高中物理公式總結(jié)2【201*精品版】
三、光學(xué)(一)幾何光學(xué)
1、概念:光源、光線、光束、光速、實(shí)像、虛像、本影、半影。2、規(guī)律:(1)光的直線傳播規(guī)律:光在同一均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。
(2)光的獨(dú)立傳播規(guī)律:光在傳播時(shí),雖屢屢相交,但互不干擾,保持各自的規(guī)
律傳播。
(3)光在兩種介質(zhì)交界面上的傳播規(guī)律
①光的反射定律:反射光線、入射光線和法線共面;反射光線和入射光線分居法線兩側(cè);反射角等于入射角。②光的析射定律:
a、折射光線、入射光線和法線共面;入射光線和折射光線分別位于法線的兩側(cè);
入射角的正弦跟折射角的正弦之比是常
數(shù)。即sini常數(shù)sinrb、介質(zhì)的折射率n:光由真空(或空氣)射入某中介質(zhì)時(shí),有n于介質(zhì)的性質(zhì),叫介質(zhì)的折射率。
c、設(shè)光在介質(zhì)中的速度為v,則:nsini,只決定sinrc可見,任何介質(zhì)的折射率大于1。vd、兩種介質(zhì)比較,折射率大的叫光密介質(zhì),折射率小的叫光疏介質(zhì)。
③全反射:a、光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)的交界面時(shí),入射光線全部反射回光密介質(zhì)中的現(xiàn)象。
b、發(fā)生全反射的條件:光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);入射角等于臨界角。臨界角CsinC1n④光路可逆原理:光線逆著反射光線或折射光線方向入射,將沿著原來的入射光線方向反射或折射。歸納:折射率n真sinic11===
sinrvsinC介5、常見的光學(xué)器件:(1)平面鏡(2)棱鏡(3)平行透明板(二)光的本性
人類對光的本性的認(rèn)識發(fā)展過程(1)微粒說(牛頓)(2)波動說(惠更斯)
①光的干涉雙縫干涉條紋寬度xL(波長越長,條紋間隔越大)
d
應(yīng)用:薄膜干涉由薄膜前后表面反射的兩列光波疊加而成,劈形薄膜干涉可產(chǎn)生平行相間干涉條紋,檢查平面,測量厚度,光學(xué)鏡頭上的鍍膜。②光的衍射單縫(或圓孔)衍射。泊松亮斑(波長越長,衍射越明顯)
(1)電磁說(麥克斯韋)
波長/m104名稱無線電紅外線可見光紫外線倫琴(X)射線產(chǎn)生機(jī)理自由電子的運(yùn)動原子外層電子受激發(fā)特性與應(yīng)用波動性顯著,無線電通訊一切物體都能輻射,具有熱作用,遙感技術(shù),遙控器由七種色光組成一切高溫物體都能輻射,具有化學(xué)作用、熒光效應(yīng)10-10原子外內(nèi)電子受激發(fā)原子核受激發(fā)粒子性顯著,穿透本領(lǐng)強(qiáng)粒子性顯著,穿透本領(lǐng)更強(qiáng)γ射線(4)光子說(愛因斯坦)①基本觀點(diǎn):光由一份一份不連續(xù)的光子組成,每份光子的能量是Eh②實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ):光電效應(yīng)現(xiàn)象
hc③規(guī)律:a、每種金屬都有發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率;b、光電子的最大初動能與光的強(qiáng)度無關(guān),隨入射光頻率的增大而增大;c、光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎是瞬時(shí)的;d、光電流與入射光強(qiáng)度成正比。
④愛因斯坦光電效應(yīng)方程
hwEkm
hc逸出功wh00
光電效應(yīng)的應(yīng)用:光電管可將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘。?)光的波粒二象性
光是一種具有電磁本性的物質(zhì),既有波動性,又有粒子性。光具有波粒二象性,單個(gè)光子的個(gè)別行為表現(xiàn)為粒子性,大量光子的運(yùn)動規(guī)律表現(xiàn)為波動性。波長較大、頻率較低時(shí)光的波動性較為顯著,波長較小,頻率較高的光的粒子性較為顯著。(6)光波是一種概率波四、原子物理
1.氫原子能級,半徑EnE1E1=-13.6eV2n能量最少rn=n2r1
r1=0.531010m
躍遷時(shí)放出或吸收光子的能量Eh2.三種衰變
射線α射線β射線γ射線本質(zhì)4氦原子核(2He)流0高速電子(1e)流hc
速度特性v1貫穿能力小,電離作用強(qiáng)。C10貫穿能力強(qiáng),電離作用弱。貫穿能力很強(qiáng),電離作用很弱。V≈CV=C高頻電磁波(光子)衰變:原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變位新核的變化。
