第五章曲线运动
一、曲线运动及其研究
1．曲线运动
（1）性质：
是一种变速运动。
作曲线运动质点的加速度和所受合力不为零。
（2）条件：
当质点所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，质点做曲线运动。
（3）力线、速度线与运动轨迹间的关系：
质点的运动轨迹被力线和速度线所夹，且力线在轨迹凹侧，如图所示。
2．运动的合成与分解
（1）法则：
平行四边形定则。
（2）合运动与分运动的关系：
一是等效性和等时性；二是独立性。
二、平抛运动规律
1．平抛运动的轨迹是抛物线，轨迹方程为
2．几个物理量的变化规律
（1）加速度
竖直方向的加速度为g。
平抛运动是匀变速曲线运动。
（2）速度
①分速度：
水平方向为匀速直线运动，水平分速度为
；竖直方向为匀加速直线运动，竖直分速度为
。
②合速度：
合速度
。
，
为（合）速度方向与水平方向的夹角。
（3）位移
①分位移：
水平方向的位移
，竖直方向的位移
。
②合位移：
物体的合位移
，
，
为物体的（合）位移与水平方向的夹角。
三、圆周运动的描述
1．运动学描述
（1）描述圆周运动的物理量
①线速度（
）：
，国际单位为m/s。
质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。
②角速度（
）：
，国际单位为rad/s。
③转速（n）：
做匀速圆周运动的物体单位时间所转过的圈数，单位为r/s（或r/min）。
④周期（T）：
做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间，国际单位为s。
⑤向心加速度
：
任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心即与速度方向垂直，这个加速度叫做向心加速度，国际单位为m/s2。
匀速圆周运动是线速度大小、角速度、转速、周期、向心加速度大小不变的圆周运动。
（2）物理量间的相互关系
①线速度和角速度的关系：
②线速度与周期的关系：
③角速度与周期的关系：
④转速与周期的关系：
⑤向心加速度与其它量的关系：
2．动力学描述
（1）向心力：
做匀速圆周运动的物体所受的合力一定指向圆心即与速度方向垂直，这个合力叫做向心力。
向心力的效果是改变物体运动的速度方向、产生向心加速度。
向心力是一种效果力，可以是某一性质力充当，也可以是某些性质力的合力充当，还可以是某一性质力的分力充当。
（2）向心力的表达式：
由牛顿第二定律得向心力表达式为
。
第六章万有引力与航天
一、天体的运动规律
1．开普勒第一定律说明了不同行星的运动轨迹都是椭圆，太阳在不同行星椭圆轨道的一个焦点上；
2．开普勒第二定律表明：
由于行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，所以行星在绕太阳公转过程中离太阳越近速率就越大，离太阳越远速率就越小。
所以行星在近日点的速率最大，在远日点的速率最小；
3．开普勒第三定律告诉我们：
所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，比值是一个与行星无关的常量，仅与中心天体——太阳的质量有关。
二．万有引力定律（A）
1.内容：
自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体质量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比。
表达式：
2、人造地球卫星（A）
卫星环绕速度v、角速度
、周期T与半径
的关系：
由
，可得：
，r越大，v越小；
，r越大，
越小；
，r越大，T越大。
3、宇宙速度（A）
第一宇宙速度（环绕速度）：
；
第二宇宙速度（脱离速度）：
；
第三宇宙速度（逃逸速度）：
。
会求第一宇宙速度:
卫星贴近地球表面飞行
地球表面近似有
则有
第七章机械能守恒定律
一．功与功率
1．功：
功是能量转化的量度，力做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式。
（1）功的公式：
（α是力和位移的夹角），即功等于力的大小、位移的
大小及力和位移的夹角的余弦这三者的乘积。
热量与功均是标量，国际单位均是J。
（2）力做功的因素：
力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。
（3）功的正负：
当0°≤α＜90°时，力做正功，为动力功；当90°＜α≤180°时，力做负功，为阻力功；当α＝90°时，力不做功。
（4）求总功的两种基本法：
其一是先求合力再求功；其二是先求各力的功再求各力功的代数和。
2．功率：
功跟完成这些功所用的时间的比值叫做功率，表示做功的快慢。
（1）平均功率与瞬时功率公式分别为：
P=W/t
（1）P=FV
（2）
功率是标量，国际单位为W。
（2）额定功率与实际功率：
额定功率是动力机械正常工作时输出的最大功率。
实际功率是动力机械实际工作时输出的功率，实际功率应小于或等于额定功率，
发动机功率不能长时间大于额定功率工作。
二、机械能
1.动能：
物体由于运动而具有的能，其表达式为
。
2．重力势能：
物体由于被举高而具有的势能，其表达式为EP
，其中
是物体相对于参考平面的高度。
重力势能是标量，但有正负之分，正值表明物体处在参考平面上方，负值表明物体处在参考平面下方。
