高中物理选修机械振动机械波光学知识点
机
械振动
一、基本概念
1.机械振动：物体（或物体一部分）在某一中心位置附近所做的往复运动
2.回复力F ：使物体返回平衡位置的力，回复力是根据效果（产生振动加速度，改变速度的大小，使物体回到平衡位置）命名的，回复力总指向平衡位置，回复力是某几个力沿振动方向的合力或是某一个力沿振动方向的分力。（如①水平弹簧振子的回复力即为弹簧的弹力；②竖直悬挂的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力；③单摆的回复力是摆球所受重力在圆周切线方向的分力，不能说成是重力和拉力的合力）
3.平衡位置：回复力为零的位置（物体原来静止的位置）。物体振动经过平衡位置时不一定处于平衡状态即合外力不一定为零（例如单摆中平衡位置需要向心力）。
4.位移x ：相对平衡位置的位移。它总是以平衡位置为始点，方向由平衡位置指向物体所在的位置，物体经平衡位置时位移方向改变。
5.简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动，叫简谐运动。
（1）动力学表达式为：F = -kx
F=-kx 是判断一个振动是不是简谐运动的充分必要条件。凡是简谐运动沿振动方向的合力必须满足该条
件；反之，只要沿振动方向的合力满足该条件，那么该振动一定是简谐运动。 （2）运动学表达式：x ＝A sin(ωt ＋φ)
（3）简谐运动是变加速运动．物体经平衡位置时速度最大，物体在最大位移处时速度为零，且物体的速度在最大位移处改变方向。
（4）简谐运动的加速度：根据牛顿第二定律，做简谐运动的物体指向平衡位置的(或沿振动方向的)加速度m
kx
a
-
=.由此可知，加速度的大小跟位移大小成正比，其方向与位移方向总是相反。故平衡位置F 、x 、a 均为零，最大位移处F 、x 、a 均为最大。
（5）简谐运动的振动物体经过同一位置时，其位移大小、方向是一定的，而速度方向却有指向或背离平衡位置两种可能。 （6）简谐运动的对称性
①瞬时量的对称性：做简谐运动的物体，在关于平衡位置对称的两点，回复力、位移、加速度具有等大反向的关系．速度的大小、动能也具有对称性，速度的方向可能相同或相反。
②过程量的对称性：振动质点来回通过相同的两点间的时间相等，如t BC ＝t CB ；质点经过关于平衡位置对称的等长的两线段的时间也相等。
6.振幅A ：振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，表示振动的强弱和能量的物理量，无正负之分。
7.周期T 和频率f ：表示振动快慢的物理量。完成一次全振动所用的时间叫周期，单位时间内完成全振动次数叫频率，大小由系统本身的性质决定（与振幅无关），所以叫固有周期和频率。任何简谐运动都
有共同的周期公式：k
m
T π
2=（其中m 是振动物体的质量，k 是回复力系数，即简谐运动的判定式F = -kx 中的比例系数，对于弹簧振子k 就是弹簧的劲度，对其它简谐运动它就不再是弹簧的劲度系数）。
8.相位(ωt+φ)：是用来描述周期性运动在各个时刻所处的不同状态的物理量，其单位为弧度． 二、典型的简谐运动 1.弹簧振子
（1）简谐运动条件：①弹簧质量忽略不计②无摩擦等阻力③在弹性限度内
（2）说明回复力、加速度、速度、动能和势能的变化规律（周期性和对称性）
①回复力指向平衡位置②位移从平衡位置开始③弹性势能与动能的相互转化，机械能守恒。 （3）周期k
m T π
2=，与振幅无关，只由振子质量和弹簧的劲度决定。 （4）可以证明，竖直放置的弹簧振子的振动也是简谐运动，周期公式也是k
m T π2=。这个结论可以直接使用。
（5）在水平方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧的弹力；在竖直方向上振动的弹簧振子的回复力是弹簧弹力和重力的合力。
证明：如图所示，设振子的平衡位置为O ，向下方向为正方向，此时弹簧的形变为0x ，根据胡克定律及平衡条件有00mg kx -=① 当振子向下偏离平衡位置为x 时，回复力（即合外力）为
0()F mg k x x =-+回②
将①代人②得：F kx =-回，可见，重物振动时受力符合简谐运动的条件．
2.单摆：在一不可伸长、忽略质量的细线下端拴一质点，上端固定，构成的装置叫单摆。
（1）单摆的特点：①单摆是实际摆的理想化，是一个理想模型； ②单摆振动可看作简谐运动的条件：a 摆线为不可伸长的轻细线b 无空气等阻力c 最大摆角θ<10°；③单摆的等时性（伽利略），在振幅很小的情况下，单摆的振动周期与振幅、摆球的质量等无关；④单摆的回复力由重力沿圆弧切线方向的分力提供；⑤重力势能与动能的相互转化，机械能守恒。 （2）周期公式：g
l
T
π
2= （惠更斯） 半径方向：r
v m mg T 2
cos =-θ向心力改变速度方向
切线方向：F 回＝mgsin θ改变速度大小
若θ角很小，则有sin θ＝tan θ＝x/L,而且回复力指向平衡位置，与位移方向相反，所以对于回复力F ，有kx x L
mg L x mg
F ===回
（k 是常数） （3）单摆周期公式的应用
测量当地的重力加速度g ，g=2
24T L
π （L 为等效摆长，是悬点到球心的距离。）
（4）摆钟问题。单摆的一个重要应用就是利用单摆振动的等时性制成摆钟。在计算摆钟类的问题时，利用以下方法比较简单：在一定时间内，摆钟走过的格子数n 与频率f 成正比（n 可以是分钟数，也可以是秒数、小时数…），再由频率公式可以得到：l
l g f n 121
∝=∝π 三、简谐运动的图象 1.图象的描绘
（1）描点法（2）实验模拟法
（3）从平衡位置开始计时，函数表达式为x ＝A sin ωt f T
ππ
ω
22==
从最大位移处开始计时，函数表达式x ＝A cos ωt 注：简谐运动的图象并非振动质点的运动轨迹 2.振动图象的信息：
①直接读出振幅（注意单位） ②直接读出周期
③确定某一时刻物体的位移
④判定任一时刻运动物体的速度方向（最大位移处无方向）和加速度方向 ⑤判定某一段时间内运动物体的速度、加速度、动能及势能大小的变化情况 ⑥计算一段时间内的路程：A T
t
S
4?=
，一个周期通过的路程为4A ，位移为0。 3.振动图象的应用任何复杂的振动都可以看成是若干个简谐振动的合成 四、受迫振动与共振
1.振动能量 = 动能 + 势能 = 最大位移的势能 = 平衡位置的动能（由振幅决定，与周期和频率无关）
2.阻尼振动和无阻尼振动
（1）阻尼振动：存在阻力做负功，能量减小，振幅减小（减幅振动） （2）无阻尼振动(等幅振动)
在振动中,为保持振幅不变(能量不变)， 3.受迫振动
（1）受迫振动：物体在周期性外力作用下的振动叫受迫振动。
（2）驱动力：周期性的外力作用于振动系统，对系统做功，克服阻尼作用，补偿系统的能量损耗，使系统持续地振动下去，这种周期性的外力叫驱动力。
（3）物体做受迫振动的频率由驱动力决定,等于驱动力频率,而与固有频率无关（如：秋千） 4.共振：
（1）在受迫振动中,驱动力的频率和物体的固有频率相等时,振幅最大 ①产生共振的条件：驱动力频率等于物体固有频率
②共振曲线：以驱动力频率为横坐标，以受迫振动的振幅为纵坐标．它直观地反映了驱动力频率对受迫振动振幅的影响， f 驱与f 固越接近，振幅A 越大；当f 驱＝f 固时，振幅A 最大。 （2）共振的防止和应用 ①利用共振：让驱动力频率靠近固有频率，如共振筛、转速计、微波炉、打夯机、跳板跳水、打秋千等。
②防止共振：让驱动力频率远离固有频率，如机床底座、航海、军队过桥、高层建筑、火车车厢等。
机械波
一、机械波的产生和传播 波的概念 1.机械波：机械振动在弹性介质中的传播 2.形成条件
（1）波源：振源波源、波的发源地，最先振动的质点，不是自由振动，而应是受迫振动，有机械振动，不一定有机械波，有机械波必有机械振动。
（2）介质：介质应具有弹性的媒质，这里的弹性与前述弹性不同，能形成波的媒质叫弹性媒质。 3.波的特点和传播
B
（1）把介质看成是由大量的质点构成的，规定离振源近的称为前一质点，离振源远的称为后一个质点。相邻的质点间存在着相互作用力，振动时，前一质点带动后一质点振动
（2）机械波传播的只是振动的形式和能量，各个质点只在各自的平衡位置附近往复振动，不随波的传播而迁移（水中的树叶）
（3）质点做受迫振动，质点的振幅、振动周期和频率都与波源的相同
（4）各质点开始振动(即起振)的方向均相同
（5）振动速度和波速的区别。在均匀媒质中波是匀速、直线前进的，波由一种媒质进入另一种媒质，f 不变，而v变，而质点的振动是变加速运动，二者没有必然联系，不能混淆。
4.波的意义
（1）传播振动的能量——启动受迫（机械波传播机械能，电磁波传播电磁能。）
（2）传播振动的形式——振幅周期频率（振源如何振动，质点就如何振动）