放出α粒子的叫α衰變。放出β粒子的叫β衰變。放出γ粒子的叫γ衰變。
①哀變規(guī)律:(遵循電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒)
α衰變:ZXZ2Y2He
M0101β衰變:M(β衰變的實(shí)質(zhì)是=+XYeHnZZ1111e)0MM44γ衰變:伴隨著α衰變或β衰變同時(shí)發(fā)生。
1,m=m(1)n3.半衰期NN00224.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)(1919年,盧瑟福)
42171He147N8O1H
n中子的發(fā)現(xiàn)(1932年,查德威克)發(fā)現(xiàn)正電子(居里夫婦)5.質(zhì)能方程E=mc2
424291He4Be12C60n
2730130300He13Al15P0n,15P14Si1e
Emc21J=1Kg.(m/s)2
-27
1u放出的能量為931.5MeV1u=1.660566×106.重核裂變
23592kg
1901U0n38Sr136MeV原子彈核反應(yīng)堆54Xe100n1412341氫的聚變1H1H2He0n17.6MeV氫彈太陽內(nèi)部反應(yīng)
六、狹義相對論
1.伽利略相對性原理:力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的。2.狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè):
(1)狹義相對性原理:在不同的慣性系中,一切物理規(guī)律都是相同的。
(2)光速不變原理:真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的。3.時(shí)間和空間的相對性:(1)“同時(shí)”的相對性:“同時(shí)”是相對的。在一個(gè)參考系中看來“同時(shí)”的,在另一個(gè)參考系中卻可能“不同時(shí)”。
(2)長度的相對性:一條沿自身長度方向運(yùn)動的桿,其長度總比靜止時(shí)的長度小。
即ll0v1
c2(式中l(wèi),是與桿相對運(yùn)動的人觀察到的桿長,l0是與桿相對靜止的人觀察到的桿長)。注意:①在垂直于運(yùn)動方向上,桿的長度沒有變化。
②這種長度的變化是相對的,如果兩條平行的桿在沿自己的長度方向上做相對運(yùn)動,與他們一起運(yùn)動的兩位觀察者都會認(rèn)為對方的桿縮短了。
(3)時(shí)間間隔的相對性:從地面上觀察,高速運(yùn)動的飛船上時(shí)間進(jìn)程變慢,飛船上的人則感覺地面上的時(shí)間進(jìn)程變慢。(時(shí)間膨脹或動鐘變慢)
tv1c2(式中是與飛船相對靜止的觀察者測得的兩事件的時(shí)間間隔,
△t是地面上觀察到的兩事件的時(shí)間間隔)。
(4)相對論的時(shí)空觀:經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為,時(shí)間和空間是脫離物質(zhì)而獨(dú)立存在的,是絕對的,二者之間也沒有聯(lián)系;相對論則認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān),物質(zhì)、時(shí)間、空間是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一體。
4.狹義相對論的其他結(jié)論:*(1)相對論速度變換公式:uu"v(式中v為高速火車相對地的速度,u′為車上的u"v12c人相對于車的速度,u為車上的人相對地面的速度)。
對于低速物體u′與v與光速相比很小時(shí),根據(jù)公式可知,這時(shí)u≈uv,這就是經(jīng)典物理學(xué)的速度合成法則。
注意:這一公式僅適用于u′與v在一直線上的情況,當(dāng)u′與v相反時(shí),u′取負(fù)值。(2)相對論質(zhì)量:mm0v1c2(式中m0為物體靜止時(shí)的質(zhì)量,m為物體以速度v運(yùn)動
時(shí)的質(zhì)量,由公式可以看出隨v的增加,物體的質(zhì)量隨之增大)。
2(3)質(zhì)能方程:Emc
常見非常有用的經(jīng)驗(yàn)結(jié)論:
1、物體沿傾角為α的斜面勻速下滑------=tanα;
2、物體沿光滑斜面滑下a=gsinα物體沿粗糙斜面滑下a=gsinα-gcosα3、兩物體沿同一直線運(yùn)動,在速度相等時(shí),距離有最大或最;4、物體沿直線運(yùn)動,速度最大的條件是:a=0或合力為零。
5、兩個(gè)共同運(yùn)動的物體剛好脫離時(shí),兩物體間的彈力為=0,加速度相等。6、兩個(gè)物體相對靜止,它們具有相同的速度;
