但有正負(fù)。為正（負(fù)）表示物體動能增加（減少）。七、機(jī)械能守恒定律 1、研究對象：以物體和地球組成的系統(tǒng)為研究對象。因此，有外力和內(nèi)力之分。 外力：系統(tǒng)外物體對系統(tǒng)中各物體的作用； 內(nèi)力：系統(tǒng)中各物體間的作用，其性質(zhì)分為重力、彈力、摩擦力。 2、成立條件：在只有重力（或彈力）做功的情況下才成立。 3、數(shù)學(xué)表達(dá)式： 或 4、物理意義： 機(jī)械能守恒定律揭示了物體在只有重力（或彈力）做功的情況下，物體系統(tǒng)總的機(jī)械能保持不變與其動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律。 5、應(yīng)注意： （1）機(jī)械能守恒定律是指系統(tǒng)的總的機(jī)械能守恒。 （2）是指物體系在任意兩個運(yùn)動狀態(tài)時的機(jī)械能，并不涉與間相互轉(zhuǎn)化的細(xì)節(jié)。 （3）動能定理和機(jī)械能守恒定律有一定的關(guān)系：當(dāng)只有重力做功時，應(yīng)用動能定理得 從而得機(jī)械能守恒定律 （4）在應(yīng)用機(jī)械能守恒定律時，還必須注意到，凡是被研究的物體，或物體之間，只允許有機(jī)械能的轉(zhuǎn)換或傳遞，但不能夠有其他形式的變化。例如炮彈在飛行中炸藥爆炸，那么機(jī)械能就不守恒。[重點問題分析]：一、準(zhǔn)確理解功和功率： 1、準(zhǔn)確理解功的定義中位移的含義 準(zhǔn)確理解功的定義的關(guān)鍵是很好理解其中位移是指受力F作用的質(zhì)點的位移。 例如：物體在水平地面上滑動，物體受滑動摩擦力作用，物體有位移，滑動摩擦力對物體做負(fù)功，地面也受滑動摩擦力作用，地面無位移，滑動摩擦力對地面不做功。 2、功與力、沖量的區(qū)別 功描述質(zhì)點受力作用時位置變化過程中力的累積效應(yīng)，功是一個過程量，功的物理本質(zhì)應(yīng)從能量變化來理解，功是傳遞能量的一種形式，功可以量度物體能量的變化，力學(xué)中合力對質(zhì)點做的功使質(zhì)點動量變化（動能定理）。 功和力，沖量都是描述外界對質(zhì)點的作用，但描述的角度不同。力是描述某一瞬時外界的作用，作用的效果是產(chǎn)生加速度（牛頓第二定律）。沖量是描述力作用一段時間的累積效應(yīng)，作用的效果是使質(zhì)點的動量變化（動量定理）。因此，力、沖量、功是性質(zhì)不同的物理量。二、靈活運(yùn)用動能定理 1、應(yīng)用動能定理的基本思路是：明確研究對象和位移分析對象受力，明確總功分析對象初末速度大小，明確初末動能根據(jù)動能定理等建立方程解方程。 2、動能定理適用于恒力做功，也適用于變力做功，適用于物體的直線運(yùn)動，也適用于曲線運(yùn)動。 3、動能與動量的區(qū)別與聯(lián)系。 動能與動量都是描述某一時刻物體運(yùn)動狀態(tài)的物理量。動能是標(biāo)量，與物體的質(zhì)量和速度大小有關(guān)，與速度的方向無關(guān)。動量是矢量，與物體的質(zhì)量和速度的大小、方向有關(guān)，動量的方向與速度方向相同。 由動能定理知，物體動能的變化等于外力做的總功，動能的變化與功相聯(lián)系，由動量定理知，物體動量的變化等于外力的沖量，動量的變化與沖量相聯(lián)系。 根據(jù)動量守恒定律，系統(tǒng)內(nèi)一物體動量的變化必與其他物體的動量變化相對應(yīng)，系統(tǒng)的總動量不變，根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒的關(guān)系，物體動能的變化必與其他物體的能量變化相對應(yīng)。 動能與動量是兩個性質(zhì)不同的物理量，它們之間的聯(lián)系表現(xiàn)為：動量的大小與動能有關(guān)。即 三、正確應(yīng)用機(jī)械能守恒定律 1、正確理解機(jī)械能守恒定律的條件 機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容是：在只有重力做功的情形下，物體的動能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變，如果還有彈力做功，則發(fā)生動能，重力勢能和彈性勢能間的相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總量仍保持不變。