高中物理公式大全全集十九近代物理
高中物理公式总表

高中物理公式总表一、力学公式1、弹簧弹力:F = Kx (x 为伸长量或压缩量,K 为劲度系数)2、摩擦力的公式:(1 ) 滑动摩擦力: f =μF N说明 : a 、F 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Gb 、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F 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。
.3 、求F 1、F 2两个共点力的合力的公式:F=F F F F C O S1222122++θ 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: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∑=0F 或0=∑xF0=∑yF5. 万有引力: 221r m m G F =a .万有引力提供向心力(天体、人造卫星、飞船绕地球做匀速圆周运动)G m h R Mm =+2)(向ma h R T m h R m h R V =+=+=+)(4)()(22222πω =+=2)(h R GM a 向)(4)()(22222h R Th R h R V +=+=+πω、=24π地球GM 定值=+23)(T h R 即开普勒第三定律b 、在地球表面附近,重力=万有引力 mg = GMm R2 g = G MR 2俗称黄金式 6、第一宇宙速度 G 2R Mm = m V R2V=gR R GM =/ 是发射人造卫星的最小速度,是人造卫星1环绕地球运行的最大速度。
(完整版)高中物理公式大全(新版)

回复力: F = 一 KX 单摆周期公式: T= 2
K 加速度: a = 一 X
m
L
(与摆球质量、振幅无关)
g
弹簧振子周期公式: T= 2
m
(与振子质量有关、与振幅无关)
K
24、 波长、波速、频率的关系: 二、电磁学
V= f =
T
(适用于一切波)
(一)、直流电路
1、电流强度的定义:
Q
I=
t
( I=nesv)
V s/2 =
v
2 o
vt 2
2
VO
Vt /2
VS/2 Vt
A
S at
B
匀速: V t/2 =V s/2 ; 匀加速或匀减速直线运动: V t/2 <Vs/2
(4) 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
n2; 在第 1s 内、第 2s 内、第 3s 内 第 ns 内的位移之比为 1:3:5
F= Vg ( 注意单位 )
F=G m1m2 r2
(2) .G 为万有引力恒量
(3) .在天体上的应用: (M 一天体质量
加速度)
R 一天体半径 g 一天体表面重力
a 、万有引力 =向心力
定 夹角。
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Mm
G
(R
h)2
V2
m (R
h)2
m 2 ( R h)
42 m T 2 ( R h)
( 与零势能面的选择有关 )
20 动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量)
。
公式: W 合 = Ek = Ek2 一 Ek1 =
高中物理公式大全(超齐全)

高中物理公式、规律汇编表一、一、力学公式力学公式1 F = Kx (x 、 胡克定律:为伸长量或压缩量为倔强系数,只与弹簧的原长、粗细和材料有关,K )2 G = mg (g 、 重力:随高度、纬度、地质结构而变化)3 F 、求1 、F 2两个共点力的合力的公式: F=θCOS F F F F 212221 2++ 合力的方向与 F 1 成角:αtg α=F F F 2 12sin cos θθ+注意:力的合成和分解都均遵从平行四边行法则。
(1)(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:() 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1为零。
∑F=0 F 或∑x =0 F ∑y =0推论:非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。
[1][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.M=FL (L 力矩: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= Nμ a 说明:、N 为接触面间的弹力,可以大于;也可以等于也可以小于G G;Gb 、 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无关N .(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 ,. O f 大小范围:≤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。
