1、高考物理小笔记本 副本高考物理小笔记本-必记基础知识1 .重力(1)、产生:由于地球对物体的吸引而产生,是地球和物体之间万有引力的一个分力。 (2)、大小:随地理位置的变化而变化,随离地面高度的增加而减小,方向竖直向下。注意:在两极mg=F万=GMm/R2,在赤道上,重力mg=F万-F向=GMm/R2-mR42/T2,由于向心力很小,可以忽略不计,一般情况下,可以忽略地球自转的影响,在地表附近,mg=F万= GMm/R2 ,在离地面h高度处mg= GMm/(R+h)2.2 弹力 (1)大小:只有弹簧中的弹力我们可以用胡克定律F=kx计算,而支持力、压力、轻绳中的拉力、轻杆中的弹力等必须根据题中
2、的物理情境应用牛顿运动定律或平衡条件得出. (2)方向:压力和支持力的方向垂直于接触面指向被压或被支持的物体,若接触面是曲面,则弹力的作用线一定垂直于曲面上过接触点的切线,轻绳中的弹力方向一定沿绳并指向轻绳收缩的方向,对轻杆,若一端由铰链连接,则另一端的弹力只能沿杆的方向拉或压,若杆的一端固定,则杆中的弹力方向可以与杆成任意角度。 注意:对于弹簧,由于恢复形变需要一个过程,所以弹簧弹力不能发生突变,而对于轻绳、轻杆和接触面,其中的弹力可以发生突变3 摩擦力 (1)产生条件:两物体相互接触且发生弹性形变,接触面粗糙有相对运动或相对运动趋势。 (2)方向:与物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反,
3、沿接触面的切线方向。 (3)类别:滑动摩擦力和静摩擦力。滑动摩擦力F =FN,式中压力FN一般情况下不等于重力,滑动摩擦力的大小与速度无关。 静摩擦力大小和方向随运动状态及外力情况而变化,与压力FN无关静摩擦力的大小范围0FFmax,其中最大静摩擦力与压力FN 成正比.4、力的合成和分解不是两个力的数值加减,而是按照平行四边形定则(可简化成三角形法则)进行的矢量合成与分解的运算实质是一种等效替换的方法,合力与分力等效。 (1)合力可能大于分力、小于分力、等于分力,合力与分力的大小关系如同三角形的边长关系。 (2)力的合成只适用于作用在同一物体上的力,力的分解得到的两个分力与原力性质相同5、受力
4、分析把指定物体(研究对象)在特定的物理情境中所受到的所有外力找出来,并画出受力图受力分析的常用方法有: (1)隔离法将研究对象(可以是某个物体,也可以是几个物体组成的系统)与周围物体分隔开,只分析它实际所受的力,不分析它对周围物体施加的力隔离法一般适用于分析物体之间的相互作用力,将相互作用的内力转化为外力。(2)整体法:把几个具有相同加速度的连接体或叠加体看做一个整体进行受力分析的方法整体法一般适用于分析外界对整体的作用力。(3)假设法:在未知某力是否存在时,可先对其作存在或不存在的假设,然后根据假设对物体的运动情况作出判断,看是否与实际情况吻合,如果吻合,则说明假设正确,否则说明假设错误。6
5、、共点力作用下物体的平衡合力为零,即F合=0,当物体处于平衡状态时,所受的力沿任意方向分力的合力都为零,即Fx=0,Fy=O,解答三个共点力作用下物体平衡的基本思路是合成法和分解法。 (1)合成法:对物体进行受力分析,并画出受力分析图将所受的其中两个力应用平行四边形定则,合成为一个等效力,由平衡条件可知,该等效力一定与第三个力大小相等方向相反。 (2)分解法:对物体受力分析,画出受力分析图,将其中一个力应用平行四边形定则分解到另两个力的反方向由平衡条件可知,这两个分力一定分别与另两个力等大反向。 7、基本概念对比 (1)位移(矢量)是运动物体由起点指向终点的有向线段路程(标量)是运动轨迹的长度