（3）传播信息（声波、光波、电磁波）
5.波的分类
（1）横波：质点的振动方向与波的传播方向垂直，有波峰(凸部)和波谷(凹部)（如水波）
（2）纵波：质点的振动方向与波的传播方向共线，有密部和疏部（如声波）
二、机械波的图象
1.波的图象（简谐波图像为正弦或余弦曲线）
用x表示波的传播方向的各个质点的平衡位置，用y表示某一时刻各个质点偏离平衡位置的位移，并规定在横波中位移的方向向上为正。
取得方法：（1）描点法――找到某一时刻介质的各个质点偏离平衡位置的位移（2）拍照
纵轴：某一时刻介质的各个质点偏离平衡位置的位移
横轴：介质各个质点的平衡位置
2.波动图象的信息：
（1）波长、振幅
（2）任意一质点此刻的位移
（3）任意一质点在该时刻加速度方向
（4）由传波方向确定振动方向；
由振动方向确定传播方向。
（5）画出一定时间的机械波的图象
①描点法②平移法
3.振动图象和波的图象的联系与区别
联系：波动是振动在介质中的传播，两
者都是按正弦或余弦规律变化的曲线；振动
图象和波的图象中的纵坐标均表示质点的振
动位移，它们中的最大值均表示质点的振幅。
区别：①振动图象描述的是某一质点在不同时刻的振动情况，图象上任意两点表示同一质点在不同时刻偏离平衡位置的位移；波的图象描述的是波在传播方向上无数质点在某一时刻的振动情况，图象上任意两点表示不同的两个质点在同一时刻偏离平衡位置的位移。
②振动图象中的横坐标表示时间，箭头方向表示时间向后推移；波的图象中的横坐标表示离开振源的质点的位置，箭头的方向可以表示振动在介质中的传播方向，即波的传播方向，也可以表示波的传播方向的反方向。
③振动图象随时间的延续将向着横坐标箭头方向延伸，原图象形状不变；波的图象随着时间的延续，原图象的形状将沿横坐标方向整个儿地平移，而不是原图象的延伸。
④在不同时刻波的图象是不同的；对于不同的质点振动图象是不同的。
三、描绘机械波的物理量 1.周期和频率：
在波动中，各个质点的振动周期是相同的，它们都等于波源的振动周期，这个周期也叫做波的周期。同样，各个质点的振动频率也是波的频率。（由振源决定）
2.波长（λ）：在波的传播方向上，相对于平衡位置的位移总相等的两个相邻质点间的距离，叫做波长（波长由波源和介质共同决定）
（1）在横波中，两个相邻的波峰或波谷间的距离等于波长，在纵波中两个相邻的密部或疏部间的距离等于波长。
（2）波动在一个周期中向前推进一个波长 （3）在一个周期内波峰或波谷向前推进一个波长 （4）一个完整的正弦曲线横轴长度。 3.波速：
（1）波速：波在介质中的传播速度。（由介质决定，固体、液体中波速比空气中大）
T
t X
λ=
??=v (波速、波长和频率的关系：f ?=λv
)
（2）波峰或波谷的推进速度（波的传播方向就是波峰或波谷的推进方向）
（3）与波源无关，所以波从一种媒质进入另一种媒质时f 不变、v 变化，波速也是波的能量传播速度。 （4）波由一种介质进入到另外一种介质时，波速改变，波长改变，但是频率不变。类比：频率相同，“步长”不同。 4.波的多解问题 （1）周期性
①时间周期性：时间间隔Δt 与周期T 的关系不明确 ②空间周期性：波传播距离Δx 与波长λ的关系不明确 （2）双向性
①传播方向双向性：波的传播方向不确定 ②振动方向双向性：质点振动方向不确定 四、波的特性 1.波的衍射：
波可以绕过障碍物继续传播的现象，说明波能偏离直线而传到直线传播以外的空间。 明显衍射现象的条件：当障碍物或孔的尺寸小于波长或与波长相差不多 2.波的干涉
（1）波的叠加原理：在两列波重叠的区域里，任何一个质点都同时参与两列波引起的振动，其振动的位移为两列波单独存在引起的位移的矢量和。
波的独立传播原理：两列波相遇前，相遇过程中和相遇后，各自波形和位移不发生任何变化。 ①相遇时，位移和速度都是矢量和 ②相遇后，保持原状，继续传播
③峰峰叠加加强，谷谷叠加加强，峰谷叠加减弱
（2）波的干涉：频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减
弱，而且加强和减弱的区域相间分布的现象。 ①波的传播就是波峰或波谷的推进
②干涉条件：频率相同的两列波（相干波源）叠加 ③干涉图样的特点 a 形成加强区和减弱区 b 加强区和减弱区相互间隔
c 强总强，弱总弱
d 加强区振幅增加，但是位移有时可以为零
减弱区：2
)
12(s λ
+=?n
加强区：λλ
n n
=
=?2
2s 减弱区：λλ
n n
==?2
2s
加强区：2
)
12(s λ
+=?n
3.干涉和衍射现象是波的特有的现象，一切波（包括电磁波）都能发生干涉知衍射，反之，能发生干涉和衍射的一定是波。
4.多普勒效应
（1）波源发出的频率f ：波源单位时间内发出波的个数
观察者接收到的频率f ′
：观察者单位时间内接收到的波的个数 （2） 相对运动时对频率的影响 ①波源和观察者都不动f ′= f
②波源不动：观察者接近波源f ′
＞f ，观察者远离波源f ′
＜f ，波长不变波速不变 ③观察者不动：波源远离观察者f ′
＜f ，波源靠近观察者f ′
＞f ，波长改变波速不变 （3）结论
当波源与观察者有相对运动时，如果二者相互接近，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小。 （4）应用
①有经验的铁路工人可以从火车的汽笛声判断火车的运动方向和快慢.
②有经验的战士可以从炮弹飞行时的尖叫声判断飞行的炮弹是接近还是远去.
③交通警察向行进中的汽车发射一个已知频率的电磁波，波被运动的汽车反射回来时，接收到的频率发生变化，由此可指示汽车的速度.
④由地球上接收到遥远天体发出的光波的频率可以判断遥远天体相对于地球的运动速度. （5）多普勒效应是波动过程共有的特征.
五、次声波和超声波
声波：①空气中的声波是纵波②人耳能感觉的声波的频率范围是20Hz ～20000Hz ，波长范围是17mm ～17m 。③人耳能区分回声和原声的最小时间是④声波有干涉、衍射、反射现象，声音的共振叫共鸣 1、次声波：频率低于20HZ 的声波。2、超声波：频率高于20000HZ 的声波 光的传播 几何光学 一、光的直线传播 1.几个概念
①光源：能够发光的物体
②点光源：忽略发光体的大小和形状，保留它的发光性。（力学中的质点，理想化）
③光能：光是一种能量，光能可以和其他形式的能量相互转化（使被照物体温度升高，使底片感光、热水器电灯、蜡烛、太阳万物生长靠太阳、光电池）
④光线：用来表示光束的有向直线叫做光线，直线的方向表示光束的传播方向，光线实际上不存在，它是细光束的抽象说法。（类比：磁感线 电场线） ⑤实像和虚像
步调一致
步调相反
A
点光源发出的同心光束被反射镜反射或被透射镜折射后，若能会聚在一点，则该会聚点称为实像点；若被反射镜反射或被透射镜折射后光束仍是发散的，但这光束的反向延长线交于一点，则该点称为虚像点．实像点构成的集合称为实像，实像可以用光屏接收，也可以用肉眼直接观察；虚像不能用光屏接收，只能用肉眼观察．
2．光在同一种均匀介质中是沿直线传播的
注意前提条件：在同一种介质中，而且是均匀介质。否则，可能发生偏折。如光从空气斜射入水中（不是同一种介质）；“海市蜃楼”现象（介质不均匀）。
点评：光的直线传播是一个近似的规律。当障碍物或孔的尺寸和波长可以比拟或者比波长小时，将发生明显的衍射现象，光线将可能偏离原来的传播方向。 二、反射 平面镜成像 1．反射定律
光射到两种介质的界面上后返回原介质时，其传播规律遵循反射定律．反射定律的基本内容包含如下三个要点：
① 反射光线、法线、入射光线共面； ② 反射光线与入射光线分居法线两侧； ③ 反射角等于入射角，即
21θθ=
2．平面镜成像的特点——平面镜成的像是正立等大的虚像，像与物关于镜面对称 3．光路图作法——根据成像的特点，在作光路图时，可以先画像，后补画光路图。
4．充分利用光路可逆——在平面镜的计算和作图中要充分利用光路可逆。（眼睛在某点A 通过平面镜所能看到的范围和在A 点放一个点光源，该点光源发出的光经平面镜反射后照亮的范围是完全相同的。） 5．利用边缘光线作图确定范围 三、折射与全反射
1．折射定律 (荷兰 斯涅尔)：
折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光
线与入射光线分别位于法线的
两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比（折射光路是可逆的）
C
v c n sin 1
sin sin 21=
'===
λλθθ (不论是光从真空射入介质，还是由介质射入真空，θ1总是 真空中的光线与法线间夹角，θ2总是介质中的光线与法线间的夹角，v 是光在介质中的波速，λ'是光在介质中的波长，C 为全反射时的临界角。)
