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必修一 第一章 運(yùn)動的描述 第二章 勻變速直線運(yùn)動 一、運(yùn)動的描述 1、機(jī)械運(yùn)動：物體空間位置變化的運(yùn)動。 2、參考系：描述一個物體的運(yùn)動時，選來作為標(biāo)準(zhǔn)的的物體。 參考系的選擇是任意的，選擇不同的物體作為參考系，可能得出不同的結(jié)論。通常以地面為參考系。 3、質(zhì)點(diǎn)：不考慮物體的形狀、大小，用來代替物體的有質(zhì)量的點(diǎn)。 質(zhì)點(diǎn)是一種理想化的模型，是科學(xué)的抽象。物體能否看成質(zhì)點(diǎn)，要具體問題具體分析。 4、時間和時刻：時刻是指某一瞬間，用時間軸上的一個點(diǎn)來表示，它與狀態(tài)量相對應(yīng)；時間是指起始時刻到終止時刻之間的間隔，用時間軸上的一段線段來表示，它與過程量相對應(yīng)。 5、位移和路程：位移用來描述物體位置的變化，用由初位置指向末位置的有向線段表示，是矢量；路程是物體運(yùn)動軌跡的長度，是標(biāo)量。 5、速度：用來描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動快慢和方向的物理量，是矢量。單位：m/s。 （1）平均速度：是位移與通過這段位移所用時間的比值，其定義式為，方向與位移的方向相同。 （2）瞬時速度：是質(zhì)點(diǎn)在某一時刻或通過某一位置的速度，瞬時速度簡稱速度，它可以精確描述運(yùn)動。瞬時速度的大小通常叫做速率。 瞬時速度保持不變的運(yùn)動叫勻速直線運(yùn)動。 6、加速度：用量描述速度變化快慢的的物理量。 定義式：；決定式：。 加速度的單位：m/s2。 加速度是矢量，其方向與速度的變化量方向相同（注意與速度的方向沒有關(guān)系），由合外力的方向決定。 區(qū)分速度，速度的變化量和速度的變化率這三個不同概念。（自主完成） 在直線運(yùn)動中，加速度與速度方向相同時，物體加速；加速度與速度方向相反時，物體減速。 二、勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律 1、定義：沿著一條直線，且加速度不變的運(yùn)動，叫做勻變速直線運(yùn)動。 2、勻變速直線運(yùn)動的基本規(guī)律： （1）速度公式： ；（2）位移公式： （3）速度、位移關(guān)系式：；（4）平均速度公式： 注：上述公式皆為矢量方程式，在應(yīng)用時要規(guī)定正方向，將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算。 3、幾個常用的推論： （1）任意兩個連續(xù)相等的時間T內(nèi)的位移之差為恒量： （2）某段時間內(nèi)中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度： （3）一段位移中點(diǎn)的瞬時速度與初、末速度的關(guān)系為： 4、初速度為零的勻變速直線運(yùn)動中的幾個重要結(jié)論： ①1T末，2T末，3T末……瞬時速度之比為：∶∶∶……＝1∶2∶3∶…… ②1T內(nèi)，2T內(nèi)，3T內(nèi)……位移之比為：∶∶∶……＝1∶3∶5∶…… ③第一個T內(nèi)，第二個T內(nèi)，第三個T內(nèi)……第n個T內(nèi)的位移之比為： ∶∶∶……＝∶∶∶…… ④通過連續(xù)相等的位移所用時間之比為： ∶∶∶……＝ 末速度為零的勻減速可以看成反向的勻加速運(yùn)動來處理。 三、自由落體運(yùn)動 1、定義：物體只在重力作用下由靜止開始的下落運(yùn)動。自由落體運(yùn)動性質(zhì)：初速度為零、加速度為g的勻加速直線運(yùn)動。 2、自由落體運(yùn)動規(guī)律： ①速度公式： ②位移公式： ③速度—位移公式： ④下落到地面所需時間： 四、運(yùn)動圖象 描述物理規(guī)律常用的方法有三種：文字語言、函數(shù)語言、圖像語言。圖象具有形象、直觀、通用的特點(diǎn)。圖像對物理規(guī)律的描述是通過“點(diǎn)”、“線”、“面”、“軸”、“斜”、“截”來完成的。 1、 x—t圖象 （1）物理意義：反映了做直線運(yùn)動的物體的位移隨時間變化的規(guī)律。不是物體的運(yùn)動軌跡。 （2）圖像形狀：①勻速直線運(yùn)動的x－t圖象是一條直線；②勻變速直線運(yùn)動的x－t圖象是一條拋物線 （3）斜率：圖線上某點(diǎn)切線的斜率的大小表示物體速度的大??；斜率的正負(fù)表示速度的方向。 2、v—t圖象 （1）物理意義：反映了做直線運(yùn)動的物體的速度隨時間變化的規(guī)律。 （2）圖像形狀：①勻速直線運(yùn)動的v－t圖象是與橫軸平行的直線；②勻變速直線運(yùn)動的v－t圖象是一條傾斜的直線。 （3）斜率：圖線上某點(diǎn)切線的斜率的大小表示物體運(yùn)動的加速度的大??；斜率的正負(fù)表示加速度的方向。 （4）“面積”：圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積的數(shù)值表示相應(yīng)時間內(nèi)的位移的大小；若此面積在時間軸的上方，表示這段時間內(nèi)的位移方向?yàn)檎较颍蝗舸嗣娣e在時間軸的下方，表示這段時間內(nèi)的位移方向?yàn)樨?fù)方向。 注：只有直線運(yùn)動，才能畫x—t圖象、v—t圖象。 說一說：請大家看右圖，并說說各圖線的物理意義。 五、追及和相遇問題 兩物體在同一直線上追及、相遇或避免碰撞問題中的條件是：兩物體能否同時到達(dá)空間某位置。 分析追擊問題要注意要抓住一個條件，兩個關(guān)系：一個條件是兩物體的速度滿足的臨界條件，如兩物體距離最大、最小，恰好追上或恰好追不上等；兩個關(guān)系是時間關(guān)系和位移關(guān)系，通過畫草圖找兩物體的位移關(guān)系是解題的突破口。 注：若被追趕的物體做勻減速運(yùn)動，一定要注意追上前該物體是否已經(jīng)停止運(yùn)動。 第三章 相互作用 一、力 1、力的概念：力是物體與物體之間的相互作用，是物體發(fā)生形變和改變物體的運(yùn)動狀態(tài)（即產(chǎn)生加速度）的原因。力是矢量。 2、四種基本相互作用：引力相互作用、電磁相互作用、強(qiáng)相互作用、弱相互作用。 二、重力 （1）重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的。 注：重力是萬有引力的一個分力。在地球表面附近，可以認(rèn)為重力近似等于萬有引力。 （2）重力的大小：地球表面：；離地高處：，其中。 （3）重力的方向:豎直向下（不一定指向地心）。 （4）重心:重力的等效作用點(diǎn)，重心的位置與物體的形狀、質(zhì)量分布有關(guān)，物體的重心不一定在物體上。 三、彈力 （1）概念:發(fā)生彈性形變的物體由于要恢復(fù)形變而產(chǎn)生的力。 （2）產(chǎn)生條件:①直接接觸；②有彈性形變。 （3）彈力的方向:與物體形變的方向相反，垂直于接觸面指向被壓或被支持的物體。從幾何角度可以抽象為點(diǎn)與面接觸、面與面接觸、點(diǎn)與線接觸等。 ①繩的拉力方向總是沿著繩且指向繩收縮的方向，且一根輕繩上的張力大小處處相等。 ②輕桿既可產(chǎn)生壓力，又可產(chǎn)生拉力，但方向不一定沿桿。 （4）彈力的大小:一般情況下應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，利用平衡條件或牛頓運(yùn)動定律來求解。彈簧彈力可由胡克定律來求解。 胡克定律：在彈性限度內(nèi)，彈簧彈力的大小和彈簧的形變量成正比，即，為彈簧的勁度系數(shù)，它只與彈簧本身因素有關(guān)，單位是N/m。 四、摩擦力 （1）概念：兩個相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對運(yùn)動或具有相對運(yùn)動的趨勢時，就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的力。 （2）產(chǎn)生的條件:①相互接觸、擠壓；②接觸面粗糙；③有相對運(yùn)動（滑動摩擦力）或相對運(yùn)動的趨勢（靜摩擦力）。 （3）摩擦力的方向:沿接觸面切線方向，與物體相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的方向相反，與物體運(yùn)動的方向可以相同也可以相反。 （4）大小:先要判明是何種摩擦力。 ①滑動摩擦力大小:利用公式進(jìn)行計(jì)算，其中是物體的正壓力，不一定等于物體的重力，甚至可能和重力無關(guān)。 ②靜摩擦力大小:靜摩擦力大小可在0與之間變化，一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)由平衡條件或牛頓定律來求解。 五、力的合成與分解 1、合力與分力:如果一個力作用在物體上，它產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力，而那幾個力就叫做這個力的分力。（等效性） 2、力的合成與分解法則:平行四邊形定則或三角形定則。 3、力的合成: （1）兩個力、合力大小的取值范圍為:|-|≤F≤+； （2）大小相等、互成的兩個力的合力與分力大小相等，方向沿兩分力夾角的角平分線。 4、力的分解: （1）在實(shí)際問題中，通常將已知力按實(shí)際作用效果分解；（2）按問題的需要進(jìn)行分解；（3）正交分解。 正交分解： 正交分解的目的，是將物體受到的力整理到兩個相互垂直的方向上，將矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為代數(shù)運(yùn)算，從而更方便地求合力或者列方程。 分解原則：一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)，使盡量多的力“落”在坐標(biāo)軸上，另外避免分解未知力。 分解方法： 物體受到多個力F1、F2、F3……，求合力F時，可以把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解 x軸上的合力Fx=Fx1+Fx2+Fx3+…；y軸上的合力Fy=Fy1+Fy2+Fy3+… 補(bǔ)充一、物體的受力分析 中學(xué)物理的實(shí)質(zhì)就是解決物體在受力情況下如何運(yùn)動的問題受力分析的重要性不在于高考中受力分析的具體題目數(shù)量，而在于它是解決問題的基礎(chǔ)。 1、受力分析的依據(jù)：（1）各種力產(chǎn)生的條件；（2）物體的運(yùn)動狀態(tài)。 2、受力分析的步驟：（1）明確研究對象；（2）按“性質(zhì)力”的順序分析：即按重力、彈力、摩擦力、其他力順序分析；（3）檢查受力示意圖。 3、受力分析的一般方法：整體法、隔離法。 注意事項(xiàng)：（1）只分析周圍物體對研究對象的力，不分析研究對象施加的力；(2)合力與分力不能 重復(fù)分析；（3）不要把“效果力”與“性質(zhì)力”混淆重復(fù)分析；（4）不分析內(nèi)力；（5）在難以確定物體 的某些受力情況時，可假設(shè)該力存在，根據(jù)物體的運(yùn)動狀態(tài)，運(yùn)用平衡條件或牛頓運(yùn)動定律來求解。 補(bǔ)充二、共點(diǎn)力的平衡 （1）共點(diǎn)力:作用在物體的同一點(diǎn)，或作用線相交于一點(diǎn)的幾個力。 （2）平衡狀態(tài):物體保持勻速直線運(yùn)動或靜止叫平衡狀態(tài)，是加速度等于零的狀態(tài)。 （3）共點(diǎn)力作用下的物體的平衡條件:物體所受的合外力為零，即∑F=0，若采用正交分解法求解平衡問題，則平衡條件應(yīng)為:∑Fx =0，∑Fy =0。 （4）解決平衡問題的常用方法:隔離法、整體法、圖解法、相似三角形法、正交分解法等等。 第四章 牛頓運(yùn)動定律 一、牛頓第一定律 1、牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種運(yùn)動狀態(tài)為止。 對牛頓第一定律的理解： （1）揭示了物體所具有的一個重要屬性——慣性，即物體總保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動 狀態(tài)的性質(zhì)； （2）揭示了力的本質(zhì)：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動的原因； （3）揭示了不受力作用時物體的運(yùn)動狀態(tài)：實(shí)際中不受外力作用的物體是不存在的，但當(dāng)物體所 受合外力為零時，其運(yùn)動效果與不受外力時相同，物體都將保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)不變； （4）與牛頓第二定律的關(guān)系：牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎(chǔ)，不能簡單地認(rèn)為它是牛頓第二定律不受外力時的特例，牛頓第一定律定性地給出了力與運(yùn)動的關(guān)系，牛頓第二定律定量地給出力與運(yùn)動的關(guān)系。 2、慣性:物體保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì) （1）慣性是物體的固有屬性，即一切物體都有慣性，與物體的受力情況及運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。因此說，人們只能“利用”慣性而不能“克服”慣性。（2）質(zhì)量是物體慣性大小的量度。 二、牛頓第二定律 牛頓第二定律:物體的加速度跟其所受的外力的合力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同，表達(dá)式： （1）牛頓第二定律定量揭示了力與運(yùn)動的關(guān)系：已知受力情況可以分析運(yùn)動情況；知道運(yùn)動情況，可以分析受力情況。加速度是聯(lián)系二者的橋梁。 （2）牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 是矢量式 （3）牛頓第二定律揭示的是力的瞬時效果。即作用在物體上的力與加速度是瞬時對應(yīng)關(guān)系，力變加速度就變，力撤除加速度就為零。 牛頓運(yùn)動定律的應(yīng)用： 1．運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律解決的動力學(xué)問題常可以分為兩種類型 （1）已知受力情況，要求物體的運(yùn)動情況．如物體運(yùn)動的位移、速度及時間等． （2）已知運(yùn)動情況，要求物體的受力情況（求力的大小和方向）． 不管哪種類型，一般總是先根據(jù)已知條件求出物體運(yùn)動的加速度，然后再由此得出問題的答案。 2、應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解題的一般步驟 （1）認(rèn)真分析題意，明確已知條件和所求量，搞清所求問題的類型. （2）選取研究對象.所選取的研究對象可以是一個物體，也可以是幾個物體組成的整體.同一題目，根據(jù)題意和解題需要也可以先后選取不同的研究對象. （3）分析研究對象的受力情況和運(yùn)動情況. （4）當(dāng)研究對象所受的外力不在一條直線上時：如果物體只受兩個力，可以用平行四邊形定則求其合力；如果物體受力較多，一般把它們正交分解到兩個方向上去分別求合力；如果物體做直線運(yùn)動，一般把各個力分解到沿運(yùn)動方向和垂直運(yùn)動的方向上. （5）根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式列方程，物體所受外力、加速度、速度等都可根據(jù)規(guī)定的正方向按正、負(fù)值代入公式，按代數(shù)和進(jìn)行運(yùn)算. （6）求解方程，檢驗(yàn)結(jié)果，必要時對結(jié)果進(jìn)行討論. 