6、。 (2)速度是描述质点运动快慢的物理量,它等于位移的变化率,即V=x/t,加速度是描述质点速度变化快慢的物理量,它等于质点速度的变化率,即a=v/t。 (3)位移一时间图像与速度一时间图像描述对象斜率纵截距面积速度一时间图像描述直线运动、不能描述曲线运动加速度物体的初速度相应时间段物体的位移位移一时间图像描述直线运动、不能描述曲线运动速度开始计时时物体相对于参考点的位移无意义8 匀变速直线运动规律的三个重要公式( l )速度公式vt=v0+at ( 2 )位移公式s=v0t +at2/2( 3 )位移和速度的关系公式vt2-v02=2as注意:(1)以上三个公式中一共有五个物理量vt、vo、
7、s、a、t,这五个物理量中有三个物理量确定,那么其它两个物理量就确定。如果两个匀变速直线运动有三个量相等,则其它两个量一定相等。(2)以上五个物理量除t外,vt、vo、s、a均为矢量,一般以vo的方向为正方向,t=0时的位移为零,这时vt、s、a 的正负就有了确切的物理意义。 9 解决匀变速直线运动问题的常用方法(l)一般公式法:应用匀变速直线运动规律的三个重要公式解题,若题目中不涉及时间t ,使用公式 vt2-v02=2as解答。 (2)平均速度法:涉及初末速度、运动时间、位移,可应用V平均=(vo+vt)/2。或s=v平均t解答。(3)中间时刻速度法:Vt/2=V平均=(vo+vt)/2
8、适用于任何匀变速直线运动,有些题目应用它可避免应用位移公式中含有t2的复杂方程,从而简化解题。(4)比例法:对于初速度为零的匀加速直线运动可采用比例关系求解。前1秒、前2 秒、前3 秒内的位移之比为1 : 4 , 9 :第1 秒、第2 秒、第3 秒内的位移之比为1:3 : 5 :前1 米、前2 米、前3 米所用的时间之比为1:2:3: 第l 米、第2 米、第3 米所用的时间之比为1: (2-1) :(3-2):(5)逆向思维法:把运动过程的“末态”作为“初态”的反向研究问题的方法一般应用于末态速度为零的情况,把末态速度为零的匀减速直线运动反演为初速度为零的匀加速直线运动。(6)图像法:应用,v
9、-t图像,可以把较复杂的直线运动问题转化为较为简单的数学问题尤其是利用图像定性分析选择题,可避开复杂的数学计算。(7)巧用隔差公式sm-sn=(m-n)aT2解题对一般的匀变速直线运动问题,若题目中出现两个相等的时间间隔对应的位移(尤其是处理纸带、频闪照片或类似的问题),应用隔差公式sm-sn=(m-n)aT2解题快捷方便。10 、自由落体运动(1)只受到重力的物体从静止开始下落的运动,其实质是初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动. (2)下落t时刻的速度公式vt =gt,高度公式h=gt2/2,下落高度h时速度vt=2gh11、竖直上抛运动(1)只受到重力作用的竖直上抛运动,实质是初速度为
10、vo、加速度为-g 的匀减速直线运动(2)上升和下落两个过程互为逆运动,具有速度对称(上升过程和下降过程经过同一点的速度大小相等、方向相反)和时间对称(上升过程和下降过程经过同一段路程所需时间相同)的特点。 (3)以初速度v0竖直上抛的最大高度H=v02/2g, 上升到最大高度的时间t=v0/g.12、牛顿三大定律(1)牛顿第一定律:一切物体总保持匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第一定律揭示了运动和力的关系:力不是维持物体速度(运动状态)的原因,而是改变物体速度的原因, (2)牛顿第二定律:物体的加速度a与物体所受的合外力F 成正比,与物体的质量m成反比,加速度的
11、方向与合外力的方向相同数学表达式:F=ma牛顿第二定律揭示了力的瞬时效应,定量描述了力与运动(加速度)的关系,由定律可知,力与加速度是瞬时对应关系,即加速度与力是同时产生、同时变化、同时消失;力与加速度其有因果关系力是产生加速度的原因,加速度是力产生的结果. (3)牛顿第三定律:作用力与反作用力总是大小相等,方向相反作用在一条直线上。牛顿第三定律揭示了物体与物体间的相互作用规律两个物体之间的作用力与反作用力总是同时产生、同时变化、同时消失,一定是同种性质的力作用在两个物体上各自产生效果,一定不会相互抵消 13 超重与失重(1)超重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力大于重力原因:物体有向上的