折射率：折射率仅反映介质的光学特性，折射率由介质本身的光学性质和光的频率决定，与入射角的大小无关。折射率大，说明光从真空射入到该介质时，偏折大。任何介质的折射率总大于1。 光密介质和光疏介质（1）与密度不同(2)相对性 （3）n 大角小，n 小角大 2．全反射现象
（1）现象：光从光密介质进入到光疏介质中时，随着入射角的增加，折射光线远离法线，强度越来越弱，但是反射光线在远离法线的同时强度越来越强，当折射角达到90度时，折射光线认为全部消失，只剩下反射光线——全反射。
（2）条件：①光从光密介质射向光疏介质；② 入射角达到临界角，即C ≥1θ （3）临界角: 折射角为900
（发生全发射）时对应的入射角,n
C
1sin =
3．光导纤维，海市蜃楼和内窥镜
全反射的一个重要应用就是用于光导纤维（简称光纤）。光纤有内、外两层材料，其中内层是光密介质，外层是光疏介质。光在光纤中传播时，每次射到内、外两层材料的界面，都要求入射角大于临界角，从而发生全反射。这样使从一个端面入射的光，经过多次全反射能够没有损失地全部从另一个端面射出。
四、棱镜和玻璃砖对光路的作用 1．棱镜对光的偏折作用
一般所说的棱镜都是用光密介质制作的。入射光线经三棱镜两次折射后，射出方向与入射方向相比，向底边偏折，虚像向顶角偏移。 2．全反射棱镜
横截面是等腰直角三角形的棱镜叫全反射棱镜。选择适当的入射点，可以使入射光线经过全反射棱镜的作用在射出后偏转90o
或180o
。要特别注意两种用法中光线在哪个表面发生全反射。 3．光的折射和色散
一束白光经过三棱镜折射后形式色散，构成红橙黄绿蓝靛紫的
七条彩色光带，形成光谱。光谱的产生表明白光是由各种单色光组成的复色光，各种单色光的偏转角度不同。 颜色 红橙黄绿蓝靛紫
频率γ 低―→高 折射率n 小―→大 同介质速度v 大―→小 波长λ 大―→小 临界角C 大―→小
4．玻璃砖：所谓玻璃砖一般指横截面为矩形的棱柱。当光线从上表面入射，从下表面射出时，其特点
是：
⑴射出光线和入射光线平行；
⑵各种色光在第一次入射后就发生色散；
⑶射出光线的侧移和折射率、入射角、玻璃砖的厚度有关； ⑷可利用玻璃砖测定玻璃的折射率。 光的本性 物理光学 一、粒子说和波动说
1.微粒说——（牛顿）认为个光是粒子流，从光源出发，在均匀介质中遵循力学规律做匀速直线运动。 成功——直线传播（匀速直线运动）、反射（经典粒子打在界面上）
困难——干涉，衍射（波的特性），折射（粒子受到界面的吸引和排斥：折射角、不能一视同仁），光线交叉
2.波动说——（荷兰）惠更斯、（法）菲涅尔，光在“以太”中以某种振动向外传播 成功——反射、折射、 干涉、衍射 困难——光电效应、康普顿效应、偏振
19世纪以前，微粒说一直占上风
（1）人们习惯用经典的机械波的理论去理解光的本性。 （2）牛顿的威望
（3）波动理论本身不够完善 （以太、惠更斯无法科学的给出周期和波长的概念） 3.光的电磁说：（英）麦克斯韦，光是一种电磁波 4.光电效应：证明光具有粒子性
红
紫
二、光的双缝干涉：证明光是一种波
1.实验
1801年，（英）托马斯·杨
单色光单孔屏双孔屏接收屏
2.现象
（1）接收屏上看到明暗相间的等宽等距条纹。中央亮条纹
（2）波长越大，条纹越宽
（3）如果用复色光（白），出现彩色条纹。中央复色（白）原因：相干光源在屏上叠加（加强或减弱）3.小孔的作用：产生同频率的光
双孔的作用：产生相干光源（频率相同，步调一致，两小孔出来的光是完全相同的。）
4.条纹的亮暗
L2—L1=（2K+1）λ/ 2 暗条纹
L2—L1=2Kλ/ 2 =Kλ亮条纹
5.条纹间距∝波长
△X =λL/d（波长、双缝到屏的距离、双缝距离）
6.1 m = 10 9nm 1 m = 10 10 A
三、薄膜干涉：光是一种波
1.实验酒精中撒钠盐，火焰发出单色的黄光
2.现象
（1）薄膜的反射光中看到了明暗相间的条纹。条纹等宽
（2）波长越大，条纹越宽
（3）如果用复色光，出现彩色条纹
3.原因：薄膜厚度上薄下厚，入射光照在薄膜的同一位置，来自前后两个
面的反射光（频率相同）路程差不同，叠加后出现明条纹或暗条纹（阳光
下的肥皂泡、水面上的油膜、压紧的两块玻璃）。
4.科技技上的应用
（1）查平面的平整程度
单色光入射，a的下表面与b的上表面反射光叠加，出现明暗相间的条纹，如果被检查的平面是平的，那么空气厚度相同的各点就位于同一条直线上，干涉后得到的是直条纹，否则条纹弯
曲。
（2）增透膜
膜的厚度为入射光在薄膜中波长的1/4倍时，从薄膜的两个面反射的波相遇，峰谷叠加，反
射减，抵消黄、绿光，镜头呈淡紫色。
四．光的衍射：光是一种波
光绕过直线路径到障碍物的阴影里去的现象，称光的衍射，衍射产生的明暗条纹或光环
叫衍射图样．
1．实验
a 单缝衍射：明暗相间的不等距条纹，中央亮纹最宽最亮，两侧条纹具有对称性
b 圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环，圆环远远超过孔的直线照明的面积
c圆盘衍射：明暗相间的不等距圆环，中心有一亮斑称为泊松亮
斑(证实波动性)．
泊送亮斑：（法）菲涅尔理论泊松数学推导
2．条纹的特点：条纹宽度不相同，正中央是亮条纹，最宽最亮，若复色光（白），彩色条纹，中央复色（白）
3．产生明显衍射条件：障碍物或孔的尺寸比波长小或差不多
4．光的直线传播是近似规律
五．光的电磁说：麦克斯韦根据电磁波与光在真空中的传播速度相同，提出光在本质上是一种电磁波，这就是光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。
1．电磁波谱：波长从大到小排列顺序为：无线电波、红外线（一切物体都放出红外线，1800年，英国赫谢尔）、可见光、紫外线（一切高温物体，如太阳、弧光灯发出的光都含有紫外线，1801年，德国里特）、X射线（高速电子流照射到任何固体上都会产生x射线，1895年，德国伦琴，）、γ射线。各种电磁波中，除可见光以外，相邻两个波段间都有重叠（如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠）。
各种电磁波的产生机理分别是：无线电波是振荡电路中自由电子的周期性运动产生的；红外线、可见光、紫外线是原子的外层电子受到激发后产生的；伦琴射线是原子的内层电子受到激发后产生的；γ射线是原子核受到激发后产生的。
2．各种电磁波的产生、特性及应用。
电磁波产生机理特性应用
无线电
波LC电路中的周期
性振荡
波动性强无线技术
红外线
原子的最外层电
子受激发后产生
的热作用显着，衍射性强加热、高空摄影、红外遥感
可见光引起视觉产生色彩效应照明、摄影、光合作用
紫外线化学、生理作用显着、
能产生荧光效应
日光灯、医疗上杀菌消毒、治
疗皮肤病、软骨病等
伦琴射
线原子的内层电子
受激发后产生的
穿透本领很大医疗透视、工业探伤
γ射线原子核受激发后
产生的
穿透本领最强
探伤；电离作用；对生物组织
的物理、化学作用；医疗上杀
菌消毒；
3．实验证明：物体辐射出的电磁波中辐射最强的波长λm和物体温度之间满足关系λm = （为常数）。可见高温物体辐射出的电磁波频率较高。在宇宙学中，可以根据接收到的恒星发出的光的频率，分析其表面温度。
六、光电效应：在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应。（右图装置中，用弧光灯照射锌版，有电子从锌版表面飞出，使原来不带电的验电器带正电。）光效应中发射出
来的电子叫光电子。
1.光电效应的规律。①各种金属都存在极限频率ν0，只有ν≥ν0才能
发生光电效应；②光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入光的
频率增大而增大；③当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入
光的强度成正比；④瞬时性（光电子的产生不超过10-9s）。
2.光子说
①、普朗克量子理论：电磁波的发射和接收是不连续的，是一份一份的，每一份叫能量子或量子，每一份的能量是E＝h γ，h＝×10－ 34 J·s，称为普朗克常量。
②爱因斯坦光子说：光的发射、传播、接收是不连续的，是一份一份的，每一份叫一个光子。其能量E ＝h γ。
③爱因斯坦光电效应方程
w h mv -=γ2
2
1 E=h
ν ν⑷：E k = h ν- W （E k 是光电子的最大初动能；W 是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。） 3.光电管
4.康普顿效应
在研究电子对X 射线的散射时发现：有些散射波的波长比入射波的波长略大。康普顿认为这是因为光子不仅有能量，也具有动量。实验结果证明这个设想是正确的。因此康普顿效应也证明了光具有粒子性。
七、光的波粒二象性 1．光的波粒二象性