3．弹性势能：
发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，而具有的能量。
弹簧弹性势能的表达式为：
，其中k为弹簧的劲度系数，
为弹簧的形变量。
三、能量观点
1．动能定理
（1）内容：
合力所做的功等于物体动能的变化。
（2）公式表述：
2．机械能守恒定律
（1）内容：
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而总的机械能保持不变。
（2）公式表述：
或写成EK2+EP2=EK1+EP1
3．能量守恒定律
（1）内容：
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变。
物理选修1-1
一、电场
（一）电荷、电荷守恒定律
1、两种电荷：
用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电荷。
2、元电荷：
一个元电荷的电量为1.6×10-19C，是一个电子所带的电量。
说明：
任何带电体的带电量皆为元电荷电量的整数倍。
3、起电：
使物体带电叫起电，使物体带电的方式有三种
①摩擦起电，摩擦的两个物体带上等量异种电荷
②接触起电，电荷重新分配，
③感应起电，不带电的物体靠近（不接触）带电的物体，不带电的物体上出现电荷移动，遵守电荷守恒定律
4、电荷守恒定律：
电荷既不能创造，也不能被消灭，它们只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分，系统的电荷总数是不变的．
注意：
电荷的变化是电子的转移引起的；完全相同的带电金属球相接触，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分。
（二）库仑定律
1．内容：
真空中两个点电荷之间相互作用的电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
2．公式：
k＝9．0×109N·m2／C2
3．适用条件：
（1）真空中；
（2）点电荷．
点电荷是一个理想化的模型，在实际中，当带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时，就可以把带电体视为点电荷．点电荷很相似于我们力学中的质点．
（三）电场
1．实际存在于带电体周围的传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质．电荷间的作用总是通过电场进行的。
2．电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。
3．电场可以由存在的电荷产生，也可以由变化的磁场产生。
（四）电场强度E
1．定义：
放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电量q的比值叫做该点的电场强度，表示该处电场的强弱
2．表达式：
E＝F/q（定义式）单位是：
N/C或V/m；
E=kQ/r2（导出式，真空中的点电荷，其中Q是产生该电场的电荷）
3．方向：
与该点正电荷受力方向相同，与负电荷的受力方向相反；电场线的切线方向是该点场强的方向；场强的方向与该处等势面的方向垂直．
4．在电场中某一点确定了，则该点场强的大小与方向就是一个定值，与放入的检验电荷无关，即使不放入检验电荷，该处的场强大小方向仍不变．
5．电场强度是矢量，电场强度的合成按照矢量的合成法则．（平行四边形法则和三角形法则）
（五）电场线
是人们为了形象的描绘电场而想象出一些线，客观并不存在．
1．切线方向表示该点场强的方向，也是正电荷的受力方向．
2．从正电荷出发到负电荷终止，或从正电荷出发到无穷远处终止，或者从无穷远处出发到负电荷终止．
3．疏密表示该处电场的强弱，也表示该处场强的大小．
4．匀强电场的电场线平行且距离相等．
5．电场线永不相交也不闭合，
6．电场线不是电荷运动的轨迹．
四、电路、家用电器与日常生活
（一）静电的利用和防止
1.防止静电危害的主要方法是把多余的静电导走，如接地放电，增大空气湿度.
实例：
油罐车的拖地铁链，飞机着落架上的导电轮胎，地毯里的金属丝.
2.静电应用
实例：
静电除尘，静电复印，静电喷涂.
二、电流、电源电动势
1.电流
（1）定义：
电荷的定向移动形成电流.
（2）产生条件：
要有自由移动的电荷；
导体两端存在电压.
（3）方向：
与正电荷定向移动方向相同.
（4）大小：
I=Q/t，单位：
安培（A），1A=103mA=106µA
2.电动势
（1）大小：
电源没有接入电路时两极间的电压，单位：
伏特（V）.
（2）物理意义：
反映电源将其它形式的能转化为电能的本领大小.
（3）电源把其他形式的能转化为电能，提供给用电器使用.
化学电池——化学能→电能；发电机——机械能→电能；太阳电池——太阳能→电能.
（4）常识：
干电池1.5V,蓄电池2V.
三、焦耳定律、电功率、热功率、节电、安全用电
1.焦耳定律
（1）内容：
电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比.
（2）公式：
Q=I2Rt.
（3）应用：
制成各种电热器，如电热水器、电熨斗、电热毯、保险丝等.
2.电功率：
用电器在单位时间消耗的电能叫做电功率.公式：
P=W/t=IU.单位：
瓦（W）.
