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第一章 力 物体的平衡1、力的概念：力是物体对物体的作用；物体间力的作用是相互的力不能离开物体而独立存在，有力就一定有“施力”和“受力”两个物体。力的作用是相互时力的作用效果：形变；改变运动状态2、力的分类：按性质分：重力（万有引力）、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁场力 按效果分：压力、支持力、拉力、动力、阻力、向心力、回复力 3、重力：由于地球的吸引而使物体受到的力。方向；总是竖直向下大小：Gmg注意：重力是万有引力的一个分力，另一个分力提供物体随地球自转所需的向心力重心：重力的等效作用点。重心的位置与物体的形状及质量的分布有关。重心不一定在物体上。4、弹力弹力的产生条件：弹力的产生条件是两个物体直接接触，并发生弹性形变。弹力的方向：压力、支持力的方向总是垂直于接触面；绳对物体的拉力总是沿着绳收缩的方向；杆对物体的弹力不一定沿杆的方向。弹簧的弹力大小：F=kx 5、摩擦力滑动摩擦力：f= mN (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、m为滑动摩擦系数，只与接触面材料和粗糙程度有关)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 fm (fm为最大静摩擦力，与正压力有关)说明：、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。、摩擦力可以作正功，也可以作负功，还可以不作功。、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。、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、力的合成与分解两分力与合力的大小范围是：|F1F2| F合 F1F2共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小值可能为零几种有条件的力的分解：已知两个分力的方向，求两个分力的大小时，有唯一解。已知一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向时，有唯一解。已知两个分力的大小，求两个分力的方向时，其分解不惟一。已知一个分力的大小和另一个分力的方向，求这个分力的方向和另一个分力的大小时，其分解方法可能惟一，也可能不惟一7、物体的平衡：物体的平衡有两种情况：一是质点静止或做匀速直线运动；二是物体匀速转动共点力的平衡条件：即F合0或Fx合0，Fy合0判定定理：物体在三个互不平行的力的作用下处于平衡，则这三个力必为共点力。（表示这三个力的矢量首尾相接，恰能组成一个封闭三角形）8、物体的受力分析：明确研究对象，只分析研究对象以外的物体施予研究对象的力（即研究对象所受的外力），而不分析研究对象施予外界的力。按顺序找力，先场力（重力、电场力、磁场力），后接触力；接触力中必须先弹力，后摩擦力只画性质力，不画效果力，画受力图时，只能按力的性质分类画力，不能按作用效果（拉力、压力、向心力等）画力，否则将出现重复。需要合成或分解时，必须画出相应的平行四边形（或三角形）9、静平衡问题的常用解法：力的分解法 力的合成法 矢量三角形法 相似三角形法（寻找力三角形和结构三角形相似）第二章 直线运动1、基本概念：质点：用来代替物体、只有质量而无形状、体积的点。它是一种理想模型，物体简化为质点的条件是物体的形状、大小在所研究的问题中可以忽略。时刻：表示时间坐标轴上的点即为时刻。时间：前后两时刻之差位置：表示空间坐标的点；位移：由起点指向终点的有向线段，是矢量。路程：物体运动轨迹之长，是标量。速度：描述物体运动快慢和运动方向的物理量 平均速度：在变速直线运动中，运动物体的位移和所用时间的比值，v = s/t（方向为位移的方向）瞬时速度：对应于某一时刻（或某一位置）的速度，方向为物体的运动方向。速率：瞬时速度的大小即为速率；加速度：描述物体速度变化快慢的物理量，a=v/t （又叫速度的变化率），是矢量。a的方向只与v的方向相同（即与合外力方向相同）。2、匀速直线运动：，即在任意相等的时间内物体的位移相等3、匀变速直线运动：基本规律：Vt = V0 + a t S = vo t +a t2 S=t几个重要推论： (1)Vt2 V02 = 2as（匀加速直线运动：a为正值 匀减速直线运动：a为正值） (2)A B段中间时刻的即时速度：Vt/ 2 =AB段位移中点的即时速度：Vs/2 = （匀加速或匀减速直线运动：Vt/2 R 选用电路条件RRA 或R(RARV)1/2 VAR电流表外接法： 电流表示数：I=IR+IVR的测量值=U/I=UR/(IR+IV)= RVR/(RV+R)R选用电路条件RRV 或R(RARV)1/2VRoRpA 分压接法12.变阻器在电路中的限流接法与分压接法 VRo ARp限流接法 电压调节范围小,电路简单,功耗小 电压调节范围大,电路复杂,功耗较大便于调节电压的选择条件RpRo 便于调节电压的选择条件RpRo或RpRo(2)各种材料的电阻率都随温度的变化而变化,金属电阻率随温度升高而增大。