人们无法用其中一种观点把光的所有现象解释清楚，只能认为光具有波粒二象性，但不能把它看成宏观经典的波和粒子。减小窄缝的宽度，减弱光的强度，使光子一个一个的通过，到达接收屏的底片上。若暴光时间短，底片上是不规则的亮点，若暴光时间长，底片上是条纹
干涉、衍射和偏振以无可辩驳的事实表明光是一种波；光电效应和康普顿效应又用无可辩驳的事实表明光是一种粒子；因此现代物理学认为：光具有波粒二象性。 2．正确理解波粒二象性
波粒二象性中所说的波是一种概率波，对大量光子才有意义。波粒二象性中所说的粒子，是指其不连续性，是一份能量。
⑴个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性。 ⑵ν高的光子容易表现出粒子性；ν低的光子容易表现出波动性。
⑶光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时往往表现为粒子性。
⑷由光子的能量E=h ν，光子的动量λ
h p =表示式也可以看出，光的波动性和粒子性并不矛盾：表示粒
子性的粒子能量和动量的计算式中都含有表示波的特征的物理量——频率ν和波长λ。 八、物质波（德布罗意波）
由光的波粒二象性的思想推广到微观粒子和任何运动着的物体上去，得出物质波（德布罗意波）的概念：任何一个运动着的物体都有一种波与它对应，该波的波长λ=p h 。
九、光的偏振
⑴光的偏振也证明了光是一种波，而且是横波。各种电磁波中电场E 的方向、磁场B 的方向和电磁波的传播方向之间，两两互相垂直。
⑵光波的感光作用和生理作用主要是由电场强度E 引起的，将E 的振动称为光振动。
⑶自然光。太阳、电灯等普通光源直接发出的光，包含垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫自然光。
⑷偏振光。自然光通过偏振片后，在垂直于传播方向的平面上，只沿一个特定的方向振动，叫偏振光。自然光射到两种介质的界面上，如果光的入射方向合适，使反射和折射光之间的夹角恰好是90°，这时，反射光和折射光就都是偏振光，且它们的偏振方向互相垂直。我们通常看到的绝大多数光都是偏振光。
自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器；第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器． 十、激光
K 阳极A
玻璃泡
（碱金
1.方向性好．激光束的光线平行度极好，从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径lm 多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的．
2.单色性强．激光器发射的激光，都集中在一个极窄的频率范围内，由于光的颜色是由频率决定的，因此激光器是最理想的单色光源．
3.平行性好．由于激光束的高度平行性极强的单色性，因此激光是最好的相干光，用激光器作光源观察光的干涉和衍射现象，都能取得较好的效果．
4.亮度高．所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍． 第十四章 电磁波和相对论简介 一、电磁振荡
1．振荡电路：大小和方向都随时间做周期性变儿的电流叫做振荡电流，能够产生振荡电流的电路叫振荡电路，LC 回路是一种简单的振荡电路。
2．LC 回路的电磁振荡过程：可以用图象来形象分析电容器充、放电过程中各物理量的变化规律，如图所示
3．LC 回路的振荡周期和频率
注意：（1）LC 回路的T 、f 只与电路本身性质L 、C 有关
（2）电磁振荡的周期很小，频率很高，这是振荡电流与普通交变电流的区别。
4、分析电磁振荡要掌握以下三个要点（突出能量守恒的观点）：
⑴理想的LC 回路中电场能E 电和磁场能E 磁在转化过程中的总和不变。
⑵回路中电流越大时，L 中的磁场能越大（磁通量越大）。
⑶极板上电荷量越大时，C 中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大）。
5、LC 回路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数。
6、注意特殊点和过程
a.充电完毕和放电完毕时的特点
b.充电过程和放电过程的特点
c.电场能和磁场能的转化的临界状态
d.电流在什么时候方向改变 二、电磁场和电磁波 1．麦克斯韦的电磁场理论
（1）变化的磁场（电场）能够在周围空间产生电场（磁场）；
（2）均匀变化的磁场（电场）能够在周围空间产生稳定的电场（磁场）； （3）振荡的磁场（电场）能够在周围空间产生同频率的振荡电场（磁场）； 可以证明：振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场。
点评：变化的磁场在周围激发的电场为涡旋电场，涡旋电场与静电场一样，对电荷有力的作用，但涡旋电场又于静电场不同，它不是静电荷产生的，它的电场线是闭合的，在涡旋电场中移动电荷时，电场力做的功与路径有关，因此不能引用“电势”、“电势能”等概念。另外要用联系的观点认识规律，变化的磁场产生电场是电磁感应的本质。
i
q
t
t
o
o 放电 充电 放电 充
2．电磁场：按麦克斯韦的电磁场理论，变化电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，称为电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。
理解电磁场是统一的整体：
根据麦克斯韦电磁场理论的两个要点：在变化的磁场的周围空间将产生涡漩电场，在变化的电场的周围空间将产生涡漩磁场．当变化的电场增强时，磁感线沿某一方向旋转，则在磁场减弱时，磁感线将沿相反方向旋转，如果电场不改变是静止的，则就不产生磁场．同理，减弱或增强的电场周围也将产生不同旋转方向的磁场．因此，变化的电场在其周围产生磁场，变化的磁场在其周围产生电场，一种场的突然减弱，导致另一种场的产生．这样，周期性变化的电场、磁场相互激发，形成的电磁场链一环套一环，如下图所示．需要注意的是，这里的电场和磁场必须是变化的，形成的电磁场链环不可能是静止的，这种电磁场是无源场（即：不是由电荷激发的电场，也不是由运动电荷-电流激发的磁场．），并非简单地将电场、磁场相加，而是相互联系、不可分割的统一整体．在电磁场示意图中，电场E矢量和磁场B矢量，在空间相互激发时，相互垂直，以光速c在空间传播．
3．电磁波
变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波。
（1）有效地发射电磁波的条件是：①频率足够高（单位时间内辐射出的能量P∝f4）；②形成开放电路（把电场和磁场分散到尽可能大的空间里去）。
（2）电磁波的特点：
①电磁波是横波。在电磁波传播方向上的任一点，场强E和磁感应强度B均与传播方向垂直且随时间变化，因此电磁波是横波。
②电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播。在真空中的波速为c=×108m/s。
③波速和波长、频率的关系：c＝λf
注意：麦克斯韦根据他提出的电磁场理论预言了电磁波的存在以及在真空中波速等于光速c，后由赫兹用实验证实了电磁波的存在
（3）电磁波和机械波有本质的不同
三．无线电波的发射和接收
（1）无线电波：无线电技术中使用的电磁波
（2）无线电波的发射：如图所示。
①调制：使电磁波随各种信号而改变②调幅和调频
（3）无线电
波的接收
①电谐振：
当接收电路
的固有频率
跟接收到的
电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振。
②调谐：使接收电路产生电谐振的过程。调谐电路如图所示。通过改变电容器电容来改变调谐电路的频率。
③检波：从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号。
（4）.电磁波的应用
广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。
雷达：无线电定位的仪器，波位越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能强，多数的雷达工作于微波波段。缺点，沿地面传播探测距离短。中、长波雷达沿地面的探测距离较远，但发射设备复杂。1．狭义相对论的基本假设
(1)在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的． (2)真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的． 2．相对论质量 2
01??
? ??-=
c v m m .