7、水平傳送帶以恒定速度運(yùn)行,小物體無初速度放上,達(dá)到共同速度過程中,摩擦生熱等于小物體的動能。
*8、一定質(zhì)量的理想氣體,內(nèi)能大小看溫度,做功情況看體積,吸熱、放熱綜合以上兩項(xiàng)用能量守恒定律分析。
9、電容器接在電源上,電壓不變;斷開電源時(shí),電容器上電量不變;改變兩板距離E不變。10、磁場中的衰變:外切圓是α衰變,內(nèi)切圓是β衰變,α,β是大圓。11、直導(dǎo)體桿垂直切割磁感線,所受安培力F=B2L2V/R。
12、電磁感應(yīng)中感生電流通過線圈導(dǎo)線橫截面積的電量:Q=N△Ф/R。
13、解題的優(yōu)選原則:滿足守恒則選用守恒定律;與加速度有關(guān)的則選用牛頓第二定律F=ma;與時(shí)間直接相關(guān)則用動量定理;與對地位移相關(guān)則用動能定理;與相對位移相關(guān)(如摩擦生熱)則用能量守恒。
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一、力學(xué)
1、胡克定律:f=kx(x為伸長量或壓縮量,k為勁度系數(shù),只與彈簧的長度、粗細(xì)和材料
有關(guān))
2、重力:G=mg(g隨高度、緯度、地質(zhì)結(jié)構(gòu)而變化,g極>g赤,g低緯>g高緯)3、求F1、F2的合力的公式:F合兩個(gè)分力垂直時(shí):F合22F1F22F1F2cos
22F1F2
注意:(1)力的合成和分解都均遵從平行四邊行定則。分解時(shí)喜歡正交分解。
(2)兩個(gè)力的合力范圍:F1-F2FF1+F2
(3)合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。
4、物體平衡條件:F合=0或Fx合=0Fy合=0
推論:三個(gè)共點(diǎn)力作用于物體而平衡,任意一個(gè)力與剩余二個(gè)力的合力一定等值反向。解三個(gè)共點(diǎn)力平衡的方法:合成法,分解法,正交分解法,三角形法,相似三角形法5、摩擦力的公式:
(1)滑動摩擦力:f=N(動的時(shí)候用,或時(shí)最大的靜摩擦力)
說明:①N為接觸面間的彈力(壓力),可以大于G;也可以等于G;也可以小于G。
②為動摩擦因數(shù),只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān),與接觸面積大小、接觸面相對運(yùn)動快慢以及正壓力N無關(guān)。
(2)靜摩擦力:由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,與正壓力無關(guān)。大小范圍:0f靜fm(fm為最大靜摩擦力)
說明:①摩擦力可以與運(yùn)動方向相同,也可以與運(yùn)動方向相反。
②摩擦力可以作正功,也可以作負(fù)功,還可以不作功。
③摩擦力的方向與物體間相對運(yùn)動的方向或相對運(yùn)動趨勢的方向相反。④靜止的物體可以受滑動摩擦力的作用,運(yùn)動的物體可以受靜摩擦力的作用。
6、萬有引力:
(1)公式:F=G
m1m2r2(適用條件:只適用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用)
G為萬有引力恒量:G=6.67×10-11Nm2/kg2
(2)在天文上的應(yīng)用:(M:天體質(zhì)量;R:天體半徑;g:天體表面重力加速度;
r表示衛(wèi)星或行星的軌道半徑,h表示離地面或天體表面的高度))
a、萬有引力=向心力F萬=F向即G由此可得:①天體的質(zhì)量:M4rGT223Mmr2mv2rmrm24T22rmamg"
,注意是被圍繞天體(處于圓心處)的質(zhì)量。
高中物理公式
②行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的線速度:v
③行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的角速度:
④行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的周期:TGMrGMr233,軌道半徑越大,線速度越小。,軌道半徑越大,角速度越小。
4rGM3,軌道半徑越大,周期越大。
22⑤行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑:r
GMT4,周期越大,軌道半徑越大。
⑥行星或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的向心加速度:a小。
⑦地球或天體重力加速度隨高度的變化:g"GMR2GMr2,軌道半徑越大,向心加速度越
GMr2GM(Rh)2
R22特別地,在天體或地球表面:g04rM23g"(Rh)g0
23rGTT⑧天體的平均密度:特別地:當(dāng)r=R時(shí):234VGTR3R3323G
