高中物理基本概念和原理

精品文档 1欢迎下载 直线运动 基本概念 1 机械运动 一个物体相对另一个物体的位置改变叫机械运动 简称运动 2 质点 忽略物体的大小和形状的有质量的点 一个物体可以被看作质点的条件 平动的物体 有转动 但相对研究的问题可被忽略 物体的大小和形状相对所研究的问题可被忽略 3 参考系 为了描述一个物体的运动 而被假定为不动的另一个物体称为参考系 又叫参照物 4 坐标系 为准确地描述物体的位置和位置变化建立的 规定了原点 正方向和单位长度的长线 种类有 一维坐标系 二维坐标系 三维坐标系等 5 矢量和标量 矢量 既有大小又有方向且合成时遵循平行四边形定则的物理量叫矢量 标量 只有大小没有方向且合成时遵循代数相加减原则的物理量叫标量 6 位置 位移和路程 位置 物体在运动中每一时刻所占据的空间 位移 由初位置指向末位置的有向线段 路程 质点位置变化时的轨迹长度叫路程 位移和路程的关系 单向直线运动中路程 位移 其它情况路程 位移 7 时刻和时间 时刻 在时间轴上对应一个点 时间 在时间轴上对应一段线段长度 8 速度和速率 速度 描述物体的运动方向和快慢的物理量 v 速率 速度的大小 平均速度 平均速率 9 加速度 表示物体速度变化快慢的物理量 是物体速度的变化量与完成这一变化所用时间的比值 方向 物体做加速运动时 方向与速度方向相同 物体做减速运动时 方向与速度方向相反 加 速度方向总与速度变化量的方向相同 与合外力方向相同 变化量 该变量 增量 增加量 减少量 10 状态量和过程量 与时刻或位置对应的物理量叫状态量 与过程有关的量叫过程量 11 匀速直线运动 任意相等时间内位移相等的运动 又叫匀速运动 12 匀变速直线运动 任意相等时间内速度变化量相等的直线运动 或加速度不变的直线运动 13 自由落体运动 物体只在重力作用下从静止开始下落的运动 14 重力加速度 在同一地点 一切物体做自由落体运动的加速度都相同 这个加速度叫自由落体加 速度 又叫重力加速度 15 竖直上抛运动 将物体以一定的初速度竖直向上抛出 物体只在重力作用下的运动 基本原理 1 匀变速直线运动规律 适用于各种匀变速直线运动 且都为矢量式 速度公式 2 个 位移公式 3 个 推论 2 个 2 运动图像 包括位移时间图像 速度时间图像 加速度时间图像等 重点需理解以下几方面 图像本身的含义并能根据图像准确说出物体的运动过程 截距的含义 斜率的含义 精品文档 2欢迎下载 交点的含义 面积的含义 3 追及 相遇问题 重点要分析好速度相等时物体所处的状态 4 竖直上抛运动问题的处理方法 逆向法 分段法 整体法 基本原理 5 匀变速直线运动规律 适用于各种匀变速直线运动 且都为矢量式 速度公式 2 个 位移公式 3 个 推论 2 个 6 运动图像 包括位移时间图像 速度时间图像 加速度时间图像等 重点需理解以下几方面 图像本身的含义并能根据图像准确说出物体的运动过程 截距的含义 斜率的含义 交点的含义 面积的含义 7 追及 相遇问题 重点要分析好速度相等时物体所处的状态 8 竖直上抛运动问题的处理方法 逆向法 分段法 整体法 相互作用 基本概念 1 力 物体对物体的作用 物质性 相互性 矢量性 力的三要素 力的图示和力的示意图 力的作用效果 力的分类 力的单位 2 四种基本相互作用 万有引力 电磁相互作用 强相互作用 核力 弱相互作用 放射 现象中起作用的基本相互作用 3 重力 由于地球的吸引而使物体受到的力 是万有引力的一个分力 大小 G mg 随纬度的增加而增大 随高度的增加而减小 方向 竖直向下 即垂直于水平面向下 不一定指向地心 4 重心物体各部分所受重力的合力的等效作用点 影响因素 质量分布和形状 重心不一定在物体上 但重力的作用点必在物体上 重心 重力作用点 重心的测定方法 悬挂法和作图法 5 形变 形状改变 弹性形变 撤去外力后 可以完全恢复原状的形变 非弹性形变 塑性形变 范性形变 撤去外力后 不能完全恢复原状的形变 6 弹性限度 当弹性物体的形变达到某一值时 即使撤去外力也不能恢复原状 这个值叫弹性限度 7 弹力 发生弹性形变的物体 由于恢复原状而对跟它接触的物体产生力的作用 这种力叫弹力 产生条件 接触 弹性形变 