3．质能方程2
mc E =
高中物理选修3-3知识点整理
选修3—3考点汇编 1、物质是由大量分子组成的 （1）单分子油膜法测量分子直径 （2）1mol 任何物质含有的微粒数相同2316.0210A N mol -=? （3）对微观量的估算 ①分子的两种模型：球形和立方体（固体液体通常看成球形，空气分子占据的空间看成立方体） ②利用阿伏伽德罗常数联系宏观量与微观量 a.分子质量：mol A M m N = b.分子体积：mol A V v N = c.分子数量：A A A A mol mol mol mol M v M v n N N N N M M V V ρρ= === 2、分子永不停息的做无规则的热运动（布朗运动 扩散现象） （1）扩散现象：不同物质能够彼此进入对方的现象，说明了物质分子在不停地运动，同时还说明分子 间有间隙，温度越高扩散越快 （2）布朗运动：它是悬浮在液体中的固体微粒的无规则运动，是在显微镜下观察到的。 ①布朗运动的三个主要特点： 永不停息地无规则运动；颗粒越小，布朗运动越明显；温度越高，布朗运动越明显。 ②产生布朗运动的原因：它是由于液体分子无规则运动对 固体微小颗粒各个方向撞击的不均匀性造成的。 ③布朗运动间接地反映了液体分子的无规则运动，布朗运 动、扩散现象都有力地说明物体内大量的分子都在永不停息地
做无规则运动。 （3）热运动：分子的无规则运动与温度有关，简称热运动，温度越高，运动越剧烈 3、分子间的相互作用力 分子之间的引力和斥力都随分子间距离增大而减小。但是分子间斥力随分子间距离加大而减小得更快些，如图1中两条虚线所示。分子间同时存在引力和斥力，两种力的合力又叫做分子力。在图1图象中实线曲线表示引力和斥力的合力(即分子力)随距离变化的情况。当两个分子间距在图象横坐标0r 距离时，分子间的引力与斥力平衡，分子间作用力为零，0r 的数量级为1010 -m ，相当于0r 位置叫做平衡位置。当分子距离的数量级大于 m 时，分子间的作用力变得十分微弱，可以忽略不 计了 4、温度 宏观上的温度表示物体的冷热程度，微观上的温度是物体大量分子热运动平均动能的标志。热力学温度与摄氏温度的关系：273.15T t K =+ 5、内能 ①分子势能 分子间存在着相互作用力，因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能。分子势能的大小与分子间距离有关，分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。（0r r =时分子势能最小） 当0r r >时，分子力为引力，当r 增大时，分子力做负功，分子势能增加 当0r r <时，分子力为斥力，当r 减少时，分子力做负功，分子是能增加 ②物体的内能 物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成，因此任何物体都是有内能的。（理想气体的内能只取决于温度） ③改变内能的方式
高中物理公式大全一览表
高中物理公式大全一览表 高中物理有很多公式，经过高中三年的学习相信大家都有很多物理知识点需要总结，为了方便大家学习物理，小编为大家整理了高中物理公式，希望对大家有帮助。 一、质点的运动(1)------直线运动 1)匀变速直线运动 1.平均速度V平=s/t(定义式) 2.有用推论Vt2-Vo2=2as 3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at 5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t 7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a0;反向则a0｝ 8.实验用推论s=aT2 {s为连续相邻相等时间(T)内位移之差｝ 9.主要物理量及单位:初速度(Vo):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。 注：(1)平均速度是矢量; (2)物体速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式; (4)其它相关内容:质点.位移和路程.参考系.时间与时刻;速度与速率.瞬时速度。 2)自由落体运动
1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算) 4.推论Vt2=2gh 注:(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; (2)a=g=9.8m/s210m/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)。 (3)竖直上抛运动 1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s210m/s2) 3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起) 5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间) 注:(1)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; (2)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; (3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等。 二、质点的运动(2)----曲线运动、万有引力 1)平抛运动 1.水平方向速度：Vx=Vo 2.竖直方向速度：Vy=gt 3.水平方向位移：x=Vot 4.竖直方向位移：y=gt2/2 5.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2) 6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2
高中物理机械能守恒定律经典例题及技巧
一、单个物体的机械能守恒 判断一个物体的机械能是否守恒有两种方法：（1）物体在运动过程中只有重力做功，物体的机械能守恒。 物体在运动过程中不受媒质阻力和摩擦阻力，物体的机械能守恒。 所涉及到的题型有四类：（1）阻力不计的抛体类。（2）固定的光滑斜面类。（3）固定的光滑圆弧类。（4）悬点固定的摆动类。 （1）阻力不计的抛体类 包括竖直上抛；竖直下抛；斜上抛；斜下抛；平抛，只要物体在运动过程中所受的空气阻力不计。那么物体在运动过程中就只受重力作用，也只有重力做功，通过重力做功，实现重力势能与机械能之间的等量转换，因此物体的机械能守恒。 （ 例：在高为h 的空中以初速度v 0抛也一物体，不计空气阻力，求物体落地 时的速度大小 分析：物体在运动过程中只受重力，也只有重力做功，因此物体的机械能 守恒，选水平地面为零势面，则物体抛出时和着地时的机械能相等 2202 121t mv mv mgh =+ 得：gh v v t 220+= （2）固定的光滑斜面类 在固定光滑斜面上运动的物体，同时受到重力和支持力的作用，由于支持力和物体运动的方向始终垂直，对运动物体不做功，因此，只有重力做功，物体的机械能守恒。 例，以初速度v 0 冲上倾角为光滑斜面，求物体在斜面上运动的距离是多少 分析：物体在运动过程中受到重力和支持力的作用，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选水平地面为零势面，则物体开始上滑时和到达最高时的机械能相等 θsin 2120?==mgs mgh mv 得：θ sin 220g v s = $ （3）固定的光滑圆弧类 在固定的光滑圆弧上运动的物体，只受到重力和支持力的作用，由于支持力始终沿圆弧的法线方向而和物体运动的速度方向垂直，对运动物体不做功，故只有重力做功，物体的机械能守恒。 例：固定的光滑圆弧竖直放置，半径为R ，一体积不计的金属球在圆弧的最低点至少具有多大的速度才能作一个完整的圆周运动 分析：物体在运动过程中受到重力和圆弧的压力，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选物体运动的最低点为重力势能的零势面，则物体在最低和最高点时的机械能相等 2202 1221t mv R mg mv += 要想使物体做一个完整的圆周运动，物体到达最高点时必须具有的最小速度为： Rg v t = 所以 gR v 50= （4）悬点固定的摆动类 [
高中物理公式大全(整理版)
高中物理公式大全 一、力学 1、胡克定律：f = k x (x 为伸长量或压缩量，k 为劲度系数，只与弹簧的长度、粗细和材料有关) 2、重力： G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化，赤极g g >，高伟低纬g >g ) 3、求F 1、F 2的合力的公式： θcos 2212221F F F F F ++= 合，两个分力垂直时： 2 221F F F +=合 注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行定则。分解时喜欢正交分解。 (2) 两个力的合力范围： F 1－F 2 F F 1 +F 2 (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、物体平衡条件： F 合=0 或 F x 合=0 F y 合=0 推论：三个共点力作用于物体而平衡，任意一个力与剩余二个力的合力一定等值反向。 解三个共点力平衡的方法： 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 ) 滑动摩擦力： f = N （动的时候用，或时最大的静摩擦力） 说明：①N 为接触面间的弹力（压力），可以大于G ；也可以等于G ；也可以小于G 。 ② 为动摩擦因数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快 慢以及正压力N 无关。 (2 ) 静摩擦力： 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解，与正压力无关。 大小范围： 0 f 静 f m (f m 为最大静摩擦力) 说明：①摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反。 ②摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。 ③摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 ④静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。 6、万有引力： （1）公式：F=G 2 2 1r m m （适用条件：只适用于质点间的相互作用） G 为万有引力恒量：G = 6.67×10-11 N ·m 2 / kg 2 （2）在天文上的应用：（M ：天体质量；R ：天体半径；g ：天体表面重力加速度；r 表示卫星或行星的轨道半径，h 表示离地面或天体表面的高度）） a 、万有引力=向心力 F 万=F 向 即 '4222 22mg ma r T m r m r v m r Mm G =====πω 由此可得： ①天体的质量： ，注意是被围绕天体（处于圆心处）的质量。 ②行星或卫星做匀速圆周运动的线速度： ，轨道半径越大，线速度越小。 2 3 24GT r M π=r GM v =
高中物理《机械能》知识点总结