高三物理高考复习 高中物理公式大全

高考备忘录——物理公式一、力学部分胡克定律 F=kx 滑动摩擦力 f=µN 加速度 a=t 0t v v - a=tv ∆平均速度 v =tsv=21( v 0+ v t ) (只适用匀变速直线运动) 匀变速直线运动 v t =v 0+at s= v 0t+21at 2 2as= v t 2-v 02s ∆= aT 2 v /2t = v 平均=21( v 0+ v t )重力加速度 g=G 2R Mg=L T224π自由落体运动 v=gt h=21gt 2初速为零的匀加速直线运动第一个T 内 第二个T 内 第N 个T 内的位移之比 1:3:5:—-:(2n -1)连续相等的位移所用时间之比 1:(2-1):(3-2):――:(n -1n -) 牛顿第二定律 F=ma 牛顿第三定律 F=-F /平抛运动 V x = v 0 V y =gt X= v 0t y=21gt 2圆周运动 线速度 v=t s v=T r π2 角速度 ωt φ= Tπω2= 关系 v =r ω 周期 T =f1 向心力 F=m r v2 F=mr ω2开普勒第三定律 23Tr =恒量万有引力定律 F= G2r Mm万有引力提供向心力 m r v 2=G 2r Mmv=rGMmr 22T 4π=G 2r Mm 23Tr =恒量 ω=T 2π星球表面 mg=G2RMm第一宇宙速度 v 1 =RGM冲量 I=Ft动量定理 Ft=m v /-mv动量守恒定律 m 1v 1+m 2v 2=m 1v 1/+m 2v 2/功 W= FS cos α 功率 P=tWP=FV 机车起动方式 恒定功率方式 ma=F-f F=v p v max =fp 恒定加速度方式 ma=F-f v max =fp 额匀加速阶段的末速度 v t =at vt=fma p +额动能定理 W=21mv 22-21mv 12(w =F 合s 或w =w 1+w 2+w 3+…) 重力势能 E P = mgh 机械能守恒定律 mgh 2+21mv 22=mgh 1+21mv 12E 2=E 1 简谐运动 F=-Kx 单摆周期公式 T=gL π2 弹簧振子周期公式 T=km 2π受迫振动 f= f 驱 共振 f 驱= f 固 波长、频率和波速的关系 V=f λ 多普勒效应观察者波源相对静止 f 受=λ波v =f 源观察者靠近波源(波源不动) f 受=λ人波+v v > f 源观察者远离波源(波源不动) f 受=λ人波-v v <f 源波源靠近观察者(观察者不动)f 受=Tv v 源波-λ> f 源波源远离观察者(观察者不动)f 受=Tv v 源波+λ<f 源(注:如果波源和观察者都相对对方动,则分子分母同时列式)二、热学部分阿伏伽德罗常数 N A =6.02×1023mol1-测分子直径 d=SV 物质的量 n=mol M m n= molV v热力学第一定律 W Q U +=∆ 气体的体积、压强、温度间的关系TPV=恒量 三、电磁部分元电荷 e=1.60×1019- c库仑定律 F=k221rQ Q 电场强度 E=qF E=K 2r Q(q 为检验电荷 Q 为源电荷)电场力做功 W=qU匀强电场电场 E=d U 电容 C=U Q C=U Q ∆∆ 平行板电容器 C ∝dsε导体内部 E=0 E 感=E 外= K 2rQ带电粒子的加速 qU=21mv 2 带电粒子的偏转 y=21at 2=21202 v L dm qU )( Y=y+L / tan )(===020xy v v qU v at v v Lφ 电流 I=t qI=R U I=nqvs 电阻定律 R=ρSL电功 W=qU=UIt 电功率 p=UI 电热 Q=I 2Rt 电热功率 p=I 2R 电动势 E=Ir+IR 外 E=I 短r 路端电压与负载的关系 U=E -Ir 闭合电路欧姆定律 I=外+R r E欧姆表 I=xR r E+内①R x =0时 I=0 ②R x =∞时 I =I g =内r E(满偏) ③R x = 内r 时 I =21I g(半偏) 磁感应强度 B=ILF 磁场力 F=BIL磁通量 Φ=BS (B 与S 垂直)洛仑兹力 f =qvB 匀速圆周运动 半径 r =qB mv T =qBm2π 法拉第电磁感应定律 E=nt ∆∆Φ导体棒切割磁感线 E=BLV 自感电动势 E ∝tI ∆∆ 交变电流 e =E m sin ωt E m =nBs ω E =21 E m感抗 X L =2πfL 容抗 X c =f c21π 理想变压器2121n n U U = 1221n nI I = P 1=P 2 电能的输送 p 损=I 2输r 线 I 输=输输U p电磁振荡 T =2πLC四、光学及近代物理部分光速 v=c (真空或空气中) v =nC(介质中) 折射率 n=r sin sini n=V C光的折射定律 n=sinr sini临界角 sinC=n 1象似深度 h /=nh双缝干涉 原理 振动加强 r 2-r 1 =2n ×2λ振动减弱 r 2-r 1 =(2n+1)×2λ条纹间距 ΔX=λdL光电效应 γ>0γ (极限频率) 光子的能量 E= nh γ (n 即光子数) 物质波波长(德布罗意波长) ph =λ 光电效应方程 E K =h γ-w w =h 0γ 光子的发射和吸收 ∆E=h γ能级公式能级公式 E n =21nE r n =n 2r 1 电离能 E =E ∞-E n =|E n | 质能方程 E=mC 2∆E=∆m C 2-1uc2=931.5Mev 1u=1.66×1027kg。