b、在地球表面或地面附近的物體所受的重力等于地球?qū)ξ矬w的引力,即mgGgR2MmR2∴
GM。在不知地球質(zhì)量的情況下可用其半徑和表面的重力加速度來表示,此式在天
體運(yùn)動問題中經(jīng)常應(yīng)用,稱為黃金代換式。
c、第一宇宙速度:第一宇宙速度在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動所必須具有的速度。也是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。
vGMrgR7.9km/s
第二宇宙速度:v2=11.2km/s,使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度。第三宇宙速度:v3=16.7km/s,使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度。
7、牛頓第二定律:F合mapt(后面一個(gè)是據(jù)動量定理推導(dǎo))
理解:(1)矢量性(2)瞬時(shí)性(3)獨(dú)立性(4)同體性(5)同系性(6)同單位制
牛頓第三定律:F=-F’(兩個(gè)力大小相等,方向相反作用在同一直線上,分別作用在兩個(gè)物體上)
高中物理公式8、勻變速直線運(yùn)動:
基本規(guī)律:Vt=V0+atS=vot+幾個(gè)重要推論:
22(1)vtv02as
12at2
ASatB
(結(jié)合上兩式知三求二)
v0vt2v0vt222(2)AB段中間時(shí)刻的即時(shí)速度:vt2st
(3)AB段位移中點(diǎn)的即時(shí)速度:vs2
VOVt/2VS/2Vt2
2勻速:vt/2=vs/2,勻加速或勻減速直線運(yùn)動:vt/2(1)上升最大高度:H=
Vo22g
(2)上升的時(shí)間:t=
Vog
(3)上升、下落經(jīng)過同一位置時(shí)的加速度相同,而速度等值反向
(4)上升、下落經(jīng)過同一段位移的時(shí)間相等。(5)從拋出到落回原位置的時(shí)間:t=
2Vog12
(6)適用全過程的公式:S=Vot一
22gt2Vt=Vo一gt
Vt一Vo=一2gS(S、Vt的正、負(fù)號的理解)11、勻速圓周運(yùn)動公式
線速度:V=
tst=
2RT2T=R=2fR
角速度:=2f
向心加速度:a=
v2RRv224T2
22R4fR4T2222
向心力:F=ma=m
RmR=mR42mfR
2注意:(1)勻速圓周運(yùn)動的物體的向心力就是物體所受的合外力,總是指向圓心。
(2)衛(wèi)星繞地球、行星繞太陽作勻速圓周運(yùn)動的向心力由萬有引力提供。
(3)氫原子核外電子繞核作勻速圓周運(yùn)動的向心力是原子核對核外電子的庫侖力。
12、平拋運(yùn)動公式:水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(即自由落體運(yùn)動)的合運(yùn)動
水平分運(yùn)動:水平位移:x=vot水平分速度:vx=vo
豎直分運(yùn)動:豎直位移:y=
VyVo2x)θ12gt2豎直分速度:vy=gtyvo=vyctg
tg=
v=vy=votg
2VoVyvo=vcosvy=vsinyxtg=tg=2tg
高中物理公式13、功:W=Fscosα(適用于恒力的功的計(jì)算,α是F與s的夾角)
(1)力F的功只與F、s、α三者有關(guān),與物體做什么運(yùn)動無關(guān)(2)理解正功、零功、負(fù)功
(3)功是能量轉(zhuǎn)化的量度
重力的功------量度------重力勢能的變化電場力的功-----量度------電勢能的變化
*分子力的功-----量度------分子勢能的變化合外力的功------量度-------動能的變化安培力做功------量度------其它能轉(zhuǎn)化為電能14、動能和勢能:動能:Ek選擇有關(guān))
15、動能定理:外力對物體所做的總功等于物體動能的變化(增量)。公式:W合=Ek=Ek2-Ek1=
12mv2212mv重力勢能:Ep=mgh(與零勢能面的
212mv1
216、機(jī)械能守恒定律:機(jī)械能=動能+重力勢能+彈性勢能
條件:系統(tǒng)只有內(nèi)部的重力或彈力(指彈簧的彈力)做功。有時(shí)重力和彈力都做功。公式:mgh1+
12mv1mgh2212mv2
2具體應(yīng)用:自由落體運(yùn)動,拋體運(yùn)動,單擺運(yùn)動,物體在光滑的斜面或曲面,彈簧振子等17、功率:P=
Wt=Fvcosα(在t時(shí)間內(nèi)力對物體做功的平均功率)
P=Fv(F為牽引力,不是合外力;v為即時(shí)速度時(shí),P為即時(shí)功率;v
為平均速度時(shí),P為平均功率;P一定時(shí),F(xiàn)與v成反比)