三、牛頓第三定律 牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一直線上。 （1）作用力、反作用力總是成對出現(xiàn)，同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失； （2）作用力和反作用力總是同種性質(zhì)的力； （3）作用力和反作用力分別作用在兩個不同的物體上，各產(chǎn)生其效果，不可疊加。 區(qū)分一對作用力、反作用力與一對平衡力 一對作用力和反作用力 一對平衡力 作用對象 兩個物體 同一個物體 作用時間 同時產(chǎn)生，同時消失 不一定同時產(chǎn)生或消失 力的性質(zhì) 一定是同性質(zhì)的力 不一定是同性質(zhì)的力 力的大小關(guān)系 大小相等 大小相等 力的方向關(guān)系 方向相反且共線 方向相反且共線 四、超重和失重 1、超重:物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┐笥谖矬w所受重力的現(xiàn)象。處于超重狀態(tài) 的物體具有向上的加速度。 2、失重: 物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┬∮谖矬w所受重力的現(xiàn)象。處于失重狀態(tài) 的物體具有向下的加速度。 當(dāng)物體向下的加速度等于重力加速度g時，物體對支持物、懸掛物完全沒有作用力，這種狀態(tài)叫 完全失重狀態(tài)。 3、對超重和失重的理解： ①不管物體處于失重狀態(tài)還是超重狀態(tài)，物體本身的重力并沒有改變，只是物體對支持物的壓力（或?qū)覓煳锏睦Γ┎坏扔谖矬w本身的重力。 ②超重或失重現(xiàn)象與物體的速度無關(guān)，只決定于加速度的方向?！凹铀偕仙焙汀皽p速下降”都是超重；“加速下降”和“減速上升”都是失重。 ③在完全失重的狀態(tài)下，平常一切由重力產(chǎn)生的物理現(xiàn)象都會完全消失，如單擺停擺、天平失效、浸在水中的物體不再受浮力、液體柱不再產(chǎn)生壓強(qiáng)等。 必修二 第五章 曲線運(yùn)動 1、曲線運(yùn)動 （1）物體作曲線運(yùn)動的條件:運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)所受的合外力（或加速度）的方向跟它的速度方向不在同一直線上。 （2）曲線運(yùn)動的特點(diǎn):質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，就是通過該點(diǎn)的曲線的切線方向。質(zhì)點(diǎn)的速度方向時刻在改變，所以曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。 （3）曲線運(yùn)動的軌跡:做曲線運(yùn)動的物體，其軌跡向合外力所指一方彎曲，若已知物體的運(yùn)動軌跡，可判斷出物體所受合外力的大致方向，如平拋運(yùn)動的軌跡向下彎曲，圓周運(yùn)動的軌跡總向圓心彎曲等。 2、運(yùn)動的合成與分解 （1）合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系:①等時性；②獨(dú)立性；③等效性。 （2）運(yùn)動的合成與分解的法則:平行四邊形定則。 （3）分解原則:根據(jù)運(yùn)動的實(shí)際效果分解，物體的實(shí)際運(yùn)動為合運(yùn)動。 3、平拋運(yùn)動 （1）特點(diǎn):①具有水平方向的初速度；②只受重力作用，是加速度為重力加速度g的勻變速曲線運(yùn)動。 （2）運(yùn)動規(guī)律:平拋運(yùn)動可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動和豎直方向的自由落體運(yùn)動。 ①建立直角坐標(biāo)系（一般以拋出點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以初速度方向?yàn)閤軸正方向，豎直向下為 y軸正方向）；②由兩個分運(yùn)動規(guī)律來處理： 水平方向：、 ；豎直方向：、 任意時刻的速度：、 任意時刻位置（相對出發(fā)點(diǎn)的位移）：、 運(yùn)動時間：（取決于豎直下落的高度） 水平射程：（取決于下落的高度和初速度） 4、圓周運(yùn)動 （1）描述圓周運(yùn)動的物理量 ①線速度:描述質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動的快慢，大?。╯是t時間內(nèi)通過弧長），方向?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)在圓弧某點(diǎn)的線速度方向沿圓弧該點(diǎn)的切線方向。 ②角速度:描述質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢，大?。▎挝籸ad/s），是連接質(zhì)點(diǎn)和圓心的半徑在t時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度。其方向在中學(xué)階段不研究。 ③周期T：做圓周運(yùn)動的物體運(yùn)動一周所用的時間叫做周期；頻率f：做圓周運(yùn)動的物體單位時間內(nèi)沿轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫做頻率。 ④、、、的關(guān)系：、、 ⑤向心加速度：描述物體線速度方向改變快慢。 大?。海较蚩偸侵赶驁A心，時刻在變化。 ⑥向心力:總是指向圓心，產(chǎn)生向心加速度，向心力只改變線速度的方向，不改變速度的大??；大小 注：向心力是根據(jù)力的效果命名的。在分析做圓周運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)受力情況時，千萬不可在物體受力之外再添加一個向心力。 （2）勻速圓周運(yùn)動:線速度的大小恒定，角速度、周期和頻率都是恒定不變的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不變的，是速度大小不變而速度方向時刻在變的變速曲線運(yùn)動。 （3）變速圓周運(yùn)動:速度大小方向都發(fā)生變化，不僅存在著向心加速度（改變速度的方向），而且還存在著切向加速度（方向沿著軌道的切線方向，用來改變速度的大?。?。一般而言，合加速度方向不指向圓心，合力不一定等于向心力。合外力在指向圓心方向的分力充當(dāng)向心力，產(chǎn)生向心加速度；合外力在切線方向的分力產(chǎn)生切向加速度。 第六章 萬有引力定律 1、開普勒行星運(yùn)動定律 ①開普勒第一定律（軌道定律）:所有的行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點(diǎn)上。www.ks5u.com ②開普勒第二定律（面積定律）:對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的相等的面積。（近日點(diǎn)速率最大，遠(yuǎn)日點(diǎn)速率最?。? ③開普勒第三定律（周期定律）：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等。 2、萬有引力定律：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比、與它們之間的距離r的二次方成反比。 公式:（適用于質(zhì)點(diǎn)間萬用引力的計(jì)算） （英國物理學(xué)家卡文迪許測得） 3、應(yīng)用萬有引力定律分析天體的運(yùn)動 ①基本方法:把天體的運(yùn)動看成是勻速圓周運(yùn)動，其所需向心力由萬有引力提供。 即：，得： 應(yīng)用時可根據(jù)實(shí)際情況選用適當(dāng)?shù)墓竭M(jìn)行分析或計(jì)算。 ②天體質(zhì)量M、密度的估算: 測出衛(wèi)星繞天體勻速圓周運(yùn)動的半徑和周期，由，得： ， 當(dāng)衛(wèi)星沿天體表面運(yùn)行時，，則： ③、衛(wèi)星的環(huán)繞速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系 由得：，越大，速度越??； 由得：，越大，角速度越?。? 由得：，r 越大，周期T越大。 4、三種宇宙速度 ①第一宇宙速度:，它是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度。 ②第二宇宙速度（脫離速度）: ，使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度。 ③第三宇宙速度（逃逸速度）: ，使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度。 （4）地球同步衛(wèi)星 所謂地球同步衛(wèi)星，是相對于地面靜止的，這種衛(wèi)星位于赤道上方某一高度的穩(wěn)定軌道上，且繞地球運(yùn)動的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，即T=24h=86400s，離地面高度。同步衛(wèi)星的軌道一定在赤道平面內(nèi)，并且只有一條。所有同步衛(wèi)星都在這條軌道上，以大小相同的線速度，角速度和周期運(yùn)行著。 第六章 機(jī)械能 一、功 1、功的定義:力和作用在力的方向上通過的位移的乘積。是描述力對空間積累效應(yīng)的物理量，是過程量。 定義式:，其中是力，s是力的作用點(diǎn)的位移（對地），θ是力與位移間的夾角。 2、功的大小的計(jì)算方法: ①恒力的功可根據(jù)進(jìn)行計(jì)算，本公式只適用于恒力做功 ②利用動能定理計(jì)算力的功，特別是變力所做的功。 ③摩擦力、空氣阻力做功的計(jì)算:功的大小等于力和路程的乘。 二、功率 1、功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量，是標(biāo)量。 2、功率的計(jì)算 ①平均功率:P=W/t（定義式） 表示時間t內(nèi)的平均功率，不管是恒力做功，還是變力做功，都適用。 ②瞬時功率:，和分別表示t時刻的功率和速度，α為兩者間的夾角。 ③額定功率與實(shí)際功率：額定功率、發(fā)動機(jī)正常工作時的最大功率；實(shí)際功率:發(fā)動機(jī)實(shí)際輸出的功率，它可以小于額定功率，但不能長時間超過額定功率。 三、兩種機(jī)車起動方式 ①以恒定功率P啟動:機(jī)車的運(yùn)動過程是先作加速度減小的加速運(yùn)動，后以最大 速度作勻速直線運(yùn)動； ②以恒定牽引力（即以恒定加速度）啟動:機(jī)車先作勻加速運(yùn)動，當(dāng)功率增大到額定功率時速度為，而后開始作加速度減小的加速運(yùn)動（此過程功率恒定），最后以最大速度作勻速直線運(yùn)動。 四、動能及動能定理 1、物體由于運(yùn)動而具有的能量叫做動能。表達(dá)式:。 動能是狀態(tài)量、標(biāo)量。 2、動能定理：力在一個過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。 動能定理的表達(dá)式：。 （1）應(yīng)用動能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響。所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時間的動力學(xué)問題，都可以用動能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運(yùn)動定律和機(jī)械能守恒定律簡捷。 （2）當(dāng)物體的運(yùn)動是由幾個物理過程所組成，又不需要研究過程的中間狀態(tài)時，可以把這幾個物理過程看作一個整體進(jìn)行研究，從而避開每個運(yùn)動過程的具體細(xì)節(jié)，具有過程簡明、方法巧妙、運(yùn)算量小等優(yōu)點(diǎn)。 五、重力勢能 1、定義:地球上的物體具有跟它的高度有關(guān)的能量，叫做重力勢能，EP=mgh。 ①重力勢能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的，而不是物體單獨(dú)具有的。②重力勢能的大小和零勢能面的選取有關(guān)。③重力勢能是標(biāo)量，但有“+”、“-”之分。 2、重力做功的特點(diǎn):重力做功只決定于初、末位置間的高度差，與物體的運(yùn)動路徑無關(guān)；WG =mgh。 3、做功跟重力勢能改變的關(guān)系:重力做功等于重力勢能的減少量。即WG =Ep2-Ep1。 六、機(jī)械能守恒定律 1、動能和勢能（重力勢能、彈性勢能）統(tǒng)稱為機(jī)械能，E=Ek +Ep。 2、機(jī)械能守恒定律：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。 3、機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式： 4、系統(tǒng)機(jī)械能守恒的三種表示方式: ①、系統(tǒng)初態(tài)的總機(jī)械能E1 等于末態(tài)的總機(jī)械能E2 ，即E1 =E2 ②、系統(tǒng)減少的總重力勢能等于系統(tǒng)增加的總動能，即= ③、若系統(tǒng)只有A、B兩物體，則A物體減少的機(jī)械能等于B物體增加的機(jī)械能，即 =。 注：解題時究竟選取哪一種表達(dá)形式，應(yīng)根據(jù)題意靈活選??；需注意的是:選用①式時，必須規(guī)定零勢能參考面，而選用②式和③式時，可以不規(guī)定零勢能參考面，但必須分清能量的減少量和增加量。 5、判斷機(jī)械能是否守恒的方法 ①用做功來判斷:分析物體或物體受力情況（包括內(nèi)力和外力），明確各力做功的情況，若對物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功，沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒。 ②用能量轉(zhuǎn)化來判定:若物體系中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒。 ③對一些繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等問題，除非題目特別說明，機(jī)械能必定不守恒，完全非彈性碰撞過程機(jī)械能也不守恒。 七、功能關(guān)系 能是物體做功的本領(lǐng)．也就是說是做功的根源．功是能量轉(zhuǎn)化的量度．究竟有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化，用功來量度，二者有根本的區(qū)別，功是過程量，能是狀態(tài)量． 常見的功能關(guān)系： （1）、當(dāng)只有重力（或彈簧彈力）做功時，物體的機(jī)械能守恒。 （2）、重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少: 。 （3）、合外力對物體所做的功等于物體動能的變化: （動能定理） （4）、除了重力、彈力之外的其他力對物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化: （5）一對滑動摩擦力對系統(tǒng)做總功是系統(tǒng)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量度，即：fS相＝Q 選修3-1 第一章 電場 1、電荷 （1）自然界中存在兩種電荷:正電荷與負(fù)電荷。 （2）電荷守恒定律:電荷既不能被創(chuàng)造也不能被消滅，它只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，或 者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分，系統(tǒng)的電荷代數(shù)和不變。 2、庫侖定律 （1）內(nèi)容:在真空中兩個點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們之間的距離的平 方成反比，作用力的方向在它們的連線上。 （2）公式:、其中靜電力常量； （3）適用條件:真空中的點(diǎn)電荷。 點(diǎn)電荷是一種理想化的模型。如果帶電體本身的線度比相互作用的帶電體之間的距離小得多，以致帶電體的體積和形狀對相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時，這種帶電體就可以看成點(diǎn)電荷，但點(diǎn)電荷自身不一定很小，所帶電荷量也不一定很少。 3、電場強(qiáng)度、電場線 （1）電場:帶電體周圍存在的一種物質(zhì)，是電荷間相互作用的媒介。電場是客觀存在的，電場具有力的特性和能的特性。 （2）電場強(qiáng)度:放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力跟它的電荷量的比值，叫做這一點(diǎn)的電場強(qiáng)度。定義式:，方向:正電荷在該點(diǎn)受力方向。 （3）電場線:在電場中畫出一系列假想的曲線，使曲線上每一點(diǎn)的切線方向都跟該點(diǎn)的場強(qiáng)方向一致，這些曲線叫做電場線。 電場線的性質(zhì):①電場線是起始于正電荷（或無窮遠(yuǎn)處），終止于負(fù)電荷（或無窮遠(yuǎn)處）；②電場線的疏密反映電場的強(qiáng)弱；③電場線不相交；④電場線不是真實(shí)存在的；⑤電場線不一定是電荷運(yùn)動軌跡。 （4）勻強(qiáng)電場:在電場中，如果各點(diǎn)的場強(qiáng)的大小和方向都相同，這樣的電場叫勻強(qiáng)電場。勻強(qiáng)電場中的電場線是間距相等且互相平行的直線。 （5）電場強(qiáng)度的疊加:電場強(qiáng)度是矢量，當(dāng)空間的電場是由幾個點(diǎn)電荷共同激發(fā)的時候，空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)度等于每個點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時所激發(fā)的電場在該點(diǎn)的場強(qiáng)的矢量和。 4、電勢能：電荷在電場中具有的勢能叫電勢能。 電勢能具有相對性，通常取無窮遠(yuǎn)處或大地為電勢能零點(diǎn)。 5、電勢、電勢差： 電勢：在電場中某位置放一個檢驗(yàn)電荷，若它具有的電勢能為Ep，則比值叫做該位置的電勢。電勢是描述電場的能的性質(zhì)的物理量。電勢是標(biāo)量。 電勢也具有相對性，通常取離電場無窮遠(yuǎn)處或大地的電勢為零電勢（對同一電場，電勢能及電勢的零點(diǎn)選取是一致的）這樣選取零電勢點(diǎn)之后，可以得出正電荷形成的電場中各點(diǎn)的電勢均為正值，負(fù)電荷形成的電場中各點(diǎn)的電勢均為負(fù)值。 沿著電場線的方向，電勢越來越低。 電勢差U: 電場中兩點(diǎn)的電勢之差叫電勢差。 6、等勢面:電場中電勢相等的點(diǎn)構(gòu)成的面叫做等勢面。 （1）等勢面上各點(diǎn)電勢相等，在等勢面上移動電荷電場力不做功。 （2）等勢面一定跟電場線垂直，而且電場線總是由電勢較高的等勢面指向電勢較低的等勢面。 （3）畫等勢面（線）時，一般相鄰兩等勢面（或線）間的電勢差相等。這樣，在等勢面（線）密處場強(qiáng)大，等勢面（線）疏處場強(qiáng)小。 7、電場中的功能關(guān)系 電場力對電荷做功，電荷的電勢能減速少，電荷克服電場力做功，電荷的電勢能增加，電勢能變化的數(shù)值等于電場力對電荷做功的數(shù)值，這常是判斷電荷電勢能如何變化的依據(jù)。電場力對電荷做功的計(jì)算公式：，此公式適用于任何電場。電場力做功與路徑無關(guān)，由起始和終了位置的電勢差決定。 8、靜電屏蔽:處于電場中的空腔導(dǎo)體或金屬網(wǎng)罩，其空腔部分的場強(qiáng)處處為零，即能把外電場遮住，使內(nèi)部不受外電場的影響，這就是靜電屏蔽。 9、帶電粒子在電場中的運(yùn)動 1）帶電粒子在電場中加速 帶電粒子在電場中加速，若不計(jì)粒子的重力，則電場力對帶電粒子做功等于帶電粒子動能的增量。 （2）帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn) 帶電粒子以垂直勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)方向進(jìn)入電場后，做類平拋運(yùn)動。垂直于場強(qiáng)方向做勻速直線運(yùn) 動:Vx =V0；L=V0t。 平行于場強(qiáng)方向做初速為零的勻加速直線運(yùn)動: 、、=（多種表示式）、 （3）是否考慮帶電粒子的重力要根據(jù)具體情況而定。一般說來: ①基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但不能忽略質(zhì)量）。 ②帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。 （4）帶電粒子在勻強(qiáng)電場與重力場的復(fù)合場中運(yùn)動 由于帶電粒子在勻強(qiáng)電場中所受電場力與重力都是恒力，因此可以用兩種方法處理:①正交分解法；②等效“重力”法。 10、示波管的原理:示波管由電子槍，偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空。如果在偏轉(zhuǎn)電極XX′上加掃描電壓，同時加在偏轉(zhuǎn)電極YY′上所要研究的信號電壓，其周期與掃描電壓的周期相同，在熒光屏上就顯示出信號電壓隨時間變化的圖線。 11、電容 （1）定義:電容器的帶電荷量跟它的兩板間的電勢差的比值 （2）定義式：或者 注：電容器的電容是反映電容本身貯電特性的物理量，由電容器本身的介質(zhì)特性與幾何尺寸決定，與電容器是否帶電、帶電荷量的多少、板間電勢差的大小等均無關(guān)。 （3）單位:法拉（F），1μF=10-6F，1pF=10 -12 F。 （4）平行板電容器的電容:。 第二章 恒定電流 一、電流 電流產(chǎn)生的條件：①導(dǎo)體內(nèi)有大量自由電荷；②導(dǎo)體兩端存在電勢差。 電流的方向：規(guī)定正電荷定向移動的方向?yàn)殡娏鞯姆较?。?fù)電荷定向移動的方向與電流的方向相反，如金屬導(dǎo)體中自由電子的移動。 電流的強(qiáng)弱程度用電流這個物理量表示： （1）電流的定義式：；（2）電流的決定式：；(3)電流的微觀表達(dá)式： （n：單位體積內(nèi)自由電荷的數(shù)目；v：自由電荷定向移動的速率） 二、電動勢 電源:電源是通過非靜電力做功把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電勢能的裝置。 電動勢: ①定義：在電源內(nèi)部，非靜電力所做的功W與被移送的電荷q的比值叫電源的電動勢。 ②定義式：E=W/q ③物理意義：表示電源把其它形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小。電動勢越大，電路中每通過1C電量時，電源將其它形式的能轉(zhuǎn)化成電能的數(shù)值就越多。 ④電動勢由電源中非靜電力的特性決定，與電源的體積無關(guān)、與外電路無關(guān)。 三、歐姆定律 導(dǎo)體的電阻：①定義：導(dǎo)體兩端電壓與通過導(dǎo)體電流的比值；②公式：R=U/I。 I U 歐姆定律：①定律內(nèi)容：導(dǎo)體中電流強(qiáng)度跟它兩端電壓成正比，跟它的電阻成反比。②公式：I=U/R；③歐姆定律是個實(shí)驗(yàn)定律，實(shí)驗(yàn)表明，除金屬外，歐姆定律對電解質(zhì)溶液也適用，但對氣態(tài)導(dǎo)體和半導(dǎo)體元件并不適用。 