高中物理公式汇总一览表(全)

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 24、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 27、 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 +12a 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 22gh =v t 2v t=gt9.功:W = Fs cosθ(适用于恒力的功的计算)(1)理解正功、零功、负功(2)功是能量转化的量度重力的功------量度------重力势能的变化电场力的功-----量度------电势能的变化分子力的功-----量度------分子势能的变化10.动能和势能:动能:E k = 12mv2重力势能:E p = mgh (与零势能面的选择有关) 11. 机械能守恒定律:机械能= 动能+重力势能+弹性势能条件:系统只有内部的重力或弹力做功.公式:mgh1 +121212222mV mgh mV=+或者∆E p减= ∆E k增12. 功率:P = Wt(在t时间内力对物体做功的平均功率)P = FV (F为牵引力,不是合外力;V为即时速度时,P为即时功率;V为平均速度时,P为平均功率;P一定时,F与V成正比)13 简谐振动:回复力: F = -KX 加速度:a = -K m X单摆周期公式:T= 2πLg(与摆球质量、振幅无关)14、波长、波速、频率的关系:V=λ f =λT(适用于一切波)二、热学分子配量m=M/N A 分子体积V=v/ N A热功当量J=W/Q内能的改变ΔE=W+Q阿氏常数=6.02×1023个三、电学电场库仑定律F=kQ1Q2/R2电场强度E=F/q电势差U=W/q电势能变化ΔE=W=Uq电容C=Q/U(决定电容大小的因素是两极板的正对面积、两极板的距离以及两极板间的电介质)直流电路1、电流强度的定义:I = Q t2、电阻定律:(只与导体材料性质和温度有关,与导体横截面积和长度有关R=ρL/S3、电阻串联、并联:串联电路特点:I1=I2=…=I nU= U1+U2+…+U nR= R1+R2+…+R nU∝RP∝R并联电路特点:U1=U2=…=U nI= I1+I2+…+I n1/R= 1/R1+1/R2+…+1/R nI∝1/RP∝1/R4、欧姆定律:(1)、部分电路欧姆定律:IUR=U=IR RUI=5.电功和电功率:电功:W=IUt电热:Q=I Rt2电功率:P=IU对于纯电阻电路:W=IUt=I Rt URt22=P=IU=I RUR22=对于非纯电阻电路:W=IUt >I Rt2P=IU>I r2四、磁场磁通量Φ=B·S左手定则五、电磁感应感应电动势ε=BLV ε=n·ΔΦ/Δt右手定则六、交流电①e=εm sinωtu=U m sinωti=I m sinωt②有效值与峰值关系ε=εm/ 2 U=U m/ 2 I=I m/ 2交流电周期频率关系T=1/f=2π/ω f=1/T=ω/ 2π③变压器U1/U2=n1/n2I1/I2= n2/n1(仅适用于一个副线圈的情况)P1=P2④交流电图象可知:最大值周期T七、电磁振荡和电磁波LC振荡电路的固有周期,固有频率T=2πLC f=1/2πLC电磁波波长,波速与频率的关系λ真=C/f λ介=v介/f八、几何光学n=sini /sin r=C/v作图:平面镜成像折射透镜成像反射反射定律:i=r九、物理光学①λ真=C/f λ介=v介/f②光子的能量:E=hγ③光电效应:产生条件④电磁波谱:无线电波、红外线、红、橙、黄、绿、兰、靛、紫、紫外线、X射线、γ射线f 大λ小v 小十、原子物理复原子的电子轨道半径r n=n2r1氢原子能级E n=E1/n2(E1=13.6ev)能级跃迁hγ=E初–E末质能方程:E=mc2ΔE=Δmc2放射线三种α(42He)β(e01 )γ(00γ)贯穿性大电离性小核反应方程遵守:质量数守恒质子数守恒例:质量数质子数几种必须记住的核1H 21H 31H 10n 42H 0-1e 01e 42He1α衰变M Z X →M-4Z-2γ+ 42Heβ衰变M Z X→M2+1γ+ 0-1e轨道数↑半径↑原子能量↑势能↑动能↓n↑r↑E↑E p↑E k↓注:①认识图象之处:s—t v—t 运动学x—t y—x 简谐振动和机波波U-I图象交流电图象U-t,I-t②作图法二处:平行四边形法则平面镜成像、透镜成像、反射折射定律(几何光学)③左手和右手的运用(受力方向,磁场方向、电流方向、运动方向的判定)。
高中物理公式详细大全解析

11 、初速度为零的带电粒子在电场中加速:
v 2 qU m
=-△ Ep =-△ Ep =△ E K =△ E
机
12 、带电粒子在电场中的偏转: 加速度 —— a qU md
qU l 2 md
2 2 v0
Q=f
W t
相对 s?
