物理知識(shí)點(diǎn)大全

　　2.萬(wàn)有引力定律：F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2，方向在它們的連線上)

　　3.天體上的重力和重力加速度：GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m)，M：天體質(zhì)量(kg)｝

　　4.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期：V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M：中心天體質(zhì)量｝

　　5.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

　　6.地球同步衛(wèi)星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km，h:距地球表面的高度，r地:地球的半徑｝

　　注:

　　(1)天體運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力提供,F向=F萬(wàn);

　　(2)應(yīng)用萬(wàn)有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等;

　　(3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空，運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同;

　　(4)衛(wèi)星軌道半徑變小時(shí),勢(shì)能變小、動(dòng)能變大、速度變大、周期變小(一同三反);

　　(5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9km/s。

　　三、力(常見(jiàn)的力、力的合成與分解)

　　1)常見(jiàn)的力

　　1.重力G=mg (方向豎直向下，g=9.8m/s2≈10m/s2，作用點(diǎn)在重心，適用于地球表面附近)

　　2.胡克定律F=kx {方向沿恢復(fù)形變方向，k：勁度系數(shù)(N/m)，x：形變量(m)｝

　　3.滑動(dòng)摩擦力F=μFN {與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，μ：摩擦因數(shù)，F(xiàn)N：正壓力(N)｝

　　4.靜摩擦力0≤f靜≤fm (與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，fm為最大靜摩擦力)

　　5.萬(wàn)有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N•m2/kg2,方向在它們的連線上)

　　6.靜電力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N•m2/C2,方向在它們的連線上)

　　7.電場(chǎng)力F=Eq (E：場(chǎng)強(qiáng)N/C，q：電量C，正電荷受的電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)方向相同)

　　8.安培力F=BILsinθ (θ為B與L的夾角，當(dāng)L⊥B時(shí):F=BIL，B//L時(shí):F=0)

　　9.洛侖茲力f=qVBsinθ (θ為B與V的夾角，當(dāng)V⊥B時(shí)：f=qVB，V//B時(shí):f=0)

　　注:

　　(1)勁度系數(shù)k由彈簧自身決定;

　　(2)摩擦因數(shù)μ與壓力大小及接觸面積大小無(wú)關(guān)，由接觸面材料特性與表面狀況等決定;

　　(3)fm略大于μFN，一般視為fm≈μFN;

　　(4)其它相關(guān)內(nèi)容：靜摩擦力(大小、方向)〔見(jiàn)第一冊(cè)P8〕;

　　(5)物理量符號(hào)及單位B：磁感強(qiáng)度(T)，L：有效長(zhǎng)度(m)，I:電流強(qiáng)度(A)，V：帶電粒子速度(m/s),q:帶電粒子(帶電體)電量(C);

　　(6)安培力與洛侖茲力方向均用左手定則判定。

　　2)力的合成與分解

　　1.同一直線上力的合成同向: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時(shí):F=(F12+F22)1/2

　　3.合力大小范圍：|F1-F2|≤F≤|F1+F2|

　　4.力的正交分解：Fx=Fcosβ，F(xiàn)y=Fsinβ(β為合力與x軸之間的夾角tgβ=Fy/Fx)

　　注：

　　(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則;

　　(2)合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)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，也可用作圖法求解,此時(shí)要選擇標(biāo)度,嚴(yán)格作圖;

　　(4)F1與F2的值一定時(shí),F1與F2的夾角(α角)越大，合力越小;

　　(5)同一直線上力的合成，可沿直線取正方向，用正負(fù)號(hào)表示力的方向，化簡(jiǎn)為代數(shù)運(yùn)算。

　　四、動(dòng)力學(xué)(運(yùn)動(dòng)和力)

　　1.牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律(慣性定律)：物體具有慣性，總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止

　　2.牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律：F合=ma或a=F合/ma{由合外力決定,與合外力方向一致}

　　3.牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律：F=-F´{負(fù)號(hào)表示方向相反,F、F&a mp;acute;各自作用在對(duì)方，平衡力與作用力反作用力區(qū)別，實(shí)際應(yīng)用：反沖運(yùn)動(dòng)}

　　4.共點(diǎn)力的平衡F合=0，推廣 {正交分解法、三力匯交原理｝

　　5.超重：FN>G，失重：FN

　　6.牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用條件：適用于解決低速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，適用于宏觀物體，不適用于處理高速問(wèn)題，不適用于微觀粒子〔見(jiàn)第一冊(cè)P67〕

　　注:平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線狀態(tài),或者是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

　　五、振動(dòng)和波(機(jī)械振動(dòng)與機(jī)械振動(dòng)的傳播)