精品文档 3欢迎下载 大小 弹簧 F kx 同一根绳子弹力处处相等 方向 压力或支持力 垂直接触面指向被压或被支持的物体 拉力 沿绳子指向绳子收缩的方向 二力杠杆 沿杆向里或向外 8 摩擦力 两个相互接触的物体 当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时而产生的阻碍相对运 动或相对运动趋势的力 这种力叫做摩擦力 静摩擦力 产生条件 接触并挤压 粗糙 有相对运动趋势 方向 平行于接触面且与相对运动趋势方向相反 大小 与物体所受外力有关 最大静摩擦力与正压力成正比 滑动摩擦力 产生条件 接触并挤压 粗糙 有相对运动 方向 平行于接触面且与相对运动方向相反 大小 9 共点力 几个力如果都作用在物体的同一点或它们的作用线交于一点 这几个力叫共点力 10 合力与分力 当一个物体受几个力作用时产生的效果与这个物体受一个力作用时所产生的效果相 同 则这个力叫那几个力的合力 那几个力叫这个力的分力 11 力的合成与分解 求几个力的合力叫力的合成 求已知力的分力叫力的分解 基本原理 1 胡克定律 2 判断弹力和摩擦力有无的方法 假设法 3 滑动摩擦定律 4 解决力的合成与分解问题的方法 平行四边形定则 三角形法则 相似三角形法 正交分解法 整体法 隔离法 牛顿运动定律 基本概念 1 惯性 物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫惯性 质量是物体惯性大小的唯一 量度 2 作用力和反作用力 大小相等 方向相反 作用在不同物体上 性质必相同 平衡力 大小相等 方向相反 作用同一物体上 性质可能不同 3 惯性系 牛顿运动定律成立的参考系为惯性系 a 0 非惯性系 牛顿运动定律不成立的参考系为非惯性系 a 0 4 超重 当物体具有竖直向上的加速度时 物体支持物的压力或对悬挂绳的拉力大于物体的重力叫 超重 失重 当物体具有竖直向下的加速度时 物体支持物的压力或对悬挂绳的拉力小于物体的重力叫 失重 完全失重 a g 5 单位制 基本量和导出量 长度 质量 时间 电流强度 物质的量 热力学温度 发光强度是基本量 由基本量导出的物理量叫导出量 基本单位和导出单位 基本量的单位叫基本单位 导出量的单位叫导出单位 基本单位有 m kg s A mol k cmd 6 平衡状态 物体受到平衡力作用时所处的状态叫平衡状态 包括静止状态 匀速直线运动状态 匀速转动状态 即 a 0 的状态 基本原理 1 伽利略理想斜面实验 精品文档 4欢迎下载 意义 第一次明确了物理实验在物理研究中的基础地位 揭示了力不是维持物体运动的原因 2 牛顿第一定律 一切物体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 适用范围 惯性参考系中宏观低速物体 3 关于运动和力关系的几个观点 亚里士多德观点 力是维持物体运动的原因 伽利略观点 力不是维持物体运动的原因 牛顿观点 力是改变物体运动的原因 4 牛顿第二定律 物体加速度的大小与合外力成正比 与物体的质量成反比 加速度的方向与合外 力的方向相同 表达式 F ma 注意 矢量式 瞬时性 独立性 5 牛顿第三定律 两物体之间的作用力和反作用力总是大小相等 方向相反 作用在同一直线上 作用在不同物体上 6 共点力平衡条件 7 三力汇交原理 曲线运动 基本概念 1 曲线运动 运动轨迹为曲线的运动 抛物线运动 轨迹为抛物线的运动 条件 外力为恒力且方向与初速度方向不在一条直线上 平抛运动 只受重力且初速度方向沿水平方向 类平抛运动 外力为恒力且方向与初速度方向垂直 圆周运动 轨迹为圆周的运动 2 合运动与分运动 一个物体可以同时参与几个运动 这几个运动称为分运动 物体的实际运动称 为合运动 合运动与分运动具有等时性 等效性 独立性等特点 3 运动的合成与分解 为解决问题方便 可以把一个实际运动分解成几个分运动 这叫运动的分解 把几个分运动合成一个运动称为运动的合成 4 描述圆周运动的物理量 线速度 角速度 向心加速度 向心力 周期 频率 转速等 它们之 间的关系 5 离心运动和近心运动 当物体受到的合外力小于所需的向心力时 物体做远离圆心的运动 