18、功能原理:外力和“其它”內(nèi)力做功的代數(shù)和等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化19、功能關(guān)系:功是能量變化的量度。
摩擦力乘以相對滑動的路程等于系統(tǒng)失去的機(jī)械能,等于摩擦產(chǎn)生的熱
QfS相對E2E1
20、物體的動量P=mv,*21、力的沖量I=Ft
*22、動量定理:F合t=mv2mv1(物體所受合外力的沖量等于它的動量的變化)23、動量守恒定律m1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’或p1=-p2或p1+p2=0(注意設(shè)正
高中物理公式方向)
適用條件:(1)系統(tǒng)不受外力作用。(2)系統(tǒng)受外力作用,但合外力為零。(3)系
統(tǒng)受外力作用,合外力也不為零,但合外力遠(yuǎn)小于物體間的相互作用力。(4)系統(tǒng)在某一個(gè)方向的合外力為零,在這個(gè)方向的動量守恒。
完全非彈性碰撞mV1+MV2=(M+m)V(能量損失最大)24、簡諧振動的回復(fù)力F=-kx加速度aLgkmx
A25、單擺振動周期T2mk(與擺球質(zhì)量、振幅無關(guān))
*26、彈簧振子周期T2
f固f
27、共振:驅(qū)動力的頻率等于物體的固有頻率時(shí),物體的振幅最大
28、機(jī)械波:機(jī)械振動在介質(zhì)中傳播形成機(jī)械波。它是傳遞能量的一種方式。
產(chǎn)生條件:要有波源和介質(zhì)。
波的分類:①橫波:質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向垂直,有波峰和波谷。
②縱波,質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向在同一直線上。有密部和疏部。
波長λ:兩個(gè)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(diǎn)間的距離。
vTvf
注意:①橫波中兩個(gè)相鄰波峰或波谷問距離等于一個(gè)波長。
②波在一個(gè)周期時(shí)間里傳播的距離等于一個(gè)波長。波速:波在介質(zhì)中傳播的速度。機(jī)械波的傳播速度由介質(zhì)決定。波速v波長λ頻率f關(guān)系:vTf(適用于一切波)
注意:波的頻率即是波源的振動頻率,與介質(zhì)無關(guān)。29、浮力F浮gV30、密度mV,mV,Vm
*31、力矩MFL*32、力矩平衡條件M順=M逆二、電磁學(xué)(一)電場1、庫侖力:Fkq1q2r2(適用條件:真空中點(diǎn)電荷)
k=9.0×109Nm2/c2靜電力恒量
高中物理公式電場力:F=Eq(F與電場強(qiáng)度的方向可以相同,也可以相反)2、電場強(qiáng)度:電場強(qiáng)度是表示電場強(qiáng)弱的物理量。
定義式:EFq單位:N/C
Qr點(diǎn)電荷電場場強(qiáng)Ek勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E3、電勢,電勢能AE電q
Ud,E電qA
順著電場線方向,電勢越來越低。4、電勢差U,又稱電壓UWqUAB=φA-φB
5、電場力做功和電勢差的關(guān)系WAB=qUAB6、粒子通過加速電場qU12mv
121qEL2mV227、粒子通過偏轉(zhuǎn)電場的偏轉(zhuǎn)量yat220vyvx1qUL2mdVqULmdv220
粒子通過偏轉(zhuǎn)電場的偏轉(zhuǎn)角tgQU20
8、電容器的電容c
電容器的帶電量Q=cU平行板電容器的電容cS4kd
電壓不變電量不變(二)直流電路1、電流強(qiáng)度的定義:I=
Qt微觀式:I=nevs(n是單位體積電子個(gè)數(shù),)
lR2、電阻定律:
S電阻率ρ:只與導(dǎo)體材料性質(zhì)和溫度有關(guān),與導(dǎo)體橫截面積和長度無關(guān)。單位:
Ωm
3、串聯(lián)電路總電阻R=R1+R2+R3
電壓分配
U1U2R1R2,U1R1R1R2U
高中物理公式功率分配4、并聯(lián)電路總電阻
1RP1P2R1R2,P11R3R1R1R2P
1R11R2(并聯(lián)的總電阻比任何一個(gè)分電阻。
兩個(gè)電阻并聯(lián)RR1R2
R1R2I1I2P1P2并聯(lián)電路電流分配并聯(lián)電路功率分配5、歐姆定律:(1)部分電路歐姆定律:I(2)閉合電路歐姆定律:I=
URER2R1R2R1,I1=,PR2R1R2R2I
P1UIR1R2變形:U=IRREUIr
RrEr路端電壓:U=E-Ir=IR
輸出功率:P出=IE-I2r=I2R(R=r輸出功率最大)R電源熱功率:PrI2r
電源效率:P出P總=
UE=
RR+r
6、電功和電功率:電功:W=IUt
焦耳定律(電熱)Q=I2Rt電功率P=IU
純電阻電路:W=IUt=IRtP=IU