　　1.簡(jiǎn)諧振動(dòng)F=-kx {F:回復(fù)力，k:比例系數(shù)，x:位移，負(fù)號(hào)表示F的方向與x始終反向}

　　2.單擺周期T=2π(l/g)1/2 {l:擺長(zhǎng)(m)，g:當(dāng)?shù)刂亓�加速度值，成立條件:擺角θ<100;l>>r｝

　　3.受迫振動(dòng)頻率特點(diǎn)：f=f驅(qū)動(dòng)力

　　4.發(fā)生共振條件:f驅(qū)動(dòng)力=f固，A=max，共振的防止和應(yīng)用〔見(jiàn)第一冊(cè)P175〕

　　5.機(jī)械波、橫波、縱波〔見(jiàn)第二冊(cè)P2〕

　　6.波速v=s/t=λf=λ/T{波傳播過(guò)程中，一個(gè)周期向前傳播一個(gè)波長(zhǎng);波速大小由介質(zhì)本身所決定}

　　7.聲波的波速(在空氣中)0℃：332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(聲波是縱波)

　　8.波發(fā)生明顯衍射(波繞過(guò)障礙物或孔繼續(xù)傳播)條件：障礙物或孔的尺寸比波長(zhǎng)小，或者相差不大

　　9.波的干涉條件：兩列波頻率相同(相差恒定、振幅相近、振動(dòng)方向相同)

　　10.多普勒效應(yīng):由于波源與觀測(cè)者間的相互運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致波源發(fā)射頻率與接收頻率不同{相互接近，接收頻率增大，反之，減小〔見(jiàn)第二冊(cè)P21〕｝

　　注：

　　(1)物體的固有頻率與振幅、驅(qū)動(dòng)力頻率無(wú)關(guān)，取決于振動(dòng)系統(tǒng)本身;

　　(2)加強(qiáng)區(qū)是波峰與波峰或波谷與波谷相遇處，減弱區(qū)則是波峰與波谷相遇處;

　　(3)波只是傳播了振動(dòng)，介質(zhì)本身不隨波發(fā)生遷移,是傳遞能量的一種方式;

　　(4)干涉與衍射是波特有的;

　　(5)振動(dòng)圖象與波動(dòng)圖象;

　　(6)其它相關(guān)內(nèi)容：超聲波及其應(yīng)用〔見(jiàn)第二冊(cè)P22〕/振動(dòng)中的能量轉(zhuǎn)化〔見(jiàn)第一冊(cè)P173〕。

　　六、沖量與動(dòng)量(物體的受力與動(dòng)量的變化)

　　1.動(dòng)量：p=mv {p:動(dòng)量(kg/s)，m:質(zhì)量(kg)，v:速度(m/s)，方向與速度方向相同｝

　　3.沖量：I=Ft {I:沖量(N•s)，F(xiàn):恒力(N)，t:力的作用時(shí)間(s)，方向由F決定｝

　　4.動(dòng)量定理：I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:動(dòng)量變化Δp=mvt–mvo，是矢量式}

　　5.動(dòng)量守恒定律：p前總=p后總或p=p’´也可以是m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´

　　6.彈性碰撞：Δp=0;ΔEk=0 {即系統(tǒng)的動(dòng)量和動(dòng)能均守恒}

　　7.非彈性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK：損失的動(dòng)能，EKm：損失的最大動(dòng)能}

　　8.完全非彈性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后連在一起成一整體}

　　9.物體m1以v1初速度與靜止的物體m2發(fā)生彈性正碰:

　　v1´=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2´=2m1v1/(m1+m2)

　　10.由9得的推論-----等質(zhì)量彈性正碰時(shí)二者交換速度(動(dòng)能守恒、動(dòng)量守恒)

　　11.子彈m水平速度vo射入靜止置于水平光滑地面的長(zhǎng)木塊M，并嵌入其中一起運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能損失

　　E損=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相對(duì) {vt:共同速度，f:阻力，s相對(duì)子彈相對(duì)長(zhǎng)木塊的位移}

　　注：

　　(1)正碰又叫對(duì)心碰撞，速度方向在它們“中心”的連線上;

　　(2)以上表達(dá)式除動(dòng)能外均為矢量運(yùn)算,在一維情況下可取正方向化為代數(shù)運(yùn)算;

　　(3)系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件:合外力為零或系統(tǒng)不受外力，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒(碰撞問(wèn)題、爆炸問(wèn)題、反沖問(wèn)題等);

　　(4)碰撞過(guò)程(時(shí)間極短，發(fā)生碰撞的物體構(gòu)成的系統(tǒng))視為動(dòng)量守恒,原子核衰變時(shí)動(dòng)量守恒;

　　(5)爆炸過(guò)程視為動(dòng)量守恒，這時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能增加;(6)其它相關(guān)內(nèi)容：反沖運(yùn)動(dòng)、火箭、航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行〔見(jiàn)第一冊(cè)P128〕。

　　七、功和能(功是能量轉(zhuǎn)化的量度)