W
其它
Fv cos
30 .交通工具行驶的最大速度:
1 mv 2 2
vt vt
t
2h g
单位: m/s
v0 h v 0t
gt 1 gt 2
2
10 .角速度:
t
2 T
单位: rad/s v T
n
11 .线速度与角速度的关系: 12 .周期与频率的关系:
r
1 f
60 f
2
v0 h v 0t
gt 1 gt 2
2
13 .转速与频率的关系: 14 .向心力: F向 v m r a向
k
( 圆轨道
r T
3 2
k)
vy
19 .万有引力定律:
F
G 4
m1 m2 r
2 2 3
, G=6.67 × 10
-11
1 、电荷先中和后均分: 2 、库仑定律: (k=9.0
9
q q 1 q2 r
2 2
q1 2
q2
( 带正负号 )
20 .中心天体质量: 21 .中心天体密度: ρ M 4 πR 3
l
2
U 2l
2
2 qU 1 m C
4 dU 1
34 .动能定理:
W总
14 、电容的定义: 35 .机械能守恒:
mgh 1 mgh 2 1 mv 2 2 2
高中物理公式大全(超全版)

高中物理公式(超全版)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。
2、中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at。
3、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。
扩展资料4、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}。
5、实验用推论Δs=aT2 {Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}。
6、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。
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)。
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)2、有用推论Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)3、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。
平抛运动:1、水平方向速度:Vx=Vo 2.竖直方向速度:Vy=gt2、水平方向位移:x=Vot 4.竖直方向位移:y=gt2/23、运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)4、合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V05、合位移:s=(x2+y2)1/2, 位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo6、水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g常见的'力:1、重力G=mg (方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)2、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)}3、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)}4、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)5、万有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上)6、静电力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N?m2/C2,方向在它们的连线上)7、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)8、安培力F=BILsinθ (θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L时:F=0)9、洛仑兹力f=qVBsinθ (θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0)动力学:1、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2、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}3、牛顿第三运动定律:F=-F′{负号表示方向相反,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}4、共点力的平衡F合=0,推广{正交分解法、三力汇交原理}5、超重:FN>G,失重:FN6、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。
高中物理公式大全

高中物理公式大全高中物理公式大全(超全版)高中物理学习每一个知识点都要学透彻,不要急于去做题,如果没有掌握理论知识的话,做再多的题目也是无济于事。
以下是关于高中物理公式大全(超全版)的相关内容,供大家参考!高中物理公式大全(超全版)1、高中物理公式大全:质点的运动——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=2as3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t7.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=02.末速度Vt=gt3.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-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs4.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。
