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/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)