非純電阻電路:W=IUtI2Rt
P=IUI2r
(三)磁場
1、磁場的強(qiáng)弱用磁感應(yīng)強(qiáng)度B來表示:BFIl2U2Rt
(條件:BL)單位:T
2、電流周圍的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向由安培(右手)定則決定。(1)直線電流的磁場
(2)通電螺線管、環(huán)形電流的磁場3、磁場力
(1)安培力:磁場對電流的作用力。公式:F=BIL(BI)(B//I是,F(xiàn)=0)
高中物理公式方向:左手定則
(2)洛侖茲力:磁場對運(yùn)動電荷的作用力。
公式:f=qvB(Bv)方向:左手定則
粒子在磁場中圓運(yùn)動基本關(guān)系式qvBmvmvR2解題關(guān)鍵畫圖,找圓心畫半徑
粒子在磁場中圓運(yùn)動半徑和周期R,T2mt=T
2qBqB4、磁通量或=BS有效(垂直于磁場方向的投影是有效面積)=BSsin(是B與S的夾角)=2-1=
BS=BS(磁通量是標(biāo)量,但有正負(fù))
(四)電磁感應(yīng)
1.直導(dǎo)線切割磁力線產(chǎn)生的電動勢EBLv(三者相互垂直)求瞬時(shí)或平均(經(jīng)常和I=
ERr,F(xiàn)安=BIL相結(jié)合運(yùn)用)
tBt22.法拉第電磁感應(yīng)定律En=nS=n2StB=n21t求平均
3.直桿平動垂直切割磁場時(shí)的安培力F4.轉(zhuǎn)桿電動勢公式E12BL
2BLvRr(安培力做的功轉(zhuǎn)化為電能)
5.感生電量(通過導(dǎo)線橫截面的電量)QItR1匝
*6.自感電動勢E自L(五)交流電
1.中性面(線圈平面與磁場方向垂直)m=BS,e=0mI=0
2.電動勢最大值mNBS=N3.正弦交流電流的瞬時(shí)值
,t0
i=Imsint(中性面開始計(jì)時(shí))
I1I2n2n14.正弦交流電有效值最大值等于有效值的2倍5.理想變壓器P入P出
U1U2n1n2(一組副線圈時(shí))
高中物理公式*6.感抗XL2fL電感特點(diǎn):*7.容抗XC(六)電磁場和電磁波*1、LC振蕩電路
(1)在LC振蕩電路中,當(dāng)電容器放電完畢瞬間,電路中的電流為最大,線圈兩端電
壓為零。
在LC回路中,當(dāng)振蕩電流為零時(shí),則電容器開始放電,電容器的電量將減少,電容器中的電場能達(dá)到最大,磁場能為零。(2)周期和頻率T22、麥克斯韋電磁理論:
(1)變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生電場。(2)變化的電場在周圍空間產(chǎn)生磁場。推論:①均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場。
②周期性變化(振蕩)的磁場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的周期性變化(振蕩)的電場;周期性變化(振蕩)的電場周圍也產(chǎn)生同頻率周期性變化(振蕩)的磁場。
3、電磁場:變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系的,形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體,叫電磁場。
4、電磁波:電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播就形成電磁波。5、電磁波的特點(diǎn)
⒈以光速傳播(麥克斯韋理論預(yù)言,赫茲實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證);⒉具有能量;⒊可以離開電荷而獨(dú)立存在;⒋不需要介質(zhì)傳播;⒌能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象。6、電磁波的周期、頻率和波速:V=f=
T12fC電容特點(diǎn):
LCf12LC
(頻率在這里有時(shí)候用ν來表示)
8波速:在真空中,C=3×10m/s三、光學(xué)(一)幾何光學(xué)
1、概念:光源、光線、光束、光速、實(shí)像、虛像、本影、半影。
2、規(guī)律:(1)光的直線傳播規(guī)律:光在同一均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的。
(2)光的獨(dú)立傳播規(guī)律:光在傳播時(shí),雖屢屢相交,但互不干擾,保持各自的規(guī)
律傳播。
(3)光在兩種介質(zhì)交界面上的傳播規(guī)律
高中物理公式①光的反射定律:反射光線、入射光線和法線共面;反射光線和入射光線分居法線兩側(cè);反射角等于入射角。②光的析射定律:
a、折射光線、入射光線和法線共面;入射光線和折射光線分別位于法線的兩側(cè);
入射角的正弦跟折射角的正弦之比是常