(3)串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻。(4)当电源有内阻时,外电路电阻增大时,总电流减小,路端电压增大。(5)当外电路电阻等于电源电阻时,电源输出功率最大,此时的输出功率为2/(2r)。(6)同种电池的串联与并联要求掌握。第十三章 磁场1、磁场 磁体或电流在其周围空间里产生磁场。磁场和电场一样是客观存在的一种物质形态。磁场的基本性质：磁场对处在它里面的磁极有力的作用，对电流和运动电荷可以有力的作用，磁场是传递磁极和磁极之间、磁极和电流之间、电流和电流之间的相互作用的物质。磁场的方向：磁场和电场一样具有方向性。物理学规定，在磁场中的任一点小磁针北极受力方向，亦即小磁针静止时北极所指的方向，为该点磁场方向。磁场可以由磁极或电流激发，也可以由变化的电场激发，而且磁场也具有能，这种能叫磁场能。磁感线是人们引入并用来形象地描述磁场中磁感应强度的方向和强弱的系列曲线，磁感应线上每一点的切线方向表示该点的磁感应强度的方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱。2、安培定则又称右手螺旋定则直线电流的磁场：用右手握住导线，让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。环形电流的磁场：让右手弯曲的四指和环形电流方向一致，伸直的大拇指所指的方向就是环形导线中心轴线上磁感线的方向。通电螺线管也采用此法判定。3、磁感应强度表示磁场中各点磁场强弱和方向的物理量。在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到磁场的作用力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值叫作磁感应强度。磁感应强度是矢量，其方向为该点的磁场方向，即小磁针在该点静止时其N极所指的方向。磁感应强度B的国际单位：特斯拉，简称特，符号为T。4、安培力磁场对电流的作用力通常称为安培力。安培力的方向跟磁场的方向、电流方向之间的关系遵守左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把手心放入磁场中，让磁感线穿入手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向。5、匀强磁场如果磁场的某一区域里，磁感应强度的大小和方向处处相同，这个区域的磁场叫作匀强磁场。其磁感线是分布均匀、相互平行的直线。6、磁场对运动电荷的作用洛伦兹力洛伦兹力的大小为： 洛伦兹力的方向：洛伦兹力的方向也用左手定则来判定。用正电荷运动的方向代表电流方向，负电荷的方向与电流方向相反。7、带电粒子在匀强磁场中的运动运动电荷平行匀强磁场的磁感线进入磁场时，由于所受洛伦兹力为零，将做匀速直线运动。（不计其他外力）运动电荷垂直磁感线进入匀强电场仅受洛仑兹力作用时，一定做匀速圆周运动。由洛仑兹力充当向心力可得：由上式可讨论有关物理量的关系，并得到两个推论：半径周期对带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的问题，无论多么复杂，关键在于画轨迹，定圆心。第十四章 电磁感应1、磁通量定义：匀强磁场中，垂直磁场方向的平面的面积S与磁场的磁感应强度B的乘积，叫做穿过这个平面的磁通量。公式：单位：韦伯（Wb），适用条件：匀强电场中，平面与磁场方向垂直，若平面和磁场垂直的平面成角，磁通量的计算公式可表示为：磁通量是标量，但有一定的流向，穿过某个面的磁通量应是这个方向的净通量。2、磁通量的改变量当穿过某个面的磁通量变化时，磁通量的改变量，应等于变化过程初、末两个时刻磁通量的差： 如果引起磁通量变化的原因是磁感应强度发生改变：若是包围磁场的面积发生变化：3、产生感应电动势和感应电流的条件只要穿过电路中的磁通量发生变化，电路中就会产生感应电动势，如果电路是闭合的，电路还会产生感应电流，这种现象称为电磁感应现象。4、法拉第电磁感应定律内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。公式：，n为线圈匝数理解和说明：磁通量的变化率是表示磁通量变化快慢的物理量，与磁通量的变化量不同，感应电动势的大小与电路是否闭合及其电阻大小无关，当磁通量变化是均匀的感应电动势为恒定值，当磁通量变化不均匀时，为平均感应电动势。5、导体切割磁感线时的感应电动势公式：适用条件：在匀强磁场中，导体沿垂直磁感线方向运动，且导体的速度v与导体垂直，如果导体的速度与磁感应线方向成角，公式可表示为6、楞次定律楞次定律的两种表述方式：感应电流具有这样的方向，即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。感应电流的作用效果总是要反抗引起感应电流的原因。对楞次定律的理解：感应电流的磁场阻碍的是磁场的“变化”，而不是阻碍磁场，也不是对磁场变化阻止，一旦“变化”消失，这种阻碍也不存在。