高中物理《机械能》知识点总结 一、功 1概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。功是能量转化的量度。 2条件:.力和力的方向上位移的乘积 3公式:W=F S cosθ --某力功,单位为焦耳( --某力(要为恒力,单位为牛顿( S--物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m --力与位移的夹角 4功是标量,但它有正功、负功。 某力对物体做负功,也可说成"物体克服某力做功"。 当时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功; 当时,即力与位移垂直功为零,力不做功; 当时,即力与位移成钝角,功为负,阻力做功; 5功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。 6功仅与F、S、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。 7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。 即W总=W1+W2+...+Wn或W总=F合Scosθ 8合外力的功的求法: 方法1:先求出合外力,再利用W=Flcosα求出合外力的功。 方法2:先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。 二、功率 1概念:功跟完成功所用时间的比值,表示力(或物体做功的快慢。
2公式:(平均功率 (平均功率或瞬时功率 3单位:瓦特W 4分类: 额定功率:指发动机正常工作时最大输出功率 实际功率:指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P实≤P额。 5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化,采用的基本公式是P=Fv和F-f=ma 6应用: (1机车以恒定功率启动时,由(为机车输出功率,为机车牵引力,为机车前进速度机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引力时,速度不再增大达到最大值,则。 (2机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力恒定为,速度不断增加汽车输出功率随之增加,当时,开始减小但仍大于因此机车速度继续增大,直至时,汽车便达到最大速度,则。 三、重力势能 1定义:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。 2公式: h--物体具参考面的竖直高度 3参考面 a重力势能为零的平面称为参考面; b选取:原则是任意选取,但通常以地面为参考面 若参考面未定,重力势能无意义,不能说重力势能大小如何 选取不同的参考面,物体具有的重力势能不同,但重力势能改变与参考面的选取无关。 4标量,但有正负。 重力势能为正,表示物体在参考面的上方; 重力势能为负,表示物体在参考面的下方; 重力势能为零,表示物体在参考面上。 5单位:焦耳(J
高中物理选修3-3知识点归纳
选修3-3知识点归纳 2017-11-15 一、分子动理论 1、物体是由大量分子组成：阿伏伽德罗第一个认识到物体是由 分子组成的。 ①分子大小数量级10-10m ②A N M m 摩分子=(对固体液体气体) A N V V 摩分子=(对固体和液体) 摩摩物物V M V m ==ρ 2、油膜法估测分子的大小： ①S V d 纯油酸=，V 为纯油酸体积，而不能是油酸溶液体积。 ②实验的三个假设（或近似）：分子呈球形；一个一个整齐地紧密排列；形成单分子层油膜。 3、分子热运动： ①物体内部大量分子的无规则运动称为热运动，在电子显微镜才能观察得到。 ②扩散现象和布朗运动证实分子永不停息作无规则运动，扩散现象还说明了分子间存在间隙。 ③布朗运动是固体小颗粒在液体或气体中的运动，反映了液体分子或气体分子无规则运动。颗粒越小、 温度越高，现象越明显。从阳光中看到教室中尘埃的运动不是布朗运动。 4、分子力： ①分子间同时存在引力和斥力，都随距离的增大而减小，随距离的减小而增大，斥力总比引力变化得快。 ②当r=r 0=10-10m 时，引力=斥力，分子力为零；当r>r 0，表现为引力；当r 高中物理公式知识点 总结大全 高中物理公式、知识点、规律汇编表 一、力学公式 1、 胡克定律： F = kx (x 为伸长量或压缩量,K 为倔强系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关) 2、 重力： G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化) 3 、求F 1、F 2两个共点力的合力的公式： Ｆ＝θCOS F F F F 2122212++ 合力的方向与F 1成α角： tg α=F F F 212sin cos θθ+ 注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。 (2) 两个力的合力范围： ? F 1－F 2 ? ≤ F ≤ F 1 +F 2 (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、两个平衡条件： （1） 共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合外力 为零。 ∑F=0 或∑F x =0 ∑F y =0 推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。 [2]几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力 （一个力）的合力一定等值反向 ( 2 ) 有固定转动轴物体的平衡条件： 力矩代数和为零． 力矩：M=FL (L 为力臂，是转动轴到力的作用线的垂直距离） 5、摩擦力的公式： (1 ) 滑动摩擦力： f= μN 说明 ： a 、N 为接触面间的弹力，可以大于G ；也可以等于G;也可以小于G b 、 μ为滑动摩擦系数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面 积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N 无关. (2 ) 静摩擦力： 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关. 大小范围： O ≤ f 静≤ f m (f m 为最大静摩擦力，与正压力有关) 说明： a 、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，还可以与运动方向成一 定 夹角。 b 、摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。 c 、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 d 、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。 6、 浮力： F= ρVg (注意单位) 7、 万有引力： F=G m m r 12 2 (1)． 适用条件 (2) ．G 为万有引力恒量 (3) ．在天体上的应用：（M 一天体质量 R 一天体半径 g 一天体表面重力 加速度） a 、万有引力=向心力 1 机械能守恒定律知识点总结及本章试题 一、功 1概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。 2条件：. 力和力的方向上位移的乘积 3公式：W=F S cos θ W ——某力功，单位为焦耳（J ） F ——某力（要为恒力） ，单位为牛顿（N ） S ——物体运动的位移，一般为对地位移，单位为米（m ） θ——力与位移的夹角 4功是标量，但它有正功、负功。某力对物体做负功，也可说成“物体克服某力做功”。 功的正负表示能量传递的方向，即功是能量转化的量度。 当)2 ,0[π θ∈时，即力与位移成锐角，力做正功，功为正； 当2 π θ= 时，即力与位移垂直，力不做功，功为零； 当],2 ( ππ θ∈时，即力与位移成钝角，力做负功，功为负； 5功是一个过程所对应的量，因此功是过程量。 6功仅与F 、S 、θ有关，与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。 7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。 即W 总=W 1+W 2+…+Wn 或W 总= F 合Scos θ 二、功率 1概念：功跟完成功所用时间的比值，表示力(或物体)做功的快慢。 2公式：t W P = （平均功率） θυcos F P =（平均功率或瞬时功率） 3单位：瓦特W 4分类： 额定功率：指发动机正常工作时最大输出功率 实际功率：指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率，P 实≤P 额。 5应用： （1）机车以恒定功率启动时，由υF P =（P 为机车输出功率，F 为机车牵引力，υ为机车前进速度）机车速度不断增加则牵引力不断减小，当牵引力f F =时，速度不再增大达到最大值m ax υ，则 f P /max =υ。 高中物理公式大全; 一、质点的运动（1）——直线运动 1）匀变速直线运动 1.平均速度V平＝s/t（定义式） 2.有用推论 Vt2-Vo2＝2as 3.中间时刻速度Vt/2＝V平＝(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt ＝Vo+at 5.中间位置速度Vs/2＝[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s＝V平t＝Vot+at2/2＝Vt/2t 7.加速度a＝(Vt-Vo)/t ｛以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a>0；反向则a<0｝ 8.实验用推论Δs＝aT2 ｛Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差｝ 9.主要物理量及单位:初速度(Vo):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。 注： (1)平均速度是矢量; (2)物体速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式，不是决定式; (4)其它相关内容：质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。 2）自由落体运动 1.初速度Vo＝0 2.末速度Vt＝gt 3.下落高度h＝gt2/2（从Vo位置向下计算） 4.推论Vt2＝2gh 注: (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； (2)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）。 3）竖直上抛运动 1.位移s＝Vot-gt2/2 2.末速度Vt＝ Vo-gt （g=9.8m/s2≈10m/s2） 3.有用推论Vt2-Vo2＝-2gs 4.上升最大高度Hm＝Vo2/2g(抛出点算起） 5.往返时间t＝2Vo/g （从抛出落回原位置的时间） 注: (1)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； 高中物理机械能守恒定律知识点总结（一） 一、功 1．公式和单位：，其中是F和l的夹角．功的单位是焦耳，符号是J. 2．功是标量，但有正负．由，可以看出： (1)当0°≤<90°时，0<≤1，则力对物体做正功，即外界给物体输送能量，力是动力； (2)当＝90°时，＝0，W＝0，则力对物体不做功，即外界和物体间无能量交换． (3)当90°<≤180°时，－1≤<0，则力对物体做负功，即物体向外界输送能量，力是阻力．3、判断一个力是否做功的几种方法 (1)根据力和位移的方向的夹角判断，此法常用于恒力功的判断，由于恒力功W＝Flcosα，当α＝90°，即力和作用点位移方向垂直时，力做的功为零． (2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功．当力的方向和瞬时速度方向垂直时，作用点在力的方向上位移是零，力做的功为零． (3)根据质点或系统能量是否变化，彼此是否有能量的转移或转化进行判断．若有能量的变化，或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化，则必定有力做功． 