sinisinr常數(shù)數(shù)。即
b、介質(zhì)的折射率n:光由真空(或空氣)射入某中介質(zhì)時(shí),有n于介質(zhì)的性質(zhì),叫介質(zhì)的折射率。
c、設(shè)光在介質(zhì)中的速度為v,則:ncvsinisinr,只決定
可見,任何介質(zhì)的折射率大于1。
d、兩種介質(zhì)比較,折射率大的叫光密介質(zhì),折射率小的叫光疏介質(zhì)。
③全反射:a、光由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)的交界面時(shí),入射光線全部反射回光密介質(zhì)中的現(xiàn)象。
b、發(fā)生全反射的條件:光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì);入射角等于臨界角。臨界角CsinC1n
④光路可逆原理:光線逆著反射光線或折射光線方向入射,將沿著原來的入射光線方向反射或折射。歸納:折射率nsinisinr=
cv=
1sinC=
真介1
5、常見的光學(xué)器件:(1)平面鏡(2)棱鏡(3)平行透明板(二)光的本性
人類對光的本性的認(rèn)識發(fā)展過程(1)微粒說(牛頓)(2)波動說(惠更斯)
①光的干涉雙縫干涉條紋寬度xLd(波長越長,條紋間隔越大)
應(yīng)用:薄膜干涉由薄膜前后表面反射的兩列光波疊加而成,劈形薄膜干涉可產(chǎn)生平行相間干涉條紋,檢查平面,測量厚度,光學(xué)鏡頭上的鍍膜。②光的衍射單縫(或圓孔)衍射。泊松亮斑(波長越長,衍射越明顯)
(2)電磁說(麥克斯韋)
高中物理公式波長/m104名稱無線電紅外線可見光紫外線倫琴(X)射線產(chǎn)生機(jī)理自由電子的運(yùn)動原子外層電子受激發(fā)特性與應(yīng)用波動性顯著,無線電通訊一切物體都能輻射,具有熱作用,遙感技術(shù),遙控器由七種色光組成一切高溫物體都能輻射,具有化學(xué)作用、熒光效應(yīng)10-10原子外內(nèi)電子受激發(fā)原子核受激發(fā)粒子性顯著,穿透本領(lǐng)強(qiáng)粒子性顯著,穿透本領(lǐng)更強(qiáng)hcγ射線(4)光子說(愛因斯坦)①基本觀點(diǎn):光由一份一份不連續(xù)的光子組成,每份光子的能量是Eh②實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ):光電效應(yīng)現(xiàn)象
③規(guī)律:a、每種金屬都有發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率;b、光電子的最大初動能與光的強(qiáng)度無關(guān),隨入射光頻率的增大而增大;c、光電效應(yīng)的產(chǎn)生幾乎是瞬時(shí)的;d、光電流與入射光強(qiáng)度成正比。
④愛因斯坦光電效應(yīng)方程hwEkm
逸出功wh0hc0
光電效應(yīng)的應(yīng)用:光電管可將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘。?)光的波粒二象性
光是一種具有電磁本性的物質(zhì),既有波動性,又有粒子性。光具有波粒二象性,單個(gè)光子的個(gè)別行為表現(xiàn)為粒子性,大量光子的運(yùn)動規(guī)律表現(xiàn)為波動性。波長較大、頻率較低時(shí)光的波動性較為顯著,波長較小,頻率較高的光的粒子性較為顯著。(6)光波是一種概率波四、原子物理
1.氫原子能級,半徑EnE1n2E1=-13.6eV
能量最少rn=n2r1
r1=0.531010m
躍遷時(shí)放出或吸收光子的能量Eh2.三種衰變
高中物理公式11
hc射線α射線β射線γ射線本質(zhì)氦原子核(24He)流0高速電子(1e)流速度v110C特性貫穿能力小,電離作用強(qiáng)。貫穿能力強(qiáng),電離作用弱。貫穿能力很強(qiáng),電離作用很弱。V≈CV=C高頻電磁波(光子)衰變:原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變位新核的變化。
放出α粒子的叫α衰變。放出β粒子的叫β衰變。放出γ粒子的叫γ衰變。
①哀變規(guī)律:(遵循電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒)
M44α衰變:MXZ2Y2HeZ1M010β衰變:MXZ1Y1e(β衰變的實(shí)質(zhì)是0n=1H+1e)Zγ衰變:伴隨著α衰變或β衰變同時(shí)發(fā)生。
113.半衰期NN0,m=m0(22n)n
4.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)(1919年,盧瑟福)
42He7N42914178O1H
1211中子的發(fā)現(xiàn)(1932年,查德威克)發(fā)現(xiàn)正電子(居里夫婦)