12、加速度。(2)失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于重力原因:物体有向下的加速度。 (3)完全失重:物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)为零,原因:物体有向下的加速度且大小为重力加速度g.14 一般曲线运动(1)速度方向沿曲线的切线方向。 (2) 特点:速度方向时刻在改变,曲线运动一定是变速运动,所受合外力一定不为零. (3)条件:物体所受的合外力的方向与物体的速度方向不在一条直线上合外力的方向一定指向轨迹弯曲一侧。 (4)研究方法:把曲线运动分解为两个简单的分运动合运动与分运动之间存在等时性、独立性、等效性。 等时性:合运动与分运动经历的时间相等,即同时开始、同时进行、同时结束。
13、 独立性:各分运动在其方向上力的作用下独立运动,不受其他方向分运动的影响。 等效性:各分运动按平行四边形定则合成后与物体的实际运动效果相同。15 平抛运动(1)特点:初速度沿水平方向,只受竖直向下方向的重力作用,其轨迹是抛物线,平抛运动是匀变速(加速度是重力加速度g)曲线运动。(2)研究方法:分解为水方向的匀速直线运动(s=vt)和竖直方向的自由落体运动(h=gt2/2)。 (3)平抛运动物体速度的改变量v=gt,方向竖直向下,且相等时间内速度的该变量总是相等。16.匀速圆周运动(1)特点:合外力大小不变方向总是指向圆心,匀速圆周运动是加速度(方向)时刻在变化的变速曲线运动。 (2)角速度:=
14、/t=2/T,角速度单位:rad/s;线速度:v=s/t=2r/T;v=r. (3)向心加速度:a=v2/r=2r=v. (4)做匀速圆周运动的物体所受外力的合力,称为向心力向心力是一种效果力,任何力或几个力的合力其效果只要是使物体做匀速圆周运动,则这个力或这几个力的合力即为向心力向心力与向心加速度的关系遵从牛顿第二定律. (5)只要物体所受合外力大小恒定,且方向总是指向圆心(与速度方向垂直),则物体一定做匀速圆周运动。 (6)转速n的单位为r/s(转每秒)或r/min(转每分).当转速的单位为r/s时,转速n与角速度的关系=2n。17 、一般圆周运动. (1)当做圆周运动的物体所受外力的合力
15、不指向圆心时,可以将它沿半径方向和切线方向正交分解,其沿半径方向的分力为向心力,只改变速度的方向;沿切线方向的分力只改变速度的大小。 (2)如果沿半径方向的合外力大于物体做圆周运动所需的向心力,物体将做向心运动,运动半径将减小;如果沿半径方向的合外力小于物体做圆周运动所需的向心力,物体将做离心运动,运动半径将增大如果做圆周运动的物体所受合外力突然变为0 ,则物体以该时刻的速度做匀速直线运动. (3)竖直平面内圆周运动临界条件: 轻绳拉小球在竖直平面内做圆周运动(或小球在竖直圆轨道内侧做圆周运动)时的临界点是在竖直圆轨道的最高点,F+mg=mv2/r,由于轻绳中拉力F0,要使小球能够经过竖直圆轨
16、道的最高点,则到达最高点时速度必须满足vgr。 由于轻杆(环形圆管)既可提供拉力,又可提供支持力,轻杆拉小球(或环形圆管内小球)在竖直平面内做圆周运动(或小球在竖直平面内双轨道之间做圆周运动)的条件:到达最高点时速度v0。18 万有引力定律。(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的质量成正比,跟它们距离的平方成反比。 (2)数学表达式:F=Gm1m2/r,引力常量G由卡文迪许利用扭评实验测出。注童:万有引力定律中物体间的距离r是两个质点间的距离。 (3)应用:测中心天体的质量、密度、发现新天体、航天等19、人造地球卫星(1)轨道特征:轨道平面必过地心; (2)动