由此可知機(jī)械能守恒定律的守恒條件是：只有重力，彈力做功，其他力不做功。 應(yīng)該注意機(jī)械能守恒定律與動量守恒條件是不同的。動量守恒定律的條件是：外力的和為零。機(jī)械能守恒定律的條件是：除彈力、重力做功外其他不做功。確定系統(tǒng)的動量是否守恒，應(yīng)分析外力的和是否為零；確定系統(tǒng)的機(jī)械能是否守恒，應(yīng)分析外力和內(nèi)力，看是否只有重力，彈力做功。還應(yīng)該注意外力的和為零和外力不做功的意思也是不同的，因此系統(tǒng)機(jī)械能守恒時動量不一定守恒，動量守恒時機(jī)械能也不一定守恒，應(yīng)該分別分析系統(tǒng)是否符合守恒條件。 2、應(yīng)用機(jī)械能守恒定律的基本思路 應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的基本思路是：明確研究對象分析對象的受力情況和做功情況，判定機(jī)械能是否守恒分析對象的初末位置、速度，明確初、末態(tài)動能和勢能根據(jù)機(jī)械能守恒定律等建立方程解方程。 值得注意的是：許多問題要求綜合應(yīng)用機(jī)械能守恒定律和其他力學(xué)規(guī)律。四、學(xué)會運(yùn)用能量的觀點解決物理問題： 學(xué)會運(yùn)用能量守恒定律解決有關(guān)力學(xué)題，尤其應(yīng)特別注意，摩擦力做功與產(chǎn)生熱能間的關(guān)系。 1、摩擦生熱的條件：必須存在滑動摩擦力和相對滑行的路程。 2、摩擦生熱的大小：是兩個接角面的相對滑動的路程。 3、靜摩擦力可對物體做功，但沒有熱能產(chǎn)生。動量知識要點： 本部分知識主要內(nèi)容有沖量和動量兩個概念,動量定理和動量守恒定律。運(yùn)用動量守恒定律研究碰撞和反沖問題。 1、沖量 沖量可以從兩個側(cè)面的定義或解釋。①作用在物體上的力和力的作用時間的乘積,叫做該力對這物體的沖量。②沖量是力對時間的累積效應(yīng)。力對物體的沖量,使物體的動量發(fā)生變化;而且沖量等于物體動量的變化。 沖量的表達(dá)式 I=F·t。單位是牛頓·秒 沖量是矢量,其大小為力和作用時間的乘積,其方向沿力的作用方向。如果物體在時間t內(nèi)受到幾個恒力的作用,則合力的沖量等于各力沖量的矢量和,其合成規(guī)律遵守平行四邊形法則。 2、動量 可以從兩個側(cè)面對動量進(jìn)行定義或解釋。①物體的質(zhì)量跟其速度的乘積,叫做物體的動量。②動量是物體機(jī)械運(yùn)動的一種量度。動量的表達(dá)式P=。單位是千克米/秒。動量是矢量,其方向就是瞬時速度的方向。因為速度是相對的,所以動量也是相對的,我們一般取地面或相對地面靜止的物體做參照物來確定動量的大小和方向。 3、動量定理 物體動量的增量,等于相應(yīng)時間間隔力,物體所受合外力的沖量。表達(dá)式為I=或。 運(yùn)用動量定理要注意①動量定理是矢量式。合外力的沖量與動量變化方向一致,合外力的沖量方向與初末動量方向無直接聯(lián)系。②合外力可以是恒力,也可以是變力。在合外力為變力時,F可以視為在時間間隔t內(nèi)的平均作用力。③動量定理不僅適用于單個物體,而且可以推廣到物體系。 4、動量守恒定律 當(dāng)系統(tǒng)不受外力作用或所受合外力為零,則系統(tǒng)的總動量守恒。動量守恒定律根據(jù)實際情況有多種表達(dá)式,一般常用等號左右分別表示系統(tǒng)作用前后的總動量。 運(yùn)用動量守恒定律要注意以下幾個問題: ①動量守恒定律一般是針對物體系的,對單個物體談動量守恒沒有意義。 ②對于某些特定的問題,例如碰撞、爆炸等,系統(tǒng)在一個非常短的時間內(nèi),系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用力,遠(yuǎn)比它們所受到外界作用力大,就可以把這些物體看作一個所受合外力為零的系統(tǒng)處理,在這一短暫時間內(nèi)遵循動量守恒定律。 ③計算動量時要涉與速度,這時一個物體系內(nèi)各物體的速度必須是相對于同一慣性參照系的,一般取地面為參照物。 ④動量是矢量,因此“系統(tǒng)總動量”是指系統(tǒng)中所有物體動量的矢量和,而不是代數(shù)和。 ⑤動量守恒定律也可以應(yīng)用于分動量守恒的情況。有時雖然系統(tǒng)所受合外力不等于零,但只要在某一方面上的合外力分量為零,那么在這個方向上系統(tǒng)總動量的分量是守恒的。 ⑥動量守恒定律有廣泛的應(yīng)用范圍。只要系統(tǒng)不受外力或所受的合外力為零,那么系統(tǒng)內(nèi)部各物體的相互作用,不論是萬有引力、彈力、摩擦力,還是電力、磁力,動量守恒定律都適用。系統(tǒng)內(nèi)部各物體相互作用時,不論具有相同或相反的運(yùn)動方向;在相互作用時不論是否直接接觸;在相互作用后不論是粘在一起,還是分裂成碎塊,動量守恒定律也都適用。 5、動量與動能、沖量與功、動量定理與動能定理、動量守恒定律與機(jī)械能守恒定律的比較。 動量與動能的比較: ①動量是矢量,動能是標(biāo)量。 ②動量是用來描述機(jī)械運(yùn)動互相轉(zhuǎn)移的物理量而動能往往用來描述機(jī)械運(yùn)動與其他運(yùn)動(比如熱、光、電等)相互轉(zhuǎn)化的物理量。比如完全非彈性碰撞過程研究機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)移——速度的變化可以用動量守恒,若要研究碰撞過程改變成內(nèi)能的機(jī)械能則要用動能為損失去計算了。所以動量和動能是從不同側(cè)面反映和描述機(jī)械運(yùn)動的物理量。 沖量與功的比較,沖量描述的是力的時間累積效應(yīng),功是力的空間累積效應(yīng)。沖量是矢量,功是標(biāo)量。沖量過程一般伴隨著動量的變化過程,而做功過程一般伴隨著動能的改變過程。至于究竟從哪一角度來研究,要根據(jù)實際需要來決定。 動量定理與動能定理的比較,兩個定理是沖量與動量變化,功與動能變化之間關(guān)系的具體表述。前一個是矢量式,后一個是標(biāo)量式。在一個物體系內(nèi),作用力與反作用力沖量總是等值反向,并在一條直線上,內(nèi)力沖量的矢量和等于零,但內(nèi)力功的代數(shù)和不一定為零,在子彈打木塊的問題中一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量。 動量守恒定律與機(jī)械能守恒定律比較,前者是矢量式,有廣泛的適用范圍,而后者是標(biāo)量式其適用范圍則要窄得多。這些區(qū)別在使用中一定要注意。 6、碰撞 兩個物體相互作用時間極短,作用力又很大,其他作用相對很小,運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生顯著化的現(xiàn)象叫做碰撞。 以物體間碰撞形式區(qū)分,可以分為“對心碰撞”(正碰),而物體碰前速度沿它們質(zhì)心的連線;“非對心碰撞”——中學(xué)階段不研究。 以物體碰撞前后兩物體總動能是否變化區(qū)分,可以分為:“彈性碰撞”。碰撞前后物體系總動能守恒;“非彈性碰撞”,完全非彈性碰撞是非彈性碰撞的特例,這種碰撞,物體在相碰后粘合在一起,動能損失最大。 各類碰撞都遵守動量守恒定律和能量守恒定律,不過在非彈性碰撞中,有一部分動能轉(zhuǎn)變成了其他形式能量,因此動能不守恒了。機(jī)械振動和機(jī)械波知識要點：1、機(jī)械振動：物體（或物體的一部分）在某一中心位置兩側(cè)來回做往復(fù)運(yùn)動，叫做機(jī)械振動。機(jī)械振動產(chǎn)生的條件是：（1）回復(fù)力不為零。（2）阻力很小。使振動物體回到平衡位置的力叫做回復(fù)力，回復(fù)力屬于效果力，在具體問題中要注意分析什么力提供了回復(fù)力。機(jī)械振動是高中階段力學(xué)學(xué)習(xí)中最復(fù)雜的運(yùn)動，所以本部分內(nèi)容的高考大綱要求和學(xué)習(xí)方法與其他章節(jié)也有所區(qū)別。2、簡諧振動：在機(jī)械振動中最簡單的一種理想化的振動。對簡諧振動可以從兩個方面進(jìn)行定義或理解： （1）物體在跟位移大小成正比，并且總是指向平衡位置的回復(fù)力作用下的振動，叫做簡諧振動。 （2）物體的振動參量，隨時間按正弦或余弦規(guī)律變化的振動，叫做簡諧振動，在高中物理教材中是以彈簧振子和單擺這兩個特例來認(rèn)識和掌握簡諧振動規(guī)律的。3、描述振動的物理量，研究振動除了要用到位移、速度、加速度、動能、勢能等物理量以外，為適應(yīng)振動特點還要引入一些新的物理量。 （1）位移x：由平衡位置指向振動質(zhì)點所在位置的有向線段叫做位移。位移是矢量，其最大值等于振幅。 （2）振幅A：做機(jī)械振動的物體離開平衡位置的最大距離叫做振幅，振幅是標(biāo)量，表示振動的強(qiáng)弱。振幅越大表示振動的機(jī)械能越大，做簡揩振動物體的振幅大小不影響簡揩振動的周期和頻率。 （3）周期T：振動物體完成一次余振動所經(jīng)歷的時間叫做周期。所謂全振動是指物體從某一位置開始計時，物體第一次以相同的速度方向回到初始位置，叫做完成了一次全振動。 （4）頻率f：振動物體單位時間內(nèi)完成全振動的次數(shù)。 （5）角頻率：角頻率也叫角速度，即圓周運(yùn)動物體單位時間轉(zhuǎn)過的弧度數(shù)。引入這個參量來描述振動的原因是人們在研究質(zhì)點做勻速圓周運(yùn)動的射影的運(yùn)動規(guī)律時，發(fā)現(xiàn)質(zhì)點射影做的是簡諧振動。因此處理復(fù)雜的簡諧振動問題時，可以將其轉(zhuǎn)化為勻速圓周運(yùn)動的射影進(jìn)行處理，這種方法高考大綱不要求掌握。 周期、頻率、角頻率的關(guān)系是：。 （6）相位：表示振動步調(diào)的物理量。現(xiàn)行中學(xué)教材中只要求知道同相和反相兩種情況。4、研究簡諧振動規(guī)律的幾個思路： （1）用動力學(xué)方法研究，受力特征：回復(fù)力F=－；加速度，簡諧振動是一種變加速運(yùn)動。在平衡位置時速度最大，加速度為零；在最大位移處，速度為零，加速度最大。 （2）用運(yùn)動學(xué)方法研究：簡諧振動的速度、加速度、位移都隨時間作正弦或余弦規(guī)律的變化，這種用正弦或余弦表示的公式法在高中階段不要求學(xué)生掌握。 （3）用圖象法研究：熟練掌握用位移時間圖象來研究簡諧振動有關(guān)特征是本章學(xué)習(xí)的重點之一。 （4）從能量角度進(jìn)行研究：簡諧振動過程，系統(tǒng)動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，總機(jī)械能守恒，振動能量和振幅有關(guān)。 （5）簡諧振動的周期規(guī)律。 彈簧振子周期公式 單擺周期公式 上述兩個公式是高考要考查的重點內(nèi)容之一。對周期公式的理解和應(yīng)用注意以下幾個問題：①簡諧振動物體的周期和頻率是由振動系統(tǒng)本身的條件決定的。比如彈簧振子只要彈簧勁度系數(shù)K和振子質(zhì)量m定了，其周期和頻率大小就定了，無論是在地球上，在其他星球上，還是在完全失重的人造衛(wèi)星中，無論是水平放置，還是豎直懸掛，周期和頻率不變。②單擺周期公式中的L是指擺動圓弧的圓心到擺球重心的距離，一般也叫等效擺長。例如圖1中，三根等長的繩L1、L2、L3共同系住一個密度均勻的小球m，球直徑為d，L2、L3與天花板的夾角<30。若擺球在紙面內(nèi)作小角度的左右擺動，則擺的圓弧的圓心在O1外，故等效擺長為，周期；若擺球做垂直紙面的小角度擺動，叫擺動圓弧的圓心在O處，故等效擺長為，周期。 單擺周期公式中的g，由單擺所在的空間位置決定，還由單擺系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)決定。所以g也叫等效重力加速度。由可知，地球表面不同位置、不同高度，不同星球表面g值都不相同，因此應(yīng)求出單擺所在地的等效g值代入公式，即g不一定等于9.82。單擺系統(tǒng)運(yùn)動狀態(tài)不同g值也不相同。例如單擺在向上加速發(fā)射的航天飛機(jī)內(nèi)，設(shè)加速度為a，此時擺球處于超重狀態(tài)，沿圓弧切線的回復(fù)力變大，擺球質(zhì)量不變，則重力加速度等效值g=g+a。再比如在軌道上運(yùn)行的航天飛機(jī)內(nèi)的單擺、擺球完全失重，回復(fù)力為零，則重力加速度等效值g=0，周期無窮大，即單擺不擺動了。g還由單擺所處的物理環(huán)境決定。如帶小電球做成的單擺在豎直方向的勻強(qiáng)電場中，回復(fù)力應(yīng)是重力和豎直的電場合力在圓弧切向方向的分力，所以也有－g的問題。一般情況下g值等于擺球靜止在平衡位置時，擺線張力與擺球質(zhì)量的比值。5、受迫振動、共振 物體在周期性外力作用下的振動叫受迫振動。受迫振動的規(guī)律是：物體做受迫振動的頻率等于策動力的頻率，而跟物體固有頻率無關(guān)。當(dāng)策動力的頻率跟物體固有頻率相等時，受迫振動的振幅最大，這種現(xiàn)象叫共振。共振是受迫振動的一種特殊情況。6、機(jī)械波：機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播過程叫機(jī)械波，機(jī)械波產(chǎn)生的條件有兩個：一是要有做機(jī)械振動的物體作為波源，二是要有能夠傳播機(jī)械振動的介質(zhì)。