42He4Be6C0n
30130300He13Al15P0n,15P14Si1e
275.質(zhì)能方程E=mc2Emc1J=1Kg.(m/s)2
1u放出的能量為931.5MeV1u=1.660566×106.重核裂變
235922-27
kgU0n38Sr19013654Xe100n141MeV原子彈核反應(yīng)堆
12341氫的聚變1H1H2He0n17.6MeV氫彈太陽內(nèi)部反應(yīng)
六、狹義相對論
1.伽利略相對性原理:力學(xué)規(guī)律在任何慣性系中都是相同的。2.狹義相對論的兩個(gè)基本假設(shè):
(1)狹義相對性原理:在不同的慣性系中,一切物理規(guī)律都是相同的。(2)光速不變原理:真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的。3.時(shí)間和空間的相對性:(1)“同時(shí)”的相對性:“同時(shí)”是相對的。在一個(gè)參考系中看來“同時(shí)”的,在另一個(gè)參考系中卻可能“不同時(shí)”。
(2)長度的相對性:一條沿自身長度方向運(yùn)動的桿,其長度總比靜止時(shí)的長度小。
即ll0v1
c2(式中l(wèi),是與桿相對運(yùn)動的人觀察到的桿長,l0是與桿相對靜止的人觀察到的桿長)。注意:①在垂直于運(yùn)動方向上,桿的長度沒有變化。
高中物理公式②這種長度的變化是相對的,如果兩條平行的桿在沿自己的長度方向上做相對運(yùn)動,
與他們一起運(yùn)動的兩位觀察者都會認(rèn)為對方的桿縮短了。
(3)時(shí)間間隔的相對性:從地面上觀察,高速運(yùn)動的飛船上時(shí)間進(jìn)程變慢,飛船上的人則感覺地面上的時(shí)間進(jìn)程變慢。(時(shí)間膨脹或動鐘變慢)
t(式中是與飛船相對靜止的觀察者測得的兩事件的時(shí)間間隔,
2v1c△t是地面上觀察到的兩事件的時(shí)間間隔)。
(4)相對論的時(shí)空觀:經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)為,時(shí)間和空間是脫離物質(zhì)而獨(dú)立存在的,是絕對的,二者之間也沒有聯(lián)系;相對論則認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān),物質(zhì)、時(shí)間、空間是緊密聯(lián)系的統(tǒng)一體。
4.狹義相對論的其他結(jié)論:
u"v*(1)相對論速度變換公式:u(式中v為高速火車相對地的速度,u′為車上的
u"v12c人相對于車的速度,u為車上的人相對地面的速度)。對于低速物體u′與v與光速相比很小時(shí),根據(jù)公式可知,這時(shí)u≈uv,這就是經(jīng)典物理學(xué)的速度合成法則。
注意:這一公式僅適用于u′與v在一直線上的情況,當(dāng)u′與v相反時(shí),u′取負(fù)值。(2)相對論質(zhì)量:mm0v1c22(式中m0為物體靜止時(shí)的質(zhì)量,m為物體以速度v運(yùn)動
時(shí)的質(zhì)量,由公式可以看出隨v的增加,物體的質(zhì)量隨之增大)。
(3)質(zhì)能方程:Emc
常見非常有用的經(jīng)驗(yàn)結(jié)論:
1、物體沿傾角為α的斜面勻速下滑------=tanα;
2、物體沿光滑斜面滑下a=gsinα物體沿粗糙斜面滑下a=gsinα-gcosα3、兩物體沿同一直線運(yùn)動,在速度相等時(shí),距離有最大或最小;4、物體沿直線運(yùn)動,速度最大的條件是:a=0或合力為零。
5、兩個(gè)共同運(yùn)動的物體剛好脫離時(shí),兩物體間的彈力為=0,加速度相等。6、兩個(gè)物體相對靜止,它們具有相同的速度;
7、水平傳送帶以恒定速度運(yùn)行,小物體無初速度放上,達(dá)到共同速度過程中,摩擦生熱等于小物體的動能。
*8、一定質(zhì)量的理想氣體,內(nèi)能大小看溫度,做功情況看體積,吸熱、放熱綜合以上兩項(xiàng)用能量守恒定律分析。
9、電容器接在電源上,電壓不變;斷開電源時(shí),電容器上電量不變;改變兩板距離E不變。10、磁場中的衰變:外切圓是α衰變,內(nèi)切圓是β衰變,α,β是大圓。11、直導(dǎo)體桿垂直切割磁感線,所受安培力F=B2L2V/R。
12、電磁感應(yīng)中感生電流通過線圈導(dǎo)線橫截面積的電量:Q=N△Ф/R。
13、解題的優(yōu)選原則:滿足守恒則選用守恒定律;與加速度有關(guān)的則選用牛頓第二定律
F=ma;與時(shí)間直接相關(guān)則用動量定理;與對地位移相關(guān)則用動能定理;與相對位移相關(guān)(如摩擦生熱)則用能量守恒。
高中物理公式
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