17、力学特征:万有引力提供卫星绕地球做圆周运动的向心力,即有F=GMm/r2=mv2/r=4m2r/T2。 (3)轨道半径越大,周期越长,但运行速度越小。 (4)发射人造地球卫星的最小速度-第一宇宙速度v1=gR=7.9km/s;物体脱离地球引力,不再绕地球运行所需的最小速度-第二宇宙速度v2=11.2 km/s;物体脱离太阳的引力所需的最小速度-第三宇宙速度v3 =16.9 km/s .20 解天体运动类问题的思路 (1)天体问题的实质是天体在万有引力的作用下的运动,是牛顿第二定律在天文上的应用,利用万有引力等于向心力列出方程,即F=ma ,公式中F 为研究对象所受其他天体的万有引力的合力,对于
18、一个天体绕另一个天体的运动,则F=GMm/r2 ;对于质量为M、m的双星问题,若双星距离为L,则F=GMm/L2;对于三星问题,则F为研究对象所受其他两个天体的万有引力的合力加速度公式中a为向心加速度,若做匀速圆周运动的轨道半径为r,根据题目中给出的条件可以分别用a=v2/r=2r=v=42r/T2等代换。 (2)在处理天体问题时,若不知道天体的质量而知道其表面的重力加速度,则可利用重力等于万有引力列出方程mg= GMm/R2,解出重力加速度与天体质量的关系GM=gR2进行代换,此式通常称为黄金代换式。21 功和功率(1)功的两个不可缺少的因素:力和在力的方向上发生位移 恒力做功的计算公式W=
19、FScos。 当F 为变力时,用动能定理W=EK或功能关系求功,所求得的功是该过程中外力对物体(或系统)做的总功(或者说是合外力对物体做的功)。 利用F-s图像曲线下面积求功。 利用W=Pt计算。(2)功率:描述做功快慢的物理量 功率定义式:P=W/t所求功率是时间t内的平均值 功率计算式:W=FScos其中是力F与位移s的夹角,该公式有两种用法: 1)、求某一时刻的瞬时功率,这时F是该时刻的作用力大小,v取瞬时值,对应的P 为F在该时刻的瞬时功率; 2)、当v为某段位移(时间)内的平均速度时,则要求这段位移(时间)内F 必须为恒力,对应的P 为F在该时刻的平均功率。(3)机车启动: 机车以恒
20、定功率启动时,由P=Fv可知,其牵引力F 随着速度v的增大而减小,机车做加速度减小的加速运动当加速度减小到零即牵引力F=f (阻力)时速度达到最大,最大速度Vm=P/f. 机车以恒定加速度启动时,由a=(F-f)/m可知,若所受阻力f恒定,则牵引力F为定值,由P=Fv可知,机车输出功率P 随若速度v 的增大而增大当机车输出功率P 增大到额定功率时,匀加速运动结束,其匀加速运动的末速度vt=at,匀加速运动时间t=P额/(ma+f)a之后,机车在额定功率下继续加速,直至到达最大速度(vm=P额/f)后做匀速运动22 动能定理(1)内容:合外力对物体做的功等于物体动能的变化. (2)数学表达式:W
21、=mv22/2-mv12/223 机械能(1)包括动能、重力势能(引力势能)和弹性势能. 动能:EK=mv2/2 重力势能:Ep=mgh高度h 是相对零势面的,重力势能是相对的,选取不同的零势面,重力势能有不同的数值,但重力势能的变化(Ep=mgh)是绝对的, 重力势能是物体和地球系统共有的。 弹性势能:只与弹簧的劲度系数和形变量有关,同一弹簧,只要形变量相同,其弹性势能就相同。 (2)机械能守恒定律:在只有系统内重力和弹簧弹力做功时,物体的动能与重力势能、弹性势能相互转化机械能总量保持不变机械能守恒定律有以下几种表达形式: 可任选两个状态(一般选择过程的初、末状态),研究对象的机械能相等,即
