高中物理公式振动和波机械振动与机械振动的传播.docx

高中物理公式振动和波机械振动与机械振动的传播.docx

《高中物理公式振动和波机械振动与机械振动的传播.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理公式振动和波机械振动与机械振动的传播.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

高中物理公式振动和波机械振动与机械振动的传播

高中物理公式：

振动和波（机械振动与机械振动的传播）

　　发生共振条件:

f驱动力=f固，A=max，共振的防止和应用

　　机械波、横波、纵波

　　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;

　　温度是分子平均动能的标志;

　　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;

　　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;

　　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

　　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;

　　r0为分子处于平衡状态时，分子间的距离;

　　其它相关内容:

能的转化和定恒定律能源的开发与利用.环保物体的内能.分子的动能.分子势能。

　　质点的运动

（1）——直线运动

　　理解口诀：

1.物体模型用质点，忽略形状和大小；地球公转当质点，地球自转要大小。

物体位置的变化，准确描述用位移，运动快慢S比t，a用Δv与t比。

2.运用一般公式法，平均速度是简法，中间时刻速度法，初速为零比例法，再加几何图像法，求解运动好方法。

自由落体是实例，初速为零a等g.竖直上抛知初速，上升最高心有数，飞行时间上下回，整个过程匀减速。

　　匀变速直线运动

　　平均速度V平＝s/t（定义式）2.有用推论Vt2-V02＝2as3.中间时刻速度Vt/2＝V平＝（Vt+V0）/2（分析纸带常用）

　　末速度Vt＝V0+at；5.中间位置速度Vs/2＝[（V02+Vt2）/2]1/26.位移s＝V平t＝V0t+at2/2

　　加速度a＝（Vt-V0）/t｛以V0为正方向，a与V0同向（加速）a＞0；反向则a＜0｝

　　实验用推论Δs＝aT2｛Δs为连续相邻相等时间（T）内位移之差｝（分析纸带常用逐差法求加速度）

　　主要物理量及单位:

初速度（V0）:

m/s；加速度（a）:

m/s2；末速度（Vt）:

m/s；时间（t）秒（s）；位移（s）:

米（m）；路程:

米；速度单位换算：

1m/s=3.6km/h。

　　自由落体运动

　　初速度V0＝02.末速度Vt＝gt3.下落高度h＝gt2/2（从V0位置向下计算）4.推论Vt2＝2gh

　　强调:

（1）自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律；

　　a＝g＝9.8m/s2≈10m/s2（重力加速度在赤道附近较小，在高山处比平地小，方向竖直向下）。

　　竖直上抛运动

　　位移s＝V0t-gt2/22.末速度Vt＝V0-gt3.有用推论Vt2-V02＝-2gs

　　上升最大高度Hm＝V02/2g（抛出点算起）5.往返时间t＝2V0/g（从抛出落回原位置的时间）

　　强调:

全过程处理:

是匀减速直线运动，以向上为正方向，加速度取负值；

　　分段处理：

向上为匀减速直线运动，向下为自由落体运动，具有对称性；

　　上升与下落过程具有对称性，如在同点速度等值反向等。

　　质点的运动

（2）——曲线运动、万有引力

　　理解口诀：

1.运动轨迹为曲线，向心力存在是条件，曲线运动速度变，方向就是该点切线。

2.圆周运动向心力，供需关系在心里，径向合力提供足，供求平衡不心离；物理方程很关键，一串公式是武器。

3.万有引力因质量生，存在于世界万物中，皆因天体质量大，万有引力显神通。

卫星绕着天体行，快慢运动的卫星，均由距离来决定，距离越近它越快，距离越远越慢行，同步卫星速度定，定点赤道上空行。

　　平抛运动

　　水平方向速度：

Vx＝V02.竖直方向速度：

Vy＝gt3.水平方向位移：

x＝V0t4.竖直方向位移：

y＝gt2/2

　　运动时间t＝（2y/g）1/2（通常又表示为（2h/g）1/2）

　　合速度Vt＝（Vx2+Vy2）1/2＝[V02+（gt）2]1/2，合速度方向与水平夹角β:

tgβ＝Vy/Vx＝gt/V0

　　合位移：

s＝（x2+y2）1/2，位移方向与水平夹角α:

tgα＝y/x＝gt/2Vo

　　水平方向加速度：

ax=0；竖直方向加速度：

ay＝g

　　强调：

（1）平抛运动是匀变速曲线运动，加速度为g，通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成；

　　运动时间由下落高度h（y）决定与水平抛出速度无关；

　　匀速圆周运动

　　线速度V＝s/t＝2πr/T2.角速度ω＝Φ/t＝2π/T＝2πf

　　向心加速度a＝V2/r＝ω2r＝（2π/T）2r4.向心力F心＝ma=mV2/r＝mω2r＝mr（2π/T）2＝mωv=F合

　　周期与频率：

T＝1/f6.角速度与线速度的关系：

V＝ωr；7.角速度与转速的关系ω＝2πn（此处频率与转速意义相同）

　　主要物理量及单位：

弧长（s）:

米（m）；角度（Φ）：

弧度（rad）；频率（f）：

赫（Hz）；周期（T）：

秒（s）；转速（n）：

r/s；半径（r）:

米（m）；线速度（V）：

m/s；角速度（ω）：

rad/s；向心加速度：

m/s2。

　　强调：

（1）向心力可以由某个具体力提供，也可以由合力提供，还可以由分力提供，方向始终与速度方向垂直，指向圆心；

　　万有引力

　　开普勒第三定律：

T2/R3＝K（＝4π2/GM）｛R:

轨道半径，T:

周期，K:

常量（与行星质量无关，取决于中心天体的质量）｝

　　万有引力定律：

F＝Gm1m2/r2（G＝6.67*10-11Nm2/kg2，方向在它们的连线上）

　　天体上的重力和重力加速度：

GMm/R2＝mg；g＝GM/R2｛R:

天体半径（m），M：

天体质量（kg）｝

　　卫星绕行速度、角速度、周期：

V＝（GM/r）1/2；ω＝（GM/r3）1/2；T＝2π（r3/GM）1/2｛M：

中心天体质量｝

　　第一（二、三）宇宙速度V1＝（g地r地）1/2＝（GM/r地）1/2＝7.9km/s；V2＝11.2km/s；V3＝16.7km/s

　　地球同步卫星GMm/（r地+h）2＝m4π2（r地+h）/T2｛h≈36000km，h:

距地球表面的高度，r地:

地球的半径｝

　　强调:

（1）天体运动所需的向心力由万有引力提供，F向＝F万；

（2）应用万有引力定律可估算天体的质量密度等；

　　力（常见的力、力的合成与分解）

　　理解口诀：

1.力学题目并不难，受力分析是关键；分析只画性质力，根据效果来处理。

2.分析受力要仔细，定量计算七种力；重力有无看提示，根据状态定弹力；先有弹力后摩擦，相对运动是依据；万有引力在万物，电场力存在定无疑；洛仑兹力安培力，二者实质是统一；相互垂直力最大，平行无力要切记。

3.同一直线定方向，计算结果只是“量”，某量方向若未定，计算结果需指明；两力合力大和小，关键要看夹的角；合力大小随角变，只在最大最小间；遇到多力求合成，正交分解最可行。

4.力学问题方法多，整体隔离和假设；整体只需看外力，求解内力隔离做；状态相同用整体，否则隔离用得多；即使状态不相同，整体牛二也可做；假设某力有或无，根据计算来定夺；极限法抓临界态，程序法按顺序做；正交分解选坐标，轴上矢量尽量多；如果受力不平衡，加速度方向定坐标。

　　常见的力

　　重力G＝mg（方向竖直向下，作用点在重心，适用于地球表面附近）

　　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）｝

　　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）｝

　　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）

　　万有引力F＝Gm1m2/r2（G＝6.67*10-11Nm2/kg2，方向在它们的连线上）

　　静电力F＝kQ1Q2/r2（k＝9.0*109Nm2/C2，方向在它们的连线上）

　　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）

　　强调:

（1）劲度系数k由弹簧自身决定;

　　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;

　　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）用力的平衡或运动定律解决；

　　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。

　　力的合成与分解

　　同一直线上力的合成同向:

F＝F1+F2，反向：

F＝F1-F2（F1＞F2）

　　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

　　合力大小范围：

|F1-F2|≤F≤|F1+F2|

　　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）

　　强调：

（1）力（矢量）的合成与分解遵循平行四边形定则;

　　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;

　　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;

　　动力学（运动和力）

　　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

　　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

　　牛顿第三运动定律：

F＝-F′{负号示方向相反，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}

　　共点力的平衡F合＝0，推广｛正交分解法、三力汇交原理｝

　　超重：

FN＞G，失重：

FN＜G{加速度方向向下，均失重，加速度方向向上，均超重}＜DIV＞

　　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

　　强调:

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（刚体）。

　　振动和波（机械振动与机械振动的传播）

　　简谐振动F＝-kx{F:

回复力，k:

比例系数，x:

位移，负号表示F的方向与x始终反向}

　　单摆周期T＝2π（L/g）1/2｛L:

摆长（m），g:

当地重力加速度值，成立条件:

摆角θ＜100;L＞＞r｝

　　受迫振动频率特点：

f＝f驱动力4.发生共振条件:

f驱动力＝f固，A＝max，共振的防止和应用

　　机械波、横波、纵波6.波速v＝s/t＝λf＝λ/T{波传播过程中，一个周期向前传播一个波长；波速大小由介质本身所决定}

　　声波的波速（在空气中）0℃：

332m/s；20℃:

344m/s；30℃:

349m/s；（声波是纵波）

　　波发生明显衍射（波绕过障碍物或孔继续传播）条件：

障碍物或孔的尺寸比波长小，或者相差不大

　　波的干涉条件：

两列波频率相同（相差恒定、振幅相近、振动方向相同）

　　多普勒效应:

由于波源与观测者间的相互运动，导致波源发射频率与接收频率不同｛相互接近，接收频率增大，反之，减小

　　强调：

（1）物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关，取决于振动系统本身；

　　加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处，减弱区则是波峰与波谷相遇处；

　　波只是传播了振动，介质本身不随波发生迁移，是传递能量的一种方式；

　　干涉与衍射是波特有的；（5）振动图象与波动图象；（6）其它相关内容：

超声波及其应用及振动中的能量转化见课本。

　　冲量与动量（物体的受力与动量的变化）

　　动量：

p＝mv｛p:

动量（kg/s），m:

质量（kg），v:

速度（m/s），方向与速度方向相同｝

　　冲量：

I＝Ft｛I:

冲量（N?

s），F:

恒力（N），t:

力的作用时间（s），方向由F决定｝

　　动量定理：

I＝Δp或Ft＝mvt–mv0{Δp:

动量变化Δp＝mvt–mv0，是矢量式}

　　动量守恒定律：

p前总＝p后总或p＝p’′也可以是m1v1+m2v2＝m1v1′+m2v2′

　　弹性碰撞：

Δp＝0；ΔEk＝0{即系统的动量和动能均守恒}

　　功和能（功是能量转化的量度）

　　理解口诀：

1.确定状态找动能，分析过程找力功，正功负功加一起，动能增量与它同。

2.明确两态机械能，再看过程力做功，“重力”之外功为零，初态末态能量同。

3.确定状态找量能，再看过程力做功。

有功就有能转变，初态末态能量同。

　　功：

W＝Fscosα（定义式）｛W:

功（J），F:

恒力（N），s:

位移（m），α:

F、s间的夹角｝

　　重力做功：

Wab＝mghab{m:

物体的质量，hab：

a与b高度差（hab＝ha-hb）}

　　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｝

　　电功：

W＝UIt（普适式）｛U：

电压（V），I:

电流（A），t:

通电时间（s）｝

　　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）｝

　　汽车牵引力的功率：

P＝Fv；P平＝Fv平{P:

瞬时功率，P平:

平均功率}

　　汽车以恒定功率启动（变加速）、以恒定加速度启动（变功率）、汽车最大行驶速度（vmax＝P额/f）

　　电功率：

P＝UI（普适式）｛U：

电路电压（V），I：

电路电流（A）｝

　　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）｝

　　纯电阻电路中I＝U/R；P＝UI＝U2/R＝I2R；Q＝W＝UIt＝U2t/R＝I2Rt

　　动能：

EK＝mv2/2｛EK:

动能（J），m：

物体质量（kg），v:

物体瞬时速度（m/s）｝

　　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）｝

　　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）｝

　　动能定理（对物体做正功，物体的动能增加）：

W合＝mvt2/2-mv02/2或W合＝ΔEK｛W合:

外力对物体做的总功，ΔEK:

动能变化ΔEK＝（mvt2/2-mv02/2）｝

　　机械能守恒定律：

ΔE＝0或EK1+EP1＝EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1＝mv22/2+mgh2

　　分子动理论、能量守恒定律

　　理解口诀：

1.第一定律热力学，能量守恒好感觉。

内能变化等多少，热量做功不能少。

正负符号要准确，收入支出来理解。

对内做功和吸热，内能增加皆正值;对外做功和放热，内能减少皆负值。

2.热力学第二定律，热传递是不可逆，功转热和热转功，具有方向性不逆。

　　阿伏加德罗常数NA＝6.02*1023/mol；分子直径数量级10-10米

　　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｝

　　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。

　　分子间的引力和斥力

（1）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

　　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

　　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）｝

　　强调:

（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；

　　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；

　　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；

　　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

　　气体的性质

　　理解口诀：

研究气体定质量，确定状态找参量。

绝对温度用大T，体积就是容积量。

压强分析封闭物，牛顿定律帮你忙。

状态参量要找准，PV比T是恒量。

　　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＝76cmHg（1Pa＝1N/m2）

　　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

　　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）｝

　　看看网友们都有什么想法

　　网友1

　　小孩步行频率f=0.6/v=挑水桶的频率=1.6时候

　　产生共振，水渐得厉害

　　v=0.6/1.6=0.375m/s

　　网友2

　　机械振动是指物体或质点在平衡位置来回往复的振动，所以乒乓球的振动不是，平衡位置就在中心。

谢谢，望采纳。