伏安特性曲線：用縱坐標(biāo)表示電流I，橫坐標(biāo)表示電壓U，這樣畫出的 I-U 圖象叫做導(dǎo)體的伏安特性曲線。 四、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 串聯(lián)電路: ①電路中各處的電流相等。I=I1=I2=I3=… ②電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和U=U1+U2+U3+… ③串聯(lián)電路的總電阻，等于各個電阻之和。R=R1+R2+R3+… 并聯(lián)電路: ① 并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。U=U1=U2=U3=… ② 電路中的總電流等于各支路電流之和。I=I1+I2+I3+… ③ 并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)，等于各個電阻的倒數(shù)之和。 幾點(diǎn)總結(jié)： ①幾個相同的電阻并聯(lián)，總電阻為一個電阻的幾分之一； ②若不同的電阻并聯(lián)，總電阻小于其中最小的電阻； ③若某一支路的電阻增大，則總電阻也隨之增大； ④若并聯(lián)的支路增多時，總電阻將減??； ⑤當(dāng)一個大電阻與一個小電阻并聯(lián)時，總電阻接近小電阻。 五、焦耳定律 1、電功:電場力對定向移動的電荷所做的功，簡稱電功，在電路中通常也說成是電流的功。用W表示。計(jì)算公式： 電功率:單位時間內(nèi)電流所做的功。計(jì)算公式：P=W/t=UI 2、焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方，導(dǎo)體的電阻和通電時間成正比。計(jì)算公式：Q=I2Rt 3、電功和電熱的關(guān)系: ①純電阻電路.在純電阻電路中,電功等于電熱.也就是說電流做功將電能全部轉(zhuǎn)化為電路的內(nèi)能。 W=Q=UIt=I2Rt=(U2/R)/t；P電=P熱=UI=I2R=U2/R。 ②非純電阻電路：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和其他形式的能，W>Q. W=UIt≠Q(mào)=I2Rt；P電=UI≠I2R；P熱=I2R≠UI 五、電阻定律、電阻率 1、電阻定律：同種材料的導(dǎo)體，其電阻R與它的長度成正比，與它的橫截面積S成反比；導(dǎo)體的電阻還與構(gòu)成它的材料有關(guān)，寫成公式則是： 。 2、電阻率：上式中的比例系www.ks5u.com數(shù)（單位是），它與導(dǎo)體的材料溫度有關(guān)，是表征材料導(dǎo)電 性 質(zhì)的一個重要的物理量，數(shù)值上等于長度1m，截面積為1m2導(dǎo)體的電阻值。 3、材料的電阻率隨溫度的變化而改變：金屬材料的電阻率會隨溫度的升高而變大；半導(dǎo)體材料 的電阻率會隨溫度的升高而減?。缓辖鸬碾娮杪孰S溫度變化極小。 六、閉合電路的歐姆定律 1、閉合電路歐姆定律：閉合電路的電流跟電源的電動勢成正比，跟內(nèi)、外電路的電阻之和成反比。 歐姆定律公式： （1）（適用于純電阻電路）； （2）（適用于一切電路）； （3）U=E-Ir（U、I間關(guān)系）； （4）（U、R間關(guān)系）。 o I E U0 M b a N I0 Im U 從（3）式看出：當(dāng)外電路斷開時（I = 0），路端電壓等于電動勢。而這時用電壓表去測量時，讀 數(shù)卻應(yīng)該略小于電動勢（有微弱電流）。當(dāng)外電路短路時（R = 0，因而U = 0）電流最大為Im=E/r（一般不允許出現(xiàn)這種情況，會把電源燒壞） 2、閉合電路的U-I圖象。 右圖中a為電源的U-I圖象；b為外電阻的U-I圖象；兩者的交點(diǎn)坐標(biāo)表示該電阻接入電路時電路的總電流和路端電壓；該點(diǎn)和原點(diǎn)之間的矩形的面積表示輸出功率；a的斜率的絕對值表示內(nèi)阻大?。?b的斜率的絕對值表示外電阻的大??；當(dāng)兩個斜率相等時（即內(nèi)、外電阻相等時圖中矩形面積最大，即輸出功率最大（可以看出當(dāng)時路端電壓是電動勢的一半，電流是最大電流的一半） 3、電路中功率的計(jì)算： （1）電源消耗功率（有時也稱為電路消耗總功率）：P總=εI；外電路消耗功率（有時也稱為電源輸出功率）：P出=UI；內(nèi)電路消耗功率（一定是發(fā)熱功率）：P內(nèi)=I2r。 （2）電源的輸出功率：，可見電源輸出功率隨外電阻變化的圖線如圖所示，而當(dāng)o R P出 Pm r 內(nèi)、外電阻相等時，電源的輸出功率最大，為。 注：實(shí)際問題中應(yīng)注意外電阻的取值范圍。 第三章 磁場 1、磁場 （1）磁場:磁場是存在于磁體、電流和運(yùn)動電荷周圍的一種物質(zhì)。永磁體和電流都能在空間產(chǎn)生磁場。變化的電場也能產(chǎn)生磁場。 （2）磁場的基本特點(diǎn):磁場對處于其中的磁體、電流和運(yùn)動電荷有力的作用。 （3）磁現(xiàn)象的電本質(zhì):一切磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動電荷（或電流）之間通過磁場而發(fā)生的相互作用。 （4）安培分子電流假說------在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部，存在著一種環(huán)形電流即分子電流，分子電流使每個物質(zhì)微粒成為微小的磁體。 （5）磁場的方向:規(guī)定在磁場中任一點(diǎn)小磁針N極受力的方向（或者小磁針靜止時N極的指向）就是那一點(diǎn)的磁場方向。 2、磁感線 （1）在磁場中人為地畫出一系列曲線，曲線的切線方向表示該位置的磁場方向，曲線的疏密能定性地表示磁場的弱強(qiáng)，這一系列曲線稱為磁感線。 （2）磁鐵外部的磁感線，都從磁鐵N極出來，進(jìn)入S極，在內(nèi)部，由S極到N極，磁感線是閉合曲線；磁感線不相交。 （3）幾種典型磁場的磁感線的分布: ①直線電流的磁場:同心圓、非勻強(qiáng)、距導(dǎo)線越遠(yuǎn)處磁場越弱。 ②通電螺線管的磁場:兩端分別是N極和S極，管內(nèi)可看作勻強(qiáng)磁場，管外是非勻強(qiáng)磁場。 ③環(huán)形電流的磁場:兩側(cè)是N極和S極，離圓環(huán)中心越遠(yuǎn)，磁場越弱。 ④勻強(qiáng)磁場:磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小處處相等、方向處處相同。勻強(qiáng)磁場中的磁感線是分布均勻、方向相同的平行直線。 3、磁感應(yīng)強(qiáng)度 （1）定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場強(qiáng)弱的物理量，在磁場中垂直于磁場方向的通電導(dǎo)線，受到的磁場力F跟電流I和導(dǎo)線長度L的乘積IL的比值，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，定義式B=F/IL。單位T，1T=1N/（Am）。 （2）磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，磁場中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)的磁場方向，即通過該點(diǎn)的磁感線的切線方向。 （3）磁場中某位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小及方向是客觀存在的，與放入的電流強(qiáng)度I的大小、導(dǎo)線的長短L的大小無關(guān)，與電流受到的力也無關(guān)，即使不放入載流導(dǎo)體，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度也照樣存在，因此不能說B與F成正比，或B與IL成反比。 （4）磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四邊形定則，注意磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該處的磁場方向，并不是在該處的電流的受力方向。 4、地磁場:地球的磁場與條形磁體的磁場相似，其主要特點(diǎn)有三個: （1）地磁場的N極在地球南極附近，S極在地球北極附近。 （2）地磁場B的水平分量（Bx）總是從地球南極指向北極，而豎直分量（By）則南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下。 （3）在赤道平面上，距離地球表面相等的各點(diǎn)，磁感強(qiáng)度相等，且方向水平向北。 5、安培力 （1）安培力大?。? ①I∥B時，F(xiàn)=0；②I⊥B，F(xiàn)=BIL；③I與B成θ角： （2）安培力的方向： ①左手定則：伸開左手，使大拇指和其余四指垂直，并且都跟手掌在同一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流方向，那么大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)體在磁場中的受力方向。 ②F、B、I三者間方向關(guān)系：F⊥B，F(xiàn)⊥I，即F垂直于B和I所構(gòu)成的平面，但B和I不一定垂直。 （3）功能關(guān)系：安培力做功將電能轉(zhuǎn)換為其他形式的能；克服安培力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能。 6、洛倫茲力 （1）洛倫茲力的大小：①v∥B時，f=0；②v⊥B，f=qvB；③v與B成θ角： （2）洛倫茲力的特性:洛倫茲力始終垂直于v的方向，所以洛倫茲力一定不做功。 （3）洛倫茲力與安培力的關(guān)系:洛倫茲力是安培力的微觀實(shí)質(zhì)，安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。所以洛倫茲力的方向與安培力的方向一樣也由左手定則判定。 （4）電場力與洛倫茲力的比較 電場力 洛侖茲力 存在條件 作用于電場中所有電荷 僅對運(yùn)動著的且速度不跟磁場平行的電荷有洛侖茲力作用 大小 F=qE與電荷運(yùn)動速度無關(guān) F=Bqv與電荷的運(yùn)動速度有關(guān) 方向 力的方向與電場方向相同或相反，但總在同一直線上 力的方向始終和磁場方向垂直 對速度的改變 可改變電荷運(yùn)動速度大小和方向 只改變電荷速度的方向，不改變速度的大小 做功 可以對電荷做功，改變電荷的動能 不對電荷做功、不改變電荷的動能 偏轉(zhuǎn)軌跡 在勻強(qiáng)電場中偏轉(zhuǎn)，軌跡為拋物線 在勻強(qiáng)磁場中偏轉(zhuǎn)、軌跡為圓弧 7、帶電粒子在磁場中的運(yùn)動規(guī)律 （1）若帶電粒子的速度方向與磁場方向平行（相同或相反）：帶電粒子以入射速度v做勻速直線運(yùn)動。 （2）若帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直：帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)，以入射速率v做 勻速圓周運(yùn)動。 ①軌道半徑公式：r=mv/qB ②周期公式：T=2πm/qB （3）若速度方向與磁感線成任意角度，則帶電粒子在與磁感線平行的方向上做勻速直線運(yùn)動，在與磁感線垂直的方向上做勻速圓周運(yùn)動，它們的合運(yùn)動是螺線運(yùn)動． 8、處理帶電粒子在磁場中運(yùn)動的基本思路： 一是根據(jù)幾何關(guān)系確定圓心、半徑、圓心角；二是根據(jù)洛倫茲力提供向心力列方程。 （1）圓心的確定：因?yàn)槁鍌惼澚指向圓心，根據(jù)F⊥v，畫出粒子運(yùn)動軌跡中任意兩點(diǎn)（一般是射入和射出磁場的兩點(diǎn)）的F的方向，沿兩個洛倫茲力F畫出延長線，兩延長線的交點(diǎn)即為圓心．或利用圓心位置必定在圓中一根弦的中垂線上，作出圓心位置． （2）半徑的確定和計(jì)算：利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的可能半徑（或圓心角）．并注意以下兩個重要的幾何特點(diǎn)（如圖所示）： ①粒子速度的偏向角等于回旋角，并等于AB線與切線的夾角（弦切角φ）的2倍，即：； ②相對的弦切角θ相等，與相鄰的弦切角互補(bǔ)，即：． （3）粒子在磁場中運(yùn)動時間的確定：利用回旋角（即圓心角α）與弦切角的關(guān)系，或者利用四邊形內(nèi)角和等于360計(jì)算出圓心角α的大小，由公式可求出粒子在磁場中的運(yùn)動時間． 9、帶點(diǎn)粒子在復(fù)合場中運(yùn)動實(shí)例 裝置 原理圖 規(guī)律 速度選擇器 若粒子做勻速直線運(yùn)動 磁流體發(fā)電機(jī) 等離子體射入，受洛倫茲力偏轉(zhuǎn)，使兩極板帶正、負(fù)電，兩極電壓為U時穩(wěn)定。 電磁流量計(jì) 質(zhì)譜儀 電子經(jīng)U加速，從A孔入射經(jīng)偏轉(zhuǎn)打到P點(diǎn)， 比荷 回旋加速器 D形盒內(nèi)分別接頻率為的高頻交流電源兩極，帶電粒子在窄縫間電場加速，在D形盒內(nèi)偏轉(zhuǎn) 選修3-2 第四章 電磁感應(yīng) 1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象:利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫做電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的電流叫做感應(yīng)電流。 （1）產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，即ΔΦ≠0。 （2）產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的條件:無論回路是否閉合，只要穿過線圈平面的磁通量發(fā)生變化，線路中就有感應(yīng)電動勢。產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的那部分導(dǎo)體相當(dāng)于電源。 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，如果回路閉合，則有感應(yīng)電流，回路不閉合，則只有感應(yīng)電動勢而無感應(yīng)電流。 2、磁通量： 定義:磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直磁場方向的面積S的乘積叫做穿過這個面的磁通量，定義式:Φ=BS。如果面積S與B不垂直，應(yīng)以B乘以在垂直于磁場方向上的投影面積S′，即Φ=BS′，國際單位:Wb 求磁通量時應(yīng)該是穿過某一面積的磁感線的凈條數(shù)。任何一個面都有正、反兩個面;磁感線從面的正方向穿入時，穿過該面的磁通量為正。反之，磁通量為負(fù)。所求磁通量為正、反兩面穿入的磁感線的代數(shù)和。 3、楞次定律 （1）楞次定律：感應(yīng)電流的磁場，總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。楞次定律適用于一般情況的感應(yīng)電流方向的判定，而右手定則只適用于導(dǎo)線切割磁感線運(yùn)動的情況，此種情況用右手定則判定比用楞次定律判定簡便。 （2）對楞次定律的理解 ①誰阻礙誰———感應(yīng)電流的磁通量阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁通量。 ②阻礙什么———阻礙的是穿過回路的磁通量的變化，而不是磁通量本身。