7、橫波和縱波：質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向垂直的叫橫波。質(zhì)點的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的叫縱波。氣體、液體、固體都能傳播縱波，但氣體和液體不能傳播橫波，聲波在空氣中是縱波，聲波的頻率從20到2萬赫茲。8、描述機(jī)械波的物理量 （1）波長：兩個相鄰的、在振動過程中對平衡位置的位移總是相等的質(zhì)點間的距離叫波長。振動在一個周期內(nèi)在介質(zhì)中傳播的距離等于波長。 （2）頻率f：波的頻率由波源決定，在任何介質(zhì)中頻率保持不變。 （3）波速v：單位時間內(nèi)振動向外傳播的距離。波速與波長和頻率的關(guān)系：，波速的大小由介質(zhì)決定。9、機(jī)械波的特點： （1）每一質(zhì)點都以它的平衡位置為中心做簡振振動；后一質(zhì)點的振動總是落后于帶動它的前一質(zhì)點的振動。 （2）波只是傳播運(yùn)動形式（振動）和振動能量，介質(zhì)并不隨波遷移。10、波的干涉和衍射 衍射：波繞過障礙物或小孔繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。產(chǎn)生顯著衍射的條件是障礙物或孔的尺寸比波長小或與波長相差不多。 干涉：頻率相同的兩列波疊加，使某些區(qū)域的振動加強(qiáng)，使某些區(qū)域振動減弱，并且振動加強(qiáng)和振動減弱區(qū)域相互間隔的現(xiàn)象。產(chǎn)生穩(wěn)定干涉現(xiàn)象的條件是：兩列波的頻率相同，相差恒定。 穩(wěn)定的干涉現(xiàn)象中，振動加強(qiáng)區(qū)和減弱區(qū)的空間位置是不變的，加強(qiáng)區(qū)的振幅等于兩列波振幅之和，減弱區(qū)振幅等于兩列波振幅之差。判斷加強(qiáng)與減弱區(qū)域的方法一般有兩種：一是畫峰谷波形圖，峰峰或谷谷相遇增強(qiáng)，峰谷相遇減弱。二是相干波源振動相同時，某點到二波源程波差是波長整數(shù)倍時振動增強(qiáng)，是半波長奇數(shù)倍時振動減弱。干涉和衍射是波所特有的現(xiàn)象。11、振動圖象與波形的圖象的區(qū)別和聯(lián)系，如何用這兩種圖象處理問題是高考大綱規(guī)定的重點內(nèi)容之一，在典型例題中將系統(tǒng)介紹解決此類問題的方法。電場知識要點： （1）電場強(qiáng)度E和電勢U均是場的自身性質(zhì)，與檢驗電荷存在與否無關(guān)。電容量C是電容器的自身性質(zhì)，與是否帶電無關(guān)。用比值法定定義：只是定義式，量度式，不是決定式。 （2）理解分式含義，注意公式的適用條件：，是普遍適用的；是電量為Q的場電荷（點電荷）在距其r處的場強(qiáng)公式；，沿場強(qiáng)方向單位長度上的電勢降落在數(shù)值上等于場強(qiáng)，只適用于勻強(qiáng)電場。電場力做功。是普遍適用的，而只適用于勻強(qiáng)電場中。 （3）帶電粒子在電場中的平衡，加速和偏轉(zhuǎn)等問題都是力學(xué)和電場知識的綜合應(yīng)用，從力的角度認(rèn)識問題要注意電場力的特點，從功和能的角度認(rèn)識問題要注意電場力做功的特點和電勢能跟其它形式能的轉(zhuǎn)化關(guān)系。電荷與電荷守恒定律 ①電荷是物質(zhì)的一種固有屬性，自然界中只有存在正負(fù)兩種電荷，失去部分電子時物體帶正電，獲得部分電子時物體帶負(fù)電，帶有多余正電荷或負(fù)電荷的物體叫帶電體，習(xí)慣上有時把帶電體叫做電荷， 靜止電荷在周圍空間產(chǎn)生靜電場，運(yùn)動電荷除了產(chǎn)生電場之外還產(chǎn)生磁場，因此靜止或運(yùn)動電荷都會受到電場力作用，只有運(yùn)動電荷才能受到磁場作用。 電荷的多少叫電量?；姾蒭=1.6×10－19C， ②使物體帶電也叫起電。使物體帶電的方法有三種、即摩擦起電、接觸起電和感應(yīng)起電， ③電荷守恒定律：物理學(xué)的基本定律之一。在與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)內(nèi)，總電荷量不變。電荷的總量既不能創(chuàng)造，也不能消失，只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或者從物體的一個物體轉(zhuǎn)移到另一部分。