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高中物理公式大总结(二)

时间: 2016-09-06 14:42:43 作者: 佚名 点击:

  六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化)

  1.动量:p=mv {p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}

  3.冲量:I=Ft {I:冲量(N•s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F决定}

  4.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}

  5.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’´也可以是m1v1+m2v2=m1v1´+m2v2´

  6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系统的动量和动能均守恒}

  7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}

  8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后连在一起成一整体}

  9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:

  v1´=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2´=2m1v1/(m1+m2)

  10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)

  11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失

  E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对 {vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移}

  注:

  (1)正碰又叫对心碰撞,速度方向在它们“中心”的连线上;

  (2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算;

  (3)系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力,则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等);

  (4)碰撞过程(时间极短,发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;

  (5)爆炸过程视为动量守恒,这时化学能转化为动能,动能增加;(6)其它相关内容:反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行〔见第一册P128〕。

  七、功和能(功是能量转化的量度)

  1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角}

  2.重力做功:Wab=mghab {m:物体的质量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)}

  3.电场力做功:Wab=qUab {q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb}

  4.电功:W=UIt(普适式) {U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}

  5.功率:P=W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}

  6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬时功率,P平:平均功率}

  7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f)

  8.电功率:P=UI(普适式) {U:电路电压(V),I:电路电流(A)}

  9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)}

  10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt

  11.动能:Ek=mv2/2 {Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}

  12.重力势能:EP=mgh {EP :重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}

  13.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)}

  14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):

  W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK

  {W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}

  15.机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2

  16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP

  注:

  (1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;

  (2)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);

  (3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少

  (4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件:除

  重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;*(7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。

  八、分子动理论、能量守恒定律

  1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米

  2.油膜法测分子直径d=V/s {V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积(m)2}

  3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。

  4.分子间的引力和斥力(1)r10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0

  5.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的),W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕}

  6.热力学第二定律

  克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性);

  开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕}

  7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)}

  注:

  (1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;

  (2)温度是分子平均动能的标志;

  (3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;

  (4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;

  (5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0;温度升高,内能增大ΔU>0;吸收热量,Q>0

  (6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零;

  (7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;

  (8)其它相关内容:能的转化和定恒定律〔见第二册P41〕/能源的开发与利用、环保〔见第二册P47〕/物体的内能、分子的动能、分子势能〔见第二册P47〕。

  九、气体的性质

  1.气体的状态参量:

  温度:宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志

  热力学温度与摄氏温度关系:T=t+273 {T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}

  体积V:气体分子所能占据的空间,单位换算:1m3=103L=106mL

  压强p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力,标准大气压:

  1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)

  2.气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大

  3.理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恒量,T为热力学温度(K)}

  注:

  (1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;

  (2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的单位,t为摄氏温度(℃),而T为热力学温度(K)。

  十、电场

  1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍

  2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N•m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}

  3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}

  4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}

  5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}

  6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}

  7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q

  8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}

  9.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)}

  10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}

  11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)

  12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}

  13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)

  常见电容器〔见第二册P111〕

  14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/2

  15.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)

  类平 垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)

  抛运动 平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m

  注:

  (1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;

  (2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;

  (3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];

  (4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;

  (5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;

  (6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;

  (7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;

  (8)其它相关内容:静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕

  等势面〔见第二册P105〕。

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