22、E1=E2利用E1=E2建立方程需要选择零势面。 系统势能(包括重力势能和弹性势能)减少多少,动能就增加多少,反之,即Ep=-Ek。 系统内某一部分机械能减少多少,另一部分的机械能就增加多,即E1=-E2 ( 3 )功能关系:系统机械能的变化等于除重力和弹力以外的其它力所做的功的代数和。24、库仑定律在真空中两个点电荷之间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,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表达式F=KQ1Q2/r2。库仑力的方向沿两点电荷的连线,同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。25 电场强度(1) 物理意义:表示电场力性质的物理量 ,它描述电场的强弱. (2)定义:放入
23、电场中某点的试探电荷所受的电场力跟它的电荷量q 的比值叫做该点的电场强度,即:E=F/q ,点电荷周围电场的电场强度公式:E=kQ/r2.26 电场线的特点(1)电场线上各点的切线方向表示该点的电场方向. (2)电场线的密疏表示电场的强弱. (3)电场线始于正电荷,终止于负电荷。 (4)任章两条电场线都不相交。 (5)顺着电场线的方向电势降低27电势差和电势(1)电势差:电荷在电场中A、B 两点间移动时电场力所做的功WAB跟它的电荷量q的比值,叫做这两点之间的电势差(电压),即UAB=WAB/q . (2)电势:电场中某点跟零电势点间的电势差叫做该点的电势,有了电势的概念,则A 、B 两点的电
24、势差可表示为UAB=A-B,其中A、B分别为A、B 两点的电势。 (3)电势差与电场强度的关系在匀强电场中,沿场强方向的两点之间的电势差等于场强与这两点之间距离的乘积即U=Ed。28 等势面(1)电场中电势相等的点组成的面,在等势面上移动电荷电场力不做功。 (2)等电势差的等势面密处电场强度大,等势面疏处电场强度小. (3)等距等势面电场强度大处电势差大电场强度小处电势差小。 (4)电场线与等势面垂直。 (5)任意两个电势不等的等势面都不可能相交。29、电容器和电容任何两个彼此绝缘又相隔很近的导体都可以看作是一个电容器电容是表征电容器储存电荷本领高低的物理量。(1)、定义:电容器所带的电量与两
25、极板间的电势差的比值叫电容器的电容,即C=Q/U。 (2)、平行板电容器的电容:C=s/4kd试中s为平行板电容器的正对面积,d 为两极板之间的距离,k 静电力常量,为介质的介电常数。30、静电感应处在电场中的导体,内部的自由电子在电场力的作用下定向移动,结果使导体两端同时分别出现等量 异种电荷的现象: (1)、静电平衡状态:导体中(包括表面)没有电荷定向移动的状态。 (2)、 处在静电平衡状态导体的特点是导体内部电场强度处处为零即E内=E外+E感=0;整个导体是等势体,导体表面是等势面导体表面上任一点的电场强度方向与该处表面垂直;带电导体净电荷只分布在导体外表面上。 (3)、静电屏蔽处于静电
26、平衡状态的导体,其内部区域(或空腔内)的电场强度为零,置于导体内部区域(或空腔内)的物体不再受外部电场的影响的现象叫做静电屏蔽电学仪器和电子设备的金属罩,通讯电缆的铅皮包层等都是用来防止外界电场的干扰,起静电屏蔽作用的。31 带电粒子在电场中的运动(1)、带电粒子沿电场线方向进入匀强电场带电粒子被电场加速,一般应用动能定理,有Qu= mv22/2-mv12/2。 (2)、带电粒子垂直电场方向进入匀强电场,带电粒子在电场中做类平抛运动,应用类似于平抛运动的处理方法分析处理。32 描述直流电路的物理量(1)电流:电荷的定向移动形成电流,规定正电荷定向移动的方向为电流方向通过导体横截面的电荷量Q与通
27、过这些电荷所用的时间t的比值称为电流,即I=Q/t,电流的单位是安培(A)电流的大小用电流表测量,设导体中自由电荷定向移动的速度为v,导体的横截面积为S ,导体中单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷电荷量为q ,则t时间内通过导体横截面的电荷量Q=vtSnq,根据电流的定义式I=Q/t,可得导体中电流微观表达式:I=nqvs。 (2)电压:形成电流的必要条件,电压的单位是伏特(v ) ,电压的大小用电压表测量. (3)电动势:衡量电源把其他形式的能量转化为电能本领大小的物理量,电动势的大小等于电源的开路电压,在闭合电路中电动势等于内、外电路的电压之和,即E=U内+U外. (4)电阻:表征导