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十九、近代物理一、知识网络二、画龙点睛概念一、原子结构:1、电子的发现和汤姆生的原子模型:(1)电子的发现:1897年英国物理学家汤姆生,对阴极射线进行了一系列的研究,从而发现了电子。
电子的发现表明:原子存在精细结构,从而打破了原子不可再分的观念。
(2)汤姆生的原子模型:1903年汤姆生设想原子是一个带电小球,它的正电荷均匀分布在整个球体内,而带负电的电子镶嵌在正电荷中。
2、α粒子散射实验和原子核结构模型(1)α粒子散射实验:1909年,卢瑟福及助手盖革手吗斯顿完成①装置:②现象:a. 绝大多数α粒子穿过金箔后,仍沿原来方向运动,不发生偏转。
b. 有少数α粒子发生较大角度的偏转c. 有极少数α粒子的偏转角超过了90度,有的几乎达到180度,即被反向弹回。
(2)原子的核式结构模型:由于α粒子的质量是电子质量的七千多倍,所以电子不会使α粒子运动方向发生明显的改变,只有原子中的正电荷才有可能对α粒子的运动产生明显的影响。
如果正电荷在原子中的分布,像汤姆生模型那模均匀分布,穿过金箔的α粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡,α粒了运动将不发生明显改变。
散射实验现象证明,原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。
1911年,卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型:在原子中心存在一个很小的核,称为原子核,原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量,带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。
原子核半径小于10-14m,原子轨道半径约10-10m。
3、玻尔的原子模型(1)原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(两方面)a. 电子绕核作圆周运动是加速运动,按照经典理论,加速运动的电荷,要不断地向周围发射电磁波,电子的能量就要不断减少,最后电子要落到原子核上,这与原子通常是稳定的事实相矛盾。
b. 电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率,随着旋转轨道的连续变小,电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化,因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱,这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。
(2)玻尔理论上述两个矛盾说明,经典电磁理论已不适用原子系统,玻尔从光谱学成就得到启发,利用普朗克的能量量了化的概念,提了三个假设:①定态假设:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些状态中原子是稳定的,电子虽然做加速运动,但并不向外在辐射能量,这些状态叫定态。
②跃迁假设:原子从一个定态(设能量为E2)跃迁到另一定态(设能量为E1)时,它辐射成吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hv=E2-E1③轨道量子化假设,原子的不同能量状态,跟电子不同的运行轨道相对应。
原子的能量不连续因而电子可能轨道的分布也是不连续的。
即轨道半径跟电子动量mv的乘积等于h/2π的整数倍,即:轨道半径跟电了动量mv的乘积等于h/2π的整数倍,即mvr n hn==2123π、、……n为正整数,称量数数(3)玻尔的氢子模型:①氢原子的能级公式和轨道半径公式:玻尔在三条假设基础上,利用经典电磁理论和牛顿力学,计算出氢原子核外电子的各条可能轨道的半径,以及电子在各条轨道上运行时原子的能量,(包括电子的动能和原子的热能。
) 氢原子中电子在第几条可能轨道上运动时,氢原子的能量E n ,和电子轨道半径r n 分别为:EE n r n r n n n ==⎫⎬⎪⎭⎪=121123、、……其中E 1、r 1为离核最近的第一条轨道(即n =1)的氢原子能量和轨道半径。
即:E 1=-13.6ev, r 1=0.53×10-10m (以电子距原子核无穷远时电势能为零计算) ②氢原子的能级图:氢原子的各个定态的能量值,叫氢原子的能级。
按能量的大小用图开像的表示出来即能级图。
其中n =1的定态称为基态。
n =2以上的定态,称为激发态。
③玻尔理论的局限性。
由于引进了量子理论(轨道量子化和能量量子化),玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。
但由于它保留了过多的经典物理理论(牛顿第二定律、向心力、库仑力等),所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。
例题: 用光子能量为E 的单色光照射容器中处于基态的氢原子。
停止照射后,发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子,它们的频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3,由此可知,开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为:①h ν1;②h ν3;③h (ν1+ν2);④h (ν1+ν2+ν3) 以上表示式中A.只有①③正确B.只有②正确C.只有②③正确D.只有④正确解析:该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子,说明这时氢原子处于第三能级。
根据玻尔理论应该有h ν3=E 3- E 1,h ν1=E 3- E 2,h ν2=E 2- E 1,可见h ν3= h ν1+ h ν2= h (ν1+ν2),所以照射光子能量可以表示为②或③,答案选C 。