4、各种力做功的特点 (1)重力做功的特点：只跟初末位置的高度差有关，而跟运动的路径无关． (2)弹力做功的特点：对接触面间的弹力，由于弹力的方向与运动方向垂直，弹力对物体不做功；对弹簧的弹力做的功，高中阶段没有给出相关的公式，对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等． (3)摩擦力做功的特点：摩擦力做功跟物体运动的路径有关，它可以做负功，也可以做正功，做正功时起动力作用．如用传送带把货物由低处运送到高处，摩擦力就充当动力．摩擦力 的大小不变、方向变化(摩擦力的方向始终和速度方向相反)时，摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算，即W＝F·l. (1)W总＝F合lcosα，α是F合与位移l的夹角； (2)W总＝W1＋W2＋W3＋?为各个分力功的代数和； (3)根据动能定理由物体动能变化量求解：W总＝ΔEk. 5、变力做功的求解方法 (1)用动能定理或功能关系求解． (2)将变力的功转化为恒力的功． ①当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积，如滑动摩擦力、空气阻力做功等； ②当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力对位移的平均值＝2F1＋F2，再由W＝lcosα计算，如弹簧弹力做功； ③作出变力F随位移变化的图象，图线与横轴所夹的?°面积?±即为变力所做的功； ④当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车牵引力做的功． 二、功率 1．计算式 (1)P＝tW，P为时间t内的平均功率． (2)P＝Fvcosα 5．额定功率：机械正常工作时输出的最大功率．一般在机械的铭牌上标明． 6．实际功率：机械实际工作时输出的功率．要小于等于额定功率． 方恒定功率启动恒定加速度启动 高中必修一物理公式关于高一物理知识点机械 能的公式归纳 机械能 1.功(1)做功的两个条: 作用在物体上的力.物体在里的方向上通过的距离.(2)功的大小: W=Fscosa 功是标量功的单位:焦耳(J) 1J=1N*m 当 0派/2 w0 F做正功 F是动力 当 a=派/2 w=0 (cos派/2=0) F不作功 当派/2派 W0 F做负功 F是阻力 (3)总功的求法: W总=W1+W2+W3Wn W总=F合Scosa 2.功率(1) 定义:功跟完成这些功所用时间的比值.P=W/t 功率是标量功率单位:瓦特(w) 此公式求的是平均功率1w=1J/s 1000w=1kw (2) 功率的另一个表达式: P=Fvcosa 当F与v方向相同时, P=Fv.(此时cos0度=1)此公式即可求平均功率,也可求瞬时功率1)平均功率: 当v为平均速度时 2)瞬时功率: 当v为t时刻的瞬时速度 (3) 额定功率: 指机器正常工作时最大输出功率 实际功率: 指机器在实际工作中的输出功率 正常工作时: 实际功率额定功率 (4) 机车运动问题(前提:阻力f恒定) P=Fv F=ma+f (由牛顿第二定律得) 汽车启动有两种模式 1) 汽车以恒定功率启动 (a在减小,一直到0) P恒定 v在增加 F在减小尤F=ma+f 当F减小=f时 v此时有最大值 2) 汽车以恒定加速度前进(a开始恒定,在逐渐减小到0) a恒定 F不变(F=ma+f) V在增加 P实逐渐增加最大 此时的P为额定功率即P一定 P恒定 v在增加 F在减小尤F=ma+f 当F减小=f时 v此时有最大值 3.功和能(1) 功和能的关系: 做功的过程就是能量转化的过程功是能量转化的量度 (2) 功和能的区别: 能是物体运动状态决定的物理量,即过程量 功是物体状态变化过程有关的物理量,即状态量 这是功和能的根本区别.4.动能.动能定理(1) 动能定义:物体由于运动而具有的能量.用Ek表示表达式 Ek=1/2mv^2 能是标量也是过程量单位:焦耳(J) 热学知识点复习→制作人：湄江高级中学：吕天鸿 一、固、液、气共有性质 1、组成物质的分子永不停息、无规则运动。温度T越高，运动越激烈，分子平均动能。 注意：对于理想气体，温度T还决定其内能的变化。 扩散现象：相互渗透的反应 2、分子运动的表现 布朗运动：看不见的固体小颗粒被分子不平衡碰撞，颗粒越大，运动越 3、分子间同时存在引力与斥力，且都随着分子间距r的增加而。 (1)分子力的合力F表现：是为F引还是F斥？看间距与分界点r0关系，看下图 当r=r0时,F引=F斥,分子力为0; 当r>r0时,F引>F斥,分子力表现为 当r 非晶体：无确定的熔点。 → 物理性质：各向同性。原子排列：无规则 2,、同一种物质可能以晶体与非晶体两种不同形态出现。如碳形成的金刚石与石墨 3、有些晶体与非晶体可以相互转化。 4、常考晶体有：金刚石与石墨、石英、云母、食盐。常考非晶体有：玻璃、蜂蜡、松香。 三、热力学定律→研究高考对象为→主要还是理想气体 1、热力学第一定律：ΔU =W+Q 表达式中正、负号法则:如下图 2、气体实验定律与热力学第一定律的结合量是气体的体积和温度,当温度变化时,气体的内能变化,当体积变化时,气体将伴随着做功,解题时要掌握气体变化过程的特点: (1)等温过程:内能不变,即ΔU=0。温度T ↑，则内能增加，ΔU >0 (2)等容过程:W=0。若体积V ↑，则气体对外界做功，W 取“—”负号计算。反之亦然 (3)绝热过程:Q=0。 3、再次强调：温度T 决定分子平均动能的变化。也决定理想气体的内能变化 四、气体实验定律→ 理想气体→P 、V 、T=t 0c+273 三个物理量关系 1、三条特殊线 （等温线：P 1V 1=p 2V 2 ） 2、液体柱模型 （1）明确点：P 液=egh 一般不用。当液体为汞时，大气压以 为单位时，高为h cm 时，P 液=h .计算气 物理公式一览表 一、力学 1、 胡克定律： F = Kx (x 为伸长量或压缩量,K 为倔强系数，只与弹簧的原长、粗细和材料有关) 2、 重力： G = mg (g 随高度、纬度而变化) 3 (2) 两个力的合力范围： ? F 1－F 2 ? ≤ F ≤ F 1 +F 2 4、两个平衡条件： 共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合外力为零。 5、摩擦力的公式： (1 ) 滑动摩擦力： f= μN 说明 ： a 、N 为接触面间的弹力，可以大于G ；也可以等于G;也可以小于G,μ为滑动摩擦系数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N 无关. (2 ) 静摩擦力： 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关.大小范围： O ≤ f 静≤ f m (f m 为最大静摩擦力，与正压力有关) 说明： a 、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反， b 、摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。 c 、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 d 、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。 6.万有引力F=km 1 m 2 /r 2 7、 牛顿第二定律： F 合 = ma 理解：（1）矢量性 （2）瞬时性 （3）独立性 （4） 同一性 8、匀变速直线运动： 基本规律： V t = V 0 + a t S = v o t +12 a t 2 几个重要推论： (1) V t 2 － V 02 = 2as （匀加速直线运动：a 为正值，匀减速直线运动：a 为正值） 初速为零的匀加速直线运动,在1s 、2s 、3s ……ns 内的位移之比为12：22:32 ……n 2； 在第1s 内、第 2s 内、第3s 内……第ns 内的位移之比为1：3：5……(2n-1); 在第1米内、第2米内、第3米内……第n 米内的时间之比为1： ()21-：32-)……(n n --1) （6）自由落体：h ＝1/2gt 2 2gh ＝v t 2 高中物理选修3-2知识点总结 第一章 电磁感应 1．两个人物：a.法拉第：磁生电 b.奥期特：电生磁 2．产生条件：a.闭合电路 b.磁通量发生变化 注意：①产生感应电动势的条件是只具备 b ②产生感应电动势的那部分导体 相当于电源。 ③电源内部的电流从负极流向正 极。 3．感应电流方向的叛定： (1).方法一：右手定则 (2).方法二：楞次定律：（理解四种阻碍） ①阻碍原磁通量的变化（增反减同） ②阻碍导体间的相对运动（来拒去留） ③阻碍原电流的变化（增反减同） ④面积有扩大与缩小的趋势（增缩减扩） 4. 感应电动势大小的计算： (1).法拉第电磁感应定律： a.内容： b.表达式：t n E ??? =φ (2).计算感应电动势的公式 ①求平均值：t n E ??? =φ_ ②求瞬时值：E=BLV (导线切割类) ③法拉第电机：ω2 2 1BL E = ④闭合电路殴姆定律：)r （R I E +=感 5．感应电流的计算： 平均电流：t r R r R E I ?+?=+= )(_ φ 瞬时电流：r R BLV r R E I +=+= 6．安培力计算： (1)平均值： t BLq t r ）（R BL L I B F ?=?+?= =φ_ _ (2). 瞬时值：r R V L B BIL F +==22 7．通过的电荷量：r R q t I +?= - = ??φ 注意：求电荷量只能用平均值，而不 能用瞬时值。 8．互感： 由于线圈A 中电流的变化，它产生的磁通量发生变化，磁通量的变化在线圈B 中 激发了感应电动势。这种现象叫互感。 9．自感现象： （1）定义：是指由于导体本身的电流发 生变化而产生的电磁感应现象。 （2）决定因素： 线圈越长, 单位长度上的匝数越多, 截面积越大, 它的自感系数就越大。另外, 有铁心的线圈的自感系数比没有铁心时要大得多。 （3）类型： 通电自感和断电自感 （4）单位：亨利（H ）、毫亨（mH ），微 亨（μH ）。 10.涡流及其应用 （1）定义：变压器在工作时，除了在原、副线圈产生感应电动势外，变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。一般来说，只要空间有变化的磁通量，其中的导体就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流 （2）应用： a.新型炉灶——电磁炉。 b.金属探测器：飞机场、火车站安全检查、扫雷、探矿。 第二章 交变电流 一．正弦交变电流 1．两个特殊的位置 a.中性面位置： 磁通量ф最大，磁通量的变化率为零，即感应电动势零。 高一和高二物理知识点的总结 高一 力 定义：力是物体之间的相互作用。 理解要点 (1)力具有物质性：力不能离开物体而存在。 说明：①对某物体而言，可能有一个或多个施力物体。②并非先有施力物体, 后有受力物体 （2）力具有相互性：一个力总是关联着两个物体，施力物体同时也是受力物体，受力物体同时也是施力物体。 说明：①相互作用的物体可以直接接触，也可以不接触。②力的大小用测力计测量 （3）力具有矢量性：力不仅有大小，也有方向。 （4）力的作用效果：使物体的形状发生改变；使物体的运动状态发生变化。（5）力的种类： ①根据力的性质命名：如重力、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。 ②根据效果命名：如压力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力等。 说明：根据效果命名的，不同名称的力，性质可以相同；同一名称的力，性质可以不同。 重力 定义：由于受到地球的吸引而使物体受到的力叫重力。 说明：①地球附近的物体都受到重力作用。 ②重力是由地球的吸引而产生的，但不能说重力就是地球的吸引力。 ③重力的施力物体是地球。 ④在两极时重力等于物体所受的万有引力，在其它位置时不相等。 （1）重力的大小：G=mg 说明：①在地球表面上不同的地方同一物体的重力大小不同的，纬度越高，同一物体的重力越大，因而同一物体在两极比在赤道重力大。 ②一个物体的重力不受运动状态的影响，与是否还受其它力也无关系。 ③在处理物理问题时，一般认为在地球附近的任何地方重力的大小不变。 （2）重力的方向：竖直向下（即垂直于水平面） 说明：①在两极与在赤道上的物体，所受重力的方向指向地心。 ②重力的方向不受其它作用力的影响，与运动状态也没有关系。 （3）重心：物体所受重力的作用点。 重心的确定：①质量分布均匀。物体的重心只与物体的形状有关。形状规则的均匀物体，它的重心就在几何中心上。 ②质量分布不均匀的物体的重心与物体的形状、质量分布有关。 ③薄板形物体的重心，可用悬挂法确定。 重点高中物理公式大全(新版) ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 第 3 页 共 14 页 高中物理公式汇编 一、力学公式 1、 胡克定律： F = Kx (x 为伸长量或压缩量,K 为倔强系数，只与弹簧的原长、粗细和材料 有关) 2、 重力： G = mg (g 随高度、纬度、地质结构而变化) 3 、求F 1、F 2两个共点力的合力的公式： Ｆ＝θCOS F F F F 212 22 12++ 合力的方向与F 1成α角： tg α= F F F 212sin cos θθ + 注意：(1) 力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。 (2) 两个力的合力范围： ? F 1－F 2 ? ≤ F ≤ F 1 +F 2 (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、两个平衡条件： （1） 共点力作用下物体的平衡条件：静止或匀速直线运动的物体，所受合外力 为零。 ∑F=0 或∑F x =0 ∑F y =0 推论：[1]非平行的三个力作用于物体而平衡，则这三个力一定共点。 [2]几个共点力作用于物体而平衡，其中任意几个力的合力与剩余几个力 （一个力）的合力一定等值反向 ( 2 ) 有固定转动轴物体的平衡条件： 力矩代数和为零． 力矩：M=FL (L 为力臂，是转动轴到力的作用线的垂直距离） 5、摩擦力的公式： (1 ) 滑动摩擦力： f= μN 说明 ： a 、N 为接触面间的弹力，可以大于G ；也可以等于G;也可以小于G b 、 μ为滑动摩擦系数，只与接触面材料和粗糙程度有关，与接触面 积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N 无关. (2 ) 静摩擦力： 由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关. 大小范围： O ≤ f 静≤ f m (f m 为最大静摩擦力，与正压力有关) 说明： a 、摩擦力可以与运动方向相同，也可以与运动方向相反，还可以与运动方向成一 定 夹角。 b 、摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。 c 、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。 d 、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用，运动的物体可以受静摩擦力的作用。 6、 浮力： F= ρVg (注意单位) 7、 万有引力： F=G m m r 12 2 (1)． 适用条件 (2) ．G 为万有引力恒量 αF F F θ 电场 库仑定律、电场强度、电势能、电势、电势差、电场中的导体、导体 知识要点： 1、电荷及电荷守恒定律 ⑴自然界中只存在正、负两中电荷，电荷在它的同围空间形成电场，电荷间 的相互作用力就是通过电场发生的。电荷的多少叫电量。基本电荷 e =?-1610 19 .C 。 ⑵使物体带电也叫起电。使物体带电的方法有三种：①摩擦起电 ②接触带 电 ③感应起电。 ⑶电荷既不能创造，也不能被消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或从的体的这一部分转移到另一个部分，这叫做电荷守恒定律。 2、库仑定律 在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比，跟它们间的距 离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上，数学表达式为F K Q Q r =122 ， 其中比例常数K 叫静电力常量，K =?90109.N m C 22·。 库仑定律的适用条件是(a)真空，(b)点电荷。点电荷是物理中的理想模型。当带电体间的距离远远大于带电体的线度时， 可以使用库仑定律，否则不能使用。例如半径均为r 的金属球如 图9—1所示放置，使两球边缘相距为r ，今使两球带上等量的异种电荷Q ，设两电荷Q 间的库仑力大小为F ，比较F 与K Q r 22 3() 的大小关系，显然，如果电荷 能全部集中在球心处，则两者相等。依题设条件，球心间距离3r 不是远大于r ，故不能把两带电体当作点电荷处理。实际上，由于异种电荷的相互吸引，使电荷分布在两球较靠近的球面处，这样电荷间距离小于3r ，故F K Q r >22 3() 。同理， 若两球带同种电荷Q ，则F K Q r <22 3() 。 3、电场强度 ⑴电场的最基本的性质之一，是对放入其中的电荷有电场力的作用。电场的这种性质用电场强度来描述。在电场中放入一个检验电荷q ，它所受到的电场力 F 跟它所带电量的比值F q 叫做这个位置上的电场强度，定义式是E F q = ，场强 是矢量，规定正电荷受电场力的方向为该点的场强方向，负电荷受电场力的方向与该点的场强方向相反。 由场强度E 的大小，方向是由电场本身决定的，是客观存在的，与放不放检 高中物理功和机械能知识点怎么复习 力和作用在力的方向上通过的位移的乘积叫做功，功是描述力对空 间积累效应的物理量，是过程量。动能和势能统称为机械能。 1功定义式：W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用点位移(对地)，θ是力与位移间的夹角。1.力学里所说的功包括两个必要因素：一是作 用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。(2)功的大小的计算方法：①恒力的功可根据W=F·S·cosθ进行计算，本公式只适用于恒力做功。②根 据W=P·t，计算一段时间内平均做功。③利用动能定理计算力的功，特别是 变力所做的功。④根据功是能量转化的量度反过来可求功。2.不做功的三种 情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。巩固：某同学踢足球，球 离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人不做功。(原因是足球靠惯性 飞出)。3.力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式：W=FS。(3)摩擦力、空气阻力做功的计算：功的大小等于力和路程的乘积。发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功：W=fd(d是两物体间的相对路程)，且W=Q(摩擦生热)4.功的单位：焦耳，1J=1N·m。把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5J。5.应用功的公式注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力;②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。③功的单位“焦”(牛·米=焦)，不要和力和力臂的乘积(牛·米，不能写 成“焦”)单位搞混。 1功的原理 1.内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功;即：使用任何机械都不省功。2.说明：(请注意理想情况功的原理可以如何表述?)①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。②功的 原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又 第一章机械振动 1．机械振动 物体在某一中心位置两侧所做的往复运动；条件是物体离开平衡位置就受到回复力作用并且阻力足够小。 2．回复力 振动物体离开平衡位置受到指向平衡位置的合力；可以是几个力的合力或某个力的分力，不一定等于合外力。 3．描述振动的位移 特指偏离平衡位置的位移；由平衡位置指向振动质点所在位置；矢量。 4．振幅 物体离开平衡位置的最大距离；标量。 5．周期 物体完成一次全振动所需要的时间。 6．频率 单位时间内完成的全振动的次数；与周期互为倒数。 7．简谐振动 物体在跟位移大小成正比并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动；F=-kx。8．弹簧振子 忽略摩擦、弹簧质量的理想化模型；周期和频率由弹簧劲度系数和振子质量决定；可以水平放置和竖直放置。 9．单摆 一条不可伸长、忽略质量的细线下端拴一可视为质点的小球；回复力是重力沿切线 方向的分力；当摆角很小时，单摆的摆动是简谐振动，周期T=2。 10．简谐振动的图像 表示振动质点在各个时刻相对于平衡位置的位移，不表示运动轨迹。 11．阻尼振动 振幅逐渐减小的振动；减小的机械能等于克服摩擦所做的功。 12．受迫振动 在外界周期性驱动力作用下的振动；受迫振动的频率等于驱动频率，与固有频率无关；驱动频率越接近固有频率，振幅越大，相等时共振。 第二章机械波 13．机械波 机械振动在介质中的传播；需要波源和弹性介质；波动由振动引起，但振动不一定就有波动；分为纵波和横波。 14．纵波 质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波。 15．横波 质点振动方向与波的传播方向垂直的波；高中主要研究横波。 16．波长 在波的传播方向上，两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点之间的距离；横波的两个相邻的波峰或波谷之间的距离；振动在一个周期里传播的距离；用表示。 17．波速 波的传播速率；只与介质有关；同一种均匀介质中，波速是定值，与波源无关。18．频率 波传播的频率与波源的振动频率相同。 19．描述机械波的物理量的关系 v=；v==f。 20．机械波的特点 每个质点都以各自的平衡位置为中心做振动，不随波而动，传播的是振动形式和能量；后一质点的振动总是落后于带动它的前一质点；每个质点开始振动的方向与波源开始振动的方向一致；各质点的振动周期都与波源相同。 21．机械波的图像 反映波在传播的过程中，某一时刻介质中各质点的位移在空间中的分布；正弦曲线。 22．波的叠加 几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不受干扰，只是在重叠的区域里，任意质点的总位移等于各列波分别引起的位移的矢量和。 23．波的反射 波遇到障碍物会返回来继续传播，发射角等于入射角，且波长、频率、波速不变。24．波的折射 波从一种介质进入另一种介质时，传播方向会发生改变；频率不变，波长和波速改变。 25．波的衍射 波绕过障碍物继续传播的现象；产生明显衍射现象的条件是障碍物或孔的尺寸比波长小或与波长相差不多。 26．波的干涉 频率相同的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域的振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域相互间隔的现象。 27．多普勒效应 由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到波的频率发生变化的现象；相对接近，频率增大，相对远离，频率减小。 28．声波 纵波；常温下空气中声速是340m/s；人耳能听到的声波频率范围是20Hz～20000Hz；低于20Hz的声波是次声波；高于20000Hz的声波是超声波；能把原声和回声区分开来的最小时间间隔为0.1s。 29．驻波 两列沿相反方向传播的振幅相同、频率相同的波叠加时，形成的波形随时间改变，但不向任何方向移动的现象；特殊的干涉现象；管、弦乐器发生的原理。高中物理公式知识点总结大全资料
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