電荷守恒定律是從大量實驗概括得出的自然界的基本規(guī)律，對宏觀現(xiàn)象、微觀現(xiàn)象都適用，對所有慣性參考系都適用。庫侖定律：在真空中兩個點電荷間的作用力跟它們的電量乘積成正比，跟它們間距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。數(shù)學(xué)表達(dá)式為，其中K叫靜電力常量K=9.0×10922。 庫侖定律的適用條件是：點電荷；點電荷靜止；點電荷在真空中。在空氣中庫侖定律近似成立。靜止點電荷對運(yùn)動點電荷的作用力，可以用庫侖定律計算，但運(yùn)動電荷對靜止點電荷的作用力一般不能用庫侖定律計算。點電荷的相互作用實質(zhì)是通過電場來實現(xiàn)的。電場強(qiáng)度：電場是電磁場的一個方面，是一種物體，電場的基本特性是對靜止或運(yùn)動電荷有作用力。電場有兩種，一種是電荷激發(fā)的電場，靜止電荷激發(fā)的電場叫靜止場。另一種是變化磁場激發(fā)的電場，本章只研究靜電場。 電場強(qiáng)度是描述電場力的特性的物理量。在電場中放一個檢驗電荷q，它所受到的電場力F跟它所帶電量的比值叫做這個位置上的電場強(qiáng)度。定義式E=。場強(qiáng)是矢量，規(guī)定正電荷受電場力的方向為該點場強(qiáng)方向，負(fù)電荷負(fù)電場力方向與該點場強(qiáng)方向相反。 求場強(qiáng)大小的幾種方法： ①運(yùn)用場強(qiáng)定義式E=，它適用于所有的電場。 ②真空中點電荷場強(qiáng)決定式（Q為場電荷）。 ③勻強(qiáng)電場中場強(qiáng)與電勢差的關(guān)系。 ④運(yùn)用電場線或等勢面的疏密。 電場線：為了直觀形象地描述電場中各點強(qiáng)弱與方向、在電場中畫出一系列曲線，曲線上各點的切線方向表示該點場強(qiáng)方向，曲線的疏密表示電場的強(qiáng)弱。電場線的特點： ①始于正電荷（或無窮遠(yuǎn)），終于負(fù)電荷（或無窮遠(yuǎn)）。 ②任意兩條電場線都不相交。 要熟悉下面幾種電場的電場線分布：（1）孤立正、負(fù)點電荷電場；（2）等量異種點電荷電場；（3）等量同種點電荷電場，（4）勻強(qiáng)電場。 對上述概念和定律要注意以下問題： ①注意庫侖定律的適用條件，例如半徑為r的金屬球使兩球邊緣相距r，今使兩球帶上等量異種電荷Q，設(shè)兩電荷間庫侖力大小為F，比較F與的關(guān)系（如圖1所示），由于兩球心間距3r不是遠(yuǎn)大于r，故不能當(dāng)點電荷集中于球心處理，實際由于相互吸引，使電荷分布在靠近二者的球面處，兩部分電荷距離小于3r，所以。 ②要正確理解場強(qiáng)定義式，場強(qiáng)大小和方向是由電場本身決定的，與放不放檢驗電荷q無關(guān)，既不能認(rèn)為E與F成正比，也不能認(rèn)為E與q成反比。 ③電場只能描述電場方向與定性描述電場強(qiáng)弱，并不是帶電粒子在電場中運(yùn)動的軌跡，帶電粒子在電場中的運(yùn)動軌跡由帶電粒子受到的合外力情況和初速度情況決定。電勢能：由電荷和電荷在電場中相對位置決定的能量叫電勢能，電勢能具有相對性，通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為電勢能的零點，正是因為它的相對性，所以使得實際應(yīng)用意義不大，而經(jīng)常用的是電勢能的變化。根據(jù)功能關(guān)系可知：電場力做正功，電荷電勢能減少；電荷克服電場力做功，電荷的電勢能增加。電勢能變化的數(shù)值等于電場力對電荷做功的數(shù)值。這常是判斷電荷電勢能如何變化的依據(jù)。電勢、電勢差 電勢是描述電場能的性質(zhì)的物理量，在電場中某位置放一檢驗電荷q，若它具有電勢能，則比值叫做該位置的電勢。 電勢也具有相對性，通常取電場無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢為零電勢。這樣可以得出一個重要結(jié)論：正點電荷電場各點電勢均為正值，負(fù)點電荷電場中各點電勢均為負(fù)值。 電場中兩點電勢的差值叫電勢差，依照課本要求，電勢差都取絕對值，知道了電勢差的絕對值，要比較哪個點電勢高，需要根據(jù)電場力對電荷做的正負(fù)來判斷，或者是由這兩點在電場線上的位置判斷，因為沿電場線方向電勢不昕降低。等勢面，電勢相等的點組成的面叫等勢面，等勢面是研究電場中各點電勢情況的重要形象描述方法，等勢面有以下特點： ①等勢面L各點電勢相等，在等勢面上移動電荷電場力不做功。 ②等勢面一定和電場線垂直，而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。 ③規(guī)定畫等勢面（線）時，相鄰的等勢面（或線）間電勢差相等，這樣，在等勢面密的地方場強(qiáng)大，等勢面疏的地方場強(qiáng)小。靜電感應(yīng)：把金屬導(dǎo)體放在外電場E中，由于導(dǎo)體內(nèi)自由電子受電場力作用而定向運(yùn)動，使導(dǎo)體的兩個端面出現(xiàn)等量異種電荷的現(xiàn)象。靜電平衡，發(fā)生靜電感應(yīng)的導(dǎo)體兩端面感應(yīng)電荷形成一個附加電場E，當(dāng)附加電場與外電場完全抵消時，即E=E時，自由電子的定向運(yùn)動停止，這時的導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)。 處于靜電平衡態(tài)的導(dǎo)體有以下特點： ①導(dǎo)體內(nèi)部場強(qiáng)處為零，電場線在導(dǎo)體內(nèi)部中斷。 ②導(dǎo)體是個等勢體，表面是一個等勢面。 ③導(dǎo)體表面任一點的場強(qiáng)方向跟該點的表面垂直。 ④導(dǎo)體所帶的凈電荷全部分布在等導(dǎo)體的外表面上，具體分布情況由表面曲率決定，一般尖端部分電荷密度大。 應(yīng)該注意靜電感應(yīng)與感應(yīng)起電的區(qū)別和聯(lián)系，感應(yīng)起電是運(yùn)用靜電感應(yīng)現(xiàn)象使物體起電的一種方法，而靜電感應(yīng)則是電場中導(dǎo)體兩端暫時出現(xiàn)等量相反電荷的現(xiàn)象。電容：兩個彼此絕緣，而又相互靠近的導(dǎo)體，就組成一個電容器，表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量叫電容，電容的定義式是，平行板電容器電容的決定式是（不要求用此公式計算問題）。 對平行板電容器有關(guān)參量Q、E、U、C的討論要注意先確定不變的參量，一般有下面兩種情況： ①保持兩板與電源相連，則電容器兩板間的電壓U不變。 ②充電后斷開電源，則電容器的帶電量Q不變。應(yīng)該注意平行板電容器兩板帶等量相反電荷。Q是指一個極板的電量。帶電粒子在電場中的運(yùn)動，與前幾章內(nèi)容相比就是帶電粒子在電場中多受了一個電場力，具有了電勢能。因此帶電粒子在電場中的運(yùn)動其研究方法與前幾章運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的研究方法是相同的，其特殊性將在典型例題中，結(jié)合具體問題進(jìn)行介紹。靜電場知識要點：一、庫侖定律： 庫侖定律是靜電學(xué)的理論基礎(chǔ)，推而廣之是整個電學(xué)的理論基礎(chǔ)，所以從理論體系的角度來講，庫侖定律具有非常重要的基礎(chǔ)地位。 但是由于庫侖定律在公式形式上與萬有引力定律十分相似，所以庫侖定律的學(xué)習(xí)和應(yīng)用卻不困難。我們在應(yīng)用時只要注意它的適用條件即可，庫侖定律的適用條件是：必須在真空中，點電荷之間才能應(yīng)用庫侖定律，如果不是點電荷，它們之間的作用力的計算較為復(fù)雜，絕對不能簡單地應(yīng)用庫侖定律進(jìn)行計算，例如平行板電容器帶電后，兩極板間有靜電引力的作用，而這個靜電引力就不能簡單地應(yīng)用庫侖定律進(jìn)行計算。二、靜電感應(yīng)和靜電平衡 導(dǎo)體在電場中要發(fā)生靜電感應(yīng)現(xiàn)象，靜電感應(yīng)的最后結(jié)局是靜電平衡，當(dāng)導(dǎo)體在電場中達(dá)到靜電平衡后，具有四個特點： （1）處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，內(nèi)部的場強(qiáng)必定處處為零。（如果導(dǎo)體內(nèi)部有空腔，而空腔內(nèi)又沒有引入其它電荷，則導(dǎo)體內(nèi)部的空腔內(nèi)的場強(qiáng)也處處為零） （2）處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體如果帶有電荷，凈電荷分布于導(dǎo)體的外表面，導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷。（如果導(dǎo)體內(nèi)部有空腔，而空腔內(nèi)又沒有引入其它電荷，則導(dǎo)體的內(nèi)表面，沒有凈電荷分布） 所謂“凈電荷”并不是指“靜電荷”。