感应电流对磁场的阻碍形式主要表现为：如果是因为磁通量变化引起的感应电流，则磁通量的变化将受到阻碍；如果是因为磁体和线圈相对运动引起的感应电流，则这种相对运动将受到阻碍；如果是电路中自身电流变化引起的电磁感应现象，电流的变化将受到阻碍（自感现象）。能量守恒定律告诉我们，不同形式的能量相互转化总是要通过力做功来完成。楞次定律中这种“阻碍”现象正是反映了要通过磁场产生电能，必须克服磁场力做功，楞次定律符合能量守恒定律。楞次定律的应用步骤必须明确引起感应电流的磁场方向；必须明确穿过闭合电路的磁通量的变化情况；根据楞次定律确定感应电流的磁场方向；根据安培定则确定感应电流的方向。7、右手定则导体做切割磁感线运动时，感应电流的方向可用右手定则判定：即伸开右手使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，让磁感线垂直从手心进入，拇指指向导体运动方向，其余四指的指向为感应电流的方向。第十四章 交变电流 电磁场和电磁波1、交变电流定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，常简称为交流.注意：方向随时间周期性地变化是交变电流的最重要特征.交变电流和直流电都是由电荷定向移动形成的.交变电流的产生：平面线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时产生正弦式电流.两个特殊位置的特点分析：a、线圈平面与中性面（线圈平面与磁感线垂直的平面）重合时，磁感线垂直于线圈平面，磁通量最大，磁通量变化率，此时感应电动势，电路的电流，电流方向将在此位置发生变化.b、线圈平面与中性面垂直时：磁感线与线圈平面平行，磁通量，磁通量变化率最大，此时感应电动势最大，电路电流最大，电流方向不变.注意：线圈每转一周两次经过中性面，电流的方向改变两次.正弦式电流的瞬时值和最大值：交变电流的电动势瞬时值的表达式为式中是电动势能达到的最大值：2、表征交变电流的幅度的物理量有：最大值 有效值：根据热效应来规定，让交流电和直流电通过同样的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，这一交变电流的有效值就跟这一直流电的数值相等.交变电流有效值和交变电流的最大值的关系： 注意：这一关系式只适用于正弦（余弦）式交变电流.非正弦（余弦）式交变电流的有效值必须根据有效值的定义求出.在没有特别的说明时，通常所指的（包括用电器上标的）交流电压、电流、电动势都是指有效值，交流表测得的数值也是有效值.交变电流的有效值是根据电流的热效应规定的，和电流方向无关，是和热效应相关的量，故计算交变电流通过导体产生的热量、热功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值.3、电感对交变电流的阻碍作用交变电流通过线圈时，电流时刻在改变，线圈中产生自感电动势，自感电动势总是阻碍电流的变化，这样形成了对交变电流的阻碍作用.。电感在交变电流电路中有“通直流，阻交流”、“通低频，阻高频”的特性。电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗表示，线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，自感电动势就越大，感抗也就越大.计算感抗的公式为： 式中f为交变电流的频率，L为线圈的自感系数.4、电容器对交变电流的阻碍作用当电源的电压推动自由电荷向某一方向做定向移动的时候，电容器两极板上累积的电荷却反抗它们向这个方向做定向移动，这就产生了电容对交流的阻碍作用.电容在交变电流电路中有“通交流、隔直流”、“通高频、阻低频”的特性.电容对交变电流的阻碍作用大小用容抗表示，电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小，容抗也就越小. 计算容抗的公式为：式中f为交变电流的频率，C为电容器的电容.5、理想变压器的基本关系式功率关系：电压关系：用法拉第电磁感应定律推导，注意原、副线圈的磁通量的大小关系.对理想变压器有：电流关系：用进行推出.对理想变压器有：（只适用于有一个副线圈）注意：, 一定时，随变化而变化，随变化而变化.即分析电压变化时，一般从前往后讨论，即分析电流变化时，一般从后往前讨论，输入功率随输出功率变化而变化6、输电导线的功率损失：减小输电导线中功率损失的方法减少输电导线的电阻，由可知应适当增大输电线横截面积（S），采用电阻率（）小的输电电线，以及合理布线，减少输电线总长度（L）.减小输电导线的电流，由可知，必须提高电压；根据可得，输出电压提高n倍，将减小为原来的7、电磁振荡在振荡电路中大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流。能够产生振荡电流的电路叫作振荡电路。最常见的振荡电路是由电容C和线圈L串联组成的闭合电路，称作为LC回路。振荡电路的周期和频率LC振荡电路的周期：LC振荡电路的频率：8、电磁场和电磁波麦克斯韦的电磁理论变化的磁场、电场能够在周围空间产生电场、磁场。