称为 离心运动 当物体受到的合外力大于所需的向心力时 物体做靠近圆心的运动 称为近心运动 基本原理 1 小船渡河问题 时间最短 路程最短 2 绳连接 杆连接 面连接问题 绳连接 杆连接 面连接 3 由分运动性质判断和运动性质 4 平抛运动规律 速度大小和方向 位移大小和方向 精品文档 5欢迎下载 轨迹方程 两个推论 5 圆周运动临界问题 竖直平面内绳 杆 轨道问题 圆锥摆问题 6 几类圆周运动问题 火车转弯问题 汽车转弯问题 汽车过拱桥问题 航天中失重现象 水流星问题 机械能 基本概念 1 功 如果一个物体受到力的作用 并且在力的方向上发生了一段位移 我们就说这个力对物体做 了功 W FS 正功和负功 负功又叫物体克服力做功 2 功率 功与时间的比值 瞬时功率 平均功率 额定功率 实际功率 机械效率 有用功与总功的比值或有用功率与总功率的比值乘以百分之百 3 动能 物体由于运动而具有的能量 势能 由物体间相互作用和相对位置决定的能量叫势能 重力势能和弹性势能 机械能 动能和势能的总和 基本原理 1 伽利略理想斜面实验 某个量守恒即能量守恒 2 摩擦力做功特点 可做正功 负功或不做功 3 一对相互作用力做功特点 可都做正功 负功或不做功 也可一正功 一负功 一做功 一不做 功 4 一对平衡力做功特点 一正功 一负功或都不做功 5 总功的计算 总功等于各个力做功之和或等于合力的功 6 汽车启动问题 恒定功率启动 恒定加速度启动 7 功能关系 万有引力与航天 基本概念 1 万有引力与重力 重力是万有引力的一个分力 地球表面 赤道处 万有引力 重力 向心力 两极处 万有引力 重力 其它 万有引力等于重 力与向心力的合力 地球卫星 万有引力 重力 2 发射速度 卫星离开发射架只受重力时的初速度 运行速度 卫星在轨道上稳定运行时的速度 第一宇宙速度 7 9km s 是最小的发射速度又是最大的运行速度 又称环绕速度 第二宇宙速度 11 2km s 又称脱离速度 第三宇宙速度 16 7km s 又称逃逸速度 3 向心加速度与重力加速度 地球表面 随纬度增大而减小 一般说来 向心加速度比重力加速度小地多 地球卫星 向心加速度 重力加速度 4 地球同步卫星 相对地球表面静止的卫星 其轨道在赤道上方 精品文档 6欢迎下载 5 天体半径和轨道半径 6 自转周期与公转周期 7 稳定运行和变轨运行 8 圆形轨道和椭圆轨道 9 两种圆周运动 自转运动和地球卫星运动 10 两个 r 距离和半径 基本原理 1 开普勒行星运动定律 轨道定律 面积定律 周期定律 2 万有引力定律 内容 适用范围 表达式 适用范围 3 卡文迪许扭秤实验 放大法测万有引力恒量 4 天体运动研究 一般方法 万有引力提供向心力 黄金代换 计算天体质量和密度 双星 三星问题 卫星的发射与回收 变轨问题 静电场 基本概念 1 电荷 用毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫负电荷 用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫正电荷 元电荷 电荷的最小单位 点电荷 忽略形状和大小的电荷 感应电荷 由于静电感应而出现的电荷 场源电荷 产生电场的电荷 试探电荷 当某一电荷放入电场后不影响原电场分布的电荷 净电荷 物体或物体的某部分带有的正 负电荷的差值 2 比荷 又叫荷质比 是电荷量与质量的比值 3 电场 存在于电荷周围能传递电荷间相互作用一种特殊物质 其基本性质是对放入其中的电荷有 力的作用 4 电场强度 描述电场强弱和方向的物理量 表达式 方向 与正电荷受力方向相同 5 电场线 为描述电场而引入的理想化模型 特点 始于正电荷 或无穷远 止于负电荷 或无穷远 不闭合 切线方向表示电场方向 疏密程度表示电场强弱 既不相交也不相切 6 匀强电场 场强处处相同的电场 7 电场力做功 8 电势能 9 电势 电势差 精品文档 7欢迎下载 10 等势面 电势相等的点组成的面 特点 与电场线处处垂直 沿电场线方向电势降低最快 疏密程度表示电场强弱 既不相交也不相切 11 静电感应 放在静电场中的导体内自由电荷重新分布的现象叫静电感应 静电感应完成后 电荷不再移动 