我們知道金屬導(dǎo)體中有大量的自由電子，它們帶有負(fù)電荷，還有很多失去外層電子的正離子，它們帶有正電荷。這些都可以叫“靜電荷”但是當(dāng)導(dǎo)體不帶電時，導(dǎo)體的正負(fù)電荷數(shù)是相等的。我們說導(dǎo)體不帶有“凈電荷”，當(dāng)我們用某種方式使導(dǎo)體的自由電子數(shù)減少，這時導(dǎo)體就具有了多余的正電荷，我們就說導(dǎo)體帶有正的“凈電荷”。反之就說導(dǎo)體帶有負(fù)的“凈電荷”。可見所謂“凈電荷”是指導(dǎo)體的正負(fù)電荷之差。 （3）處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體是個等勢體，導(dǎo)體表面是個等勢面。（如果導(dǎo)體內(nèi)部有空腔，而空腔內(nèi)沒有引入其它電荷，則導(dǎo)體內(nèi)部的空腔內(nèi)也是一個等勢體，并且空腔內(nèi)電勢與導(dǎo)體內(nèi)電勢相同）。 （4）處于平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，表面的電力線垂直于導(dǎo)體表面。 上述關(guān)于導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時的四條特點是我們解關(guān)于電場中的導(dǎo)體問題的根據(jù)。三、靜電場和靜電場中電荷的有關(guān)物理量，與這些物理量之間的關(guān)系。 這部分內(nèi)容是電場一章的最重要內(nèi)容，關(guān)于這部分內(nèi)容我們繪制了一個圖。在此圖中有六個物理量，分別畫在六個方框內(nèi)，這六個物理量之間的關(guān)系分別寫在各方框之間的連線上。 這個表格，可以左右分割成兩部分，左半部分都是描述電場的物理量，它們與放入電場中的電荷無關(guān)，而右半部分的三個物理量都是由電場和電場中的電荷共同決定的。 此表還可以上下分割成兩部分，上面兩個方框描述了電場的力的特性，而下面四個方框描述了電場的能的特性。 在這個表格中最不好理解的物理量是電勢和電勢差U。我們可以類比重力場來討論這兩個物理量。電場跟重力場因為都有勢能，因此它們十分相似，電場中所有物理量，都可以在重力場中找到它們的影子。從原理上講，電場中的電勢，對應(yīng)重力場中的，電場中的電勢差U對應(yīng)重力場中的，在電場中電勢差U是極易測量的量，它對我們討論電場帶來很多方便，因此我們引入了物理量電勢差U，而在重力場中，對重力的討論意義不大，因此我們就沒有引入這個與電勢差相對應(yīng)的物理量，盡管在重力場中9并沒有引入物理量，但是由于我們對重力場討論得比較深刻，因此與電勢差U相比較，我們更容易理解，因此用這種類比方法進(jìn)行討論會幫助我們理解電勢和電勢差U這兩個物理量。 以上說的是從原理上講電場和重力場中這兩對物理量的對應(yīng)關(guān)系。但是為了方便，我們可以把電場中的電勢和電勢差U對應(yīng)重力場中的高度和高度差由這個對應(yīng)關(guān)系可以盾出，電勢差U寫作似乎更合理些。事實確實如此，電勢差寫作，更有助于人們（初學(xué)者）對電勢差的理解，但是由于電勢差這個物理量在電場的討論中，應(yīng)用極為頻繁，為了簡單（因為符號“”表示一個物理量兩個數(shù)值之差而很多人對此并不理解）人們就把電勢差寫作，或者更簡單直接寫作U。 在重力場中如果確定了某一點的高度為零，就可以確定重力場中任一點A的高度。類比到電場中，如果確定了電場中某一點的電勢為零，就可以確定電場中任意一點的電勢。在重力場中我們可以根據(jù)任意兩點的高度確定它們的高度差，而這個高度差卻與零高度點的位置地關(guān)。例如我們在三樓有一個講臺桌高90厘米，這個90厘米實際是一個高度差，是桌面高度和桌腳高度的高度差。我們?nèi)绻俣ㄈ龢堑孛娴母叨葹榱?，則桌腳的高度為零，而桌面的高度為90厘米。所以這兩點的高度差。如果我們假定一樓地面高度為零。則桌腳的高度就變?yōu)?米，而桌面的高度就變成3.9米，但這兩點的高度差不變?nèi)缘扔?0厘米。類比到電場中，我們也可以根據(jù)任意兩點的電勢確定它們的電勢差U，而這個電勢差U與零電勢點的位置無關(guān)。例如我們把一個平行板電容器接在一節(jié)干電池的兩端，如果假定電池負(fù)極的電勢為零，則平行板電容器接在電池負(fù)極的極板B電勢為零，接在電池正極的極板A的電勢為1.5V，而在兩板間的P點電勢為1V，（如圖1