例题:氢原子处于基态时能量为E e 1136=-.v ,电子的质量为m ,电量为-e ,试回答下列问题:(1)用氢原子从n =3的能量状态跃迁到n =2的能量状态时所辐射的光去照射逸出功是301019.⨯-J 的Cs 金属,能否发生光电效应?(2)氢原子处于n =5时,核外电子速度多大?(3)氢原子吸收波长为06107.⨯-m 的紫外线而电离,使电子从基态飞到离核无限远处,设原子核静止,则电子飞到离核无限远处后,还具有多大的动能? 解析:(1)氢原子从n =3跃迁到n =2能量状态放出能量E E E E e JE E J=-=-⎛⎝ ⎫⎭⎪==⨯>⨯--32221191913122864576103010...v Θ大于铯金属逸出功,即 ν3 ν2ν1∴能发生光电效应(2)ΘR n r r 521215==而库仑力为向心力,即k e r mv r v e k mr 2522515=∴=(3)根据能量守恒,光子的能量hcλ一部分用于使氢原子电离,余下的为飞出后电子的动能,即:hcE E mv mv hc E Jλλ=-+∴=+=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=⨯∞-----122138713131212662103100610136********.....4、光谱和光谱分析⑴炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱。
⑵稀薄气体发光形成线状谱(又叫明线光谱、原子光谱)。
根据玻尔理论,不同原子的结构不同,能级不同,可能辐射的光子就有不同的波长。
所以每种原子都有自己特定的线状谱,因此这些谱线也叫元素的特征谱线。
根据光谱鉴别物质和确定它的化学组成,这种方法叫做光谱分析。
这种方法的优点是非常灵敏而且迅速。
只要某种元素在物质中的含量达到10-10g ,就可以从光谱中发现它的特征谱线。
5、氢原子中的电子云对于宏观质点,只要知道它在某一时刻的位置和速度以及受力情况,就可以应用牛顿定律确定该质点运动的轨道,算出它在以后任意时刻的位置和速度。
对电子等微观粒子,牛顿定律已不再适用,因此不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置。
玻尔理论中说的“电子轨道”实际上也是没有意义的。
更加彻底的量子理论认为,我们只能知道电子在原子核附近各点出现的概率的大小。
在不同的能量状态下,电子在各个位置出现的概率是不同的。
如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率,画出图来,就像一片云雾一样,可以形象地称之为电子云。
6、激光的特性及其应用普通光源(如白炽灯)发光时,灯丝中的每个原子在什么时候发光,原子在哪两个能级间跃迁,发出的光向哪个方向传播,都是不确定的。
激光是同种原子在同样的两个能级间发生跃迁生成的,其特性是:⑴是相干光。
(由于是相干光,所以和无线电波一样可以调制,因此可以用来传递信息。
光纤通信就是激光和光导纤维结合的产物。
)⑵平行度好。
(传播很远距离之后仍能保持一定强度,因此可以用来精确测距。
激光雷达不仅能测距,还能根据多普勒效应测出目标的速度,对目标进行跟踪。
还能用于在VCD 或计算机光盘上读写数据。
)⑶亮度高。
能在极小的空间和极短的时间内集中很大的能量。
(可以用来切割各种物质,焊接金属,在硬材料上打孔,利用激光作为手术刀切开皮肤做手术,焊接视网膜。
利用激光产生的高温高压引起核聚变。
)7、粒子物理学到19世纪末,人们认识到物质由分子组成,分子由原子组成,原子由原子核和电子组成,原子核由质子和中子组成。
20世纪30年代以来,人们认识了正电子、μ子、K 介子、π介子等粒子。
后来又发现了各种粒子的反粒子(质量相同而电荷及其它一些物理量相反)。
现在已经发现的粒子达400多种,形成了粒子物理学。
按照粒子物理理论,可以将粒子分成三大类:媒介子、轻子和强子,其中强子是由更基本的粒子——夸克组成。
从目前的观点看,媒介子、轻子和夸克是没有内部结构的“点状”粒子。
用粒子物理学可以较好地解释宇宙的演化。
二、原子核 1、天然放射现象 (1)天然放射现象的发现:1896年法国物理学,贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线。
这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光。
放射性:物质能发射出上述射线的性质称放射性 放射性元素:具有放射性的元素称放射性元素 天然放射现象:某种元素白发地放射射线的现象,叫天然放射现象 天然放射现象:表明原子核存在精细结构,是可以再分的 (2)放射线的成份和性质:用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线,在电场中轨迹,如图(1) 各种放射线的性质比较种 类 本 质 质量(u ) 电荷(e ) 速度(c )电离性 贯穿性α射线 氦核 4 +2 0.1 最强 最弱,纸能挡住 β射线 电子 1/1840 -1 0.99 较强 较强,穿几mm 铝板 γ射线光子1最弱最强,穿几cm 铅版如⑴、⑵图所示,在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大,γ不偏转;区别是:在磁场中偏转轨迹是圆弧,在电场中偏转轨迹是抛物线。
⑶图中γ肯定打在O 点;如果α也打在O 点,则β必打在O 点下方;如果β也打在O 点,则α必打在O 点下方。
例题:如图所示,铅盒A 中装有天然放射性物质,放射线从其右端小孔中水平向右射出,在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,则下列说法中正确的有A.打在图中a 、b 、c 三点的依次是α射线、γ射线和β射线B.α射线和β射线的轨迹是抛物线C.α射线和β射线的轨迹是圆弧D.如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场,则屏上的亮斑可能只剩下b 解析:由左手定则可知粒子向右射出后,在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上,β粒子受A a b cα γ β⑴ ⑵ ⑶ O的洛伦兹力向下,轨迹都是圆弧。
由于α粒子速度约是光速的1/10,而β粒子速度接近光速,所以在同样的混合场中不可能都做直线运动(如果一个打在b ,则另一个必然打在b 点下方。
)本题选AC 。
例题: 如图所示,是利用放射线自动控制铝板厚度的装置。