28、体本身阻碍电流作用的物理量,导体两端的电压U 与导体中的电流I 的比值称为电阻R ,即R=U/I 电阻的单位是欧姆( ) ,电沮测量用伏安法或欧姆表直接测量。 (5)、电功:W=UIt=QU,电流做功的过程,就是把电能转化为其它形式能量的过程。(6)、电热(焦耳定律):Q=I2Rt,对纯电阻电路,电功等于电热,对非纯电阻电路(含电动机、电解槽的电路),电功大于电热。 (7)、电功率:P=UI,电热功率:P热=I2R.33、电学中的三个定律 (1)欧姆定律:导体中的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比,即I=U/R.欧姆定律适用于金属导电、电解液导电,不适用于气休导电。(2)、电阻定律
29、:在温度一定的条件下导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S 成反比,即R=L/S ,其中为导体的电阻率.注意:金属材料的电阻率随温度的升高而增大,随温度的降低而减小。 (3)闭合电路欧姆定律:闭合电路中的电流与电源电动势成正比,与内、外电路的电阻之和成反比,即I=E/(R+r)34 超导体与半导体(1)超导体:大多数金属当温度降到转变温度Tc时,其电阻率突然减小到零,这种现象被称为超导现象,处于超导状态的导体叫做超导体. (2)半导体导电性能介于导体与绝缘体之间半导体有热敏特性、光敏特性,掺入微量的其他物质后导电性能发生显著的变化. (3)半导体的利用:利用有些半导体的导电性能随温度
30、升高电阻迅速减小的特性制成热敏电阻或对温度敏感的温度传感器等,利用有些半导体在光照下电阻大大减小的特性制成光敏电阻或对光敏感的光传感器等;光敏电阻能起到开关作用,可应用到自动控制中利用在纯净半导体中掺入微量杂质会使其导电性能大大增强的特性制成二极管(单向导电性)、三极管和集成电路。35 电流表的内外接法选择和滑动变阻器的限流分压选择: (1)、电流表内外接法处理方法电流表外接法电流表内接法连接方式误差来源测量值与真实值的关系适用范围外接法电压表分流电流表的度数大于流过电阻的电流R测R真测大电阻具体分析方法如下: 若RV/RxRx/RA, Rx为小电阻,外接法误差小。 若被测电阻的阻值大小无法直
31、接判断,先求临界电阻R0=RARV,若RxR0,则Rx为大电阻,内接法误差小。若RxR0,则Rx为小电阻,外接法误差小。若Rx=R0,内外接法均可。 当无法估计电阻的阻值,难以比较RV/Rx和Rx/RA的大小时,可采用电压表试测法看电流表、电压表度数变化的大小来确定。(2)滑动变阻器的两种连接方式。 1 限流式接法:图l 所示的接法为限流式接法忽略电源内阻时,用电器L上的电压变化范围R0E/(R0+R)E,其中R为滑动变阻器的最大电阻。注意:在接通电源之前应把接人电路的电阻调到最大,使电路中的电流最小,以保证安全 分压式接法图2 所示的接法为分压式接法,忽略电源内限影响,用电器L的电压变化范为OE,闭合电键前应使滑片P位于A端,使用电器L的电压从零开始变化,以保证安全 滑动变阻器分压、限流处理技巧(I)滑动变阻器限流式接法选取原则:一般在滑动变限器总电阻R0与RX相差不大时,才能使用限流式电路(II)滑动变阻器的分压式接法选取原则:(a)滑动变阻器的全值电阻R0远小于用电器电阻RX或电路中串联的其他电阻的阻值,即RXRo. (b)用电器的电流或
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