这时我们说导体处于静电平衡状态 静电平衡特点 导体内部场强处处为零 电荷分布在导体外表面 越尖锐的地方电荷密度越大 电场线与导体表面处处垂直 导体本身是一个等势体 导体表面是一个等势面 12 静电屏蔽 处于静电平衡状态的导体或导体壳 内部场强处处为零 叫静电屏蔽 屏蔽类型 内部屏蔽和外部屏蔽 13 电容器 两个彼此绝缘又相互靠近的导体构成一个电容器 中间的绝缘物质称为电介质 电容器电荷量 任一个极板所带电荷量的绝对值 电容器充 放电 电容器种类 电容器工作电压和击穿电压 14 电容 电容器所带电荷量和电压的比值 表达式 基本原理 1 电荷守恒定律 2 起电方式 3 库仑定律 4 三个共线点电荷的平衡问题 5 几种典型电场的电场线分布 6 电场力 电场强度 电势 电势差 电势能 电场力做功的内在联系 7 电容器动态分析 U 不变 Q 不变 二极管电路 8 带电粒子在电场中的运动 加速 偏转 先加速后偏转 9 示波管 直流电路 基本概念 1 电流 电压 电阻 2 电阻率 反映导体材料导电性能的物理量 3 半导体 超导体 绝缘体 4 纯电阻电路 非纯电阻电路 5 电功 电功率 热功率 6 串 并联电路中电压 电流 电阻关系 7 电压表 静电计 8 电源 把其它形式的能转化成电能的装置 电动势 反映电源把其它形式的能转化成电能的本领的物理量 数值上等于非静电力把单位正电 荷从电源负极移到正极做的功 材料相同的电源电动势相同 电动势相同的电源体积越大电荷容量越大 9 闭合电路 内电路 内电阻 内电压 外电路 外电阻 外电压 10 逻辑电路 与门 或门 非门 精品文档 8欢迎下载 基本原理 1 欧姆定律 内容 公式 适用条件 2 电阻定律 内容 公式 适用范围 3 焦耳定律 内容 公式 适用范围 4 导体的 U I 图像和电源的 U I 图像 5 电源输出功率最大的条件和效率的计算 磁场 基本概念 1 磁性 物体具有吸引铁质物体的性质 磁体 具有磁性的物体 磁极 磁体中磁性最强的区域 磁化 使原来不带磁性的物体获得磁性的过程 2 磁场 存在于磁体或通电导体周围传递磁体与磁体间相互作用的特殊物质 基本性质 对放入其中的磁体或电流产生力的作用 3 磁感应强度 表示磁场强弱和方向的物理量 大小 方向 小磁针处在磁场中静止时 N 极的指向 4 磁感线 为形象描述磁场而引入的假想的曲线 切线方向表示磁场方向 疏密程度表示磁场强弱 既不相交也不相切 磁感线为闭合曲线 磁体外部由 N 极指向 S 极 磁体内部由 S 极指向 N 极 5 匀强磁场 6 地磁场特点 磁极分布 磁感线分布 7 安培力 导体棒受到的磁场力 大小 方向 左手定则 8 洛伦兹力 运动电荷受到的磁场力 大小 方向 左手定则 基本原理 1 奥斯特实验 现象 意义 首次揭示了电与磁的联系 电流磁效应 2 安培分子电流假说 内容 安培认为 在原子 分子等物质微粒的内部 存在着一种环形电流 分子电流 分子 精品文档 9欢迎下载 电流使每个物质微粒都成为微小的磁体 分子的两侧相当于两个磁极 意义 揭示了磁现象的本质 即磁性的起源是运动的电荷 3 几种磁场的磁感线分布及地磁场的特点 4 电流的磁场和安培定则 直线电流 通电螺线管 环形电流 5 带电粒子在匀强磁场中的运动 运动形式 匀速直线运动 匀速圆周运动 螺旋运动 匀速圆周运动问题 向心力 半径 周期 确定圆心位置的方法 分别利用速度的垂线 弦的中垂线 两速度夹角的平分线等 偏转角等于圆心角 磁聚焦 现象 6 几种与磁有关的仪器和现象 速度选择器 质谱仪 回旋加速器 周期规律 轨道半径规律 最大动能 运动时间 旋转次数 磁流体发电机 电磁流量计 霍尔效应 电磁感应 基本概念 1 电磁感应 磁生电现象 2 感应电流 电磁感应过程中产生的电流 3 感应电动势 电磁感应过程中产生的电动势 4 反电动势 电动机转动时线圈中产生的感应电动势 作用是阻碍线圈的转动 5 感生电场 磁场变化时会在空间激发电场 这种电场称为感生电场 对应的电动势叫感生电动势 6 动生电动势 由于导体运动而产生的感应电动势 7 互感 当一个线圈中的电流发生变化时 它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中