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。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。电磁场：变化的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。电磁场由近及远的传播就形成电磁波。电磁波的特点：电磁波是横波：在电磁波传播方向上的任一点，场强E的磁感应强度B均与传播方向垂直且随时间变化，两者也互相垂直。波速和波长、频率的关系：第十六章 光学1光在同一种均匀介质中是沿直线传播的光在同一种均匀介质中是沿直线传播的。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)影、小孔成像等现象都是光沿直线传播的结果 注意：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2本影与半影 本影：光源上任何一个发光点发出的光都不能照射到的区域通常指影子中部的黑暗部分 半影：本影周围的半明半暗区域只能受到光源上一部分发光点发出的光的照射 日食：人位于月球的本影区内能看到日全食，位于月球的半影区内能看到日偏食位于月球本影的延伸区域(即“伪本影”，实质也属于半影区)能看到日环食 月食：以地球为障碍物。当月球全部进入地球的本影区时，人可看到月全食；当月球一部分在本影区，一部分在半影区人看到月偏食由日、月、地的位置关系，决定地球上观察不到月环食3光速：光在真空中的传播速度为c=3.0108ms光在不同介质中的传播速度是不同的，4点光源：在研究的问题中,形状和大小可忽略的发光体称为点光源实际发光体可以认为是由无数个发光点所组成，每一个发光点均可视为一个点光源从点光源发出的光是一同心光束(即由同一中心点发出的光束)点光源是一个理想化的物理模型5实像和虚像 点光源发出的同心光束被反射或(和)被折射后，若能会聚在一点则该会聚点称为实像点；若被反射或(和)被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。6反射定律： 光射到两种介质的界面上后返回原介质时，反射光线、法线、人射光线共面；反射光线与入射光线分居法线两侧反射角等于入射角7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根据平面镜成像的特点，在作光路图时，可以先画像，后补画光路图。另外，在平面的计算和作图中要充分利用光路可逆8、折射定律：折射光线、法线、入射光线共面; 折射光线与入射光线分居法线两侧;入射角的正弦与折射角的正弦之比等于常数，即=n 注意：折射光路也是可逆的 9、折射率：光从真空射入某种介质，入射角的正弦与折射角正弦之比值为定值，这一比值就叫做介质的折射率，表示为n= ，实验和研究证明，某种介质的折射率等于光在真空中的速度c跟光在这种介质中的速度之比，即n=,折射率是反映介质光学性能的物理量n=是从实验的角度上定义的，因此为折射率的测量提供了依据而n=是从理论上反映介质的特征，当光垂直射向界面时。显然已失去测量n的条件但此时仍有，不同介质对同种光的折射率一般不同。因而测定介质的折射率又是鉴别物质种类的一种手段。10光疏介质、光密介质：两种介质相比较时，其中折射率大的称作光密介质折射率小的称为光疏介质注意介质的疏密与密度没有对应关系11全反射现象：光从光密介质射向光疏介质，当人射角增大到某一角度时，折射光线将消失，只剩下反射光线，这一现象叫做光的全反射现象全反射条件：必要条件为光从光密介质射向光疏介质；充要条件是入射角达到临界角12临界角：临界角是指折射角等于90时的人射角若光从光密介质(折射率为n)射向真空或空气时，发生全反射的临界角C，可由公式中sinC= 求得注意，折射角等于90时，实际上就已经没有折射光线了13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，（若棱镜的折射率比棱镜外介质小，则结论相反)14光的色散：白光通过三棱镜后，出射光束变为红、橙、黄，绿、蓝、靛、紫七色光的光束，这种现象叫光的色散。本质上看，色散是由于各种色光的折射率不同，在白光经三棱镜折射后发生的现象，且折射率大的，偏折角也大(红光偏折最小紫光偏折最大)15各种色光性质比较： 可见光中，红光频率f最小，对同种介质的折射率n小，在同种介质中(除真空外)传播速度最大，波长最大。从同种介质射向真空时发生全反射的临界角c最大。以相同入射角在介质中发生折射时的偏折角最小(注意区分偏折角和折射角)以上各种色光的性质比较在定性分析时非常重要，一定要牢记。16、光的干涉条件：两列频率相同的波在空中的相遇，即相干波源形成相干光源的方法：一般是设法将同一束光分为两束(这样两束光部来源予同一个光源，因此频率必然相等)如利用双缝、利用楔形薄膜、利用空气膜、利用平面镜形成相干光源17双缝干涉条纹： (1)亮纹；屏上某点P到双缝的光程差等于波长的整数倍，即=n(n=0,1,2)，两列光波传到P时互相加强，出现亮条纹 (2)