　　1.功：W=Fscosα(定義式){W:功(J)，F(xiàn):恒力(N)，s:位移(m)，α:F、s間的夾角｝

　　2.重力做功：Wab=mghab {m:物體的質(zhì)量，g=9.8m/s2≈10m/s2，hab：a與b高度差(hab=ha-hb)}

　　3.電場(chǎng)力做功：Wab=qUab {q:電量(C)，Uab:a與b之間電勢(shì)差(V)即Uab=φa-φb｝

　　4.電功：W=UIt(普適式) {U：電壓(V)，I:電流(A)，t:通電時(shí)間(s)｝

　　5.功率：P=W/t(定義式) {P:功率[瓦(W)]，W:t時(shí)間內(nèi)所做的功(J)，t:做功所用時(shí)間(s)｝

　　6.汽車牽引力的功率：P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬時(shí)功率，P平:平均功率}

　　7.汽車以恒定功率啟動(dòng)、以恒定加速度啟動(dòng)、汽車最大行駛速度(vmax=P額/f)

　　8.電功率：P=UI(普適式) {U：電路電壓(V)，I：電路電流(A)｝

　　9.焦耳定律：Q=I2Rt {Q:電熱(J)，I:電流強(qiáng)度(A)，R:電阻值(Ω)，t:通電時(shí)間(s)｝

　　10.純電阻電路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt

　　11.動(dòng)能：Ek=mv2/2 {Ek:動(dòng)能(J)，m：物體質(zhì)量(kg)，v:物體瞬時(shí)速度(m/s)｝

　　12.重力勢(shì)能：EP=mgh {EP :重力勢(shì)能(J)，g:重力加速度，h:豎直高度(m)(從零勢(shì)能面起)｝

　　13.電勢(shì)能：EA=qφA {EA:帶電體在A點(diǎn)的電勢(shì)能(J)，q:電量(C)，φA:A點(diǎn)的電勢(shì)(V)(從零勢(shì)能面起)｝

　　14.動(dòng)能定理(對(duì)物體做正功,物體的動(dòng)能增加)：

　　W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK

　　{W合:外力對(duì)物體做的總功，ΔEK:動(dòng)能變化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)｝

　　15.機(jī)械能守恒定律：ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2

　　16.重力做功與重力勢(shì)能的變化(重力做功等于物體重力勢(shì)能增量的負(fù)值)WG=-ΔEP

　　注:

　　(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量轉(zhuǎn)化多少;

　　(2)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做負(fù)功;α=90o不做功(力的方向與位移(速度)方向垂直時(shí)該力不做功);

　　(3)重力(彈力、電場(chǎng)力、分子力)做正功，則重力(彈性、電、分子)勢(shì)能減少

　　(4)重力做功和電場(chǎng)力做功均與路徑無(wú)關(guān)(見(jiàn)2、3兩式);(5)機(jī)械能守恒成立條件：除重力(彈力)外其它力不做功，只是動(dòng)能和勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)化;(6)能的其它單位換算:1kWh(度)=3.6×106J，1eV=1.60×10-19J;*(7)彈簧彈性勢(shì)能E=kx2/2，與勁度系數(shù)和形變量有關(guān)。

　　八、分子動(dòng)理論、能量守恒定律

　　1.阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023/mol;分子直徑數(shù)量級(jí)10-10米

　　2.油膜法測(cè)分子直徑d=V/s {V:單分子油膜的體積(m3)，S:油膜表面積(m)2｝

　　3.分子動(dòng)理論內(nèi)容：物質(zhì)是由大量分子組成的;大量分子做無(wú)規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng);分子間存在相互作用力。

　　4.分子間的引力和斥力(1)r

　　(2)r=r0，f引=f斥，F(xiàn)分子力=0，E分子勢(shì)能=Emin(最小值)

　　(3)r>r0，f引>f斥，F(xiàn)分子力表現(xiàn)為引力

　　(4)r>10r0，f引=f斥≈0，F(xiàn)分子力≈0，E分子勢(shì)能≈0

　　5.熱力學(xué)第一定律W+Q=ΔU{(做功和熱傳遞，這兩種改變物體內(nèi)能的方式，在效果上是等效的)，

　　W:外界對(duì)物體做的正功(J)，Q:物體吸收的熱量(J)，ΔU:增加的內(nèi)能(J)，涉及到第一類永動(dòng)機(jī)不可造出〔見(jiàn)第二冊(cè)P40〕｝

　　6.熱力學(xué)第二定律

　　克氏表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其它變化(熱傳導(dǎo)的方向性);

　　開氏表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來(lái)做功，而不引起其它變化(機(jī)械能與內(nèi)能轉(zhuǎn)化的方向性){涉及到第二類永動(dòng)機(jī)不可造出〔見(jiàn)第二冊(cè)P44〕｝

　　7.熱力學(xué)第三定律：熱力學(xué)零度不可達(dá)到{宇宙溫度下限：-273.15攝氏度(熱力學(xué)零度)｝

　　注:

　　(1)布朗粒子不是分子,布朗顆粒越小，布朗運(yùn)動(dòng)越明顯,溫度越高越劇烈;

　　(2)溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志;