③如何阻礙———原磁通量增加時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相反；當(dāng)原磁通量減少時，感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同，即“增反減同”。④阻礙的結(jié)果———阻礙并不是阻止，結(jié)果是增加的還增加，減少的還減少。 （3）楞次定律的另一種表述:感應(yīng)電流總是阻礙產(chǎn)生它的那個原因，表現(xiàn)形式有三種: ①阻礙原磁通量的變化；②阻礙物體間的相對運(yùn)動；③阻礙原電流的變化（自感）。 4、法拉第電磁感應(yīng)定律 電路中感應(yīng)電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。表達(dá)式 E=nΔΦ/Δt 當(dāng)導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動時，其感應(yīng)電動勢的計(jì)算公式為E=BLvsinθ。當(dāng)B、L、v三者兩兩垂 直時，感應(yīng)電動勢E=BLv。 兩個公式的選用方法：E=nΔΦ/Δt 計(jì)算的是在Δt時間內(nèi)的平均電動勢，只有當(dāng)磁通量的 變化率是恒定不變時，它算出的才是瞬時電動勢。E=BLvsinθ中的v若為瞬時速度，則算出 的就是瞬時電動勢；若v為平均速度，算出的就是平均電動勢。 5、自感現(xiàn)象 （1）自感現(xiàn)象:由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象。（2）自感電動勢:在自感現(xiàn) 象 中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫自感電動勢。自感電動勢的大小取決于線圈自感系數(shù)和本身電流變 化的快慢，自感電動勢方向總是阻礙電流的變化。 6、電磁感應(yīng)中的電路問題 在電磁感應(yīng)中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導(dǎo)體或回路就 相當(dāng)于電源，將它們接上電容器，便可使電容器充電;將它們接上電阻等用電器，便可對用電器 供電，在回路中形成電流。因此，電磁感應(yīng)問題往往與電路問題聯(lián)系在一起。解決與電路相聯(lián)系 的電磁感應(yīng)問題的基本方法是: （1）用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向。 （2）畫等效電路。 （3）運(yùn)用全電路歐姆定律，串并聯(lián)電路性質(zhì)，電功率等公式聯(lián)立求解。 7、電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的力學(xué)問題 （1）通過導(dǎo)體的感應(yīng)電流在磁場中將受到安培力作用，電磁感應(yīng)問題往往和力學(xué)問題聯(lián)系在一起 ，基本方法是: ①用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律求感應(yīng)電動勢的大小和方向。②求回路中電流強(qiáng)度。③分析研究導(dǎo)體受力情況（包含安培力，用左手定則確定其方向）。④列動力學(xué)方程或平衡方程求解。 （2）電磁感應(yīng)力學(xué)問題中，要抓好受力情況，運(yùn)動情況的動態(tài)分析，導(dǎo)體受力運(yùn)動產(chǎn)生感應(yīng)電動勢→感應(yīng)電流→通電導(dǎo)體受安培力→合外力變化→加速度變化→速度變化→周而復(fù)始地循環(huán)，循環(huán)結(jié)束時，加速度等于零，導(dǎo)體達(dá)穩(wěn)定運(yùn)動狀態(tài)，抓住a=0時，速度v達(dá)最大值的特點(diǎn)。 8、電磁感應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化問題 導(dǎo)體切割磁感線或閉合回路中磁通量發(fā)生變化，在回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能或其他形式能量便轉(zhuǎn)化為電能，具有感應(yīng)電流的導(dǎo)體在磁場中受安培力作用或通過電阻發(fā)熱，又可使電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或電阻的內(nèi)能，因此，電磁感應(yīng)過程總是伴隨著能量轉(zhuǎn)化，用能量轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)研究電磁感應(yīng)問題常是導(dǎo)體的穩(wěn)定運(yùn)動（勻速直線運(yùn)動或勻速轉(zhuǎn)動），對應(yīng)的受力特點(diǎn)是合外力為零，能量轉(zhuǎn)化過程常常是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，解決這類問題的基本方法是: （1）用法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律確定感應(yīng)電動勢的大小和方向。 （2）畫出等效電路，求出回路中電阻消耗電功率表達(dá)式。 （3）分析導(dǎo)體機(jī)械能的變化，用能量守恒關(guān)系得到機(jī)械功率的改變與回路中電功率的改變所滿 足的方程。 9、電磁感應(yīng)中圖像問題 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中圖像問題的分析，要抓住磁通量的變化是否均勻，從而推知感應(yīng)電動勢 （電流）大小是否恒定。用楞次定律判斷出感應(yīng)電動勢（或電流）的方向，從而確定其正負(fù)，以及在坐標(biāo)中的范圍。 另外，要正確解決圖像問題，必須能根據(jù)圖像的意義把圖像反映的規(guī)律對應(yīng)到實(shí)際過程中去，又能根據(jù)實(shí)際過程的抽象規(guī)律對應(yīng)到圖像中去，最終根據(jù)實(shí)際過程的物理規(guī)律進(jìn)行判斷。 第五章 交變電流 1、交變電流:大小和方向都隨時間作周期性變化的電流，叫做交變電流。按正弦規(guī)律變化的電動勢、電流稱為正弦交流電。 2、正弦交流電 ----（1）函數(shù)式：e=Emsinωt （其中E m =NBSω） （2）線圈平面與中性面重合時，磁通量最大，電動勢為零，磁通量的變化率為零，線圈平面與中心面垂直時，磁通量為零，電動勢最大，磁通量的變化率最大。 （3）若從線圈平面和磁場方向平行時開始計(jì)時，交變電流的變化規(guī)律為i=I m cosωt。。 （4）圖像:正弦交流電的電動勢e、電流i、和電壓u，其變化規(guī)律可用函數(shù)圖像描述。 3、表征交變電流的物理量 （1）瞬時值:交流電某一時刻的值，常用e、u、i表示。 （2）最大值:E m =NBSω，最大值E m （U m ，I m ）與線圈的形狀，以及轉(zhuǎn)動軸處于線圈平面內(nèi)哪個位置無關(guān)。在考慮電容器的耐壓值時，則應(yīng)根據(jù)交流電的最大值。 （3）有效值:交流電的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來規(guī)定的。即在同一時間內(nèi)，跟某一交流電能使同一電阻產(chǎn)生相等熱量的直流電的數(shù)值，叫做該交流電的有效值。 ①求電功、電功率以及確定保險絲的熔斷電流等物理量時，要用有效值計(jì)算，有效值與最大值之間的關(guān)系 E=Em/ ，U=Um/ ，I=Im/ 只適用于正弦交流電，其他交變電流的有效值只能根據(jù)有效值的定義來計(jì)算，切不可亂套公式。②在正弦交流電中，各種交流電器設(shè)備上標(biāo)示值及交流電表上的測量值都指有效值。 （4）周期和頻率 ----周期T:交流電完成一次周期性變化所需的時間。在一個周期內(nèi)，交流電的方向變化兩次。 頻率f:交流電在1s