3.热功率：
电热器在单位时间消耗的电能叫做热功率.公式：
P=Q/t=I2R.
（1）电动机：
电能主要转化为机械能，少部分转化为内能，电功率大于热功率.
（2）电热器：
电能全部转化为内能，电功率等于热功率.
4.节约用电途径
（1）家电不要待机，不用时要切断电源.
（2）换用节能灯.
5.安全用电
⏹一般手电筒中通过小灯泡的电流为0.25A.
⏹电子手表工作时的电流为几微安.
⏹彩色电视机工作电流为0.4-1A左右.
⏹人能感到的触电电流为1mA，能自行摆脱电源的触电电流为10mA，当触电电流达50mA及以上时，会引起心室颤动.国际电工委员会规定的安全电流为10mA.
二、磁场
（一）磁场磁感线
1.磁场的产生
（1）磁极周围有磁场.
（2）电流周围有磁场（奥斯特发现电流的磁效应）.
2.磁场的基本性质
对处于磁场中的磁极、电流、运动电荷有磁场力的作用，有强弱和方向.（对磁体一定有力的作用；对电流、运动电荷可能有力的作用）.
3.磁感线
（1）用来形象地描述磁场中各点的磁场方向和强弱的曲线.
（2）磁感线上每一点的切线方向就是该点的磁场方向，也就是在该点小磁针静止时N极的指向.
（3）磁感线的疏密表示磁场的强弱.
（4）磁感线是封闭曲线（和静电场的电场线不同）.
（5）要熟记常见的几种磁场的磁感线.
（二）电流的磁场、安培定则（右手螺旋定则）
1.电流的磁效应：
不仅磁铁能产生磁场，电流也能产生磁场，这个现象称之为电流的磁效应.
1820年，丹麦物理学家奥斯特用实验展示了电与磁的联系，说明了电与磁之间存在着相互作用，揭示了电流的磁效应，这对电与磁研究的深入发展具有划时代的意义，也预示了电力应用的可能性.
2.安培定则（右手螺旋定则）：
对直导线，四指指向磁感线方向；对环行电流，大拇指指向中心轴线上的磁感线方向；对长直螺线管大拇指指向螺线管内部的磁感线方向.
（1）判断直线电流的磁场具体做法是右手握住_导线_，让伸直的拇指的方向与_电流方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.
（2）判断通电螺线管的磁场具体做法是右手握住_螺线管_，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向_一致，拇指所指的方向就是螺线管_内部磁感线_的方向.
三、地磁场
地磁场：
地球本身就是一个大磁体，地磁场的北极（N）在地理的南极附近，南极（S）在地理的北极附近.地球的地理两极与地磁两极并不完全重合，其间有一个交角，叫做磁偏角.
四、磁感应强度、安培力、左手定则
1.磁感应强度
（1）磁感应强度是反映磁场_强弱_的物理量.
（2）公式：
B=_F/IL_单位：
_特斯拉（T）_;磁感应强度是矢量.
2.安培力
（1）在磁场中，通电导线要受到安培力的作用，我们使用的电动机就是利用这个原理来工作的.
（2）通电导体放在磁场里，当导线方向与磁场垂直时，所受的安培力__最大__;当导线方向与磁场一致时，所受的安培力_为0_;当导线方向与磁场斜交时，所受的安培力__介于最大值和0之间_.
（3）导线方向与磁场垂直时,导线受到的安培力大小F＝_BIL_.
3.安培力的方向——左手定则
伸开左手，使拇指跟其余四指_垂直_，并且都跟手掌在同一个平面内，让_磁感线_穿入手心，并使四指指向_电流_的方向，则拇指所指的方向就是通电导线所受安培力的方向.
五、洛仑兹力洛仑兹力的方向
1.磁场对_运动电荷_有力的作用，这种力叫做洛伦兹力.
2.左手定则：
伸开左手，使拇指跟其余四指_垂直_,并且都跟手掌在同一个平面内，让_磁感线_穿入手心，并使四指指向_正电荷运动_的方向，则拇指所指的方向就是运动正电荷所受安培力的方向.（若是负电荷，则四指指向负电荷运动方向的反方向）
3.洛伦兹力一定既垂直于电荷的速度方向，又垂直于磁感应强度方向
三、电磁感应
（一）电磁感应现象及其应用、电磁感应定律
1.英国物理学家_法拉第_经过10年的艰苦探索，终于在1831年发现了_电磁感应_现象，进一步揭示了电现象与磁现象之间的密切联系，奏响了电气化时代的序曲.
2.闭合电路的一部分在磁场中做切割磁感线运动时，_导体_中就产生电流，这类现象就叫做_电磁感应_.由电磁感应产生的电流叫做_感应电流_.
3.电磁感应的产生条件
（
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